Brevet FR2050411A1 — publié le 19710402

i 2050411 la présente invention est relative à la manipulation du métal à l'état fondu ety plus particulièrement, à un dispositif de raccordement perfectionné destiné à transférer ledit métal à l'état fondu à partir d'une station ou installation de pom-5 page et de dosage dans une conduite de refoulement ou d'alimentation aboutissant dans une machine à mouler sous pression. Dans une machine à mouler en coquille ou sous pression du type classique, le métal à l'état fondu devant être coulé est contenu dans un récipient approprié, tel qu'un creuset ou pot 10 à fusion. Le métal en fusion est transféré en direction de la machine à mouler par l'intermédiaire d'une station de pompage et de dosage, et une conduite de refoulement ou d'alimentation raccordée à ladite station. Le métal en fusion est aspiré dans la chambre d'admission d'une pompe qui abrite la roue à aubes ou" 15 turbine d'une pompe centrifugea Ladite roue à aubes entraîne le métal à travers un passage pourvu d'une soupape de dosage. Ladite soupape mesure une quantité de métal prédéterminée, lequel passe ensuite à travers le dispositif de raccordement, puis directement dans un passage ou chenal menant à la conduite de refoulement. Le 20 métal est éjecté hors de ladite conduite de refoulement par l'intermédiaire d'une buse ou ajutage disposée à l'extrémité de sortie ou de coulée de ladite conduite, à l'intérieur de la poche de coulée de la machine à mouler. L'un des métaux les plus communément utilisés dans le 25 moulage sous pression est constitué par un alliage à base de magnésium, qui à lfétat fondu, s'oxyde rapidement au. contact de l'oxygène contenu dans l'atmosphère. Dans ce cas particulier, il est donc essentiel de maintenir en permanence un écoulement ininterrompu de métal à 1'état liquide dans la conduite de refoulement 30 au cours de l'opération de moulage» Toute interruption de l'écoulement du flux métallique dans ladite conduite d'alimentation amène des ruptures de charge dans ledit flux de métal à l'endroit du passage de la conduite d'alimentation, ce qui entraîne l'aspiration d'air dans ledit passage, par l'intermédiaire de la buse 35 ou ajutages Ceci se traduit par l'oxydation superficielle du métal restant dans le passage ou chenal de la conduite de refoulement, donnant naissance à bref délai à des bouchons d'oxydation qui engorgent ledit passage. Dans les machines à mouler sous pression actuellement 40 disponibles, l'une des causes principales de l'interruption de 70 22158 2 2050411 l'écoulement du métal dans la conduite de refoulement est due au dispositif de raccordement qui relie l'installation de pompage et de dosage à ladite conduite» Dans un mode de raccordement type utilisé à cet effet9 la partie mâle du raccordement est constituée 5 par un élément présentant un alésage central qui le traverse de part en part et une partie de tête qui comporte généralement des parois latérales coniques, la partie mâle est montée dans l'installation de pompage et de dosageP à l'extrémité de sortie du passage de transfert du métal dans ladite installation. La partie fe-melle du raccordement est généralement constituée par une monture de configuration évasée et présentant un alésage central tronco-nique9 ladite monture étant montée de façon solidaire à l'extrémité d'admission du passage de transfert du métal dans la conduite de refoulement» Lors de la mise en place du raccordement de la •^5 conduite de refoulement à 15installation de pompage et de dosage, l'alésage tronconique de la monture femelle s'adapte au-dessus de9 tout en s'insérant fortement à l'intérieur des parois latérales coniques de la partie de tête de la monture mâle. Toutefois,.il s'est avéré que les dispositifs de rac-cordement antérieurs n'offrent généralement pas satisfaction en ce qui concerne le remplissage ininterrompu de métal dans la conduite de refoulement au cours de l'opération de moulage. Par exemple y ladite conduite de refoulements, laquelle comporte habituellement un métrage non négligeable de matière de calorifu-geagey exerce une traction significative vers le bas à l'extrémité de déchargement ou ajutage de tuyauterie, en raison du poids de la conduite» Ladite traction vers le bas s*exerçant sur la conduite de refoulement a donc tendance à faire pencher ou à incliner la monture femelle à l'extrémité d'admission de la conduite, si bien que l'alésage conique de ladite monture se trouve être décentré par rapport à la partie de tête conique de la monture mâle0 Lorsque la monture femelle se trouve être inclinée de la sortep l'étanchéité du dispositif de raccordement est rompue, ce qui conduit le métal à l'état liquide se trouvant dans la conduite de refoulement à fuir entre les montures du raccordement, le faisant refluer dans le creuset ou pot de fusion» La technique usuelle pour tenter d'empêcher toute fuite à l'emplacement du dispositif de raccordement consiste à enfoncer fermement la partie femelle dans la partie mâle» Cependant, un tel ajustage à force des montures mâle et femelle exerce 'une tension considérable sur"la 70 22158 3 2050411 carcasse de l'installation de pompage et de dosage, entraînant fréquemment la fissuration de ladite carcasse. Un autre, inconvénient supplémentaire du dispositif de raccordement antérieur est qu'il n'est pas suffisamment souple que pour permettre l'ajustage 5 vers le haut et vers le bas de la buse ou ajutage de la conduite de refoulement sans entraîner la rupture de l'étanchéité du raccordement « Ceci est particulièrement gênant du fait qu'il est fréquemment nécessaire de modifier la distance entre l'ajutage de la conduite de refoulement et la poche de coulée, de manière 10 à pouvoir déverser le métal à l'état liquide dans ladite poche de coulée dans les meilleures conditions possibles relativement à la confection des pièces moulées* L'on a encore eu recours à d'autres dispositifs pour assurer le raccordement de l'installation de pompage et de dosage 15 à la conduite de refoulement, y compris l'utilisation de raccords de rails ou d'autres dispositifs de raccordement analogues à celui décrit ci-dessus, mais avec l'adjonction d'un joint d'é-tanchéité inséré à l'intérieur de 1'alésage de la partie femelle. Les raccords de rails ont généralement pour inconvénient d'être 20 difficiles à désassembler3 en particulier sous la surface d'un bain de métal à l'état fondu0 En outre, lesdits raccords de rails ne sont pas suffisamment souples que poux permettre l'ajuàage de la buse de la conduite de refoulemente Quant à îe qui est des dispositifs de raccordement du type à joint d'étanchéité, ils souf-frent des mêmes inconvénients attachés aux dispositifs de raccordement susmentionnés, étant donné que le mode d'agencement de ces deux types de raccordement est essentiellement"identique. Les inconvénients précités se trouvent être toutefois résolus par la mise en oeuvre de la présente invention, laquelle 30 pourvoit à un dispositif de raccordement perfectionné pour permettre le transfert d?un métal à l'état fondu ou liquide d'une installation de pompage et de dosage dans une conduite de refoulement ou d'alimentation0 La partie mâle dudit raccordement détermine un nez de raccord présentant une partié de tête de configuration sphé-35 rique et un alésage axi£l s'y étendant de part en part dans le sens de la longueuro Ledit nez de raccord est assujetti dans le sens vertical à l'installation dé pompage et de dosage, de telle sorte que. l'extrémité inférieure de l'alésage de la monture est mis directement en communication avee l'extrémité de sortie d'un 40 passage ou chenal de transfert du métal dans ladite installation. 70 22158 4 2050411 La partie femelle ou antagoniste dud.it dispositif de raccordement détermine une monture de configuration généralement sphé-rique, laquelle présente un alésage central s'y-étendant de part en part dans le sens de la longueur„ L'alésage ménagé dans la par-5 tie femelle comporte une section d8 alésage inférieure qui est destinée à venir s"insérer d'une façon hermétiquement étanche dans la partie de tête du nez de raccorde Une section d'alésage supérieure intersecte dans le sens oblique la section d'alésage inférieur étant directement raccordée à l'extrémité d'admission du passage de transmission du 'mitai dans la conduite de refoulement» Dans un domaine d'application privilégié, le dispositif de raccordement faisant l'objet de la présente invention est utilisé en conjonction avec une machine de moulage sous pression de pièces métalliques » 3-5 La présente invention sera maintenant décrite de façon plus détaillée enjréférence» aux' dessins ci-annexés, sur lesquels? la figo 1 est une vue en élévation de face, partiellement en coupe et partiellement schématisée, d'une machine de moulage sous pression du type classique, laquelle comporte le dis-20 positif de raccordement faisant l'objet de la présente invention; la figo 2 est une vue détaillée et essentiellement en coupe, à une échelle agrandie, du dispositif de raccordement illustré sur la fige la En référence tout d'abord à la fig. 1, se trouve être illustrée une partie d'une machine de moulage sous pression du type classique, telle qu'utilisée en particulier dans le moulage d®un alliage à base de magnésium*, La machine de moulage 10 comporte un pot de fusion ou creuset 12 destiné à contenir le métal à ls état fondu ou liquide 14 devant être coulé» Une ins-30 tallation ou station de pompage et de dosage, laquelle est désignée dans son ensemble par la référence 16, assure le transfert du métal liquide 14 à partir du creuset 12 jusqu'à la conduite de refoulement ou d'amenée x8„ Csest à partir de cette dernière* que le métal liquide est injecté dans la poche de coulée 20. dans 35 la section de moulage proprement dite (non représentée) de la machine à mouler. L'installation de pompage et de dosage 16 comporte, fondamentalement, une pompe centrifuge 22 et une soupape de dosage 24„ La partie inférieure de l'installation 16, laquelle est en état de suspension dans le métal liquide 14, comporte un ^ passage ou chenal de transfert du métal 26. L'extrémité d'admis 70 22158 5 2050411 15 20 sion dudit chenal 26 est déterminée par une chambre qui abrite une roue à aubes ou turbine 22a de la pompe centrifuge 22» Une soupape de dosage du type à piston 24a est disposée dans le passage ou chenal 26, en aval de la turbine 22a= La soupape 24a est actionnée par un dispositif de commande électrique approprié (non représenté) afin de doser une quantité prédéterminée du métal liquide 14, en vue de son introduction dans le chenal 26, puis dans la conduite de refoulement 18„ Ainsi qu'il est indiqué par le sens des flèches portées sur les fig0 1 et 2, le métal à l'état fondu 14 est transféré de la station de pompage et de dosage 16 dans la conduite de refoulement 18, par l'intermédiaire d'un dispositif de raccordement 28, lequel relie le passage ou chenal 26 de la station de pompage et de dosage 16 avec un passage ou chenal" de transfert du métal 30 disposé dans la conduite de refoulement 18a Le dispositif de raccordement 28 est plus spécialement illustré sur la vue détaillée, à une échelle agrandie, de la fig» 2. Ainsi qu'il est représenté sur cette dernière, la partie mâle du dispositif de raccordement 28 comporte un nés de raccord 32 qui est pourvu d'une partie de tête de configuration sphérique 32a et d'un alésage axial 32b? lequel s'y étend de part en part dans le sens de la longueur» Le nez de raccord 32 est assujetti verticalement à la station de pompage et de dosage 16, de telle sorte que l'extrémité inférieure de l'alésage 32b se ^ trouve directement raccordée à l'extrémité de sortie, du passage ou chenal 26 dans ladite station 16? Le dispositif de raccordement 28 comporte en outre une partie supérieure femelle 34 présentant une configuration d'ensemble sphérique, et dans laquelle s'étend de part en part dans le sens de la longueur un alésage central» L'alésage de la partie femelle 34 comporte une section d'alésage inférieure 35a et une section d'alésage supérieure 360 La section d'alésage inférieure 35a détermine une cavité tronconique, présentant des parois latérales 35 les"-quelles sont destinées à venir enserrer fermement le pourtour de la partie de tête 32a du" nez de raccord 32» L'extrémité inférieure de la seotion d'alésage supérieure 36 communique avec la section d8alésage inférieure 35a, formant une intersection oblique avec une paroi supérieure trânsversale 35b de la section d5alésage inférieure 35ae La section d'alésage 36 forme, de préférence, 40 avec une section d'alésage 35a une intersection d'un angle d'en 70 22158 6 2050411 viron 45°, dentelle sorte que la section d'alésage s'étande dans son ensemble dans le sens diagonal., à travers la partie supérieure de la partie femelle 34« Le chenal de transfert du métal 30 de la conduite de refoulement 18 vient s'ajuster dans 5 la partie supérieure de la section d'alésage supérieure 36, la paroi extérieure dudit chenal étant assujettie à la partie femelle 34 afin de raccorder directement par là même la section d'alésage 36 avec l'extrémité d'admission (du métal liquide) du passage ou chenal 300 10 Ainsi qu'il appert clairement de la description qui précède et en référence au dessin ci-annexé, le dispositif de raccordement 28 assure un mode de liaison parfait pour le transfert du métal à l'état fondu 14 à partir de l'installation de pcnpgB et de dosage 16 jusqu'à la conduite de refoulement 18. En 15 référence à la fig. 2, l'on peut constater que les parois latérales coniques 35c de la seotion d'alésage 35a assurent un ajustage sans aiieun jeu de la partie femelle 34 sur le pourtour de la partie de tête sphérique 32a du nez de raccord 32® Ce type d'ajustage étroit garantit une étanchéité hermétiques ce qui em— 20 pêche le métal à l'état fondu 14 se trouvant dans le chenal 30 de la conduite de refoulement 18 de fuir entre les éléments constitutifs du dispositif de raccordement pour refluer vers le creuset 12„ Un autre avantage à mettre à l'actif dudit raccorda-ment 28 est qu'il fait office de joint à rotule2 ce qui permet 25 une souplesse pratiquement illimitée en ce qui concerne l'ajustage vers le haut ou vers le bas ou encore latéralement, de la conduite de refoulement 18 « Le raccordement faisant l'objet de la présente invention présente de surcroît une autre caractéristique intéressante qui ne se retrouve pas dans les dispositifs 30 de raccordement antérieurso En effet9 le joint à rotule dudit raccordement peut être instantanément démonté lorsque l'on désire procéder à l'élimination des bouchons solides encrassant le chenal 30 dans la conduite de refoulement 18„ Dans le mode de réalisation préférentiel' tel qu'illus-35 tré sur les figo 1 et 2S le raccordement 18 comporte un dispositif de poussée 37 destiné à, repousser la partie femelle sphérique 34 cont.re le nez de raccord 32 0 Ledit dispositif de poussée 37 est généralement constitué par une barre ou tige verticale 37a. L'extrémité inférieure de la tige 37a est pourvue d'un évidement 40 destiné à recevoir une excroissance 38 faisant partie intégrante 70 22158 7 2050411 du. sommet de la partie femelle sphérique 34« l'extrémité supérieure de la tige 37a est articulée â l!'une de ses extrémités à ur levier 37b, lequel est monté de façon pivotante dans une fourche à articulation 37c, qui est supportée par une plaque d'appui 5 supérieure 40 de la machine de moulage. Ainsi qu'il appert clairement sur le dessin ci-annexé, il suffit de soulever le levier 37b pour forcer la partie femelle 34 à descendre et venir porter contre le nez de raccord 32, en vue d®assurer un contact hermétiquement étanche entre les parties constitutives du raccordement 28e Inversement, il suffit dsabaisser lesdits leviers 37b pour dégager la tige 37a hors de la partie femelle 34, lorsqu'on désire démonter le raccordement 28 en vue de procéder à un nettoyage ou au remplacement des pièces ou éléments y afférents« la configuration tronconiqué de la section d'alésage inférieure 35a et la configuration sphérique'de la partie de. tête 32a assurent l'obtention d'un contact hermétiquement étanche entre la partie femelle 34 et la partie mâle 32, et ce sans avoir recours à la mise en oeuvre de la tige de poussée 37a„ Dans la pratique, toutefois, la présente invention conserve de- préférence ledit dispositif de 20 poussée 37a en vue de garantir l'étanchéité absolue du joint de raccordement o Dans un cycle de fonctionnement type de la machine de moulage ÎC^ le processus général pour couler le métal à l'état fondu ou.liquide 14 dans le creuset 12 se déroule comme suit s tout d'abord, l'on procède à une série de coulées d'essai afin de remplir complètement le pîassage ou chenal 36 dans l'installation de pompage et de dosage 16, ainsi que dans le passage ou chenal 30 disposé dans la conduite"de refoulement 18g dès que lesdits chenaux 26 et 30 sont remplis de métal, les dispositifs -30 de commande électriques sont actionnés pour faire démarrer au ralenti la pompe 22 et pour ouvrir la soupape de dosage 24af la vitesse de la pompe ceptrifuge 22 est ensuite accrue jusqu'au point où. la turbine 22a est amenée à aspirer en continu le métal liquide hors du creuset 12, pour remplir le chenal 26 dans l'ins-tallation 16 et le chenal 30 dans la conduite d'amenée 18 j après une période prédéterminée, la soupape 24a se ferme automatique-' ment pour introduire une quantité donnée de métal dans la conduite de refoulement 183 par l'intermédiaire du chenal 26 et du dispositif de raccordement 28°, ladite quantité prédéterminée de ^0 métal est ensuite injectée à partir de la conduite de refoulement 70 22158 2050411 18 dans le moule proprement dit (non représenté)afin de procéder au coulagef à ceci s'ajoute le fait que des chronodéclen-eneurs réagissent conjointement avec la pompe centrifuge 22 et la soupape de dosage 24 pour ouvrir et fermer le moule propre-5 ment dit selon une séquence prédéterminée» L'on peut aisément juger de 1°importance que revêt le type de raccordement hermétiquement étanche disposé entre l'installation de pompage et de dosage 16 et.la conduite de refoulement 18 quBoffre le dispositif de raccordement 289iPar exemple, 10 dès que la soupape de dosage 24a condamne le chenal 26 lors de la séquence de dosage3 la seule façon de maintenir le niveau voulu de métal dans la conduite de refoulement 18 est de disposer, entre les chenaux 26 et 30, ds'un dispositif de raccordement interdisant tout refoulement du métal dans le creuset 12„ 15 ^ Bien que le dispositif de raccordement, faisant l'objet de la présente invention soit particulièrement bien adapté au£ machines de moulage du type traitant les métaux légers, tels que les alliages de magnésium^ dsaluminium ou de zinc, la présente invention ne se limite nullement à une conception aussi étroite. 20 Par exemple, l8on peut envisager 15utilisation dudit dispositif de raccordement dans n°importe quel type de système requérant un raccordement tout à la fois hermétiquement étanche d'une grande flexibilité et instantanément démontable, afin d'établir le raccordement dsune tuyauterie réservée au transport des li-25 quides d8un point en un autre 70 22158 9 2050411 REVENDICATIONS 19 Dispositif de raccordement destiné à relier une installation de pompage e+ de dosage de métal à l'état fondu ou liquide pour le transférer dans une conduite de refoulements ca-5 ractérisé par le fait qu:il est pourvu. d'un nez de raccord pré~ sentant une partie de tête de configuration sphérique3 ainsi qu'un alésage axial s'y étendant de part en part dans le sens de la longueur, ledit nez de raccord étant assujetti verticalement à ladite installation de pompage et de dosage, de telle sorte que 10 l'extrémité inférieure dudit alésage soit mise directement en communication avec l'extrémité de sortie d'un passage ou chenal de transfert du métal dans ladite installation de pompage et de dosage, .une monture ou partie femelle de configuration généralement sphérique étant pourvue d'un alésage central s'y étendant de part 15 en part dans le sens de la longueur,, ledit alésage comportant une section d8 alésage inférieure destinée ià enserrer de façon hermétiquement étanche ladite partie de tête dudit nez de raccord, ainsi qu'une section d'alésage supérieure qui intersecte obliquement ladite section d'alésage inférieure, étant directement reliée à 20 l'extrémité d'admission d'un passage ou chenal de transfert du métal disposé dans la conduite de refoulement précitée» 2„ Dispositif de raccordements suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite section d'alésage inférieure de ladite partie femelle de configuration sphérique dé-25 termine une cavité tronconique-présentant des parois latérales coniques destinées à venir enserrer étroitement le pourtour de ladite partie de tête de configuration sphérique du nez de raccord précitée 3® Dispositif de raccordement, suivant la revendiea-30 tion 1, caractérisé par le fait que ladite section d'alésage supérieure détermine une cavité cylindrique dont l'extrémité inférieure intersecte une paroi transversale supérieure de ladite section d'alésage inférieure selon im angle de 45°° 4o Machine de moulage sous pression du métal comportant 35 une installation de pompage et de dosage destinée au transfert dumâalàl'éatfendu ou liquide dans une conduite de refoulement^ un dispositif de raccordement destiné à relier ladite installation de pompage et de dosage à ladite condtiite de refoulement, caractérisée par le fait qu'un nez de raccord présente une partie de tête 40 de configuration sphérique, ainsi qu'un alésage axial s'y étendant 70 22158 10 2050411 de part en part dans le sens de la longueur^ ledit nez de raccord étant assujetti verticalement à ladite installation de pompage et de dosage, de telle sorte que l'extrémité inférieure de Iealésage précité soit mise directement en communication avec 5 l8 extrémité de sortie d'un passage ou chehàl de transfert du métal dans ladite installation de pompage et de dosage, ledit dispositif de raccordement comportant une partie, femelle de configuration généralement sphérique présentant à son sommet une excroissance solidaire y afférente, ladite partie-femelle étant 10 pourvue d3un alésage central ,s'y étendant de part en part dans le sens de la longueurs ledit alésage comportant une section d'alésage inférieure destinée à venir enserrer étroitement ladite partie de tête du nez de raccord, ainsi qusune section d'alésage supérieure qui intersecte obliquement ladite section d'alésage infé-15 rieure? étant par ailleurs directement raccordée à l'extrémité d£admission dsun passage ou chenal de transfert du métal disposé dans ladite conduite de refoulement;, un dispositif de poussée destiné à enclencher Ie excroissance précité© do la parti© femelle de la configuration sphérique et à solliciter cette dernière 20 vers le "bas, à savoir contre ledit nés de raccord, afin de pourvoir à un contact hermétiquement étanche entre ladite section d'alésage inférieure de la partie femelle précités, et ladite parti© de tête du nez de raccord précitée 5o Machine de moulage sous pression, suivant' la revendi-25' cation caractérisée par le fait que ledit dispositif de poussée est constitue par une tige verticale qui est pourvue à son extrémité inférieure d'un évidement destiné à recevoir 1'excroissance précitée de ladite partie femelle, ls extrémité supérieur© de ladite tige étant par ailleurs destinée à venir s5enclencher avec un 30 levier supporté sur la plaque supérieure de ladite machine de moulageg afin de pouvoir exercer un mouTSîaeut ascendant ©t descendant sur ladite tige®