CA1240822A - Dispositif de support de noyau d'emboitement pour moule centrifuge de tuyaux en fonte a emboitement - Google Patents

Abstract

DU CONTENU TECHNIQUE DE L'INVENTION Dispositif de support d'un noyau d'emboitement (ensemble de culasse) pour coquille de coulée centrifuge de tuyau en fonte à emboitement, comportant une cuvette de support du noyau dans l'emboitement durant la coulée et une culasse apte à positionner la cuvette et le noyau dans la coquille, la culasse étant séparable de la cuvette; ce dispositif comprend des griffes pouvant pivoter autour d'articulations au moyen d'un vérin de la culasse, les griffes comportant des becs d'accrochage agencés pour s'introduire dans un logement de la cuvette, ce qui permet de manutentionner et de mettre en place le noyau par l'intermédiaire des griffes en évitant que celles-ci ne viennent saisir directement le noyau, qui ne risque donc plus d'ètre dététioré lors de sa mise en place.

Description

~2~8Z;~
... . . . .
La presente invention est relative à un dispositif de support de noyau d'emboitement pour mettre en place ce noyau à une extremité du moule métallique ou de la coquille de coulée centrifuge d'un tuyau en fonte à emboitement.
On connait par les brevets FR-A-2 051 993 et 2 053 38a un tel support de noyau lappele encore culasse) monte à
l extrémité d'un bras articulé pour etre escamotable hors de l espace situé devant ladite extrémite du moule de fentrifugation et ~lors de la trajectoire du tuyau moule lors de son extraction de la coquille, c est-à-dire lors de son demoulage. Une telle culasse comporte une cuvette métallique servant de support direct au noyau en sable aggloméré, et des griffes articulées destinées à agripper intérieurement le noyau en sable pour l introduire dans un logement approprie à l'extrémite de la coquille. La culasse contient un vérin d'actionnement de ces griffes entre une position de saisie du noyau et une posit.ion rétractée.
Dans cette technique à griffes radiales intérieures en prise directe sur la cavité du noyau en sable, il est nécessaire de prévoir un réglage radial desdites griffes en vue d'éviter une incrustation trop forte desdites griffes dans La cavite du noyau en sable, et en vue de réajuster périodiquement la position des griffes en fonction du diametre de la cavité interne du noyau annulaire qui a de larges tolérances dimensionnelles, en rai~on de 1 usure de la boite a noyau, du fait de l'abrasion causée par le sable.
~ ar ailleurs, pour amener les griffes en prise sur la cavi~e du noyau en sable, les leviers articulés qui portent les griffes sont actionnés par un vérin. La course du vérin doit etre réglée avec soin afin d'éviter une incrustation trop profonde des griffes dans la cavite du noyau risquant de faire éclater le noyau en sable.
Enfin, en raison du risque d'incrustation trop profonde des griffes dans la cavite en sable, et de l'amorce de rupture du noyau qui en resulte, l'emploi d'un support de noyau à griffes tel ~"~
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~2~ 2~
que décrit dans les deux brevets précites est limité à des noyaux d emboitement qui ne soient pas d un poids trop élevé..par exemple à des noyaux d emboitement pour tuyaux de diamètre intérieur de fut de lSO mm.
L invention a pour but de s affranchir de ces difficul-tes de réglage radial des griffes et de régLage de la course du verin d'actionnement des leviers de support des griffes, en vue de supprimer le risque d eclatement du noyau et en realisant un sup-port de noyau à griffes utilisable pour tous diamètres et notam-ment pour les noyaux d emboitement de tuyaux dont les futs ont des diametres interieurs supérieurs à 15û mm.
Le dispositif de support d un noyau d emboitement visé
par l'invention comporte une cuvette metallique de support et de maintien du noyau dans l'extrémite à em~oitement de la coquille durant la coulee, et une culasse combinée avec ladite extrémité
pour positionner la cuvette et le noyau dans la coquille, la cu-vette étant séparable de la culasse et équipee d'organes d'accro-chage automatique à la coquille durant la coulee, la culasse etant alors séparée de la cuvette.
Conformément à l invention, ce dispositif comprend des moyens de préhension du noyau consistant en des griffes montées sur la culasse et susceptibles de venir directement en prise sur la cuvette de support du noyau.
Suivant un mode de realisation de l invention, les griffes sont reparties autour de l'axe de la cuvette et de la culasse, articulees autour d axes orthogonaux à l axe précité, et peuvent etre actionnées par un vérin porte par la culasse coaxia-lement à celle-ci, pour saisir la cuvette et pour separer cette dernière de la culasse par rétraction desdites griffes.
Grace à cet agencement, les griffes basculantes d accro-chage et de préhension viennent en prise sur la cuvette metallique et non directement sur le noyau d emboitement en sable agglomere comme dans les brevets anterieurs précités. On supprime ainsi les inconvenients résultant de l incrustation du noyau en sable par ~0~2Z
les griffes.
D autres particularités et avantages de l invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en reference aux dessins annexés qui en illustrent une forme de realisation a titre d'exemple non limitatif.
- la Figure 1 est une vue mi-coupe longitudinale mi-élévation, avec arrachements, d une machine de centrifugation de tuyaux en fonte à emboitement équipee d une forme de realisation du dispositi-f de support de noyaux selon l invention;
- la Figure 2 est une vue en coupe longitudinale axiale du dispositif de support de noyaux, à echelle agrandie par rapport à la Figure l, avant l introduction du noyau dans l extrémité à
emboitement de la coquille de coulée;
- la Figure 3 est une vue en COUp8 axiale analogue à la Figure 2 montrant le dispositif de support du nayau au moment où
ce dernier vient d etre introduit dans l extrémite à emboitement de la coquille et avant separation de la cuvette et de la culasse;
- la figure 4 est une vue en demi-coupe axiale partielle, a échelle agrandie par rapport à la Figure 1, montrant le début de l'opèration de separation de la cuvette et de la CU-lasse par rétraction des griffes de liaison;
- la Figure 5 est une vue en coupe axiale analogue à la Figure 2 montrant la cuvette et le noyau introduits dans l extrémité à emboitement de la coquille, avant la coulée centri-fuge du tuyau en fonte, et la culasse séparée de la cuvette;
- la Figure 6,est une vue transversale schématique en elévation de la cuLasse avec ses moyens de préhension.de la cuvette et du noyau suivant VI-VI de la Figure 5;
- la Figure 7 est une vue en coupe axiale dans le meme plan que la Figure 5 montrant la cuvette separée du noyau et extralte de l extrémité de la coquille par la culasse.
Le dispositif A ~ensemble de. culasse) illustre aux dessins est destine à supporter un noyau d emboitement ~ en sable agglomére pour une coquille 1 de coulée centrifuge de tuyaux en:
~:
. .
-' ~L2~8~2~
fonte à emboitement. La coquille 1 est de revolution autour d un axe horizontal X-X et fait partie d une machine de coulée 0, connue en soi et schematiquement representée à la Figure 1. La coulée centrifuge du tuyau T ~ F.igure 7) est executée de facon connue, en coulant à l interieur de la coquille 1 de la fonte liquide, les tuyaux obtenus présentant a leur extrémité un emboitement 2 d axe X-X et dont la configuration est determinée par un noyau annulaire 3 en sable agglomere, que l'on dispose coxialement dans l extrémite à e,mboitement 6 de la coquille l, lO grace au dispositif de support A.
Ce dernier peut ètre déplacé par un dispositif de manutention connu en soi, par exemple du genre de cèlui décrit dans le brevet français 75 18 770 in' de publicatlon 2 31~ 790).
Le dispositif A de support du noyau 3 est rendu solidaire d'un tel dispositif de manutention par une couronne 4 faisant partie de ce dernier.
Le dispositif A comprend une cuvette metallique 24 agencée pour supporter et maintenir le noyau 3 dans l'extrémité.à
emboitement 6 durant la coulée centrifuge, et une culasse 50 poseuse de noyau 3 formant la partie.principale du dispositif A
cooperant avec la cuvette 24 pour positionner celle-ci et le noyau : 3 dans la coquille 1. La cuvette 24 est séparable:de la culasse:~50 ~ et équipée d'organes 27 d accrochage automatique à la coquille 1 : durant la coulée, la culasse 50 étant alors séparée de~la cuvet~e 24 qui constitue une partie détachable de l ensemble de la culasse c est-à-dire du dispositif A ~S0 ~ 2~
: Le dispositif A de support d'un noyau'3 comprQnd des moyens de~préhension du noyau~3 pir une lialson amovi~ble entre~ià
cuvette 24 et la culasse 50. : :
~ Dans le mode de réaLisation~represente, ces mo;yens de prehension et de liaison comprennent des griffes 20 réparties autour ~de l'axe X-X de la cuv~ette 24 et de~la culasse~50,~au nombre de six dans l'exemple~decrit (Figure 6~ et articulé~es en 21 autour ~d'axes Z-Z orthogonaux à l'axe X-X: du dispositif de ,.................................... ~ ~: :
~ , ::
'~
~L2~
. s support A et de la coquille 1. Les griffes 20, qui sont séparées par des intervalles angulaires égaux, peuvent etre actionnées par un verin 13 d'axe X-X lo~é dans un palier flottant 8 de la culasse 50. Le palier ~, concentrique au verin 13, comporte une couronne exterieure 9 reliee à la couronne ~ par des supports élastiques S, repartis angulairement en regard des griffes 20. Ces supports 5, par conséquent au nombre de six dans l exemple décrit, sont maintenus par des boulons 7 d axes Y-Y parallèles à l'axe X-X et qui traversent les couronnes ~ et 9. Le verin 13 est à double lO effet, son alimentation étant assurée par un joint tournant 1~ et il comporte une tige 15 munie d'une tete 16 susceptible de coopérer avec les griffes 20 pour les faire basculer autour d'articulations 21 portees par des bras 11 eux-mêmes supportes par l'arbre 10 dont ils sont solidaires. Chaque griffe 20 coopère donc 15 avec un bras de support 11, ces bras étant ainsi répartis autour de l'axe X-X suivant 1QS mêmes intervalles angulaires que les griffes 20, d'articulations 21, d'axes Z-Z'.
~ Un arbre creux 10 d'axe X-X est interposé entre le palier 8 et le vérin 13 qui est~donc loge a l'interieur de l'arbre 20 10.
::
Les bras 11 ont un profil en:L renversei dont la branche ::
supérieure, parallèle a l'axe X-X~se termine~:par ~une face~ -d extrémite 12:destinée;~à venir~en appul~dans~la~cuvette~24,~comme : cela sera explique ci-apres.
Chaque griffe;articulée 20 est cons~tlta~e~par un:~levier~ :
coudé de part et d'autre de~l'articulation 21~portea: par le: ~ ;
bras 11. correspondant. Chaque levier comporte.une partie 20a q~i s etend~ radialement vers l'axe~X-X à~partir de 1 articulat~ion:21 ~:~
et qui se~termine pa~r~une~fourch~ette 19~articulée dans une;chape::~
: : 30 17 flxee~a la tête 16 de la tlge~1~5~du vérin 13.;~Des touril~lons~~ sont fixés transversalement~dans~ e;s~chapes 17 et~engagés a~
:: ~ l interieur des fourchet~es correspondantes~19, de fa~on a~pouvoir :
~; entrainer les griffes 20 en rotstion; par: les déplacements m alternatifs de~la tête 16 et des'cbapes 17 solidaires de celle-c~
' ' ~24~82~
Chaque levier constituant une griffe 20 comprend également une partie 20b coudée par rapport à la partie sensiblement radiale 20a avec laquelle elle forme une angle aigu et cette partie 20b est munie d'un bec terminal 22 de préhension de la cuvette 24. Ainsi, chaque grifle 20 présente approximativement la forme d'un chiffre ~7" ou évoque le profil d'un oiseau dont la partie radiale 20a constituerait la queue à panache ou le jambage du chiffre ~7n.
On décrira maintenant la cuvette 24 en sa référant partlculièrement aux Figures 4, 5 et 7.
La cuvette 24 presente une forme générale annulaire d'axe X-X et comporte un logement annulaire 51 coaxial à
la cuvette 24 et ouvert en direction de la culasse 50. Le logement 51 est agencé pour recevoir les becs de préhension 22 des griffes 20 lorsque celles-ci sont entrainées à pivotement autour de leurs articulations 21 par la tête 16 et la tige 15 du verin 13 déplacées dans le sens de la flèche F (Figure 4), c'est-à-dire vers l'extrémité
d'emboîtement 6.
Ainsi, dans la position avancée de la tige 15 et de la tête 16 (Figures 2, 3 et 7), les griffes 20 sont dans leur posi-tion d'accrochage et de retenue de la cuvette 24 par leurs becs 22 qui prennent appul contre un bord interieur incliné 23 du logement 51. Dans la position de retrait de la tige 15 et de la tige 16, les griffes 20 entrainées par les tourillons 18 coulissan~ dans les chapes 19 pivotent autour des articulations 21 dans le sens anti-horaire, ce qui écarte les becs 22 de leurs bords d'appui 23 (Figure 4) et déverrouille la cuvette 24 par rapport à la culasse 50.
La cuvette 24 est munie, sur sa face opposée au logement 51, d'une portée ou couronne saillante 34 d'axe X-X, agencée pour venir s'embolter dans une portée 36 de profil conjugué formée sur le noyau 3 afin de permettre à
la cuvette 24 de supporter ce dernier.
:
Par ailleurs, la cuvette 24 est équipée d'organes d'accrochage à l'emboîtement 6 durant la coulée centrifuge.
Ces organes d'accrochage sont constitués de manière~connue en soi, par exempla par des clavettes 27 montées coulissantes radialement sur la périphérie de la cuvette 24, associées à des ressorts de rappel 31 tendant à maintenir ces clavettes escamotées dans la cuvette 24. Les clavettes 27 présentent des parties terminales coniques 29 agencées pour venir s'appliquer contre unfl rampe 28 d'une protubérance circulaire 32 de l'extrémité d'emboitement 6, bordant extérieurement une gorge circulaire 30 de cette extrémité.
Les pointes tronconiques 29 des clavettes 27 peuvent venir ainsi s'appliquer sur la rampa 28 de la protubérance 32 durant la coulée sous la poussée des forces centrifuges qui s'exercent contre la sollicitation antagoniste des ressorts 31, en verrouillant de ce fait la cuvette 24 sur l'extrémit~ d'emboîtement 6. La cuvette 24 est donc automatiquement verrouill~e sur l'extrémité d'emboîtement 6 tant que les forces centrifuges sont supérieures aux forces de rappel des ressorts 31.
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~. ~,2~ Z.
Les clavettes 27 et les ressorts 31 sont logés dans des évidements 26 convenablement répartis sur la périphérie de la cuvette 24. Le logement 51 est délimité du côté ds l'axe X-X par une paroi annulaire 25 formant une jupe tronconique évasée vers la culasse 50. Cette paroi ou pare-soleil 25 a pour fonction d'arrêter les projections de métal liquide dans l'environnement de la machine de coulée, en cas de rupture accidentelle du noyau 3 au cours de la centrifugation du tuyau. Les clavettes 27 peuvent coulisser suivant des axes P-P orthogonaux à
l'axe X-X. Au repos, les pointes coniques 29 sont escamotées par rapport à la protubérance 32 et s'inscrivent à
l'intérieur d'un cercle fictif de diamètre inférieur à celui de ladite protubéranca 32.
Enfin, la paroi extérieur 35 du logement 51 est tronconique et dans le prolongement de la jupe 34, de manière à
pouvoir venir s'appliquer sur le bord intérieur de l'extrémit~ d'embôîtement 6, le noyau 3 portant sur une face d'appui annulaire 33 de la cuvette 24 et constituant le fond du logement 51.
Le fonctionnement du dispositif de support A qui vient d'être décrit est le suivant.
Le noyau d'emboîtement 3 est placé par l'opérateur sur la face d'appui 33 de la cuvette 24 opposée à la culasse 50, de façon que la portée 34 vienne s'emboîter dans la portée conjuguée 36 (Figure 2), la cuvette 24 étant verrouillée sur la culasse 50 par les griffes 20 dont les becs 22 sont verrouillées sur le bord intérieur 23 par le vérin 13, comme expliqué ci-dessus.
L'ensembie constitué par la culasse 50, la cuvette 24 et le noyau 3 est alors manutentlonné par des moyens connus en soi et non représentés, pour faire eHectuer à cet ensemble une translation suivant l'axe X-X au terme de laquelle le noyau 3 vient s'introduire à l'intérieur de l'extrémité d'emboîtement 6 et la cuvette 24 vient se loger dans la partie extérieure de cette extrémité (Figure 3). Au terme ds cette translation, la paroi tronconique 35 vient donc s'appiiquer sur la face intérieure correspondante de l'extrémité d'emôîternent 6, tandis que ies ciavettes 27 sont maintenues escamotées dans léur logement par les ressorts de rappel 31.
Durant cette opération de mise en place du noyau 3 et de la cuvette 24, la coquille 1 ~et son emboîtement 6 tournent autour de l'axe X-X;~et la jupe 34 ainsi que la paroi tronconique 35 s'autocentrent dans l'emôîtement 6, grâce à la souplesse des supports élastiques 5 qui assurant un certain degré de liberté à la culasse 50. Dès la mise en contact de la paroi 35 et de la jupe 34 avec le bord intérieur de l'emboîtement~6, I'ensemble solidai~e constitué par le noyau 3j la cuvette 24 ainsi que les organes de soutien, de commande et de verrouiliage (10,11,13,16 à 22) se met à tourner autour de l'axe~X-X, I'arbre 10 tournant à l'intérieur du palier 8 au même regime que la coquille 1.; De ce fait, les clavettes 27 pénètrent de plus en plus dans les gorges 30 sous la poussée des forces centl'lfuges, jusqu'à ce que leurs extrémités tronconiques 29 viennent s'appliqu0r sur ia rampe 28 intérieure de la protubérance 32.
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. ' ~ 1~ IJI j ~ z4~Z;2 Lorsque la cuvette 24 est ainsi verrouillée sur l'emboitement par les clavettes 27 en maintenant le noyeau 3 dans cet emboîtment, on commande le vérin 13 pour rétracter sa tige 15, ce qui fait pivoter les griffes 20 autour des articulations 21 par l'intermédiaire des tourillons lB coulissant dans les fourchettes 19 (Figure 4). Les becs 22 s'écartent donc des bords de retenue 23, ce qui désolidarise la cuvette 24 de la culasse 50. On met alots en oeuvre les moyens de manuten~ion précités de la culasse 50 pour écarter celle- ci de la cuvette 24, les extrémités 12 des bras 11 sortant alors du logement 51 (Figure 5). La culasse 50 est ainsi éloignée de la machine de coulée B, et on exécute la cen~rifugation du tuyau T.
.~
Lorsque le tuyau T avec son emboîtement 2 formé entre l'extrémité 6 de la coquille 1 et le noyau 3 (Figure 7) est solidifié, on ramèna la culasse 50 avec ses becs 22 escamotés (Figure S) vers la cuvettr 24 et la coquille 1. On reverrouille ensuite la culasse 50 sur la cuvette 24 selon le processus inverse du précédent en faisant avancer la tige lS du vérin 13 de façon à accrocher les becs 22 dans le logement 51, les extrémités 12 des bras 11 venant à noveau en appui contre le fond 33 de ce logement. On extrait la cuvette 24, dont les clavettes 27 sont rentrées à l'intérieur de leur logement, tandis que le noyau 3 se désintègre et se désolidarise de la cuvette 24.
Compte tenu de l'éloignement du dispositif de support A(50 + 24) pendant l'extraction du tuyau solidifié T, ii est :! possible pendant ceHe opération, de procéder au regarnissage de ia cuvette 24 avec un noveau noyau d'emoîtement 3, afin de poursuivre le processus lors de ia coulée suivante.
:~ .
~~ L~ dispositif A de support du noyau d'emôîtement 3 qui vient d'âtre décrit présente les avantages suivants.
. .
Grâce au logement annulaire 51 de la cuvette 24 et aux moyens de préhension de celle-ci constitués par les griffes articulées 20 dont les becs 22 sont agencés pour venir s'introduire dans le logement 51 afin de saisir la cuvette 24, le noyau d'embôîtement 3 en sable aggloméré peut être mis en piace en évitant d'agripper directement cè noyau par !es griffes de préhension 20. Ainsi tout risque de détérioration de ce noyau avant la couiée centrifuge par ies griffes de préhension est écarté.
Par ailieurs, le dispositif de verrouiilage automatique de la cuvette 24 sur l'embôîtement 6, constitué par les clavettes centrifuges 27 connues en soi parmet de séparer la cuvette 24 de la cuiasse 50 et par conséquent de surveiller visuellement la coulée à l'intérieur de la coquille 1. En outre, cette dissociation de la cuvette 24 et de la culasse 50 soulage les mécanismes utilisés, la culasse 50 n'exerçant plus de poussée axiale sur ia cuvette 24 pendant la coulée.
:; :

Claims (5)

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

1. Dispositif de support d'un noyau d'emboitement en sable aggloméré pour coquille de coulée centrifuge de tuyaux en fonte à emboitement, comportant une cuvette métallique de support et de maintien du noyau dans l'extrémité à emboitement de la coquille durant la coulée, et une culasse combinée avec ladite extrémité pour positionner la cuvette et le noyau dans la coquille, la cuvette étant séparable de la culasse et équipée d'organes d'acrochage automatique à la coquille durant la coulée, la culasse étant alors séparée de la cuvette, caractérisé
en ce qu'il comprend des moyens de préhension du noyau consistant en des griffes montées sur la culasse et susceptibles de venir directement en prise sur la cuvette de support du noyau, et en ce que les griffes sont réparties autour de l'axe de la cuvette et de la culasse, articulées autour d'axes orthogonaux à l'axe précité et qui peuvent ètre actionnées par vérin porté par la culasse coaxialement à celle-ci, pour saisir la cuvette et pour séparer cette dernière de la culasse par rétraction desdites griffes.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuvette présente un logement annulaire coaxial à
la cuvette et à la culasse, et apte à recevoir des becs terminaux d'acrochage des griffes articulées pour la manutention de la cuvette par la culasse.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les griffes de préhension de la cuvette sont articulées sur les bras supportés par un abre concentrique a vérin et dont les extrémités peuvent s'appuyer en butée contre le fond du logement de réception des becs d'acrochage, et les extrémités des griffes opposées à
leurs becs sont constituées par des fourchettes articulées dans des chapes fixées à la tète de la tige du vérin, des tourillons d'entrainement des griffes en rotation, fixés à ces chapes, pouvant coulisser à l'intérieur des fourchettes.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuvette est pourvue sur sa face tournée vers le noyau, d'une jupe périphérique saillante, destinée à venir s'emboiter dans une rainure de profil conjugué formée sur le noyau afin de permettre à la cuvette de supporter ce dernier.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque griffe articulée est constituée par un levier coudé de part de d'autre d'une articulation portée par le bras correspondant, la partie du levier opposé à la fourchette par rapport à l'articulation ètant pourvue du bec de préhension, tandis que l'autre partie du levier s'étendant radialement vers l'axe de l'autre côte de l'articulation, comporte la fourchette terminale.