Brevet FR2197668A1 — publié le 19740329

L'invention concerne une machine pour la fabrication d'armatures métalliques ondulées et plus particulièrement d'armatures de type connu formée par des ondulations planes régulières, notamment pour des ouvrages ou éléments de construction s en béton armé. Des armatures de ce type sont utilisées habituellement tout particulièrement pour améliorer la tenue aux efforts tranchants de tuyaux en béton armé. De tels tuyaux comportent une armature principale métallique constituée par un fil enroulé en hélice coaxialement au tuyau et complétée par des armatures auxiliaires en forme d'ondes régulières planes soudées aux spires de l'hélice suivant des génératrices du cylindre délimité par cette hélice. La présente invention a pour but de réaliser une machine permettant d'obtenir de façon industrielle et automatique des armatures de ce type se présentant sous la forme d'ondulations approximativement sinusoidales planes dont la longueur est de n périodes suivant l'utilisation envisagée et dont l'amplitude et le pas (ou demi-période) peuvent être variables. A cet effet, l'invention a pour objet une machine pour la fabrication d'armatures notamment pour ouvrages ou éléments de construction en béton armé, formées d'ondulations planes sensiblement sinusotdales caractérisée en ce qu'elle comprend un châssis, un moyen d'alimentation en fil métallique monté à une extrémité du châssis et susceptible de faire avancer le fil suivant son axe, pas à pas en position horizontale, un poste de formation d'ondulations monté sur le châssis en aval des moyens dlalimentation en fil et constitué par a. Un chariot mobile parallèlement à l'axe du fil ; b. Des moyens pour déplacer ce chariot ; c. Un système articulé formé par deux bielles, l'une des extrémités du système étant fixée audit chariot et l'autre extrémité étant articulée sur un axe vertical fixe par rapport au châssis d.Des doigts de pliage du fil montés sur le système articulé, coaxialement aux trois axes d'articulation, les deux axes extrêmes étant sensiblement alignés avec le fil délivré par ledit moyen d'alimentation e. Des moyens pour faire pivoter l'une des deux bielles autour de l'un des axes extr#mes f. Des doigts de maintien des ondulations nouvellement formées suceptibles de s'engager dans le fond des dites ondulations g. Un plateau mobile verticalement et portant ledit chariot, le système articulé et les doigts de pliage et de maintien, et h.Des moyens pour déplacer ledit plateau, fixés sur le châssis, des moyens de guidage du fil montés sur le châssis entre le moyen d'alimentation et ledit poste de formation des ondulations ; des moyens de guidage des ondulations nouvellement formées, fixés sur le itssis, des moyens permettant l'évacuation des ondulations ainsi formées en continu, disposés à l'autre extrémité du chassies, et des moyens pour limiter et coordonner les déplacements cycliques du moyen d'alimentation en fil, du chariot, du système articulé et du plateau. Le fonctionnement de cette machine consiste, en bref, à replier par déplacement du chariot le compas formé par le système articulé, de manière à ajouter une nouvelle ondulation à celle déjà formée, le fil contournant extérieurement les doigts de pliage, puis à dégager à la fois les doigts de pliage et les doigts de maintien des fonds des ondulations dans lesquelles ils étaient engagés lors de la formation de la nouvelle ondulation, en abaissant ledit plateau, puis à déplier le compas du système articulé tout en faisant avancer le fil d'un cran, c'està-dire d'une période des ondulations, puis à remonter le plateau pour repositionner les doigts de maintien et disposer les doigts de pliage correctement par rapport au fil en vue de la formation de 1'ondulation suivante et enfin à replier à nouveau le compas, et ainsi de suite de manière continue et automatique. D'autres détails de fonctionnement ainsi que d'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de cette machine, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels Fig. 1 représente une vue d'ensemble en perspective et schématique d'une machine suivant 1 'invention Fig. 2 représente une vue partielle schématique du poste de formation des ondulations de la machine de la figure 1. Fig. 3 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 2. Fig. 4 représente un schéma des organes actifs du poste de formation des ondulations au moment du départ de la phase de formation d'une nouvelle ondulation Fig. 5 représente ces mêmes organes au cours de la formation d'une nouvelle ondulation Fig. 6 représente les organes au moment de l'achève- ment de la nouvelle ondulation Fig. 7 représente une vue de dessus des moyens de guidage des ondulations nouvellement formées Fig. 8 représente une vue en perspective de ces moyens de guidage Fig. 9 représente une vue en perspective des moyens de guidage du fil immédiatement en amont du poste de formation des ondulations, et Fig. 10 représente une vue en perspective du moyen d'alimentation et d'avance du fil. La machine représentée schématiquement sur la figure 1 comporte un châssis 1 dont le contour général a la forme d'un parallélépipède. A l'une des extrémités de ce châssis 1 est monté un moyen d'alimentation 2 en fil métallique 3. Le fil 3 provient, par exemple, d'une couronne de fil (non représentée), le fil étant éventuellement redressé et lubrifié dans un poste schématisé en 4 indépendant ou non de la machine. Le dispositif d'aiimentation en fil 2 a été représenté symboliquement et seladé- crit plus en détailla par la suite en regard de la figure 10. A la suite du dispositif d'alimentation 2 est monté sur le châssis, un dispositif de guidage du fil symbolisé en 5 et qui sera décrit plus en détails par la suite en regard de la figure 9. Le poste de formation des ondulations est constitué par un chariot 6, un vérin 7 de commande du déplacement du chariot 6, un système ou compas articulé 8, des doigts de pliage 9, un moyen de commande du système articulé 8 symbolisé en 11 et qui sera décrit plus en détails en regard de la figure 3, des do#s 10 de maintien de l'ondulation précédemment formée, un plateau 12 portant les organes 6, 8, 9 et 10, et deux vérins 13 pour commander le déplacement suivant un axe vertical du plateau 12. La machine comporte également deux plaques 14 de guidage des ondulations nouvellement formées et disposées en regard des sommets de ces ondulations. Ces plaques de guidage seront décrites plus sn détails en référence avec les figures 7 et 8. Enfin, dans le prolongement des plaques de guidage 14 est fixée sur le châssis une plaque 15 supportant l'armature ondulée 16 formée par la machine. Cette dernière peut également êtreéuipée d'un moyen (non représenté) pour couper l'armature 16 formée en continu, toutes les x ondulations. On va se reporter maintenant plus particulièrement aux figures 2 et 3 qui représentent les divers organes du poste de formation des ondulations. Le chariot 6 est formé par un bloc parallélépipédique monté coulissant sur deux barres parallèles 17, fixées à leurs extrémités sur des supports 18 solidaires du plateau 12. Les barres 17 sont disposées parallèlement à l'axe de déplacement du fil 3. Le déplacement du chariot 6, par coulissement sur lès barres 17 s'effectue à l'aide du vérin 7 dont la tige 20 est reliée par son extrémité, par l'intermédiaire d'une chappe 21, au chariot 6. La chappe 21 est destinée à autoriser un mouvement de rotation entre le chariot 6 et la tige 20, suivant un axe horizontal perpendiculaire aux barres 17. En outre, le vérin 7 est susceptible de pivoter autour d'un axe symbolisé en 22, parallèle à l'axe de pivotement de la chappe 21. A cet effet, le vérin 7 peut tourbillonner dans des supports (non représentés) fixés sur le châssis 1 de la machine. Le système articulé 8 ou compas comprend une première bielle 23 articulée, d'une part, sur un bloc 6a solidaire du chariot 6 et d'autre part, à l'extrémité d'une seconde bielle 24. L'autre extrémité de la bielle 24 est elle-même articulée sur un support (non représenté) fixé sur le plateau 12. les doigts de pliage 9 sont montés fixés verticalement coaxialement respectivement aux trois axes d'articulation du système articulé 8. En outre, les deux doigts de pliage 9 extrêmes sont disposés suivant une ligne parallèle au fil 3 (avant sa déformation). La déformation du compas 8 est commandée à la fois par le déplacement du chariot 6 et également par l'intermédiaire d'un vérin dont la tige 26 est reliée par l'intermédiaire d'une chappe 27 à l'extrémité d'un bras 28 de commande du compas 8, ce bras 28 étant lié rigidement à la bielle 24. Le vérin 25 est monté dans une chappe 29 autorisant une rotation du vérin 25 autour d'un axe vertical 30, cette chappe 29 étant fixée sur le ch ssis 1 au oyen d'une liaison 31 autorisant à la chappe 29, une rotation suivant l'axe horizontal 32. Aux doigts de pliage 9 sont adjoints deux doigts 10 de maintien de l'ondulation précédemment formée, l'un de ces doigts étant disposé dans l'axe défini par les deux doigts de pliage 9 extrêmes, cependant que l'autre doigt de maintien 10 est disposé en regard de l'intervalle séparant le doigt 10 du doigt 9 immédiatement adjacent et à une distance de ces derniers correspondant sensiblement à l'amplitude des ondulations. Les deux doigts 10 représentés sur les figures 2 et 3, ainsi que le doigt 9 de l'extrémité de gauche du compas 8 sont montés verticaux sur des supports 33 et 34 fixés sur le plateau 12. Le plateau 12 est susceptible de se déplacer suivant un axe vertical sous l'action des tiges 35 des deux vérins 13 fixés sur le châssis 1, en dessous du plateau 12. les divers vérins ci-dessus (7, 25 et 13) comportent, bien entendu, comme cela est habituel, des butées à contact de fin de course limitant 1'amplitude du déplacement commandé par les vérins respectifs. Le fonctionnement du poste de formation des ondulations que l'on vient de décrire en référence aux figures 2 et 3 sera donné plus en détail, par la suite, en référence aux figures 4 à 6. La figure 7 représente une vue de dessus des moyens de guidage des nouvelles ondulations qui viennent d'être formées. L'armature ondulée 15 obtenue par la machine se présente sous la forme d'ondulations continues, indentiques, planes. les sommets opposés de ces ondulations sont guidés par deux plaques de guidage 41 et 42, disposées de part d'autre de l'armature ondulée, et fixées sur le châssis de la machine. Ces deux plaques comportent chacune une profonde rainure de guidage 43 sur toute leur longueur, afin de permettre le déplacement par glissement des ondulations nouvellement formées dans les plaques de guidage. Ce déplacement s'effectue par des moyens qui seront décrits par la suite en regard de la figure 10, suivant la flèche portée sur la figure 7. En amont de la plaque 41 est prévue une encoche 44 destinée à permettre au doigt 9 solidaire du bloc 6a de venir dans sa position extrême, lors de la fermeture du compas 8.L'autre plaque de guidage 42 comporte une encoche 45 conformée de manière à recevoir le doigt de pliage médian 9 du compas lorsque ce dernier tend vers sa position finale, lors du repliement du compas. Tous les doigts 9 et 10 dépassent sensiblement la surface supérieure des plaques 41 et 42, et, à cet effet, des trous 46 sont ménagés dans les plaques au droit des deux doigts de maintien 10 fixes et du seul doigt 9 fixe (celui fixé à l'extrémité de la bielle 24). Enfin, la plaque 42 est montée sur deux barres 47 parallèles à l'axe longitudinal de l'armature ondulée et peut coulisser sur ces barres afin de régler la distance entre les deux plaques de guidage en vis-à-vis, lors de la réalisation d'ondulations d'amplitude différente. La figure 9 représente une vue en perspective schématique du moyen de guidage représenté symboliquement en 5 sur la figure 1. Ce moyen de guidage comprend essentiellement une rainure de guidage 51, ménagée dans une pièce 52 solidaire du chassies 1 de la machine. Cette rainure 51 s'étend dans l'axe du fil 3 au voisinage immédiat du doigt 9 fixé sur le bloc 6a, lequel doigt 9 glisse le long de cette rainure 51 lors du déplacement du chariot 6 à chaque formation de nouvelles ondulations. Le fil 3 est maintenu dans la rainure 51, à l'aide d'une pièce de retenue 53 fixée sur la pièce 52. Enfin, la figure 10 représente schématiquement le moyen d'alimentation et d'avancée du fil symbolisé en 2 sur la figure 1. Ce moyen est un dispositif classique constitué par une came 54 de blocage du fil 3 commandée par un vérin 55. Cette came 54 est montée sur un petit chariot 56 susceptible de coulisser parallèlement au fil 3, au moyen de barres 57 parallèles, fixées à leurs deux extrémités au châssis 1 de la machine. Le vérin 55 est monté tourillonnant sur un support (non représenté) solidaire du châssis 1 de la machine. Bien entendu, là aussi, des butées à contact de fin de course sont prévues pour commander les déplacements du chariot 56 sous l'action du vérin 55. On va maintenant décrire plus complètement le mode de fonctionnement de la machine représcatée sur la figure 1, en se reportant plus particulièrement aux figures 4 à 6. Comme point de départ du cycle de fonctionnement de la machine, on va prendre la position des organes représentés sur la figure 4. Sur cette figure, le compas 8 est en position complétement déplié, le chariot 6 étant dans sa position extrème droite, par rap ort au plateau 12. On suppose que ce plateau 12 est dans sa position haute pour laquelle les doigts 9 et 10 prennent, par rapport au plan défini par le fil 3 la position représentée, par exemple, sur la-figure 2. Les bielles 24 et 23 du système articulé sont amenées au-delà de leur position d'alignement, à l'aide du vérin 25 de manière que le doigt de pliage central 9 soit situé de l'autre côté du fil par rapport aux deux doigts de pliage 9 extrêmes.Pour former une nouvelle ondulation, il suffit tout d'abord d'actionner levirin 25 afin de faire pivoter le bras 28 dans le sens de la flèche portée sur la figure 5 autour de l'aie de rotation coaxial au doigt de pliage 9 de gauche. Les bielles 23 et 24 vont repasser alors dans leur position d'alignement, puis le compas va commencer à se replier jusque dans sa position extrême représentée sur la figure 6. Au cours du repliement du système articulé 8, le pliage du fil est facilité par l'action du vérin 7 qui pousse le chariot 6 vers la gauche et coopère ainsi avec le vérin 25. Sur la figure 6, le chariot 6 est représenté dans sa position de gauche extrême. Dans cette position, le doigt de pliage 9 solidaire du bloc 6a est engagé dans 1' encoche 44 (figure 7) à une distance du doigt 9 immédiatement voisin, égale à la distance entre les doigts 9 et 10 sur la pièce 41. Le doigt 9 intermédiaire (bas de la figure 6) est alors à une distance du doigt 10 voisin égale à la distance séparant les deux autres doigts 9. La tige du vérin 25 est rétractée, cependant que la tige 20 du vérin 7 est en extension. On a ainsi formé entre les trois doigts 9 une nouvelle ondulation identique aux précédentes. A ce moment, le plateau 12 est descendu à l'aide des vérins 13, de manière que les doigts 9 et 10 soient dégagés du fil 3, les dernières ondulations formées restant prisonnières dans les rainures 43 des plaques de guidage 41 et 42. Cependant que le plateau 12 reste dans sa position basse, le chariot 6 est ramoné dans sa position initiale à la droite du plateau 12. En même temps, la tige 26 du vérin 25 entre en extension pour remettre le système articulé 8 dans la position représentée sur la figure 4. Le fil 3 et l'ensemble des ondulations formées par la machine sont alors déplacés vers la gauche de la machine d'une distance correspondant à une période des ondulations.Cette manoeuvre s'effectue à l'aide du vérin 55 qui provoque le coincement du fil 3 et son avancée de la distance correspondante. La dernière ondulation formée (figure 6) passe alors, par rapport aux doigts 10, de la position représentée sur la figure 6, à celle représentée sur la figure 4. A ce moment, le plateau 12 remonte pour permettre aux doigts 9 et 10 de reprendre contact avec le fil 3, les doigts 9 étant toujours dans la position représentée sur la figure 4. Le retour du chariot 56 dans sa position initiale s'effectue aussitôt après par traction du vérin 55 sur la came 54 ce qui a pour rôle, premièrement, de décoincer le fil 3 et ensuite de ramener le chariot 56 en arrière. On est ainsi prêt pour un nouveau cycle de formation d'une ondulation. Le simple déplacement du fil 3 au moyen du dispositif 2 suffit, du fait de la rigidité du fil, à déplacer l'ensemble des ondulations 16 par translation sous le guidage des plaques 41 et 42. Le cycle de fonctionnement de la machine est ainsi complétement automatique, les armatures ondulées pouvant entre obtenues de manière continue A la sortie de la machine, on peut découper les armatures ondulées suivant la longueur désirée, soit à la main, soit mécaniquement par un dispositif approprié. Le réglage de la position de la plaque 42 transversalement à l'axe longitudinal de l'armature ondulée permet de réaliser à 1'aide de la machine des armatures ondulées d'amplitude variable et de même période. Il suffit de remplacer le système articulé 8 par un système dont les bielles ont la longueur voulue et de régler en conséquence les courses des vérins 25 et 7. Par ailleurs, au cas où l'on voudrait réaliser des armatures ondulées dont les périodes d'ondulations seraient différentes, il faudrait, en outre changer les plaques de guidage 41 et 42 et régler la position des doigts 9 et 10 entre eux, afin de les adapter à la nouvelle période des ondulations que l'on veut obtenir. Il faudrait aussi régler en conséquence le dispositif d'avancée de fil 2. Enfin, la présente invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représentée et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes. REVTDICTIONS 1. .achine pour la fabrication d'armatures notamment pour ouvrages ou éléments de construction en béton armé, ormées d'ondulations planes sensiblement sinusoldales caractérisée en ce qu'elle comprend un ch ssis, un moyen d'alimentation en fil métallique monté à une extrémité du cassis et susceptible de faire avancer le fil suivant son axe, pas à pas en position horizontale, un poste de formation d'ondulations monté sur le châssis en aval des moyens d'alimentation en fil et constitué par a.Un chariot mobile parallèlement à l'axe du fil b. des moyens pour déplacer ce chariot c. un système articulé formé par deux bielles, l'une des extrémités du système étant fixée audit chariot et l'autre extrémité étant articulée sur un axe vertical fixe par rapport au châssis ; d. des doigts de pliage du fil montés sur le système articulé, coaxialement aux trois axes d'articulation, les deux axes extrêmes étant sensiblement alignés avec le fil délivré par ledit moyen d'alimentation e. des moyens pour faire pivoter l'une des deux bielles autour de l'un des axes extrêmes f. des doigts de maintien des ondulations nouvellement formées susceptibles de s'engager dans le fond desdites ondulations g. un plateau mobile verticalement et portant ledit cha riot, le système articulé et les doigts de pliage et de maintien, et h. des moyens pour déplacer ledit plateau, fixés sur le châssis, des moyens de guidage du fil montés sur le châssis entre le moyen d'alimentation et ledit poste de formation des ondulations, des moyens de guidage des ondulations nouvellement formées, fixés sur le châssis, des moyens permettant l'évacuation des ondulations ainsi formées en continu, disposés à l'autre extrémité du châssis, et des moyens pour limiter et coordonner les déplacements cycliques du moyen d'alimentation en fil, du chariot, du système articulé et du plateau. #. archine pour la fabrication d'armatures suivant la revendication 1 caractérisée en ce que ledit moyen d'alimentation en fil et d'avancée de ce dernier pas à pas est constitué par un dispositif à came connu en soi porté par un petit chariot mobile parallèlement au fil, la came étant commandée par un vérin monté sur le châssis de la machine. 3. Tachine pour la fabrication d'armatures suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens pour faire pivoter l'une des deux bielles autour de l'un des axes extrêmes sont constitués par un bras solidaire de la bielle et relié à la tige d'un vérin hydraulique ou pneumatique monté sur le châssis de la machine par l'intermédiaire d'un montage à deux degrés de liberté. 4. Machine pour la fabrication d'armatures suivant l'une quelconque des revendications la 3, caractérisée en ce que les moyens de guidage des ondulations nouvellement formées sont constitués par deux plaques disposées de part et d'autre des ondulations et guidant les sommets de celles-ci au moyen d'une rainure de guidage ménagée longitudinalement dans la tranche des plaques, des ouvertures étant ménagées dans es dernières pour permettre le passage des doigts de pliage et de maintien du fil. 5. Tachine pour la fabrication d'armatures suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens pour déplacer le chariot et le plateau sont constitués par des vérins hydrauliques ou pneumatiques.