Brevet FR2129933A1 — publié le 19721103

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Jacques MACLER, est relative- aux dispositifs permettant d1introdui- re du métal fondu dans un moule de coulée centrifuge à axe horizontal On connaît des installations de coulée centrifuge pour la fabrication de chemises de cylindres ou autres pièces,dans lesquelles plusieurs unités de moulage par centrifugation sont groupées sur un carrousel horizontal muni de moyens assurant automatiquement les fonctions de coulée. et de démoulage . Ce carrousel est animé d'un mouvement de rotation autour d'un axe vertical et les diverses opérations d'alimentation du moule, de centrifugation, de refroidissement et de démoulage sont effectuées successivement pour chacune de ces unités en des emplacements différents de la périphérie du carrousel .En particulier, le dispositif d'alimentation comprend en général un godet muni d'un bec de coulée, monté à l'extrémité d'une potence, montée pivotante sur le carrousel, tandis qué le godet est monté de façon à pouvoir basculer autour d'un axe horizontal par rapport à la potence, afin de verser le métal fondu dans le moule . I1 est donc nécessaire d'effectuer deux mouvements pour provoquer l'alimentation de chaque moule, tout d'abord un mouvement de pivotement dans un plan horizontal, de l'ensemble constitué parla potence le godet et le bec verseur, puis un mouvement de basculement autour d'un axe horizontal, du godet et du bec pour provoquer l'écoulement du métal fondu, depuis le godet jusque dans l'intérieur du moule Ces -deux--mouvements peuvent être réalisés par tous moyens convenables, par exemple au moyen de rampes de came et de galet formant contre-cames De tels dispositifs présentent un grave inconvénient qui tient au fait que le mouvement qui amène le bec verseur. en position a'alimentation du moule est un mouvement circulaire qui est certes un mouvement simple permettant d'éviter des blocages par projection de sable ou de métal, mais donne par contre à la trajectoire du bec un encombrement nettement supérieur aux dimensions propres de celui-ci, ce qui se traduit, d'une part par un encom brement.important de l'ensemble du dispositif etr d'autre part, par l'impossibilité de mouler par centrifugation des pièces de petit diamètre intérieur .C'est là une limitation tout fait néfaste de ce type de procédé, par ailleurs très intéressant sur le plan de la qualité et des performances . C'est essentielle ment cet inconvénient que vise à éliminer le dispositif suivant l'invention . Elle a pour-objet un dispositif dralimentation dun moule de coulée-centrifuge, comprenant une potence montée par une de ses extrémités sure support rotatif du-moule de-façon à pouvoir tourner autour d'un premier axe vertical, un godet muni d'un becverseur monté à autre extremité de cette potence de façon à pouvoir tourner autour d~'un axe horizontal, et des moyens d'actionnement destinés à provoquer un mouvement de rotation autour du premier axe vertical et le mouvemént de basculement du godet autour de l'axe hroizontal, caractérise en ce que le so- det et le bec verseur sont montés sur l'extrémité de la potence de façon à pouvoir tourner également autour d'un deuxième axe vertical,des moyens étant prévus pour faire tourner le godet autour de ce deuxième axe vertical, lors d'un mouvement d'approche de ce godet et du bec verseur en direction du moule, de façon à amener le bec à peu près dans l'alignement de l'axe horizontal du moule, puis pour provoquer l'introduction de ce bec verseur dans le moule à peu près parallèlement à l'axe du moule, avant que le godet bascule autour de son axe horizontal Suivant un mode de réalisation préféré, le godet et le bec verseur sont portés par un support articulé à l'extrémité de la potence autour dudit deuxième axe vertical, et lesdits moyens comprennent une biellette articulée à une extrémité sur le support du moule, autour d'un axe vertical voisin du premier axe vertical, et à son autre extrémité sur le support du godet et du bec, autour d'un autre axe vertical distinct du deuxième Si l'on considère en plan l'ensemble constitué par la potence et la biellette, les axes d'articulation disposés au voisinage de leurs extrémités respectives sont placés aux sommets d'un quadrilatèrc irrégulier et l'on verra dans la suite de la description comment le choix des caractéristiques de ce quadrilatère détermine, en combinaison avec celles d'une rampe d'actionnement de forme convenable, les mouvements souhaites du godet et du bec verseur D'autres caracteristiques et avantages de cette invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, et sur lesquels la Fig. 1 est une vue en plan schématlque d'une installation de coulée centrifuge du type à carrousel ; la Fig. 2 est une vue partielle en perspective d'un moule de centrifugation et de son dispositif d'alimentation les Fig. 3, 4 et 5 sont des vues en plan schématiques montrant le dispositif d'alimentation dans plusieurs positions successives. On peut voir sur la Fig. 1 une installation de coulée cen trifuge comprenant un certain nombre d'unités distinctes réparties à la périphérie d'un carrousel A de centre 0, qui est entraîné en rotation dans le sens contraire de celui des aiguilles d'une montre, par un mécanisme qu'il est inutile de décrire en détail car il peut être parfaitement classique . Chaque unité de centri fugation comprend un moule d'axe x-x, des moyens C pour entraîner ce moule en rotation, un dispositif 1 d'alimentation en métal fondu, et des moyens de démoulage (non représentés) .Chaque dispositif d'alimentation coopère lors du mouvement du carrousel avec un poste d'actionnement fixe qui comprend une première rampe R1 et une deuxième rampe R2 dont les fonctions apparaîtront dans la suite de la description Le dispositif d'alimentation D proprement dit comprend un godet 1 muni d'un bec verseur 2 d'axe y-y, relié au plateau du carrousel par un mécanisme qui constitue l'objet de l'invention Ce godet est porté par un support 3 de façon à pouvoir osciller par rapport à ce support autour de son axe horizontal y-y . Ce mouvement de basculement est commandé par une manivelle 4 solidaire du godet et qui porte à son extrémité libre un galet 5 destiné à coopérer avec la rampe de came R2 .Sur sa face inférieure, le sup port 3 porte un autre galet 6 qui coopère avec la rampe R1 Le support 3, sur lequel est monté le godet, est relié au plateau du carrousel par deux bielles ou biellettes 7, 8 dont l'une 7 peut être considérée comme constituant la potence du dispositif antérieur, décrit dans le préambule de ce mémoire, cette première biellette étant articulée à une extrémité autour d'un axe vertical V-V par rapport à une ferrure 9 solidaire du plateau du carrousel et étant reliée à son autre extrémité au support 3 de telle façon que ce dernier puisse osciller autour d'un deuxième axe vertical W-W . La potence 7 est solidaire d'une patte 10 dont ltextrémité libre est soumise à l'action d'un ressort de rappel 11 . Un moyen de butée convenable (non représenté) détermine la position de fin de course ou position de repos du dispositif . La deuxième bielle ou biellette 8 est, de la même façon, articulée à une extrémité sur la ferrure 9, de façon à pouvoir tourner autour d'un axe vertical X-X proche de l'axe V-V, tandis qu'à son autre extrémité , elle est reliée au support 3 de telle façon que ce dernier puisse tourner autour d'un axe vertical y-y On remarquera que les axes V-V et X-X se trouvent dans le même plan vertical que l'axe O du carrousel et que si les axes V-V et X-X sont très proches l'un de l'autre, par contre les axes W-W et Y-Y sont séparés par une distance sensiblement plus grande, ce qui permet de provoquer le changement d'orienta tion du bec verseur, comme cela sera décrit à propos du fonction nement du dispositif Si l'on considère maintenant la rampe R1, on peut voir que cette dernière comporte tout d'abord une partie incurvée a dont l'extrémité libre est dirigée à peu près radialement par rapport au centre O du carrousel . A cette partie incurvée succède une portion b centrée à peu près sur le point O du carrousel, puis une rampe inclinée c, une partie d également concentrique au carrousel et enfin une cinquième portion e incurvée et destinée à permettrele retour du dispositif à sa position effacée initiale. Quant à la deuxième rampe R2, sa hauteur augmente progressivement puis décroît de façon à provoquer un mouvement de montée du galet 5 et un basculement du godet et du bec verseur, puis le retour de ce godet et de ce bec verseur à leur position initiale On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif en se référant essentiellement aux schémas des Fig. 3, 4 et 5 sur lesquels sont représentées diverses positions successives du dispositif On voit sur la Fig. 3 deux dispositifs, dont l'un D1 se trouve dans sa position d'alimentation, dans laquelle il est maintenu par le ressort 11, tandis que l'autre D2 se trouve en position escamo tée .Pour suivre de façon logique l'évolution du dispositif, on va tout d'abord le considérer à partir de sa position escamotée, pour parvenir ensuite à la position d'alimentation ou d'introduction Sur cette Fig. 3, le galet 6 de l'ensemble D2 arrive au contact de la position a de la rampe fixe R1 et, le carrousel A continuant son mouvement de rotation dans le sens de la flèche F, la butée du galet 6 contre la rampe a provoque un pivotement de l'ensemble du godet et du bec verseur autour de ce point d'appui, le godet se déplaçant par conséquent relativement peu pour un mouvement d'une certaine amplitude du carrousel, de la ferrure 9 et is axes V-V et X-X .C'est en principe à ce:moment que s'effectue le remplissage du godet en métal fondu, car sa quasi-immobilité rend cette opération plus aisée On voit en considérant la Fig. 4 que lorsque le galet 6 a franchi la première partie incurvée a de la rampe, l'ensemble du godet et du bec verseur a tourné d'un angle relativement important, ce qui a rapproché l'axe y-y du bec verseur de celui x-x du moule B2 associé, en même temps que s'effectuait le mouvement relatif d'approche .Lorsque le galet 6 se déplace le long de la deuxième portion b de la rampe, etant donné que cette dernière est concentrique au carrousel, le mécanisme ne subit aucune déformation, et le godet conserve à peu près la même position angulaire, ce qui peut permettre de terminer son remplissage dans la mesure ou ce dernier n' aurait pas été effectué totalement dans la preTnière partie du mouvement Lorsque le galet 6 se déplace 1 lonq de la-partie inclinée c de la rampe (Fig. 5), on réalise simultànément lXalignement exact de l'axe y-y du bec verseur avec l'axe x-x du moule et l'introduction de ce bec verseur dans le moule, cette introduction se faisant par un déplacement pratiquement parallèle à l'axe de ce moult et par conséquent avec un encombrement minimal .Dans la portion suivante d de la rampe, les positions relatives du bec verseur et du moule demeurent inchangées (voir sur la Fig. 3 la position de l'ensemble D1), et le galet porté 5 par la manivelle 4 attaque ladeuxieme rampe de came R2, ce qui provoque le basculement du godet et du bec verseur autour de l'axe horizontal y-y et l'introduction du métal dans le moule . Onpeut considérer à ce moment que la phase d'alimentation en métal fondu est terminée, les autres opérations de centrifugation, de refroidissement et de démoulage étant effectuées ensuite de la façon habituelle Ainsi qu'on l'avait indiqué dans le préambule du présent mémoire, le fait de remplacer le mouvement d'approche circulaire du bec verseur par un mouvement plus complexe qui l'amène tout d'abord à peu près dans l'alignement de l'axe du moule et qui provoque son introduction dans le moule paralèlement à son axe, permet bien d'obtenir que l'encombrement global déterminé par la dimension propre du bec verseur et par l'enveloppe de sa trajectoire est considérablement réduit . Ceci permet d'utiliser un tel dispositif d'alimentation en association avec des moules servant à couler des pièces de très petit diamètre,ce qui était impossible avec le dispositif d'alimentation classique à mouvement d'approche circulaire Par ailleurs, les moyens mis en jeu pour obtenir ce résultat sont particulièrement simples, ce qui a pour effet de conserver au dispositif une fiabilité tout à fait satisfaisante et d'éviter le blocage par des projections de sable ou de métal REVEND ICAT I ON S 1. Dispositif d'alimentation d'un moule de coulée centrifuge, comprenant une potence montée par une de ses extrémités sur le support rotatif du moule de façon à pouvoir tourner autour d'un premier axe vertical, un godet muni d'un bec verseur-monté à l'au tre extrémité de cette potence de façon à pouvoir tourner autour d'un axe hroizontal, et des moyens d'actionnement destinés à provoquer un mouvement de rotation autour d'un premier axe vertical et le mouvementde basculement du godet autour de l'axe horizontal, caractérisé en ce que le godet (1) et le bec verseur (2) sont montés sur l'extrémité de la potence (7) de façon à pouvoir tour ner également autour d'un deuxième axe vertical (W-W), des moyens (8) étant prévus pour faire tourner le godet autour de ce deuxième axe vertical, lors d'un mouvement d'approche de ce godet et du bec verseur en direction du moule (B), de façon à amener le bec à peu près dans l'alignement de l'axe horizontal (x-x) du moule, puis pour provoquer l'introduction de ce bec verseur dans le moule à peu près parallèlement à l'axe du moule, avant que le godet bascule autour de son axe horizontal (y-y) 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le godet (1) et le bec verseur (2) sont portés par un support (3) articulé à l'extrémité de la potence (7) autour dudit deuxième axe vertical (W-W), et lesdits moyens comprennent une biellette (8) articulée à une extrémité sur le support (A) du moule, autour d'un axe vertical (X-X) voisin du premier axe vertical (V-V) et à son autre extrémité, sur le support (3) du godet et du bec, autour d'un autre axe vertical (Y-Y) distinct du deuxième 3.Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les axes (V-V) et (X-X) d'articulation de la potence (7) et de la biellette (8) sur le support (A) du moule sont à peu près dans le même plan que l'axe (O) de rotation de ce support (A). 4. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la biellette (8) a une longueur inférieure à celle de la potence (7), ces longueurs etant mesurées comme la distance entre les axes d'articulation de ces deux pièces 5. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une rampe d'actionnement fixe (R1) coopérant avec un galet (6) porte par le support (3) du moule, cette rampe comportant une partie (a) à peu près alignée avec le centre (O) du support rotatif (A) du moule (B), une partie (b) à peu près centrée sur ce point (O) et une partie d'extrémité permettant l'échappement du galet (6) 6.Dispositif suivant l'une Quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième rampe t2) coopérant avec un deuxième galet (5) porté par une manivelle (4) solidaire de l'ensemble godet (1) bec verseur (2), cette rampe étant décalée par rapport à la rampe (R2) et n'entrant en action que lorsque le premier galet (6) se trouve en contact avec la quatrième partie (d) dela première rampe (R1) 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un organe élastique de rappel (11) tend à ramener le dispositif dans une position effacée 8. Installation de coulée centrifuge, comportant plusieurs moules de centrifugatinn répartis à la périphérie d'un support rotatif ou carrousel, un dispositif d'alimentation en métal fondu, pour chaque moule, et des moyens d'actionnement à poste fixe, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation et les moyens d'actionnement de ce dispositif sont tels que définis dans les revendications précédentes