Brevet FR2170833A1 — publié le 19730921

La présente invention, due aux travaux de Monsieur Jean BERNOT, est relative aux machines à fabriquer des treillis cylindriques comportant des fils longitudinaux ou génératrices et un fil transversal déposé sous forme de pires, par exemple des ara- tures destinées à renforcer des tuyaux en béton. Parmi les machines connues, il en est d'un type relativement simple, décrit par exemple dans le brevet français de la Coegnie de K3n;Ad nO 1 053 250, qui colporte deux plateaux rotatifs parallèles et espacés le long d'un axe commun, un distributeur de fil dispose sur le côté de l'espace séparant ces deux plateaux et un dispositif de déplacement relatif entre ce distributeur et au moins l'un des deux plateaux le long dudit axe. Une telle machine ne permet toutefois de réaliser que des armatures absolument cylindriques, c'est-à-dire à section uniforme. Si l'on veut utiliser ces machines pour réaliser des treillis clindriques à diamètres multiples, par exemple des armatures pour des tuyaux présentant des emboltements dont la section transversale est sensiblement supérieure à celle de la partie courante du tuyau ou fût, il faut d'abord fabriquer une cage cylindrique d'armature pour le fût seul, puis fabriquer une autre cage de plus grand diamètre, mais plus courte, pour l'emboîtement et enfin assembler ces deux cages. L'utilisation de ce premier type de machine est donc peu commode et coûteuse puisqu'elle nécessite diverses opérations successives, séparées et discontinues, et des modifications de réglage. Un autre type connu de machine, décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amrique no 3 437 1111, permet par contre de réaliser en continu une cage d'armature compost'ans une partie expansée de plus grand diamètre pour armer un emboîtement. Ce deuxième type de machine est toutefois compliqué et d'un prix de revient élevé. C'est pourquoi l'invention a pour objet une machine du premier type simple connu précité, perfectionnée en vue de permettre la fabrication d'un. treillis cylindrique expansible sur une partie de sa longueur en déposant un certain nombre de spires de fil sous forme ondulée. Selon l'invention, cette machine, du premier type précité est carctérisee en ce qu'un dispositif d'nndulation de fil est interposé entre le distributeur de fil et l'espace séparant les deux plateaux. Grâce à cette disposition, la machine est d'un type simple et facilement réalisable à bon marché et peut meme s'obtenir en adaptant simplement un dispositif d'ondulation à une machine existante du premier type connu cité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexes, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs: la Fig. 1 est une vue schématique d'une machine conforme à l'invention en cours de fabrication d'une armature de fil d'acier pour tuyau en beton à emboitement; la Fig. 2 est une vue schématique de détail du dispositif d'ondulation de cette machine, en position de repos; la Fig. 3 est une vue de dessus et partielle du dispositif de la Fig. 2; les Fig. 4 et 5 sont des vues en coupe et partielles de ce dispositif, prises suivant les lignes 4-4 et 5-5 de la Fig. 2; la Fig. 6 est une vue analogue à la Fig. 2, les molettes et leur mécanisme d'entraînement en rotation ayant été optés; la Fig. 7 est une vue analogue à la Fig. 2, mais montrant le dispositif d'ondulation en cours de travail;; la Fig. 8 est une vue schematique d'une cage d'armature fabriquée à l'aide de la machine des Fig. 1 à 7; la Fig. 9 est une vue schématique d'une variante de machine également conforme à l'invention. Suivant l'exemple d'exécution des Fig. 1 à 7, la machine représentée est destinée à la fabrication d'une armature A pour tuyaux en béton à emboîtement (Fig. 8) comportant des fils d'acier longitudinaux ou génératrices 1 et un fil transversal 2 enroulé en hélice. Ce fil comporte quelques spires ondulées 3a (Fïg.l) dont les ondulations sont destinées à etre ouvertes (Fig. 8) en vue d'une expansion permettant de réaliser une portion de cage cylindrique Al avec un raccord tronconique A2 de longueur totale L de plus grand diamètre que le reste A3 de la cage cylindrique où les spires de fil 3b ne sont pas ondulées. Cette machine a la forme générale d'un tour. Elle comporte d'une part un bâti 4 qui supporte une poupée fixe 5 portant un plateau rotatif 6 d'axe X-X entraîné en rotation par un groupe motoréducteur 7 et d'autre part une poupée mobile en translation 8 qui porte un plateau rotatif 9 et est montée sur un chariot 10 qui se déplace sur nn chemin de roulement 11 parallèle à l'axe X-X. Entre les plateaux 6 et 9 sont tendus, disposés parallèles les uns aux autres suivant une surface cylindrique, des fils métalliques longitudinaux ou génératrices 1 qui sont fixés provisoirement à une extrémité sur le plateau rotatif 9 tandis qu'ils traversent le plateau rotatif 6 en se dévidant de bobines de fils 12 qui sont portées par un châssis 13 solidaire en rotation du plateau 6. Les fils 1 se dévident des bobines 12 au fur et à mesure du déplace ment dans le sens de la flèche f (s'éloignant du bâti 4) du chariot 10 qui porte la poupée mobile 8 et le plateau rotatif 9. Un distributeur de fil transversal 14 comportant une bobine 15 est fixé sur le côté du tour, par exemple dans une fosse, au niveau du plateau rotatif 6; c'est à partir de ce distributeur qu'est dévidé le fil 2 destiné à être enroulé en hélice sur la cage cylindrique constituée par les fils longitudinaux 1. I1 est également prévu, diamétralement opposé à ce distributeur par rap port à la cage 1, un dispositif 16 de soudure des spires de fil transversal 2 sur les fils longitudinaux. Ce dispositif de soudure comporte une électrode de machine à souder, extérieure et fixe 17 et plusieurs électrodes rotatives 18 fixées au plateau rotatif 6 et disposées à l'intérieur de l'armature au-dessous de chaque fil longitudinal 1.Le plateau 6 porte sur sa périphérie des ergots ou pions radiaux 19 qui sont situés également au droit de chaque génératrice 1 et qui servent à fermer l'un après l'autre un contact 20 du dispositif de soudure qui permet de faire passer le courant entre l'électrode 16 et l'électrode 17 correspondante lorsque le fil longitudinal 1 correspondant et par conséquent cette électrode 17 se présentent sous l'électrode 16, au point de croisement avec une spire de fil 2 en cours d'enroulement. La bobine 14 est évi demment orientée de façon que la trajectoire du fil 2 qui s'en déroule passe sous l'électrode 16, tout en donnant à l'hélice l'inclinaison voulue. La machine comprend en outre un dispositif 21 d'ondulation du fil transversal qui consiste en un étau à molettes d'ondulation entre lesquelles passe le fil transversal 2 à onduler. Cet étau comprend deux pièces en forme de plaques qui constituent une mâ choire fixe 22 et une mâchoire mobile 23 qui porte un arbre tournant 24 perpendiculaire aux plaques et coulissant dans une lumière 25 de la mâchoire fixez à peu près perpendiculaire au brin de fil transversal 2 qui est délivré par la bobine 15 et est guidé par des guide-fils non représentés. Chaque mâchoire porte une molette ou roue dentée 26a ou 26b d'ondulation du fil 2. Ces molet-tes présentent des dents à flancs plans et à arêtes aiguës dont les angles sont légèrement inférieurs à 900 tandis que les creux des entredents sont légèrement supérieurs à 900.Elles sont entraînées en rotation en synchronisme par un mécanisme comprenant d'une part un moteur 27 qui est monté sur le côté de la mâchoire fixe 22 et dont l'arbre de sortie 28 porte la molette 26a de façon à rendre cette molette motrice et d'autre part des engrenages de transmission de mouvement de la molette 26a à la molette 26b lorsque la mâchoire mobile 23 est rapprochée de la mâchoire fixe 22. Sur les arbres 28 et 24 des molettes 26a et 26b sont clavetées des roues dentées identiques 29a et 29b dont chacune engrène avec deux autres roues dentées 30a et 30b de transmission de mouvement.Ces roues dentées 30a et 30 sont également identiques et capables d'engrener entre elles lorsque les mâchoires de l'étau sont rapprochées t leurs axes sont montés dans des paliers 31a et 31b qui sont montés coulissants dans des lumières 32 ménagées dans les mâchoires 22 et 23 à l'encontre de ressorts 33 qui tendent à rapprocher les paliers 31a et 31b l'un de l'autre et par conséquent à appliquer les roues dentées 30a et 30b l'une contre l'autre en position d'engrènement.Les lumières 32 sont arquées suivant des arcs de cercle concentriques aux axes Y-Y et Z-Z des arbres 28 et 24 afin de maintenir toujours en prise les engrenages 29a et 30a ou 29b et 30b de chaque mâchoire quelles que soient les positions relatives des mâchoires 22 et 23, qu'elles soient écartées ou rapprochées. La mâchoire mobile 23 est déplacée à l'aide d'un vérin 34 à fluide comprimé et à double effet dont les deux chambres sont alimentées par des conduits 35 (chambre côté mâchoire 23) et 36 (chambre opposée) susceptibles d'etre reliés alternativement l'un à l'un de deux conduits 37 d'amenée de fluide comprimé et l'autre à l'un de deux conduits 38 de retour du fluide à la décharge ou vice-versa, grâce à un distributeur à tiroir 39 de type classique. Ce distributeur à tiroir 39 est représenté symbo uniquement par deux cases 39 et 39b montrant es liaisons entre les conduits 37 et 38 d'une part et 35 et 36 d'autre part.Le tiroir de ce distributeur est amené dans la position 39a d'alimentation du conduit 36 et de mise à la décharge du conduit 35 (position de rapprochement des mâchoires, donc de mise en oeuvre du dispositif d'ondulation) (Fig. 7) par un électro-aimant 40 et t ramené en position 39b d'alimentation du conduit 35 et de mise à la décharge du conduit 36 (position d'écartement des mâchoires 22 et 23 et donc des molettes 26a et 26b) (Fig. 2) par un ressort de rappel 41 lorsque I'électro-aimant 40 n'est plus excité. Cet électro-aimant est alimenté par un circuit 42 pourvu d'un contact normalement ouvert 43 placé sur le chemin de roulement 11 du chariot 10. Ce contact 43 est susceptible d'être fermé par une rampe ou came 44 portée par le chariot 10.Cette rampe 44 a une longueur L égale à la longueur axiale de la partie d'armature comprise entre les points B et C et pour laquelle le fil transversal doit être ondulé de sorte que, lorsque le contact 43 est enfoncé, donc fermé par la rampe 44, les molettes 22 et 23 sont rapprochées et que lorsque la rampe 44 a dépassé le contact 43, ces molettes sont de nouveau écartées. Le fonctionnement de la machne ainsi décrite est b suivant: Au départ, on attache les fils 1 au plateau 9 après les avoir fait passer à travers le plateau 6, le plateau 9 étant près de ce plateau 6. On soude alors l'extrémité du fil transversal 2 sur l'un des fils longitudinaux 1. On entraîne le chariot 10 en translation dans le sens de la flèche f en même temps qu'on entraîne en rotation les plateaux 6 et 9, la transmission de mouvement du plateau 6 au plateau 9 se faisant par ltintermédiaire de la cage cylindrique des fils longitudinaux 1. Le contact 43 étant, dans la position de départ du chariot 10, non enfoncé, le dispositif d'ondulation 21 est en position débrayée ou ouverte: les molettes 26a et 26b sont écartées l'une de l'autre et l'enroulement des spires commence sans que le fil soit ondulé.Dès que la rampe 44 enfonce le contact 43, les molettes 26a et 26b se rapprochent l'une de 11 autre, déforment le fil 2 entre les creux et les crêtes de leurs dents cependant que les roues dentées 30a et 30b de transmission de mouvement viennent s'appliquer élastiquement l'une contre l'autre, entraînant ainsi les molettes 26a et 26b en rotation, en parfait synchronisme (Fig. 7). En effet, le moteur 27 d'entraînement en rotation des molettes est mis en marche, simultanément au rapprochement des molettes 26a et 26b, lors de la fermeture du contact 43, par une dérivation 42a du circuit 42. A partir de ce moment, pendant une course L du chariot 10, des spires de fil ondulé 3 vont être enroulées sur la cage cylindrique de fils 1 entre les points B et C.Ces spires de fil ondulé sont soudées à leur croisement avec les fils longitudinaux 1 par la machine à souder 16 à électrodes 17 et 18. Dès que le chariot 10 a dépassé le contact 43, celui-ci échappe à la pression de la rampe et s'ouvre, ce qui provoque l'écartement des molettes 26a et 26b (Fig. 1 et 2). A partir de ce moment, c'est-à-dire à partir du point C, l'enroulement du fil b 2 continue sur la cage cylindrique de fil 1, mais en spires 3 de fil ordinaire non ondulé. Au fur et à mesure du déplacement du chariot 10 dans le sens de la flèche f et de la rotation des plateaux 6 et 9, l'armature s'allonge par dévidement des fils 1 et l'enroulement du fil 2 se poursuit ainsi que la soudure des spires enroulées sur les fils 1. Lorsque l'armature a atteint une longueur suffisante correspondant à la longueur du tuyau en béton à armer, les fils 1 sont détachés du plateau 9 et sont coupés près du plateau 6. L'armature fabriquée est ainsi détachée de la machine. Pour achever l'armature en vue de son utilisation pour armer un tuyau à emboîtement, il suffit d'expanser l'armature dans la zone des spires ondulées 3a de manière à ouvrir les ondulations et à augmenter la longueur de ces spires 3a, sans rupture, jusqu'à un périmètre apparent se rapprochant de leur longueur réelle (Fig. 8). Les avantages de la machine décrite sont les suivants: Grâce à l'utilisation d'un dispositif d'ondulation débrayable sur une machine à fabriquer une armature cylindrique de tuyau composée de fils métalliques longitudinaux et d'un fil métallique transversal enroulé en hélice sur ces fils longitudinaux, on obtient une machine automatique simple réalisant parfaitement une cage d'armature partiellement expansible. Cet équipement est simple et facilement adaptable à des machines connues. Grâce au dispositif d'ondulation à molettes montées sur des mâchoires 22 et 23 susceptibles d'êtreiapprochées ou écartées et grâce à la combinaison de la rampe 44 et du contact 43 qui cpntrôle ce rapprochement et cet écartement en fonction de la position du chariot 10, donc de la position relative du dispositif d'ondulation et de la cage cylindrique d'armature,on enroule des spires de fil ondulé 3aà des emplacements bien déterminés de la cage d'armature. L'emplacement et la longueur des spires ondulées 3a dépendent uniquement de lâ position du contact 43 sur le chemin de roulement 11 et de la longueur de la rampe 44. Grâce aux engrenages 29a,29b,30a a 30b, les molettes 26a et b Grâce aux engrenages 29a,29b,30a et 30b, les molettes 26a eS26b sont entraînées en rotation à3a même vitesse et en parfait synchronisme. Grâce au montage coulissant et élastique des paliers 31t et 31b qui portent les arbres des roues dentées 30a et 30b et grâce à la forme arquée des rainures 32, les roues dentées 30a et 30b viennent parfaitement s'appliquer l'une contre l'autre et engrener ensemble tout en restant en prise avec les roues dentées 29a et 29b, en roulant un peu sur celles-ci s'il y a lieu, lors du rappro chement de la mâchoire 23.La fin de course du vérin 34 est réglée de manière qu'un creux de la denture de la molette 26a soit en face d'une crête de la denture de la molette 26b à une distance de celle-ci correspondant au diamètre du fil 2 et les dimensions des rainures 32 sont telles que les paliers 31a des roues dentées 29a et 29b, lorsqu'ils sont apiqués au fond des rainures 32 par les ressorts 33, mettent en prise ces roues dentées un peu avant la fin de course de rapprochement des molettes 26a et 26b de syrte que, en fin de course de rapprochement de ces mollettes, les roues den tées 29a et 29b sont élastiquement en prise, les paliers 31a étant légèrement écartés des fonds des rainures 32 et leurs ressorts 33 étant légèrement comprimés.Ce montage coulissant et élastique des arbres des roues dentées 29a et 29b constitue en même temps un dispositif de rattrapage d'usure. En variante, dans la machine à fabriquer les cages d'arma tures conforme à l'exemple d'exécution représenté à la Fig. 9, le dispositif 1a d'alimentation en fil transversal est mobile par rapport à la cage d'armature à fils longitudinaux 1. La machine conserve l'allure générale d'un tour, mais au lieu que l'un des plateaux soit mobile en translation par rapport à l'autre, leur distance est fixe. On retrouve sur cette machine à une extrémité une poupée fixe 5a à plateau rotatif 6a et à l'autre extrémité une poupée fixe 8a à plateau rotatif 9a. Entre les plateaux 6a et 9a sent fixés les fils longitudinaux la de l'armature sur lesquels doivent être enroulées des spires de fil ondulé ou non. Le dispositif 14a d'alimentation en fil transversal 2a et le dispositif 21a d'ondulation sont montés sur un chariot 45 qui se déplace en translation dans le sens de la flèche f sur un chemin de roulement 11a parallèle à l'axe X-X de l'armature. Le chariot 45 porte une bobine 15a de fil transversal 2a ainsi que le dispositif 21a d'ondulation à mâchoire fixe et à mâchoire mobi le analogue au dispositif 21 précédemment décrit. Le chariot 45 porte également un -contact 43 qui ferme le circuit de commande du vérin du disppsitif de façon à déclencher la fabrication de fil ondulé. Le contact 43a coopère avec une rampe 44a placée sur le chemin de roulement 11â, à l'emplacement où l'on veut enrouler des spires de fil ondulé 3a sur la cage d'armature. Le fonctionnement de cette machine est le même que précédemment à ceci près que le déplacement relatif du dispositif 21a d'ondulation et de la cage d'armature est constitué par un dépla cement du dispositif d'ondulation ou du dispositif d'alimentation en fil -transversal parallèlement à l'axe X-X de la cage d'armature au lieu d'un déplacement de cette cage d'armature par rapport au dispositif d'alimentation en fil transversal . I1 est à noter également que dans ce cas le dispositif 16a de soudure des spires enroulées sur les fils longitudinaux est monté également sur le chariot 45. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits ci-dessus. C'est ainsi que les enroulements de fil ondulé peuvent être exécutés non seulement à une extrémité de la cage d'armature, mais encore à n'importe quel emplacement sur cette cage d'armature et qu'il eut même y avoir sur une même cage de fils longitudinaux 1 plusieurs enroulements de spires de fil ondulés séparés par des enroulements de spires de fil non ondulé. L'invention est également applicable à une machine à fabriquer des cages d'armatures coniques dont les génératrices sont celles d'un cône, pour armer des piles ou colonnes en béton coniques. REVENDICATIONS 1.- Machine de fabrication d'un treillis cylindrique expansible, du type comprenant deux plateaux rotatifs, parallèles et espacés le long d'un axe commun, un distributeur de fil disposé sur le côté de l'espace séparant ces deux plateaux et un dispositif de déplacement relatif le long dudit axe entre ce distributeur et au moins l'un des deux plateaux, caractérisée en ce qu'un dispositif (21, 21a) d'ondulation de fil est interposé entre le distributeur de fil (14, 14a) et l'espace séparant les deux plateaux (6-9, 6a-9a) . 2.- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif (21, 21a) d'ondulation de fil est constitué par deux mâchoires (22, 23) mobiles l'une par rapport à l'autre et portant chacune une molette (26a, 26b) d'ondulation du fil. 3.- Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'une (22) des mâchoires est fixe tandis que l'autre (23) est montée coulissante par rapport à la première et est solidaire d'un vérin de nmmande (34) actionné par une rampe de fermeture(44-44 ). 4.- Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce que dans le cas où, à la façon connue, l'un (6) des deux plateaux est fixe par rapport à l'axe (X-X) et l'autre (9) porté par un chariot (10) mobile le long de cet axe, le dispositif 21) d'ondulation est fixe par rapport à l'axe (X-X) et la rampe de fermeture (44) est portée par le chariot (10). 5.- Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce que, dans le cas où, à la façon connue, les deux plateaux (6a, 9a) sont fixes par rapport à l'axe (X-X) et le distributeur (14a) de fil est porté par un chariot (45) mobile le long de cet axe, le dispositif (21a) d'ondulation est également porté par ce chariot (45) et la rampe de fermeture (44a) est disposée fixe par rapport à l'axe (X-X ). 6.- Machine suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que l'alimentation du vérin (34) est contre lée par un distributeur à tiroir (39) actionné par un électroaimant (40) dont le circuit d'alimentation (42) comprend un contact (43,43a) qui coopère avec la ramie de fermeture (44,44a). 7.- Machine suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que l'une (26a) des molettes est entraînée en rotation par un moteur (27) et entraîne elle-même une roue dentée (30a) disposée en regard, suivant l'axe (X-X), d'une autre roue dentée (30b) qui entraîne l'autre molette (26 ). 8.- Machine suivant la revendication 7, c-aractérisée en ce que les axes (31a, 31b) des deux roues dentées (30a, 30b) sont montés mobiles dans des lumières (33a) des mâchoires (22, 23) à l'encontre de ressorts (33b). 9.- Machine suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les axes (31a, 31b) des deux roues dentées (30a, 30b) sont montés dans des paliers (32a, 32b) mobiles dans lesdites lumières (33a) 10.- Machine suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que les lumières (33a) sont en arcs de a cercle centrés sur les axes (Y-Y, Z-Z) des molettes (26a, 26b).