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2 a ~
P-PWU-271 /EX
MACHINE DE PER~AGE D ~ UN TE~OU DE COULÉE
D ~ UN FOUR A CUVE
La présente invention concerne une machine de perçage
d'un trou de coulée dans une par~i d'un four à cuve par un
procédé dans Jequel, apres avoir obturé le trou de coulée
avec une masse de bouchage, on enfonce dans celle-ci, avant
son durcissement comp1et, une t$ge et on extrait celle-ci,
au moment voulu, en vue de l'ouverture du trou de coulée.
Une telle machine comprend un affût orientable devant la
paroi du four à cuve dans une position de travail dans le
prolongement de l'axe du trou de coulée, un premier chariot
déplaçable le long de cet affût, un moyen a~ entraînement
pour ledit premier chariot entraînant ce chariot le long de
cet affût.
Il est connu d'utiliser pour l'application du procédé
de la tige perdue des machines de perçage clas~igues,
c'est-à-dire conçues pour travailler avec un foret pour
forer le trou de coulée. Ces machlne~ comportent alors un
mandrln muni d'un moyen d'accouplement pour la tige et un
pulssant percuteur pneumatique bldirectionnel pour déployer
l'énergie nécessaire à l'introduction et à l'extraction de
la tige de perçage.
Or, un percuteur pui~sant, comme on l'utili~e ~ur ces
machines, n'est pas sans inconvénients. D'abord il impose
d'importantes sollicitation~ et vibration~ au matériel,
notamment au moyen d'accouplement de la tl~e à 1'organe de
travail, ~ui est soumis de ce falt a une usure raplde. Un
percuteur est aussi extrêmement bruyant et ne rempllt
souvent pas les normes de plus en plu8 ~évères vi~ant une
réduction du niveau sonore en milieu industriel.
Les inconvénients du percuteur pourraient inciter à la
suppression de la percussion lors de l'introduction et de
l'extraction de la tige.
Pour l'opération d'extraction de la tige il e~t
parfaitement envisageable d'utiliser un puissant moyen
- ' ,: : -
.. ' '. ' :. .
20~~
d~entraînement, qui est accouplé fermement à l'extrémité
libre de la tige et retire cette dernière du trou de coulée
par un mouvement de recul en force, c'est-à-dire sans
produire de vibrations et d~une manière tout à fait
silencieuse. Ce procédé d'extraction a été essayé entre-
temps sur plusieurs machines et il donne entière
satisfaction. Sur ces machines, on a utilisé comme moyen
d'entralnement des vérins ou des moteurs hydrauliques et
comme moyens d'accouplement du moyen d'entraînement à la
tige des pinces spéciales.
Malheureusement une telle solution silencieuse "en
force" ne ~emble pas envisageable pour l'opération
d'introduction de la tige dans la masse de bouchage en
cours de durcissement. En effet, vues les dimensions de la
tige (une tige normale a une longueur de 4 m et un diamètre
de 4 cm), une poussée axiale puissante risque de provoquer
d'abord un flambage de la tige et ensuite son blocage
définitif dan~ une position partiellement enfoncée dans la
masse en cours de durcissement rapide.
Il a dès lors été proposé de guider la tige métallique,
lors de l'opération d'introduction "en force", par des
guides intermédiaires montés sur l'affût et cernant
clrconférentiellement la tige à plusieurs endroits et de
mettre ces guides successivement, au fur et à mesure de
l'avancement de la pince vers l'avant de l'affût, dans une
position qui ne gène pas l'avancement de la pince. Cette
idée a été concrétisée par exemple en installant sur
l'affût des guides coulissables qui sont poussés par
l'avancement de la pince dans une position à l'avant de
3~ l~affût. Or, cette solution a certains désavantages
manifestes. D'abord, ces guides intermediaires coulissants
constituent des éléments très vulnérables. Compte tenu des
conditions de travail rudes auxquelles est soumise la
machine de perçage, les guides risquent en effet de se
bloquer dans leurs rails de guidage et de constituer alnsi
un obstacle à l'avancement de la pince. Ensu~te,
2 ~ ~ J3 6 ~
l'aménagement d~une position de garage à l'avant de l'affût
pour lesdits guides intermédiaires ne constitue non
seulement un problème d~encombrement à l'avant de l'affût,
mais soumet aussi les guides intermédiaires aux
éclaboussures provenant du jet de fonte sortant du trou de
coulée. De plus, l'expérience pratique a montré qu'un
flambage de la tige entre deux appuis successifs n'est pas
totalement exclu.
Le but de la présente invention est de proposer une
machine de perçage d'un trou de coulée d'un four à cuve,
qui permet d'enfoncer ladite tige dans la masse
d'obturation semi-durcie en exerçant une poussée puissante
sur l'extrémité libre de la tige, sans pour autant
provoquer le flambage de celle-ci, et qui ne présente pas
les inconvénients cités ci-avant.
Pour atteindre cet ob~ectif la présente invention
propose une machine de perçage d'un trou de coulée du genre
de celle déflnie dans le préambule qui est caractéri~ée par
des moyen~ de guidage pour définir un canal de guidage
de la tige, lesdlts moyens de guidage définissant au moins
une ouverture longitudinale donnant accès à l~intérieur du
canal de guidage perpendiculairement à l'axe de celui-ci;
par des moyens de support desdits moyens de guldage sur
l'affût, lesdits moyens de support étant conçu~ de façon
que l'axe longitudinal du canal de guida~e ~oit coaxiale à
l'axe du trou de coulée lorsgue l'affût se trouve dans
ladite position de travail devant la paroi du four à cuve
pour enfoncer ladite tige métallique dans le trou de
coulée, et
par un doigt solidaire dudit premier chariot, ledlt
dolgt étant dimensionné pour pénétrer à travers ladlte
ouverture longitudinale à l'intérieur dudit canal de
guidage et pour pouvoir exercer une poussée axiale ~ur une
extrémité de la tige métallique lors de l'avancement du
premier chariot en direction du trou de coulée.
2 ~ 6 ~
Selon la présente invention la tige de perçage coulisse
dans le canal de guidage dans lequel peut pénétrer le doigt
qui est solidaire du chariot entraîné le long de l'affût
par le puissant moyen d~entraînement. On évite par ce
guidage de la tige de perçage dans un canal tout risque de
!~ flambage, lorsqu'on applique par l'intermédiaire du doigt
pénétrant dans le canal une poussée axiale appréciable à
une extrémité de la tige pour enfoncer son extrémité
opposée dans la masse de bouchage, avec laquelle on a
obturé préalablement le trou de coulée. Il est évident que
les moyens de guidage doivent être dimensionnés de façon à
ne pas permettre un échappement radial de la tige dudit
canal. Il sera cependant aussi noté que ledit canal de
guldage peut présenter des discontinuités axiales et
radiales, aussi longtemps qu'un échappement radial de la
tige métallique soumis à l'effort de poussée axiale n'est
pas à craindre.
Le principal avantage de la présente machine est de
pouvoir introdulre en toute sécurité la tige de persage
dans la masse de bouchage par un effort exercé ~ur son
extrémité libre sans devoir utiliser un percuteur bruyant,
imposant d'importantes sollicitations de vibration~ au
matériel et à la machine.
Contrairement à la solution des guides intermédiaires
coulissants, le présent canal de guidage ne doit par être
enlevé au fur et à mesure de l'avancement dudit doigt,
solidaire du chariot déplaçable le long de l'affût. Il sera
aussi apprécié que le seul élément qui doit être mobile
selon la présente invention est le chariot qui supporte le
doigt pénétrant à l'lntérieur du canal. En effet le-~ moyens
de guidage définissant le canal de guidage de la tige
métallique ne gênent nullement l~avancement du doigt
solidaire du chariot déplaSable et peuvent de ce fait
rester en place pendant toute l'opération d'introduction de
la tige.
2 0 9 ~ ~ 6 ~
Lesdits mGyens de guidage pourraient cependant encore
etre gênants lors de l'opération d~extraction de la tige
avec une pince classique, ou bien lorsque qu'on veut
tra~ailler avec une foreuse classique déplaçable le long de
l'affut pour forer le trou de coulée avec un foret. Voilà
pourquoi il est avantageux de 3upporter lesdits moyens de
support par l'intermédiaire de bras articulés sur l'affût.
Cette solution permet de pivoter latéralement lesdits
moyens de guidage, li~érant, le cas échéant, le gabarit
nécessaire le long de l'affût pour extraire la tige à
l'aide d'une pince classique, ou bien pour travailler avec
une foreuse coulissable le long de l'affût. Ce pivotement
ou rabattement desdits moyens de guidage dans une position
latérale par rapport à l'affût a de plus l~avantage
d'enlever lesdits moyens de guidage de la zone la plus
dangereuse en face du trou de coulée, gui est naturellement
celle qui est située directement dans le prolongement de
l'axe du jet lors de l'ouverture du trou de coulée.
Selon une exécution préférentielle de la présente
lnvention, le canal de guidage de la tige est définie par
un tube, ayant un diamètre légèrement plu8 grand que celui
de la tige et étant muni d'au moins une fente longitudinale
qui traverse selon une génératrice radialement sa paroi sur
toute sa longueur. Il ~'agit d'une réalisation
particulièrement simple et peu coûteuse desdit~ yens de
guidage. La fente longitudinale permet la pénétration dudit
doigt à l'intérieur du tube afin qu'il puisse e~ercer une
poussée axiale sur l'extrémité de la tige lors de
l'avancement du chariot le long de l'affût en direction du
trou de coulée.
Le chargement de la tige métallique dans le canal de
guidage peut naturellement se faire axialement en enfonçant
la tige par une extrémité du canal. L'introduction de la
tige est cependant facilitée lorsque les moyens de guidage
peuvent être ouverts longitudinalement pour poser librement
la tige dans son canal de guidage. A cette fin lesdits
.
- ~
2a9~
moyens de guidage peuvent par exemple être constitués de
pièces longitudinales qui sont juxtaposées pour définir
conjointement ledit canal de guidage. Dans une exécution
préférentielle, le tube servant de moyens de guidages est
scindé longitudinalement en un premier et second segment de
tube. De cette façon le tube peut être ouvert
longitudinalement pour y mettre la tige métallique et
refermé pour former ledit canal de guidage. Le premier
segment de tube est alors avantageusement monté sur des
premiers bras articulés le long d'un premier côté latéral
de l'affût et le second segment de tube est monté sur de~
~econds bras articulés le long du côté latéral opposé de
l~affût. Ce montage permet de pivoter le premier segment de
tube et le second segment de tube latéralement dans des
directions opposées pour ouvrir ledit canal. Dans la
position ouverte du canal on peut alors facilement poser la
tige métallique dans un des deux segments de tube, puis
reconstituer le canal de guidage par pivotement des deux
segments de tubea dans leur position initiale. Il sera noté
que ce montage permet aussi de l$bérer un certain gabarit
entre le~ deux segment~ de tube~. Ce gabarit peut être
nécessaire pour le passage a~ une pince ou d'une foreuse qui
sont déplaçables sur ledit affût.
Les moyens de support pivotables sont avantageu~ement
actionnés par un ou plusieurs vérins. Ce ou ce~ vérins
assurent alors le maintien du canal de guidage dan~ l'axe
du trou de coulée pendant l~opération d'enfoncement de la
tige et permettent le rabattement de~ moyen~ de guidage
lorsque ces derniers ne sont pa~ utili~és. Il~ peuvent être
montés dan~ une zone protégée de l'affût et peuvent être
efflcacement protégés contre le~ éclabous~ure~.
Ledit moyen d'entraînement du premier chariot doit être
capable de déplacer ce dernier le long de l'affût en
direction du trou de coulée, en exergant par
l'intermédiaire du doigt une force suffi~ante ~ur
l'extrémité libre de la tige de perçage pour faire pa~er
2 0 ~ ~ J~
l'autre extrémité à travers la masse de bouchage en train
de durcir dans le trou de coulée. Dans une réalisation
préférentielle de la machine de per~age ce moyen
d'entraînement comprend une chalne sans fin qui est
S entraînée par un moteur hydraulique. Il s'agit d~un moyen
d~entraînement particulièrement simple qui peut cependant
délivrer des efforts d'entraînement appréciables. De plus
la chaîne est autonettoyante et ne nécessite pas
d'entretien.
Il sera noté que la machine de perçage est
avantageusement munie d'un organe de travail comprenant une
foreuse et éventuellement un puissant percuteur. On se
préserve ainsi sur cette machine la possibilité de pouvoir
travailler avec un foret normal. Ceci peut être utile pour
reformer ou déplacer le trou de coulée, ou pour travailler
avec un foret classique lorsque le procédé de la tige
perdue ne peut être utilisé pour une raison ou une autre.
Dans ce cas il est avantageux de prévoir des moyens pour
accoupler ledit organe de travail aux moyens d'entraînement
du premier chariot. On évite ainsi de devoir installer un
deuxième système d'entraînement sur la machine.
Pour extraire la tige métalligue dudit trou de coulée,
lorsqu'on veut ouvrir ce dernier, on peut utiliser
avantageusement le moyen d'entraînement du premier chariot.
Ce moyen d'entraînement doit alors être capable d'exercer
aussi un ef$ort important en direction de l'extraction de
la tige. La présente machine comprend dans ce cas des
moyens pour accoupler fermement l'extrémité libre de la
tige audit moyen d'entraînement. Ce dernier retire la tige
du trou de coulée par une mouvement de recul en force,
c'est-à-dire sans produire des vibrations et d'une manière
,~tout à fait silencieuse. Les moyens d'accouplement utilisés
pour l~extraction de la tige peuvent par exemple comprendre
un crochet qui est monté sur ledit premier chariot. Ce
~35 crochet s'engage alor~ à travers ladite ouverture
¦longitudinale du canal de guidage pour prendre appui
2 ~ 9 ~
derriere un épaulement usiné dans l'extrémité libre de la
tige. Il permet d'exercer un effort de traction sur la tige
et de la retirer, au fur et à mesure du recul du chariot
sur l'affût, à travers le canal de guidage en dehors du
trou de coulée. On peut aussi travailler avec plusieurs
crochets s~engageant à travers plusieurs ouvertures
longitudinales réparties autour du canal de guidage. Cette
variante permet de réduire la pression de contact à
supporter par l'épaulement usiné dans la tige.
Pour dégager la tige du trou de coulée on peut
cependant aussi rabattre lesdits moyens de guidage dans une
position latérale par rapport à l'affût. Dans ce cas on
dispose d~un gabarit suffisant dans l'axe de la ti~e pour
utiliser n'importe quel moyen qui permet d'accoupler
fermement l'extrémité de la tige audit moyen d'entraînement
pour lui appliquer une importante force de traction. De
tels moyens sont par exemple des pinces à mâchoires telles
que décrites dans le brevet britannique GB 2,116,898, des
mandrins avec un filet femelle pouvant être vissé sur un
filet mâle u~iné dans l'extrémité libre de la tige, des
mandrins à clavette transversale coopérant avec un méplat
usiné dans l'extrémité de la tige etc.
Il sera aussi apprécié que la présente machine comprend
dans une exécution préférentielle un appui intermédiaire
coulissant sur et déplaçable le long de l'affût, qui permet
de supporter une tige ou un foret en absence du canal de
guidage.
Un écran monté à l'avant de l'affût protège
efficacement la machine contre des éclabous~ures provenant
du ~et sortant du trou de coulée.
D~autres avantages et caractéristiques ressortiront de
la description détaillée d'exécutions préférentielles,
présentées ci-après, à titre d'illustrations et en se
référant aux dessins annexés, dans lesquels:
- la Figure 1 montre une vue de face de l'affût d'une
machine de perçage selon llinvention;
,;-.
- la Figure 2 montre une coupe longitudinale à travers
l'affût de la Figure 1;
- la Figure 3 montre une coupe transversale à travers
l'affût de la Figure 1;
- la Figure 4 montre une coupe longitudinale à travers
le premier chariot supportant le ~oigt;
- la Figure 5 montre une coupe transversale à travers
le premier chariot supportant le doigt;
- la Figure 6 montre une coupe à travers un chariot
supportant un appui intermédiaire sur l~affût;
- la Figure 7 montre, dans une coupe transversale à
travers la machine selon la Figure 1, le montage dans
l'affût du chariot supportant l~appui intermédiaire;
- Les Figures 8 et 9 montrent, dans des vues semblables
aux Figure~ 4 et 5, comment le premier chariot supportant
le doigt peut être utilisé pour entraîner l'organe de
travail;
- Les Figures 10 et 11, respectivement 12 et 13,
montrent dans des vues semblables aux Figures 4 et 5,
comment on peut intégrer une pince à mâchoires pour
l'extraction de la tige dans ledlt premier char~ot
supportant le doigt;
- Les Figures 14 et 15, respectivement 16 et 17,
montrent dans des vues semblables aux Figures 4 et 5, une
variante intéressante d'une pince à crochets pour
l'extraction de la tige du trou de coulée.
Toutes les Figures comportent les mêmes chiffres de
référence pour désigner les mêmes pièces.
Pour la description de l'ensemble de la machine on se
réfère par exemple aux Figures 1 et 2. Ces deux figures
montrent un affût 10 d'une machine de perçage. Cet affût 10
est par exemple supporté à l'extrémité d'un bras porteur
(non représenté) via une pièce centrale 12 solidaire de
l'affût 10. Ce bras porteur peut pivoter de manière
~5 classique et connue autour d'une console (non représentée)
pour déplacer l'affût entre une position de garage et une
. . .
:'
2~8~
position de travail et vice versa. Dans cette position de
travail l'affût 10 p~ut être orienté devant la paroi du
four de façon que son axe longitudinal soit situé dans le
prolongement de l~axe du trou de coulée.
L~affût peut par exemple être formé de plusieurs
poutres ou profilés métalliques soudés ensembles pour
former une sorte de caisson. Ce caisson 14 comporte deux
parois latérales 16, 18 reliées par une tôle supérieure 20
et délimitant une ouverture longitudinale 22 vers le bas.
Dans le caisson 14 est monté au moins une chaîne san~
fin 24. Cette chaîne sans fin 24 est tendue entre une roue
dentée menée 26 montée à l'avant de l'affût 10 et une roue
dentée menante 28 montée à l~arrière de l'affût 10. La roue
menante 28 est entraînée par au moins un moteur 30 fixé sur
l'affût 10. Il s'agit de préférence d'un moteur hydraulique
dont le sens de rotation peut être inversé par un système
de commande adapté.
Dans le caisson 14 coulisse un premier chariot 32 qui
est entraîné par ladite chaîne sans fin 24. Ce premier
chariot 32 est montré plus en détail sur la Figure 4. Il
comporte de chaque côté une paire de galets 34, 36 qui sont
guidés respectivement dans un premier rail 38 et dans un
second rail 40. Ces rails 38, 40, qui ont une section en U
(cf. Figure 5), font partie intégrante des parois
latérales 16, 18 du caisson 14.
Sur le chariot 32 est monté un doigt 42 comportant un
tronc plat q4 qul prolonge le chariot 32 vers le bas à
travers ladite ouverture longitudinale 22 dans le
caisson 14 formant l'affût 10. Ce doigt 42 est de
préférence monté dans le chariot 32 à l'aide d'un axe
cylindrique 46, loqé dans des alésages 48, 50 du chariot 32
et passant par un alésage 52 du tronc 44, de façon à
pouvoir pivoter dans le plan vertical passant par l'axe de
déplacement du premier chariot 32.
Sur la Figure 2 aussi bien que sur la Figure 5, le
doigt 42 est montre dans une position dan~ laquelle il
2 a ~
prend appui avec son extrémité inf~rieure sur une tige de
perçage 54. Cette dernière a été mise en place dans la
machine de perçage pour être enfoncée dans une masse de
boucha~e qui a été préalablement injectée dans le trou de
coulée. L~extrémité inférieure du doigt 42 qui prend appui
sur la tige 54 a la forme dlun bourrelet cylindrique 56 qui
s'étend dans le prolongement de l~axe de la tige 54. Il
sera noté que le doigt 42 possède un prolongement 58 de son
tronc 44 de l'autre côté de l'axe cylindrique 46. Ce
prolongement 58 prend appui sur une surface d'appui 60 du
premier chariot 32 lorsque le bourrelet cylindrique 56 du
doigt exerce une poussée axiale sur l'extrémité de la
tige 54. Dans la position montrée sur la Figure 4 le
doigt 42 peut donc uniquement pivoter dans le sens des
aiguilles d/une montre, c'est-à-dire dans le sens de la
flèche repérée par la référence 62.
La tige est guidée dans un canal 64 formé par un tube
cylindrique 66. Ce tube 66 qui a sensiblement la même
longueur que la tige et un diamètre intérieur légèrement
plus grand que le diamètre de la tige, est constitué de
préférence de deux segments de tube 68, 70 qui sont quasi
symétriques par rapport à un plan passant par l'axe
longitudinal du tube. Chacun de~ deux segments 58, 70 est
supporté par plusieurs bràs coudés 72, 72'. Les bras
coudés 72 supportant le premier segment de tube 68 sont
espacés axialement et fixés sur un tube 74 longeant la
première paroi latérale 16 du caisson 14 formant l~affût
(cf. Figures 1 et 3). Ce tube 74 est monté, par exemple au
milieu et à ses deux extrémités, par l'intermédiaire
d'articulations cylindriques 76 sur cette première paroi
latérale 16, de façon qu'il puisse pivoter autour de son
axe longitudinal. Les bras coudés 74'supportant le deuxième
segment de tube 70 sont montés de façon identique le long
de la parol latérale opposée 18 de l'affût 10. Les éléments
intervenant dans le montage du deuxième ~egment de tube 70
sont repérés par les mêmes numéros de référence que les
.
2~9~
12
éléments de montage du premier segment de tube 68, munis
cependant d'un accent.
Sur la Figure 5 on voit les deux segments de tube 68,
70 dans une position dans laquelle ils sont juxtaposés pour
former le canal de guidage 64. Dans cette position l'axe
défini par ledit canal de guidage 64 est une droite qui est
parallèle à la direction de roulement du premier
chariot 32. Cet axe est plus précisément situé dans le plan
médian longitudinal du premier chariot 32.
Le tube 66 formé par juxtaposition des deux segments de
tube 68, 70 est muni d'une fente longitudinale 78
traversant selon une génératrice radialement sa paroi sur
toute sa longueur. Sur la Figure 5 on voit que cette
fente 78 est tournée vers l'ouverture longitudinale 22 dans
l'affût 10. De cette façon le doigt peut pénétrer avec son
tronc plat 44 à travers la fente 78 à l'intér$eur du
tube 66, dans lequel le bourrelet 56 peut coulisser
librement lorsque le premier chariot 32 est déplacé le long
de l'affût 10. Au niveau du raccord entre le bourrelet
cylindrique 56 et le tronc 44 du doigt, ce derni~r présente
avantageusement un étranglement 80. Cet étranglement 80
permet de limiter la largeur de la fente 78, de façon à
éviter que la tige 54 ne puisse venir se coincer dans la
fente 78 lorsque le doigt 42 exerce une poussée axiale sur
l'extrémité de cette dernière.
Lors de l'enfoncement de la tige 54 dans la mas~e de
bouchage, celle-ci est ainsi guidée sur toute sa longueur,
à l'exception du morceau s'étendant entre la paroi du four
à cuve et l'avant de l'affût 10. Or, la longueur de ce
morceau non guidé est bien inférieure à la longueur
critique pour laquelle un flambement ri~que de se produire.
Il est entendu que des interruptions axiales dudit canal de
guidage ne sont pas non plus gênantes, aussi longtemps que
l'enfoncement en force de la tige 56 dans la masse de
bouchage peut s'effectuer en toute sécurité sans devoir
craindre un flambement aux endroits où la tige métallique
.. . .
2 ~ 6 ~
13
n~est pas guidée. On ne s~écarte par exemple pas de
l'enseignement de la présente invention en définissant
ledit canal de guidage 64 par plusieurs manchons coaxiaux
qui sont espacés axialement d'une distance inférieure à la
longueur critique pour laquelle un flambement risque de se
produire entre deux manchons de guidage successifs.
Sur la Figure 3 les deux segments de tube 68, 70,
définissant le canal 64 lorsqu'ils SOht juxtaposés l~un
contre l'autre, sont montrés écartés l'un de l'autre. Cet
agencement est obtenu par pivotement du tube 74, supportant
par l'intermédiaire des bras coudés 72 le premier segment
de tube 68, et par pivotement du tube 74~, supportant par
l'intermédiaire des bras coudés 72' le second segment de
tube 70, autour de leur axe respectif et dans des
directions opposées. Ce pivotement est avantageusement
realisé par l~intermédiaire d~un ou de plusieurs vérins 82,
84.
Dans l~exécution représentée sur les Figures 1 et 3
chacun des tubes 74, 74' est muni de son propre vérin 82,
84. Ces deux vérins 82, 84 sont arrangés latéralement de
l'affût, à mi-longueur des tubes 74, 74' de façon à être à
l'abrl des éclaboussures de fonte pro~etées en-dehors du
trou de coulée lors de son ouverture. Ils peuvent aussi
être munis d'une cage de protection (non repré~entée) qui
ne gène nullement à cet endroit de l'affût 10. Chacun des
deux vérins 82, 84 est articulé selon les règles de l'art
avec une de ses extrémités sur un support 86 solidaire de
l'affût 10, et avec l'autre extrémité sur un bras de
levier 88, 88' solidaire respectivement du premier tube 74
ou du deuxième tube 74. Sur la Figure 3 le bras de
levier 88, 88~ est un prolongement d'un bras coudé 72, 72'.
On notera qu'une extension des deux vérins 82, 84 provoque
un rapprochement des deux segments de tubes 68, 70, jusqu'à
leur rencontre au niveau du plan médian longitudinal de
l'affût 10. Dans cette position, montrée sur la Figure 5,
les deux vérins poussent les deux segments de tube 68, 70
..
2 ~ ~ 8 ~ ~ ~
14
fermement l~un contre l~autre pour définir le canal de
guidage 64.
Une rétraction des deux vérins 82, 84 provoque un
écartement des deux segments de tube 68, 70 (cf. figure 3)
et l'ouverture longitudinale du canal 64 de façon qu'on
puisse facilement poser la tige 54 dans un des deux
segments de tube. Celui-ci, sur la figure 3 il s'agit du
segment de droite 70, est alors avantageusement muni de
griffes 90 pour supporter la tige 54. Ces griffes 90 sont
espacées axialement, comme montré sur les Figures 1 et 2,
et pénètrent lors de l'assemblage des deux segments de
tube 68, 70 dans des encoches correspondantes 9Z effectuées
dans l'autre segment de tube 68.
Il sera apprécié que les deux segments de tube 68, 70
sont des pièces réalisables à faible coût, à partir de
tubes en acier découpés longitudinalement. Ces segments de
tube sont de préférence fixés de façon démontable sur les
bras coudés 72, 72', par exemple à l'aide de pattes 94
soudées sur les segments de tube et vissées sur le~ bras
coudés 72, 72'. Une telle patte 94 est représentée au
niveau du bras gauche 72 de la fiqure 3. Ce montage permet
de remplacer facilement les segments de tube 72, 72'
lorsqu'ils sont accidentellement endommagés à l'avant de
l'affût 10 par la fonte sortant du trou de coulée.
Sur la figure 3, on voit que l'écartement des deux
segments de tube 68, 70 libère un gabarit en-dessous de
l'affût 10 qui est suffisant pour faire passer un organe de
travail 100. Cet organe de travail 100 comporte usuellement
une foreuse et un percuteur. Sa présence se ~ustifie pour
pouvoir forer, le cas échéant, un trou de coulée a~ec un
foret classique. Tel peut par exemple être le cas lorsqu'on
veut reformer ou déplacer le trou de coulée, ou lorsqu'on
ne peut pas utiliser le procédé de la tige perdue pour une
raison ou pour une autre. L'organe de travail tO0 est muni
d'un mandrin 102 qui peut être accouplé à un foret. A cette
fin, le doigt 42 est pivoté vers le haut c'est-à-dire en
~ i j.
20~3~64
direction de la flèche 62 de la Figure 4 pour permettre
l'introduction du foret dans l~ mandrin. Les segments de
tube 68, 70 sont écartés latéralement pour libérer le
gabarit nécessaire au passage de l'organe de travail 100.
L'organe de travail 100 est monté sur un deuxième
chariot 104 qui coulisse à l'aide de deux paires de
galets 106, 108 dans une paire de rails 110, 112. Ces
derniers sont fixés dans le caisson 14, parallèlement en-
dessous des rails 38, 40 supportant le premier chariot 32.
Ils ont des section en U et sont disposés de façon à guider
le deuxième chariot verticalement et latéralement.
L~organe de travail 100 est avantageusement entraîné
par le même moyen d~entraînement que le premier chariot 32.
A cette fin, le deuxième chariot 104 peut par exemple être
accouplé par des crochets (non représentés) ou tout autre
moyen équivalent au premier chariot 32.
Il sera noté que l'organe de travail 100 pourra aussi
être utilisé pour l'extraction en force de la tige,
lorsqu'il est muni de moyens d'accouplement 102 adéquats
pour s'accoupler à l~extrémité de la tige 54 sortant du
trou de coulée. De préférence le premier chariot 32 est
alors muni d'un organe qui transmet l'effort de traction
directement sur lesdits moyens d'accouplement, de façon à
éviter que la transmission de l'effort de traction se fasse
à travers la mécanique de l'orqane de travail. Cet organe
peut par exemple être une fourche 105 solidaire dudit
prolongement 58 du doigt 42 articulé sur le premier
chariot 32 (cf. figure 4). Lors de l'extraction de la
tige 54, la fourche 105 prend alors appui sur un
épaulement 106 de l'accouplement 102 monté sur l'organe de
- travail 100 pour exercer sur ce dernier une poussée axiale
dans le sens de l'extraction de la tiqe 54. Il sera
remarqué que dans cette position, le doigt articulé 42
butte contre une surface d'appui 108 du premier chariot 32.
Le chariot 104 est simplement poussé devant le premier
chariot 32. L'organe de travail 100 ne doit transmettre
. ~
.
2~56~
16
aucun effort de traction et sert uniquement de support
coulissant pour le moyen d~accouplement 102.
Une variante intéressante pour l'entraînement de
l'organe de travail 100 est montrée sur les Figures 8 et 9.
Sur la Figure 8 on voit que la fourche 105, solidaire du
doigt 42 articulé sur le premier chariot 32, est bloquée
par une tige transversale 132 dans une position verticale
entre l'épaulement 106 à l'arrière de l'accouplement 102 et
un second épaulement 130 à l'avant de l'accouplement 102.
De cette façon la fourche 105 prend appùi sur l'épaulement
avant 130 pour entraîner l'organe de travail 100, lorsque
le premier chariot 32 est déplacé vers l'avant de l'affût,
dans la même direction, et sur l'épaulement arrière 106
pour pousser l'organe de travail 100 devant soi, lorsque le
premier chariot est déplacé vers l'arrière de l'affût .
Sur la Figure 8 on voit par ailleurs que
l'accouplement 102 comprend une cage 134 solidaire avec une
extrémité du chassis de l'organe de travail 100. Dans cette
cage peut tourner librement un organe rotatif 136 solidaire
d~une broche d'entraînement 138 de l'organe de travail 100.
Cette cage 134 définit à l'avant, c'est-à-dire du côté de
son extrémité libre, ledit épaulement 130, sur lequel prend
appui la fourche 105 lors de l~entraînement de l'organe de
travail 100 vers l'avant de l'affût. L'épaulement 106, ~ur
lequel la fourche 105 prend appui lors de l'extraction de
la tige, est quant à lui usiné dans l'organe rotatif 136,
de façon à libérer la broche 138 de tout effort de traction
lors du dégagement de la tige de perçage 54 du trou de
coulée.
On notera que les moyens représentés ~ur la Figure 8
pour rendre solidaire la tige de perçage 54 de
l'accouplement 102, comprennent un filet mâle 140, usiné
dans l'extrémité libre de la tige de perçage 54, et un
filet femelle correspondant, usiné dans l'extrémité avant
de l'organe rotatif 136.
20~8~6~
17
Les Figures 10, 11, 12 et 13 montrent une variante
utilisant pour l'extraction de la tige de perçage 54 une
pince à mâchoires 150. Cette pince à mâchoires 150 est
inté~rée dans le premier chariot 32, sur lequel est
articulé le doigt 42. On remarquera que la pince à
mâchoires 150 doit être munie d~un canal de passage 152
pour la tige de perçage 54, qui est dimensionné de façon à
permettre le passage desdits moyens de guidage lors de
l~opération d'introduction de la tige de perçage 54 à
l'aide du doigt 42 (voir Figures 10 et 11). De cette façon,
la pince à mâchoires 150 peut rester en place sur le
chariot 32 lors de l'opération d'introduction de la tige de
perçage 54 dans la masse de bouchage. Lors de l'extraction
de la tige de perçage 54, les moyens de guidage 68, 70 sont
bien sûr écartés de la trajectoire de la pince, et le
doigt 42 est rabattu vers le haut ~cf. Figures 12 et 13).
La tige peut maintenant être agrippée fermement par des
paires de mâchoires 154 dispo~ées le long dudit canal de
passage 152.
Les Figures 14, 15, 16 et 17 montrent une variante
utilisant pour l'extraction de la tige de perçage 54 une
pince 160 formée de deux crochets 162 et 164 ~uxtaposés et
articulés tous les deux autour d'un axe transversal 166
dans ledit premier chariot 32. Avant de décrire l'opératlon
d'extraction de la tige de perçage 54 à l'aide des deux
crochets 162 et 164, on notera que le crochet 162 comporte
à son extrémité inférieure un bourrelet 56', équivalent
audit bourrelet cylindrique 56 du doigt 42. Ce
bourrelet 56' peut pénétrer dans le canal de guidage 64
pour prendre appui sur l'extrémité libre de la tiqe de
perça~e 54 afin de pousser celle-ci dans la masse de
bouchage. Le crochet 162 remplit en conséquence, lors de
l'opération d'introduction de la tige de perçage 54 dans la
masse de bouchage, le rale du doigt 42 représenté sur les
Figures 4 et 5. Sur la Figure 16, on voit par ailleurs que,
pour l'opération d'introduction de la tige, les deux
~ .
' ' ':
.
2~9gr~5~
18
crochets 162 et 164 so~t bloqués par une butée amovible 168
dans une position rabattue. Dans cette position, ledit
bourrelet cylindrique 56/ se trouve en alignement avec le
canal de guidage 64, et le crochet 164 est complètement
rabattu dans le premier chariot 32. La butée amovible 168
constitue en même temps un contre-appui pour le
crochet 162, lorsque le ~ourrelet cylindrique 56' de ce
dernier prend appui sur l'extrémité de la tige de
perçage 54 pour exercer une poussée axiale sur cette
dernière.
Pour le dégagement de la tige de perçage 54, les moyens
définissant le canal de guidage 64 sont rabattus ~cf.
Figure 14) et la butée amovible 168 est enlevée, de façon
que les crochets 162 et 164 peuvent être engagés derrière
un épaulement 170 solidaire de l'extrémité libre de la tige
de perçage 54. On remarquera gue le crochet 164 est bloqué
dans cette position par une tige transversale amovible 172.
Un vérin pneumatique 174, solidaire du premier
chariot 32 pousse le crochet 162 contre la tige de
perçage 54 et ferme ainsi la pince 160 derrière
l'épaulement 170. Le deuxième crochet 164 est pou-~s& contre
la tige transversale 172 gui qert en conséquence de contre-
appui ou d'élément de réaction à la plnce 160. On notera
que les extrémités des deux crochets 162 et 164 ont
avantageusement la forme de segments annulaire~ épousant
ciraonférentiellement la tige de perçage 54, de façon à
augmenter la surface de contact entre la pince 160 et la
tige de perçage 54, et de réduire ainsi le risque
d'arrachement de l'épaulement 170 lors du dégaqement de la
tlge de perçage 54 du trou de coulée.
Pour pouvolr travailler sanq canal de guida~e 64,
l'affût 10 comporte avantageusement un appui
intermédiaire 110. Cet appui intermédiaire est con~titué
d'un crochet 112 monté sur un troi~ième chariot 114
coulissant à l'aide de deux paire~ de galets 116, 118 dans
les mêmes rails 110, 112 que l'outil de travail 100 (cf.
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2~356~
.9
figures 6 et 7). Ce troisieme chariot 114 est de préférence
lié au premier chariot 32 par l'intermédiaire de deux
tiges 120, 122 qui sont fixées au troisième chariot 114 et
coulissent dans des douilles de guidage 124, 126 du premier
chariot 32 et de l'organe de travail 100. Le but de ces
tiges 120, 122 est de retirer automatiquement l'appui
intermédiaire 110 de l'avant de l'affût vers le milieu de
l'affût, c'est-à-dire de le mettre en sécurité avant que la
tige de perçage 54 ne soit complètement retirée du trou de
coulée. Cet appui intermédiaire 110 est utilisé pour
supporter la tige de perçage retirée du trou de coulée. Ce
même appui 110 peut cependant aussi être utile pour le
montage/démontage d~un foret sur l'organe de travail.
Lorsqu~on travaille avec le canal de guidage, le
crochet 112 de l'appui intermédiaire 1~0 est
avantageusement rabattu vers le haut afin de ne pas gêner
la mise en place desdits moyens de guidage 68, 70. A cette
fin le crochet 112 est monté sur le chariot 114 à l'aide
d'une articulatlon cylindrique 128 et peut être immobilisé
dans la position rabattue par une goupille 129,
respectivement par un moyen équivalent.
Un appui fixe 130 à l'avant de l'affût est de
préférence un appui-écran du genre proposé dans la demande
de ~revet européen EP 0 064 644. Celui-ci comporte deux
volets montés à l'avant de l'affût 10, c'est-à-dire en face
du trou de coulée lorsque l'affût est en position
opérative. Ces volets peuvent pivoter entre une position
ouverte, facilitant la saisie de la tige de perçage 54 en
vue du dégagement de celle-ci du trou de coulée et une
position fermée, dans laquelle ils définissent un support
de la tige 54 et un bouclier de protection contre les
éclaboussures provenant du jet sortant du trou de coulée
lors de l'ouverture de ce dernier.
Il sera noté que la machine de perçage selon la
présente invention peut aussi être réalisée avec d'autres
moyens d'entraînement qu'un moteur hydraulique entraînant
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une chaîne sans fin. On peut par exemple utiliser
différents types de vérins, entre autres un vérin
télescopique ou un vérin de course C qui agit sur le
chariot 32 par l'intermédiaire d~un multiplicateur de
course pour le déplacer sur une distance 2C le long de
l'affût. Un autre système d~entraînement possible est un
système vis-écrou, dans lequel l'écrou est fixe en rotation
et la vis qui s'étend le long de l'affût, est fixe en
translation. Une rotation de la vis entraîne en conséquence
la translation de l'écrou. Cet écrou peut directement
supporter le doigt 42 ou bien entraîner le premier
chariot 32 supportant le doigt 42.
Il est en effet évident que le doigt 42 ne doit pas
nécessairement être monté sur un chariot 32 qui coulisse
dans des rails dans le caisson 14 formant l'affût 10. Tout
moyen de guidage permettant de maintenir le doigt 42 dans
l'axe de la tige lorsqu'il est déplacé le long de l'affût
est à considérer au sens de la présente invention comme un
moyen parfaitement équivalent au ~ystème chariot/rail~.
Dans certains cas il est même parfaitement envisaqeable gue
le doigt 42 soit directement monté sur le moyen
d'entra;nement même. Dan~ ces cas il eQt parfaitement dans
l'esprit de la présente invention d'assimiler audit premier
chariot 32 les moyens utilisés pour rendre solidaire le
doigt 42 dudit moyen d'entraînement. Au sens de la présente
invention le terme "chariot" désigne, par conséquent, de
façon la plus générale une pièce de machine qui supporte et
déplace un autre élément de machine.
Il sera aussi noté que l'exécution des moyens de
guidage, telle que décrite ci-avant, n'e~t qu'une exécution
préférentielle. Il e~t parfaitement possible de prévoir
d'autres solutions qui permettent de définir un canal de
guidage 64 de la tige métallique 54 coaxial à l'axe du trou
de coulée et dans lequel le doigt 42 peut pénétrer pour
pousser la tige 54 dans la masse de bouchage, sans pour
autant s'écarter de l'enseignement de la présente
:~;
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invention. Il en est d~ailleurs de même des moyens de
support pour supporter lesdits moyens de guidage.
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