Brevet FR2539861A1 — publié le 19840727

L'invention a trait à un dispositif d'alimentation automatique du creuset d'une machine à couler sous pression en chambre chaude. Après une première mise en marche de la machine, l'alimentation du creuset de la machine à couler sous pression en chambre chaude se fait manuellement par introductions successives de lingots dans le métal en fusion contenu dans le creuset du four, ce dernier étant généralement intégré dans la machine à couler. Pour éviter de trop grands écarts de température du métal en fusion lors d'une introduction massive de lingots froids, on surveille constamment le niveau du métal en fusion et on introduit dans le creuset un seul lingot dès que le volume prélevé du métal en fusion par les coulées successives de la machine est égal au volume d'un lingot. Cazette surveillance constante ne permet pas aux machines à couler sous pression en chambre chaude d'avoir une autonomie de fonctionnement. De plus, l'alimentation manuelle expose ltopérateur à des risques de blessures provoqués par des eclaboussures du métal en fusion lors de l'introduction du métal. L'invention a pour but d'automatiser l'alimentation du creuset d'une machine à couler sous pression en chambre chaude. A cet effet, l'invention eoncerne un dispositif d'alimentation automatique du creuset d'une machine à couler sous pression en chambre chaude caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison une rampe d'aecès au creuset disposée sensiblement à l'horizontale et affleurant avec une de ses extrémités le bord du creuset, un chargeur permettant d'emmagasiner plusieurs lingots, ce chargeur étant disposé d'une manière adjointe à la rampe d'accès, un flotteur en matière résistant à haute température et d'un poids spécifique inférieur à celui du métal en fusion, disposé en contact avec le métal en fusion dans le creuset, un contacteur ou détecteur coopérant avec le flotteur et réagissant lorsque le flotteur atteint une position basse préréglée correspondant au niveau permettant l'introduction du volume d'un lingot dans le creuset et au moins un dispositif de poussée à mouvement de va-et-vient déclenché par le contacteur ou le détecteur dès que le flotteur atteint sa position basse préréglée et déplaçant un lingot du chargeur dans le creuset. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement en ce que le dispositif permet de donner aux machines à couler sous pression en chambre chaude une plus grande autonomie et une alimentation du creuset sans intervention humaine, tout en réduisant au maximum l'é cart de la température du métal en fusion avant et après introduction de chaque lingot. Cet abaissement de l'écart entre la température maxi male et la température minimale du métal en fusion, réduit aussi l'écart de température entre les cqulées de la machine et garantit ainsi une meilleure qualité constante des objets coulés. Afin d'introduire chaque lingot dans les meilleures conditions possibles dans le creuset Invention prévoit que la rampe d accès est réalisée dans un matériau bon conducteur de chaleur et mise en présence d'une source de chaleur pour un pré-chauffage du lingot en attente d'introduction dans le creuset. En effets par ce pré chauffage, on contribue encore davantage à la réduction de ltécart de température entre les différents coulées de la machine. Simultanément, le lingot est séché et l'on prévient ainsi tout risque de projection de métal fondu du à l'introduction d'un élément humide dans le métal en fusion. La sécurité accrue pour l'opérateur obtenue par l'objet de l'invention peut être renforcée en adoptant une disposition qui prévoit que le creuset et la rampe d'accès sont couverts d'un capot présentant un orifi- ce d'entrée contigu à l'orifice de sortie du chargeur. Un autre avantage résultant de cette disposition de l'invention consiste dans la diminution des pertes de chaleur obtenue par le capot dont l'installation est devenue possible suite aux moyens mis en oeuvre par l'invention pour rendre l'alimentation du creuset automatique. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin ci-annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en élévation en coupe du creuset d'une machine à couler sous pression en chambre chaude pourvu du dispositif d'alimentation automatique conforme à l'invention. - la figure 2 est une vue en élévation en coupe de ce même creuset pourvu d'un chargeur réalisé selon un autre mode d'exécution. - la figure 3 est une vue en élévation en coupe de ce même creuset pourvu d'un chargeur réalisé selon un autre mode d'exécution. - la figure 4 est une vue en élévation en coupe de ce même creuset pourvu d'un chargeur réalisé selon un autre mode d'exécution. - la figure 5 est une vue en élévation en coupe du creuset et de la rampe d'accès recouverts d'un capot. La machine à couler sous pression en chambre chaude, dont les figures 1, 2, 3 et 5 montrent la partie incorporant le four, comporte un creuset 1 dans lequel se trouve le métal en fusion 2 permettant la fabrication de pièces moulées sous pression. Dans le métal en fusion 2 plonge un dispositif de prélèvement 3 comportant un piston 4 qui, en coulissant dans un cylindre 5, refoule par l'intermédiaire d'un conduit 6 une certaine quantité de métal en fusion vers une buse 7. Cette dernièrefait pénétrer le métal dans un moule 8. La pièce moulée est ensuite mécaniquement éjectée lors de l'ouverture de la partie mobile 9 du moule 8. Au-fur-et-à-mesure du prélèvement de métal en fusion 2, la quantité de ce métal en fusion 2 renfermée dans le creuset 1 diminue et il devient nécessaire d'approvisionner ledit creuset 1 en lingots 10 en métal de même constitution que le métal en fusion 2. Pour éviter une chute brusque de la température du métal en fusion 2, les lingots 10, selon l'invention, sont introduits individuellsement et automatiquement dans le creuset 1 par un dispositif d'alimentation automatique 11, 111, 211 ou 311. Selon l'invention, les dispositifs d'alimentation automatique 11, 111, 211, 311 sont constitués essentiellement de moyens d'amenée des lingots 10 et des moyens de contrôle du niveau inférieur 12 du métal en fusion 2 agissant sur les moyens d'amenée. En se référant à la figure 1, on voit que les moyens d'amenée comportent, en premier lieu, une rampe d'accès 13 au creuset 1. Cette rampe d'accès 13 est disposée sensiblement à l'horizontale. L'extrémité 14 de cette rampe d'accès 13 affleure avec une des extrémités 15 du bord 16 du creuset 1. Sur cette rampe d'accès 13 se déplacent individuellement les lingots 10. Du fait que la rampe d'accès 13 affleure l'extrémité 15 du bord 16 et notamment lorsque la différence de hauteur 18 entre le niveau maximal supérieur 19 et le niveau inférieur 12 correspond au volume d'un lingot 10, la pente de pénétration 17 du lingot 10 dans le métal en fusion 2 est très faible et on élimine pratiquement toute éclaboussure de métal en fusion 2. De plus, la densité du métal en fusion étant assez importante, le lingot 10 surnage et ne pénètre dans ledit métal en fusion 2 que lentement pratiquement au-fur-et-à-mesure de sa fusion et, en second lieu, pour assurer un fonctionnement continu du dispositif d'alimentation automatique 11, les moyens d'amenée comportent un chargeur 20 permettant d'emmagasiner plusieurs lingots 101, 102, 103. Ce chargeur 20 est disposé d'une manière adjointe à la rampe d'accès 13, par exemple latéralement et/ou en plan incliné vers la rampe d'accès 13.Le mode de réalisation de ce chargeur 20 peut être quelconque A titre d'exemple non limitatif, ce chargeur peut être une goulotte verticale 120 (voir figure 2) dans laquelle s'abaissent, sous leur propre poids, les lingots 101, 102, 103 au-fur-et-à-mesure du prélèvement du lingot inférieur 103. Cette goulotte verticale 120 comporte à son extrémité inférieure 122 une ouverture 123-située au-dessus de la rampe d'accès 13 permettant le passage des lingots 101, 102, 103. La hauteur de l'espace 124 situé entre l'extrémité inférieure 122 de la goulotte verticale 120 et le dessus 125 de la rampe d'accès 113 correspond à l'é- paisseur 126 d'un lingot 901, 102 > 103.On prévoit des moyens de relèvement et/ou de rabaissement de la goulotte verticale 120 permettant de modifier la hauteur de l'espace 124. De ce fait, il est possible d'utili- ser des lingots 101, 102, 103 d'épaisseurs variables. Selon une variante de ce mode de réalisation, la longueur 127 de la goulotte verticale 120 peut être modifiée, ce qui permet l'utilisation des lingots 101, 1 2, 103 de longueur variable. A cet effet, la paroi verticale 128 la plus éloignée du creuset 1 peut être rapprochée ou éloignée ae l'autre paroi 129 par des moyens quelconques. Selon un autre exemple non limitatif, le chargeur est une table élévatrice 220 (voir figure 3) soulevant successivement les lingots emmagasinés 101, 102, 103 pour mettre chaque fois le dessous du lingot supérieur 101 à fleur avec le dessus 225 de la rampe d'accès 213. Cette table élévatrice 220 est disposée à l'autre extrémité 221 de la rampe d'accès 213. Cette table élévatrice 220 comporte un plateau 230 sur lequel est disposée une pile de lingots 101, 102, 103 Ce plateau 230 est soulevé par un piston 231 d'un vérin pneumatique ou hydraulique 232. La course de chaque remontée du piston 231 est réglable pour pouvoir varier en fonction de l'épaisseur des lingots 1q1, 102, 103. Selon une variante (voir figure 4), ce plateau 330 du chargeur 320 est relié par deux paires de leviers 333, 334, 335, 336 à un support mobile 337 pourvu de galets de roulements 338, 339. Le levier 333 comporte à chaque extrémité 340, 341 un axe d'articulation 342, 343 reliant le levier 333, d'une part, au plateau 330 et, d'autre part, à une première douille filetée 344. De même, le levier 334 est relié par des axes d'articulation 345 et 346, d'une part, à la douille filetée 344 et, d'autre part, au support mobile 337. Le levier 335 est relié par des axes d'arti culation 347, 348, d'une part, au plateau 330 et, d'autre part, à une seconde douille filetée 349 alors que le levier 336 est relié par des axes d'articulation 350, 351, d'une part, à la seconde douille filetée 349 et, d'autre part, au support mobile 337.Une tige filetée 352 relie entre-elles les deux douilles filetées 344 et 349 Cette tige filetée 352 est actionnée par un élément moteur 353. La durée de fonctionnement de l'élément moteur 353 est réglable et varie en fonction de l'épaisseur des lingots 101, 102, 103. En rapprochant ou en éloignant les deux douilles filetées 344, 349, on relève ou on rabaisse le plateau 330. Les moyens d'amenée comportent également un dispositif de poussée 54 (voir figure 1) devant assurer le transfert du lingot 103 soit dans le creuset 1, soit en position d'attente dans-la zone d'attente 257 (voir figure 3) pour son introduction dans le creuset -1. Ce dispositif de poussée 54 est avantageusement un vérin hydraulique ou pneumatique dont le piston 55 est pourvu d'un poussoir 56 en contact avec le lingot 103 Bien entendu, le piston 55, soumis à un mouvement de va-et-vient, comporte une course au moins égale à la longueur du lingot 10 pour assurer le déplacement de ce dernier depuis le chargeur 20 jusqu'au creuset 1. Du fait que l'alimentation du creuset 1 se fait individuellement par un lingot unique, on réduit au maximum l'écart de la température du métal de fusion 2 avant et après l'introduction de chaque lingot. Pour ré- duire davantage cet écart de température, on prévoit, tout d'abord que la rampe d'accès 13, 113, 213 est en matériau bon conducteur de chaleur. Ensuite, on met la rampe d'accès 13, 113, 213 en présence d'une source de chaleur. Cette source de chaleur peut être celle chauffant le creuset 2. Il suffit pour cela de prévoir un orifice de communication 679 167, 267 par lequel la chaleur du four peut chauffer la rampe d'accès 13, 113, 213. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 3, une zone d'attente 257, intercalée entre le chargeur 220 et le creuset 201 permet de préchauffer le lingot 104. Dans ce dernier cas, le poussoir 256 pousse le lingot 103 qui, lui-même, pousse le lingot préchauffé 104 pour l'introdui re dans le creuset 201.Après le mouvement de retour du poussoir, le lingot 103 occupe la zone d'attente 257 et est préchauffé, alors que le lin got 102 du chargeur 220 se met en place en occupant iVancien emplacement 2 du lingot 103. Pour éviter tout chevauchement du lingot 103 et du lingot 104, on prévoit que la rampe d'accès 213, 313 comporte un tunnel de guidage 263, 363 dont la hauteur réglable est fonction de l'épaisseur des lingots 10. Le poussoir 56, 156 du dispositif de poussée 54 occupe un volume correspondant sensiblement au volume d'un lingot 10 et notamment la hauteur correspond à la hauteur des lingots 10. Ainsi, il tient les lingots 1019102, 103 écartés pendant la poussée du lingot 10 dans le creuset 1.Le poussoir 256 comporte une surface adaptée à la section du tunnel de guidage 263, 363. Pour provoquer le transfert du lingot par actionnement du disposée tif de poussée 54 et, le cas échéants du chargeur 220, 3209 l'invention prévoit des moyens de contrôle agissant sur le dispositif de poussée 54 et, le cas échéant, sur le chargeur 220, 320 lorsque le niveau du métal fondu 2 atteint la position basse 12. Ces moyens visibles dans les figures 1, 2, 3 et 5 sont un flotteur 58 réalisé en une matière résistant à une haute température et d'un poids spécifique inférieur à celui du métal en fusion 2. Ce flotteur 58, disposé en contact avec le métal en fusion 2 dans le creuset 1, est solidaire de l'extrémité inférieure 59 dvune tige coulissante 60 maintenue par un support 61 pourvu d'un contacteur ou d'un détecteur 62.Ce contacteur ou ce détecteur 62 coopère avec le flotteur 58 et agit sur le dispositif de poussée 54 dès que le flotteur 58 atteint une position basse correspondant au niveau en position basse 12 du métal en fusion 2 Cette position basse du flotteur 58 est préréglée en fonction du volume d'un lingot 10. La course du flotteur 58 correspond à la différence de hauteur 18 entre le niveau inférieur 12 et le niveau maximal supérieur 19 du métal en fusion 2 dans le creuset 1. Le fonctionnement est le suivant : lorsque le flotteur 58 atteint la position basse préréglée, le contacteur ou le détecteur 62 agit sur le dispositif de poussée 54. Le piston 55 de ce dernier avance et pousse le lingot 103 ou 104. Dans les exemples de réalisation selon les figures 3 3 et 49 le lingot 103 pousse à son tour le lingot 104 jusqu a ce que ce dernier bascule sur le bord 16 du creuset 1 et s'engage dans le métal en fusion 2. Dès l'introduction du lingot 104 dans le métal en fusion 2 le volume de ce dernier augmente et repousse vers le haut le flotteur 58. Ce relèvement du flotteur 58 agit sur le contacteur ou le détecteur 62 qui provoque le retour du piston55, Lorsque ce dernier arrive en position de repos, il agit sur un fin de course sollicitant les moyens de commande 232, 353 provoquant le relevant du plateau 230, 330 du chargeur 220, 320 d'une course correspondant à l'épaisseur du lingot 10. En pourvoyant la machine à couler sous pression en chambre chaude d'un dispositif d'alimentation automatique 11 du creuset 1, il est possi ble de recouvrir comme visible dans la figure 5 le creuset 1 d'un capot 64 permettant de réduire, d'une part, les pertes de chaleur et, d'autre part, les risques d'éclaboussures. Ce capot 64 comporte un orifice d'entrée 65 contigu soit à l'orifice de sortie 66 du chargeur 20, 120, soit à l'orifice de sortie 266, 366 du tunnel de guidage 263, 363. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y. est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses. modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Dispositif d'alimentation automatique du creuset d'une machine à couler sous pression en chambre chaude, caractérise en ce qu'il comporte en combinaison une rampe d'accès (13) au creuset (1) disposée sensiblement à l'horizontale et affleurant avec une de ses extrémités (14) le bord (16) du creuset (1), un chargeur (20) permettant d'emmagasiner plusieurs lingots (10), ce chargeur (20) étant disposé d'une manière adjointe à la rampe d'accès (13), un flotteur (58) en matière résistant à haute température et d'un poids spécifique inférieur à celui du métal en fusion (2), disposé en contact avec le métal en fusion (2) dans le creuset (1), un contacteur ou un détecteur (62) coopérant avec le flotteur (58) et réagissant lorsque le flotteur (58) atteint une position basse préréglée correspondant au niveau (12) permettant l'introduction du volume d'un lingot (10) dans le creuset (1) et au moins un dispositif de poussée (54) à mouvement de va-et-vient déclenché par le contacteur ou le détecteur (62) dès que le flotteur (58) atteint sa position basse préréglée et déplaçant un lingot (10) du chargeur (20) dans le creuset (1). 2. Dispositif selon la revendication 19 caractérisé en ce que la rampe d'accès (13) est réalisée dans un matériau bon conducteur de chaleur et mis en présence d'une source de chaleur par un pré-chauffage du lingot (103) en attente d'introduction dans le creuset (1). 3. Dispositif selon la revendication 29 caractérisé en ce que la rampe d'accès (213) comporte une zone d'attente (257) pour le pré-chauffage du lingot (104) en attente d'introduction. 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la rampe d'accès (213, 313) comporte un tunnel de guidage (263, 363) dont la hauteur est fonction de l'épaisseur des lingots (10). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chargeur (20) est disposé en plan incliné vers la rampe d'accès (13). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chargeur (220) est disposé à l'extrémité (221) de la table d'accès (213) opposée à l'extrémité située du côté du bord (16) creuset (1). 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chargeur est une goulotte verticale (120) dans laquelle s'abaissent sous leur propre poids les lingots (101, 102, 103) au-fur-et-à-mesure du pré lèvement du lingot inférieur (103). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la goulotte verticale (120) > présentant à son extrémité inférieure (122) une ouverture (123) comporte des moyens de relèvement et/ou de rabaissement pour adapter l'espace (124) situé entre l'extrémité inférieure (122) de la goulotte verticale (120) et le dessus (125) de la rampe d'accès (113) à l'épaisseur (126) des lingots (1 19 1 29 103). 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en coque la goulotte (120) comporte une longueur variable (127) pour une utilisation des lingots (101 > 102,103) de longueur variable par déplacement de la paroi verticale (128) la plus éloignée du creuset (1). 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chargeur est une table élévatrice (220) soulevant successivement les lingots (101,102,103) jusqu'à affleurement du dessous du lingot supérieur (101) avec le dessus (225) de la rampe d'accès (213). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le chargeur comporte un vérin pneumatique ou hydraulique (232) dont la course de chaque remontée du piston (231) est réglable et varie en fonction de l'épaisseur des lingots (101,102,103). 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chargeur est une table élévatrice (320) comportant un plateau (330), deux paires de leviers articulés (333,334,335,336), un support mobile (337) pourvu de galets de roulement (338,339) et des moyens d'écartement et/ou de rapprochement des paires de leviers (333,334,335,336). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens d'écartement et/ou de rapprochement des paires de leviers (333, 334, 335, 336) sont deux douilles filetées (344,349) reliées par des axes d'articulation (343,345,348,350) à l'une des extrémités des leviers (333, 334,335,336) et une tige filetée (352) reliant entre elles les deux douilles filetées (344,349) et actionnées par un élément moteur (353). 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que 1 'é- lément moteur (353) comporte une durée de fonctionnement réglable variant en fonction de l'épaisseur des lingots (101, 102, 103). 15. Dispositif selon la revendication 19 caractérisé en ce que le dispositif de poussée (54) est un vérin hydraulique ou pneumatique dont le piston (55) est pourvu d'un poussoir (56). 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le piston (55), soumis à un mouvement de va-et-vient, comporte une course au moins égale à la longueur des lingots (10). 17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le poussoir (256) comporte une surface adaptée à la section du tunnel de guidage (263, 363) de la rampe d'accès (213, 313). 18. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le poussoir (56, 156) occupe un volume correspondant au volume d'un lingot. 19. Dispositif selon la revendication 1s caractérisé en ce que le flotteur (58), solidaire de l'extrémité inférieure (59) d'une tige coulissante (60) maintenue par un support (61) pourvu du contacteur ou du détecteur (62), comporte une course correspondant à la différence de hauteur (18) entre le niveau inférieur (12) et le niveau maximal supérieur (19) du métal en fusion (2) dans le creuset (1). 20. Dispositif selon la revendication 1s caractérisé en ce que le creuset (1) est couvert dtun capot (64) présentant un orifice d'entrée (65) contigu à l'orifice de sortie (66) du chargeur (20). 21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que le capot (64) comporte un orifice d'entrée (65) contigu à l'orifice de sortie (266, 366) du tunnel de guidage (263, 363) de la rampe d'accès (213, 313).