Brevet FR2382963A1 — publié le 19781006

La présente invention se rapporte aux machines de moulage par centrifugation. Selon l'un des aspects de la présente invention, une machine de moulage par centrifugation qui comprend une poupée et une contre-poupée qui sont ou peuvent être alignées axialement est essentiellement caractérisée en ce que la poupée comporte un premier plateau rotatif à son extrémité arrière, et en ce que la contre-poupée comporte un second plateau à son extrémité de tête, la pièce devant être traitée étant maintenue entre ces plateaux quand la machine est en service, le second plateau étant capable d'entre entraîné en rotation quand une pièce est tenue entre lui et le premier plateau; en ce qu'elle comprend (I) des moyens pour faire tourner ce premier plateau; (II) des moyens pour produire une poussée axiale sur le second plateau en direction du premeier, ces moyens portant un palier permettant au second plateau de tourner tout en étant soumis à la poussée axiale; et (III) des moyens pour introduire du métal en fusion au centre du second plateau, le second plateau coopérant, du côté de la contre-poupée avec deux organes annulaires coopérant mutuellement dans lesquels passent les moyens pour introduire le métal en fusion. Belon un autre aspect de la présente invention, une machine de moulage par centrifugation qui comprend une poupée et une contre-poupée qui sont ou peuvent être alignées axialement, est caractérisée en ce que loupée comporte un premier plateau rotatif à son extrémité arrière et en ce que la contre-poupée comporte un second plateau à son extrémité de tête, la pièce devant être traitée étant maintenue entre ces plateaux quand la machine est en service, le second plateau étant capable d'etre entraîné en rotation quand une pièce est tenue entre lui et le premier plateau; en ce qu'elle comprend : (I) des moyens pour faire tourner ce premier plateau; (II) .des moyens pour produire une poussée axiale sur le second plateau en direction du premier, ces moyens comportant un palier pour permettre au second plateau de tourner tout en étant soumis à la poussée axiale; et (III) des moyens pour introduire du métal en fusion au centre du. second plateau, et en ce que ce second plateau se composant de deux plateaux fixés ensemble avec un certain ecartemenx l'un de ltautre, l'espace compris entre ces plateaux étant tel qu'il forme une voie de fuite pour tout métal en fusion qui pourrait parvenir entre ces deux plateaux quand la machine est en service. Le mode de réalisation préféré de l'invention comporte, en tant que second plateau un plateau jumelé qui coopère avec les deux organes annulaires coopérant mutuellementy mentionnés plus haut. L'ouverture centrale du second plateau peut être limitée par une surface conique qui diverge en direction de la tête. Lorsque le second plateau est jumelé, le premier plateau de l'ensemble (ctest-à-dire celui situé du côté de la tête) peut présenter une lèvre tronconique centrale qui converge vers l'arrière et qui coopère avec l'ouverture centrale au second plateau (c'est-à-dire avec celui situé à l'arrière). En variante, les ouvertures centrales des plateaux pourraient être simple- ment circulaires, l'ouverture du premier plateau étant, de pré- férence, plus petite que celle du second. Les deux organes annulaires coopérant mutuellement qui, dans certains modes de réalisation de l'invention coopèrent avec le second plateau, peuvent constituer la liaison entre ce der- nier et le palier0 Ces deux organes peuvent avantaSeusement être respectivement mâle et femelle, l'ouverture de l'organe du côté tête étant cylindrique en direction de l'axe ou divergente en direction de l'arrière tandis que l'ouverture de l'organe arrière est convergente en direction de l'avant. Ces modes de construction évitent ou, pour le moins, s'opposent à la tendan- ce du métal en-fusion à s'écouler de ia sortie des moyens pour introduire le métal vers le palier. Bans certains modes de réa- libation de l' invention, les deux organes sont pourous de manchons qui s'ajustent dans les ouvertures respectives de ces or- ganes.Un isolant thermique peut être interposé entre les man chonset les organes, La poupée et la contre-poupée peuvent être montées sur un banc qui a été usiné avec la précision nécessaire. les moyens pour faire tourner le premier plateau peuvent être constitués par un moteur relié à un variateur de vitesse, par exemple à un variateur Kopp. Le moteur entraîne généralement une broche qui est fixée au premier plateau. Il est avantageux qu'un dispositif de freinage électromagnétique soit prévu près de la broche afin de la freiner rapidement en cas de coupure du circuit d'a- limentation du moteur. Les moyens pour introduire le métal en fusion au céntre du second plateau comprennent généralement une trémie fixée à la contre-poupée, qui alimente un tuyau conduisant par le centre du palier au centre du second plateau. Le palier lui-même peut prendre la forme d'un roulement à billes logé dans une enveloppe fixe. la contre-poupée comporte généralement une broche non-rotative qui transmet la poussée d'un élément tel que par exemple un cylindre pneumatique, au second plateau. Le palier a pour but de permettre au second plateau de tourner tout en lui transmettant la poussée axiale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation de la machine à mouler, donnés à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation d'un premier mode de réalisation de la machine à mouler par centrifugation conforme à l'invention, et dans laquelle on a représenté schémati qwement le groupe moteur et un panneau de commande ; ; - la figure 2 est une vue en bout de la machine de la fi gure 1 la raz figure 3 est une vue en plan de la machine de la fi- gure 1 la figure 4 est une coupe verticale à travers une partie de la machine de la figure i - la figure 5 est une coupe verticale à travers une partie d'un second mode de réalisation de l'invention; et - les figures 6, 7 et 8 présentent d'autres variantes de réalisation de l'invention. En se reportant aux dessins, on voit que la machine comprend une poupée 1 et une contre-poupée 2, toutes deux montées sur un banc 3. Le banc est fabriqué de poutres creuses de 127 x 50 mm et comprend deux poutes horizontales reliées par des membrures intérieures. après la fabrication, le banc entier a été usiné à la précision nécessaire. La poupée comprend une broche 10 reliée à un premier plateau 11. La broche 10 est entraînée au moyen d'une chaîne de transmission 12 qui est reliée à un variateur de vitesse 13. De son côté ce dernier est relié à un groupe moteur0 Un dispositif de freinage électromagnétique (non représenté) est prévu près de la broche 10. Ia contre-poupée comprend une broche 20 non rotative, mais pouvant se déplacer alternativement, à laquelle un vérin -pneumatique 21 applique une poussée et qui transmet cette poussée par l'intermédiaire dtun palier 22, à un second plateau jumelé 23. Le palier comprend deux forts roulements à billes à contact angulaire montés entre des entretoises et pourvus de moyens pour l'admission d'un lubrifiant. Ce palier est logé dans une enve- loppe- extérieure G, qui est fixée à une bride H supportant la poussée axiale produite par la broche 20. Les deux plateaux 24, 25, constituant le plateau jumelé 23 sont séparés par un intervalle d'air et sont boulonnés lflum à l'autre à leur pourtour. Comme on le soit à la figure 4, le pre der plateau 24 comporte une lèvre conique À (présentant une in clinaison de 200) gui coopère avec une surface tronconique délimitant 11 ouverture centrale 3 formée dans le second plateau 25. Un conduit 28 s'étend dans l'ouverture centrale du second plateau 25 et est alimenté au moyen d'une trémie 29 (figure 1). Le conduit 28 et la trémie 29 constituent un moyen pour introduire du métal en fusion au centre du second plateau. L'inter- valle d'air entre les deux plateaux 24 et 25 communique avec l'ouverture B et constitue une voie de fuite pour tout métal en fusion qui pourrait avoir tendance a refluer durant le fonctionnement de la machine. Le second plateau 25 est fixé à un organa femelle F qui coopère, au moyen d'un Joint à labyrinthe comportant une partie filetée, avec un organe mâle B. Ces deux organes constituent les organes annulaires coopérant mutuellement. Des manchons coniques 26 et 27, adjacents aux surfaces-intérieures des organes et E en sont séparés par un isolement thermique 30. les man chons coniques 26 et 27 ont tous deux des inclinaisons de 20 ; la petite extrémité du manchon 27 s'ajuste étroitement dans la petite extrémité du manchon 26.Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le vérin-pneumatique 21 a 100 mm de diamètre et une course de 75 mm; il peut produire une poussée d'environ 500 kg, mais la poussée appliquée au second plateau peut être réglée au moyen d'une soupape. On va décrire maintenant le fonctionnement de la machine ci-dessus pour produire des pièces moulées en métal anti-friction ou en régule. On régule d'abord la machine pour qu'elle soit adaptée à la pièce pendant qu'elle est froide. On enlève ensuite la pièce des plateaux 11, 23 et on l'introduit dans un bain d'étamage (non représenté) dans lequel elle est chauffée à 3000C. On réchauffe préalablement les plateaux, le conduit 28 et la trémie 275 puis on retire la pièce du bain d'étamage et on la serre immédiatement entre les deux plateaux Il et 23 grâce à la poussée axiale produite par le vérin pneumatique 21 agissant sur la broche 20 et sur la bride H.Le centrage axial de la pièce est assuré, de la manière habituelle, par des taquets préréglés sur les plateaux. On actionne ensuite le groupe moteur, provoquant ainsi la rotation de la broche 10, des deux plateaux entre lesquels pièce est serrée et des organes mâle st femelle E et F avec leurs manchons coniques respectifs 27 et 26. L'enveloppe G ne tourne pas. On verse maintenant la quantité de régule en fusion nécessaire dans la trémie 29. Cette opération doit être exécutée le plus rapidement possible afin de fournir le métal en fusion à la pièce avant que sa ccuche d'étain ne se soit solidifiée. On fait tourner la pièce en continu jusqu'à ce que le métal coulé ae soit solidifié.Au besoin, des jets d'air ou d'eau peuvent être utilisés pour accélérer la solidification. La machine est équipée d'un dispositif do sécurité qui empêche-le démarrage du moteur lorsque la pression développée par le vérin pneumatique n'est pas suffisante pour tenir la pièce entre les plateaux il et 23. Elle est également pourvue d'un clapet de non-retourqui évite la déperdition de la pression de serrage en cas de défaillance de la pression pneumatique dans la conduite d'alimentation principale. Comme il a été expliqué, la rotation du plateau 11 entraî- ne celle de la pièce et du plateau 23. la vitesse de rotation de la machine est choisl-e en fonction du diamètre de la pièce à produire. Il est utile de maintenir une force centrifuge constante afin que la pièce moulée ait une densité régulière. En conséquence, la vitesse de rotation de la broche 10 varie généralement en fonction inverse du diamètre de la pièce. En général, une vitesse comprise entre 300 et 3 000 tr/mn est suf-fisante. La disposition décrite ci-dessus des plateaux est avanta geuse, car elle permet d'enlever la pièce du bain d'étamage et de la fixer sur la machine en quelques secondes, de sorte que la coulée du métal en fusion peut être achevée en quelques ins- tants, avant que la couche d'étain en fusion ait eu le temps de se solidifier sur la pièce Pour produire de grandes séries de pièces ayant les mêmes dimensions et la même formes il suffit de régler la machine de moulage pour la première pièce, améliorant ainsi le rendement et facilitant le travail du conducteur de celle-ci. En se reportant maintenant à la figure 5, on voit un mode de réalisation qui diffère de celui de la figure 4 par la nature des ouvertures centrales du plateau jumelé et par son raccor- dement au palier. En effet, l'ouverture centrale du premier plateau 24 est relativement petite, tandis-que celle du second plateau 25 est grande. le conduit 28 traverse les deux ouvertu- res. le palier comprend un seul roulement à billes disposé entre l'enveloppe extérieure G et les organes intérieurs maie et femelle E et F. la lubrification du roulement à billes est réa- lisée comme représenté. La trémie 29-est fixée de façon régla- ble à la bride H. Pour le reste, la structure et le fonctionne- ment sont les mêmes que ceux décrits en regard des figures 1 à 4. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 6 et 7, on a repris les mêmes références numériques utilisées aux figure res 1 à 5 pour les composants correspondants. Le fonctionnement de ces modes de réalisation est le même que ci-dessus. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Machine de moulage par centrifugation qui comprend une poupée.et..une contre-poupée qui sont ou peuvent être alignées axialement, caractérisée en ce que la poupée comporte un premier plateau rotatif à son extrémité arrière et en ce que la contrepoupée comporte un second plateau à son extrémité de tête, la pièce devant être traitée étant maintenue entre ces plateaux quand la machine est en service, le second plateau étant capable d'être entralné en rotation quand une pièce est tenue entre lui et le premier plateau; en ce qu'elle comprend : (I) des moyens pour faire tourner ce premier plateau; (II) des moyens pour produire une poussée axiale sur le second plateau en direction du premier, ces moyens comportant un palier permettant au second plateau de tourner tout en étant soumis à la poussée axiale; et (III) des moyens pour introduire du métal en fusion au centre du second plateau, le second plateau coopérant du côté de la contre-poupée avec deux organes annulaires coopérant mutuellement dans lesquels passent les moyens pour introduire le métal en fusion. 2.- Machine de moulage parcentrifugation qui comprend une poupée fixe et une contre-poupée qui sont ou peuvent être alignées axialement, caractérisée en ce que la poupée comporte un premier plateau rotatif à son extrémité arrière et en ce que la contre-poupée comporte un second plateau à son extrémité de tê- te, la pièce devant être traitée étant maintenue entre ces pla teaux quand la machine est en service, le second plateau étant capable d'être entraîné en rotation quand une pièce est tenue entre lui et le premier plateau; et en ce- qu'elle comprend : (I) des moyens pour faire tourner ce premier plateau, ( des mo-yens pour produire une poussée axiale sur le second plateau en direction du premier, ces moyens comportant un palier pour permettre au second plateau de tourner tout en étant soumis à la poussée axiale; et (III) des moyens pour introduire du métal en fusion au centre du second plateau et en ce que le second plateau se composant de deux plateaux fixés ensemble avec un certain écartement l'un de l'autre, 11 espace compris entre ces plateaux étant tel qu'il forme une voie de fuite, pour tout-métal en fusion qui pourrait parvenir entre ces deux plateaux quand la machine est en service. 3.- Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérissée en ce qui l'ouverture centrale du second plateau-est conique. 4.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 5,^caractérisée en ce que les deux organes annulaires coope- rant mutuellement constituent la liaison entre le palier et le second plateau. 5.- Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les deux organes annulaires coopérant mutuellement sont resrecti vement mâle et femelle. 6.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les deux organes annulaires coopérant mutuellement sont pourvus de manchons qui s'ajustent dans leurs ouvertures respectives 7. Machine selon l'une quelconque des revendications I 6, caractérisée en ce que les moyens pour introduire le métal en fusion au centre du second plateau comprennent une trémie fixée à la contre-poupée, trémie qui communique avec un tuyau conduisant à travers lé palier au centre du second plateau.