Brevet FR2002804A1 — publié le 19691031

1- 2002804 La présente invention concerne des perfectionnements à des récipients soumis à des contraintes préalables, et en particulier elle concerne le dispositif et le procédé pour enrouler des fils métalliques tendus autour de la surface extérieure de récipients en 5 béton soumis à une pression. Les tendances dans le développement de récipients en béton soumis à une pression, destinés à être utilisés principalement dans le domaine de la création de l'énergie nucléaire, exigent la mise sous tension préalable de récipients ayant une forme pseudosphé-10 rique dans laquelle la forme finale du récipient est déterminée par une formation à phases multiples de sa surface extérieure. De tels récipients peuvent avoir de grandes dimensions avec des diamètres de l'ordre de 30 mètres. Une autre application de tels récipients qui peuvent avoir également des surfaces extérieures 15 lisses est le stockage de liquides et de gaz liquéfiés sous pression. On a découvert qu'on peut obtenir de façon commode la mise sous tension mécanique préalable de tels récipients en enroulant un fil métallique dans des gorges formées au cours des opérations 20 successives d'obtention du récipient résistant a la pression ou sur des endroits prédéterminés sur une surface extérieure lisse. L'enroulement d'un fil métallique sur des surfaces extérieures lisses n'a pas encore pu être exécuté avec succès, étant donné qu'on ne disposait d'aucun moyen approprié et d'aucun procédé pour 25 exécuter cette opération. La présente invention a pour objet un dispositif et un procédé perfectionnés pour enrouler un fil métallique tendu sous forme de bandes sur la surface extérieure d'un récipient, ou dans des gorges périphériques annulaires d'un récipient ayant une sur-30 face extérieure irrégulière, ou encore à l'intérieur de telles gorges périphériques de ce récipient où les parois latérales des gorges ne conviennent pas pour placer le dispositif d'enroulement par rapport auxdites gorges. Conformément à un aspect de l'invention, une machine pour 35 enrouler un fil métallique tendu préalablement sous forme de bandes sur la surface extérieure d'un récipient comprend une ~~ source d'alimentation de fil métallique, un dispositif d'enroule- 69 05216 2 2002804 ment pouvant être placé au voisinage d'une position d'une bande pour enrouler le fil métallique à partir de la source d'alimenta-tionf et un dispositif d'entraînement coopérant pendant le fonctionnement de la machine avec le dispositif d'enroulement afin de ,5 déplacer ce dernier le long d'un trajet fixe autour du récipient à une vitesse supérieure à la vitesse à laquelle le fil non tendu est tiré à partir de la source d'alimentation de fil métallique, cela soit en réglant la vitesse à laquelle le fil métallique est tiré à partir de la réserve placée sur la machine soit en réglant 10 directement la force de traction du fil métallique, le dispositif d'enroulement comprenant un dispositif de mise en position pour placer le dispositif d'enroulement au voisinage de la position des bandes, et le dispositif d'enroulement étant conçu de manière à être supporté à partir du récipient par un organe en forme de 15 ceinture sans fin s*étendant autour du récipient, la machine précitée étant caractérisée par le fait que ledit organe en forme de ceinture sans fin est une piste constituée par des rails rigides, le long de laquelle le dispositif d'enroulement peut être entraîné et à partir de laquelle le dispositif d'enroulement peut 20 être placé par rapport à une desdites positions de bande, la piste constituée par des rails rigides étant supportée de façon fixe ou amovible à partir de la paroi du récipient. Conformément à un autre aspect de la présente invention, le demandeur a conçu un procédé pour enrouler un ou plusieurs élé-25 ments tendus sur la surface extérieure d'un récipient, ce procédé consistant à disposer une unité d'enroulement au voisinage d'une position de bande au moyen d'un dispositif de mise en place fixé à ladite unité d'enroulement, à supporter de façon déplaçable l'unité d'enroulement au moyen de rails entourant le récipient, à 30 fixer une extrémité de la source du fil soumis à une traction au récipient, à déplacer l'unité d'enroulement autour du récipient au voisinage de ladite position de bande pour tirer continuellement le fil métallique à partir de sa réserve, et à régler la force de l'élément soumis à une traction tiré à partir de la réserve et 35 enroulé autour du récipient, le procédé consistant en outre à disposer l'unité d'enroulement au voisinage d'une position de bande d'abord en fixant ou en attachant de manière amovible un 69 05216 3 2002804 rail rigide constituant une piste de rails rigides à la paroi du récipient et ensuite à régler la position de ladite unité d'enroulement par rapport aux rails rigides précités. Afin de mieux faire comprendre 1*invention, on va maintenant 5 en décrire quelques modes de réalisation à titre illustratif et non limitatif avec référence au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue en élévation d'un mode de réalisation d'une unité d'enroulement faisant partie de la machine conforme à 1*invention} 10 - la figure 2 est une coupe faite par une paroi d'un récipient comportant des gorges externes, cette vue montrant schématiquement un mode de réalisation d'une machine et son dispositif de mise en position conforme à la présente invention} - la figure 3 est une coupe faite par une autre paroi d'un 15 récipient à laquelle est fixée une piste constituée par des rails rigides pour supporter le dispositif de mise en place d'une machine conforme à la présente invention} - la figure 3a est une vue schématique concernant l'agencement représenté sur la figure 3, cette vue étant en fait en coupe par- 20 tielle suivant III-III de la figure 3} - la figure 4 est une coupe faite par une partie de la piste constituée par des rails, coupe faite suivant IV-IV de la fig.3a. En examinant maintenant la figure 1, on peut voir qu'un mode de réalisation préféré de l'unité d'enroulement est constitué par un 25 chariot 3 disposé de manière à se déplacer sur un récipient en béton 1 résistant à la pression et autour de ce récipient, au voisinage d'une gorge 2 formée dans la périphérie extérieure du récipient. Le chariot_?comporte des galets 4 et des galets 5 qui se déplacent sur une piste constituée par des rails rigides sur la 30 surface extérieure du récipient 1. Sur ces galets, la totalité du chariot peut tourner autour de la périphérie du récipient. Les galets 4 se comportent comme un dispositif de mise en position pour l'unité d'enroulement. Un moteur d'entraînement 6, qui peut être constitué par 35 n'importe quelle source commode de force motrice, par exemple un moteur à essence ou un moteur Diesel, est disposé sur le chariot 3 qui peut également supporter un guide de câble dans le cas d'un 69 05216 4 2002804 moteur d'entraînement électrique 6. Le moteur 6 entraîne une vis i sans fin et un pignon conique 7 par l'intermédiaire d'un arbre 8, ee qui actionne une poulie 9 par l'intermédiaire d'un embrayage à patinage 10 et entr&fr.3 également uae rcue à chaîne 11 dent le dia-5 mètre utile r-st légèrement supérieur à celui de la poulie 9« La poulie 9 et la roue à chaîne 11 sont supportées sur un arbre 12 logé dans des paliers 13. Un ensemble similaire de poulies 14, d'embrayage à patinage 15 et de roue à chaîne 16 est isonté sur un arbre non entraîné 17 10 logé dans des paliers 18. Les poulies 9, 14 qui font partie d'un dispositif d'enroulement comportent sur leur périphérie plusieurs gorges séparées et elles ont le même diamètre. Sur le chariot est également montée une source d'alimentation de fil métallique constituée par une bobine 19 montée sur un pa-15 lier 20 auquel est associé un frein de bobine (non représenté) qui exerce un faible effet de freinage pour empêcher un dévidage inteis-pestif du fil métallique à partir de la bobine 19. Le fil 33 se déroulant de la bobine 19 traverse un dispositif 21 de guidage et de freinage du fil métallique, dispositif qui exerce une 20 action de freinage plus accentuée sur le fil métallique. Le fil métallique passe sur la poulie 14 dans sa gorge supérieure, puis il passe sur la base supérieure de la poulie 9S et ensuite sur des gorges inférieures successives des poulies jusqu'à ce qu'il quitte la gorge inférieure de la poulie 9, qui est alignée sensiblement 25 sur l'axe de la gorge 2 du récipient 1. Le fil traverse ensuite un dispositif 22 de guide-fil et un guide 23 faisant partie d'un dispositif d'enroulement 29» avant d'être envidé sous tension dans une gorge ou un autre endroit du récipient 1. Afin de provoquer un mouvement de rotation du chariot 3 autour 30 du récipient 1 en béton, on a prévu un organe en forme de ceinture sans fin constitué, par exemple, par une chaîne passant sur une partie extérieure des rails du récipient 1 en béton. Cette chaîne sans fin passe sur la roue à chaîne d'entraînement 11, la roue à chaîne non menée 16 et sur d'autres roues à chaîne qui servent à 35 tendre la chaîne, par exemple sous l'action d'un ressort. Si le récipient devant être soumis à une tension préalable est un récipient résistant à la pression dont la surface extérieure est BAD ORIGINAL 69 05216 5 2002604 constituée par des gradins de diamètres variables, on prévoit des maillons supplémentaires de la chaîne 24 destinés à être introduits lorsque le chariot 3 est déplacé depuis un premier rail jusqu'à un second rail de diamètre plus grand. 5- Le dispositif d'envidage 29 fixé au ehario-^/sert à déplacer le guide-fil 23 verticalement sur une distance sensiblement égale à la largeur du fil chaque fois que le chariot a exécuté un tour sur la périphérie extérieure du récipient 1. Le dispositif d'envidage 29 comprend un arbre fileté 31 disposé à l1intérieur d'une fente ver-10 ticale 30, et un coulisseau taraudé 32 fixé au guide 23 sur l'arbre fileté 31. A l'extrémité supérieure de l'arbre 31 est fixée une bague comportant quatre branches 34* Deux maillons adjacents de la chaîne sans fin 24 sont disposés de manière à entraîner des axes d'ac-15 tionnement 35 orientés vers le haut, qui heurtent les branches 34 et, de ce fait, font tourner l'arbre 31 à chaque tour du chariot 3. Le pas de l'arbre fileté 31 est tel que le guide 23 est déplacé verticalement sur une distance égale à la jauge du fil 33 à chaque tour du chariot, et l'on obtient de cette manière un enroulement 20 régulier et serré du fil à l'intérieur de la gorge 2. Le dispositif d'envidage peut être déplacé sur le chariot de manière à permettre l'envidage du fil dans un certain nombre de positions de bandes différentes, comme des gorges différentes, sans modifier la position des rails de guidage du dispositif de galets 25 4 et 5. D'autres agencements d'actionnement du dispositif d'enroulement 29 sont possibles. Far exemple, une vis sans fin à pignon ayant un rapport d'entraînement de réduction élevé peut être disposée entre l'arbre 17 et l'arbre fileté 31. 30 Lors du fonctionnement de la machine, le fil métallique 33 pmr»> aant de la bobine débitrice 19 passe sur les deux poulies 9, 14 et à travers les divers guide-fils, et son extrémité est fixée à un point d'ancrage sur la surface extérieure du récipient. On met en marche le moteur 6, ce qui fait tourner la poulie 9 35 pour débiter du fil de la bobine 19* et pour faire tourner la roue à chaîne 11, ce qui déplace le chariot autour de la périphérie du — récipient 1. t 2002804 69 05216 4 ] Etant donné que le diamètre de la roue à chaîne 11 est un peu supérieur à celui de la poulie 9, la vitesse du chariot autour du récipient est légèrement supérieure à la vitesse périphérique des poulies 9, 14. Du fait que c'est cette dernière vitesse qui •5 régit la vitesse à laquelle le fil est dévidé de la bobine 19 dans son état non tendu, le fil quittant la poulie 9 et enroulé à l'intérieur de la gorge 2 est soumis à une extension et de ce fait est tendu. Les embrayages à patinage 10, 15 servent à limiter la tension 10 précitée du fil métallique jusqu'à une valeur de travail désirée, qui peut être un pourcentage fixe de la contrainte de rupture du fil. Les dispositifs de réglage sont placés à l'intérieur de ces embrayages à patinage pour permettre d'obtenir des variations de la tension du fil métallique. 15 A chaque tour du chariot 3, les deux axes d'actionnement 35 placés sur la chaîne 24 rencontrent deux bras successifs 34 du dispositif d'envidage, et le guide 23 est déplacé vers le haut pour permettre à la spire voisine du fil d'être déposée dans la gorge côtt à côte avec la spire précédente. 20 Lorsque le chariot a exécuté sur la périphérie extérieure un certain nombre de tours correspondant au nombre de spires de fil métallique nécessaire pour couvrir la largeur de la gorge, le fil métallique est fixé à un point d'ancrage dans la gorge ou bien sur la surface du récipient. 25 Si on examine maintenant la figure 2, on voit qu'elle repré sente une partie d'une paroi 101 du récipient, présentant sur sa surface extérieure une série de gorges 102, 102', 102", etc... dans lesquelles doivent être enroulées des couches 103, 103', 103" etc.. de fil métallique tendu. 30 Pour envider un fil tendu en bande à l'intérieur desdites gorges 102, 102', 102", etc... ou simplement sur la surface extérieure de la paroi du récipient, on a prévu une machine qui comporte un dispositif d'envidage 104 pouvant être placé au voisinage d'une position d'une bande. A cet effet, le dispositif d'envidage 35 104 comprend des éléments 105, 105' pour placer le dispositif d'envidage au voisinage de la position d'une bande, et la totalité — de la machine comprend en outre des rails rigides 106, 106' montés 69 05216 7 2002804 de façon fixe ou amovible sur la surface extérieure de la paroi 101 du récipient afin de supporter le dispositif d'envidage 104. Les éléments de mise en position 105, 105' et le dispositif d'envidage 104 sont montés sur un chariot placé de manière à se dé-5 placer le long des rails précités 106, 106'. Les éléments de mise en position 105, 105' qui mettent en position le dispositif d'envidage 104 au voisinage d'une position de bande pour un enroulement peuvent être constitués par un ensemble de galets de guidage qui transfèrent le poids du dispositif d'envidage et du chariot aux 10 rails rigides, lfensemble de rouleaux de guidage précités 105, 105' pouvant comprendre des éléments de réglage bien connus, comme par exemple des arbres filetés, grâce à quoi le dispositif d'envidage 104 peut être rapproché ou éloigné des rails de guidage précités 106, 106' de manière à placer le dispositif de guidage par rapport 15 à la position ou à chaque position de bande desservie par les rails de guidage 106, 106'. On a décrit ci-dessus une structure du dispositif d'envidage montée sur un chariot et comportant une source débitant un fil métallique, un dispositif d'envidage pouvant être placé au voisi-20 nage d'une position de bande pour envider le fil métallique provenant de ladite source et un dispositif d'entraînement coopérant, lors du fonctionnement de la machine, avec le dispositif d'envidage pour déplacer ce dernier le long d'un trajet fixe autour du récipient à une vitesse supérieure à la vitesse à laquelle le fil 25 non tendu est extrait ou tiré de la source d'alimentation de fil, cela soit en réglant la vitesse à laquelle le fil est tiré à partir de cette source soit en réglant directement la force de traction du fil, ce dispositif d'envidage comprenant les éléments de mise en position constitués par tin ensemble de rouleaux de gui-30 dage. Bien entendu, d'autres constructions sont possibles. Dans des dispositifs connus, les éléments de mise en position, c'est-à-dire l'eneemble de rouleaux de guidage du dispositif connu étaient déplaçables seulement à l'intérieur des gorges de la paroi du récipient. Il en réaultait évidemment une limitation de la profon-35 deur des gorges dont on disposait pour appliquer le fil tendu. En outre, des dispositifs connus ne pouvaient pas être utilisés pour envider un fil tendu sur une paroi de récipient non pourvue de r BAD ORIGINAL 05216 8- 2002604 gorges. On a supprimé cet inconvénient dans la machine de la présente invention grâce aux r cils rigides 106, 106' servant à supporter l'ensemble de rouleau:: de guidage 105, 105* du dispositif d'envida» 5 ge 104. Les rails rigides 106, 106* peuvent être fixés directement- à la paroi 101 du récipient, ou bien au moyen d'éléments de support permanents qui font partie intégrante de la paroi du récipient, ou encore par des éléments de support amovibles, fixés à 10 la surface de la peroi du récipient et disposés de manière à maintenir la dispositif d'envidage à une distance sensiblement constante du fond de la gorge ou de la partie de surface où se fait un envidage. Le dispositif d'envidage 104 est entraîné le long des rails 15 rigides 106, 106' par une ou deux chaînes sans fin 107, 107' à maillons, montées sur une branche radialement extérieure d'au moins le rail supérieur en coopération avec des roues à chaîne 108, 108' entraînées en rotation par le dispositif d'envidage. L'entraînement pourrait également être exécuté au moyen d'une 20 crémaillère continue placée sur les rails de guidage et disposée de manière à engrener avec un pignon entraîné par le dispositif d'envidage précité, ou par une tige ou un organe fileté prévus à cet effet, ou encore par une surface d'entraînement ayant n'importe quelle autre forme appropriée contre laquelle le dis-25 positif d'envidage peut fonctionner. Les figures 3 et 3a représentent un autre agencement de rails 109, 109' supportés à partir d'une paroi de récipient 110 laquelle ne comporte pas de gorges La piste de rails est constituée par deux rails 109 et 1098 en forme d'U espacés verticalement d'une 30 distance h (h pouvant être par exemple égal à 4 m). Ces figures montrent également de façon schématique l'ensemble de rouleaux de guidage 111, 112, 113 et 114 d'un dispositif d'envidage 115. Au moins le rail supérieur 109 est supporté de manière à pouvoir être réglé en hauteur par plusieurs organes de support 116. Ces 35 derniers sont fixés de façon à pouvoir coulisser dans un dispositif de rails verticaux 117 fixés dans la paroi 110 du récipient. La figure 4 représente un détail de fixation du rail 109. " * * - ' BAD ORIGINAL 69 05216 9 2002804 -Ce dernier comporte une série d'éléments 118, 119 en forme d'L, [ . qui sont fixés par des moyens appropriés à un certain nombre d'éléments de support 116 circonférenciellement espacés autour de la paroi 110 du récipient. Chaque élément de support 116 est fixé dans 5 des rails 117 appelés des rails Jordal, assujettis dans la paroi 110 du récipient. Cet agencement permet une bonne mise de niveau du chemin de roulement ou piste constitué par les rails avant de mettre en position le dispositif d'envidage dans ledit chemin de roulement de rails. 10 La machine et le procédé décrits ci-avant, par exemple pour envider une bande d'un fil métallique préalablement tendu sur la surface extérieure d'un récipient, ou pour envider une bande d'un fil préalablement tendu à l'intérieur d'une gorge périphérique d'un récipient, où les côtés de la gorge ne conviennent pas pour servir 15 de support du dispositif d'envidage, ou encore pour envider une bande d'un fil métallique préalablement tendu à l'intérieur d'une gorge d'un récipient dont la surface extérieure n'est pas sensiblement parallèle au fond de la gorge, comme par exemple des récipients où l'extérieur de la paroi de délimitation a une section 20 transversale polygonale. 69 05216 10 2002804 REVENDICATIONS 1. Machine pour envider un fil métallique préalablement tendu en bande sur la surface extérieure d'un récipient comportant une source d'alimentation de fil métallique, un dispositif d'envi-5 dage pouvant être disposé au voisinage d'une position d'une bande pour envider le fil métallique en provenance de la source d'alimentation précitée, et un dispositif d'entraînement coopérant, lors du fonctionnement de la machine, avec le dispositif d'envidage pour déplacer le dispositif d'envidage le long d'un trajet 10 fixe autour du récipient à une vitesse supérieure à celle à laquelle le fil non tendu est tiré à partir de la source d'alimentation de fil métallique, cela soit en réglant la vitesse à laquelle le fil métallique est tiré à partir de sa réserve sur la machine, soit en réglant directement la force dçiraction du 15 fil métallique , le dispositif d'envidage comprenant un dispositif de mise en position servant à mettre en position le dispositif d'envidage au voisinage de la position de la bande, et le dispositif d'envidage étant supporté à partir du récipient par un organe en forme de ceinture sans fin s'étendant autour de ce 20 récipient, l'organe en forme de ceinture sans fin comprenant un chemin de roulement ou piste constitué par des rails rigides le long desquels le dispositif d'envidage peut être entraîné et à partir duquel le dispositif d'envidage peut être placé par rapport à ladite position de la bande, le chemin de roulement constitué 25 par les rails rigides étant supporté de façon fixe ou amovible à partir de la paroi du récipient» 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le chemin de roulement constitué par les rails rigides est fixé directement dans la paroi du récipient» 30 3« Machine suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le chemin de roulement constitué par les rails rigides est fixé à la paroi du récipient par des éléments de support permanent qui font partie intégrante de la paroi du récipient» 4» Machine suivant la revendication 1, caractérisée en 35 ce que le chemin de roulement constitué par les rails rigide» est fixé à la paroi du récipient par des éléments de support amovibles bloqués à la surface de la paroi du récipient et disposés de manière à maintenir le dispositif d'envidage à une distance sensiblement constante du fond de la gorge ou de la partie 40 ... de gorçe ou de surface où le fil métallique doit être envidéi EKD ORIGINAL. 69 05216 n 2002804 5m Machine suivant la revendication t, caractérisée en ce que le dispositif précité de mise en position qui met en position le dispositif d'envidage au voisinage d'une position d'une bande comprend un dispositif constitué par un ensemble de galets de 5 guidage et des éléments de réglage pour déplacer le disinositif d'envidage afin de le rapprocher ou de l'éloigner du chemin de roulement constitué par les rails susvisés de manière à mettre en position le dispositif d'envidage par rapport à une position de bande prédéterminée# 10 6. Procédé pour envider un ou plusieurs éléments tendus sous forme de bande sur la surface extérieure d'un récipient, ledit procédé consistant à placer un dispositif d'envidage au voisinage d'une position d'une bande au moyen d'un dispositif de mise en position fixé au dispositif d'envidage précité, à sup-15 porter de façon déplaçable le dispositif d'envidage au moyen de rails entourant le récipient, à fixer une extrémité de la réserve d'une matière destinée à être tendue sur le récipient, à déplacer le dispositif d'envidage autour du récipient au voisinage de ladite position de la bande afin de tirer continuellement la 20 matière susvisée à partir de sa source d'alimentation, à régler la force de l*élément soumis à une traction tiré à partir de ladite réserve et enroulé autour du récipient, ce procédé consistant en outre à placer le dispositif d'envidage au voisinage d'une position d'une bande en assujettissant d'abord de façon fixe ou 25 amovible un chemin de roulement constitué par des rails rigides à . la paroi du récipient, et ensuite en réglant la position de ce dispositif d'envidage par rapport au chemin de roulement précité constitué par des rails rigides» 7« Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en 30 ce que ledit chemin de roulement constitué par des rails est fixé à un dispositif de support placé sur la surface de la paroi du récipient. 8» Procédé suivant les revendications 6 et 7 caractérisé en ce que les éléments de mise sous tension sont envidés sur une 35 surface unie de la paroi du récipient, lesdits éléments de support pour le chemin de roulement constitué par les rails servant à disposer les bords extérieurs de l'enroulement. 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