Brevet FR2708499A1 — publié le 19950210

Dispositif de soudage pour souder un profil de soudage dans une rainure de soudage. La présente invention concerne un dispositif de soudage pour souder un profil de soudage dans une rainure de soudage interne d'un tire-fort, composé d'éléments profiLés creux emboîtés et qui assemble notamment entre elles des sections de membrane disposées dans un rideau souterrain, sous forme de barrage hydraulique, ce dispositif se composant d'un chariot mobiLe dans l'élément profilé interne, dans le sens longitudinal de ce dernier, avec un dispositif de chauffage et un dispositif de compression pour le profil de soudage. Un tire-fort composé d'éléments profilés creux emboîtés, connu par la publication DE 36 37 298 C2, assemble entre elles les sections de membrane ajustées dans un rideau souterrain, sous forme de barrage hydraulique. Pour obtenir une fermeture étanche aux liquides de la fente, comprise entre les éléments profilés interne et externe, une rainure est d'abord pratiquée sur la longueur du tire-fort à l'aide d'un dispositif d'entaillage, cette rainure traversant l'élément profilé interne et s'étendant jusqu'à la paroi de l'élément profilé externe. Cette rainure de soudage en- taillée est ensuite préchauffée et garnie d'un profil de soudage, porté à La température de soudage. IL s'est avéré que le chauffage régulier du profil de soudage et de la rainure de soudage, requis pour obtenir un soudage étanche aux Liquides, était difficilement maîtrisable. La mise en place correcte du profil de soudage au point bas de la rainure de soudage est notamment problématique. L'invention vise à perfectionner un dispositif de soudage du type décrit, de manière à garantir d'une manière simple une mise en place correcte du profil de soudage dans la rainure de soudage, ainsi que son soudage sans défaut dans la rai- nure. Cet objectif est atteint, conformément à l'invention, par un dispositif de serrage, maintenant l'extrémité inférieure, apLatie de préférence, du profil de soudage et disposé en arrière du dispositif de chauffage et du dispositif de compression dans le sens de soudage, le profil de soudage étant guidé du dispositif de chauffage dans le dispositif de serrage par l'intermédiaire d'un membre de pression du dis- positif de compression. Cet agencement garantit une fixation fiable du profil de soudage sur le membre de pression, de sorte qu'une mise en place correcte, exactement adaptée, de l'extrémité infé- rieure du profil de soudage dans la rainure de soudage est assurée, lorsque le point de départ est atteint. Le dispositif de serrage et le dispositif de compression sont de préférence couplés en position, dans le sens d'un desserrage du dispositif de serrage lors de l'application du dispositif de compression, de sorte que, lorsque l'extré- mité du profil de soudage est enfoncée dans la rainure de soudage, le dispositif de serrage dégage l'extrémité infé- rieure du profil de soudage, le dispositif de soudage pou- vant être alors déplacé à la vitesse d'avance adéquate, et le profil de soudage plastifié être enfoncé et soudé dans la rainure de soudage. Dans un perfectionnement de l'invention, le dispositif de chauffage, réalisé sous forme de source d'air chaud, alimen- te une gaine d'air chaud débouchant dans la rainure de soudage, cette gaine s'élargissant de préférence en forme d'entonnoir en direction de la rainure de soudage, dans le sens d'écoulement. Le profil de soudage est guidé Le long de la paroi de la gaine d'air chaud en direction du membre de pression, ce profil se situant notamment à la transversale du sens d'écoulement de l'air chaud pénétrant dans la gaine d'air. Ce guidage du profil de soudage garantit son chauffa- ge suffisant à la température de soudage, l'air chaud, balayant le profil de soudage, s'échappant dans la rainure de soudage et chauffant également ses parois à la tempéra- ture de soudage. Dans une configuration préférentielle de l'invention, la gaine d'air chaud est réalisée dans une garniture de carter isolante, la garniture de carter présentant de préférence un canal de guidage pour le profil de soudage, qui débouche dans la gaine d'air chaud, et la section d'entrée du canal de guidage étant délimitée par la garniture de carter et par la paroi du carter du chariot. La gaine d'air chaud et le membre de pression, le dispositif de serrage également, de préférence, se situent en arrière d'une fenêtre de carter commune. Dans une solution judicieuse, un membre de contre-pression, qui peut s'appliquer sur l'élément profilé interne au tra- vers d'une fenêtre de carter, est diamétralement opposé au membre de pression par rapport à l'axe longitudinal du carter. Il est avantageux que Le membre de pression et le membre de contre-pression puissent être déplacés conjointement par un système de leviers, actionné de préférence par un vérin. Une mesure judicieuse consiste à disposer un dispositif d'écartement commun, soLLicité par un ressort de préférence, entre Le membre de pression et le membre de contre-pression. Dans une forme de construction préférentieLLe, Le membre de pression est soLLicité par un vérin, ce vérin agissant, dans Le sens de L'axe Longitudinal du carter, sur un tiroir, une cLavette de préférence, qui déplace Le membre de pression à La transversale de l'axe longitudinal du carter. La force de pression, exercée sur Le membre de pression, est avantageusement réglable. Dans une dernière caractéristique de L'invention, Le membre de pression est un rouLeau. L'invention sera mieux comprise à L'aide des exempLes de construction détailLés ci-dessous et reproduits sur Les dessins annexés, qui correspondent à: Figure 1: une coupe du dispositif de soudage conforme à L'invention, Figure 2: une coupe de La tête d'un autre exempte de cons- truction du dispositif de soudage conforme à L'in- vention, Figure 3: une coupe d'un autre exemple de construction du dispositif de soudage conforme à L'invention, Figure 4: la tête d'un exempLe de construction proche du dispositif de soudage conforme à l'invention. Les dispositifs de soudage, représentés sur les figures, sont identiques par Leur structure. Cette dernière se com- pose d'un tube ouvert sur ses extrémités, qui forme Le carter 2 pour Le chariot 1 du dispositif de soudage. Une garniture de carter 11, qui s'étend sur La totalité de La section transversale du tube, est prévue au centre du carter cylindrique 2. La garniture de carter 11 se compose d'un matériau d'isolation thermique. Une gaine d'air chaud 12, réalisée dans la garniture de carter 11, part de La face frontale de La garniture 11 et débouche, à la transversale de l'axe longitudinal 13 du carter, dans une fenêtre 14, prévue dans la paroi du carter 2. La fenêtre est réalisée à la manière d'une fente, qui se situe dans le sens longitudi- nal du carter 2 et présente, dans le sens périphérique du carter tubulaire 2, une largeur légèrement supérieure à celle de la rainure de soudage 15, à garnir d'un profil de soudage 3. Par une entrée 12a côté frontal, la gaine d'air chaud est raccordée à un dispositif de chauffage 10, réalisé sous forme de source d'air chaud dans cet exemple de cons- truction. La gaine d'air chaud s'élargissant en forme d'en- tonnoir en direction de la fenêtre 14 et/ou de la rainure de soudage 15, dans le sens d'écoulement, l'air chaud, admis dans le sens d'écoulement 16, est essentiellement dévié à la transversale de l'axe longitudinal 13 du carter. Un canal de guidage 17 est réalisé dans la garniture de carter 11 pour le profil de soudage 3. La section d'entrée 17a du canal 17 étant délimitée par la garniture de carter 11, thermiquement isolante, et la paroi du carter 2, le profil de soudage est guidé le long de la paroi du carter 2, dans la zone du dispositif de chauffage 10, du moins. L'agencement est tel que le matériau d'isolation thermique de la garniture de carter 11 se situe entre le dispositif de chauffage 10 et la section d'entrée 17a du canal de guidage 17. Au niveau de l'entrée 12a de la gaine d'air chaud 12, de préférence, le canal de guidage 17 se prolonge par une section en arc 17b en direction de la gaine d'air chaud 12, et débouche dans cette dernière, de préférence, avant ou à peu près au niveau de l'axe longitudinal 13 du carter. Le profil de soudage 3 est guidé le long de la paroi 12b de la gaine d'air chaud en direction de la fenêtre 14, le profil de soudage se situant essentiellement à la transversale du sens d'écoulement 16 de l'air chaud, admis dans la gaine 12. Un dispositif de compression 5, dont le membre de pression 4 permet de diriger l'extrémité 3a, aplatie de préférence, du profil de soudage dans un dispositif de serrage 6, est disposé sur la face frontale de la garniture de carter 11, opposée au dispositif de chauffage 10. L'extrémité 3a est fixée dans le dispositif de serrage, le dispositif de serra- ge 6 étant couplé en position avec Le dispositif de com- pression 5, par l'intermédiaire d'une jonction 18. Le cou- pLage est tel que le dispositif de serrage est desserré lors de l'application du membre de pression 4 du dispositif de compression 5, de sorte que l'extrémité aplatie 3a du profil de soudage 3 est dégagée, enfoncée et soudée dans une rai- nure 15. Le dispositif de soudage permet de souder le profil de soudage 3 dans la rainure de soudage interne 15 d'un tire- fort, composé d'éléments profiLés creux 20, 21 emboîtés, ce tire-fort assemblant notamment entre elLes des sections de membrane disposées dans un rideau souterrain, sous forme de barrage hydraulique. Le chariot 1 du dispositif de soudage conforme à l'invention est abaissé, dans Le sens opposé à la flèche 19, dans l'élément profilé tubulaire interne 20, le carter 2 s'alignant dans L'espace interne de l'éLément pro- filé 20 par l'intermédiaire d'éléments d'appui 7, disposés sur Le pourtour externe. Les éléments d'appui 7 sont solli- cités par ressort dans Le sens radial. Sur le pourtour du carter 2, trois éléments d'appui 7 sont disposés de préfé- rence dans un plan, avec des écartements mutuels équidis- tants. Un élément d'appui 7 se situe au-dessous de la fenêtre 14, dans le sens de l'axe longitudinal 13 du carter, un élément de guidage 8, qui s'engage dans la rainure de soudage 15 et garantit la position de rotation exacte du chariot 1 dans le tube profilé interne 20, se situant au-dessus de la fenêtre 14, dans Le sens de la fLèche 19. Dans une opération préalable, la rainure de soudage 15 a été essentiellement découpée à l'aide d'une fraise disque, en direction de l'axe longitudinal 13 du carter, sur la totali- té de la longueur du tire-fort, composé des éLéments profi- Lés 20 et 21, la paroi du tube profiLé interne 20 étant traversée et la rainure s'étendant jusqu'à la paroi du tube profilé externe 21. Après l'abaissement du chariot 1 jusqu'à l'extrémité inférieure des éléments profilés 20, 21, le dispositif de chauffage 10 est d'abord mis en service, de sorte que l'air chaud, s'échappant dans le sens d'écoulement 16, plastifie en partie le profil de soudage 3, jusqu'à l'extrémité coincée 3a essentiellement, l'air chaud, s'échappant dans la rainure de soudage 15, plastifiant éga- lement en partie les parois de la rainure. Le dispositif de compression est alors actionné par des conduites pilotes, non représentées, le dispositif de serrage 6 étant desserré par suite du couplage de position, et l'extrémité aplatie 3a du profil de soudage 3 étant dégagée. L'extrémité aplatie 3a s'applique sur la section de sortie inférieure de la rai- nure, en pente ascendante oblique par suite de la fraise disque utilisée pour la découpe; l'extrémité du profil de soudage est aplatie suivant l'inclinaison de la section de sortie. Le membre de pression 4 pressant fermement le profil de soudage 3 dans la rainure 15, les matériaux partiellement plastifiés des parois de la rainure et du profil de soudage 3, portés à la température de soudage, sont étroitement soudés entre eux. Le chariot 1 est alors tiré dans le sens de la flèche 19 en direction de l'extrémité supérieure du tire-fort, le profil de soudage 3 étant alors poussé dans la gaine d'air chaud, au travers du canal de guidage 17, et dans la rainure de soudage 15 par l'intermédiaire du membre de pression 4, avec la pression requise pour le soudage. L'élément d'appui 7, aligné sur la fenêtre 4, s'appuie sur le profil de soudage 3 introduit, une fixation de position fiable étant ainsi garantie jusqu'à l'obtention des tempéra- tures de solidification requises. Etant donné que la gaine d'air chaud 12, Le dispositif de compression 5 avec le membre de pression 4, et le dispositif de serrage 6, sont disposés en arrière de la fenêtre commune 14, la section en arc 17b du canal de guidage 17, comme le dispositif de compression 5 et le dispositif de serrage 6, sont facilement accessibles, donc d'une maintenance aisée. La paroi 12b de la gaine d'air chaud 12 s'achevant sur la face frontale de la garniture de carter, devant la paroi interne du carter 2, un passage d'air chaud dans la zone du membre de pression 4 est garanti. Jusqu'à l'enfoncement du profil de soudage 3 dans la rainure de soudage 15, un chauffage suffisant est assuré pour atteindre La température de soudage requise, de l'ordre de 200 à 220 C. Dans l'exemple de construction de la figure 1, le dispositif de compression 5 est formé par un vérin 5a, dont la tige 22 agit directement sur le membre de pression 4, à la transver- sale de l'axe longitudinal 13 du carter. Le vérin 5a peut être un vérin hydraulique ou pneumatique. Sur la tige 22, une jonction 18 est directement reliée au dispositif de serrage 6, pour garantir le couplage de position décrit. Dans l'exemple de construction de la figure 2, le vérin 5a du dispositif de compression 5 est aligné dans le sens longitudinal de l'axe longitudinal 13 du carter, la tige 22 supportant un tiroir cunéiforme 22a, qui concourt avec un chariot 22b. Le chariot 22b est guidé à la transversale de l'axe longitudinal 13 du carter, et supporte le membre de pression 4, réalisé de préférence sous forme de rouleau rotatif. La jonction 18 pour le desserrage du dispositif de serrage 6 est couplée au tiroir cunéiforme 22a. Dans l'exemple de construction de la figure 3, le dispositif de compression 5 se compose de deux rouleaux 4a et 4b, assemblés entre eux par un système de leviers 5b. Les rou- Leaux 4a et 4b sont Logés avec une possibilité de déplace- ment à La transversale de L'axe longitudinal 13 du carter, Le système de Leviers 5b déplaçant dans Le sens radial externe, dans Le sens de La flèche A, les membres de pression 4a et 4b réalisés sous forme de rouleaux, par L'application d'une force de traction dans le sens de l'axe longitudinal 13 du carter (flèche P). Un membre de contre- pression 4b, qui peut s'appliquer sur la paroi de l'élément profilé interne 20 (figure 1) au travers d'une fenêtre 4c du carter 2, est donc associé au membre de pression 4a. Le dispositif de serrage 6 étant couplé au système de leviers b, son desserrage est garanti lors de la compression du profil de soudage 3 dans la rainure de soudage 15. La force de traction, exercée sur le système de leviers 5b, provient de préférence d'un vérin, d'un ressort accumulateur, ou autres, par l'intermédiaire d'un câble tracteur et/ou d'une barre de traction. Un vérin pneumatique, notamment, est de préférence utilisé, la force de pression et/ou de traction produite pouvant être réglée et/ou contrôlée. L'exemple de construction de la figure 4 correspond essen- tiellement dans sa structure à celui de la figure 3, un dispositif d'écartement 5c, qui peut se composer d'un ressort précontraint, étant disposé entre les membres de pression 4a et 4b réalisés sous forme de rouleaux. Le dispo- sitif d'écartement 5c garantit le déplacement des membres de pression 4a et 4b à la transversale de l'axe longitudinal 13 du carter, dans le sens de la flèche A. Le dispositif de serrage 6 est desserré manuellement à l'instant requis par un dispositif de déblocage distinct, non représenté. Revendications. 1. Dispositif de soudage pour souder un profil de soudage (3) dans une rainure de soudage interne (15) d'un tire-fort, composé d'éléments profiLés creux (20, 21) emboîtés et qui assemble notamment entre elles des sections de membrane disposées dans un rideau souterrain, sous forme de barrage hydraulique, ce dispositif se composant d'un chariot (1) mobile dans l'élément profilé interne (20), dans le sens longitudinal de ce dernier, avec un dispositif de chauffage (10) et un dispositif de compression (5) pour le profil de soudage (3), caractérisé par un dispositif de serrage (6), maintenant l'extrémité inférieure (3a), aplatie, du profil de soudage (3) et disposé en arrière du dispositif de chauffage (10) et du dispositif de compression (5) dans le sens de soudage (19), le profil de soudage (3) étant guidé du dispositif de chauffage (10) dans le dispositif de serra- ge (6) par l'intermédiaire d'un membre de pression (4) du dispositif de compression (5). 2. Dispositif de soudage suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le dispositif de serrage (6) et le disposi- tif de compression (5) sont couplés en position, dans le sens d'un desserrage du dispositif de serrage (6) lors de l'application du dispositif de compression (5). 3. Dispositif de soudage suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (10) est une source d'air chaud, qui débouche dans une gaine d'air chaud (12) débouchant dans la rainure de soudage (15), la gaine (12) s'élargissant de préférence en forme d'en- tonnoir en direction de la rainure de soudage (15), dans le sens d'écoulement. 4. Dispositif de soudage suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que le profil de soudage (3) est guidé le long de la paroi (12b) de la gaine d'air chaud (12) en direction du membre de pression (4), ce profil étant notamment guidé à L'oblique par rapport au sens d'écoulement (16) de l'air chaud pénétrant dans la gaine d'air (12). 5. Dispositif de soudage suivant l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la gaine d'air chaud (12) est réalisée dans une garniture de carter (11) isolante, la garniture de carter (11) présentant de préférence un canal de guidage (17) pour le profil de soudage (3), qui débouche dans la gaine d'air chaud (12), et la section d'entrée (17a) du canal de guidage (17), notamment, étant délimitée par la garniture de carter (11) et par la paroi du carter (2) du chariot (1). 6. Dispositif de soudage suivant l'une quelconque des reven- dications 3 à 5, caractérisé en ce que la gaine d'air chaud (12) et le membre de pression (4), le dispositif de serrage (6) également, de préférence, se situent en arrière d'une fenêtre de carter (14) commune. 7. Dispositif de soudage suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un membre de contre- pression (4b), qui peut s'appliquer sur l'élément profilé interne (20) au travers d'une fenêtre de carter (4c), est diamétralement opposé au membre de pression (4a) par rapport à l'axe longitudinal (13) du carter. 8. Dispositif de soudage suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le membre de pression (4a) et le membre de contre-pression (4b) peuvent être déplacés con- jointement par un système de leviers (5b), actionné de préférence par un vérin. 9. Dispositif de soudage suivant l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'un dispositif d'écartement (5c) commun, sollicité par un ressort de préférence, est disposé entre le membre de pression (4a) et le membre de contre- pression (4b). 10. Dispositif de soudage suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 9, caractérisé en ce que le membre de pression est sollicité par un vérin (5a), le vérin (5a) agissant, dans le sens de l'axe longitudinal (13) du carter, sur un tiroir (22a), une clavette de préférence, qui déplace le membre de pression (4) à La transversale de l'axe longi- tudinal (13) du carter. 11. Dispositif de soudage suivant l'une quelconque des re- vendications 8 à 10, caractérisé en ce que la force de pression, exercée sur le membre de pression (4, 4a, 4b) est réglable. 12. Dispositif de soudage suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 11, caractérisé en ce que le membre de pression (4a, 4b) est un rouleau.