Brevet FR2539222A1 — publié le 19840713

DISPOSITIF D'EXTRACTION ET DE SEPARATION EN SORTIE D'UNE CHAUFFEUSE DE BILLETTES ET LOPINS EN DéFILEMENT La présente invention concerne un dispositif d'extraction et de séparation de billettes et de lopins métalliques en sortie d'un four destiné à leur chauffage en défilement régulier, continu ou quasi-continu (intermittent) Par billettes on comprend ici des pièces métalliques de section circulaire constante et par lopins on comprend celles de section carrée constante et de longueurs prédéterminées, généralement supérieures au double de leur diamètre ou diagonale et inférieures å celles de l'inducteur ou des inducteurs qu'elles doivent traverser avant d'être chauffées à coeur à des températures désirées (de zen forgeage, de formage ou d'extrusion, par exemple) qui sont proches des températures de fusion de leur métaux ou alliages constitutifs. Ces métaux peuvent être de l'acier (ferritique ou austénitique), du cuivre ou ses alliages (Ibronzes ou laitons, par exemple), de l'aluminium ou ses alliages, entre autres. L'alimentation en pièces à chauffer des fours ou chauffeuses du type à induction utilisables à cette fin, cest-à-dire I'introduction successive de lopins ou billettes dans le champ magnétique alternatif de l'inducteur, est généralement effectuée à l'aide de vérins-pousseurs retractables, car il est malaisé de les convoyer à l'intérieur de ce champ. Un tel vérin pousse-une pièce froide supportée par une sorte de gouttière en amont de l'ouverture d'entrée du four, en alignement avec l'axe de celui-ci, jusqu'à ce qu'elle y entre au moins en majeure partie.Elle y repose alors sur deux rails parallèles en tube d'acier non-magnétique, refroidi par la circulation d'un fluide (eau). Ensuite, le vérin se rétracte pour permettre la présentation de la pièce suivante devant l'ouverture d'entrée (les pièces étant disposées cote à côte sur une rampe ou un plan incliné, roulent ou glissent l'une après l'autre dans la gouttière). Puis cette pièce poussée par le vérin est introduite dans le four et assure l'avancement de celle introduite auparavant, à l'intérieur de celui-ci. Pendant leur traversée du four, ces pièces butent l'une sur l'autre et avancent ainsi de manière intermittente jusqu'à la sortie, en glissant sur les rails. Leur température à la sortie du four étant proche du point de fusion, il est fréquent de constater un collage des pièces bout-à-bout, à cet endroit Les pièces ainsi chauffées ne doivent demeurer en aval de la sortie du four que le minimum de temps, afin d'éviter leur refroidissement par rayonnement thermique qui est considérable.Il est donc indispensable de munir la plupart des fours ou chauffeuses de billettes ou lopins en défilement d'un dispositif permettant leur extraction et séparation rapide afin de les convoyer plus loin. Les dispositifs d'extraction de billettes et de lopins, connus de ce genre, comprennent généralement un train de plusieurs rouleaux disposés sous la trajectoire de la pièce et entraZnes par un moteur de telle sorte qu'ils assurent le transfert d'une pièce émergeant plus de la moitiè de sa longueur de la sortie du four, à une vitesse supérieure à celle de son déplacement à l'intérieur de celui-ci, lorsqu'elle est poussée à l'aide du vérin.En vue drobtenir une prise en charge plus rapide de la pièce sortant du four, les dispositifs d'extraction comprennent en outre un galet presseur tourillonnant librement sur un axe mobile verticalement, situé au-dessus du rouleau le plus proche de la sortie du four et s'appuyant sur le sommet de la pièce dont une faible partie en émerge L'axe du galet presseur est supporté à ses deux extrémités Par des roulements montés sur des coulisseaux ou sur les extrémités libres respectives de deux bras pivotants, disposés de part et d'autre de la trajectoire de la pièce. La figure 1 représente une vue latérale en élévation partielle et schématique d'un dispositif d'extraction de l'état de la technique, monté en bout d'un four à induction de billettes ou de lopins en défilement (semblable à celui d'une chauffeuse par induction figurant sur le catalogue de la société britannique RADYNE, Ltd.). Le four ou la chauffeuse à induction 1 est contenu dans un bâti 2 à parois métalliques (tôle d'acier) et comprend au moins un inducteur 3 en forme de solénoïde (.en tube de cuivre) à axe horizontal qui est garni à l'intérieur par un cylindre creux 4 à paroi épaisse, réalisé en un matériau isolant électrique et thermique, de préférence réfractaire, tel qu'un composé d'amiante et de ciment, de mica et d'une résine époxyde ou à base de carbure de silice, ou encore on peut assembler la garniture 4 à partir de briques réfractaires de forme semicylindrique, juxta- et superposées avec l'utilisation éventuelle de fibres ou de feutre d'amiante, pour le remplissage d'espaces, et de ciment réfractaire pour les rendre solidaires.La partie inférieure de la garniture 4 est munie de deux gorges parallèles à l'axe longitudinale de l'inducteur 3 pour contenir des rails 5 en tube d'acier refroidi (par une circulation d'eau 7) supportant les billettes 6 ou lopins pendant leur traversée du four sous l'effet du vérin-pousseur précité (non représenté), dont le va-et-vient assure l'avancement intermittent des pièces dans le four. La sortie du four 1 est constituée par une ouverture 8 circulaire pratiquée dans sa paroi arrière 9 d'acier, dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur de la garniture réfractaire creuse 4 et qui est située en alignement avec la paroi intérieure de celle-ci. Le dispositif d'extraction 10 est monté sur cette paroi arrière 9 et comprend deux bras de support 11 (dont on n'a représenté qu'un) fixes, parallèles et disposés de part et d'autre de l'ouverture de sortie 8 du four 1. Ces bras 11, sont fixés à sa paroi arrière 9, par exemple, à l'aide de pattes de fixation en équerre et de vis (non représentées). Les parties inférieures horizontales 12 des bras fixes al portent des logements (roulements, non représentés) pour quatre rouleaux cylindriques 13 parallèles, disposés transversalement à l'axe (horizontal) du four 1 ou à la trajectoire des pièces 6 à l'intérieur de celui-ci.Les rouleaux 13 étant de diamètres iden tiques, ils sont, de préférence, disposés de telle sorte par rapport à la trajectoire des pièces 6 sur les rails 5, que leur plan tangent supérieur commun qui est horizontal, soit situé sensiblement au niveau ou légèrement au-dessous d'un plan horizontal qui serait tangent à l'arête inférieure d'un lopin de section maximale admis par le four 1. Ces rouleaux 13 sont entraînés en permanence en rotation (dans le sens des flêches) par un moteur (^a l'aide d'une transmission à engrenages ou à pignons et à chaîne sans fin -non représenté) et ils sont de préférence également refroidis (par une circulation interne d'eau - non représentée) et/ou thermiquement isolés par rapport à leurs axes (à l'aide de manchons en céramique, par exemple) kes parties postérieures des parties horizontales 12 des bras fixes 11 comportent des branches verticales 14 solidaires, de telle sorte que ces bras 11 sont en forme de 2VL: renversé Les extrémités libres de ces branches verticales 14 sont situées au-dessus de la trajectoire des pièces 6 et portent des logements ou trous (non représentés) permettant de supporter de manière pivotante des axes 15 respectifs de deux bras mobiles 14. Les bras pivotants 16 sont maintenus parallèles et solidaires à l'aide de deux traverses 17, IS orientées perpendiculairement à la trajectoire áxiale) de pièces 6. Les extrémités libres des bras pivotants 16 sont munies de los,e- ments (roulements) permettant de supporter l'axe d'un galet 19 fou (tournant librement). L'axe de ce galet 19 est parallèle à ceux des rouleaux 13 et mobile essentiellement verticalement, csest-à-dire perpendiculai remuent à la trajectoire des pièces 6. Le galet 19 qui est maintenu par les bras pivotants 16 au voisinage de l'ouverture de sortie 8 du four 1, est, en outre, pressé contre le sommet des pièces 6 à l'aide d'un ressort de rappel 20 ou 21. Dans l'un des modes de réalisation, le ressort de rappel 20 qui pousse le galet mobile 19 contre le sommet des pièces 6, peut être un ressort de compression (en boudin) inséré entre la face supérieure de la traverse 18 et une plateforme en saillie horizontale 22 et en porte-à-faux, de la paroi métallique 2 du four 1. Dans un autre mode de réalisation, le ressort 21 est un ressort en extension qui tire les bras mobiles 16 vers le bas. La hauteur minimale du galet presseur 19 au-dessus du plan tangent supérieur des rouleaux 13 est déterminée à l'aide d'une butée dont la partie fixe est constituée par une plateforme horizontale en porte-à-faux 23 saillant latéralement de l'un des bras fixes 11 et dont la partie mobile montée sur les bras pivotants 16 est constituée par une vis 24 insérée dans un trou taraudé d'une partie de la traverse supérieure 117 qui dépasse latéralement l'un des bras mobiles 16 de façon à surplomber la plateforme 23 fixe.L'extrémité inférieure de la vis 24 dont la tête 25 dépasse pour permettre le réglage de la hauteur du galet-presseur 19 à vide (en l'absence de pièces 6) par sa rotation, bute alors contre la plateforme 23. Le maintien de ce réglage est assuré à l'aide dsun contre-écrou 26 forçant le filetage extérieur de la vis 24 contre le filetage intérieur du trou qui la contient. Sous l'effet des vibrations et des chocs repétés de la vis 24 contre la plateforme 23, le positionnement du galet 19 peut se dérégler, ce qui peut entraîner le blocage des pièces à l'intérieur du four, leur collage bout-à-bout et jusqu'à leur fusion qui peut endommager la garniture réfractaire ainsi que les rails 5. Ceci entraînerait une immobilisation de longue durée du four B pour réparation (changement éventuel de garniture, d'inducteur et même de rails). En effet, pour assurer le bon fonctionnement d'un dispositif d'extraction du type décrit (avec suspension du galet presseur 19 au-dessus de la trajectoire des pièces 6), l'axe du galet-presseur 19 doit obligatoirement être situe au-dessus du sommet de la pièce 6. Dans le cas contraire, la pièce 6 sortant du four 1 sous la poussée du vérin, par l'intermédiaire des autres pièces à l'intérieur de celui-ci, a pour effet de pousser le bras pivotant 16 vers le bas, de telle sorte que son extrémité à face verticale (transversale) bute contre le galet 19. Ce galet 19 étant de faible diamètre pour pouvoir être disposé aussi près de la sortie 8 du four 1 que possible, le réglage de la butée (23-26) est assez critique et son débattement assez faibles II est donc nécessaire de refaire le réglage de la butée réglable lors d'un changement mCme faible des dimensions transversales (diamètre, diagonale) des pièces 6 à chauffer. La présente invention permet d'éviter cet inconvénient et de remédier notamment à ce défaut de l'état de la technique, en modifiant le mode de suspension du galet presseur. Suivant l'invention, un dispositif d'extraction et de séparation de pièces telles que des billettes et des lopins, en sortie d'une chauffeuse ou d'un four pour chauffer ses pièces en défilement, comportant des rouleaux entraînés par moteur supportant les pièces à leur sortie du four et accélérant leur transfert par rapport à leur avancement à l'intérieur de celui-ci et un galet-presseur mobile au moins vertcalement, s'appuyant contre les sommets des pièces au voisinage de l'ouverture de sortie, supporté à l'aide de bras mobiles pivotants, mOs par un ressort de rappel, est principalement carac térisé en ce que les extrémités des bras pivotants opposées à celles portant le galet, sont articulées autour d'un axe parallèle à ceux des rouleaux et situé au-dessous de la trajectoire - des pièces qui sont sorties du four. L'invention sera mieux comprise et ses objets, carateristiques et avantages apparaîtront à l'aide de la description qui suit et des dessins annexés, donnés à titre d'exemple, sur lesquels' - la figure 1 est une vue schématique transverse en élévation, partielle, en partie coupée ou arrachée, d'un dispositif dl'extraction et de séparation de pièces (lopins et billettes) sortant d'une chauffeuse à induction en défilement, selon l'état de la technique; décrit précédemment ; et - les figures 2 et 3 sont respectivement des vues schématiques, latérale et postérieure en élévation, d'un dispositif analogue, conforme à l'invention. Sur les figures 2 et 35, on a. représenté des vues respectivement latérale et postérieure, d'un dispositif d'extraction et de séparation 100 de billettes et de lopins en sortie d'une chauffeuse 1 en défilement de ceux-ci. il comprend également deux bras 110, 111 ou longerons fixes - et parallèles, dont les portions supérieures contiennent en ali gnement horizontal les roulements permettant de supporter les rouleaux de transfert 13 disposés côte à côte. Le bras fixe 111, situé à droite sur la figure 3, comporte deux parois parallèles 112, 113 délimitant un espace (carter) 114 qui contient la transmission 115 par poulies et chaîne entre le moteur électrique d'entraînement 116 et les axes des rouleaux 13. Au-dessus du rouleau 13 qui est le plus proche de la paroi arrière 9 du four 19 se. trouve disposé un galet-presseur 190 verticalement mobile et supporté par des bras pivotants 160. Les extrémités antérieures des bras fixes 110, 111 com prennent des pattes de- fixation en équerre 117, 118 8 permettant de les rendre solidaires de la paroi arrière 9 de la chauffeuse 1 à l'aide de vis 119. Contrairement à l'état de la technique, les extrémités arrières des bras pivotants 160 dont les extrémités opposées portent le galet-presseur 190 "fou", sont respectivement articulées sur des axes 162 en saillies latérales vers l'extérieur, situés aux extrémités postérieures respectives des bras fixes 110, 111 qui sont situées sous la trajectoire des pièces 6 sur les rouleaux 13. La butée réglable est constituée ici par une vis 27 insérée dans un filetage réalisé dans un bloc de support 29 en saillie latérale vers l'extérieur du bras fixe 110 (à gauche sur la figure 3) et verrouillée en place par un contre-écrou 28. L'extrémité de la vis 27 bute (en l'absence de pièces 6) contre une plateforme de butée 161 en saillie latérale, solidaire du bras 160. Afin que le mouvement du gaîetrpresseur 190 souleve par une pièce 6 sortant du four 1 soit sensiblement vertical, il est avantageux de rendre les bras pivotants 160 qui le supportent aussi longs que possible. C'est pour cette raison que les axes 162 autour desquels sont articulées leurs extrémités opposées à celles logeant l'axe du galet 160, sont disposés au voisinage des extrémités postérieures respectives des bras fixes 110, 111. On obtient ainsi que le galet 190 reste à la verticale du rouleau 13 le plus proche de la sortie 8 du four 1, quelle que soit la dimension transversale (diamètre ou diagonale) de la pièce 6. De toute manière, la longueur des bras 160 est notablement supérieure à cette dimension trans- versale. Une telle disposition suivant l'invention, de l'axe de pivotement 162 des bras mobiles 16û portant le galet-presseur 190, sous la trajectoire de la pièce 6 chaude à transférer, quelque soit sa position inférieure préréglée, permet au bout sortant de cette pièce 6 de pousser sur le galet 190 de telle sorte queil s'écartera vers le haut en pivotant et s'appuyera ensuite sur le sommet de la pièce 6. Le galet 190 mal positionné ne pourra donc, en aucun cas, occasionner un blocage de l'avancement des pièces 6. Le réglage de la butée réglable deviendra donc secondaire, quelque soit le diamètre des rouleaux 13 et du galet-presseur 190. I1 est à remarquer ici qu'un tel agencement permet la réduction de ces diamètres et, par conséquent, le rapprochement du premier rouleau 13 et du galet 190 qui coopèrent, de la paroi arrière 9 de sorte que la prise en charge d'une pièce 6 émergeant de l'ouverture 8 par le dispositif d'extraction et de séparation 100 devient ainsi plus rapide. Il est à noter enfin qu'un dispositif d'extraction du type décrit s'applique non seulement aux chauffeuses par induction, mais également à tout autre type de fours à passage, tel qu'un four à résistances ou à gaz, par exemple. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'extraction et de séparation de pièces, telles que des billettes et des lopins, en sortie d'une chauffeuse ou d'un four pour chauffer ses pièces en défile ment, comportant des rouleaux (13) entraînés par moteur (116) supportant les pièces (6) à leur sortie du four (1) et accélérant leur transfert par rapport à leur avance ment à l'intérieur de celui-ci, et un galet-presseur (190) mobile au moins verticalement, s'appuyant contre les sommets des pièces (6) au voisinage de l'ouverture de sortie (8), supporté à l'aide de bras mobiles (160) pivotants, poussés ou tirés vers les pièces (6) par un ressort de rappel (210), caractérisé en ce que les extrémités des bras pivotants (160) opposées à celles portant le galet (190), sont articulées autour d'un axe de pivotement (162) parallèle à ceux des rouleaux et situé au-dessous de la trajectoire des pièces (6) qui sont sorties du four (1). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, le galet-presseur (190) étant disposé sensiblement à la verticale du rouleau (13) le plus proche de la sortie (8) du four (1), l'axe d'articulation (1G2) des bras pivotants (160) qui le supportent est disposé au voisinage des extrémités postérieures des bras fixes (110, 111), éloignées de la sortie (8) du four (1).