Brevet FR2543163A1 — publié le 19840928

- "Installation pour la fusion de lingots de métal t L'invention concerne une installation pour la fusion de lingots de métal. Les installations pour la fusion de lingots de métal se composent d'un four électrique dans lequel les lingots de métal ou d'alliage sont fondus Ce four alimente, par exemple en continu, une machine d'injection qui injecte ce métal fondu dans un moule pour la réalisation de pièces métalliques moulées, Cependant, pour-obtenir des pièces moulées de bonne qualité (homogénéité et précision), il est très important de maintenir la température du bain de métal fon- du à une température constante, ce qui ne peut être obtenu qu'en maintenant constante la quantité de métal de ce bain et cela malgré la consommation de métal qui est faite par la machine d'injection, Cette précision de la température du bain est particulièrement importante lorsqu'il s'agit de métal ou d'alliage à basse température de fusion et à plage de fusion p&teuse très courte, tel que les alliages de zinc. Pour tenter d'aboutir à ces résultats, on a alors prévu, sur ces installations, un dispositif qui com- porte un flotteur, qui flotte à la surface du bain de métal en fusion et qui est relié, par l'intermédiaire d'un câble et d'un ensemble à ressorts et à cliqueta, à un crochet au- quel est suspendu un lingot de métal. 2.- Ainsi, théoriquement, lorsque le flotteur constate une diminution du niveau du bain de métal fondu dans le four, il commande d'un pas la descente du lingot dans ce bain afin de maintenir constante la quantité de métal. Cependant, cette installation connue présente de nombreux inconvénients. Ainsi, si le temps de solidification des piè- ces moulées le permet, il serait possible d'augmenter la cadence des cycles d'injection. Cependant, dans ce cas, il devient très diffi- cile, avec ce dispositif, de maintenir la quantité de métal fondu du bain et donc sa température, car à chaque déclen- chement par le flotteur, le pas de descente du lingot de- vient important, ce qui se traduit par une quantité impor- tante de métal froid qui plonge dans le bain en fusion d'o une baisse de sa température, ce qui entraîne l'arrêt de l'installation avec tous les inconvénients que cela présen- te lors de sa remise en route. Egalement, avec un tel dispositif, lorsqu'un lingot a été entièrement consommé, il est nécessaire de re- mettre immédiatement le dispositif de descente en position de départ et d'y accrocher un nouveau lingot car toute per- te de temps se traduit par une diminution de la quantité de métal du bain et par une augmentation de sa température d'o à nouveau une cause d'arrgt de l'installation. Une telle installation connue nécessite donc la présence permanente d'ouvriers, mais malgré cela, le remplacement des lingots ne peut bien souvent pas se faire en temps utile car chaque ouvrier doit surveiller plusieurs installations de fusion, ce qui implique que la batterie de fours peut nécessiter simultanément le remplacement de plusieurs lingots. En outre, lors de ces opérations de remplace- ment, l'ouvrier doit accrocher rapidement le lingot à un 3.- crochet situé au-dessus du bain, ce qui présente des risques importants de brûlures par projection de métal fondu si le lingot échappe à l'ouvrier et tombe dans le bain. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne, à cet effet, une installation pour la fusion de lingots de métal comportant un four de fusion, un flotteur détectant les variations de niveau du bain de métal fondu du four et un mécanisme ac- tionné par le flotteur pour-commander la descente progre'si- ve du lingot de métal dans le bain, installation caractéri- sée en ce qu'elle comporte un rail sur lequel sont suscep- tibles d'être suspendus, l'un derrière l'autre, plusieurs lingots de métal, ce rail étant incliné vers la surface du bain, de façon que son extrémité inférieure soit située au- dessus de la surface du bain et de façon que les lingots glissent sur le rail par leur propre poids vers cette ex- trémité inférieure, un moyen de retenue des lingots à l'ex- trémité inférieure du rail et susceptible de délivrer, lors- qu'il est actionné, le premier des lingots adjacent de l'ex- trémité inférieure du rail, un moyen d'accrochage du lin- got délivré par le moyen de retenue et susceptible d'être déplacé entre une position haute pour laquelle il est si- tué en position adjacente de l'extrémité inférieure du rail et une position basse pour laquelle il est situé à faible distance de la surface du bain, ce moyen d'accrochage étant commandé en déplacement de sa position haute vers sa posi- tion basse par le mécanisme actionné par le flotteur, Suivant une autre caractéristique,de l'inven- tion, le moyen de retenue comporte deux doigts, solidaires d'un axe de support, mobile perpendiculairement au rail, ces doigts parallèles à leur axe de support, étant décalés l'un de l'autre dans un sens longitudinal par rapport au rail, les extrémités libres de ces doigts étant dirigées l'une vers l'autre. Suivant une autre caractéristique de l'inven- 4.- tion, les extrémités libres des doigts sont écartées d'une distance inférieure à la largeur d'un lingot. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, le rail est réalisé en forme générale de I 1 les lin- gots étant suspendus par un oeillet ouvert d'extrémité à la traverse inférieure de ce I formant chemin de glisse- ment. Suivant une autre caractéristique de 1 inven- tion, le moyen d'accrochage e-st constitué par un crochet fixé à l'extrémité inférieure de la tige d'un vérin, cette tige étant disposée verticalement devant l'extrémité inf 6- rieure du rail et à l'opposé des doigts par rapport au lingot. Iéinvention est représentée, à titre dtexem- ple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 est une vue densemble de l'ins- tallation conforme à l'invention,, la figure 2 est une coupe suivant A-A de la figure 1, la figure 3 est une vue de détail de l'or- gane de retenue de la figure 1, la figure 4 est une v-e de gauche de la figure 3, les 'igures 5 et 6 sont des coupes suivant B-B de la figure 4 montrant les deux positions successives de l'organe de retenue lors de la mise en place d'un nou- veau lingot, la figure 7 est une vue en coupe partielle du flotteur et de son médànisme de support, La présente invention ap en conséquence, pour but la réalisation d'une installation pour la fusion de lingots de métal dans un four qui assure une descente régulière et précise de chaque lingot vers le bain de mé- tal, un remplacement rapide et automatique des lingots dès que le lingot précédent est entièrement consommé et 5.- cela sans nécessiter la présence d'un ouvrier lors de ce remplacement et qui permet également le rechargement de l'installation en lingots en supprimant les risques d'acci- dents pouvant être provoqués par les projections de métal du bain. Cette installation se compose d'un rail 1 en forme générale de I sur la traverse inférieure Il duquel les lingots 2 de métal ou d'alliage devant être fondus sont suspendus l'un derrière l'autre par l'intermédiaire de l'oeillet ouvert 21 qu'ils comportent à leur extrémité. Ce rail 1 est incliné vers le bac du four électrique 3 qui contient le bain 4 de métal en fusion, l'extrémité inférieure 1 i étant disposée à la verticale de ce bac 3. A la surface 41 du bain 4 est disposé un flot- teur 5 destiné à détecter les variations du niveau 41 du bain afin de maintenir ce niveau à une valeur constante par descente progressive dans ce bain d'un lingot 22 dont la fusion progressive équilibre ainsi la consommation de métal fondu du bain, consommation qui est faite par une ma- chine et par exemple par une machine d'injection, alimen- tée par le métal de ce bain. Pour assurer cette descente progressive du lingot 22, le flotteur 5 est relié par un mécanisme à le- vier 6 et une armoire électrique 7 à un vérin électrique 8 dont la tige 9 orientée verticalement comporte à son extré- mitéinférieure un crochet 10 auquel est suspendu ce lin- got 22 * Lorsque le crocheti 0 arrive en position bas- se à proximité de la surface 41 du bain, la base de l'oeil- let 21 fond, ce qui libère les deux branches de l'oeillet qui tombent dans le bain Le crochet 10 revient ensuite en position haute en regard de l'extrémité inférieure 1 du rail 1 afin qu'un moyen de retenue 11, prévu à l'extrémité inférieure du rail, libère le premier des lingots disposés 6.sur le rail et assure son transfert sur le crochet 10, la descente de ce crochet 10 permet alors à nouveau l'alimen- tation en métal du bain 4. Le mécanisme de retenue et de transfert (voir figures 3 à 6) se compose d'un axe 12 disposé horizontale- ment, perpendiculairement à hauteur de l'extrémité inférieu- re 11 du rail 1 9 cet axe étant mobile alternativement par coulissement sur un support 13 sous l'action d'un vérin pneumatique 14. Cet axe 12 comporte deux doigts supérieurs et 16 et un doigt inférieur 17. Ces trois doigts 15, 16, 17 sont parallèles à l'axe 12, c'est-à-dire perpendiculaires au rail 1, le doigt 17, qui est orienté dans le même sens que le doigt 15 étant disposé à la verticale et en dessous-de ce doigt 15. Par ailleurs, le doigt 16 est décalé par rap- port au doigt 15 dans le sens longitudinal par rapport au rail, tandis que les extrémités libres de ces doigts 15 et 16, qui sont orientées l'une vers l'autre, sont espacées d'une distance inférieure à la largeur d'un lingot 2. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant: Pendant que l'un des lingots suspendus au crochet 10 alimente en métal le bain 4, l'ensemble des lingots 2 en réserve sur le rail 1 est maintenu sur ce rail par le doigt 5 (voir figures 4 et 5). Lorsque le lingot 22 est entièrement consommé, le crochet 10 revient en position haute devant l'extrémité inférieure 11 du rail 1 (voir figure 3) et le vérin 14 est actionné afin de déplacer l'axe 12 et donc les doigts 15, 16 et 17 vers la droite (figure 6). Le doigt 15, sur lequel était en appui un premier lingot 23 du rail, se dégage alors de ce lingot qui glisse sur l'extrémité du rail 11 afin de s'accrocher par 7.- son oeillet 21 sur le crochet 10 l Simultanément, et avant que le doigt 15 se dégage totalement du lingot 3, le doigt 16 se place devant le second lingot 24 afin de le retenir. Immédiatement après ce déplacement de gauche à droite de l'axe 12, l'alimentation du vérin 14 est inver- sée afin de déplacer les doigts 15, 16 et 17 vers la gauche, ce qui a pour effet de dégager le doigt 16 du second lingot 24 qui, en glissant sur l'extrémité 11 du rail incliné 1, vient en appui contre le doigt 15, ce second lingot 24 ayant aihsi pris la place du premier lingot 2 maintenant en pri- se sur le crochet 10. le doigt 17, disposé à la verticale du doigt , a pour but, en coopération avec ce doigt 15, d'éviter que, lors de l'actionnement du mécanisme 11, il se produise un basculement des lingots sur-le rail consécutivement au coulissement de l'ensemble de ces lingots sur le rail. En effet, un tel basculement serait suscepti- ble d'amener le premier lingot 23 disposé surle rail 1 à heurter le lingot distribué 2 a 2, ce qui risquerait de provo- quer sa séparation du crochet 10. le vérin 8 est fixé surun support 18 qui comporte deux contacteurs 19 et 20 constitués par exemple par des détecteurs de proximités Le contacteur 20 coopère avec le crochet 10 afin de détecter la présence de ce crochet en position hau- te en regard de l'extrémité inférieure 1 de la rampe 19 ce contacteur 20 commandant alors le mécanisme de retenue H 1 par l'intermédiaire de l'armoire électrique 7, afin de déterminer la distribution du premier des lingots 2 du rail. Le contacteur 19 coopère avec un taquet 91 monté de manière réglable sur la tige 9 du vérin afin de détecter la position basse du crochet 10, c'est-à-dire lors- que le lingot 22 est entièrement fondu, et afin de commander 8.l'inversion de l'alimentation du vérin électrique 8 par l'intermédiaire de l'armoire 7 pour ramener le crochet 10 en position haute. Le mécanisme à levier 6, actionné par le flotteur 5, et commandant l'alimentation pas à pas du vérin électrique 8 par l'intermédiaire de l'armoire 7 pour faire descendre progressivement le lingot 22 dans le bain, se com- pose d'un levier 22 (voir figure 7) qui est monté pivotant sur un axe horizontal 221. Ce levier comporte deux branches d'inégales longueurs la branche la plus courte 222 supportant de ma- nière réglable le flotteur 5 par l'intermédiaire d'une ti- ge 23, tandis que leextremité libre de la branche la plus longue 223 est disposée en regard d'un contacteur consti- tué par un détecteur de proximité 24. Ce levier 22, à bras inégaux, constitue un amplificateur mécanique du mouvement vertical du flotteur afin que la moindre variation du niveau 41 du bain soit immédiatement détectée par le détecteur de proximité 24 qui assure alors l'alimentation du vérin 8 par l'intermédiaire de l'armoire 7 pour faire descendre la tige 9 et donc le lingot 22 d'une distance constante et faible Juste suffis sante pour ramener le niveau 4, du bain à sa valeur pré réglée. L'installation conforme à l'invention permet donc une descente régulière et précise du lingot 22 suspen- du au crochet 105 ainsi qu'un remplacement rapide et auto- matique de ce lingot 22 dès qu'il est entièrement fondu, par l'actionnement du dispositif de retenue 11 Egalement, le fonctionnement de cette ins- tallation s'effectue de manière automatique 9 sans nécessi- ter la présence permanente d'un ouvrier, étant donné que le rail 1 pourra comporter un grand nombre de lingots 2 as- surant une autonomie de fonctionnement de plusieurs heures, ces lingots glissant par leur propre poids sur le rail 9.- incliné 1 au fur et à mesure de leur consommation. Ce fonctionnement automatique de l'installa- tion évite également les manipulations des lingots au- dessus du bain pour leur accrochage, ce qui supprime les risques d'accident, le rechargement de l'installation en lingots s'effectuant par l'extrémité supérieure du rail 1 en un point éloigné du four 3. 10.- REVE N DI C ATI O N S 1. Installation pour la fusion de lingot de métal comportant un four de fusion ( 3), un flotteur ( 5) détectant les variations de niveau du bain de métal fondu du four et un mécanisme actionné par le flotteur pour commander la descente progressive du lingot de métal dans le bain, installation caractérisée en ce qu'elle comporte un rail ( 1) sur lequel sont susceptibles d'être suspendus, l'un derrière l'autre, plusieurs lingots ( 2) de métal, ce rail étant incliné vers la surface ( 4) du bain ( 4), de façon que son extrémité inférieure ( 11) soit située au-dessus de la surface du bain et de façon que les lingots ( 2) glis- sent sur le rail par leur propre poids vers cette extrémi- té inférieure, un moyen de retenue ( 11) des lingots à l'ex- trémité inférieure du rail et susceptible de délivrer, lorsqu'il est actionné, le premier des lingots adjacent de l'extrémité inférieure du rail, un moyen d'accrochage ( 10) du lingot délivré par le moyen de retenue ( 11) et suscepti-. ble d'être déplacé entre une position haute pour laquelle il est situé en position adjacente de l'extrémité inférieu- re du rail et une position basse pour laquelle il est situé à faible distance de la surface du bain, ce moyen d'accro- chage étant commandé en déplacement de sa position haute vers sa position basse par le mécanisme ( 6, 7, 8) actionné par le flotteur ( 5). 2. Installation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de retenue ( 11) comporte deux doigts ( 15, 16) solidaires d'un axe de support ( 12) mobile perpendiculairement au rail ( 1), ces doigts, paral- lèles à leur axe de support, étant décal 6 S l'un de l'autre dans un sens longitudinal par rapport au rail, les extré- mités libres de ces doigts étant dirigées l'une vers l'autre. 3. Installation conforme aux revendications précédentes, caractérisée en ce que les extrémités libres des doigts ( 15, 16) sont écartées d'une distance inférieure 11.- à la largeur d'un lingot ( 2). 4. Installation conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que l'axe ( 12) de support des doigts ( 159 16) est entraîné en déplacement alternatif de manière telle que lors d'un déplacement dans un sens, il dégage un premier doigt ( 15) du premier lingot ( 23) adjacent de l'extrémité ( 11) du rail ( 1) et simultanément' engage le second doigt ( 16) devant le second lingot ( 24)9 le déplace- ment suivant en sens contraire ramenant les doigts ( 15, 16) en position initiale pour laquelle le second lingot ( 24) est en appui sur le premier doigt ( 15). 5. Installation conforme à la revendication 4, caractérisée en ce que l'axe de support ( 12) du moyen de retenue ( 11) comporte un troisième doigt ( 17) parallèle et orienté dans le même sens que le premier doigt( 15), ce troisième doigt ( 17) étant situé sous le premier doigt ( 15) et à la verticale de ce doigto 6. Installation conforme à lune quelconque des revendications précédentes 9 caractérisée en ce que le rail est réalisé en forme générale de I les lingots ( 2) étant suspendus par un oeillet ouvert d'extrémité ( 21) à la traverse inférieure de ce I formant chemin de glissement, 7 o Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes 9 caractérisée en ce que le moyen d'accrochage est constitué par un crochet ( 10) fixé a l'extrémité inférieure de la tige ( 9) d'un vérin ( 8)9 cette tige étant disposée verticalement devant l'extrémité inférieure du rail ( 1) et à l'opposé des doigts ( 159 169 17) par rapport au lingot ( 2)- 8 Installation conforme à la revendication 7, caractérisée en ce que la tige ( 9) du vérin ( 8) coopère avec deux contacteurs électriques ( 199 20) déterminant lems positions haute et basse du crochet ( 10)9 le contacteur ( 20) déterminant la position haute du crochet commandant l'actionnement de la tige de support ( 12) du moyen de 12.- retenue ( 11), le contacteur ( 19) déterminant la position basse du crochet assurant l'inversion de l'alimentation du vérin ( 8). 9. Installation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le mécanisme ( 6) actionné par le flotteur comporte un levier pivotant ( 22) à bras iné- gaux, le flotteur étant suspendu au bras le plus court ( 222), tandis qu'ut contacteur ( 24) est prévu pour être actionné par le bras le plus long ( 223) du levier ( 22), ce contacteur commandant le vérin ( 8) supportant le crochet ( 10) pour l'amener progressivement de sa position haute à sa position basse.