Brevet FR2201941A1 — publié le 19740503

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Pierre CHATOUREL, se rapporte à un dispositif de coulée à basse pression pour la coulée en coquille de pièces en alliages non ferreux, en particulier à um structure du tube de coulée amenant le métal liquide dans la coquille. Les installations de coulée en coquille à basse pression, comme par exemple celles faisant l'objet des brevets français 69/27.058 du 6 août 1969 pour .:"Dispositif de moulage en coquille à basse pression et 69/35.366 du 15 octobre 1969 pour : "Dispositif de moulage en coquille à empreintes multiples en coulée à basse pression" aux noms des demanderesses, comportent un four de fusion et de maintien du métal liquide dans une enceinte close située à côté d'une coquille de coulée des pièces, un tube plongeant dans le métal liquide est relié à la coquille et assure, lorsqu'une pression gazeuse est appliquée à l'enceinte close du four, le transfert du métal dans 11 empreinte de la coquille. Selon la technique des brevets précités, le tube est incliné et maintenu chauffé par des brûleurs extérieurs de façon que le métal liquide qu'il contient ne se solidifie pas et s'écoule à nouveau dans le four après la coulée, le seul métal solidifié étant pratiquement celui restant dans l'empreinte des pièces réalisées. Afin d'éviter l'oxydation du métal dans le tube, une injection de balayage de gaz neutre est prévue dans celui-ci. Le chauffage du tube et le maintien du métal liquide posent des problèmes dans la partie d'extrémité se raccordant à la coquille. Dans cette zone, l'accessibilité par des brûleurs de chauffage est difficile, l'arrivée du métal, divisé en chenaux de répartition aux attaques de coulée des pièces est moins massive, et les pertes calorifiques dans la coquille, généralement refroidie, sont plus grandes. Or, le succès de l'opération de coulée est lié à l'absence d'oxydation du métal et de solidification prématurée dans cette zone, qui provoquerait l'obturation du tube de coulée, ou son encrassement rapide générateur de défauts dans les pièces par entraînement des peaux d'oxydes déposées aux coulées suivantes. L'objet de la présente inventinn, qui évite ces inconvénients est une structure de l'extrémité du tube de coulée, dans laquelle ledit tube se raccorde à un couvercle dont une ouverture coïncide avec une attaque de coulée de la pièce, ledit couvercle étant ajusté dans une cavité correspondante de la coquille communiquant avec un conduit d'alimentation en gaz de chauffage. Cette cavité sera éventuellement prolongée vers le haut et doublée, dans ce prolongement, d'une tubulure céramique formant cheminée d'échappement de flamme, la tubulure isolant celle -ci de la coquille. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le conduit de chauffage est limité à la surface latérale du couvercle dont le fond est perméable et est traversé par le flux de gaz neutre de balayage, tout en étant imperméable au métal liquide. A cet effet, ce fond est circulaire.et constitué d'au moins un enroulement de feuillard d'acier mince autour d'un axe d'enroulement central, dont le degré de serrage conditionne l'espace entre chaque spire du feuillard et donc la perméabilité de passage du gaz, la faible épaisseur du feuillard déterminant une grande longueur enroulée de passage du gaz, et donc la porosité du filtre ainsi constitué. Les couvercles selon l'invention, insérés dans la coquille en extrémité de tube de coulée et directement entourés par les gaz de chauffage sont donc chauffés de façon régulière dans une enceinte close leur assurant une bonne répartition calorifique. Cet enrobage uniquement par des gaz de combustion, en l'absence d'air évite l'introduction de ce dernier dans le tube par perméabilité gazeuse à travers lestarois chauffées au rouge, qui est l'inconvénient des brûleurs externes. Toute introduction d'air est, de plus, supprimée par un balayage de gaz neutre dès le retrait de métal de son point le plus haut du tube de coulée, qui est le fond perméable du gaz du couvercle. Le retrait du métal provoque son remplacement automatique par le gaz neutre, qui est évacué à travers le même fond et par les attaques de coulée dans la coquille à l'injection suivante. I1 en résulte un fonctionnement sans encrassement du système de coulée et l'alimentation des moules par du métal très propre, formant des pièces exemptes de défauts. Le débit de gaz neutre est aisément réglé par le degré de serrage du feuillard filtrant autour de son axe central que l'on cale en rotation à cet effet. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente en coupe une extrémité de tubulure de coulée selon l'invention - la figure 1A est une vue de détail à plus faible échelle de la tubulure de coulée se raccordant par un collecteur au fond de la coquille - la figure 2 représente une extrémité analogue, mais équipée d'un fond perméable et d'une alimentation en gaz neutre - la figure 3 représente une variante de réalisation préférée du cas précédent. Sur la figure 1 est montré en position ouverte une coquille d'injection 1 fixée au plateau fixe 2 d'une presse à injecter. Une tubulure de coulée 3 provenant d'un four de fusion non représenté se raccorde par un collecteur 31 débouchant dans un couvercle 4 situé dans une cavité au fond de la coquille à chaque attaque de coulée 5 avec laquelle coïncide une ouverture latérale 6 du couvercle 4. Une canalisation 7 d'amenée de gaz de chauffage, généralement une flamme de brûleur à gaz, débouche dans un espace 8 entre le couvercle 4 et sa cavité d'assemblage dans la coquille 1, espace qui se prolonge, au-dessus du couvercle 4 par une cheminée d'échappement 9 de la flamme de gaz. Cette cheminée peut etre doublée d'un manchon céramique 10 limitant les échanges thermiques entre la flamme et l'outillage 1. Sur la figure 2, où l'outillage 1 est représenté en position fermée, le couvercle 4 a la forme d'un manchon ouvert recevant à son extrémité supérieure un fond perméable constitué d'une bague d'assemblage 11 avec un moyeu central 12 dans lequel vient s'engager un axe d'enroulement 13 autour duquel vient s'enrouler une bande de feuillard 14 maintenue par un couvercle moyeu 15 venant s'emboîter dans la bague 11. Le gaz neutre, généralement de l'azote, est introduit par le trou 16 dans la cavité d'assemblage 17 du couvercle 4. I1 est en surpression suffisante pour s'introduire, à travers les spires du feuillard, dans le couvercle 4, le collecteur 31 et la tubulure 3 lors du retrait du métal dans le four après l'injection.Après ouverture du moule et démoulage de la pièce coulée, le gaz neutre s'échappera par les attaques de coulée 5 empêchant l'introduction d'air dans la tubulure et purgeant l'air des empreintes de la coquille après fermeture de celle-ci et avant l'injection suivante, réduisant à un minimum le contact du métal avec l'air. A titre d'exemple, le bouchon filtrant peut être constitué d'un enroulement de 3 mètres de feuillard avec un jeu entre spires de l'ordre de 0,1 à 0,05 millimètres, ce qui donne une section de passage de gaz de 150 à 300 mm2. Dans ce cas, les cheminées 9 d'évacuation des flammes de chauffage sont localisées en d'autres points du circuit de chauffage 7, comme il apparait sur la figure 3 qui montre également un autre type d'alimentation en gaz neutre, non branché directement par une tubulure sur la coquille, comme dans le cas précédent, mais se raccordant directement à celle-ci à travers un joint 18, par une alimentation interne 19 dans le plateau fixe 2. Le serrage d'une vis 20 permet d'assurer l'appui d'étanchéité de la buse 23 sur le joint 18. Cette solution supprime les raccordements externes et leurs risques de détérioration et dégage les abords de la coquille. La figure 3 montre également une variante de réalisation du fond perméable au gaz neutre du couvercle 4 constituée de deux enroulements de feuillard 14 enroulés comme précédemment autour d'un axe de réglage 13 mais montés directement dans un épaulement sur le fond du couvercle 4 et maintenus par un jonc élastique 21. Une plaquette entretoise ajourée 22 située entre les deux enroulements 14 empêehera leur glissement axial et leur déformation, assurant leur maintien plan très simplement, en combinaison avec l'encastrement de leur diamètre externe dans ltépaulement par le jonc élastique 21. REVENDICATIONS 1. Dispositif de coulée à basse pression pour la coulée en coquille de pièces en alliages non ferreux dans lequel un tube de coulée relie un four de fusion à une coquille située à côté du four en position surélevée par rapport à celui-ci, caractérisé en ce que l'extrémité dudit tube de coulée se raccorde à un couvercle dont une ouverture coïncide avec une attaque de coulée de la pièce, ledit couvercle étant ajusté dans une cavité correspondante. de la coquille communiquant avec un conduit d'alimentation de gaz de chauffage 2.Dispositif de coulée à basse pression pour la coulée en coquille d'après la revendication 1, caractérisé par ceci que la canalisation d'amenée de gaz de chauffage débouche dans un espace entre le couvercle et sa cavité d'assemblage dans la coquille qui se prolonge au-dessus du couvercle par une cheminée d'échappement de la flamme de gaz, cette cheminée pouvant être doublée d'un manchon céramique. 3. Dispositif de coulée à basse pression pour la coulée en coquille suivant la revendication 1, caractérisé par ceci que le couvercle est à fond perméable au gaz et imperméable au métal liquide pour injection de gaz neutre. 4. Dispositif de coulée à basse pression pour la coulée en coquille suivant la revendication 3, caractérisé par ceci que le couvercle a la forme d'un manchon ouvert recevant à son extrémité supérieure un fond perméable constitué d'une bague d'assemblage avec un moyeu central dans lequel s'engage un axe d'enroulement autour duquel est enroulée une bande de feuillard maintenue par un couvercle moyeu venant s'emmancher dans la bague, le gaz neutre s'introduisant à travers les spires du feuillard dans le couvercle, le collecteur et la tubulure de coulée, lors du retrait du métal dans le four après l'injection après ouverture du moule le gaz neutre s'échappant par les attaques de coulée. 5. Dispositif de coulée à basse pression pour la coulée en coquille suivant la revendication 4, caractérisé par ceci que l'enroulement est réglable par rotation de l'axe central autour duquel vient s'enrouler la bande de feuillard. 6. Variante du dispositif de coulée à basse pression pour la coulée en coquille suivant la revendication 4, caractérisé par ceci qu'un double enroulement de feuillard maintenu par une plaquette entretoise ajourée intermédiaire est encastrée directement dans le couvercle. 7. Dispositif de coulée à basse pression pour la coulée en coquille suivant la revendication 3, caractérisé par ceci que l'alimentation du gaz neutre non branché directement par une tubulure sur la coquille se raccorde directement à celleci à travers un joint par une alimentation interne dans le plateau fixe.