Brevet FR2085260A1 — publié le 19711224

i 2085260 La présente invention, due aux travaux de Monsieur André Joseph PFLAUM, est relative à la commande des quenouilles de poches de coulée de fonte ou autre métal liquide en fonderie. On connaît des dispositifs de commande pneumatiques ou hydrau-5 liques par vérin de soulèvement de la quenouille en vue de la coulée. Ces commandes sont agencées de manière à soulever la quenouille de la quantité nécessaire pour assurer une certaine section annulaire de passage du métal liquide entre le trou de coulée et la quenouille, afin d'avoir un débit de coulée déterminé. Le vérin 10 de commande a donc une course déterminée. Or, la Demanderesse a constaté que l'orifice de coulée tend à s'obstruer par dépôt de métal solidifié. Ceci provient du fait que la température de garnissage réfractaire de l'orifice de coulée et du métal liquide au voisinage de l'orifice de coulée est relative-15 ment plus faible, surtout quand la poche contient depuis un temps assez long une faible quantité de métal liquide par rapport à sa capacité, de sorte que le métal se refroidit. Il en résulte une modification indéterminée du débit de coulée, pouvant même aller jusqu'au collage de la quenouille sur son siège. 20 L'invention a pour objet un dispositif de commande de la que nouille d'une poche de coulée, perfectionné en vue de remédier à cet inconvénient et d'assurer ion débit constant. Ce dispositif de commande est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de levée de la quenouille à coursé longue et des moyens 25 de redescente de la quenouille à course plus courte. Suivant un mode d'exécution, il comporte en combinaison: un organe mobile susceptible d'un déplacement alternatif de soulèvement de la quenouille, une butée effaçable et engageable en position active sur la trejactoirede retour de cet organe de soulève-JO ment et des moyens d'actionnement pour déplacer tout d'abord cet organe de soulèvement de manière que la quenouille dégage largement l'orifice de coulée lors de son ouverture puis la butée effaçable en vue de la placer en position active sur la trajectoire de retour de l'organe de soulèvement et, enfin, pour communiquer audit 35 organe un mouvement de retour limité par cette butée en position active,de manière à réduire la section de passage de l'orifice de coulée mais non à fermer ce passage. L'organe de soulèvement de la quenouille et la butée peuvent, en particulier, consister en deux pistons montés à l'intérieur du 40 cylindre fixe d'un vérin. 70 11947 2 2085260 Grâce à l'invention» la quenouille étant d'abord soulevée à grande ouverture (course maximale de l'organe de soulèvement1}, un débit important de métal liquide s'écoule par l'orifice de coulée et réchauffe les parois réfractaires relativement tièdes, après 5 avoir refondu et évacué le métal solidifié aux alentours du trou de coulée. - Puis, la quenouille est partiellement abaissée, par le retour de l'organe de soulèvement sur la butée amenée en position active, pour ne conserver qu'une ouverture réduite et régler et limiter ainsi le débit. A ce moment, bien que la section de passait) ge soit plus faible, le métal liquide ne se refroidit pas au contact des parois précédemment chauffées. Il n'y a donc pas d'obstructions. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre. 15 Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif, suivant l'invention, de commande de la quenouille d'une poche de coulée, la quenouille étant en position de fermeture; la Fig. 2 est une vue correspondant à la Fig. 1 du dispositif, 20 la quenouille étant en position de grande ouverture; la. Fig; 3 est une vue analogue du dispositif, la quenouille étant en position d'ouverture réduite -, la Fig. 4 est une vue partielle en coupe u'une variante du dispositif de commande en position de fermeture. 25 Suivant l'exemple d'exécution représenté, l'invention est ap pliquée à une poche de coulée 1 à garnissage réfractaire contenant du métal liquide, par exemple de la fonte A. Cette poche 1 comporte un orifice de coulée 2 et une quenouille 3 Ce vérin contient deux pistons montés en série: l'un 5 inférieur constituant une butée mobile entre une position basse effacée (Fig. 1 et 2) et l'autre plus haute,active, (Fig. 3); 35 l'autre 6 supérieure constituant 1' organe de soulèvement de la quenouille 3- Le piston de butée 5 est- prolongé vers le bas par une tige 7 qui traverse le fond du cylindre 4 et est filetée à son extrémité en 8. Sur cette extrémité est vissé un écrou 9 réglant, par butée 70 11947 3 2085260 sur le fond du cylindre 4, la. longueur utile de la tige 7; c'est-à-dire la position haute active/ de butée, du piston. Quant au piston 6, il est prolongé vers le haut par une tige 10 solidaire d'une traverse 11 de manoeuvre de la quenouille 3- La 5 tige 10 a un diamètre supérieur à celui de la tige J, de sorte que la section utile de la face inférieure du piston de butée 5 est supérieure à celle de la face supérieure du piston 6. Dans le cylindre 4 du vérin débouchent trois conduits de fluide 12,13,14: les conduits 12 et 14 aux extrémités du cylindre, respectivement 10 en-dessous de la face inférieure du piston 5 et au-dessus de la face supérieure du piston 6, et le conduit 13 vers le milieu du cylindre, entre les faces des pistons 5 et 6 qui se font vis-à-vis. Chaque conduit 12, 13, 14 est relié soit à un conduit 15 d'alimentation en fluide sous pression, soit à un conduit de décharge 15 16 par des électro-vannes à trois voies 17, 18, 19, représentées symboliquement sous forme de distributeurs à tiroir à deux positions. Le tiroir est soumis aux actions antagonistes d'un électroaimant 20 et d'un ressort de rappel 21. Pour la position a du tiroir, le conduit (12, 13 ou 14) est relié au conduit 15 d'ali-20 mentation en fluide sous pression. Dans l'autre position b, le conduit (12, 13 ou 14) est relié au conduit 16 de décharge. Le fonctionnement est le suivant. Avant une opération de coulée, la quenouille 3 est (Fig. l) en position d'obturation de l'orifice 2: de coulée. Cette position a 25 été obtenue en alimentant en fluide sous pression le conduit 14 et en reliant à la décharge les conduits 12 et 13, les électro-vannes, étant dans la position représentée sur la Fig. 1. Dans cette position, le piston 5 est effacé, en appui contre le fond inférieur du cylindre 4 et le piston 6 repose sur le piston 5 et se trouve à la 30 distance maximale x du fond supérieur du cylindre du vérin. Pour effectuer la coulée, on procède d'abord à une grande ouverture de l'orifice 2 de coulée par un soulèvement de la quenouille dans la position haute représentée à la Fig. 2; ceci est obtenu en méttant à la décharge le conduit 14 et en alimentant en fluide 35 sous pression les conduits 12 et 13- Le piston inférieur de butée 5 ne bouge pas car la mime pression s'exerce sur sa grande face supérieure 'et sur sa face annulaire inférieure. Par contre, le piston supérieur 6 est soulevé jusqu'à sa- butée contre le fond supérieur du cylindre 4. Sa course est x- La quenouille 3 est 70 11947 ♦ 2085260 levée de x (Fig. 2) et dégage complètement l'orifice 2, ce qui permet à la fonte de couler à grand débit. Cette fonte échauffe ainsi les parois réfractaires de l'orifice de coulée 2. Cette haute levée x de la quenouille 3 n'est que momentanée, pendant un 5 court instant (de l'ordre d'une seconde pour une quenouille de dimension-normale et plus élevéedans le cas d'une grosse quenouille).- En effet, immédiatement après, le conduit 13 est mis à la décharge et le conduit 14 réalimenté en fluide sous pression 10 (Fig. 3). Le piston de butée 5 monte de y jusqu'à butée de l'é-crou 9 sous le fond du cylindre 4, tandis que le piston 6 redescend mais, du fait que la tige 7 a un plus faible diamètre que la tige 10, la section du piston 5 sur laquelle s'exerce de bas en haut la pression de fluide du conduit 12, est supérieure à celle 15 du piston 6 sur laquelle la pression s'exerce de haut en bas, de sorte que l'effort de soulèvement du piston 5 est supérieur à l'effort d'abaissement du piston 6; le piston 5 se maintient donc en position haute active à la distance y au-dessus du fond du vérin 4, sans être repoussé par le piston 6. Ce dernier ne peut 20 donc s'abaisser, à partir de la position haute de la Fig. 2, que de la.valeur (x- y). La quenouille 3 est donc ramenée plus près de l'orifice de coulée 2 à la distance y du siège, de manière à étrangler la section de passage et à limiter le débit de fonte. 25 Pour arrêter l'écoulement de fonte, on ramène les robinets 17, 18, 19 dans la position de la Fig. 1. On voit donc que l'on procède en deux temps pour l'ouverture de l'orifice 2: un premier temps court de grande ouverture par une haute levée (x) de la quenouille 3, et un deuxième temps long 30 d'ouverture restreinte, par abaissement de la quenouille 3 sans aller jusqu'à la fermeture (levée x - y), de manière à limiter et à régler le débit de coulée. Le fort échauffement de la paroi réfractaire de l'orifice de coulée 2, dû au débit de fonte initialement élevé, empêche que la 35 fonte ne se solidifie au voisinage de l'orifice 2 et ne l'obstrue, même quand la quenouille 3 est en position d'étranglement de l'orifice 2 (Fig. 3). le débit de coulée de fonte peut être réglé en modifiant la course y du piston de butée 5 grâce à l'écrou 9 vissé sur le file-40 tage 8. 70 11947 5 2085260 La Fig. 4 représente une variante dans laquelle le dessus du Si * piston 6 est en permanence, par le conduit 14 et grâce à un détendeur D, à une pression inférieure à la pression d'alimentation de fluide en 15 et un électro-distributeur 22 à quatre voies 15» 5 16, 12a, 13& et à trois positions remplace les trois électrodistributeurs du premier exemple. D'autres variantes sont possibles. C'est ainsi que le dispositif de commande à vérin 4 à deux pistons en série 5 et 6 peut être remplacé par tout* autre dispositif de commande équivalent à 10 double course: une course longue pour la haute levée de la quenouille 3 et le dégagement complet de l'orifice 2 et une course courte pour l'abaissement de la quenouille 3 sans aller jusqu'à la fermeture. On peut, par exempLe, utiliser deux vérins montés en série ou 15 bien un vérin et un dispositif mécanique montés en série ou encore deux dispositifs mécaniques, par exemple du type à pignon et crémaillère, montés en série. 70 11947 6 2085260 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de commande de la quenouille d'une poche de coulée pour fonderie, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (V, 6.) de levée de la quenouille (3) de course longue et des 5 moyens (Y,5) de redescente de la quenouille à course plus courte. 2.- Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison: un organe mobile (6) susceptible d'un déplacement alternatif de soulèvement de la quenouille (3), une butée (5) effaçable et engageable en position 10 active sur la trajectoire du retour de cet organe (6) de soulèvement et des moyens (V) d'actionnement pour déplacer tout d'abord cet organe de soulèvement (6) de manière que la quenouille (3) dégage largement l'orifice (2) de coulée lors de son ouverture puis la butée effaçable (5) en vue delà placer en position active 15 sur la trajectoire de retour de l'organe de soulèvement (6) et, enfin, pour communiquer audit organe (6) un mouvement de retour limité par cette butée (5) en position active, de manière à réduire la section de passage de l'orifice (2) de coulée mais non à fermer ce passage. 20 3•- Dispositif de commande suivant la revendication 2, carac térisé en ce que l'organe de soulèvement (6) de la quenouille (3) est un piston et la butée effaçable est un piston (5), ces deux pistons (6 et 5) étant montés à l'intérieur du cylindre (4) d'un vérin (V) fixé sur la poche (1) de coulée. 25 4. -Dispositif ds commande suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3» caractérisé en ce que le vérin (V) a des pistons (5 et 6) à double face et à tiges, le piston (5) ayant une tige (7) de plus petit diamètre que la tige (10) de l'autre piston (6), et^fcrois conduits de fluide (12, 13, 14), le premier (12) et le dernier (14) de ces 30 conduits débouchant respectivement sur les faces d'extrémité des pistons (5) et (6), tandis que le deuxième conduit (13) débouche entre les deux pistons, ces conduits étant susceptibles d'être reliés par des robinets à trois voies (17, 18, 19} soit à un conduit (15) d'alimentation en fluide sous pression, soit à un conduit 35 (16) de décharge, pour actionner tout d'abord le piston (6) de soulèvement lors de l'ouverture de l'orifice (2) de coulée, puis le piston (5) formant butée effaçable, et, enfin, le piston (6) dans le sens de son retour de manière à abaisser la quenouille (3) et réduire ainsi la section de passage de l'orifice de coulée mais 40 non à le fermer. 70 11947 7 2085260 5. -D ispcsitif de ocnmande suivait l'une quelconque des revencfioati ons 2 et 3, caractérisé en ce que le vérin (V) a des pistons (5 et 6) à double face et trois conduits de fluide (I2a, 135a# l4a), les premier (l2a) et dernier (l4a) de ces conduits débouchant respectivement sur les 5 faces d'extrémité des pistons (5 et 6), tandis que le deuxième conduit (l3a) débouche entre les deux pistons, les deux premiers conduits (l2a et lj5a) étant susceptibles d'être reliés à un distributeur (22) à,quatre voies et à trois positions, soit à un conduit (15) d'alimentation en fluide sous pression, soit à un 10 conduit (16) de décharge, et le troisième conduit (l4a) étant relié par un détendeur (D) au conduit (15) d'alimentation en fluide sous pression , de manière que le fluide arrivant dans la chambre supérieure du piston (6) soit à une pression inférieure à celle du fluide pouvant arriver par les deux premiers conduits 15 (12a, 13a), de telle sorte que l'organe de soulèvement (6) est actionné lors de l'ouverture de l'orifice de coulée (2), puis la butée effaçable (5) est mise en position active avant le retour du piston (6) de manière à abaisser la quenouille (3), à réduire la section de passage de l'orifice de coulée (2), mais non à le fer-20 mer. 6.- Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la tige (7) du piston (5) est filetée à son extrémité (en 8) et porte un écrou (9) de butée contre le fond cylindrique (4) du vérin (V).