Brevet FR2374127A1 — publié le 19780713

La présente invention concerne le positionnement longitudinal des moules réfractaires sur les joints des rails de chemins de fer pour leur soudage par aluainothermie. Cette définition simplifiée, qui se réfere à une application industrielle fréquentesne limite aucunement le domaine d'utilisation de l1in- ventionslaquelle s'applique aux moules réfractaires utilisés pour le soudago des joints de tous profilés lourds au moyen d'un bain de fusion obtenu par aluminothermie ou tout autre procedé.La même invention s'applique également aux noyaux, considérés co e des éléments de moules,éventuellement utilisés pour le soudage des joints de profilés creux. flans la soudure des joints par bain de fusion,l'apport de métal à l'état liquide s'effectue dans un moule enveloppant les abouts des barres et comportant le cas échéant un noyau(cas des profilés creux). Les empreintes du meule et du noyau donnent sa forme à la masse finale de la soudure dont la section essentielle doit occuper précisément la lacune réservée dans le joint pour une répartition convenable du bain de fusion. La qualité finale d'une telle soudure impose doncsentre autres, deux impératifs d'exécution:l'ouverture minimum admissible de la lacune et l'alignement sur celle ci de la section essentielle de la soudure c'est à dire de l'empreinte correspondante du moule et,le cas échéant,du noyau. Les moules et noyaux utilisés sont constitués de matières analogues à celles traditionnellement employées en fonderie, matières dont certaines n'offrent qu'une faible cohésion intrinsèque mais il est connu de confeo- tienner ces moules et noyaux en plusieurs éléments préfabriqués, sur modèles, contitués de matières appropriées, solidifiées de manier à leur donner une cohésion et une résistance intrinsèques de la nature de celles des briques cuites. C'est à des moules et noyaux de cette nature ou d'autre nature et de résistance équivalente ou supérieuresdésignés dans la présente rédaction sous le terme "moules durs" que l'invention peut être appliquée. Dans l'état actuel de la techniquesles éléments des moules durs sont montés et maintenus sur les profilés au moyen d'accessoires appropriés lesquels, non plus que les meules eux mOies,ne comportent de dispositif assujettissant le montage longitudinal à la lacune; le réglage précis en est ainsi laissé à ltappréciation de l'opérateur avec tous les inconvénients consécutifs, En effet:d'une part,la hutte ou la négligence peuvent conduire à opérer avec une lacune insuffisante;d' autre part,l 1alignement optimum de la lacune et de l'empreinte correspondante est aléatoire,la disposition des pièces gênant la vision directe. Le dispositif suivant l'invention permet d'éliminer ces incon sénients.Avec celui ci,en effet:d'une part, le montage du moule ou du noyau n'est possible qu'avec l'insertion obligatoire dans la lacune,d'un calage dont la largeur déterminée impose une ouverture minima de celle ci;d'autre part, cette insertion du calagesdisposé suivant la section convenable des empreintes, garantit l'alignement de cette section sur la lacune. Le dispositif objet de l'invention s'applique généralement aux moules durs enveloppant le contour extérieur des profils à souder.Il s'appli- que avec les axes caractéristiques aux noyaux durs réservant le contour intérieur des profilés creux. Pour les moules enveloppant les contours extérieurs des profilés,le dispositif comporte un calage assujetti au,moule ou aux éléments de moule formant la cavité du bain de fusion auteur des abouts de deux barres à sou- der.Ce calage comporte une ou plusieures cales en saillie sur les empreintes de moulage de manière à emerger dans le contour du profil des barres à sou dersen outresil est implanté suivant la section essentielle de la cavité de fusion, section correspondant à la lacune entre barres et il a une largeur déterminée dans le sens correspondant à l'ouverture de la dite lacune. Il résulte simultanément de ces dispositions que le calage émergeant ntautorise la mise en place du moule ou des éléments de moule qu'à la condition de s'instrer dans la lacune entre profilssimposant ainsi un position nement longitudinal optimum de la cavité de fusion et une ouverture suff i- sante de la lacune. Il en résulte également qu'en donnant au calage une nature et une section appropriées il formera entre les abouts une butée susceptible de maintenir l'ouverture minimum de la lacune vis à vis des déplacements rela- tifs des barres tendant à resserrer le joint. Selon une réalisation de l'invention, le calage est constitué par une cale unique émergeant en un point quelconque du contour du profil. Selon une autre réalisation de l'iusentionsle ealage est constitué par plusieurs cales émergeant en divers points du contour du profil. Pour les noyaux réservant le conteur intérieur des profilés creux, le dispositif est identique. Dans ce cas il résulte alors simultanément des mes dispositions que le calage émergeant forme butée entre les abouts des profilés lors de leur rapprochement pour emprisonner le noyau, imposant le positionnement longitudinal optimum de son empreinte et une ouverture minimum de la lacune. Il en résulte également dans des conditions analogues à celles des moules ci avant,la même propriété de maintenir l'ouverture de la lacune. Selon des réalisations également analogues à celles des mouleosle calage des noyaux est constitué d'une ou plusieurs cales. La présente invention est plus explicitement exposée dans la description qui suit et qui se réfère aux dessins des trois planches annexées, lesquelles illustrent,à titre d'exemple, plusieures réalisations de l'inventien qui n'en limitent aucunement les applications. Il est précisé que, dans tous les dessins, les accessoires extérieurs de maintien en place des ensembles de moulage ne sont pas figuréssleurs dispositions et celles de ltinvention ètant réciproquement indépendantes. Les figures I.2.3 de la planche I se réfèrent à une application sur un joint entre deux profilés de section rectangulaire dont le soudage fait appel à deux éléments de moule symétriques, jointifs, enveloppant la totalité de la cavité de moulage. La figure 2 représente la vue en plan du dispositif de moulage monté sur le joint;la figure I représente une coupe verticale suivant a.b du plan de la figure 23la figure S représente la vue perspective du même dispositif en limitant cette représentation à un demi moule,le second étant supposé enlevé pour laisser soir l'agencement intérieur du premier. Les figures I-et 2 montrent les deux demi moules symétriques I et a jointifs suivant le plan 3 et enveloppant dans une cavité de moulage ed les abouts 6 et 7 des profiléstséparés par la lacune 8.Les cales 9 et IO,solidaires respectivement des demi moules I et a et émergeant dans la cavité de moulage 15 se trouvent alors insérées entre les abouts ss et 7 des profilés, ce qui impose à la lacune 8 une ouverture suffisante pour admettre cette insertion. La figure 3 montre, avec les références correspondantes, l'agencement intérieur du demi moule I avec sa demi cavité de moulage 4,les abouts 6 et 7 des profilés séparés par la lacune 8 dans laquelle est insérée la cale 9 solidaire du demi moule I. Il est bien évident,d'une part,qu'en donnant aux cales 9 et IO une largeur prédéterminée suivant les éxigences géométriques du soudageson im- posera le respect d'une ouverture minimum de la lacune 8 et quo,d'autre part l'ensemble du dispositif de moulage sera assujetti à des limites de posi- tionnement longitudinal par rapport à la dite lacune,los cales 9 et IO for mant butées des meules entre les abouts 6 et 7. Les figures I.2.3 de la planche II se réfèrent à une application sur un joint de rails de chemin de fer dont le soudage fait appel à deux éléments de moule latéraux et symétriques,jointifs par le haut et assemblés à leur base sur un troisième élément en forme de semelle, constituant le fend de la cavité de moulage. La figure s représente la vue en plan du dispositif de moulage monté sur le joint; la figure I représente une coupe verticale suivant a.b du plan de la figure 2; la figure 3 représente la vue perspective du même dispo- sitif en limitant cette représentation à un élément latéral et à la semelle, le second élément latéral étant supposé enlevé pour laisser soir l'agencement intérieur des autres parties et l'about de l'un des rails étant figuré en trait tirette pour la même raison. Les figures I et 2 montrent les deux éléments I et 2 jointifs sui- vant le plan 3 assemblés à leur base sur la semelle 4 le tout enveloppant dans une cavité de moulage 5-8-7-8 les abouts 12 et I3 des rails séparés par la lacune I4.Les cales supérieures 9 et IO,solidaires respectivement des éléments I et 2 et émergeant dans la cavité de moulage 5-8 se trouvent alors insérées entre les abouts des rails dans la partie haute de la lacune.Do plus une cale Il émergeant de la semelle dans le même alignement transversal se trouve simultanément insérée dans la partie inférieure de la lacune. La figure 3 sontresavec les références correspondantes llagencerent intérieur de l'élément I et de la semelle 4, ainsi que la partie 5-6-7 de la cavité de moulage et les cales 9 et Il interposées dans la lacune I4 entre les abouts 12 et 13 des rails. I1 est encore évident que lton retrouve,dans l'application qui vient entre décrite à titre de deuxième exemple, les propriétés géométriques de l'invention,aaaiegues à la précédente. Les formes parallélépipèdiques des cales supérieures et cylindrique de la cale inférieure ont le caractère d'une simple représentation, le choix et la distribution des formes de cales restant, dans l'étendue de la présente invention, appropriées à ses diverses applications. Les figures I et 2 de la planche III se réfèrent à une application de l'invention sur un noyau inclus dans un joint à souder entre profilés croux,les dites figures excluant la représentation du moule enveloppant er térieur. La figure I représente la qe longitudinal du joint avec son noyau, les profilés seuls étant supposés coupés suivant le plan vertical passant par leur axe longitudinal. La figure I montre le noyau I introduit dans les profilés creux par rapprochement de leurs abouts 2 et 3.Ces abouts venant buter respectivement contre les cales 4 et 5 solidaires du noyau I et diamétralement opposées dans l'alignement de son empreinte de moulage 6, il en résulte que la largeur des dites cales détermine l'ouverture de la lacune 7 et son alignement sur l'empreinte de moulage. La figure 2 représente, avec les références correspondantes,une vue perspective du dispositif, le noyau étant supposé visible avec le tracé en tireté des contours essentiels des profilés. Cette application décrite à titre de troisième exemple réalise donc bien encore les propriétés géométriques de l'invention analogues aux précè- dentes. Au surplus,l'invention s'applique parfaitement à la combinaison d'un tel noyau et du dispositif de moulage destiné à envelopper la forme exté- rieure de la soudure. En effetsun noyau étant monté conne il vient d'être dit et la butée des abouts sur ses cales de largeur "L", déterminant l'ouverture égale"L" de la lacune,le positionnement rigoureux du dispositif de moulage extérieur résultera de l'emploi dans ce dispositif,suivant l'inventiofl,de cales de largeur "L-E" qui s'inséreront dans la lacune de largeur "L",la distribution réciproque des cales du noyau et du dispositif de moulage enveloppant étant appropriee. R E V E N D I C A T I O N S I.-Dispositif pour le positionnement longitudinal optimum, sur le joint à souder,des moules et noyaux préfabriqués en matière dure, utilisés pour le soudage bout à boutspar bain de fusionsdes barres de profilés métalliques quelconques et de rails de chemin de fer; caractérisé par le fait qu'il comporte une ou plusieures cales assujetties à un moule ou à un noyau durs,faisant saillie sur la section essentielle de ses empreintes de moulage de manière à émerger dans le contour du profil des barres à souder et à pénétrer ainsi dans la lacune du joint entre les abouts de ces barres. 2.-Dispositif suivant la revendication Iscsractérisé par le fait que la ou les cales sont assujetties an moule ou au noyau soitlors de sa préfa- brication, par un enracinement direct dans Fa matière constitutivegsoit ulté- rieurement par scellement ou simple insertion dans des logements ou des alvoles réservés à cet effet,la forme de la partie enracinée,scelle'e ou inserée étant éventuellement fonction de la conformation interne des meules et noyaux. 3.-Dispositif suivant la revendication I,caraetérisé.par le fait que la partie de la ou des cales émergeant dans le contour du profil des barres à souder a,dans le sens correspondant à l'ouverture du jointsune dimension ohoisie qui impose une valeur minimum de la lacune dans laquelle elle doit pénétrer. 4.-Dispositif suivant la revendication I, caractérisé par le fait que la ou les cales sont de nature fusible susceptible de s'incorporer au bain de fusion qui enveloppe leur saillie, soit pour compléter sa masse si on les choisit de mEme constitution; soit pour compléter sa composition si on les choisit de constitution appropriée. 5.-Dispositif suivant la revendication 3caractérisé par le fait que la ou les cales d'épaisseur déterminée et de nature appropriée une fois insérées dans la lacune entre deux abouts de barres constituent, entre ces abouts,une double butée limitant leur rapprochement intempestif à la valeur de l'épaisseur déterminée. Ô.-Dispositif suivant la revendication 5,caractérisé par le fait que dans un assemblage d'éléments de roulagesltun d'entre eux est équipé d'une ou plusieurs cales de largeur 'LII choisie, lesquelles insérées en premier lieu entre les abouts constituent une double butée limitant la lacune à la valeur choisiegles autres éléments étant équipés de cales de largeur "L-" permettant leur insertion ultérieure dans la lacune de largeur "L".