Brevet FR2124276A1 — publié le 19720922

î. 2124276 Pour mesurer la vitesse du piston d'injection des machines de coulée sous pression, à chambre froide, on a développé des dispositifs de mesure à action photo-électrique. Dans un dispositif connu de ce genre, un système photo-élec-5 trique comportant un émetteur de lumière et un récepteur de lumière fixé sur l'écrou à chapeau servant à relier la tige du piston de compression à la tige du piston d'injection, et, parallèlement aux tiges de pistons, s'étend une règle portant des fentes de mire, cette règle étant disposée entre le récep-10 teur de lumière et le réflecteur de lumière. Au cours du mouvement des pistons, le système photo-électrique est entraîné conjointement, d,où le rayon lumineux glisse le long de la règle, et, là où se trouve une fente de mire, il traverse cette règle et vient frapper la photo-diode. Chaque fois 15 qu'elle est frappée par la lumière, cette photo-diode transmet une impulsion à un enregistreur se trouvant en aval, dans lequel un papier d'enregistrement se déroule à une vitesse réglable. L'enregistreur marque les impulsions. En ^occurrence, le nombre d'impulsions par unité de temps est la mesure 20 de la vitesse constatée à l'endroit considéré. Les pièces du dispositif de mesure, reliées à l'écrou à chapeau, qui sont affligées d'une masse, sont exposées à. d'importantes sollicitations d'ordre mécanique, en raison du mouvement du piston d'injection, notamment de l'arrêt 25 à la fin du remplissage du moule. Il faut s'attendre à de nombreuses pannes d'ordre fonctionnel. Il faut y ajouter que le piston d'injection est susceptible de se fausser, d'où l'émetteur de lumière et le récepteur de lumière sont susceptibles de s'écarter de la voie de la règle de mire. 30 L'objet essentiel de l'invention consiste à remédier à cet état de choses. Son objet technique consiste à créer un dispositif pour mesurer la vitesse du piston d'injection des machines de coulée sous pression, à chambre froide, dans lequel la contrainte due à la force vive et la panne fonctionnelle 35 dans le cas où le piston est faussé sont éliminées. Cela étant, le point de départ est constitué par un dispositif de mesure comportant une installation d'émission et de réception de lumière, et un agencement de règles parallèles aux tiges de piston. En ce qui concerne un tel dispositif de mesure, l'in— 72 02733 2. 2124276 vention consiste dans le fait que l'agencement de règles comprend deux lisses plates inclinées l'une par rapport à l'autre et que le long du bord inférieur de l'une des lisses plates, dirigé vers les tiges de piston, des émetteurs de lumière sont 5 placés à un écartement réciproque restant constant, et que, le long du bord inférieur de l'autre lisse plate, dirigé vers les tiges de piston des récepteurs de lumière sont prévus dans l'alignement des émetteurs de lumière, et qu'à l'opposé de l'agencement de règles, un anneau réfléchissant est fixé sur 10 la tige de piston, le bord extérieur de cet anneau passant par l'endroit où les axes d'inclinaison des lisses plates se coupent. Lorsque la tige du piston d'injection est reliée par le moyen d'un écrou à chapeau d'un raccord vissé, à la tige du piston de pression, il se recommande de réaliser l'ensemble de 15 manière à ce que l'écrou à chapeau comporte un bourrelet de diamètre plus grand, qui passe en un anneau en facettes étroit, très reluisant. Dans la conformation du dispositif de mesure, répondant à l'invention, aucun organe complémentaire n'est plus 20 fixé sur les tiges de pistons, pour autant que l'on ait recours à la constitution de l'écrou à chapeau selon la manière décrite, lequel écrou est requis de toute façon. S'il arrivait que le piston d'injection et les tiges de pistons étaient faussés, le résultat des mesures n'en serait nullement influencé, parce 25 qu'il est assuré qu'une lumière réflectrice se trouve en face de la lumière incidente dans toute position angulaire du piston d'injection. Il est recommandé de constituer les émetteurs de lumière à l'aide de l'un des côtés frontaux de conduites transparentes dont l'autre côté frontal est dirigé vers une source 30 de lumière commune, une lentille convergente étant placée en amont de cette dernière. De même, les récepteurs de lumière sont avantageusement formés à l'aide de l'un des côtés frontaux de conduites transparentes dont l'autre côté frontal est dirigé vers un 35 agencement de photo—diodes. Dans le cas le plus simple, cet agencement de photo-diodes comporte une photo—diode unique, avec enregistreur à impulsions en aval. Un tel appareil permet de déterminer rapidement et avec précision la vitesse du piston d'injection en un endroit de mesure quelconque. 72 02733 3. 2124276 Dans de nombreux cas, on désire que les indications de l'enregistreur à impulsions permettent également de déterminer si le piston d'injection s'est déplacé au moment intéressé vers le moule ou s'il s'en est écarté. Conformément à l'invention, il est satisfait à cette condition lorsque, dans un développement complémentaire, l'agencement de photo-diode comporte un jeu de photo-diodes et que les conduites de lumière sont amenées chaque fois à une phouo-diode à des rythmes de groupes concordants, par exemple au rythme de trois, et que toutes les photo-diodes sont reliées à un enregistreui* à impulsions commun comportant un signe de marquage pour chaque conduite d'un groupe, ces signes de marquage concordant pour tous les groupes. Sn partant de la succession des.divers signes de marquage, il est possible de déduire immédiatement le sens du mouvement du piston d'injection, d'après l'indication de l'enregistreur à impulsions. Il s'est avéré particulièrement avantageux de constituer les conduites de lumière transparentes à l'aide de faisceaux de fibres de verre. D'autres avantages et caractéristiques sont commentés dans la description ci-dessous, afférente au dessin qui représente un exemple d'exécution de l'invention. Dans ce dessin : La Fig. 1 est le schéma de principe d'une machine de coulée sous pression, à chambre froide, comportant le dispositif de mesure de la vitesse du piston d'injection, répondant à l'invention. La Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1. La Fig. 3 montre, à plus grande échelle, vue de face, une partie de l'une des règles. La Fig. 4 montre la règle selon la fig. 3» vue du dessous. La Fig. i> est un diagramme horaire des impulsions de lumière. La Fig. 6 indique les marquages des impulsions de lumière selon la fig. par un enregistreur a impulsions o.ur du papier d'enregistrement. La Fig. 7 montre une règle réceptrice d'impulsions de lumière, conjointement avec un enregistreur à impulsions, 72 02733 4. 2124276 en vue de déterminer la vitesse et le sens du mouvement du piston d'injection ; La Fig, 8 montre une partie d'un papier d'enregistrement avec marquages effectués par un enregistreur à impulsions dans le 5 cas de l'application de la construction réalisée suivant la fig.7. Le support de moule 1 de la machine à couler sous pression comprend le demi-moule fixe 3 et le demi-moule mobile 4. Le demi-moule 3 est fix^sur la plateau 5 de la machine, lequel est relié au contre-plateau 7 par l'intermédiaire des colonnes 6. Sur 10 les colonnes 6 repose le bouclier 8 qui est en mesure de glisser dans le sens de la flèche P et en sens inverse. Le demi-moule 4 est monté sur le bouclier 8. Pour déplacer le bouclier S et, dès lors, le demi-moule 4, on se sert du dispositif de propulsion hydraulique 9. Entre les demi-moules 3» 4 se trouve l'espace creux 15 de moule 10 qui est rempli de métal liquide 12 à l'aide du piston d'injection 11. Pour injecter le métal 12 dans le creux 10 du moule, on utilise le dispositif d'injection 2 actionné par voie hydraulique, dont le piston 13 est en mesure de se déplacer axialement dans les 20 deux sens, dans le cylindre 14. La tige de piston 15 rigidement reliée au piston 13» est vissée à la tige 16 du piston d'injection par le moyen de l'écrou à chapeau 17. L'écrou à chapeau 17 comporte un bourrelet 18 de plus grand diamètre qui se termine par un anneau à facettes étroit 25 19, maintenu très reluisant. En face de l'anneau à facettes 19 sont disposés, le long de la trajectoire possible de l'anneau à facettes 19, deux règles 20, 21 inclinées l'une par- rapport à l'autre de manière telle que leurs axes d'inclinaison 22, 23 se coupent en 24 à la surface de l'anneau à facettes 19, alors que 30 les angles a1 et a2 que les axes 22,23 forment par rapport à la ligne de symétrie 25 passant par l'axe longitudinal de la tige de piston 15, concordent. Sur le bord inférieur 26 dé la règle 21 sont disposés des émetteurs de lumière 27 qui se succèdent à un écartement uniforme b dans le sens longitudinal. Ils peuvent 35 éventuellement être constitués dans le genre de bâtonnets transparents, conducteurs de lumière, à l'aide du côté frontal de conduites 28 par exemple en fibres de verre, alors que l'un des côtés frontaux se termine au ras du bord inférieur 26 de la règle21 et que l'autre extrémité est dirigée vers un support 29 disposé 72 02733 5 2124276 en face d'une lentille convergente 30 que viennent frapper les rayons d'une source lumineuse 31 pouvant être constituée par une lampe électrique à incandescence. La règle 20 est constituée exactement comme la règle D 21. Toutefois, les extrémités libres des conduites de lumière de cette règle, lesquelles portent sur le dessin le repère 28', n'interviennent pas en tant qu'émetteurs de lumière, mais bien comme récepteurs de lumière. Les conduites de lumière 20* partant du côté opposé à la règle, arrivent à un support 29* 10 prévu en face d'une lentille 32 qui intervient conjointement avec une photo-diode 33* Cette dernière est raccordée à un enregistreur à impulsions 34» La lumière venant de la source lumineuse 31 arrive par le moyen des conduites de lumière 28 aux émetteurs de 15 lumière 27 se trouvant sur le bord inférieur 26 de la règle 21. Dès que l'anneau à facettes 19 se trouve en face d'un émetteur de lumière 27, la lumière émise frappe l'anneau à facettes.en 24» Cette lumière est réfléchie vers le bord inférieur de la règle 20 et vient frapper le côté frontal de la baguette de 20 fibres de verre alignée dans le sens transversal sur le rayon émetteur. Ce côté agit en tant que récepteur de lumière 35* Partant de là, la lumière arrive par le moyen de la conduite conjointe 201 à la lentille 32, et de là à la photo-diode 33 qui émet une impulsion vers l'enregistreur 34- Suivant la 25 vitesse du piston 11, il en résulte dans le diagramme trajectoire-temps une suite d'impulsions de lumière qui caractérise cette vitesse. La figure 5 montre un tel diagramme. La photodiode 33 transforme les impulsions de lumière en impulsions électriques que l'enregistreur à impulsions 34 enregistre sur 30 le papier d'enregistrement 36 sous la forme de marquages 37, respectivement 3&, respectivement 39» Du fait que le papier d'enregistrement 36 est animé d'un mouvement de déplacement constant, réglable, le nombre des impulsions 37» respectivement 38, respectivement 39» représente la mesure de la vitesse réa-35 lisée au moment en cause. Celle-ci peut être déterminée d'après les indications, à un moment quelconque, éventuellement dans toute position du piston d'injection 11 sur sa trajectoire. 72 02733 6 2124276 Dans la réalisation d'une règle réceptrice de lumière 20* conformément à la figure 7, les conduites de lumière 40» 41» 42, 43» 44, 45, 46, 47, 48 conjointes aux récepteurs de lumière 35* sont dirigées au rythme de trois, alternativement 5 vers chacune des lentilles convergentes 49, 50, 51» En d'au-tres termes, la conduite 40 est conjointe à la lentille 49, la conduite 41 à la lentille 50 et la conduite 42 à la lentille 51, cette succession se répétant pour toutes les conduites de lumière le long de la règle 20'. A chaque lentille 49, 50, 51 10 est conjointe une photo-diode 52-53» 54; chaque photo-diôde est raccordée à un enregistreur à impulsions propre, dans un appareil enregistreur commun 55» Les enregistreurs à impulsions marquent les impulsions reçues par des traits de longueurs différentes. A titre d'exemple, les impulsions provenant de la 15' photo-diode 52 sont indiquées sur le papier dTenregistrement 56 par des traits longitudinaux courts 57, alors que les impulsions de la photo-diode 53 sont représentéés par des traits de marquage 58 légèrement plus longs et les impulsions de la photodiode 54 par des traits 59 encore plus longs. A son tour, la 20 vitessé en un moment quelconque est en mesure d'être calculée d'après la cadence des impulsions successives. En plus, suivant la manière.selon laquelle des différents marquages se succèdent, il est possible de constater si le piston d'injection 11 se déplace" vers l'avant ou s'il a éventuellement rebondi. 25 A titre d'exemple, la suceession des impulsions indiquée dans la partie de gauche de la figure 8, permet de constater que le piston d'injection 11 s'est déplacé vers l'avant, alors que le marquage indiqué dans la partie de droite fait apparaître que le piston d'injection a renversé le sens de son mouvement, par 30 exemple à la suite d'un rebondissement. 72 02733 7. 2124276 REVENDICATIONS . 1. Dispositif pour mesurer la vitesse du piston d'injection des machines de coulée sous pression, à chambre froide, comportant une installation d'émission et de réception des 2 lumières et un agencement de règles parallèles à la tige de piston, caractérisé par le fait que l'agen.cernent de règles comprend deux lisses plates inclinées l'une par rapport à l'autre et que, le long du bord inférieur de l'une des lisses plates dirigé vers la tige de piston, des émetteurs de lumière 10 sont placés à un éeartement réciproque restant constant et que, le long du bord inférieur de l'autre lisse plate, dirigé vers la tige de piston, des récepteurs de lumière sont prévus dans l'alignement des émetteurs de lumière, et qu'à l'opposé de l'agencement de règles, un anneau réfléchissant est fixé sur 1> la tige de piston, le bord extérieur de cet anneau passant par l'endroit où les axes d'inclinaison des lisses plates se coupent. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les émetteurs de lumière sont formés à l'aide de l'un des côtés frontaux de conduites transparentes dont l'au-20 tre côté frontal est dirigé vers une source de lumière commune. 3» Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une lentille convergente est disposée devant la source de lumière. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2p 1 à 3, caractérisé par le fait que les récepteurs de lumière sont formés à l'aide de l'un des côtés frontaux de conduites transparentes, dont l'autre côté fx-ontal est dirigé vers un agencement de photo-diode. j. Dispositif selon la revendication 4> caractérisé 30 par le fait que l'agencement de photo-diodes comporte une photodiode unique à laouelle fait suite un enregistreur à impulsions. o. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait eue l'agencement, de photo-diodes comporte un jeu de photo—diodes et eue les conduites de lumière sono amenées chaque 3^1 fois à une photo—diode au rythme de groupe concordant, par exemple ~.u i"rthme de trois, et que toutes les photos—diodes sont reliées à un enregistreur à impulsions commun ayant un signe de marauage propre pour chaque conduite d'un groupe, alors que ces 72 02733 i. 2124276 signes de marquage concordent dans tous les groupes. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'une lentille convergente est disposée devant chaque photo-diode. 5 S. Dispositif selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 7» caractérisé par le fait que les conduites de lumière transparentes sont formées à l'aide de faisceaux de fibres de verre. 9« Dispositif selon l'une quelconque des revendica-10 tions 1 à 0, la tige du piston d'injection étant reliée à la tige du piston de pression par le moyen d'un raccordement vissé, à l'aide d'un écrou à chapeau, caractérisé par le fait que l'écrou à chapeau comporte un bourrelet de diamètre plus grand qui se termine par un anneau à facettes, étroit, fortement 15 reluisant.