Brevet FR2693671A1 — publié le 19940121

Dispositif d'entraînement pour un obturateur coulissant d'un récipient contenant un bain de métal en fusion. L'invention concerne un dispositif d'entraînement pour un ob- turateur coulissant d'un récipient contenant un bain de métal en fusion, composé d'un moyen d'entraînement, d'une tige de commande du tiroir monté dans l'obturateur coulissant ainsi que d'au moins un élément de renvoi monté tournant sur le récipient, lequel élément relie la tige de commande au moyen d'entraînement. Dans un dispositif d'entraînement du type indiqué, divulgué par le document EP-A 1 O 047 538, destiné à ouvrir ou fermer un obtu- rateur coulissant, il est prévu, sur le côté du récipient, un dispositif d'entraînement qui peut être actionné manuellement et à l'aide duquel, par l'intermédiaire d'une tringlerie, un déplacement vertical dirigé vers le bas est transformé en un mouvement horizontal par un système de leviers simple et transmis à la tige de commande d'un tiroir Le systè- me de leviers comporte un levier coudé qui, sensiblement en son mi- lieu, est monté pivotant sur une poche de coulée et est articulé, à l'une de ses extrémités sur une tige verticale et, à son autre extrémité sur une tige horizontale Lorsqu'on imprime manuellement, par l'intermé- diaire d'un mécanisme réducteur, un mouvement à la tige verticale, le levier coudé tourne et le tiroir, qui est mobile en translation dans l'ob- turateur à tiroir, se déplace Le levier coudé se déplaçant suivant un arc de cercle au niveau du point de liaison avec la tige de commande, il est prévu, entre la tige de commande mobile dans la direction hori- zontale et le levier coudé, une bielle qui est articulée sur le levier cou- dé et la tige de commande L'inconvénient de ce système de leviers est les efforts transversaux relativement importants qui s'exercent du le- vier coudé vers la tige de commande Ceci impose de supporter la tige de commande dans un palier massif; par ailleurs, la pratique montre sans cesse que, malgré la présence de paliers rigides, ces efforts trans- versaux peuvent être à l'origine de coincements des tiges de commande ou d'une usure importante desdits paliers Dans les obturateurs coulis- sants de grande dimension, on utilise généralement comme moyen d'entraînement des ensembles piston/cylindre hydrauliques dans les- quels, naturellement, les efforts transversaux transmis à la tige de commande du tiroir sont beaucoup plus importants et dans lesquels les coincements ou l'usure des paliers sont encore beaucoup plus fré- quents. L'objet de la présente invention est donc d'agencer un dispo- sitif d'entraînement du type indiqué de manière telle qu'avec des moyens techniques simples, les efforts transversaux appliqués sur la tige de commande soient pratiquement éliminés et que l'on puisse ainsi réduire considérablement les problèmes de fonctionnement. Le problème est résolu selon l'invention par le fait qu'il est prévu pour la tige de commande de l'obturateur coulissant, un organe de guidage et d'entraînement qui agit sensiblement à l'extrémité de la tige et au moyen duquel la tige de commande est supportée sur l'en- semble de sa course Les moments les plus importants engendrés par ces efforts transversaux dans le palier support de tige de commande prévu dans l'obturateur coulissant apparaissent principalement dans la zone de sortie complète de la tige de commande La solution mention- née plus haut permet de ramener à une valeur minimale les efforts transversaux et par suite les moments appliqués au palier de l'obtura- teur coulissant; on a ainsi une tenue nettement améliorée du palier de tige de commande et celui-ci, comparativement, peut être plus petit que dans les modes de réalisation connus et même, dans cerains cas, peut être totalement supprimé. L'organe de guidage et d'entraînement qui supporte la tige de commande de l'obturateur coulissant est avantageusement fixé sur le récipient de manière indépendante de l'obturateur coulissant Jusqu'à présent, il fallait chaque fois un boîtier différent selon que l'on utili- sait un obturateur coulissant avec un moyen d'entraînement monté la- téralement sur le récipient ou avec un moyen d'entraînement couplé di- rectement à la tige de commande Avec un obturateur coulissant équi- pé du dispositif d'entraînement selon l'invention, on peut utiliser un boîtier unique pour les deux types de montage étant donné que l'orga- ne de guidage et d'entraînement est fixé séparément et qu'aucun sup- port particulier de la tige de commande n'est nécessaire Il en résulte donc une réduction des coûts et des simplifications au niveau de la production, des paliers et autres. L'organe de guidage et d'entraînement est composé de préfé- rence d'un levier de commande et d'un levier de liaison, le levier de commande étant monté tournant à l'une de ses extrémités sur la tige de commande et à son autre extrémité sur le deuxième levier, ce dernier levier étant lui-même monté tournant sur le récipient En outre, le le- vier de commande présente de manière avantageuse, sensiblement en son milieu, une rainure longitudinale dans laquelle s'engage un axe so- lidaire du récipient autour duquel le levier de commande tourne et, si- multanément, se déplace dans la direction longitudinale Cet organe de guidage et d'entraînement simple guide la tige de commande de posi- tion terminale à position terminale et absorbe les efforts transversaux qui s'exercent de l'élément de renvoi vers la tige de commande Il per- met une répartition nettement meilleure des forces dans le dispositif d'entraînement. Dans un mode de réalisation de l'invention, le rapport de la longueur du levier de commande à la longueur du levier de liaison est compris entre 8: 1 et 4: 1. Selon une caractéristique de l'invention, l'élément de renvoi est articulé d'une part sur la tige du moyen d'entraînement agencé sous forme d'ensemble piston/cylindre et d'autre part, sur l'extrémité de la tige de commande du tiroir, sans jeu dans la direction de déplacement et avec un jeu suffisant dans la direction transversale au déplacement. Selon une caractéristique de l'invention, il est prévu chaque fois, de part et d'autre de la tige de commande, respectivement un le- vier de commande, un levier de liaison et un élément de renvoi dispo- sés parallèlement. Dans un autre mode de réalisation avantageux d'un organe de guidage et d'entraînement, celui-ci est composé d'un rail de guidage qui est fixé sur le récipient et comporte une rainure longitudinale dans laquelle s'engage un axe transversal de la tige de commande de l'obtu- rateur coulissant Un élément de renvoi formé d'un levier coudé et d'une bielle forme une liaison articulée entre l'ensemble piston/cylin- dre et la tige de commande de l'obturateur coulissant. Divers exemples de réalisation ainsi que d'autres avantages de l'invention sont décrits ci-après à l'aide de dessins schématiques. Ceux-ci montrent: figure 1, un dispositif d'entraînement selon l'invention en vue de face ainsi qu'un obturateur coulissant et un récipient en coupe lon- gitudinale partielle, figure 2, une coupe transversale du dispositif d'entraînement suivant les lignes 11-II de la figure 1 et figure 3, une autre variante d'un dispositif d'entraînement en vue de face et de nouveau l'obturateur coulissant correspondant et le récipient en coupe longitudinale partielle. La figure 1 montre un récipient 10 partiellement représenté qui, habituellement, est une poche de coulée utilisée dans des aciéries. Le récipient 10 qui contient le bain de métal en fusion comporte une paroi 12 extérieure en tôle d'acier et un revêtement 11 intérieur réfrac- taire Une brique 13 réfractaire courante munie d'un trou de coulée est montée dans sa busette de coulée 14, tandis qu'un obturateur coulis- sant 15 destiné à réguler la coulée de l'acier fondu est disposé à la sui- te de celle-ci L'obturateur coulissant 15 est composé essentiellement de deux plaques d'obturateur 17 réfractaires qui peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre, d"enveloppes supérieure et inférieure 19,19 ' réfractaires, d'un corps 18 fixé sur le fond du récipient ainsi que d'un tiroir 16 qui déplace la plaque d'obturateur 17 réfractaire et est guidé dans le corps 18 Cet obturateur coulissant est connu en soit et n'est par conséquent pas décrit dans le détail Le tiroir 16 mobile en transla- tion est couplé à une tige de commande 21 supportée dans le corps 18, laquelle tige de commande, de son côté, est reliée par l'intermédiaire d'un élément de renvoi 22 à un moyen d'entraînement agencé sous for- me d'ensemble piston/cylindre L'ensemble piston/cylindre 24 est sus- pendu avec possibilité de démontage à une patte 12 ' du récipient. Le dispositif d'entraînement 20 selon l'invention se compose des éléments décrits précédemment, ensemble piston/cylindre 24, élé- ment de renvoi 22 et tige de commande 21, et comporte en outre un or- gane de guidage et d'entraînement 30 Cet organe de guidage et d'entraînement 30 comporte un levier de commande 31 et un levier de liaison 32, le levier de commande 31 étant monté avec possibilité de rotation d'un côté sur un axe 21 ' sur l'extrémité de la tige de comman- de et de l'autre côté sur le levier de liaison 32, ce dernier étant monté par son autre extrémité avec possibilité de rotation dans un palier 33 sur un support 12 " du récipient 10 Le levier de commande 31 présente en outre, sensiblement en son milieu, une rainure longitudinale 31 " dans laquelle un axe 34 solidaire du support 12 " est guidé sans jeu. Dans la position terminale Pl représentée, l'axe 34 se trouve dans la partie extrême supérieure de la rainure longitudinale 31 On obtient ainsi un guidage supplémentaire du levier de commande 31 et une plus grande stabilité de celui-ci L'élément de renvoi 22 coudé d'une part est lié sans jeu en rotation à la tige 24 ' de l'ensemble piston/cylindre et d'autre part présente une rainure longitudinale 22 ' dans laquelle l'axe 21 ' situé à l'extrémité de la tige de commande s'engage sans jeu. L'élément de renvoi 22 est encore monté mobile en rotation sur l'axe 34 du support 12 ". A la figure 2, il est prévu de part et d'autre de la tige de com- mande 21, disposés parallèlement, respectivement un levier de com- mande 31, un levier de liaison 32 et un élément de renvoi 22 Ceci pré- sente l'avantage qu'aucun moment de force supplémentaire ne s'exerce de l'axe d'entrée 3 sur l'axe 21 ' comme ce serait le cas en n'utilisant qu'un seul levier On pourrait néanmoins dans le principe imaginer une solution à un seul levier Comme le montre la figure 2, le levier de commande 31 et les éléments de renvoi 22 sont liés en rotation par l'intermédiaire de l'axe 21 ' de la tige de commande 21 De l'autre côté, les éléments de renvoi 22 sont supportés par l'axe 31 du support 12 " tandis que le levier de commande 31 est supporté avec possibilité de rotation sur les leviers de liaison 32, ceux-ci étant eux-mêmes suppor- tés par le palier 33 sur le support 12 '. Ce dispositif d'entraînement 20 présente l'avantage important déjà mentionné précédemment que la tige de commande 21 de l'obtura- teur coulissant 15 est maintenue et supportée à son extrémité de ma- nière idéale, sur l'ensemble de sa course, au moyen de l'organe de guidage et d'entraînement 30 Le rapport du levier de commande au le- vier de liaison 32 est choisi de manière telle que le levier de commande 31 ait un déplacement rectiligne sur l'ensemble de la trajec- toire de déplacement au niveau de l'articulation avec l'axe 21 ' Ce rap- port peut être déterminé très simplement de manière empirique et dé- pend naturellement des dimensions existantes Dans le présent exem- ple le rapport est 5:1 et le levier de commande se déplace d'un angle maximal de 30 Cet organe de guidage et d'entraînement 30 occupe très peu de place et peut même être intégré dans un dispositif de ren- voi existant Lorsque l'ensemble piston/cylindre 24 est amené de la po- sition terminale Pl représentée dans la position terminale P 3 opposée, le levier de commande 31 et l'élément de renvoi 22 se déplacent de la position Pl vers la position P 3 fl en résulte un déplacement relatif en- tre l'axe 21 ' et l'élément de renvoi 22, déplacement qui est compensé par la rainure longitudinale 22 ' aménagée dans l'élément de renvoi. Les efforts transversaux exercés par l'élément de renvoi 22 sur la tige de commande 21, comme indiqué, sont supportés pour leur plus grande part par l'organe de guidage et d'entraînement 30 pendant le déplace- ment, le support de la tige de commande dans le corps 18 étant ainsi considérablement déchargé Par ailleurs, le moyen d'entraînement exé- cute en fonctionnement une rotation d'un angle de faible valeur par suite du mouvement de rotation de l'élément de renvoi 22 Les dépla- cements de l'ensemble piston/cylindre 34 jusqu'à la tige de commande 21 sont limités dans un plan (plan du dessin). Dans le dispositif d'entraînement 50 selon la figure 3, seul l'organe de guidage et d'entraînement 40 et l'élément de renvoi 50 dif- férent par rapport à l'exemple de réalisation selon la figure 1 Les au- tres éléments, récipient 10, dispositif d'entraînement et obturateur coulissant 15 sont identiques à ceux représentés Le moyen d'entraîne- ment agencé sous forme d'ensemble piston/cylindre 24 transmet un dé- placement à un élément de renvoi 51 qui est formé d'un levier coudé monté avec possibilité de rotation sur un support 52 du récipient 10 et d'une bielle 54 Le levier coudé 53 est articulé d'une part sur la tige de commande 24 ' et d'autre part sur la bielle 54 cette dernière étant mon- tée avec possibilité de rotation sur l'axe 21 ' de la tige de commande 21 coupl au tiroir 16 de l'obturateur coulissant 15 Contrairement à l'orga- ne de guidage et d'entraînement de la figure 1, l'organe de guidage et d'entraînement 40 comporte un rail 41 fixé avec possibilité de démon- tage sur le support 52, lequel rail est pourvu d'une rainure longitudina- le 42 dans laquelle est guidé l'axe 21 ' transversal prévu à l'extrémité de la tige de commande 21 Les forces produites par l'ensemble piston /cylindre 24, qui peuvent atteindre quelques tonnes, peuvent là aussi transmettre des efforts considérables à la tige de commande 21 Ces forces sont supportées pour la plus grande part par cette construction très simple de l'organe de guidage et d'entraînement 40 Les positions extrêmes Pl et P 3 (en pointillés) sont représentées La rainure longitu- dinale 32 a une longueur qui correspond sensiblement à la course tota- le et s'étend parallèlement à la direction de déplacement de la tige de commande 21, voire de l'obturateur 16 Dans ce cas également, il est avantageux de prévoir de chaque côté de la tige de commande 21 un rail de guidage 41, dans lequel l'axe 21 ' est guidé La bielle 54 et le levier coudé 53 sont alors disposés entre les rails de guidage 54. L'idée inventive de ce dispositif d'entraînement pour des mé- canismes de renvoi de déplacement en translation vers un obturateur coulissant peut naturellement être réalisée sous d'autres formes non re- présentées. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'entraînement pour un obturateur coulissant d'un récipient contenant un bain de métal en fusion, composé d'un moyen d'entraînement, d'une tige de commande du tiroir monté dans l'obturateur coulissant ainsi que d'au moins un élément de renvoi mon- té avec possibilité de rotation sur le récipient, lequel élément de renvoi relie la tige de commande au moyen d'entraînement, caractérisé par le fait qu'il est prévu, pour la tige de commande ( 21) de l'obtura- teur coulissant ( 15), un organe de guidage et d'entraînement ( 30,40) qui agit sensiblement à l'extrémité de ladite tige de commande et au moyen duquel la tige de commande ( 21) est supportée sur l'ensemble de sa course. 2 Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que l'organe de guidage et d'entraînement ( 30,40) est fixé sur le récipient ( 10) de manière indépendante de l'obturateur cou- lissant ( 15). 3 Dispositif d'entraînement selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé par le fait que l'élément de renvoi ( 22,50) et l'organe de guidage et d'entraînement ( 30,40) agissent sur un axe ( 21 ') commun fixé à l'extrémité de la tige de commande ( 21) et que l'organe de guidage et d'entraînement ( 30,40), au niveau de cet axe ( 21 '), a un mouvement sensiblement linéaire sur l'ensemble de la course. 4 Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'organe de guidage et d'entraînement ( 30) se compose d'au moins un levier de commande ( 31) et d'au moins un levier de liaison ( 32), le levier de commande ( 31) étant monté à une extrémité avec possibilité de rotation sur l'ex- trémité de la tige de commande et à son autre extrémité sur le levier de liaison ( 32), ce dernier étant monté avec possibilité de rotation sur le récipient ( 10). 5 Dispositif d'entraînement selon la revendication 4, caracté- risé par le fait que le levier de commande ( 31), dans le but d'assurer un guidage supplémentaire, présente sensiblement en son milieu une rainure longitudinale ( 31 ') dans laquelle s'engage un axe ( 34) ou ana- logue solidaire d'un support ( 12 ") du récipient ( 10) et autour duquel le levier de commande ( 31) pivote et simultanément se déplace dans la direction longitudinale. 6 Dispositif d'entraînement selon la revendication 4 ou 5, ca- ractérisé par le fait que le rapport de la longueur du levier de comman- de ( 31) à la longueur du levier de liaison ( 32) est compris entre 8: 1 et 4: 1. 7 Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des re- vendications 1 ou 6, caractérisé par le fait qu'il est prévu au moins un élément de renvoi ( 22) qui est articulé d'une part sur la tige ( 24 ') du moyen d'entraînement agencé sous forme d'ensemble piston/cylindre ( 24) et d'autre part, sur l'extrémité de la tige de commande ( 21) du ti- roir, sans jeu dans la direction de déplacement et avec un jeu suffisant dans la direction transversale au déplacement. 8 Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 4 ou 7, caractérisé par le fait qu'il est prévu, de part et d'autre de la tige de commande ( 21), respectivement un levier de commande ( 31), un le- vier de liaison ( 32) et un élément de renvoi ( 22) disposés parallèle- ment. 9 Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'organe de guidage et d'entraînement ( 40) est formé d'au moins un rail de guidage ( 41) fixé sur le récipient ( 10) et comportant une rainure longitudinale ( 42) dans laquelle la tige de commande ( 21) est guidée et supportée par un axe ( 21 ') transversal disposé à l'extrémité de ladite tige de commande. Dispositif de commande selon la revendication 9, caracté- risé par le fait qu'un élément de renvoi ( 51) formé d'un levier coudé ( 53) et d'une bielle ( 54) forme une liaison articulée entre l'ensemble piston/cylindre ( 24) et la tige de commande ( 21) de l'obturateur cou- lissant.