FR2497471A1 - Procede et dispositif de regulation automatique d'un cycle de coulee sur machine basse pression - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE D'AUTOMATISATION D'UN CYCLE DE COULEE SUR MACHINE BASSE PRESSION. CE PROCEDE CONSISTE A PILOTER LE NIVEAU DE LA PRESSION DE REFOULEMENT INTRODUITE DANS LE FOUR 2 AFIN D'ELEVER LE METAL 4 SUIVANT DES CONDITIONS DYNAMIQUES ET PHYSIQUES PRECISES. AU COURS D'UNE TELLE REGULATION, ON TIENT COMPTE, EN OUTRE, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN CAPTEUR A ULTRASONS E1, DES PHENOMENES ALEATOIRES NON DETERMINES ACCOMPAGNANT LA COULEE TELS QUE LA BAISSE DE NIVEAU DU METAL DANS LE CREUSET 1 ET DES FUITES DE FLUIDE DE REFOULEMENT. APPLICATION A LA FABRICATION DE PIECES MOULEES NOTAMMENT POUR L'AERONAUTIQUE.

Description

-1 On connaît différents procédés permettant la fabrication de pièces

moulées et notamment de pièces en alliage coulées

sous basse pression.

La coulée basse pression est une technique de fonderie très connue dans laquelle: - on remplit par le bas un moule, métallique ou non, avec un métal, ou alliage liquide, contenu dans un

four hermétiquement clos et susceptible de se solidi-

fier. Ce métal peut remonter dans le moule par l'in-

termédiaire d'un tube d'injection, - on effectue ce remplissage à l'aide d'un fluide de refoulement introduit dans le four sous une pression de quelques décibars,

- après remplissage du moule, on maintient une surpres-

sion de masselottage au cours de la solidification du matériau, - on récupère le matériau non solidifié, situé dans le

bas du moule dans les canaux d'injection, dès soli-

dification de la pièce et après cessation de la pres-

sion de refoulement.

On utilise dans cette technique - soit des moules métalliques, - soit des moules réalisés en sable, ou en matériaux divers (graphite, zircon, carborundum) dont les grains sont réunis par un liant (généralement, ce liant est une résine synthétique),

- soit quelquefois aussi des moules construits en céra-

mique ou en plâtre.

Les moules métalliques sont robustes mais chers et réser-

vés de ce fait aux grandes séries.

Les moules non métalliques ont un coût comparativement peu élevé. Ils présentent, de plus, l'avantage d'avoir une

perméabilité réglable et permettent l'obtention d'un remplis-

sage satisfaisant de l'empreinte.

Cette technique de coulée basse pression dans des moules

en sable à bon marché est particulièrement adaptée aux nou-

veaux besoins de l'industrie, notamment dans le domaine aéro-

nautique,qui nécessitent la production de séries moyennes de pièces moulées en alliage de haute qualité mécanique, avec

des tolérances fines et définies.

-2 Les problèmes. techniques de coulée agissant sur la qualité des produits concernés sont principalement: - la maîtrise de la turbulence du métal lors de son

élévation dans le moule, turbulence liée à la vi-

tesse d'évolution du métal et qui détermine son oxydation, - la protection contre les coups de bélier pouvant intervenir lors de l'établissement des surnressions

de masselottage des pièces (c'est-à-dire de compen-

sation de leur retrait) et pouvant conduire à une incrustation du métal entre les grains du moule, - un déroulement non prématuré de la solidification, - une évolution du métal (en structure, en déplacement, en refroidissement, etc...) conforme aux nécessités thermiques de la coulée,

- une reproductibilité des opérations permettant d'uni-

formiser la qualité des pièces produites,

- une rationalisation du déroulement des taches.

Afin de mieux comprendre le principe de fonctionnement du procédé selon l'invention, il convient de remarquer que lorsque le "front de coulée" du métal se trouve de façon quasi statique à un niveau H au dessus du niveau du métal dans le creuset, la pression de refoulement dans le creuset est P = Hpa (r étant

la masse volumique du métal considéré et g représentant le coef-

ficient d'accélération de la pesanteur). Dès qu'il y a mouvement du liquide, des forces de freinage se développent entre le métal

et les parois.

L'expérience et les calculs montrent que l'on obtient

alors une loi différentielle de variation de la pression de re-

foulement régie par la formule: dt Kpg dt = KpaV (V est la vitesse verticale de montée du front de coulée et

K >1 est un coefficient tenant compte des frottements qui dé-

pend de la géométrie du moule et de V).

Pour les faibles valeurs de la vitesse V, et donc de dt

K = 1.

Pour les fortes valeurs de V, K et donc V tendent vers

une valeur asymptotique.

Dans toute la suite, nous nous placerons dans le cas le -3- plus courant o V est faible, on a alors - en phase de remplissage: P = pgH et dP = pgV - en phase de surpression: P = pgH + AP, AP étant

la surpression subie par le métal à la partie su-

périeure du moule. Nous pouvons remarquer que, lorsque le métal est en phase de surpression, cette surpression dépend du niveau de ce métal

dans le creuset par l'intermédiaire du terme H, ce dernier va-

riant avec la succession des coulées.

La prise en compte des conditions d'ordre théorique con-

cernant la coulée rappelées précédemment nécessite - d'une part, d'agir sur la pression de refoulement du métal pendant les phasesdynamiques, de telle sorte que le front de coulée progresse régulièrement et

suivant des caractéristiques de vitesse précises.

Quelle que soit la forme ou la finesse des emprein-

tes à remplir, cette progression doit s'effectuer sans ralentissement brusque provoquant un figeage trop rapide de la masse liquide et interrompant brusquement cette dernière avant qu'elle ait pu être achevée, mais aussi sans turbulences susceptibles

de provoquer des oxydations déterminant des faibles-

ses ou des discontinuités locales dans les pièces à couler, - d'autre part, d'appliquer au métal, après qu'il a rempli l'empreinte, des surpressions assez rapides et importantes pour compenser le retrait en cours

de solidification, mais dans des conditions de va-

riations telles qu'elles ne provoquent pas de péné-

tration du métal entre les grains du moule, - enfin, d'effectuer ces actions en tenant compte des perturbations aléatoires telles que la baisse de

niveau du métal dans le creuset et des fuites de gaz.

L'art antérieur s'est vainement attaché à résoudre glo-

balement ces problèmes: - dans certains systèmes décrits à ce jour, le cycle de coulée suit des phases limitées par des repères situés dans l'empreinte. L'écoulement est provoqué par l'admission dans le creuset de débits d'air -4- constants fixés à l'avance. La vitesse d'écoulement du métal n'est alors que la conséquence plus ou moins imprévisible de ces débits, de la géométrie des pièces et des fuites inéluctables de gaz, d'autres systèmes imposent une vitesse de variation de pression constante pour tout le cycle, ou encore

effectuent un réglage en plusieurs paliers de pres-

sion jusqu'à obtention d'une pression finale déter-

minée. Ces systèmesne corrigent pas la pression pour tenir compte de la baisse du niveau du métal. Ceci interdit

toute reproductibilité des coulées.

- Enfin, certains systèmes effectuent une correction à partir d'indications données au début de la séquence,

notamment à un calcutaleur analogique. Mais ceci exi-

ge un réglage préalable et exclut la possibilité de couler des pièces différentes à chaque cycle comme

cela est souvent le cas dans le domaine aéronautique.

Par ailleurs, les corrections effectuées souffrent d'imprécision dans leur évaluation et les erreurs commises ne font en général que croître quand se

succèdent les coulées.

L'objet de la présente invention est de résoudre globa-

lement l'ensemble des problèmes précédemment cités que pose la

coulée sous basse pression.

- elle propose un procédé permettant d'imposer au métal,

au cours des phases dynamiques de remplissage de l'em-

preinte, un cycle ayant des caractéristiques de vitesse et d'accélération vrécises adapté à son évolution et défini à l'avance,

- et après remplissage de l'empreinte, avant solidifi-

cation,des phases de surpression à un niveau conve-

nable prédéterminé.

Le procédé selon l'invention prend soin, pour imposer ces

caractéristiques, de tenir compte de façon directe des pertur-

bations aléatoires telles que la baisse du niveau du métal dans

le moule et des fuites de gaz.

Un autre objet de l'invention est de proposer des maté-

riels adaptés à la mise en oeuvre de ce procédé général et de -

décrire, d'une part, des procédés et, d'autre part, des dispo-

sitifs permettant un développement rationnel et automatique du

procédé selon l'invention.

En particulier, l'invention consiste à réguler l'évolu-

tion du cycle de coulée suivant des caractéristiques précises par l'intermédiaire d'un pilote automatique agissant sur la pression de refoulement du métal grâce à une vanne asservie

par ce pilote.

Le système proposé comporte essentiellement - une machine de coulée basse pression classique, - un pilote automatique, - une vanne asservie par le pilote, - un capteur de la pression dans le four contenant le creuset, transmettant ses informations au pilote, - un certain nombre d'organes sensoriels capteurs de

présence de métal, situés sur le parcours d'éléva-

tion du métal dans le moule au point de changement d'étape, et transmettant eux aussi leurs informations au pilote, - un capteur de température du métal dans le creuset

lié au pilote.

Suivant le procédé de l'invention, la fabrication d'une série de pièces s'effectue en deux stades:

- le premier stade est un stade de mise au point.

Après dessins du système de coulée établi de façon

théorique, on trace une courbe de variation de pres-

sion conduisant à des vitesses de montée du métal et à des surpressions susceptibles d'engendrer une pièce de qualité métallurgique satisfaisante. Selon une caractéristiques préférée de l'invention, on

choisit alors un cycle divisé en huit phases.

Les trois premières phases correspondent au remplis-

sage du moule. On impose au métal, au cours de cha-

cune d'elles, une vitesse d'élévation constante a'dap-

tée à la géométrie de la pièce. Pour ce faire, on

établit une vitesse de variation de pression de re-

foulement constante au cours de ces phases.

La première phase correspond à l'étape de montée du métal et s'effectue à l'intérieur d'un tube

débouchant dans le moule.

Au cours de cette phase, la vitesse peut être assez rapide et ne dépend que de l'appareil de coulée. 5. Pendant la deuxième phase, le remplissage du cône

d'entrée dans le moule est effectué.

La troisième phase correspond à l'entrée du métal dans le système de coulée du moule, c'est-à-dire la partie joiqnant le tube au moule. Cette phase est effectuée à une vitesse variable suivant le

type de pièces.

Durant la quatrième phase, le métal emplit l'em-

Dreinte. Cette phase est éventuellement divisée en sous-phases. La vitesse optimale est alors

liée à la forme géométrique de la pièce: épais-

seur et hauteur en particulier.

A l'issue de la quatrième phase, le métal doit

avoir rempli l'empreinte.

Afin de coordonner durant cette partie dynamique de la coulée les phases d'action sur la r)ression de refoulement aux différentes étapes dynamiques

du métal, quatre détecteurs de présence (notam-

ment électrodes intérieures traversant les parois du moule ou système émetteur-récepteur ultrasons

situés à la partie supérieure du tube d'alimenta-

tion) sont situés au point de changement d'étapes géométriques et transmettent au pilote les ordres

de changement de phase.

Un capteur particulier, notamment le premier ren-

contré par le métal, permet d'établir le lien entre la pression de refoulement et les pressions

ultérieures de masselottage. A cet effet, le cap-

teur donne l'ordre au pilote, au moment du pas-

sage du métal à sa hauteur, d'enregistrer le ni-

veau de la pression du refoulement. Par la suite,

le pilote ne considère que des pressions rela-

rives en prenant, comme zéro de pression, la va-

leur de la mesure enregistrée lors de cette opé-

ration déclenchée Dar le capteur.

-7- Ainsi, le problème causé par la baisse du niveau

du métal dans le creuset est résolu.

Des capteurs supplémentaires peuvent éventuelle-

ment servir à diviser chaque phase en sous-phases.

Les trois étapes suivantes sont effectuées après rem-

pissage de l'empreinte.

Durant la phase 5, on établit une surpression AP1 par rapport au niveau de pression à la fin

du remplissage du moule. Elle est effectuée pen-

dant un temps AT1. La vitesse et l'accélération de la pression de refoulement sont choisies de façon à éviter les coups de bélier, ceci afin de

pouvoir utiliser des moules en sable fin.

Durant la phase 6, on établit une surpression AP2

pendant un temps AT2 très court.

La somme AP1 + AP2 représente la pression de masse-

lottage et doit s'exercer avant que la pièce ne

commence à se solidifier.

AP1 et AP2,AT1 etAT2 dépendent des caractéristiques de la pièce et en particulier de la nature de l'alliage, de l'épaisseur, de la longueur et de

la hauteur.

La phase 7 correspond au maintien de la surpres-

sion. Cette phase est interrompue par le pilote après information transmise par un thermocouple de la

fin de la solidification à la base de la pièce.

Ce thermocouple est situé dans la partie la plus

chaude du système de coulée.

30. La phase 8 est la phase de relaxation.

Les paramètres imposés à la coulée, au cours d'un essai, sont donc au nombre de 8 la température,

les vitesses de montée du métal au cours des pha-

ses 2, 3 et 4. Ces vitesses sont proportionnelles aux vitesses de variation de pression au cours de

ces phases et imposent donc la valeur de ces der-

nières: la valeur de surpression AP1 et le temps ATI -8-

la valeur de surpression AP2 et le temps àT2.

Toutes ces grandeurs Peuvent donc être imposées par

l'intermédiaire de la pression de refoulement.

Ces paramètres influencent énormément les qualités métallurgiques des pièces en régissant les diffé-

rents taux d'oxyde, de souffture, de non venue, d'a-

breuvaqe, de microporosité, de retassures et micro-

tassures.

En général, Plusieurs essais de ce type sont effec-

tués par itération et exploités notamment statisti-

quement en faisant varier les paramètres du cycle de coulée et en agissant de plus sur la température du four. Ces essais sont poursuivis jusqu'à obtention de la qualité métallurgique satisfaisante. Le pilote

enregistre les valeurs des caractéristiques précé-

dentes effectivement obtenues au cours des coulées et les délivre. De plus, il enregistre et délivre les durées des phases de remplissage du moule. Après

chaque coulée, on examine la aualité des pièces ob-

20. tenues.

A la suite de cette série d'essais, les huit valeurs

des caractéristiques optimales de la coulée sont iso-

lées. Les temps des phases 5>6 et7 leur sont associés.

On introduit dans la mémoire du pilote la corréla-

tion existante entre le type de la pièce (ou sa réfé-

rence) les huit caractéristiques du cycle, les trois

durées des phases 5, 6 et 7 correspondantes.

- Le deuxire stade ou stade de production en série

peut alors commencer.

Le moule étant mis en place sur la machine basse

pression, les seules opérations manuelles à effec-

tuer sont l'affichage de la référence de la pièce et éventuellement le démarrage du cycle. Sur ces seules indications, le pilote effectue la régulation

de la coulée et de la température suivant les carac-

téristiques optimales qu'il possède en mémoire.

Selon une forme préférée de l'invention, le dispositif utilisé en phase productive peut être simplifié de façon à ne posséder qu'un seul capteur de présence qui sera décrit plus -9- loin. Ce capteur peut être, par exemple, situé à la sortie du tube de montée du métal. Les moules sont alors dépourvus de capteur. Dans ce cas, il est judicieux d'utiliser ce capteur à la fois pour interrompre la première phase et pour définir le niveau de pression de référence de la coulée. Cette réfé- rence permettra la prise en compte de la baisse du niveau du métal.

Dans ce type de coulée et en stade de série, les infor-

mations de temps, correspondant aux changements des phases 2, 3 et 4, ne sont plus données par les capteurs de présence du

moule mais imposées par le pilote lui-même, suivant leurs va-

leurs optimales.

Toujours selon le procédé de l'invention, des moyens sont

prévus afin de pouvoir réaliser des nièces possédant des par-

ties de très faible épaisseur. Dans ce cas, on crée une dépres-

sion à l'extrémité de la cavité intérieure du moule destinée à former les partie fines de la pièce. En cours de coulée, le

métal emprisonne une bulle de gaz dans ces cavités. Selon l'in-

vention, l'établissement du vide dans cette cavité est program-

mé. Cette action s'effectue par l'intermédiaire d'un canal tra-

versant les parois du moule dans la zone considérée. on assure cette dépression selon des paramètres du même type que ceux de l'établissement de la surpression dans le four. Dans ce cas, l'écoulement du métal n'est pas perturbé par la finesse des cavités concernées et il est ainsi possible d'obtenir dans ces

zones un remplissage complet avec état de surface très satis-

faisant. Cette technique consiste donc à établir de façon au-

tomatique et régulée suivant les formes des pièces un vide-

pression dans les zones de faible section transversale.

Par ailleurs, selon l'invention, des moyens sont prévus pour éviter les fuites de métal liquide à la base du moule. Il est,en effet, nécessaire de maintenir le moule en place malgré

l'action de la poussée du métal dirigé de bas en haut.

D'autre caractéristiques et avantages de l'invention se

dégagent de la description qui va suivre en regard des dessins

annexés, lesquels description et dessins ne sont donnés qu'à

titre d'exemple non limitatif.

Sur ces dessins: - la figure l montre une coupe schématique d'une machine

- 10 -

de coulée basse pression adaptée à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, ainsi que le pilote qui en commande automatiquement le fonctionnement; - la figure 2 représente le cycle de coulée jugé idéal selon l'invention;

- la figure 3 est un schéma du dispositif d'asservis-

sement de la vanne et du dispositif d'automatisation du cycle;

- la figure 4 représente un capteur de pression à ul-

trasons utilisé suivant le procédé de l'invention à la partie supérieure du tube du métal dans le moule; - la figure 5 représente un schéma d'un dispositif selon l'invention, utilisé dans le cas du moulage de pièces possédant une zone de faible épaisseur transversale;

- la figure 6 représente une forme de calage des mou-

les adaptée au stade de mise au point; - la figure 7 représente une solution au problème de

calage dans le stade de production de pièces diffé-

rentes.

Sur la figure 1, si l'on s'intéresse aux différents orga-

nes qui constituent la machine de coulée, on voit un creuset 1 situé à l'intérieur d'un four étanche 2. Ce four est fermé par un couvercle fixe 3. A L'intérieur du creuset, se trouve le métal 4. L'empreinte du moule 5 est alimentée en métal liquide par l'intermédiaire du tube d'injection 6 et du système de coulée 7. Un débit de gaz de refoulement (air ou gaz neutre)

est introduit dans le moule par l'intermédiaire du conduit 8.

Le moule représenté est adapté au stade de mise au point, il

est doté de trois capteurs de présence du métal E2,E3 et E4.

Ces capteurs de présence sont des électrodes mises à la masse par le passage du métal. Un quatrième capteur El est situé de façon fixe à lapartie supérieure du tuyau 6. Pour éviter tout encrassement d'un organe immergé dû à la succession des opé-' rations de coulée, on choisit de préférence comme capteur de présence un système composé d'un émetteur, d'un récepteur, d'un générateur et d'un analyseur de faisceau d'ondes. La forme

- il -

préférée de ce système sera précisée plus en détail Dar la suite.

On remarquera la présence d'une vanne assistée 9 comman-

dant l'arrivée du fluide de refoulement dans le moule, d'un

thermocouple 10 situé à. 20 mm en dessous de la pièce dans l'at-

taque la plus chaude du système de coulée et d'un thermocouple

11 situé à l'intérieur du creuset de métal. Un capteur de pres-

sion 12 est placé à l'intérieur de l'enceinte du four. Le four

est réchauffé par une résistance 13.

Quant au tableau de commande du pilote, nous y trouvons à la partie supérieure dix roues codeuses 14 à 23. La partie centrale du tableau est équipée à sa partie supérieure par douze

cadrans 24a à 241 et à sa partie inférieure par un cadran de vi-

* sualisation 25 sur lequel est matérialisée une ligne brisée en-

trecoupée par neuf petites lampes 26a à 26i. A la base du ta-

bleau se trouvent à gauche une roue codeuse 27, puis un commu-

tateur tri-positions 28, un commutateur 29 et un poussoir 30

avec visualitation lumineuse.

Les quatre capteurs de présence El, E2, E3 et E4, les

thermocouples 10 et il et le capteur de pression 12 transmet-

tent leurs informations au pilote par l'intermédiaire de cables 31 à 37. Le pilote, quant à lui, commande l'ouverture et la fermeture de la vanne assistée 9 par l'intermédiaire du câble

38 et la mise sous tension de la résistance 13 par l'intermé-

diaire du cable 39.

Nous allons maintenant décrire le déroulement de la régu-

lation du système de coulée par le pilote au cours d'un essai

de mise au point d'une pièce d'un type donné.

Ce pilotage consiste à imposer à la pression de refou-

lement P le suivi des phases de variation dont la courbe est

représentée à la figure 2.

Sur la figure 2,les quatre premières phases numérotées 1,2, 3 et 4 correspondent aux étapes d'évolution dynamique du

métal dans le moule; les phases 5 et 6 correspondent à l'éta-

blissement de surpressions après remplissage de l'empreinte par le métal. La phase 7 maintient la surpression de masselottage en cours de solidification. La phase 8 effectue la relaxation du système; au cours de cette phase le métal retombe dans le creuset. Un essai consiste à imposer des vitesses de variation de -12 - pression précises pendant les phases 2, 3 et 4 à des niveaux tels que les vitesses de montée de métal dans le moule (qui

leur sont, comme nous l'avons vu, proportionnelles) soient éta-

blies à des valeurs choisies V2, V3 et V4. Au cours d'un essai, on impose de plus la durée ATiet la surpression API de la phase , ainsi que la durée AT2 et la surpression AP2 de la phase 6. Avant tout essai de ce type, on règle à l'aide des roues codeuses 14 à 20 les valeurs choisies pour cet essai de V2, V3, V4,AP1,AT1,AP2,AT2 On fixe de plus la température T du métal au

cours de la coulée grâce à la roue codeuse 21. Toutes les va-

leurs fixées s'affichent sur la face avant des roues codeuses.

Le pilote prend en compte et mémorise ces huit valeurs.

Le déroulement de la coulée d'essai va se poursuivre de

la façon suivante.

On met tout d'abord en place le moule concerné.

On met en route l'appareil en appuyant sur l'interrup-

teur 30.

Après une phase de stabilisation du système qui se termine par une visualisation lumineuse rouge de l'interrupteur, la

coulée commence.

Pendant la première phase, la vanne assistée, initialement

fermée, est ouverte par le pilote.

La pression monte, et le métal initialement au repos à

son niveau dans le creuset, s'élève dans le tube 6 à une vites-

se fixée lors de la construction de la machine. Il atteint le

capteur de présence El. Celui-ci transmet au pilote l'informa-

tion du passage du métal à son niveau. Le pilote interroge

alors le canteur de pression 12. Ce dernier transmet l'indica-

tion de niveau de pression dans le four. Le pilote mémorise cette valeur et la considèrera par la suite comme pression de référence. A partir de cet instant, le pilote prend en charge toute l'évolution du système et asservit les variations de pression

suivant un principe qui sera exposé plus loin, de façon à éta-

blir au cours des phases ultérieures les caractéristiques qui

lui ont été précisées et que celui-ci a mémorisées.

S'ouvre alors la phase 2.

Le métal remplit le canal d'entrée dans le moule. Au cours de cette phase, le pilote va agir sur la vanne assistée de façon

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à établir effectivement la vitesse de variation de pression

de refoulement qui imposera la vitesse de montée du métal V2.

Le plus souvent cette vitesse V2 est inférieure à la vitesse

VI de montée du métal dans le tube. Cette phase 2 est inter-

rompue au moment o le métal passe devant la capteur de pré- sence E2. L'information est transmise au pilote qui change de phase.

Durant la phase 3, le métal emplit le système de coulée.

Le pilote impose alors par l'intermédiaire de la pression de

refoulement une vitesse d'élévation V3.

Durant la phase 4, le métal remplit l'empreinte. Le pi-

lote adapte les variations de la pression de refoulement de façon à élever le métal à la vitesse V4, le métal rencontre enfin l'électrode E4 qui signifie au pilote que le métal a

rempli complètement l'empreinte.

Les phases suivantes sont les phases de surpression.

Au cours de la phase 5, le nilote impose l'accroissement

de pression AP1 pendant le temps LTI.

Au cours de la phase 6, le filote impose l'accroissement

de pression AP2 pendant le temps AT2.

Pendant la phase 7, le pilote stabilise la surpression.

La solidification du métal intervient au cours de cette phase, elle s'effectue en général de haut en bas. Le thermocouple 10 analyse le niveau de température dans le système de coulée à

la base de l'empreinte.

Dès que la température atteint la fin du palier de soli-

dification, c'est-à-dire dès que le métal est complètement solidifié dans l'empreinte, l'information est transmise au pilote. La phase 7 est terminée, la phase 8 commence, le pilote

décomprime l'enceinte. Le métal liquide redescend dans le creu-

set. En cours d'essai, l'opérateur est informé de l'élévation de la coulée par l'intermédiaire du cadran 25. En effet, les lamnes 26a, 26b... 26i s'allument successivement après chaque

changement de phase.

A l'issue de chaque étape, le Dilote évalue et mémorise les caractéristiques qui ont été effectivement obtenues. A la fin de la coulée, les caractéristiques de cycles V2,V3,V4,AP1, ATI, AP2, AT2, les caractéristiques At2, At3, At4 des phases 2,3 et 4 et la température du cycle effectivement obtenues

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sont affichées dans les cadrans 24a, 24b, 24c... 24k.

L'opérateur Peut les utiliser à fins de vérifica-

tion. On va maintenant décrire le orinciPe de fonctionnement du Pilote. Il a trois fonctions Drinciales: - une fonction entrées-sorties qui relie le pilote d'une

part aux organes de mesure et, d'autre nart,aux indi-

cations données sur son tableau d'affichage, - une fonction calcul-comparaison-décision,

- une fonction mémoire.

Considérons, par exemple, le déroulement de la deuxième

phase: elle est initiée par le capteur de présence El. A par-

tir de cet instant, lepilote Drend en mains la destinée de la coulée. Le rythme de fonctionnement du pilote est séquencé par

un système d'horloges divisant l'échelle des temps en pas élé-

mentaires successifs.

A partir des caractéristiques de cycle qu'il a mémorisés, le pilote sait qu'il doit imposer une vitesse d'élévation V2 au cours de cette phase. Grâce à son ensemble calcul, il en déduit qu'au cours de chaque intervalle de temps de cette phase,

il va devoir accroître la pression d'un accroissement théo-

rique APt = pgV2At. Or, le capteur de oression 12, branché

dans l'enceinte, transmet au pilote au cours de chaque inter-

valle de temps la valeur de l'augmentation réelle de pression APr. Le pilote effectue alors la comparaison décrite sur la

figure 3 entre APt et APr. Si APt est supérieur à APr, c'est-

à-dire si aucours de l'intervalle de temps l'accroissement de

pression réel a été plus faible que l'accroissement de pres-

sion théorique, le pilote ouvre la vanne assistée 9 nar l'in-

termédiaire de son ensemble entrées-sorties. De même, si APt est inférieur ou égal à APr, le pilote ferme la vanne assistée

9 et ceci se rénète successivement sas à pas au cours du dé-

roulement de l'échelle des temps devant chaque pas de temps.

Suivant que le pilote a été branché à l'aide du commuta-

teur 28 en position mise au point ou en position série, les fins de phases lui sont, soit communiquées de l'extérieur à

l'aide de capteurs de présence, soit communiquées de l'inté-

rieur par les durées de ohases mises en mémoire et imposant

le nombre de pas de temps de chaque phase.

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La courbe réelle résultant du pilotage global d'une cou-

lée oeut être visualisée à l'aide d'une table traçante. Ces courbes comportent, comme on peut le voir en figure 2, une

série continue de petits escaliers encadrant la courbe théo-

rique. Chaque petit escalier correspond à un intervalle de

temps At et une action du pilote sur la vanne assistée 9.

Les quatre fonctions du pilote au cours de ces interval-

les de temps sont donc le calcul de APt, 10. la mesure de APr, la comparaison entre APt et APr,

l'action sur l'électrovanne.

Le système comprend un microprocesseur lui permettant

d'effectuer ces quatre fonctions et de parvenir ainsi au pilo-

tage complet de la coulée.

L'appareil peut adapter ses caractéristiques de pilotage

de pression de façon à couler des pièces de quelques centimè-

tres à plus de 2m50 avec une précision satisfaisante et cons-

tante pour chacune d'elles. Pour ce faire, on indique au dé-

part de chaque coulée à l'aide de la roue codeuse 22 la gamme

à l'intérieur de laquelle évoluera la pression. Le pilote di-

vise cette gamme de pression en 212 = 4.096 paliers. Or, la précision du pilotage, c'est-à-dire la finesse avec laquelle

le pilote suit sa courbe théorique, est exprimée par le rap-

port -t du saut de l'accroissement de pression de refoulement

à la durée At du pas de temps correspondant.

Aussi, lors du choix de la gamme, le pilote choisit la durée de chacun des pas de façon à conserver une précision constante. Ces durées varient de 50/1000 de seconde pour la gamme la plus basse à environ 200/1000 de seconde pour la gamme

la plus haute.

Six gammes sont rendues accessibles dans l'appareil par l'intermédiaire de la roue codeuse 22. Pour chacune de ces

gammes, l'augmentation de chaque palier élémentaire de pres-

sion et la durée du pas de temps sont mises en mémoire dans

le microprocesseur lors de la construction du pilote.

Généralement, à l'issue d'un tel essai, les pièces sont observées et leurs caractéristiques mécaniques évaluées. On réitère plusieurs fois ces essais en tenant compte des essais

précédents. A l'issue de la série de mise au point, les carac-

- 16 -

téristiques ootimales du cycle,suivant lesquelles la pièce doit être coulée, sont établies statistiquement. Elles se concrétisent par les onze valeurs affichées en 24a, 24b 24c 24k qui ont été obtenues à la suite de la coulée de la nièce ayant présenté les meilleures qualités mécaniques. L'opé- rateur affiche alors, grâce à la roue codeuse 27, la référence de la pièce concernée et place le commutateur multipositions

28 dans l'état enregistrement. Les onze valeurs caractéristi-

ques de la coulée sont alors affichées en 27, mémorisées par

le pilote en corrélation avec la référence de la pièce affi-

chée en 27.

La succession des opérations d'essai précédentes a été

décrite dans le cas o le commutateur 29 est en position "au-

tomatique", c'est-à-dire que comme nous l'avons vu, la phase 7 est interrompue automatiquement Dar ordre du thermocouple 10. Suivant une autre option, quand le commutateur 29 est en

position "manuelle", la durée D de la phase 7 est imposée pré-

cédemment à la coulée parmi les caractéristiques du cycle. On

l'affiche sur la roue codeuse 23.

Toujours dans ce cas, lors de l'enregistrement des carac-

téristiques optimales, la valeur trouvée D est visualisée en 241 et mémorisée parmi les caractéristiques à imposer par le

pilote pour laphase de série.

Pour entamer en stade série une pièce d'un type donné, dont la mise au point a été précédemment réalisée et dont les

caractéristiques optimales sont mémorisées, il suffit d'affi-

cher la référence de la pièce grâce à la roue codeuse 27, de placer le commutateur multipositions en état série et d'appuyer sur le bouton de fonctionnement 30. Le pilote appelle alors les onze valeurs V2, V3, V4, API, ATl, AP2, AT2, Lt2, At3, At4 et T relevant du stade d'essaile type de la gamme G et éventuellement la durée D. Ces valeurs se trouvent en mémoire,

les coulées s'effectuent et lesparamètres obtenus sont visua-

lisés en 24.

Pour effectuer une coulée du stade de série, il n'est plus nécessaire d'utiliser des moules comportant des capteurs de

présence. On ne conserve que le capteur El. En effet, les in-

dications de temps que transmettent pendant la période d'essai les capteurs E2,E3 et E4 seront remplacés par les données At2

At3 ettt4 mémorisées.

- 17 -

En dehors de ces simplifications les coulées en stade de série s'effectue de la même façon que les coulées en stade d'essai. Sur la figure 4, est représenté le capteur de présence El préféré selon l'invention. Celui-ci est du type à ultra- sons. il est composé d'un ensemble générateurdécodeur 40 extérieur au système et d'un palpeur 41 situé à l'intérieur du plateau fixe 42 en regard et à l'extérieur de la buse de

liaison 43 et figuré à la partie gauche de celle-ci.

L'ensemble générateur-décodeur 40 émet un signal dans la bande ultra-sons, celui-ci est transmisau palpeur 41 par le conducteur 44 et émis par le palpeur. Le faisceau réfléchi

d'ultra-sons résultant est récupéré par le palpeur 41, trans-

mis à l'ensemble 40 par l'intermédiaire du conducteur 45 et

analysé Dar le décodeur.

Dans le cas o le front de coulée du métal 46a est situé

à un niveau inférieur au palpeur 41, le fonctionnementdel'ap-

pareil neut être schématisé grâce A la courbe 4a. Le palpeur

émet un faisceau d'ultra-sons dont l'action peut être schéma-

tisée par le pic E. Ce faisceau se réfléchit tout d'abord sur la partie interne gauche 43a de la buse de liaison, traverse

ensuite le canal interne à la buse de liaison en s'affaiblis-

sant légèrement puis se réfléchit sur la face interne droite

43b de la même buse de liaison 43.

Ces réflexions successives se caractérisent en ce qui concerne la réflexion sur la face gauche de la buse par le pic

Ri et sur la face droite de la buse par le pic R2. On peut re-

marquer que les pics E, Rl et R2 sont respectivement décrois-

sants mais les pics Rl, R2 sont du même ordre de grandeur. Les

deux pics Ri et R2 représentent à la fois le déohasage et l'é-

nergie des faisceaux réfléchis et reçus par le palpeur 41 et

conduits vers la partie décodeur de l'ensemble 40.

Dans le cas o le front de coulée 46b se trouve à un ni-

veau supérieur à celui du palpeur 41, le fonctionnement du sys-

tème est représenté par la courbe 4b. Les réflexions respec-

tivement sur la face gauche et droite de la buse de liaison se concrétisent par les pics R'l et R'2, le pic d'émission étant représenté par E'. On remarque que, dans ce cas, le pic R'2 est très affaibli Par rapport au pic R'l. Ces informations sont, comme précédemment, transmises àla partie décodeur de

- 18 -

]'ensemble 40.

En période de fonctionnement, le rôle de ce décodeur est de distinguer les dispositions du front de coulée de type 46a et de type 46b. Pour ce faire, ce décodeur possède des organes capables de distinguer les nics résultants du type R2 et du

tvDe R'2.

Le décodeur transmet au pilote 47, par l'intermédiaire du câble 48, l'information concernant la position du métal bar

rapport à la position du palpeur.

Si nous nous référons maintenant à la figure 5, on y voit la partie mince d'une pièce en cours de coulée. Cette pièce est

le bord de fuite d'une aube turbo-machine en cours de coulée.

Le métal49 progresse à l'intérieur de la cavité 50 laissée à l'intérieur du moule 51. A l'extrémité de cette cavité se trouve un petit canal 52 de Imm de hauteur x 2mm de largeur. Ce canal débouche dans un tuyau 53 relié à une source de vide 54 par

l'intermédiaire d'une vanne assistée 55.

Des moyens sont prévus et notamment le câble 56 pour trans-

mettre au pilote des indications de pression et pour luipermet-

tre d'effectuer un pilotage de la dépression dans la cavité au fur et à mesure de l'avance du métal. Ces moyens sont du même type que ceux décrits précédemment et utilisés pour asservir la Dression de refoulement. Le pilote asservit dans ce cas un vide-pression de façon à aspirer la bulle de gaz emprisonnée par le métal dans la cavité 50 lors de son évolution et de permettre ainsi une bonne nénétration du métal dans tous les

points de l'empreinte en conduisant un état de surface satis-

faisant. Une électrode 57 est mise en place dans certains cas pour remplir le rôle de capteur de présence et initier la phase de vide- pression dirigée par le pilote. En phase série, 56 et 57 sont supprimés et les déclenchements s'effectuentpar des temps

mémorisés dans le pilote.

En se reportant à la figure 6, nous voyons un dispositif de calage des moules, utilisé en nhase de mise au point. Ce dispositif comporte essentiellement un coffre métallique 58 à l'intérieur duquel sont positionnés les noyaux d'un moule en sable 59. Sous l'action de la poussée du métal 60 s'élevant dans l'empreinte du moule, ce dernier supporte des contraintes qui tendent à l'élever par rapport au plateau fixe 61. Des

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-19 - moyens sont prévus pour le maintenir en place. A cet effet,

des règles 62 sont fixées par clavetage en travers de la por-

tée supérieure 63 du coffre 58. Des vis 64, solidaires des règles précédentes appliquent frontalement les noyaux du moule 59 vers la base du coffre par l'intermédiaire de cales 65. Le

moule et le coffre se trouvent alors solidarisés. Pour les ap-

pliquer contre la plateau fixe 61, des barres 67 et 68 trans-

mettent un effort vertical de haut en bas exercé par le pla-

teau mobile 69. Différents types de cales 70 et 71 sontprévus pour adapter ce système aux différentes dimensions de moules

et de coffres.

La figure 7 représente un système de calage utilisé en

stade de production. Il est adapté aux positionnements succes-

sifs de moules de dimensions différentes. Pour ce faire, les différents moules sont maintenus en place dans des coffres 72 ou 73 par l'intermédiaire de systèmes règles-vis-cales du type décrit dans la figure 6. Un couple de vérins 74 est solidaire

du plateau mobile 69. Des moyens sont prévus pour déplacersy-

métriquement ces deux vérins de part et d'autre de l'axe de la machine de coulée. Les flèches fi et f'l symbolisent ces mouvements. De plus, les tiges 75 sont mobiles verticalement

par rapport à chacun des vérins et se terminent par un épaule-

ment 76. Les flèches f2 et f'2 rendent compte de cesmouvements.

Lors de chaque mise en place des moules, le type de la pièce correspondant est pris en compte par le pilote 40. Celui-ci possède en mémoire la position des vérins correspondantau type de la pièce. Il commande automatiquement, par l'intermédiaire du s ervo-moteur 77,le déplacement suivant fi de l'axe des

deux vérins de façon à les amener en regard de la portée su-

périeure des deux coffres métalliques. Le pilote commande en-

suite le déploiement des deux vérins 74. Les deux épaulements 76 viennent plaquer le coffre 73 contre le plateau fixe 61. Une fois la coulée terminée, le pilote commande la rentrée des deux tiges de vérins 75. Le moule et le coffre contenant la

pièce fraîchement coulée peuvent être évacués du système.

On se rend compte que les procédés et dispositifs décrits

précédemment permettent de maîtriser complètement les condi-

tions dynamiques, statiques et thermiques de chaque coulée, suivant des caractéristiques prédéterminées réglables. Les

- 20 -

conditions imposées. au cours de la coulée prennent en compte

les différents types de variations aléatoires qui peuvent in-

tervenir lors d'un moulage. Dans ce cas, le déroulement des coulées est parfaitement indépendant de la baisse du niveau du métal dans le creuset, des fuites de gaz de refoulement et

des pertes thermiques. Les conditions de coulée sont entière-

ment reproductibles et conduisent à des séries de pièces tout

à fait identiques en qualité.

On se rend compte également que le procédé décrit ratio-

nalise les déroulements successifs d'une série de pièces d'un type donné. Il propose des solutions adaptées aux stades de mise au point et aux stades de production en série. Chaque

démarrage de série ne nécessite alors que des opérations hu-

maines très limitées.

Par ailleurs, on réalise que les matériels décrits sont

simples mais cependant précis et efficaces dans leurs actions.

Le système de capteur à ultrasons élimine les problèmes d'en-

crassements. Le procédé de vide-pression régulé autorise la fabrication de pièces très fines qui, jusqu'ici, étaient très difficiles à obtenir Dar moulage. Enfin, les systèmes de calage proposés simplifient considérablement la mise en place

des moules.

On remarquera que les procédés décrits peuvent s'adapter à tous matériaux moulables tels le magnésium, l'acier ou les matières plastiques et que les dispositifs considérés peuvent

ê t re appliqués à tout appareil de coulée sous pression.L'ori-

gine du mouvement du métal provoqué par un débit de gaz peut tout-à-fait être remplacé par un liquide, un champ tournant ou

une pompe électromagnétique. Il suffit, en effet, de connaî-

tre la corrélation qui existe entre la hauteur du métal dans

le tube d'injection et le facteur qui a provoqué son mouvement.

Cette corrélation peut être, dans tous les cas, établie ma-

thématiquement ou expérimentalement.

Enfin, l'invention n'est pas limitée aux modes de réa-

lisation représentés et décrits ci-dessus mais en couvre au

contraire toutes les variantes.

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*- 21 -

Claims (18)

R E V E N D I C A T I O N S

1.Procédé d'automatisation d'un cycle de coulée du type à basse mression d'un métal dans un moule qui consiste: - à comprimer à l'aide d'un fluide de refoulement le métal en fusion contenu dans un four fermé, - à refouler ainsi le métal liquide dans un moule si-

tué à la partie supérieure du four par l'intermé-

diaire d'un tube d'injection plongeant dans le four et débouchant dans ce moule, - à faire subir au métal un cycle divisé en phases

destinées à adapter les caractéristiques de la cou-

lée aux étapes d'évolution du métal dans le moule, chaque phase étant définie, notamment: par des caractéristiques de temps, par des caractéristiques associées à l'état du

métal au cours de cette phase, notamment la vi-

tesse d'élévation- du métal et la pression de

masselottage, ces caractéristiques étant choi-

sies de manière à être liées biunivoquement par un coefficient dépendant du niveau du métal dans le four et évoluant en fonction du nombre des coulées effectuées, à l'état d'une variable

intensive unique d'action sur le système, notam-

ment la pression de refoulement,

- à imposer préalablement à la coulée les caractéris-

tiques jugées idéales pour le cycle d'action, ledit orocédé étant caractérisé en ce qu'on asservit durant la coulée les variations de la variable

intensive d'action sur le système à l'établis-

sement réel des caractéristiques de variation de l'état du métal choisies pour chaque phase, en tenant compte des phénomènes aléatoires non

déterminés accompagnant la coulée, ceci en me-

surant en cours de coulée ledit coefficient de dépendance avec le niveau initial du métal, ( ce grâce à quoi on impose réellement au métal des conditions fixées à l'avance 2 22 ( adaptées à ses étapes d'évolution dans l'appareil de coulée et aux étapes de surpression.

2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les indica-

tions, relatives aux débuts et fins de phases, sont définies par l'une des options suivantes: - détermination préalablement à la coulée des durées de phases, - arrêt de phases en cours de coulée par le métal lui- même rencontrant des organes sensoriels, capteurs de présence du métal,

- informations de changement de phases données par des or-

ganes de mesure, ledit procédé étant caractérisé en ce que au moins une consigne est donnée en cours de coulée par un organe sensoriel activé par le métal et au moins une consigne de temps est imposée au cycle avant la coulée, ( ce grâce à quoi on effectue un phasage

( adapté à la fois aux évolutions dynami-

( ques et aléatoires du métal et à la fois

( aux évolutions statiques du métal à pré-

( voir par avance en durée.

3. Procédé d'automatisation suivant l'une des revendica-

tions 1 et 2 dans lequel le cycle de coulée comporte huit phases de base, ledit procédé étant remarquable en ce que les caractéristiques de ces phases sont les suivantes - phase 1: on ouvre le circuit de fluide de refoulement, on fait monter le métal dans le tube d'injection à partir de son niveau dans le creuset avec une vitesse constante pouvant être rapide;

- phase 2: le métal sort du tube d'injection, on l'intro-

duit dans le cône d'entrée du système de coulée avec une vitesse constante ralentie; - phase 3: on remplit de métal le système de coulée avec une vitesse d'écoulement fonction du dessin dudit système, respectivement variable avec les pièces à réaliser:

- phase 4: on remplit l'empreinte de métal avec une vi-

tesse fonction de la forme géométrique de la pièce: - phase 5: on établit une surpression avec une vitesse

- 23 -

et une accélération évitant les. coups de bélier - phase 6: on établit une surpression s'ajoutant à la surpression précédente dans un temps très court la somme de ces deux surpressions représentant la pression de masselottage et s'exerçant avant que la pièce ne commence sa solidification

et ces surpressions étant fonction des caracté-

ristiques de la pièce à réaliser; - phase 7: on maintient la surpression pendant une durée définie par l'une des options suivantes un temps défini à l'avance ou une fin commandée par un organe sensoriel - phase 8: on décompresse, le métal redescend dans le tube d'injection; ( ce grâce à quoi on associe une phase d'action sur la coulée à chacune des étapes successives d'évolution du métal

dans le système permettant d'adapter cha-

cune de ces phases aux conditions jugées ( optimales à faire subir au métal et en imposant pour chaque phase un nombre

minimal de paramètres dynamiques.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, consis-

tant à utiliser, pendant les phases d'essais, au moins un cap-

teur de présence situé notamment à lapartie supérieure du tube d'injection, capable de rendre compte des mouvements du métal

et destiné à coordonner le déroulement desdites phases du pro-

cédé de coulée à celui des étapes suivies par le métal, ledit

procédé étant caractérisé en ce que l'on enregistre les indi-

cations de temps que délivrent les organes sensoriels de fa-

çon à les exploiter, notamment statistiquement, à la fin de la coulée pour les utiliser lors des phases de production en série.

5. Procédé destiné à simplifier les matériels utilisés

dans la phase productive d'un des procédés selon les revendi-

cations l à 3 consistant notamment - à établir de façon théorique les caractéristiques du

- 24 -

moule nécessaires à la série de pièces à effectuer, - à réaliser l'équipement nécessaire à la mise en oeuvre du procédé,

- à effectuer une série d'essais suivant le orocédé re-

vendiqué en 4, notamment à l'aide de moules possédant trois électrodes afin de définir le cycle optimal de coulée ledit procédé étant caractérisé en ce que - on dépouille, notamment statistiquement, les résultats fournis par les organes sensoriels,

- et dans le cas o ces données de temps sont suffisam-

ment homogènes, on réalise l'étape de production de la série de pièces en utilisant un seul capteur de présence ce dernier permettant à l'aide d'un principe connu

en lui-même d'évaluer pour chaque coulée le coef-

ficient de dépendance entre la variable intensive d'action et les caractéristiques du cycle et éventuellement interrompant une des phases d'action pour faire démarrer la suivante, les phases non interrompues par cet organe ayant une durée définie égale à l'optimum trouvé pendant

les essais statistiques.

6. Procédé destiné à améliorer la rapidité de mise en oeuvre de la coulée d'une chaîne de pièces, complétant le procédé revendiqué en 5, caractérisé en ce que: - on met en mémoire, en corrélation avec chaque type

de pièce, les caractéristiques de cycle jugées opti-

males,statistiquement obtenues à la suite d'essais de mise au point, - on met en route la coulée d'une pièce en imposant, par asservissement de moyens adaptés, la réalisation des caractéristiques isolées avant la coulée, ( ce grâce à quoi on diminue et rationalise ( les tâches accompagnant les mises en oeuvre

( successives de pièces de différents types.

7. Procédé selon les revendications 2 à 6, caractérisé

-25 - en ce que on utilise au moins un capteur de présence situé à l'extérieur du chemin suivi par le métal

ce grâce à quoi cet appareil n'est pas per-

turbé par un encrassement dû à la succes-

( sion des coulées.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que

- on utilise un capteur de présence formé d'un généra-

teur, d'un émetteur, d'un récepteur et d'un analyseur de faisceau d'ondes, - on émet un faisceau d'ondes en direction d'un point du trajet du métal au cours de la coulée, - on reçoit les faisceaux provoqués par les réflexions successives sur les différentes couches de matière en regard de l'émetteur, - on en dé.duit,par l'intermédiaire de l'analyseur, la

présence ou non du métal en regard de l'émetteur.

9. Procédé selon l'une des revendications l à 8, carac-

térisé en ce que l'on impose le suivi de la caractéristique d'au moins une des phases de la façon suivante: - on choisit les caractéristiques à faire suivre à la phase,

- on divise l'échelle des temps en pas élémentaires suc-

cessifs,

- on en déduit la valeur souhaitée de la variable inten-

sive d'action, - on établit la corrélation entre chaque pas temporel et la valeur correspondante de la variable intensive d'action sur le système, notamment la pression de refoulement, - on mémorise la corrélation effectuée, lors du déroulement de l'échelle des temps devant chaque pas, on isole la valeur mémorisée de la variable d'action correspondant à l'état souhaité des caractéristiques locales de la phase durant ce pas, on mesure la valeur réelle de la variable intensive d'action, - si la valeur souhaitée est supérieure à la valeur

- 26 -

réelle, on active des organes destinés à incrémenter la variable d'action, - si la valeur souhaitée est inférieure à la valeur réelle de la variable d'action, on active des organes destinés à décrémenter cette dernière.

10. Procédé selon la revendication 9 au cours duquel on utilise comme variable intensive d'action sur le système la pression de refoulement et caractérisé en ce que - avant la coulée: 10. on évalue une gamme à l'intérieur de laquelle évoluera la variable intensive d'action sur le système, notamment la pression de refoulement, on divise cette gamme en nombre, notamment fixé de pas égaux,

15. on choisit la longueur des pas de temps en fonc-

tion de celle des pas de pression de refoulement, on associe, d'une nart, à la valeur souhaitée de la pression de refoulement, et d'autre part, à la valeur réelle de cette dernière, le pas de la gamme qui leur correspond, en cours de coulée

on effectue la comparaison décrite dans le procé-

dé revendiqué en 9 de ces deux valeurs en compa-

rant la position de leurs pas associés, ( ce grâce à quoi le choix de la gamme permet (de s'adapter aux différentes hauteurs de (pièces, et l'adaptation de la longueur des (pas de temps à celle des pas de pression (permet d'adapter la précision de régulation

( à la valeur souhaitée.

11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 dans

lequel on assure la non-déformation du moule sous l'effet de la noussée du métal: - en fixant le moule dans un coffre rigide, notamment métallique, adapté à sa taille et à sa géométrie,

- en compensant la poussée du métal tendant à élever l'é-

quipage moule-coffre Dar l'intermédiaire d'organes de calage agissant sur le coffre, ces organes ayant une

- 27 -

géométrie et une position variables adaptées au coffre, ledit procédé étant caractérisé en ce que:

- on stocke dans un système mémoire la corrélation exis-

tant entre chaque type de pièces et les évolutions adaptées à cette pièce des organes de calage du coffre,

- au cours de chaque coulée, on fait effectuer aux orga-

nes de calage les évolutions nécessaires par l'inter-

médiaire d'un pilote automatique en identifiant au

pilote la pièce à couler, ce dernier demandant et re-

cevant de l'ensemble mémoire, grâce à cette identifi-

cation, les informations nécessaires à son action et activant en conséquence le mouvement des organes de calage.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que on maintient en place les noyaux du moule à l'intérieur du coffre en les appliquant frontalement vers le bas du coffre par l'intermédiaire d'au moins une vis solidaire du coffre, les vis étant reliées au coffre, notamment par l'intermédiaire de règles liées par clavettes au coffre et le traversant à sa partie supérieure, ( ce grâce à quoi on confie à l'homme les ( tâches nécessitant de la précision telles (que le maintien du moule dans le coffre et ( on confie à un automate les taches plus

( grossières de calage du coffre.

13. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on choisit parmi les caractéristiques optimisées du cycle

la température du métal dans le four.

14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, appli-

qué au moulage des pièces possédant des parties de faible épais-

seur et caractérisé en ce que: - on utilise des moules comportant au moins une solution de continuité entre une cavité intérieure destinée à former une partie fine de la pièce et l'extérieur du moule,

- on dépressurise en cours de coulée et par l'intermé-

diaire de ladite solution de continuité la bulle de -28 -

gaz emprisonnée par le métal évoluant dans ladite ca-

vité intérieure.

15. Procédé selon les revendications 6 et14, caractérisé

en ce qu'on choisit parmi les caractéristiques optimisées im-

posées en cours du cycle les variations de la pression dans

la cavité emprisonnant la bulle de aaz.

16. Dispositif relié à un système de coulée basse pres-

sion et ses accessoires, destiné à en piloter les phases de fonctionnement de façon à optimiser la qualité et la rapidité de sa production en mettant en oeuvre l'un des procédés décrits

dans les revendications 9 à 14 et comprenant de façon caracté-

ristique

- un ensemble entrées-sorties prenant en charge les in-

dications sur les différentes variables d'action, aus-

si bien réelles et délivrées par des organes de me-

sure situés sur le dispositif de coulée, que souhaitées et transmises par l'opérateur, de façon à les délivrer sous forme numérique et les transmettre à un calculateur, - un ensemble calculateur reliant les caractéristiques de phases

aux évolutions nécessaires à imposer à la variable d'ac-

tion et effectuant les calculs annexes nécessaires au déroulement du procédé, ce calculateur étant relié, d'une part, à un ensemble de mémoires et, d'autre part, à un organe de décision, - un ensemble mémoire stockant de façon transitoire les

informations à utiliser en cours de coulée et éventuel-

lement sur une longue durée des informations générales sur la coulée, - un système d'horloges relié à un ensemble programmé rythmant les activités de chacun des organes, - un organe de décision activant des organes d'action sur le système, notamment des vannes, et recevant ces

informations, notamment de la part de l'ensemble mé-

moire et de l'ensemble entrées-sorties de l'ensemble

programmé et du système d'horloges.

17. Moule destiné à la confection de pièces comportant des parties fines selon l'un des procédés revendiqués en 14 et

et caractérisé en ce qu'il comporte une solution de conti-

nuité entre une cavité intérieure de faible dimension trans-

versale et l'extérieur.

18. Système générateur, émetteur, récepteur et analyseur de faisceaux d'ondes, notamment d'ultrasons, permettant la mise en oeuvre du procédé revendiqué en 4 et caractérisé en ce que sa pastille émettrice-récentrice dirige son faisceau d'ondes en direction du trajet du métal et est situé à l'extérieur

d'une paroi délimitant l'évolution de ce métal.