Brevet FR2424782A1 — publié le 19791130

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Emile Joseph LEBERICHEL, est relative à des perfectionnements apportés aux dispositifs pour alimenter, en métal en fusion issu d'un four, un moule d'une chaine de fonderie,notamment un moule mobile d'une chaine automatique, dispositif du genre de ceux qui comportent une louche de coulée destinée à recevoir une quantité de métal en fusion, et des moyens de déplacement propres à déplacer cette louche entre le four et le moule, et à lui faire déverser le métal en fusion dans le moule. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif pour chaîne automatique dans laquelle le remplissage de la louche, l'approche du moule et de déversement du métal dans le moule doivent être effectués automatiquement à partir d'instructions données par un cerveau électronique. Parmi les diverses opérations à effectuer, celle du déversement est délicate. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif du genre défini précédemment tel qutil réponde mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique, et notamment tel qu'il soit d'un fonctionnement sûr et qu'il permette de réaliser le déversement du métal en fusion dans le moule dans de bonnes conditions. Selon l'invention, un dispositif pour alimenter en métal en fusion, issu d'un four, un moule d'une chaîne de fonderie, et qui comporte une louche de coulée destinée à recevoir une quantité de métal en fusion et des moyens de déplacement propres à déplacer cette louche entre le four et le moule et propres à lui faire déverser le métal dans le moule est caractérisé par le fait que les moyens de déplacement de la louche comprennent, d'une part, des moyens d'approche agencés pour faire effectuer à la louche, par rapport à un trièdre lié au bâti du dispositif, une translation située dans un plan perpendiculaire à la direction de la portion voisine de la chaine de fonderie et, d'autre part, des moyens de basculement agencés pour assurer le déversement du métal en fusion dans le moule par un mouvement de rotation de la louche autour d'un axe virtuel parallèle à la susdite direction de la chaine. De préférence, l'axe virtuel de rotation de la louche, pour le mouvement de déversement, est situé dans la masse du moule au voisinage de la descente de coulée et du bec de la louche. Avantageusement, les moyens permettant le mouvement d'approche de la louche comprennent un parallélogramme déformable, comportant une articulation à chacun de ses sommets, un côté de ce parallélogramme étant solidaire de la louche, la déformation de ce parallélogramme pour le mouvement d'approche étant notamment commandée par un vérin d'approche articule ; ce vérin commande le déplacement d'au moins un des côtés qui coupent le côté solidaire de la louche, l'autre côté parallèle à celui solidaire de la louche étant maintenu fixe, notamment horizontal, pendant ce mouvement d'approche. Les moyens de basculement agencés pour assurer le déversement comprennent, avantageusement, un second paral lélogramme déformable, commandé par un second vérin articulé. Ce second parallélogramme comporte un côté constitué par une tige articulée, à une extrémité, sur le bâti du dispositif, et, à son autre extrémité, sur une articulation dont la position est commandée par le vérin d'approche cette tige est parallèle aux côtés du premier parallélogramme qui coupent le coté solidaire de la louche ; le côté du second parallélogramme formé par cette tige reste fixe lors du mouvement de déversement. L'autre côté du second parallélogramme, parallèle à cette tige, est constitué par une partie d'un des côtés du premier parallélogramme qui coupent le côté solidaire de la louche de telle sorte que le premier parallélogramme se prolonge vers le bas par rapport au second parallélogramme. Les deux autres côtés du second parallélogramme sont formés, respectivement, par un prolongement rigide du côté du premier parallélogramme parallèle à celui solidaire de la louche et par une tige reliant l'articulation commandée par le vérin d'approche à une articulation montée sur un des côtés du premier parallélogramme coupant celui qui est solidaire de la louche. Le vérin commandant le mouvement d'approche est disposé sensiblement horizontalement, et au-dessus de la chaine de fonderie. Le vérin commandant le mouvement de déversement peut être sensiblement vertical ou sensiblement horizontal, le vérin de déversement agissant par l'intermédiaire d'un bras de renvoi solidaire de l'un des côtés du second parallélogramme. Le bâti du dispositif est avantageusement porté par un chariot propre à se déplacer le long de rails stétendant parallèlement à la direction de la portion voisine de chaîne de fonderie, ce chariot parcourant l'espace séparant le four du moule à remplir. Des moyens d'accrochage sont prévus pour assurer l'accro- chage du chariot à la chaîne de fonderie ; ces moyens d'accrochage comprennent un bras rotatif commandé par un vérin situé, notamment, au-dessus des moules. Des moyens sensibles à la masse de métal versée dans la louche, à partir du four,sont prévus; ces moyens sont notamment formés par des jauges de contrainte commandant l'obturation du four lorsque la masse souhaitée de métal fondu a été versée dans la louche. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos de modes de réalisation particuliers décrits avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. La figure 1, de ces dessins, montre, d'une manière simplifiée, un premier mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 2, enfin, montre un second mode de réalisation du dispositif de l'invention. En se reportant aux dessins, plus particulièrement à la figure 1, on peut voir un dispositif A pour alimenter en métal liquide en fusion, issu d'un four F (schématiquement représenté) un moule M d'une chaine de fonderie C. Cette chaîne est généralement une chaîne automatique dans laquelle les moules M sont mobiles, et transportés par des chariots B (visible sur la fig. 2). Le dispositif A comporte une louche de coulée 1 destinée à recevoir une quantité déterminée de métal liquide en provenance du four F. Le déversement du metal liquide en provenance du four F dans la louche 1 est obtenu, par exemple, grâce à une pression de gaz admise dans le four. La fin du déversement du métal est commandée par la chute de la pression de gaz dans le four. Les moyens de déplacement D sont propres à déplacer la louche 1 entre le four F et le moule M, et à lui faire déverser le métal liquide dans le moule. Ces moyens de déplacement D comprennent, d'une part, des moyens d'approche P agencés pour faire effectuer à la louche, par rapport à un trièdre de référence lié au bâti 2, une translation située dans un plan perpendiculaire à la direction de la portion voisine de la chaîne C. Dans le cas de la figure 1, la portion de chaîne C a une direction perpendiculaire au plan de la figure. D'une manière générale, la portion de chaine C, suivant laquelle s'effectuent les opérations de coulée, est rectiligne et forme un front de coulée perpendiculaire au plan des figures 1 et 2. Par "mouvement de translation de la louche 1", on désigne tout mouvement au cours duquel cette louche se déplace parallèlement à elle-même ; la translation peut donc être rectiligne ou circulaire ou suivant une autre trajectoire. Les moyens de déplacement D comprennent, d'autre part, des moyens de basculement R agencés pour assurer le déversement du métal liquide, dans le moule M, par un mouvement de rotation de la louche 1 autour d'un axe virtuel parallèle à la susdite direction de la chaîne. Cet axe virtuel est donc perpendiculaire au plan des figures et sa trace, sur ces figures, a été désignée par 0. Cet axe 0 de rotation de la louche, pour le-mouvement de déversement, est avantageusement situé dans la masse du moule au voisinage de la descente de coulée du métal liquide et du bec la de la louche. Les moyens d'approche P comprennent un parallélogramme déformable 3 comportant une articulation à chacun de ses sommets ; les quatre côtés du parallélogramme sont désignés par 3a, 3b, 3c, 3d. Le côté inférieur 3a de ce parallélogramme est solidaire de la louche 1 ; ce côté reste horizontal dans tout le mouvement d'approche de la louche. La déformation du parallélogramme 3, pour le mouvement d'approche, est assurée par le déplacement du côté 3d non parallèle au côté 3a, ce déplacement étant commandé par un vérin d'approche 4. Le corps 4a de ce vérin est articulé sur un axe 5 parallèle à la chaine C et porté par une chape 6 solidaire du bâti 2 ; la tige - du vérin porte un manchon 7 sur lequel est articulée l'extrémité d'une tige aa parallèle au côté 3a ; l'autre extrémité de cette tige 8a est articulée en un point du côté 3d du parallélogramme 3. Le côté 3d se prolonge donc vers le bas au-delà du vérin 4. Le point d'articulation de la tige 8a sur le côté 3d peut être situé, par exemple, sensiblement à mi-longueur de ce côté. Le côté supérieur 3c, parallèle à 3a, est prolongé rigidement par une tige 8c articulée, à son extrémité éloignée de 3c, sur un axe 9 porté par une chape 10 solidaire du bâti 2. Le vérin 4 est disposé au-dessus du moule M et de manière à être sensiblement horizontal lorsque la louche 1, comme représentée en traits pleins sur la fig. 1, a terminé son mouvement d'approche et se trouve au voisinage du moule M. Pendant le mouvement d'approche correspondant au passage de la position en traits mixtes de la figure 1 à la position en traits pleins, et à la rentrée de la tige 4b du vérin dans le corps 4a, le côté 3c est maintenu fixe, horizontal, de telle sorte que le côté 3a reste horizontal ; la louche 1, dont le bord supérieur est lui-même horizontal, se déplace parallèlement à elle-même en translation. Le mouvement de déversement est obtenu par déformation d'un second parallélogramme 8 articulé commandé par un vérin 11 dont le corps lla est articulé sur un axe 12 parallèle à la chaîne C et porté par une chape 13 solidaire du bâti 2. Les quatre côtés de ce second parallélogramme 8 sont désignés par Sa, Sb, 8c, 8d. Le côté 8a, parallèle à 3a, est formé par la tige décrite précédemment ; le côté 8c est constitué par le prolongement rigide du côté 3c. Le côté 8d est formé par une tige parallèle au côté 3d, et articulée, à une extrémité, sur l'axe 9 et, à son autre extrémité,sur le manchon 7, sur la même articulation que le côté Sa. Le vérin 11 est disposé de manière à être vertical dans le mode de réalisation de la figure I ; ce vérin est situé au-dessus du vérin 4 avec sa tige llb dirigée vers le bas. Cette tige lîb porte un manchon 14 sur lequel est articulée l'extrémité dtun bras de renvoi 15 solidaire en rotation des côtés 8c et 3c ; le côté 8d par contre est libre en rotation par rapport à ce bras 15. Le mouvement de basculement de la louche (sur la fig. 1, passage de la position en traits pleins à la position en tirets) est commandé par la sortie de la tige Iîb du vérin 11. Il convient de remarquer que l'axe 0 virtuel de rotation de la louche 1 est situé à l'intersection des prolongements des côtés 8d et 3a. Lors du mouvement de basculement, la tige 8d reste fixe. Cet axe 0 correspond au quatrième sommet d'un parallélogramme fictif dont les côtés parallèles à 3b auraient même longueur que ce côté 3b. Les dimensions des côtés Sd, Sb du parallélogramme 8 ont été réduites pour rendre possible la construction. Le parallélogramme 3 se prolonge donc vers le bas par rapport au parallélogramme 8 et la louche 1 se trouve plus bas que le côté inférieur Sa dudit parallélogramme 8. Le bâti 2 est porté par un chariot 16 propre à se déplacer le long de la portion de chai ne C formant le front de coulée. Ce chariot 16 est supporté par des galets 17 roulant contre ou dans des rails de guidage 18, s'étendant parallèlement à la chaîne C. Les liaisons entre le bâti 2 et le chariot 16 peuvent être assurées par des barreaux porteurs de jauges de contrainte 23. Un ensemble moto-réducteur électrique 20 est solidaire du chariot 16 ; l'arbre de sortie 19, de ce moto-réducteurJentraine en rotation un pignon 21 qui coopère avec une crémaillère fixe 22 s'étendant parallèlement à la chaîne C. La mise en rotation du pignon 21 assure donc le déplacement du chariot 16 et du dispositif A le long de la chaîne C de manière à amener la louche 1 au voisinage du moule à remplir. Les détecteurs 23 sensibles à la masse de métal liquide versEs dans la louche-1 à partir du four F sont prévus pour commander l'arrêt du versement de métal liquide dans la louche 1 lorsque la masse atteint une valeur déterminée. Des liaisons (non représentées) sont prévues entre ce détecteur 23 et la commande du four F. Des moyens d'accrochage 24 sont prévus entre le chariot 16 et les chariots B de la chaîne de fonderie. Ces moyens d'accrochage comprennent un bras rotatif 25, commandé par un vérin 26. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le bras 25 est articulé à l'extrémité inférieure d'un prolongement vers le bas du chariot 16. En position relevée (représentée en trait mixte), le bras 25 est éclipsé par rapport au chariot de chaîne B ; en position horizontale représentée en trait plein sur la figure 1, le bras 25 coopère avec une paroi du moule ou du chariot B, ce qui assure l'entraînement du chariot 16 et du dispositif A à la même vitesse que le chariot de channe B, le moto-réducteur 20 étant arrêté. Les opérations dè déversement du métal liquide dans le moule M peuvent ainsi s'effectuer, alors que ce moule est en mouvement. En se reportant la figure 2, on peut voir un mode de réalisation légèrement différent, dans lequel les éléments identiques ouxjouant des rôles analogues ont été désignés par les mêmes références numériques que celles utilisées sur la figure 1. Une première différence réside dans le fait que le vérin d'approche 11 est disposé sensiblement horizontalement, et sensiblement parallèlement au vérin 4, au-dessus de ce dernier. Le bras de renvoi 15 est orienté en conséquence et l'angle que forme ce bras 15 avec le côté Sc dont il est solidaire en rotation est différent de celui de la figure 1. On peut noter que le vérin 4 est horizontal lorsque la louche 1 se trouve sensiblement au milieu de sa course du mouvement d'approche (position intermédiaire sur la figure 2, entre la position en trait plein et la positions en tirets). Comme autres différences, il convient de noter que le bras d'accrochage 25 est articulé sur un axe 27 porté par le chariot 16, au-dessus du moule M ; le vérin 26 de commande du bras 25 est sensiblement horizontal et est lui-même situé au-dessus du moule M, au voisinage du vérin 4 ; une tige 28 de prolongement assure la liaison entre la tige du vérin 26 et l'extrémité supérieure du bras 25 Dans le cas de la figure 2, le bras 25 reste sensiblement en position verti cale , il porte à sa partie inférieure un doigt 29 qui vient staccrocher sur un chariot de chaîne B lorsque la tige du vérin 26 est sortie ; le doigt 29 occupe alors la position représentée en trait mixte. La solution adoptée sur la figure 2 pour les moyens d'accrochage 24 permet de placer le mécanisme formé par le vérin 26 et l'articulation 27 du bras 25 au-dessus du moule et donc à l'abri de projections possibles de métal en fusion, lors du remplissage du moule. On peut noter, comme autre différence, que dans la solution de la figure 2, le côté Sa du parallélogramme 8 se prolonge jusqu'au côté 3b, le côté Sa étant articulé à la fois sur le côté 3d et sur le côté 3b. Ceci étant, le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention est le suivant. Les explications seront d'abord données avec référence à la figure 1 dans laquelle les parallélogrammes 3 et 8 et la louche 1 ont été représentés en traits mixtes losqu'ils occupent la position de remplissage. La louche est alors située en-dessous du four, par exemple à un centimètre environ au-dessous de ce four. Pour cette position de remplis sage, la tige 4b du vérin d'approche 4 est sortie et occupe la position représentée en traits mixtes. Le côté 8c, 3c, est horizontal et est maintenu fixe du fait que le bras de renvoi 15, solidaire en rotation de 8c, 3c est maintenu, dans la position représentée en trait plein, par le vérin 11 dont la tige est rentrée. Quand la masse de liquide en provenance du four F, versée dans la louche 1, atteint une valeur déterminée, le détecteur 23 commande la fin du remplissage de la louche 1 comme indiqué précédemment. Le vérin 4 est alors commande' de telle sorte que sa tige 4b rentre à l'intérieur du corps 4a, le vérin Il maintenant toujours fixe horizontalement les côtés 8c, 3c. La rentrée de la tige 4b provoque un mouvement de rota tion des côtés 3d et-3b autour de leurs extrémités articulées sur le côté fixe 3c. Le vérin 4 effectue en outre un mouvement de pivotement autour de l'axe 5 pour passer de la position esquissée en traits mixtes à la position représentée en trait plein. Le côté 3a et avec lui la louche 1 seffectuent une c'est-à-dire sF placent parallèlement a eux-memes, translation,/chaque point de ce côté et de la louche décri- vant une trajectoire en forme d'arc de cercle. En même temps que la tige 4b rentre dans le vérin 4a, le moto-réducteur 20 commande la rotation du pignon 21 qui, en coopérant avec la crémaillère 22, provoque le déplacement du chariot 16 et donc du bâti 2 et du dispositif A jusqu'au moule M à remplir. L'arrêt du moteur 20 est commandé lorsque la louche 1 se trouve au-dessus du moule M à remplir. Le dispositif d'accrochage 24 est alors actionné de telle sorte que le bras 25 s'abaisse en position horizontale le chariot 16 est alors accroché au moule M ou chariot de chaîne B, de telle sorte que la louche 1 va se déplacer à la même vitesse que le moule M et rester constamment au-dessus de ce moule. Le remplissage du moule est alors assuré en commandant la sortie de la tige îîb du vérin 11. La tige 4b du vérin 4 reste, par contre, fixe ; le manchon 7 reste donc fixe et avec lui le côté 8d articulé sur l'axe 9 solidaire du bâti 2. La sortie de la tige Iîb provoque la rotation du bras 15, autour de l'axe 9, dans le sens contraire des aiguilles d'une montre ; le bras 15 entraîne le bras Sc dont il est solidaire en rotation. Le parallélogramme 8, ainsi que le parallélogramme 3, se déforment et passent de la position représentée en trait plein sur la figure 1 à la position représentée en tirets. Au cours de cette déformation, la louche 1 décrit un mouvement de rotation autour de l'axe virtuel 0. Grâce à cet agencement, et en choisissant notamment la position de l'axe virtuel O à l'intérieur du moule, on assure un déversement du liquide dans le moule en évitant un long trajet dans l'air, car le bec de coulée la peut être très voisin de la descente de coulée du moule. En outre, ce mode de déversement permet de remplir, dès le départ, le bassin de coulée Md situé au-dessus du moule M et de le maintenir plein pour que le métal liquide soit en charge pendant toute la durée du remplissage du moule, afin d'éviter les émulsions. Cela est notamment rendu possible grâce au fait que le bec verseur la baisse au fur et à mesure du déversement. Ainsi, le dispositif de l'invention permet de réaliser, automatiquement, le déversement dans de bonnes conditions. Le fonctionnement du dispositif représenté sur la fi gure 2 est semblable à celui décrit précédemment. Il convient simplement de remarquer que sur la figure 2, on a représenté en traits pleins les parallélogrammes 3 et 8 et la louche 1 pour la position de remplissage, voisine du four. La position d'approche, pour laquelle la louche 1 est au voisinage de la chaîne C, a été représentée en tirets. La position de remplissage du moule par le métal liquide de la louche a été représentée en traits mixtes. I1 va de soi que toutes les opérations décrites précédemment peuvent être effectuées automatiquement à partir d'instructions données par le cerveau électronique de l'installation de fonderie automatique. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour alimenter, en métal en fusion issu d'un four, un moule d'une chaîne de fonderie, notamment un moule mobile d'une chaine automatique, comportant une louche de coulée destinée à recevoir une quantité de métal en fusion, et des moyens de déplacement propres à déplacer cette louche entre le four et le moule et à lui faire déverser le métal en fusion dans le moule, caractérisé par le fait que les moyens de déplacement de la louche comprennent, d'une part, des moyens d'approche agencés pour faire effectuer à la louche, par rapport à un trièdre lié au bâti du dispositif, une translation située dans un plan perpendiculaire à la direction de la portion voisine de la chaîne de fonderie et, d'autre part, des moyens de basculement agencés pour assurer le déversement du métal en fusion dans le moule par un mouvement de rotation de la louche autour d'un axe virtuel parallèle à la susdite direction de la chaîne. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe virtuel de rotation de la louche, pour le mouvement de déversement, est situé dans la masse du moule au voisinage de la descente de coulée et du bec de la louche. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens permettant le mouvement d'approche de la louche comprennent un parallélogramme déformable comportant une articulation à chacun de ses sommets, un côté de ce parallélogramme étant solidaire de la louche, la déformation de ce parallélogramme pour le mouvement d'approche étant notamment commandé par un vérin d'approche articule. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le vérin commande le déplacement d'au moins un des côtés qui coupent le côté solidaire de la louche, l'autre côté parallèle à celui solidaire de la louche étant maintenu fixe, notamment horizontal, pendant ce mouvement d'approche. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de basculement agencés pour assurer le déversement comprennent un second parallélogramme déformable, commandé par un second vérin articulé. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ce second parallélogramme comporte un côté constitué par une tige articulée, à une extrémité, sur le bâti du dispositif et, à son autre extrémité, sur une articulation dont la position est commandée par le vérin d'approche, cette tige étant parallèle aux côtés du premier parallélogramme qui coupent le côté solidaire de la louche, le côté du second parallélogramme formé par cette tige restant fixe lors du mouvement de déversement. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'autre côté du second parallélogramme, parallèle à la tige, est constitué par une partie d'un des côtés du premier parallélogramme qui coupent le côté solidaire de la louche de telle sorte que le premier parallélogramme se prolonge vers le bas par rapport au second parallélogramme. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que les deux autres côtés du second parallélogramme sont formés, respectivement, par un prolongement rigide du côté du premier parallélogramme parallèle à celui solidaire de la louche et par une tige reliant l'articulation commandée par le vérin d'approche à une articulation montée sur un des côtés du premier parallélogramme coupant celui qui est solidaire de la louche. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que le vérin commandant le mouvement d'approche est disposé sensiblement horizontalement et au-dessus de la chaîne de fonderie. 10. Dispositif selon la revendication 5 ou selon l'ensemble de la revendication 5 et de l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que le vérin commandant le mouvement de déversement agit par l'intermédiaire d'un bras de renvoi solidaire de l'un des côtés du second parallélogramme, ce vérin pouvaht être sensiblement vertical ou sensiblement horizontal. ll. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que son bâti est porté par un chariot propre à se déplacer le long de rails stétendant parallèlement à la- direction de la portion voisine de chaine de fonderie, ce chariot parcourant l'espace séparant le four du moule à remplir, des moyens d'accrochage,comprenant un bras rotatif commandé par un vérin, étant notamment prévus pour assurer l'accrochage de ce chariot à la chaîne de fonderie. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens sensibles à la masse de métal versée dans la louche, ces moyens, notamment formés par des jauges de contrainte, étant propres à commander l'obturation du four lorsque la masse souhaitée de métal fondu a été versée dans la louche.