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La présente invention est relative à la fabrication de pièces moulées en coquille, et notamment de pièces en magnésium, au cours de laquelle il y a avantage à empêcher l'air d'entrer en contact avec le magnésium fondu pour éviter l'oxydation de ce métal.
Plus spécialement l'invention concerne une machine pour le moulage en coquille utilisant des moyens assurant l'alimentation continue ou le renouvellement du magnésium du creuset en empêchant le contact de l'air avec le métal qui s'y trouve pour éliminer .le risque d'oxydation et permettre d'obtenir des moulages parfaits.
Plus spécialement, l'invention concerne l'alimentation continue du creuset de l'appareil de coulée.
Suivant un mode d'exécution particulier, l'invention prévoit des moyens'destinés à maintenir le creuset en position fixe, tandis que d'autres moyens facilitent le basculement du bec de
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coulée dans ledit creuset, tout en assurant une étanchéité suffi- sante.
Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre 'd'exemples: la Fig. 1 est une coupe schématique d'un mode d'exécution de creuset, montrantl'alimentation du creuset en magnésium; la Fig. la est une vue d'une partie du mécanisme de la Fig..l, représentée séparée, montrant en détail la construction des commandes électriques et régulatrices-de l'alimentation en magnésium; la Fig. 2 est une vue partielle analogue à la Fig. 1 d'une variante; la Fig. 3 est une vue en perspective de certaines pièces de la Fig. 2, représentées en parties séparées.
Sur la Fig. 1 on voit le creuset 10 d'un appareillage pour le moulage en coquille du magnésium,ce creuset comportant un bec de coulée 11 par lequel le métal du creuset s'écoule par l'in termédiaire d'un obturateur 12 actionné par un plongeur 13, travail- lant dans un manchon vertical 14. A la base du manchon vertical 14 se trouve une plaque 15 faisant partie de la paroi supérieure 16 du creuset.
A l'extrémité supérieure du bec de coulée 11 se trouve une buse 17 que traverse le métal fondu pour venir dans la cavité 18 de deux demi-coquilles dont l'une est représentée en 19. La cavité 18 représentée sur le dessin a la forme convenant à la fabrication d'un écrou à oreilles, l'écrou se formant sur une tige 20 jouant le rôle de noyau de moulage et servant à extraire la pièce moulée de la coquille ainsi qu'à réaliser un alésage dans le corps de la pièce, comme on le comprend.
Le manchon 14 est porté par un bras en porte-à-faux 21 muni d'un axe 22 grâce auquel le mouvement de basculement du creuset rapprochera et éloignera la buse 17 de la coquille pour les coulées successives. Le mouvement du creuset décrira un arc de cercle 24, @ représenté en trait mixte, et dont le rayon est indiqué par la flèche
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23. On définira plus loin ledit arc de cercle.
Sur la fig. 1 on remarque en 25 une partie de l'enve- loppe de l'appareil de chauffage dans lequel le creuset 10 est po-rté et mobile. Une telle enveloppe est connue et, comme ëlle ne fait pas partie de l'invention, elle ne sera ni décrite ni repré- sentée plus amplement.
Quand on veut charger le creuset pour la première fois de façon que le magnésium atteigne le niveau 26, on utilise une ouverture 27 ménagée dans la paroi supérieure 16, fermée par un couvercle 28 muni d'une charnière 29 et d'une poignée 30 pour en faciliter l'ouverture et la fermeture.
La paroi supérieure 16 du creuset comporte une ouverture circulaire 31 dont le centre est situé sur l'arc de cercle 24 de rayon 23 ainsi qu'on l'a représenté schématiquement. Un lingot long
32 constitue la source d'alimentation en magnésium. Le diamètre et l'état de surface de ce lingot lui permettent de passer très exacte- ment mais librement dans l'ouverture circulaire 31 de façon qu'en basculant, le creuset se déplacera le long du lingot sans le coincer.
Le lingot est suspendu librement de façon que son inclinaison se modifie automatiquement*
Il y a lieu de souligner maintenant que le mouvement global du creuset est de faible amplitude et juste suffisant pour séparer la base 17 de la surface de la coquille et lui éviter un chauffage exagéré ou, en d'autres termes, pour faciliter l'action de refroidissement normale de la coquille entre deux injections successives de métal dans sa cavité,
De ce qui précède, il apparaît clairement que l'espace ' intérieur 33 du creuset situé au-dessus du niveau 26 de métal fondu est pratiquement isolé. On introduit dans cet espace un gaz inerte par un tube 34 qui, dans le mode de réalisation représenté est disposé dans la plaque 15.
Cette arrivée de gaz est continue pour compenser les fuites qui pourraient se produire par l'ouverture
31 ou l'ouverture 27.
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Pour réaliser des moulages en magnésium coulés en coquille on peut utiliser de l'anhydride sulfureux, SO2, pour éviter l'oxydation du magnésium chauffé. Un pyromètre 35 est monté dans la plaque 15 et plonge dans le métal du creuset pour contrôler et régler la température de ce métal par des moyens qui ne font pas partie de l'invention.
La commande de l'avance du lingot 32, pour renouveler la masse de magnésium du creuset en proportion de la consommation qu'on en fait pour réaliser des moulages, est assurée par un méca- nisme automatique de commande et de réglage d'alimentation schéma- tiquement représenté à la Fig. la. Il comprend une longue chaîne 36 dont une extrémité porte une cuvette 37 destinée à se fixer à l'extrémité supérieure du lingot ainsi qu'on l'a représenté schéma- tiquement à la Fig. 1. L'autre extrémité de la chaîne porte une poignée ou boule 38, Visible sur la fig. la.
La chaîne 36 passe sur une roue dentée 39 tournant autour d'un axe 40 auquel; est fixé un rochet 41. Un cliquet 42 est fixé à la roue dentée. Un ressort 43 le maintient normalement en prise avec le rochet 41. On voit donc que, lorsque le poids du lingot 32 tend à tirer la chaîne vers le bas dans le sens de la flèche 44 fig. la l'arbre 40 sera mis en rotation par l'intermé- diaire de l'ensemble cliquet-rochet dans le sens de la flèche 46 ainsi qu'une grande roue dentée 45 fixée sur ledit arbre.
Un arbre de régulateur 47 adjacent à la périphérie de la grande roue dentée 45, porte un pignon 48 engrenant avec celle-ci. Deux palettes régulatrices 49 sont également montées, opposées l'une à l'autre, sur l'arbre 47, radialement par rapport à lui, comme on le voit. Les palettes 49 en tournant à grande vi- tesse et en frottant contre l'air ont pour effet d'interrompre ou de ralentir l'abaissement du lingot 32, quand ce dernier n'est pas retenu pour renouveler la masse en fusion, grâce à des dispositifs qui seront décrits par la suite. Un tambour de frein 50 est égale- ment monté sur l'arbre 47.
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Un sabot de frein 54 est monté pivotant en 53 à une des extrémités d'un levier 52 monté sur un axe 51. L'autre extrémité du levier est articulée en 55 à l'extrémité extérieure du noyau 56 d'un solénolde 57. Les fils d'amenée de courant au solénoide sont représentés en 58 et 59 et un interrupteur est représenté, schématiquement, en 60. Ce dernier pourra, par exemple, être un micro-interrupteur, tel que celui de la Fig. 1, dont le contact réglable 61 est porté par un bras 62 fixé, à un arbre 63. Cet arbre 63 passe à l'intérieur du creuset 10 dans l'espace 33 au-dessus du niveau 26 du métal fondu. A l'intérieur du creuset un bras de flotteur 64 est fixé à l'arbre 63. L'extrémité libre de ce bras porte un flotteur 65.
Il est bon de souligner ici que le bras 62, de même que l'interrupteur 60 sera, de préférence, placé assez loin du creuset de façon à éviter un échauffement exagéré de l'interrup- teur et on pourra utiliser à cette fin des éléments isolants. Le flotteur 65 sera, de préférence, en une matière inattaquable par le magnésium chaud et il y aura avantage à ce qu'il soit creux et, par conséquent, plus léger que le magnésium. On pourra utiliser du graphite ou d'autres matières analogues.
Il ressort de ce qui précède que, après que le creuset a été rempli, initialement, de magnésium jusqu'au niveau 26 (Fig. 1), la chaîne 36 sera actionnée à l'aide de la boule 38 de façon à faire tourner la roue dentée 39 dans le sens opposé à celui de la flèche 46 ce qui élèvera la cuvette de fixation 37 jusqu'à ce qu'elle soit très près du mécanisme de commande, autre- ment dit, adjacente à l'arbre 40. Au cours de ce mouvement, le cli quet 42 tourne librement autour du rochet 41, l'arbre 40 restant immobile.
On introduit alors un lingot 32, à travers couverture 31, dans l'espace 33 et on l'amène dans une position adjacente au niveau 26, puis l'extrémité supérieure du lingot est fixée à la cuvette 37
Quand les pièces occupent ces positions, on supposera que le flotteur occupe sa position haute et excite ainsi le solénoïde
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ce qui a pour résultat d'appliquer le sabot de frein 54 contre le tambour de frein 50 et d'empêcher la rotation de la roue dentée 45. Quand le niveau 26 du magnésium s'abaisse dans le creuset 10 jusqu'à un point où le circuit d'alimentation du, solénolde est interrompu, le sabot de frein s'éloigne du tambour 50 et le lingot 32 s'abaisse avec la lenteur voulue, pour assurer l'alimenta- tion du creuset,
grâce au freinage effectué par les palettes régulatrices 49 qui tournent à grande vitesse. Quand le lingot pénètre dans la masse de métal fondu le niveau de celui-ci reprend sa valeur primitive ce qui referme le circuit en soulevant le flotteur 65 et, par conséquent, applique à nouveau le sabot de frein 54 et empêche le lingot de continuer à descendre. Cette opération s'effectue par intermittence et renouvelle la charge de métal du creuset en fonction de la consommation de métal pour les moulages.
Quand le lingot long est sur le point d'être entièrement consommé, la partie restante est détachée de la cuvette de fixation 37 et peut soit être jetée dans le creuset soit être envoyée à la refonte, puis la chaîne est relevée et un nouveau lingot mis en place et fixé à la cuvette 37. Pendant cette manoeuvre le nouveau lingot peut être placé de façon à être rapidement inséré dans l'ouverture 31 ou bien on peut, si on le désire placer un couvercle temporaire sur l'ouverture pour éviter une fuite excessive de gaz inerte pendant la manoeuvre.
Il convient de signaler ici que le gaz est maintenu à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique.
Les Fig. 2 et 3 représentent une variante du procédé selon l'invention, utilisant tous les mécanismes de la fig. la et une partie des mécanismes de la Fig. 1 et consistant principale- ment à utiliser un creuset fixe 66 au lieu du creuset basculant 10, ledit creuset 66 étant monté dans une enveloppe chauffante dont on voit une partie 67. Dans ce mode d'exécution, la partie ¯avant de la paroi supérieure 68 du creuset est pourvue d'une grande ouverture 69 dont les bords présentent un biseau 70. Un tube 34' sert à l'intro-
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duction de gaz inerte; ce tube est semblable au tube 34 de la Fig.l.
Une plaque 71 destinée à guider le bec de coulée et pourvue d'une grande ouverture rectangulaire 72 glisse sur le biseau 70. Un bec de coulée et ses accessoires sont représentés schématiquement en 73; 1-'ensemble comprend un plateau 74 s'adaptant exactement mais librement dans l'ouverture 72 et le bec de coulée proprement dit 75 dont l'extrémité supérieure 76 fait saillie au-dessus du plateau 74 est muni d'une buse 77. L'ensemble 73 comprend en outre un manchon vertical 78 solidaire d'un bras 79, analogue au bras 21 précédemment décrit, et pivotant autour d'un axe 80.
On voit en 81 le plongeur à piston agissant dans ledit ensemble pour assurer l'écoulement du métal fondu par le bec 75 et la buse 77. Les diverses pièces de ce mécanisme ne seront pas @ décrites car elles sont connues et ne font.pas partie de l'invention.
La paroi supérieure 68 du creuset 66 présente une ouver- ture 82 dans laquelle un lingot 32', semblable au lingot 32, s'in- troduit très exactement de façon à se déplacer verticalement et à pénétrer dans le creuset pour y renouveler la charge de métal en fondant et y maintenir 1 e niveau de magnésium fondu à hauteur de la ligne 26' (fig. 2). En d'autres termes, si le creuset 66 reste fixe, @ le lingot 32' peut se'déplacer librement dans le sens vertical, sans ce coincer,grâce au mécanisme de commande représenté à la
Fig. la
Bien entendu un dispositif, analogue au tube 34 est prévu pour introduire un gaz inerte dans l'espace 33' situé au-dessus 'du niveau 26', ainsi qu'un pyromètre analogue au pyromètre 35.
Le creuset 66 restant fixe, l'ensemble 73 comprenant le bec de coulée ' bascule autour de l'axe 80 pour approcher ou éloigner la buse 77 de la coquille, comme dans le cas de la Fig. 1. Au cours de ce mou- vement, la plaque 71 glisse sur le biseau 70 et l'ensemble
73 se déplace verticalement dans l'ouverture 72. L'amplitude du
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déplacement de la plaque est inférieure à la distance correspondant à la surface de la partie du creuset sur laquelle ladite plaque repose, grâce à quoi aucune ouverture n'apparaît à la partie supérieure du creuset 66 quand l'extrémité du bec de coulée 75 quitte la buse 77. Et si l'état de surface des pièces en contact est correct, il n'y aura pas de fuite de gaz inerte entre les pièces 71 et 70 ni entre 74 et 72.
En outre, l'ajustement précis du lingot 32' dans l'ouverture 82 contribuera aussi à assurer l'étanchéité de l'ensemble et par suite à diminuer la consommation de gaz inerte.
Un autre avantage du mode opératoire des Figs. 2 et 3 vient de ce qu'il ne se produit aucune agitation de métal fondu dans le creuset contrairement à ce qui pourrait se produire avec le système représenté à la Fig. 1.
L'ouverture 69 du creuset fixe 66 est assez grande pour correspondre au mouvement de basculement de l'ensemble 73 comprenant le bec de coulée.
Avec un appareil tel que celui qu'on vient de décrire, il est visible que l'alimentation discontinue en matière correspon- dra aux dimensions des pièces moulées dans la coquille. Pour la production de moulages de grandes dimensions on aura plus fréquem- ment recours à l'alimentation automatique que pour les moulages de petites dimensions. Dans tous les cas, le niveau du métal fondu dans le creuset variera entre des limites déterminées réglées par le mécanisme à flotteur et le dispositif électrique ou autre qu'il actionne. Les dimensions des lingots varieront selon les divers types et les diverses capacités de machines. De même, la construc- tion du régulateur sera modifiée proportionnellement, pour s'adapter à la variation de poids du lingot employé.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples.