"PERFECTIONNEMENTS AUX UNITES D'ALIMENTATION NOTAMMENT
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La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux unités d'alimentation, notamment pour chaînes de coulée continue et elle concerne, plus particulièrement, une unité d'alimentation automatique pour la coulée de divers métaux et alliage soit dans des moules métal, soit dans des moules sable et parmi ces derniers ceux dits en motte.
Il convient, avant d'aborder les dispositions principales de l'invention, de rappeler les difficultés rencontrées à l'occasion de la mise en oeuvre des moyens connus pour assurer la coulée des métaux.
Ces moyens sont constitués essentiellement par différents types de poches de coulée. Ces poches sont chargées le plus souvent sur un premier lieu de remplissage, au niveau d'un four de fusion, puis, elles sont trans-
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ou des moules à remplir.
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doivent contrôler manuellement le remplissage, le transfert et le déversement.
Ce mode de coulée nécessite, dans le cas particulier des chaînes de coulée dites continues, de très nombreux transferts de métal en fusion avec tous les dangers et inconvénients techniques inhérents à ce mode de coulée.
Parmi les inconvénients techniques on retiendra principalement la sujétion du transfert, les difficultés de contrôle de quantité de métal déversé dans les moules, les risques de débordements, des chutes de température entraînant des modifications moléculaires ou structurales
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de la matière en fusion en raison du temps de transfert et
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surtout, les difficultés de diversement de ladite matière
en fusion dans des moules portés par une chaîne portemoules qui avance en pas à pas et dont la zone d'immobilisation pour coulée se révèle toujours spatialement imprécise.
Parmi les dangers d'utilisation pour la main d'oeuvre on relèvera les risques causés par la conduite
de la poche, la proximité immédiate d'un métal en fusion,
la manipulation de la poche en particulier lors du remplissage des moules.
La présente invention a en conséquence pour but
de remédier à ces inconvénients par la création d'une unité de coulée automatique perfectionnée possédant en combinaison une importante réserve de métal en fusion sur le lieu
de coulée, des moyens de dosage pour chaque opération de coulée, des moyens d'indexation pour mettre en coïncidence
la ou les goulottes de coulée d'une unité avec les orifices de coulée dans les moules et enfin, des moyens propres à assurer automatiquement la coulée d'une quantité prédéterminée de métal en fusion.
L'invention concerne à cet effet une unité d'alimentation de métal en fusion, notamment pour le remplissage
de moules sur chaînes de coulée continue, unité d'alimentation caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison
d'une part, coul
- un chassis normalement stationnaire pendant l'opération de/ mais déplaçable sur un chemin de roulement, tel que rails, disposé parallèlement à une portion du trajet d'une chaîne porte-moules équipée d'un moyen d'avance pas à pas, le susdit châssis étant équipé d'un chariot mobile entre deux butées, ce chariot étant pourvu d'une poche chauffée constituant une réserve de métal maintenu en permanence à l'état de fusion, cette poche comprenant une ou plusieurs quenouilles contrôlant la délivrance du métal en fusion contenu dans la poche,
- d'autre part,
- une ou plusieurs goulottes de coulée disposées dans le susdit chariot mobile et propres à conduire le métal délivré de la poche aux trous de coulée des moules,
lesdites goulottes étant par ailleurs réglables en position dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement du chariot mobile et réglables angulairement en plan horizontal autour d'un point pivot, d'autre part encore,
- des moyens propres à contrôler la quantité de métal délivré par la ou les quenoulles, <EMI ID=6.1>
- des moyens d'indexation propres à commander des moyens de déplacement du chariot mobile pour obtenir une coïncidence exacte de position entre la ou les goulottes de coulée et le ou les trous de coulée des moules, ce grâce à quoi, on supprime toutes les sujétions dues au transfert et à la manutention des poches des dispositifs antérieurement connus, on augmente la productivité, on évite les pertes de matière et on protège la main-d'oeuvre qui n'a plus la charge du remplissage du déversement et du dosage d'une matière en fusion.
Suivant une caractéristique de l'invention la ou les quenouilles qui équipent la poche chauffée constituant
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une extrémité inférieure sphérique qui repose, à l'état
de fermeture des quenouilles, sur le siège d'une filière pouvant d'une part, être obturée à l'opposé, du siège de quenouille et, d'autre part, possédant une structure autorisant son démontage par l'extérieur de la poche. Par
leur composition, les quenouilles ne peuvent se figer dans le bain de métal ; par leur obturation extérieure, les filières autorisent un remplacement rapide des quenouilles
en cours de fonctionnement de l'unité étant donné qu'il n'est plus nécessaire de vidanger la poche comme dans les poches antérieurement connues, et enfin, le remplacement des filières peut être effectué après vidange sans avoir à pénétrer dans la poche.
Suivant une autre disposition de l'invention les déplacements du chariot porte goulottes entre les butées du châssis normalement stationnaire pendant l'opération de coulée, sont obtenus, de préférence par un vérin électromécanique assurant un déplacement du susdit chariot porte goulottes à une vitesse d'avance supérieure à la vitesse d'avance de la chaîne de coulée. Grâce à cette disposition la mise en coïncidence des goulottes et des trous de coulée sur les moules ou mottes est réalisée au moment de l'immobilisation de la chaîne de coulée après une avance d'un pas, cette mise en coïncidence interdisant tout risque de danger de débordement de métal liquide dès le début de l'opération de coulée.
Le réglage en position des goulottes de transfert de métal en fusion est obtenu d'une part, perpendiculairement
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"chariot intermédiaire déplaçable sur un chemin de roulement, d'autre part, angulairement, en plan horizontal autour d'un 9.
pivot porté par le chariot intermédiaire.
Cette disposition permet de couvrir toute la surface des moules ou mottes et de placer l'unité de moulage parallèlement à la voie des moules et non au-dessus comme dans la plupart des installations antérieurement connues dans le domaine de l'approvisionnement des chaînes de coulée continue.
Suivant un premier mode d'exécution les moyens pour le contrôle de la quantité de métal délivré par les quenouilles de la poche chauffée sont constitués par un détecteur infra-rouge disposé au voisinage d'un évent des moules portés par la chaîne de coulée continue, ce détecteur émettant un signal électrique appliqué au dispositif commandant la retombée et la fermeture des quenouilles lorsque le niveau de remplissage des moules est atteint.
Suivant un second mode d'exécution les moyens de contrôle de la quantité de métal délivré sont constitués par une bascule mécanique avec capteur à flexion en soi connu, cette bascule étant équipée d'une poche pouvant occuper au moins deux positions, l'une de remplissage et de pesée, l'autre de déversement dans une goulotte de coulée, la susdite bascule émettant après avoir atteint un seuil de consigne de
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dant la retombée et la fermeture des quenouilles avant le susdit déversement.
Enfin, suivant un troisième mode d'exécution, les moyens pour le contrôle de la quantité de métal délivré par les quenouilles sont constitués par un dispositif de tempori-4 sation émettant un signal électrique appliqué au dispositif:
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que le décompte du temps d'ouverture des quenouilles est atteint.
Suivant une caractéristique essentielle :le l'invention, les moyens d'indexation propres à commander les déplacements du chariot principal porte-goulottes sont constitués d'une part, par des repères portés par les moules ou mottes de la chaîne de moulage ou constitués par les espaces inter-moules, d'autre part, par des capteurs propres à émettre des signaux appliqués aux moyens de déplacement du cha-
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cidence avec les trous de coulée des moules ou des mottes et, des signaux appliqués au dispositif de commande d'ouverture des quenouilles lorsque la coïncidence des repères et des capteurs est obtenue.
On notera enfin que la poche de réserve de métal
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être également chauffée par brûleur à flamme.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation illustré, ici, à titre d'exemple sur les dessins ci-joints dans lesquels :
- la figure 1 est une vue frontale d'un premier mode de réalisation d'une unité de coulée automatique selon l'invention,
- la figure 2 est une vue latérale de l'unité de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe partielle suivant A-1 de la figure 2,
- la figure 4 est une vue de dessus de l'unité montrant le schéma de principe de son fonctionnement,
- la figure 5 est une vue frontale partiellement en coupe <EMI ID=17.1>
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montrant un autre mode d'exécution de l'unité,
- la figure 7 est une vue en coupe partielle à plus grande échelle montrant un mode d'exécution d'une quenouille adaptable à l'un quelconque des modes d'exécution de l'unité de coulée représenté aux figures 1 à 6.
Suivant l'invention et conformément aux dessins annexés, l'unité d'alimentation de métal en fusion est désignée par la référence générale 10. Cette unité se compose d'un premier châssis 11 normalement stationnaire pendant l'opération de coulée, ce châssis étant toutefois déplaçable sur un chemin de roulement 12, tel que rails, disposé parallèlement à une portion du trajet d'une chaîne de coulée continue désignée par la référence générale 13. Le châssis 11 équipé d'un groupe motoréducteur 14 entraînant les roues de manière telle que l'unité puisse être mise en place
et immobilisée dans la zone de coulée des moules et que soit également rendu possible un déplacement rapide hors de la
zone de travail.
Le châssis 11 est équipé d'un chariot 15 mobile entre deux butées 15a, 15b, portées par le châssis 11. Le chariot 15 est monté sur roues 16 qui reposent sur un tron-
,
çon de voie ferrée 17.
Les déplacements du chariot 15 sur le châssis 11 sont obtenus, dans l'exemple d'exécution représenté, par un vérin électro-mécanique 18 dont un mode d'exécution détaillé apparaîtra à l'examen de la figure 3. Le vérin électromécanique 18 est relié au châssis 11 par l'intermédiaire d'un support 19 solidaire de ce châssis. Le vérin électro-mécanique 18 comprend un moteur électrique 20 dont l'arbre de sor-
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L'arbre 23 est prolongé par une vis de commande 24 agissant
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de la vis 24 dans un sens ou dans un autre en fonction du sens de rotation imprimé à la vis 24. L'écrou 25 est relié par l'intermédiaire d'un point d'attache 26 au chariot 15.
On notera que les déplacements du chariot 15 sont parallèles à la voie de déplacement du châssis 11. Les déplacements rapides du chariot 15 ont pour but la mise en coïncidence de goulottes de coulée avec les orifices de coulée des moules portée par la chaîne de coulée continue laquelle assure le déplacement en pas à pas des moules ou mottes.
Le principe de l'indexation unité de coulée-moule sera décrit plus loin en référence à la figure 4.
Le chariot 15 comprend lui-même un chariot portegoulottes 27 muni de roues 28 en appui sur un chemin de roulement 29a perpendiculaire au chemin de roulement 17 du chariot 15.
Le chariot 27 est équipé d'une ou plusieurs goulottes 29 montées à pivot sur un axe vertical 30 porté par le
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autour du susdit axe.
Dans les figures 1 à 5 l'unité est équipée d'une bascule mécanique 31 en soi connue avec capteur à flexion.
La bascule est équipée d'une poche de transfert 32 recevant sa charge de métal en fusion d'une poche 33 constituant la réserve de métal en fusion.
La poche de transfert 32 est déplaçable angulairement autour d'un axe 32b de manière à pouvoir accuper au moins deux positions l'une de remplissage et de pesée, l'autre de déversement dans la ou les goulottes de coulée 29. La poche
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le mode de chauffage adopté pour la poche 33, chaque poche est équipée d'une ou plusieurs quenouilles 34 disposées verticalement dans la poche 33. Chaque quenouille peut être déplacée axialement par l'intermédiaire d'un dispositif de commande de déplacement 35 agissant sur l'extrémité supérieure 34a d'une quenouille par l'intermédiaire de bielles 36a, 36b, constituant un parallélogramme déformable, la bielle 36a étant elle-même actionnée par l'intermédiaire d'un vérin 37.
Suivant un mode d'exécution, les quenouilles 34 sont réalisées monobloc, sans âme métallique en un matériau essentiellement à base d'alumine. Chaque quenouille présente une extrémité inférieure sphérique 34b qui repose
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filière disposée à la base de la poche 33. L'orifice extérieur de la filière 38 peut être obturé à l'opposé du siège de la quenouille par l'intermédiaire d'un obturateur mobile
39, ce grâce à quoi on peut réaliser un changement de quenouille pendant le fonctionnement de l'unité.
Suivant une autre caractéristique de construction, la filière 38 et le porte-filière 38a sont réalisés cylindro-coniques dans une direction divergente du siège de quenouille vers l'extérieur de la poche 33, ce qui autorise le démontage de la susdite filière par l'extérieur de la poche. La fixation de la filière 38 dans l'orifice du porte-filière 38a est obtenue par des brides 40 disposées entre la superstructure 41 de la poche 33 et la face frontale externe 38b de la filière.
Dans l'exemple d'exécution de la figure 5, la
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par brûleurs à flammes.
On notera encore, quel que soit le mode d'exécution adopté, que l'unité est pourvue au voisinage dé
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chauffage 42 évitant une éventuelle gélification de la matière en fusion à la sortie de la susdite filière en cas d'arrêt prolongé de l'unité, ex. : heure de repas.
Suivant une première forme d'exécution rep résentée figure 6, on utilise, comme moyen de contrôle pour la quantité de métal délivré par les quenouilles 34, un détecteur infra-rouge 43 disposé au voisinage d'un évent 44 des moules 13 portés par la chaîne de coulée continue. Le fonctionnement s'établit alors comme suit : après indexation
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trique est donné par un dispositif d'indexation tel que celui qui sera décrit en détail en référence à la figure 4,
ce signal étant appliqué au dispositif de commande 35 des quenouilles pour en assurer l'ouverture. Dans ce cas, le métal en fusion délivré par la quenouille 34 tombe directement dans la goulotte réglable 29 et de là dans le trou de coulée 13a du moule 13. Lorsque le métal en fusion atteint
un niveau déterminé dans le moule 13 le détecteur infrarouge 43 émet un signal électrique qui est appliqué au dispositif 35 commandant la retombée et la fermeture des quenouilles.
Il va de soi que l'on peut également envisager un contrôle de la quantité de métal effusion délivré dans un moule par l'intermédiaire d'une minuterie agissant sur le
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dispositif de commande 35 des quenouilles.
Dans le mode d'exécution des figures 1 à 5, les moyens de contrôle de la quantité de métal délivré sont constitués par la bascule mécanique 31 décrite plus haut.
La bascule, lorsqu'elle atteint un seuil de consigne de pesage, émet un signal électrique qui est appliqué au dispositif 35 qui commande la retombée et la fermeture des quenouilles.
En référence à la figure 4, on va décrire maintenant un exemple de réalisation pour la mise en coïncidence des goulottes de coulée 29 avec les orifices de coulée 13a des moules 13 portés par une chaîne de coulée continue.
Dans cette figure, la flèche F indique la zone idéale d'immobilisation d'un moule 13 pendant l'opération
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lesquelles peut être immobilisé à un endroit quelconque un moule 13.
En conséquence, l'unité de coulée 10 et plus particulièrement le chariot 15 doit pouvoir être déplacé en-deçà ou en-delà d'une position neutre repérée par la flèche F". Pour parvenir à ce résultat, différents moyens d'indexation peuvent être utilisés (mécanique, contact de
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mottes portées par la chaîne de coulée des repères fixés
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On fera comporter à l'unité de coulée et plus particulièrement au chariot 15 deux capteurs, par exemple opti�
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ques, respectivement 42a, 42b, disposés de façon réglable
sur le châssis 15 de manière à pouvoir encadrer les deux
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Les capteurs 42a, 42b sont susceptibles d'être excités par des lampes 43a, 43b, doutées faisceaux peuvent traverser les espaces 13b intermoules.
Dans le cas d'une indexation optique, un émetteur de signal 44 appartenant à la chaîne de coulée émet
un signal lorsqu'un moule 13 est dans sa position approchée de coulée définie par les limites de la flèche F'.
Ce signal est appliqué à une armoire de commande 45, appartenant à l'unité de coulée et à partir de laquelle est déclenché le départ du cycle de l'unité de coulée qui peut alors suivre la fin du mouvement d'avance d'un moule 13 qui approche de sa position stationnaire de coulée.
Les cellules ou capteurs respectivement 42a, 42b, relayés par l'armoire de commandes 45, donnent une impulsion au moteur du vérin de commande 18 pour déplacer le chariot
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de la flèche F2".
Lorsque les capteurs optiques 42a, 42b, sont en coïncidence avec les lampes 43a, 43b, le moteur de commande du vérin 18 est désexcité et simultanément un signal de commande est appliqué au dispositif 35 de commande des quenouilles pour en assurer l'ouverture.
Le métal en fusion est délivré dans la ou les poches intermédiaires 32 et lorsque la ou les balances 31 ont atteint le seuil de consigne de pesage, le dispositif de commande 35 est sollicité pour assurer la fermeture des quenouilles 34. Un signal est alors appliqué au vérin de commande 32a qui assure le mouvement de déversement des poches intermédiaires 32 dans les goulottes 29.
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Une unité de coulée, comme décrite ci-dessus permet d'atteindre une cadence de coulée d'environ 300 moules/ heure, ce qui est tout-à-fait exceptionnel par rapport aux dispositifs antérieurement connus, avec lesquels on ne pouvait dépasser 240 moules/heure environ.
- Poiâs coulée variable de 0,20 à 50 kg,
- Nombre de trous de coulée alimentés : 1 à 3,
- Nombre de dispositifs de pesée : 1 à 3,
- Capacité de maintien : de 1 000 à 3 000 kg de métal en fusion,
- Le chauffage de la poche de réserve peut être réalisé soit par fuel-oil, gaz ou électricité,
- Le nombre de quenouilles est également de 1 à 3.
Par exemple une machine à trois quenouilles et trois dispositifs de pesée, peut fonctionner avec 1 - 2 ou 3 de ceux-ci en marche, avec trois indexations de.poids différents.
L'unité de coulée entièrement automatique permet en conséquence l'alimentation du poids exact de métal nécessaire au bon remplissage d'un moule de fonderie.
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et non ferreux, elle peut alimenter simultanément ou séparément 1, 2 ou 3 trous de coulée avec éventuellement des poids de métal différents ainsi qu'il a été indiqué.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes d'exécution ci-dessus décrits et représentés, dans lesquels on pourra prévoir d'autres variantes sans pour
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