Brevet FR2116510A1 — publié le 19720713

- 1 - 2116510 L'invention concerne un support de quenouille pour poche de coulée à sortie par le fond, un élénfcnt de manoeuvre étant destiné à translater le bouchon verticalement par l'intermédiaire de la quenouille. Ce support est aussi applicable, bien entendu, aux bassins 5 de coulée et fours de fonderie. Les supports connus de quenouille et leurs éléments de manoeuvre ont l'inconvénient que le rapport de transmission des courses du bouchon et des éléments de manoeuvre est approximativement constant ; il est donc impossible de procéder à un réglage fin du jet de coulée. 10 L'invention a pour objet un support de quenouille à mécanis me de levage permettant le réglage fin du jet de coulée. Selon une particularité essentielle de l'invention, deux bielles oscillantes disposées à une certaine distance l'une au-dessus de l'autre forment une liaison articulée de la quenouille et d'une 15 colonne de support montée extérieurement sur la poche de coulée et gui dent cette quenouille lors de la montée et de 3.'abaissement du bouchon et, par ailleurs, l'élément de manoeuvre commande la quenouille par l'intermédiaire d'une genouillère articulés sur l'une des deux biell.es oscillantes. 20 La genouillère adapte le rapport de transmission des cour ses du bouchon et de l'élément de manoeuvre à la position de ce bouchon. Ce rapport est relativement grand au début de l'ouverture du bouchon et il diminue avec l'augmentation de sa course % en d'autres termes, il faut exercer au début une faible force sur le levier de manoeuvre et 25 le déplacer sur une distance relativement grande pour une faible course du bouchon, qui subit une grande force. IL est ainsi possible d'ouvrir facilement le bouchon, même s'il colle, et de procéder à un réglage fin du jet de coulée. Bien entendu, la variation du rapport de transmission permet à l'inverse de fermer lentement le bouchon en l'appliquant lente-30 ment et doucement sur son siège et donc d'éviter le risque de provoquer des dégâts à la tête du bouchon et à la busette de coulée. XL est, par ailleurs, préférable que la tête du bouchon se soulève en pratique exactement dans l'axe de l'écoulement de sortie, de la même manière qu'avec les mécanismes classiques ; selon un mode 35 de réalisation simple du support de l'invention permettant de satisfai re à cette condition, le bras de levier de la bielle oscillante supérieure est inférieur à celui de la bielle oscillants inférieure et, compte tenu de l'hypothèse que la course du bouchon est faible - le rapport de la longueur de cette course à la longueur du bras de levier de la bielle ifO inférieure étant inférieur ou égal à 1 ; 5 - la longueur des deux bras 71 433?3 - 2 - 2116510 de levier est inversement proportionnelle à leur distance au bord inférieur du bouchon. H est par ailleurs préférable que le bouchon soit d'une part verrouillé automatiquement après mise en place dans la poche de 5 coulée et qu'il ne puisse plus se soulever intempestivement de lui- même et, d'autre part, qu'il se déverrouille automatiquement lorsqu'il est manoeuvré, sans qu'il soit nécessaire de démonter des vis de retenue ou des cales. Selon un mode de réalisation avantageux, les leviers comportent un organe de traction et au moins une butée qui maintiennent 10 les points d'articulation de la genouillère au moins sur une ligne droite lorsque le bouchon est en position de fermeture. L'organe de traction compense le poids du levier de manoeuvre et empêche ainsi le bouchon de se déverrouiller de lui-même. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 15 rassortiront de la description qui va suivre, faite en regard des des sins annexés illustrant un mode de réalisation donné à titre explicatif et nullement limitatif. Sur ces dessins^ la figure 1 est une élévation avec coupe transversale par-20 tielle d'un mode de réalisation de l'invention et représente en trait plein la genouillère et l'élément de manoeuvre en position correspondant à celle de la 'fermeture du bouchon et en traits mixtes en position correspondant à celle dans laquelle le bouchon est soulevé ; les figures 2 et 3 sont des coupes selon les lignes H - II 25 et III - III de la figure 1 ; et la figure 4- représente schématiquement les courses de la quenouille et des bielles oscillantes en fonction d'une course déterminée h du bouchon pour lé calcul du bras de levier r de la bielle oscillante supérieure. 30 la poche 1 de coulée, qui est en général en tôle d'acier, comporte un revêtement 2 de matière céramique, par exemple d'alumine, ou n'en comporte pas suivant que le métal fondu est corrosif et à température élevée ou ne l'est pas. Son fond 3 comporte un orifice 4-d'écoulement ou de sortie, qui peut "aussi être en matière céramique 35 5 et qu'un bouchon 6 obture. Le bouchon 6 est ea métal, par exemple en fonte, ou en matière réfractaire, par exemple céramique, selon la température du métal fondu et selon que ce dernier est corrosif ou ne l'est pas. Le bouchon 6 est fixé à une quenouille 7> qui peut être en même matière. 40 L'extrémité supérieure de la quenouille 7 est insérée 71 43353 - 3 - 211«510 dans un manchon 8,dans lequel une vis 9 la fixe. Le manchon 8 comporte extérieurement deux groupes de deux chevilles rapportées ou points 10 et 11 d'articulation,qui sont superposés et placés à une distance b (figure 4) en hauteur. Des coussinets 25 et des tourillons 27 à extrémités filetées (figures 2 et 3) foraient d'autres articulations 12 et 13. Les articulations 12 et 13 se trouvent dans une partie en fourche d'une colonne 16 de support qui, de son côté, est insérée dans un guide 17 situé sur le côté extérieur de la poche 1 et qu'au moins une vis 18 peut fixer en .hauteur par rapport à cette poche. Une bielle oscillante supérieure 14 relie les deux articulations supérieures 10 et 12 et une bielle oscillante inférieure 15 relie les articulations 11 et 13. Chacune des deux bielles oscillantes 14 et 15 est formée de deux fers plats insérés par les deux côtés sur les chevilles 10 et 11 du manchon 8 et sur les coussinets 25 et que des écrous 19 retiennent sur les chevilles 27 avec interpositions de rondelles 26. Les deux bielles oscillantes 14 et 15 forment avec le manchon 8 qui les relie un parallélogramme articulé destiné à guider la quenouille 7 pendant ses déplacements. Un ensemble de leviers montés sur l'articulation 13 de la bielle inférieure 15 et destinés à la manoeuvre du bouchon 6 conqprend un levier 20 de manoeuvre, dont l'extrémité inférieure est pleine dans la zone de l'articulation 13 et qui se prolonge plus à l'extérieur par un élément 21 de liaison en fourche. Un élément 23 de liaison est rotatif à l'extrémité libre de la fourche 21 sur une autre articulation 22, qui se compose également d'un coussinet 25, d'une cheville 27 et de rondelles 26 retenues par des écrous 19, l'autre extrémité de cet élément 23 étant reliée à la bielle oscillante supérieure 14 par des éléments analogues 25» 26, 27 et 19 d'une articulation 30. L'élément 21 de liaison et la pièce 23 forment avec leur articulation 22 une genouillère comprenant une articulation entre deux leviers simples, l'autre extrémité de chaque levier étant également articulée en 13 et 30 dans le cas particulier. On sait que lorsqu'une force est exercée sur une genouillère, les forces qui sont produites par sa composante perpendiculaire à la ligne de jonction des articulations extérieures et qui sont orientées sur cette ligne sont d'autant plus grandes que l'angle inscrit entre cette ligne de jonction et les leviers simples est petit. Un ressort 28 fixé entre l'extrémité supérieure de la colonne 16 de support et le levier 20 de manoeuvre forme un organe de traction qui tire le levier 20 en permanence vers le haut et donc qui 71 43353 2116510 i t tend à repousser le bouchon 6 en position de repos contre la sortie j 4 du fond par l'intermédiaire de l'élément de liaison 21 en fourche et ' de la pièce 23 de liaison. La pièce 23 mise dans cette position est alors appliquée contre une butée 29 formée par la surface inférieure j 5 de la fourche de l'élément 21 de liaison et ajustée ou déterminée en fonction de la disposition des leviers de manière que les centres 22, 13 et 30 de rotation se trouvent au moins approximativement sur une droite en position de repos. H est bien entendu possible atissi de décaler le centre 10 22 de rotation vers le haut sur la ligne de jonction passant par les points 13 et 30. Ainsi, l'organe 28 de traction et la butée 29 verrouillent automatiquement le bouchon 6 en position de fermeture, de sorte que ni la poussée statique vers le haut, ni aucune autre force ne peuvent le soulever. Aucun autre verrouillage du bouchon n'est donc nécessaire. 15 31 a été préalablement mentionné qu'il est préférable que le bouchon 6 se lève si possible en suivant une droite lorsqu'il est extrait de la sortie 4, malgré que les points 10 et 11 se déplacent sur un cercle. H est possible de réaliser cette disposition géométrique à condition que le bras de levier r de la bielle oscillante supérieure 20 14 .ait une longueur qui soit inférieure dans un rapport déterminé à celle du bras de levier a_ de la bielle oscillante inférieure 15. la figure 4 représente schématiquement le mouvement des centres de rotation 10 et 11 des deux bielles 14 et 15 lorsque le bouchon 6 est levé sur une distance h, r désignant le bras de levier de 25 la bielle inférieure 14, b désignant la distance séparant les centres de rotation, £ désignant la distance séparant la bielle .inférieure 15 et le bord inférieur du bouchon 6 et d = £ + b désignant la distance séparant la bielle supérieure 14 et le bord jjaférieur du bouchon 6. Un calcul simple effectué sur la- base de cette disposition géométrique 30 montre que r satisfait à la relation suivante : r = c/â^(l-cos a(c+b)(l-cos (p) 35 Eh-admettant l'hypothèse que h ^ 1/5.a ou que h est beaucoup plus petit que c_ et que c_ + b - cette condition étant toujours satisfaite en pratique -on obtient ( 1-cos (p) -«0 et la relation ci-dessus à laquelle r obéit se simplifie de la manière suivante : r/a & c/(c+b). ^ levée du bouchon 6 s'effectue par abaissement du levier V" . V 71 43353 -5- 2116510 20 à la main ou au moyen d'une commande convenable qui peut être mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique ou électromagnétique. Cette rotation du levier 20 autour du centre fixe 13 est exécutée contre la force du ressort 23 vers la position représentée en traits mixtes sur 5 la figure 1, les centres de rotation 22, 30, 10 et 11, ainsi que le bouchon 6 atteignant alors les positions représentées également en lignes brisées. Une butée 31, qui est formée d'une cheville cylindrique disposée entre les deux fers plats de la bielle oscillante 15 et contre laquelle la pièce 23 de. liaison s'applique, peut limiter vers le 10 haut la course du bouchon 6. Etant donné l'effet de genouillère décrit ci-dessus, des forces relativement importantes agissent également sur l'articulation 30-et de ce fait sur le bouchon 6- lorsque la genouillère commence de se replier pour ouvrir le bouchon 6 encore fermé, de sorte que même les bouchons qui sont collés peuvent facilement être ouverts.Par 15 ailleurs, en phase initiale d'ouverture, la course du point 30 et donc la levée du bouchon 6 sont relativement petites par rapport à l'angle de rotation du levier 20, de sorte qu'il est possible de procéder à un dosage fin du jet de coulée. Les calculs du déport latéral du bouchon, dû au support 20 et dont la course h, le bras de levier a et les distances ç et £ satisfont aux hypothèses mentionnées ont confirmé que pour la plage usuelle de levée du bouchon/»les écarts par rapport à une course verticale dans l'axe de l'orifice de sortie et conditionnés par la géométrie de l'ensemble et non pas par les jeux et tolérances de fabrication, sont d'une 25 fraction de millimètre. Il va de soi que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif et nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes, sans sortir de son cadre. 71 43353 - 6 - 2116510 revendications 1. Support de quenouille de poché de coulée à sortie par le fond et dont le bouchon est déplaçable verticalement au moyen d'un élément de manoeuvre et par l'intermédiaire d'une quenouille, caractérisé en ce que deux bielles oscillantes superposées à une certaine distance articulent la quenouille sur une colonne de support montée extérieurement sur la poche de coulée et la guident lors de la levée et de l'abaissement du bouchon et une genouillère par laquelle l'élément de manoeuvre- commande la quenouille est articulée sur l'une des deux bielles. 2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras de levier de la bielle oscillante supérieure est plus court que celui de la bielle inférieure, les longueurs des deux bras de levier étant inversement proportionnelles à leurs distances au bord inférieur du bouchon avec l'hypothèse que la course du bouchon est petite -le rapport de cette course au bras de levier de la bielle inférieure étant inférieur ou égal à 1 : 5-« 3. Support selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'ensemble des leviers comporte un organe de traction et au moins une butée qui maintienne les centres d'articulation de la genouillère au moins sur une droite lorsque le bouchon est en position de fermeture.