Procédé de fonte sous pression d'objets en métal et machine à injecter permettant la mise en aeuvre du procédé La présente invention a pour objet un pro cédé de fonte sous pression d'objets en métal, dans lequel une charge de métal fondu est chassée par un piston d'injection dans un moule donnant la forme définitive à l'objet.
Ce procédé est caractérisé par le fait qu'après avoir versé la charge de métal dans le cylindre d'injection, on commande, un pre mier déplacement du piston d'injection pour que celui-ci ferme l'orifice de remplissage du- dit cylindre, en ce qu'on aspire l'air contenu dans le cylindre d'injection et dans le moule depuis la partie arrière dudit cylindre, l'injec tion du métal dans le moule n'étant comman dée qu'après ladite phase d'aspiration de l'air par l'arrière du cylindre d'injection.
L'invention a aussi pour objet une machine à injecter permettant la mise en oeuvre du pro cédé défini ci-dessus. Cette machine comprend un bâti sur lequel est fixé un moule, un cylin dre d'injection et un piston d'injection relié à un mécanisme moteur l'entramant en mouve ment, un dispositif de commande étant destiné à commander chaque mouvement d'injection, une pompe d'aspiration permettant d'aspirer l'air contenu dans le moule.
Elle est caracté risée en ce qu'elle comprend une conduite re liant ladite pompe d'aspiration à la partie ar rière du cylindre d'injection pour permettre l'aspiration de l'air contenu dans le moule à partir du cylindre d'injection, après que le pis- ton d'injection a obturé l'orifice de remplis sage dudit cylindre.
Le dessin annexé représente à titre d'exem ple et sous forme de schéma, une forme d'exé cution de la machine selon l'invention-.
A l'instar d'autres machines à injecter de construction connue, cette machine comprend un bâti 1 sur lequel est fixé un moule formé de deux coquilles 2 et 3. Un mécanisme de verrouillage (non représenté) est destiné à maintenir serrées l'une contre l'autre les deux coquilles 2 et 3.
Un cylindre d'injection 4 est logé dans la partie supérieure du bâti 1. Un piston d'injec tion 5 est susceptible de coulisser dans ce cy lindre 4 sous l'action d'un mécanisme moteur. Dans le cas particulier, ce mécanisme moteur est constitué par un piston 6, commandé par un liquide sous pression. Ce piston 6 coulisse dans un cylindre 7, solidaire du bâti de la machine.
Le liquide sous pression destiné à l'action- nement du piston 6 est fourni par une pompe (non représentée), qui aspire le liquide d'un réservoir et le refoule dans un circuit hydrau lique d'alimentation générale de la machine.. Sur ce circuit hydraulique est intercalé un bloc de commande permettant la manoeuvre de la machine. Le cylindre 7 du piston de com mande 6 est alimenté en liquide sous pression à partir de ce bloc de commande, par l'inter- médiaire d'une conduite 8 qui, dans le cas par ticulier, est contrôlée par deux vannes 9 et 10 à commande électromagnétique.
La première vanne 9 est destinée à déterminer un mouve ment relativement lent du piston 6 et la vanne 10 est destinée à la commande de la phase d'injection rapide du piston 5.
Cette machine est, en outre, munie d'une pompe d'aspiration d'air (non représentée), destinée à aspirer l'air contenu dans la forme 11 du moule et dans le cylindre 4 avant l'in jection rapide du métal fondu dans le moule. Cette pompe d'aspiration est reliée à la partie arrière du cylindre d'injection 4 par une con duite 12. Une vanne de réglage 13 est montée sur cette conduite, ainsi qu'une vanne à com mande électromagnétique 14.
D'autre part, un manomètre 15 à contact 16 est branché sur la conduite 12, entre le, cy lindre 4 et la vanne 14. ' L'alimentation en courant des différentes vannes électromagnétiques a lieu à partir de bornes 17. La machine comprend, en outre, un commutateur 18 destiné à être commandé par la tige 19 du piston d'injection, par l'inter médiaire d'un taquet 20 fixé à celle-ci.
Il est à noter que la charge du cylindre d'injection 4 en métal fondu s'effectue en ver sant celui-ci par une ouverture 21 lorsque le piston 5 est dans la position de retrait repré sentée en traits pleins.
Le fonctionnement de la machine décrite ci-dessus est le suivant Après que l'opérateur a versé une charge de métal fondu dans le cylindre 4 par l'ouver ture 21 et manoeuvré le bloc de commande pour provoquer l'envoi de liquide sous pres sion dans la conduite 8, ledit liquide sous pression parvient au cylindre 7 en passant par la vanne à commande électromagnétique 9, maintenue ouverte par le courant électrique en provenance des bornes 17 et qui alimente la dite vanne par l'intermédiaire du commuta teur "18.
Le liquide sous pression provoque un premier déplacement des pistons 5 et 6 vers la gauche par rapport au dessin, jusqu'à fer meture complète de l'ouverture 21 de remplis- sage du cylindre 4. Le taquet 20 est disposé sur la tige 19 de manière à provoquer le bas- culement du commutateur 18 dès que l'ouver ture 21 a été obturée par le piston 5. Le bas- culement dudit commutateur 18 provoque la fermeture de la vanne 9 d'une part et, d'autre part, l'ouverture de la vanne électromagnéti que 14 commandant la phase d'aspiration de l'air contenu dans le moule. La vanne 9 étant fermée, le piston 5 est donc immobilisé à l'en trée du cylindre 4.
L'air contenu dans le cylin dre 4 et dans la forme 11 du moule est donc aspiré par la conduite 12 et, lorsqu'un vide déterminé a été atteint dans le moule,. le manomètre 15 provoque par son aiguille la fermeture des contacts 16, ce qui détermine l'ouverture de la vanne à commande électro magnétique 10. L'ouverture de celle-ci com mande la phase d'injection rapide du métal dans le moule.
Il est à noter que les gorges annulaires 22 ménagées dans le piston d'injection 5 permet tent à l'aspiration d'air de se faire, même à l'arrière de la face frontale 23 du piston 5, ce qui contribue .à l'obtention d'un vide plus poussé dans le moule.
L'injection étant terminée, le bloc de com mande peut être manoeuvré pour provoquer, d'une part, un mouvement de recul des pistons 5 et 6 et, d'autre part, l'ouverture du moule, c'est-à-dire la séparation des deux coquilles 2 et 3. Au cours de l'ouverture du moule, les extracteurs 24 poussent la pièce formée à l'ex térieur du moule. Après refermeture du moule, la machine est prête pour une nouvelle opéra tion d'injection.
De nombreuses variantes de la machine décrite ci-dessus pourraient être imaginées ainsi, par exemple, les gorges 22 du piston 5 pourraient être supprimées. En outre, un dis positif à contact ou autre pourrait être prévu pour provoquer l'arrêt de la phase d'aspiration d'air, c'est-à-dire provoquer la fermeture de la vanne 14, soit dès la commande de la phase d'injection rapide du piston 5, soit peu de temps après la commande de cette phase.
Dans une autre forme d'exécution, la ma chine pourrait être munie de moyens permet- tant une aspiration d'air secondaire dans le moule lui-même, aspiration commandée soit simultanément à l'aspiration d'air par le cylin dre 4, soit après celle-ci. Lesdits moyens com prendraient donc une conduite d'aspiration d'air faisant communiquer l'espace intérieur du moule avec la pompe d'aspiration, cette conduite pouvant être commandée par une vanne du genre de la vanne 14 et un clapet pouvant être monté dans le moule pour pro voquer la fermeture de l'orifice d'entrée de cette conduite dès que le métal fondu a rempli le moule.
Un tel dispositif ne sera pas décrit en détail ici, étant donné qu'il fait l'objet du brevet suisse No 306274.
De préférence, lorsque la machine est agencée pour effectuer la phase secondaire d'aspiration d'air, la conduite 12 est reliée à un réservoir à vide, alors que la conduite d'as piration aboutissant au moule est reliée à la pompe d'aspiration elle-même.
En variante encore, le dispositif de com mande du mouvement d'injection du piston 5 pourrait être agencé de manière à provoquer, après la phase d'aspiration d'air par l'arrière du cylindre d'injection, c'est-à-dire par la con duite 12, un déplacement lent du piston d'in jection 5 vers l'avant. Dans ce cas, un contact électrique serait disposé dans le moule, ce contact étant destiné à être fermé par le métal fondu lui-même lorsque ce dernier arrive à son niveau. La fermeture de ce contact provoque rait alors le mouvement d'injection rapide du piston d'injection 5. Un tel dispositif à contact électrique fermé par le métal fondu lui-même a aussi été décrit dans le brevet suisse No 306274 précité.
Method of melting metal objects under pressure and an injection machine allowing the implementation of the method The present invention relates to a process for melting metal objects under pressure, in which a charge of molten metal is expelled by an injection piston in a mold giving the final shape to the object.
This process is characterized by the fact that after having poured the charge of metal into the injection cylinder, a first movement of the injection piston is ordered so that the latter closes the filling orifice of said cylinder. , in that the air contained in the injection cylinder and in the mold is sucked from the rear part of said cylinder, the injection of the metal into the mold being controlled only after said suction phase air from the rear of the injection cylinder.
The subject of the invention is also an injection machine allowing the implementation of the process defined above. This machine comprises a frame on which is fixed a mold, an injection cylinder and an injection piston connected to a motor mechanism driving it in motion, a control device being intended to control each injection movement, a suction pump for sucking the air contained in the mold.
It is characterized in that it comprises a pipe connecting said suction pump to the rear part of the injection cylinder to allow the suction of the air contained in the mold from the injection cylinder, after the injection piston has closed the filling orifice of said cylinder.
The accompanying drawing shows, by way of example and in the form of a diagram, one embodiment of the machine according to the invention.
Like other injection machines of known construction, this machine comprises a frame 1 on which is fixed a mold formed of two shells 2 and 3. A locking mechanism (not shown) is intended to hold tight one. the two shells 2 and 3 against the other.
An injection cylinder 4 is housed in the upper part of the frame 1. An injection piston 5 is capable of sliding in this cylinder 4 under the action of a driving mechanism. In the particular case, this motor mechanism consists of a piston 6, controlled by a pressurized liquid. This piston 6 slides in a cylinder 7, integral with the frame of the machine.
The pressurized liquid intended for actuating the piston 6 is supplied by a pump (not shown), which sucks the liquid from a reservoir and delivers it to a hydraulic circuit for the general supply of the machine. this hydraulic circuit is interposed with a control unit allowing the operation of the machine. The cylinder 7 of the control piston 6 is supplied with liquid under pressure from this control unit, via a pipe 8 which, in the particular case, is controlled by two valves 9 and 10. electromagnetically controlled.
The first valve 9 is intended to determine a relatively slow movement of the piston 6 and the valve 10 is intended to control the rapid injection phase of the piston 5.
This machine is, moreover, provided with an air suction pump (not shown), intended to suck the air contained in the form 11 of the mold and in the cylinder 4 before the rapid injection of the molten metal. in the mold. This suction pump is connected to the rear part of the injection cylinder 4 by a pipe 12. An adjusting valve 13 is mounted on this pipe, as well as an electromagnetic control valve 14.
On the other hand, a pressure gauge 15 with contact 16 is connected to the pipe 12, between the cylinder 4 and the valve 14. The current supply of the various electromagnetic valves takes place from terminals 17. The machine comprises , in addition, a switch 18 intended to be controlled by the rod 19 of the injection piston, through the intermediary of a cleat 20 fixed thereto.
It should be noted that the charging of the injection cylinder 4 with molten metal is effected by worming the latter through an opening 21 when the piston 5 is in the retracted position shown in solid lines.
The operation of the machine described above is as follows After the operator has poured a charge of molten metal into cylinder 4 through opening 21 and operated the control block to cause liquid to be sent under pressure in line 8, said pressurized liquid reaches cylinder 7 via the electromagnetically controlled valve 9, kept open by the electric current coming from terminals 17 and which supplies said valve by means of switch "18.
The pressurized liquid causes a first displacement of the pistons 5 and 6 to the left with respect to the drawing, until the complete closing of the filling opening 21 of the cylinder 4. The stopper 20 is arranged on the rod 19 of the cylinder. so as to cause the switch 18 to tilt as soon as the opening 21 has been closed by the piston 5. The tilting of said switch 18 causes the closing of the valve 9 on the one hand and, on the other hand, the opening of the electromagnetic valve 14 controlling the suction phase of the air contained in the mold. The valve 9 being closed, the piston 5 is therefore immobilized at the entry of the cylinder 4.
The air contained in the cylinder dre 4 and in the form 11 of the mold is therefore sucked in through the pipe 12 and, when a determined vacuum has been reached in the mold ,. the manometer 15 causes by its needle the closing of the contacts 16, which determines the opening of the electromagnetic control valve 10. The opening of the latter commands the phase of rapid injection of the metal into the mold.
It should be noted that the annular grooves 22 formed in the injection piston 5 allow air to be sucked in, even at the rear of the front face 23 of the piston 5, which contributes. 'obtaining a higher vacuum in the mold.
The injection being completed, the control unit can be maneuvered to cause, on the one hand, a backward movement of the pistons 5 and 6 and, on the other hand, the opening of the mold, that is to say. ie the separation of the two shells 2 and 3. During the opening of the mold, the extractors 24 push the formed part outside the mold. After reclosing the mold, the machine is ready for a new injection operation.
Many variations of the machine described above could be imagined thus, for example, the grooves 22 of the piston 5 could be omitted. In addition, a positive contact or other device could be provided to cause the stopping of the air suction phase, that is to say to cause the closing of the valve 14, or from the control of the phase. rapid injection of piston 5, ie shortly after this phase has been ordered.
In another embodiment, the machine could be provided with means allowing a secondary air suction in the mold itself, suction controlled either simultaneously with the air suction by the cylinder 4, or after this one. Said means would therefore comprise an air suction pipe making the interior of the mold communicate with the suction pump, this pipe being able to be controlled by a valve of the type of valve 14 and a valve which can be mounted in the valve. mold to cause the inlet of this pipe to close as soon as the molten metal has filled the mold.
Such a device will not be described in detail here, since it is the subject of Swiss patent No. 306274.
Preferably, when the machine is arranged to perform the secondary air suction phase, line 12 is connected to a vacuum tank, while the suction line leading to the mold is connected to the suction pump. herself.
As a further variant, the device for controlling the injection movement of the piston 5 could be arranged so as to cause, after the phase of suction of air from the rear of the injection cylinder, that is to say say through the duct 12, a slow movement of the injection piston 5 forwards. In this case, an electrical contact would be placed in the mold, this contact being intended to be closed by the molten metal itself when the latter reaches its level. Closing this contact would then cause the rapid injection movement of the injection piston 5. Such an electrical contact device closed by the molten metal itself has also been described in Swiss patent No. 306274 cited above.