Brevet FR2104937A1 — publié le 19720428

i 2104937 La présente invention, due à 1? collaboration de Messieurs Henri PELTIER, Roger BAILLY et Pierre CHATOUREL, se rapporte a un dispositif de coulée centrifuge applicable en particulier à 1? coulée en demi-coquilles métalliques de pièces 5 ne présentant pas une dépouille continue dans le sens de la longueur, telles que les chemises amovibles de moteur ou des cylindres d'applications diverses. On connaît des dispositifs de coulée centrifuge au moyen de demi-coquilles maintenues solidaires l'une de l'autre 10 pendant la coulée, malgré le jeu entre un bâti cylindrique cen-trifugeur et ces coquilles, à l'aide d'un certain nombre de masselottes et de leviers qui agissent sur les demi-coquilles pour compenser les effets de la dilatation et de la force centrifuge sur les demi-coquilles et le métal coulé à leur intérieur, 15 les masselottes -Hant 3rticulées sur des supports solidaires du bâti cylindrique centrifugeur et faisant corps avec des bras faiblement coudés qui traversent des ouvertures du bâti cylindrique et dont le petite hranche se termine par des galets venant prendre appui sur les demi-coquilles. 20 Les dispositifs précités n'ont pas permis de résoudre d'une manière pleinement satisfaisante le problème de 1= concen-tricité des parois des tubes moulés et on a donc dû prévoir, afin de respecter les cotes, une surépaisseur des parois du tube moulé, naturellement perdue au cours de l'usinage. 25 En effet, les masselottes et leviers précités assurent bien la mise en contact des demi-coquilles, mais pas leur centrage. Il ne s'agit pas à vrai dire de masselottes auto-centrantes, puisque la masselotte la plus éloignée de l'axe de rotation, sous l'effet de la force centrifuge, a de plus en plus tendance 30 à s'éloigner de l'axe et a rapprocher la masselotte opposée, cette dernière étant de moins en moins capable' de vaincre la force d'excentroge exercîe p-->r la première n?sce!otte, La position d'équilibre g ~'2:ii-coquilles se trouve dans une position moyenne entre la position idéale et la venue au contact d'une 25 génératrice F.n second lieu le cylindre centrifugeur ou porte-coquille étant indépendant, il est nécessaire d'en prévoir un 7032600 2104937 assez grand nombre, pour le bon fonctionnement d'une installation basée sur l'emploi d'un certain nombre de ces dispositifs sur des moyens de transport tel qu'un carrousel. De plus, le cylindre centrifugeur ou porte-coquille est 5 d'un fonctionnement bruyant au cours de la centrifugation, en raison du bruit de roulage de ses joues circulaires sur les galets d'entraînement. Enfin,le carrousel lui-même est assez lourd et les cylindres centrifugeurs eux-mêmes présentent une certaine inertie 10 pour leur lancement en rotation. La présente invention a pour but d'apporter une solution aux problèmes précités. A cet effet, le cylindre centrifugeur est constitué par un bâti cylindrique solidaire du dispositif d'entraînement, et les 15 demi-coquilles et les bras de levier forment un certain angle dont le sommet est articulé sur le cylindre centrifugeur au voisinage des demi-coquilles, en vue d'assurer un centrage dynamique automatique des demi-coquilles assemblées, des moyens étant prévus pour assurer le réglage de l'alésage des tubes moulés. 20 Les masselottes exercent donc un effet de centrage pra tiquement parfait, comme il sera expliqué plus loin. Suivant un mode de. réalisation de l'invention, cet angle des bras est d'environ 30°. Avantageusement, les galets prenant appui sur les demi-coquilles sont montés sur les leviers coudés- par l'intermédiaire 25 d'un roulement à aiguilles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif un mode de réalisation de l'inventioq : 30 Dans ces dessins : - la figure 1 est une vue en coupe axiale de l'ensemble d'un dispositif de coulée par centrifugation avec son moteur d'entraînement en rotation ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale suivant 35 ix- II de l'ensemble de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue,en coupe axiale, de deux demi-coquilles assemblées ; - la figure 4 est une vue latérale de l'ensemble. 7032600 3 2104937 représenté à la figure 3 ; - la figure 5 représente à plus grand? échelle un levier avec une masselotte et un galet ; - les figures 6 et 7 sont fies vues schématiques desti-5 nées a faire comprendre le fonctionnement des massalottes. .En se reportent aux figures 1 et 2, on voit que le dispositif de coulée par centrifugation comprend deux demi-coquilles 1 et 2, réunies par les joints brisé? 3 et 4f L'alésage 5 des demi-coquilles correspond au diamètre extérieur des chemises 10 que l'on désire obtenir, et leur longueur permet de couler des tubes 29 que l'on sectionnera par la suite en un certain nombre - . de chemises, quatre dans l'exemple de la figure 3 montrant le détail des den i-coquilles. A l'une de leurs extrémités, par exemple à celle de 15 droite sur le dessin, opposée à l'orifice de coulée 6, les demi-coquilles assemblées présentent intérieurement une rainure circulaire 7, destinée à maintenir en position une rondelle déflectrice 8 assurant la séparation entre le tube coulé de quatre chemises 29 et le trop plein récupéré dans une chambre 9, appelée dégorgeoir, 20 ouverte à l'extérieur par l'alésage 10, Le rôle de la rondelle déflectrice 8 est de régler par son alésage 11 le diamètre intérieur du tube coulé ; sa faible inertie calorifique évite la trempe £ son voisinage. En outre, elle assure, lors de l'ouverture des solidifiée dans le dégorgeoir 9. Il y a lieu de signaler que cette rondelle déflectrice 8 en tôle mince est plus économique que les noyaux déflecteurs en sable utilisés actuellement. Cette rondelle présente de préférence une nervure de renforcement, non représen-30 tée. Le dégorgeoir 9 sert à recevoir l'excédent de métal fondu. La partie extérieure des demi-coquilles 1 et 2, représentée à 13 figure 4, ne forme pas un cylindre continu, mais 35 comporte dans l'exemple choisi quatre faces plates 12 servant d'appui à des galets dont il sera question plus loin. Les demi-coquilles assemblées 1 et 2 sont engagées, par coulissement dans le sens axial et avec un certain jeu, dans 7032600 2104937 l'èspace intérieur d*un bâti cylindrique ou barillet centrifugeur 13, comme représenté a la figure 1. Ce barillet est d'une construction légère contribuant à l'allégement des bâtis ou carrousels le supportant. Il comprend 5 quatre cornières identiques 14 de longueur sensiblement égala à celle des demi-coquilles 1 et 2, ces cornières étant disposées en carré, avec leur angle dirigé vers l'axe de rotation X-X' des demi-coquilles. Les cornières 14 sont solidarisées par un certain nombre d'anneaux 15 en acier. Les ailes des cornières 14 présen-10 tent en outre l'avantage d'exercer une action de ventilation. Autour du bâti cylindrique ainsi constitué est disposé un dispositif d'équilibrage, connu en soi, comprenant un anneau à billes 16. Le bâti cylindrique centrifugeur 13 est entraîné en rotation par un dispositif de transmission tel qu'une courroie 17, 15 reliant la poulie 18 d'un moteur 19 a une poulie 20 faisant partie d'un accouplement 3 friction réglable ventilée 21. L'ensemble du bâti cylindrique 13 et de ses moyens d'entraînement est relié à un bâti fixe 22 ou à un carrousel par l'intermédiaire d'une suspension élastique 23, dont la fréquence 20 d'oscillation est nettement inférieure à la vitesse de rotation du barillet centrifugeur 13. Des axes 24 porteurs de leviers coudés 25 sont montés perpendiculairement aux ailes des cornières 14. Chaque axe 24 traverse un point du sommet de l'angle aigu formé par le levier 25 coudé 25, Les bras de ce levier sont de longueurs inégales, le plus grand 25 portant une masselotte 26 et le plus court 25,^ l'axe 27 d'un galet cylindrique 28 qui prend appui sur une des faces plates extérieures 12 des demi-coquilles 1 et 2. La figure 30 5 représente schématiquement un levier 25 avec une masselotte 26 et un galet 28. Selon un mode préféré de réalisation, le levier coudé 25 est dédoublé, de manière à constituer une chape enserrant la masselotte 26 et le galet 28. 35 Selon un autre mode préféré de réalisation, le galet 28 est monté sur le levier coudé ou dans la chape constituée par ces leviers dédoublés 25, par l'intermédiaire d'un roulement a aiguilles, afin d'éviter le coincement des demi-coquilles contre les 7032600 2104937 galets 28, lors de leur sortie du barillet 13. Les leviers 25 avec les masselottes 24 et le s galets 28 sont répartis autour des demi-coquilles par groupes de quatre. Un groupe est disposé sensiblement au voisinage du milieu des 5 demi-coquilles et les deux autres sont disposés l'un à l'avant et l'autre à l'arrière. Le dispositif ainsi décrit fonctionne de la façon suivante : On réunit les demi-coquilles 1 et 2, après insertion 10 de la rondelle déflectrice 8 dans la rainure 7. On introduit le moule tubulaire ainsi formé à l'intérieur du barillet 13 et l'on, met en marche le moteur 19. Grâce à l'accouplement à friction variable 21, le moteur est protégé de 1'échauffement consécutif au lancement en rotation d'un ensemble présentent une assez grande 15 inertie. A la mise en rotation, l'action de la force centrifuge sur les masselottes 26 les fait pivoter autour des axes 24 et les galets 28 tendent.à se rapprocher de l'axe de rotation et à maintenir l'une contre l'autre les deux demi-coquilles 1 et 2, tout en 20 permettant leur dilatation et leur mise en place longitudinale. Pendant la rotation du moule tubulaire formé par les demi-coquilles 1 et 2, a lieu la coulée de métal fondu qui se plaque et se solidifie contre la paroi intérieure, l'épaisseur des chemises moulées étant réglée par le diamètre intérieur de 25 la rondelle déflectrice 8. Les figures 6 et 7 sont destinées à faire comprendre l'amélioration apportée par la présente invention dans le fonctionnement des masselottes. A la figure 6, représentant un système connu, au cours 30 de la rotation l'une des rre sselottes, par exemple M articulée en 0 et soumise à la force centrifuge F, prend l'a-vantage sur la seconde M' articulée en O* et soumise à la force centrifuge F', et presse plus fortement le galet G sur la demi-coquille 1. La masselotte opposée M' est dans l'impossibilité de réagir, la masse-35 lotte M la plus éloignée de l'axe de rotation, exerçant un couple plus fort que la masselotte M'. Il n'y a pas dans ce cas de réglage de plus en plus précis de l'écartement des rasselottes, 7032600 6 2104937 se traduisant par un centrage précis de l' ensemble des demi-coquilles 1 et 2 sur l'axe de rotation X-X*. A la figure 7 représentant le système selon l'invention, il est possible de constater que, lorsque la masselotte 5 pivotant en 0, s'écarte sous l'effet de la force centrifuge F, , le couple de for«e F1 1 diminue. Il en résulte que l'action du galet sur la demi-coquille 1 devient inférieure à celle du galet G'^ sur la demi-coquille 2. Dans le cas de la figure 6, il était impossible 10 d'atteindre l'équilibre" menant à la mise en coïncidence de l'axe de rotation XX' avec l'axe géométrique des deux demi-coquilles. Dans le cas de la figure 7, le phénomène d'inversion des efforts qui vient d'être décrit permet d'atteindre l'équilibre souhaité, se traduisant par une concentricité parfaite des parois intérieu-15 res et extérieures des chemises à mouler. Le dispositif de centrifugation ainsi décrit comporte des moyens de blocage en position horizontale du plande joint 3-4 des deux demi-coquilles 1 et 2, cette position étant requise pour faciliter l'ouverture des coquilles au démoulage. 20 Ces moyens sont constituésApar exemple, par un disque solidaire de l'axe du bâti de centrifugation et porteur d'au moins une encoche convenablement disposée avec laquelle coopère un doigt déplaçable par des moyens de commande. En fin de centrifugation le moteur d'entraînement est 25 actionné en sens inverse à vitesse lente, jusqu'à ce que le doigt arrête la' rotation de l'ensemble moteur et bâti. Le plan de joint est alors en position horizontale. ' COPY 7032600 7 2104937 H EV EHDICATIQN5 1. Dispositif H.? coulée centrifuge, notamment de pièces tubul=ires ssns d fpouille, ?u moyen de déni-coquilles maintonu^s solidaires l'une de l'autre pendait la coulée dans un cylindre centrifugeur, t l'aide d'un 5 lsvî>rs agi-sant sur l*s demi-coquilles, ~r-s masselottes 4tant articulées sur des supports solidaires du cylindre centrifugeur par des leviers coudés -3 bras inégaux, les grands bras étant solidaires des masselottes et traversant des ouvertures du cylirtfce centrifugeur, les petits bras se terminant par des galets appuyant 10 sur les r:e"ii-coquilles, ce dispositif 'tant caractérisé en ce que le cylindre centrifugeur est constitué par un bati cylindrique 13 solidaire du dispositif d'entraînement et lec demi-coquilles 1, 2 et les bra^- de levier 25 forr.ent un certain 3ngle dont le soumet est articulé sur le cylindre centrifugeur au voisi-15 nage des deni-coquiiles, en vue d'assurer un centrage dynamique automatique des demi-coquilles assemblées, des moyens étant prévus pour assurer le réglgge de l'alésage des t"b^s moulés, 2. Dispositif de coulée centrifuge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit angle formé par les bras du 20 levier 25 est d'environ 30°« 3. Dispositif de coulée centrifuge, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les galets 28 sont montés sur les leviers coudés 25 par l'intermédi aii~e d'un roulement ; aiguilles pour éviter leur coincement sur les de~J-coquil1.es, lors de leur 25 retrait Hu bâti cylindrique. 4. Dispositif de coulée centrifuge, selon la revendication 2, c-vactérisé en ce que l»s galets 28 sont cylindriques et coopérât avec des surf aces plates longitudinales 12 prévus à la périphérie des deni-coqu:lies 1, 2. 30 t. Dispositif, de coulée centrifuge, selon la revendi cation 1, caractérisé en ce que.le bati cylindrique centrifugeur 13 est un ^nse-ble 1'g»r groupant quatre cornières 14 disposées en carré et dont les angles sont diriges vors l'axe de rotation, ces corn;ères étant solidarisées p ir un certain nombre d'anneaux 35 en -acier 15 les entourant. 6. D.lcpc s ' COPY 7032600 2104937 centrifugeur est muni d'un équilibreur à billes 16 et est relié a un bati ou à un carrousel 22, par l'intermédiaire d'une suspension élastique 23 dont la fréquence d'oscillation est nettement inférieure a la vitesse de rotation du bati cylindrique 13. 5 7. Dispositif de coulée centrifuge, séLon l'une quel conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement du bati cylindrique centrifugeur 13 comprend un accouplement à friction réglable 21 destiné a encaisser les à-coups de démarrage et d'arrêt et protégeant un moteur clas-10 sique d'entraînement 19. 8. Dispositif de coulée centrifuge, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les demi-coquilles 1, 2 comprennent une chambre de dégorgement 9 séparée du restant de l'alésage 5 des demi-coquilles 1, 2 par une 15 rondelle déflectrice amoviblé 8 en métal mince, maintenue en place par une rainure circulaire 7 prévue à l'intérieur des demi-coquilles, 9* Dispositif de coulée centrifuge.,selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des 20 moyens de blocage sont prévus pour amener le plan de joint horizontal à la fin d'une opération de coulée par centrifugation.