CA1223111A - Dispositif de manutention et de pose d'un noyau d'emboitement pour machine de coulee centrifuge de tuyaux en fonte a emboitement - Google Patents

Abstract

AUBREGE DU CONTENU TECHNIQUE DE L'INVENTION Dispositif de manutention et de pose d'un noyau d'emboitement pour machine de coulée centrifuge de tuyaux en fonte à emboitement, comportant un support monté basculant autour d'un arbre horizontal sur l'extrémité de la machine sous l'action d'un vérin, le dispositif comprend une couronne de préhension et de support du noyau pouvant pivoter sur le support autour d'un axe orthogonal à l'arbre sous l'action d'un vérin, la couronne étant disposée de mainière à rester toujours inclinée d'un angle aigu sur l'axe. Ce dispositif permet de présenter la couronne et les organes de support du noyau latéralement à un opérateur et inclinés à la manière d'un pupitre de façon ergonomique, facilitant ainsi la pose répétée de noyaux lourds en toute sécurité par l'opérateur.

Description

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La presen-te invention concerne un dispositiF
de manutention et de pose d'un noyau cl'emboiternent pour machine de coulée centrifuge de tuyaux en fonte à
embo;tement.
Une telle machine, de type connu, comporte une coquille de coulée montee rotative dans un carter pourvu de moyens de refroidissement de la co~uille et un canal d~ coulée, ce canal étant susceptible de parcourir toute la longueur de la coquille, à l'inté-rieur de celle-ci afin d'y déverser de la fonte liquide au cours d un mouvement relatif de translation entre le carter de la machine et le canal.
Plus precisément, la coquille qui donne la forme extérieure du tuyau en fonte reçoit à une extre-mité un noyau donnant la forme intérieure de l'emboi-tement du tuyau. Ce noyau en sable de moulage, utili-sable pour une seule coulee, c est-à-dire pour un seul tuyau centrifugé, est remplacé après chaque coulée. Il est amené et posé à l'extrémité de la coquille au moyen d un dispositif de support de manutention et de pose qui fait l objet de l invention.
On connait par le brevet FR-A-2 31l. 790 un dispositif de support de manutention et de pose d'un noyau d emboitement à l extrémité d une coquille de centrifugation, qui est articulé sur un arbre horizontal porte par le carter de la machine, qui peut basculer par rotation autour de ce~ arbre entre une position haute, escamotée au-dessus de l'extrêmité à
emboitement de la coquille, et une position basse d introduction du noyau dans la coquille.
Ce dispositif de support comporte deux par-ties, toutes deux montées rotatives autour du même arbre horizontal de rotation sous les actions antago-nistes d un vérin et d'un contrepoids : un support de ~, ~4 .
~2~3~
noyau proprement dit qui est escamoté vers le haut lors de la coulée, et un élément d appui qui est escamote vers le haut pour recevoir un noyau neuf mais qui reste en posltion abaissée d'appul axial du noyau à l interieur de la coquille pendant la coulee.
Ce dispositif présente l avantage de ne de-mander à l operateur que la pose d un noyau neuf sur le support en position escamotee vers le haut. De plus, il offre une bonne visibilité à l intérieur de l emboiternent de la coquille lorsque le noyau est appliqué sur celle-ci durant la coulée. Il convient parfaitement à des noyaux de petits diamètres ~par exemple inferieurs à 300 mm) qu'un opérateur met aisement en place sur leur support en position haute, sans fatigue excessive, en raison du poids limite du noyau.
Par contre, pour des diamètres supérieurs à
300 mm, et en restant dans la limite des noyaux porta-bles par un operateur, ceux-ci atteignent des poids

2~ relativement élevés qui peuvent rendre pénible pour l'opérateur la mise en place répétée du noyau sur son support en position haute, un grand nombre de fois pendant une période de travail.
L invention a donc pour but de réaliser un dispositif de support, de manutention et de pose de noyaux portables par un operateur, permettant de ré-duire la fatigue de celui-ci, par une position du support plus confortable en vue de la mise en place d'un noyau neuf.
Le dispositif de manutention et de pose d'un noyau visé par l'invention comporte un support bascu-lant monte sur l'extrémité de la machine de coulee centrifuge, à basculement autour d un arbre horizontal sous l action d un verin porté par la ~achine, et recevant des moyens de préhension et de support du ,: :
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noyau, a~encés pour introduire ce dernier dans une co-quille de coulée centrifuge de la machine lorsque le vérin fait basculer ledit support.
Suivant l'invention, les moyens de prehen-sion et de support du noyau sont montés pivotants sur le support autour d'un axe de rotation orthognal à
1 arbre precité, sous 1 action d'un vérin de commande, et comprennent une couronne articulée directement sur ledit support autour de l'axe orthognal de telle sorte que le plan général de cette couronne reste toujours incliné d un angle aigu sur l'axe orthognal de pivo-tement, cet angle étant ouvert vers le bas lorsque la couronne et son support sont abaisses, afin de présenter sur un plan incliné sensiblement à hauteur des bras de 1 operateur et lateralement à la machine les moyens de préhension du noyau.
Grâce à cet agencement, non seulement le dispositif selon l'invention assure unP position confortable à 1 opérateur pour la pose de noyaux portables à 1 écart de la chaleur provenant du tuyau moulé, mais ce dispositif assure de plus une position de sécurité, puisque l'operateur se trouve sur le côté
de la machine, hors du trajet du chariot extracteur du tuyau moule hors de la ooquille.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en reférence aux dessins annexés qui en illustrent un mode de rêalisation non limita-tif:
- la Figure 1 est une vue schematique en perspective partielle d une machine de coulee centrifuge equipée d un dispositif de manutention et de pose d'un noyau d'emboitement selon l'invention, en position abaissee;
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1.
- la Figure 2 est une vue schématique par-tielle en eléva-tion latérale du ciispositi-f de manu-tention et de pose de noyau, escamote en position hau-te au-dessus de la machine;
- la Figure 3 est une vue en élévation frontale du dlsposltif de manutention en position pour le chargement lateral d un noyau par un operateur;
- la Figure 4 est une vue schématique en élevation du dispositif de manutention selon l'inven-tion, avec coupe partielle de l extrémite de la machi-ne de coulée centrifuge, le dispositif de manutention étant dans sa position de mise en place du noyau dans la coquille;
- la Figure 5 est une vue en &levation et coupe partielle agrandie du dispositif de reglage transversal du support basculant du noyau d emboi-tement;
- la Figure 6 est une vue schématique partielle en élévation latérale illustrant les diffé-rentes positions angulaires pouvant etre prises par le support basculant du dispositif de manutention selon 1 invention. pour chacune des phases de fonctionnement de ce dispositif.
Le dispositif de manutention et de pose de noyaux d emboitement tel que le noyau 36 representé
aux dessins est agencé pour équipé l'extremité d'une machine de coulée centrifuge C de tuyau~ en fonte à
emboitement.
De façon connue en soi, la machine de coulée

3 C0 comprend une coquille 1 logee dans un carter 2, et entrainée rotativement auutour d un axe de revolution X-X, L'ensemble ainsi realisé peut se déplacer sur des rails parallèles 3 grâce à des roulettes 4, suivant l axe lonsitudinal X-X. en direction d un deversoir 5 .:, ,, ~, ,. . - ' ' '' ' ' ' ':: ; : ,. : :
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amenant le métal liquide dans la coquille 1 par le biais d un canal de coulée 6 monté de manière fixe et indépendante de la machine C0.
Le noyau 36, constitue en sable aggloméré
~Figure 43, est mis en place dans l'extremité d'emboi-tement de la coquille 1 avant le début de la coulée centrifuge, de façon à délimiter un volume annulaire ~2 avec 1 extrémité de la coquille 1, ce volume 42 étant rempli de metal liquide durant la coulee afin de former 1 emboitement du tuyau.
Le dispositif de manutention et de pose du noyau 36, désigné par la référence générale M, com-prend un support basculant 7 monte sur 1 extremité de la machine de coulée C0, en forme d'étrier et à bascu-1 lement autour d'un arbre horizontal 8 d axe Y-Y, orthogonal à l'axe X-X. L'arbre 8 peut tourillonner par ses extrémités dans deux paliers 9 et 10 fixes rigidement à chacun des angles supérieurs du carter 2 et sensiblement au droit des flancs latéraux de ce dernier, de façon que le plan médian vertical de l arbre 8 selon Y-Y soit pratiquement confondu avec le plan de la face d extremité 11 du carter 2.
Vu en bout de la machine de coulée C0. le support basculant 7 à la forme d'un U ou d'un étrier a branches courtes de longueurs sensiblement égales, renversé à 90 vers la gauche en observant les Figures 1 et 3 avec ses branches 22, 23 ouvertes au-dessous et au-dessus respectivement de l'axe X-X, la branche in-férieure 22 etant moins large que la branche superieu-re 23 solidaire de l arbre 9. Le support 7 peut bascu-ler autour de ce dernier sous l'action d un verin 29 monté latéralement sur la machine C0. D'autre part, le support 7 reçoit des moyens de prehension et de sup-port du noyau 36 agences pour introduire ce dernier , :
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~ onformément à l'invention, les moyens de prehension et de support du noyau 36 sont montés pivotants sur le support 7 autour d un axe de rotation Z-Z orthognal à l arbre 8, sous l action d'un vérin de commande 38. Ces moyens comprennent une couronne 31 articulée directement sur le support 7 autour de l axe orthogonal Z-Z, de telle sorte que le plan genéral de la couronne 31 reste toujours incline d un angle aigu D (Figures 3 et 4) sur 1 axe Z-Z de pivotement, cet angle D étant ouvert vers le bas lorsque la couronne 31 et son support 7 sont abaissés.
La couronne 31 fait partie d'une culasse CL
schematiquem~nt représentée aux Figures 2 à 4 et 6, et qui coopère avec une cuvette 43 de support et de mise en place du noyau 36 dans la coquille 1. La culasse CL
et la cuvette 43 peuvent être réalisees de manière connue, par exemple conformément au brevet FR-A-2 051 993 ou au brevet FR-A-2 053 388, et ne seront donc pas décrites plus en detail.
La couronne 31 est articulée autour de l'axe orthogonal Z-Z par des tourillons 32, 33 dont le plus éloigné ~3 de l arbre de basculement 8 du support 7, est prolonge par un bras de déportement 34 perpendicu-laire à l'axe orthognal Z-Z. La couronne 31 est fixee au bras 34 en un endroit diametralement oppose à celui de la fixation du tourillon 32 le plus proche de l'arbre 8, de sorte que la couronne 31 est inclinee de l angle aigu D sur son axe de pivotement Z-Z, ce qui permet de la présenter à 1 opérateur à la façon d un pupitre pour recevoir un noyau 36 (Figure 3).
Les tourillons 32. 33 sont respectivement montés dans des paliers 25 et 24 fixes aux extrémites . ~
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des branches 23 et 22 du support 7, ces paliers 24, Z5 étant coaxiaux à l'axe Z-Z.
Le support 7 est pourvu lateralement d'une tête 27 (Figure 1) fixee audit support, et sur la-quelle s articule une chape 28 formant 1 extrémité de la tige du vérin 29, lui-même articule autour d un tourillon 30 solidaire de la paroi laterale du carter 2. L agencement est tel que 1 a><e de translation T-T
du vérin 29 est dans un plan vertical, le support 7 pouvant ainsi basculer sous 1 action du vérin 29 au-tour de 1 arbxe 8 afin de prendre des positions an-gulaires depuis sa position la plus haute d'escamotage au-dessus de la machine C0 ~Figure 6, angle A) jusqu à
sa position la plus basse de mise en place du noyau 36 dans 1 emboitement de la coquille 1 (Figure 6, angle C). Entre ces deux positions extrêmes, le support 7 et la couronne 31 peuvent prendre toutes les positions intermédiaires, telle que la position illustrée a la Figure 6 dans laquelle le support 7 forme avec le plan de la face 11 d extremité de la machine C0 un angle 0.
Le debattement angulaire entre les positions extrêmes correspondant aux angles A et C est d environ 80 .
Pour escamoter latéralement la couronne 31 aFin de la presenter à 1 operateur 35 à la façon d un pupitre ~Figure 3), inclinée sur 1 axe Z-Z d un angle D d environ 15 par exemple, un vérin 38 d'axe hori-zontal U-U est articule à l'interieur d'une chape 39 solidaire d'une console 40 ( Figures 1 et 3) fixee latéralement au support 7 sensiblement au meme niveau que la tête de bielle 27 (sur la Figure 1, la console ~0 et sa chape 39 n ont pas eté représentées afin de ne pas masquer l'extrémite du vérin 29). La tigQ 38a du vérin 38 s'articule dans une chape 37 solidaire de la partie supérieure de la couronne 31. Cette dernière ., .
peut ainsi pivoter autour de l'axe Z-Z sous l'action de son vérin de manoeuvre 38, en restant bien entendu toujours inclinée d un angle (D) sur ledit axe Z-Z.
Le vérln 38 monté sur le support 7 suit donc le mouvement pendulaire de ce dernier et peut ainsi.
indépendamment de ce mouvement, faire pivoter la couronne 31 autour de l'axe Z-Z dans une fourchette angulaire comprise entre 0 et plus de 90 . La position à 0 de la couronne 31 est illustree aux Fi-gures 1, 2, 4 et 6. tandis que l'écartement angulaire de 90' par rapport au plan géneral du support 7 est visible à la Figure 3, lors~ue la cOLIronne 31 est présentee convenablement a l'operateur 35.
Suivant une particularité, l'invention prévoit que le palier 25, qui est le plus pr~oche de l arbre de basculement 8, forme ecrou de reception d'une vis de réglage a volant 60 de manoeuvre. Cette vis permet ainsi de régler le long de l'axe Z-Z la position de la couronne 31 solidaire en translation de 2 ladite vis, par un déplacement vis-écrou.
L arbre 8 de rotation du support 7 est pour-vu de moyens de reglage de sa position transversale par rapport à la machine de coulée C0 dont un exemple de réalisation est illustre à la Figure 5.
Les moyens de réglage précités comportent ainsi dans cet exemple, une vis 16 coaxiale à une extrémité 8a de l'arbre 8 engagée dans le palier-écrou 10 de support solidaire de la machine C0. La partie terminale 15 de la vis 16 étant introduite dans l extremite 8a et ainsi solidarisée en translation avec l arbre 8, la vis 16 est vissêe dans le palier-ecrou 10 et est pourvue d'un volant 17 de commande. La rotation de ce dernier permet de dépLacer l arbre 8 suivant son axe Y-Y et le support basculant 7 entre les paliers 9 et 10.
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Le fonctionnement du dispositif de manuten-tion qui vient d'être décrit est le suivant.
l) Un tuyau 41 (Figure 2~ à emboitement vient d'être coule. Le noyau d emboitement 36 est S encore emprisonné entre l emboitement 42a et la cu-vette 43 supportant le noyau 36, elle-même verrouillee sur la coquille 1 de fa,con connue en soi par des cla-vettes centrifuges non representées. Tandis que la ma-chine et plus spécialement la coquille 1, est dans sa10 position la plus éloignée du deversoir 5, le support 7 est en position haute d attente avec sa couronne 31 supportant la culasse CL orientee vers le sol, comme illustre à la Figure 2, SQUS l action du verin de commande 29 dont la ~ige est complètement sortie.
L angle A entre l axe Z-Z et le plan de la face termi-nale 11 du carter 2 (Figure 6) est d environ 110-.
2) On extrait de la coquille 1 la cuvette 43 supportant le noyau 36, cette cuvette étant en effet reskée encastrée dans l'extremite d'emboitement de la coquille 1 pendant la coulee centrifuge du tuyau 41.
Pour ce faire, on abaisse le support 7 en rétractant la tige du vérin 29, juSqu~ à ce que la culasse CL vienne prendre appui contre la cuvette 43 solidarisee avec la coquille 1 tournant en bas régime.
par ses clavettes centrifuges. De manière connue, la culasse CL est automatiquement verrouillée sur la cuvette 43 tandis que pendant ce temps, le support 7 est maintenu dans sa position la plus basse, illustree aux Figures 1, 4 et 6, de manière à ~ormer un angle C
d environ 15' entre l axe Z-Z et la face terminale 11.
L'extraction de la cuvette 43 s'opère alors en relevant le support 7,vers sa position escamotee initiale, c'est-à-dire jusqu'à ce qu'il fasse un angle 7~
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1 o A d environ 110 avec l.a face terminale 11, la culasse CL restant en prise avec la cuvette 43 extraite de la coquille l après effacement de ces clavettes centrifuges, lors de l arrêt de la rotation de la coquille 1. Au cours de 1 extraction de la cuvette 43, le noyau 36 se sépare automatiquement de celle-ci et se désintègre mécaniquement de facon naturelle, un très faible effort d arrachement etant suffisant pour que le support 7 puisse permettre cette séparation.
3) Le tuyau 41 est extrait de la coquille 1 (Figure 2) au moyen d un extracteur E connu en soi, tandis que le support 7, la culasse CL et la cuvette 43 sont en position haute. Le tuyau 41 est extrait axialement suivant X-X dans le sens indiqué par la flèche portée à la Figure 2.

4) En déclenchant le verin 29. on fait basculer le support 7 autour de l arbre B jusqu à sa position dans laquelle l'axe Z-Z forme un angle 8 avec la face terminale 11 ~Figure 6), l'angle B etant ajusté pour s adapter au mieux à 1 operateur 35, et pouvant etre par exemple d'environ 50'.
En même temps que le support 7 bascule vers le bas, ou à la fin de ce basculement, on fait pivoter la cuvette 31 en actionnant son verin de commande 36 2S de manière a la presenter dans la position angulaire voulue ~Figures 3 et 6) à l'opérateur 35 pour permettre à celui-ci de placer un noyau neuf 36 sur la cuvette 43 verrouillée sur la culasse CL.
La présentation de la cuvette 43 a l'opéra-teur 35 à la façon d un pupitre convenablement incline en fonction de la morphologie de l'operateur est avantageuse et ergonomique en ce sens qu'elle facilite très sensiblement la mise en place de noyaux 36 rela-tivement lourds.
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Cette inclinaison convenable de la cuvette 43 est rendue possible par le depor-t angulaire de la couronne 41 par le bras 34.
En outre, cet agencement présente également 1 avantage de permettre à l operateur 35 de travailler en toute sécurite, en restant éloigné des zones dangereuses de la machine de coulée CO, puisqu il peut ainsi mettre en place les noyaux successifs 36 en res-tant latéralement à l écart de la machine CO, hors de la tra~ectoire de l extracteur E sur son train de roulement, et du rayonnement de chaleur.

5) Un nouveau noyau 36 étant fixé sur la cuvette 43 de façon connue en soi et non representee, on ramène la culasse CL ainsi pourvue jusqu'à sa posi-tion initiale, c est-à-dire en la ~aisant pivoter de autour de l axe Z-Z dans le sens horaire ~lèche portée sur la Figure 3), et ce grâce au vérin 38.
En maintenant cette nouvelle position de la culasse CL, on abaisse le support 7 en le faisant basculer autour de l arbre 8, et on introduit ainsi le noyau 36 dans l emboitement de la coquille 1. Cette opération doit s effectu~r de préference avec la coquille 1 tournant en bas régime autour de son axe X-X. Sous l'action du vérin Z9 qui poursuit sa course, l'effort exercé par la cuvette 43 contre les surfaces d'appui de la coquille 1 s'intensifie, et oblige les clavettes centrifuges de la cuvette 43 à venir s'encliqueter dans une gorge réceptrice de l emboitement de la coquille 1. On aboutit alors à la situation visible aux Figures 4 et 5, dans laquelle 1 angle C est d environ 15 . On dissocie ensuite automatiquement la cUvette ~3 de la culasse CL, puis on escamote cette dernière en faisant remonter le support 7 grace au vérin 29, jusqu'à la position illustrée aux Figures 2 et 6 dans laquelle il est .~
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écarté d un angle A de la face terminale 11.
L'entrée de l'emboitement de l.a coquille 1 est alors complètement degagée, ce qui facilite la vue sur la coulée a l'intérieur de la coquil].e 1, de sorte que la coulée peut commencer.
A la fin de la coulee d un nouveau tuyau ~1, le processus précédemment décrit recommence. Comme ex-pliqu~ ci-dessus, l'avantage essentiel de l'invention consiste dans le fait que la couronne 31 peut être présentée latéralement à l'opérateur 35, convenable-ment inclinée à la manière d'un pupitre, ce qui faci-lite la pose répetée au cours d une période de travail, de noyaux d'emboitement 36 relativement lourds. Corrélativement, l'agencement prévu par l invention ameliore sensiblement la sécurité de l'operateur 35, qui peut mettre en place les noyaux successifs en restant sur le côté de la machine.
Bien entendu, l angle D d inclinaison de la couronne 31 sur l axe Z-Z peut sensiblement varier, de 2 même que l inclinaison B du support 7, en fonction de la morphologie de l operateur afin d offrir à
celui-ci le plan ergonomique le plus approprié pour la pose des noyaux d emboitement 36.
Il convient également de remarquer que l'escamo~age complet du support 7 et de la culasse CL
sur le haut de la machine CO, dégage totalement la vue sur l intérieur de la coquille 1 pendant la coulée.
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Claims (6)

LES REALISATIONS DE L'INVENTION, AU SUJET DESQUELLES
UN DROIT EXCLUSIVE DE PROPRIETE OU DE PRIVILEGE EST
REVENDIQUE, SONT DEFINIES COMME IL SUIT:

1. Dispositif de manutention et de pose d'un noyau d'emboitement pour machine de coulée centrifuge de tuyaux en fonte à
emboitement, comportant un support basculant monté sur l'extrémité de la machine de coulée centrifuge, à basculement autour d'un arbre horizontal sous l'action d'un vérin porté par la machine, et recevant des moyens de préhension et de support du noyau agensés pour introduire ce dernier dans une coquille de coulée centrifuge de la machine lorsque le vérin fait basculer ledit support, caractérisé en ce que les moyens de préhension et de support du noyau sont montés pivotants sur le support autour d'un axe de rotation orthognal à l'arbre précité, sous l'action d'un vérin de commande, et comprennent une couronne articulée directement sur ledit support autour de l'axe orthogonal de telle sorte que le plan général de cette couronne reste toujours incliné
d'un angle aigu sur l'axe orthogonal de pivotement, cet angle étant ouvert vers le bas lorsque la couronne et son support sont abaissés, afin de présenter sur un plan incliné sensibla-ment à hauteur des bras de l'opérateur et latéralement à la machine les moyens de préhension du noyau.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la couronne est articulée autour dudit axe orthongonal par des tourillons dont le plus éloigné de l'arbre de bascule-ment du support est prolongé par un bras de déportement per-pendiculaire à l'axe orthogonal et auquel la couronne est fixée en un endroit diamétralement opposé à celui de fixation du tourillon qui est le plus proche de l'arbre de basculement, de sorte que la couronne est inclinée d'un angle aigu sur son axe de pivotement et est présentée ainsi à l'opérateur à la façon d'un pupitre pour recevoir un noyau.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le vérin de commande de la rotation de la couronne qui appartient aux moyens de préhension et de support du noyau, est monté sur une console solidaire de support bascu-lant, et sa tige est articulée dans une chape fixée à la partie supérieure de la couronne, près du tourillon qui est le proche de l'arbre de basculement.

4. Dispositif selon l'une des revendications 2, caractérisé en ce que le support de la couronne qui appartient aux moyens de préhension et de support du noyau présente une forme générale en étrier à deux branches, aux extrémités opposées desquelles sont agencés des paliers de réception des touillons d'articulation de la couronne autour dudit axe orthogonal.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'arbre de rotation du support, dont il est soli-daire, est pourvu de moyens de réglage de sa position transver-sale par rapport à la machine de coulée, par système vis-écrou comportant une vis coaxiale à une extrémité de cet arbre engagée dans un palier-écrou de support solidaire de la machine, et dont la partie terminale est encastrée dans ladite extrémité
de l'arbre et solidaire en translation de l'arbre, cette vis de réglage étant vissée dans le palier-écrou et étant pourvue d'un volant de commande dont la rotation permet de déplacer l'arbre suivant son axe et le support basculant entre les paliers de l'arbre.

6. Dispositif suivant les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que le palier le plus proche de l'arbre de basculement forme écrou de réception d'une vis d'axe de réglage à volant de manoeuvre susceptible de régler la position de la couronne, solidaire en translation de ladite vis de réglage le long de l'axe, par mouvement vis-écrou.