Brevet FR2406488A1 — publié le 19790518

La présente invention concerne une botte à noyau et, plus particulièrement, une botte à noyau destinée à la fabrication de moules en sable pour la soudure de pièces mé- talliques, notamment pour la soudure aluminothermique de rails. On connatt déjà des bottes à noyau pour la fabrication de moules en sable, notamment de moules pour la soudure aluminothermique de rails. Ces bottes sont géndralement fabriquées en bois ou en métal moulé et sont usinées avec précision pour que leur forme intérieure permette d'obtenir un moule ayant les formes et les dimensions désirées. On utilise habituellement de telles bottes en y introduisant un mélange à base de sable, en procédant ensuite au durcissage du mélange, par exemple par insufflation de dioxyde de carbone ou par chauffage dans le cas où le mélange de sable contient en outre un durcisseur, puis au démoulage et au séchage du moule ainsi obtenu. Du fait des précisions d'usinage requises, ces bottes à noyau sont d'un coût de revient très élevé. De plus, étant donné que ces bottes conviennent chacune à la fabrication d'un seul type de moule, il est nécessaire de disposer à chaque fois d'une botte à noyau différente pour chaque moule.Ceci constitue un sérieux inconvénient dans le cas notamment des moules pour la soudure aluminothermique des rails de chemin de fer du fait du nombre considérable de profils de rails différents. En outre, du fait que, après démoulage de la bofte à noyau, il est nécessaire de laver et de tremper la botte dans l'eau pour éliminer les dépôts restant à l'intérieur de la botte à noyau, les bottes à noyau réalisées en bois ne permettent pas d'assurer un usage prolongé étant donné que le bois ne peut supporter des lavages et trempages répétés. La présente invention vise à éviter de tels inconvé- nient s en proposant une bofte à noyau dont tous les éléments constitutifs peuvent être obtenus à partir d'un même profilé de forme déterminée et qui peut être adaptée aux dimensions voulues sans nécessiter de travaux d'usinage ontreux. Elle vise en outre à réaliser une botte à noyau dont la géométrie peut être adaptée aux dimensions voulues tout en permettant d'obtenir automatiquement des parois intérieures dont la pente présente la dépouille nécessaire au démoulage du moule en sable. Elle vise en outre à réaliser une boitte à noyau qui puisse supporter des lavages et trempages à l'eau répétés sans subir de dommages. La botte à noyau de l'invention est une botte de forme généralement parallélépipédique aux parois latérales en dépouille dont les quatre parois latérales et la paroi de fond sont obtenues par découpe d'un profilé extrudé, par exemple en aluminium, dont la section droite affecte la forme générale d'un E et comporte une gme dont une des faces est lisse et est destinée à constituer les parois intérieures de la botte et dont l'autre face porte deux branches d'extrémité et une branche intermédiaire, les deux branches d'extrémité constituant des faces d'appui parallèles orientées de telle manière que lorsque le profilé repose par l'une desdites branches d'extrémité sur une surface horizontale, la paroi lisse constitue une paroi en dépouille. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, les parois latérales sont constituées par quatre tronçons d'un profilé en E et la paroi de fond est constituée par un tronçon d'un profilé en U obtenu par découpe longitudinale du profilé en E et assemblé par vissage entre les quatre tronçons de profilé en E constituant les parois latérales de la botte. Dans un second mode de réalisation de l'invention, les parois latérales sont constituées par quatre tronçons d'un profilé en E et la paroi de fond est constituée par un tronçon du profilé en E assemblé par vissage sous les faces inférieures d'appui des quatre tronçons de profilé en E constituant les parois latérales. Dans ces deux modes de réalisation de l'invention, les parois latérales de la bofte sont assemblées entre elles par vissage. La branche intermédiaire du profilé en E servant à former les parois de la botte à noyau de l'invention comporte deux faces non parallèles formant chacune un angle de dépouille avec un plan normal à la face lisse de l'me du profilé en E. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la branche intermédiaire du profilé en E est disposée de manière à être plus proche de l'une des branches d'extrémités que de l'autre et la découpe longitudinale du profilé en E selon un plan contenant la face de la branche intermédiaire qui est en regard de la branche d'extrémité la plus proche permet d'obtenir un profilé en U servant à constituer la paroi de fond de la botte, dans le cas du premier mode de réalisation précité. La botte à noyau de l'invention comporte, de façon en soi connue, au moins un noyau-modèle fixé de façon amovible ou inamovible à l'intérieur de la botte. De plus, la paroi de fond est percée de plusieurs orifices servant à la mise en place de filtres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture du complément de description qui va suivre à propos de plusieurs modes de réalisation de l'invent ion, cités uniquement à titre illustratif, et en référence aux figures du dessin annexé, sur lesquelles la figure 1 représente une vue en perspective d'une botte à noyau selon l'invention ;; la figure 2 représente la section droite du profilé en E utilisé dans la réalisation de la botte à noyau de la figure 1 la figure 3 représente une vue en coupe de la botte à noyau de la figure 1 la figure 4 représente une vue de dessus de la botte i noyau de la figure 1 la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 3 montrant une autre disposition de la paroi de fond de la botte & BR la figure 6 représente une vue d'extrémité avec coupe partielle d'un autre mode de réalisation d'une botte à noyau selon l'invention, dans laquelle la paroi de fond est constituée par un profilé en E ; et la figure 7 représente une vue en coupe prise selon la ligne VII-VII de la figure 6. La botte à noyau représentée sur les figures 1, 3 et 4 est une botte de forme généralement parallélépipédique comportant quatre parois latérales 10, 12, 14 et 16 et une paroi de fond 18. Les parois 10, 12, 14 et 16 sont obtenues par découpe d'un profilé extrudé, par exemple en aluminium, dont la section droite affecte la forme générale d'un E et est représentée à la figure 2. Le profilé en E représenté à la figure 2 comporte une âme 20 dont une des faces, à savoir la face 22, est lisse et est destinée à constituer les parois intérieures de la botte à noyau et dont l'autre face, à savoir la face 24, porte deux branches d'extrémité 26 et 28 et une branche intermédiaire 30. Les branches d'extrémité 26 et 28 constituent des faces d'appui 32 et 34 parallèles entre elles et formant un angle Or par rapport à un plan normal à la face lisse 22 du profilé. Cet angle Q: correspond à l'angle de dépouille de la botte à noyau et est égal à 3 dans la réalisation représentée sur le dessin. Il en résulte que lorsque le profilé repose sur une surface horizontale par la face d'appui 32 qui correspond à la branche d'extrémité la plus éloignée de la branche intermédiaire, la paroi lisse 22 constitue alors une paroi en dépouille présentant l'angle précité, par rapport à un plan vertical. La branche intermédiaire 30 du profilé en E comporte deux faces non parallèles 36 et 38 formant respectivement un angle de dépouille et un angle de dépouille p avec un plan normal à la face lisse 22 du profilé. La branche intermédiaire 30 du profilé en E joue deux rôles essentiels : elle permet d'une part d'assurer le renforcement du profilé et d'autre part d'obtenir un profilé en U par découpe longitudinale du profilé en E. On remarquera sur la figure 2 que si l'on découpe longitudinalement le profilé en E selon un planXYcontenantla face 36 de la branche intermédiaire, qui est en regard de la branche d'extrémité 28 la plus proche, on peut alors obtenir un profilé en U servant à constituer la paroi de fond 18 de la botte (cf. figure 3). Lorsque le profilé en U précité est disposé de telle manière que ces deux branches soient tournées vers le bas, comme représenté à la figure 3, les faces extérieures des deux branches du profilé en U, qui correspondent aux faces 32 et 36 de la figure 2, définissent deux plans présentant chacun un angle de dépouille par rapport à un plan normal à l'âne du profilé. On remarquera que les faces intérieures respectives 40 et 42 des branches d'extrémité 26 et 28 sont également inclinées, mais essentiellement dans le but de renforcer les branches d'extrémité. Comme indiqué précédemment, les parois 10, 12, 14 et 16 de la boîte à noyau sont obtenues par découpe du profilé en E représenté sur la figure 2. Les parois 10 et 12 sont identiques de même que les parois 14 et 16. Les parois 10, 12, 14 et 16 présentent une forme en trapèze isocèle dont la petite base est destinée à être orientée vers le bas et dont les côtés non parallèles sont obtenus par découpe transversale, non à angle droit, du profilé en E de manière que les côtés non parallèles présentent chacun un angle de dépouille par rapport à un plan normal aux deux bases parallèles du trapèze. Les parois 10 et 12 sont vissées par leurs extrémités sur les tranches des côtés non parallèles des parois 14 et 16. En se référant à la figure 1, la paroi 12 est fixée sur la paroi 14 par trois vis 44, 46 et 48 et sur la paroi 16 par trois vis 50, 52 et 54. La paroi de fond 18 est assemblée par vissage entre les quatre parois latérales 10, 12, 14 et 16. Comme il apparaît sur la figure 1, la paroi de fond 18 est fixée sur la paroi 12 au moyen de trois vis 56, 58 et 60 et sur la paroi latérale 16 au moyen d'une vis 62. De même, la paroi de fond 18 est fixée sur la paroi 10 au moyen de trois vis et sur la paroi 14 au moyen d'une vis. Comme il apparatt sur la figure 4, la paroi de fond 18 est pourvue d'une pluralité d'orifices, tels 64, formés chacun par un alésage cylindrique supérieur et un alésage cylindrique inférieur de diamètre plus petit que l'alésage cylindrique supérieur. Ces orifices 64 sont destines à recevoir des filtres permettant le passage d'air ou de gaz lors du remplissage de la botte à noyau ou du durcissement du sable après moulage. La figure 5 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la paroi de fond 118, correspondant à la paroi de fond 18 précitée, est vissée le plus bas possible entre les parois 10 et 12 dans le but à la fois d'augmenter la hauteur intérieure de la botte à noyau et la largeur intérieure de la botte à noyau. On remarquera que, dans ce but, les branches en U de la paroi de fond 118 ont été tronquées pour permettre d'abaisser au maximum la paroi de fond 118. Dans la réalisation représentée sur les figures 6 et 7, la paroi de fond 218 est constituée par un profilé en E analogue à celui constituant les parois latérales 10, 12, 14 et 16. Ce profilé en E est vissé sous les faces inférieures d'appui des profilés en E constituant les quatre parois latérales. Dans ce mode de réalisation, la paroi de fond 218 est fixée au moyen de quatre vis sur la paroi 12, de quatre vis sur la paroi 14, d'une vis sur la paroi 16, et d'une vis sur la paroi 18. Les extrémités opposées de la paroi de fond 218 sont munies respectivement de deux plaques 66 et 68 fixées au moyen de vis telles 70 et 72 de manière à constituer un caisson à la partie inférieure de la botte à noyau. A l'intérieur de la botte à noyau ainsi constituée, on disposera bien entendu au moins un noyau modèle monté de façon amovible ou inamovible pour conférer au moule en sable la forme désirée. Ainsi, dans le cas de moules destinés à la soudure aluminothermique de rails, on fixera sur la paroi de fond du moule une empreinte correspondant à une demi-section de rail. Cette empreinte pourra être réalisée en une matière quelconque, par exemple en métal ou en une matière synthétique et être fixée sur la paroi de fond par vissage. Par ailleurs, dans un tel cas, le moule pourra être muni d'une empreinte amovible en forme de barreau cylindrique destinée à former, à l'intérieur du moule en sable, un évidement destiné à constituer une pipe pour permettre la remontée du mélange aluminothermique versé dans le moule en sable. On comprendra que la botte à noyau de l'invention peut être adaptée aux dimensions voulues en faisant appel uniquement à des techniques simples de sciage et de fraisage, sans nécessiter d'opération d'usinages de précision. La botte à noyau ainsi obtenue pourra être équipée de noyaux-modèles convenant à la forme que l'on désire conférer au moule en sable. La botte à noyau de l'invention s'utilise de manière classique en ce sens que, après bourrage de la botte avec un mélange à base de sable approprié, on procède ensuite au séchage du mélange puis à l'extraction du moule en sable ainsi obtenu. Dans le cas où le séchage est effectué par insufflation de dioxyde de carbone depuis le haut de la botte à noyau vers le bas, le dioxyde de carbone s'échappera au travers des filtres prévus dans les orifices de la paroi de fond de la botte à noyau. Du fait que la paroi de fond est constituée soit par un profilé en U, soit par un profilé en E, dont les branches sont dirigées vers le bas, le dioxyde de carbone pourra s'écouler librement dans le milieu ambiant extérieur après sa sortie des filtres. Dans le cas où les deux extrémités de la paroi de fond sont munies chacune d'une plaque (cf. figures 6 et 7), ces deux plaques seront avantageusement munies d'orifices pour permettre l'évacuation du dioxyde de carbone. On comprendra donc que la construction même de la paroi de fond offre l'avantage de permettre l'échappement du dioxyde de carbone par le fond de la botte à noyau, même dans le cas où cette dernière repose à plat sur une surface parfaitement horizontale, ce qui tétait pas le cas des bottes à noyau de la technique antérieure. D'autre part, la paroi de fond permet après extraction du moule en sable et lavage et trempage de la botte à noyau de vérifier facilement par un simple examen au jour si les filtres ne sont pas obstrués par des dépôts de mélange de sable restants. REVENDICATIONS 1. Boite à noyau destinée à la fabrication de moules en sable pour la soudure de pièces métalliques, en particulier pour la soudure aluminothermique de rails de chemin de fer, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par une botte de forme généralement parallélépipédique aux parois latérales en dépouille dont les quatre parois latérales et la paroi de fond sont obtenues par découpe d'un profilé extrudé, par exemple sn aluminium, dont la section droite affecte la forme générale d'un E et comporte une âme dont une des faces est lisse et est destinée à constituer les parois intérieures de la botte et dont l'autre face porte deux branches d'extrémité et une branche intermédiaire, les deux branches d'extrémité constituant des faces d'appui parallèles orientées de telle manière que lorsque le profilé repose par l'une desdites branches d'extrémité sur une surface horizontale, la paroi lisse constitue une paroi en dépouille. 2. Botte à noyau selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les parois latérales sont constituées par quatre tronçons d'un profilé en E et que la paroi de fond est constituée par un tronçon d'un profilé en U obtenu par découpe longitudinale du profilé en E et assemblé par vissage entre les quatre tronçons de profilé en E constituant les parois latérales de la botte. 3. Botte à noyau selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les parois latérales sont constituées par quatre tronçons d'un profilé en E et que la paroi de fond est constituée par un tronçon du profilé en E assemblé par vissage sous les faces inférieures d'appui des quatre tronçons de profilé en E constituant les parois latérales. 4. Botte à noyau selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les deux extrémites de la paroi de fond sont munies chacune d'une plaque de manière à constituer un caisson à la partie inférieure de la botte à noyau. 5. Botte à noyau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les parois latérales de la botte sont assemblées entre elles par vissage. 6. Botte à noyau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la branche intermédiaire du profilé en E comporte deux faces non parallèles formant chacune un angle de dépouille avec un plan normal à la face lisse de l'ame du profilé. 7. Boîte à noyau selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la branche intermédiaire du profilé en E est disposée de manière à être plus proche de l'une des branches d'extrémité que de l'autre et que la découpe longitudinale du profilé en E selon un plan contenant la face de la branche intermédiaire qui est en regard de la branche d'extrémité la plus proche permet d'obtenir un profilé en U servant le cas échéant à constituer la paroi de fond de la botte. 8. Botte à noyau selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins un noyaumodèle fixé de façon amovible ou inamovible à l'intérieur de la bofte. 9. Botte à noyau selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que la paroi de fond est percée d'orifices servant à la mise en place de filtres.