Brevet FR2231449A1 — publié le 19741227

La présente invention concerne la réalisation par forgeage à froid de boutons ou renflements le long des tiges ou fils métalliques de section quelconque, notamment d'acier dur que lton appellera par la suite génératrices. Plus précisément l'invention concerne la réalisation de boutons dits "d'extrémités" et "intermédiaires" destinés par exemple àkete- nir ou sertir des pièces enfilées sur la génératrice et qui enparticu- lier peuvent être utilisées dans le cas des armatures de précontrainte pour assurer la mise en tension et leur ancrage à l'intérieur du bé tontes boutons peuvent aussi être utilisés pour assurer la mise en tension ou encore comme ancrage à l'intérieur du béton. Le but de l'invention est de réaliser une machine permettant de refouler simultanément ou consécutivement un bouton d'extrémité et ou plusieurs boutons intermédiaires, le long d'une génératrice d'une manière entièrement automatique. A cet effet, l'invention a pour objet une machine de forgeage à froid pourlaréalisation desdits boutons sur une tige métallique ou génératrice, caractérisée en ce qu'elle comprend un bati sur lequel sont montés des organes de guidage et de positionnement de la génératrice munieounondesdifférentes pièces devant être immobilisées par les refoulements demétal,au moins deux dispositifs depinçage de la génératrice disposés côte-à-côte et susceptibles dese rapprocher l'un par rapport à l'autre axialement àla génératrice et des moyens pour commander ensynchronisme l'actionnement des dispositifs de pinçage et leur rapprochement axialement à la génératrice. Suivant un mode de réalisation destiné plus particulièrement à la réalisation simultanée de boutons intermédiaires et de boutons d'extrémité sur la génératrice, la machine comprend, en outre, un dispositif de refoulement pourvu d'un tas de boutonnage susceptible de se déplacer coaxialement à la génératrice en appui contre l'extrémité à boutonner et un dispositif de pinçage de la généra triee au voisinage de ladite extrémité et coopérant avec ladite tête de boutonnage. Avantageusement, chaque dispositif de pinçage est constitué par deux mors de serrage disposés en regard de part et d'autre do la génératrice et des moyens pour les déplacer perpendiculairement a l'axe de la génératrice de manière à pouvoir soit la pincer, soit au contraire la libérer. De préPérence, la machine comprend des organes de guidage des éventuelles rondelles ou éléments analogues coulissant sur la génératrice afin de positionner correctement lesdits éléments axialement à la génératrice. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de la machine suivant l'invention, description donnée à titre d'exemple d'application uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels Fig. 1 représente une vue en perspective schématique d'un mode de réalisation préféré de la machine suivant l'invention destinéeplus particulièrement à la préparation d'armatures de précontrainte. Fig. 2 représente une vue en éclaté des dispositifs de refoulement et du dispositif de pinçage associé de la machine de la figure 1. Fig. 3 représente une vue en éclaté du dispositif de pinçage monté sur une pièce fixe de la machine de la figure 1. Fig. 4a, 4b, 4c,)'d représentent schématiquement les différentes phases possibles du fonctionnement de la machine. La machine représentée sur la figure 1 comprend un bâti 1 en forme de berceau formé de deux montants verticaux la et lb disposés en regard l'un de l'autre. A l'extrémité supérieure de l'un des montants (la) est prévue une encoche 2 de réception de la génératrice à forger. A l'extré- mité supérieure de l'autre montant (lb) est monté un demi-palier 3 coopérant avec une bride 4 complémentaire pour maintenir un vérin de refoulement à double effet 5 disposé dans l'axe de l'en- coche 2. Le vérin 5 est pourvu d'une tete de refoulement flottante 6, elle-même munie d'un tas de refoulement 7. Entre la tête de refoulement 6 et le montant la du bâti sont montés, transversalement à l'axe de la génératrice (non représentée) trois dispositifs de pinçage de cette dernière. Un premier dispositif de pinçage est constitué par es mors 8a et 8b disposés de part et d'autre de la génératrice au voisinage du tas de refoulement 7. Les mors 8a et 8b sont identiques et constitués par des blocs parallélipipédiques pourvus de deux gorges en regard 9, parallèles à la génératrice. L'un des mors (8b) est fixe transversalement à l'axe de la génératrice cependant que l'autre mors (8a) est susceptible de se déplacer pour se rapprocher ou s'éloi- Zoner mors cnteonise 3b. Le lacement du mors 8a en direc- tion du mors 8b s'effectue à l'aide d'un vérin 10. Sur la figure 2, on a représenté plus en détail ce premier dispositif de pinçage, ce dernier est monté sur une pièce en forme de C 11. L'une des branches du C (pila) porte le mors 8b par l'intermédiaire d'une pièce de liaison 12. L'autre branche du C (llb) porte le vérin 10. Le mors 8a est fixé à l'extrémité de la tige 13 du vérin 10, par l'intermédiaire d'une cale 14 dont le but sera expliqué par la suite. La tête de refoulement montée flottante en extrémité de tige du vérin 5 est reliée à la pièce 11 par l'intermédiaire d'un tirant 15 fixé à la pièce 11 par l'intermédiaire d'un écrou et d'un contre-écrou 16 de réglage de course. Le vérin 5 comprend également un écrou 17 de réglage de la position axiale du vérin 5 sur le bâti 1. La tête de refoulement 6 est centrée par rapport aux mors 8a et 8b par l'intermédiaire de deux pièces identiques 18 en forme de mâchoires semi-circulaires disposées en regard et fixées sur les pièces 14 et 12. De cette manière, le refoulement se fait obligatoirement dans l'axe longitudinal des mors soit dans celui de la génératrice. Dans la partie inférieure de la pièce 11 sont ménagées deux entailles parallèles cylindriques 20 complétées par des entailles à flancs parallèles 21. Dans les entailles 20 peuvent coulisser deux glissières longitudinales 22 reposant sur des berceaux 23 et fixées sur le bâti 1 à l'aide de vis. Enfin sur le flanc de la pièce 11 est fixée une glissière transversale 24 destinée à solidariser du premier dispositif de pinçage le second comprenant les mors 24a et 24b et le vérin 25 (figure 1). Dans la glissière 24 sont ménagées deux lumières 24c permettant à la pièce 26 de se déplacer par rapport à la pièce 1l per nendiculairement à la génératrice. Ce second dispositif de pinçage qui est identique au premier est fixé sur une pièce 26 en forme de C disposée en sens contraire de la pièce 11 par rapport au bâti 1. La pièce 26 est fixée parallèlement à la pièce 11 par l'intermédiaire de boulons sur la glissière transversale 24. L'écartement entre les pièces 26 et 11 est obtenu par la glissière 24, la pièce 12 également fixée sur la pièce 26 et la cale 14. Les mors de serrage 24a et 24b sont identiques aux mors 8a et 8b. La machine enfin comporte un troisième dispositif de pinçage formé-par les mors de serrage 28a et 28b, et le vérin 29 (figure 3). Ce troisième dispositif de pinçage est identique aux deux autres et également monté sur une pièce en forme de C 30 disposée dans la même position que la pièce 11. Cependant, la pièce 30 est montée fixe sur le montant la et n'est donc pas susceptible de se déplacer axialement à la génératrice comme les deux autres pièces 11 et 26. Les mors de serrage 28a et 28b sont également identiques aux autres. Sur la figure 1, on à représenté en 25a la tige du vérin 25 portant le mors 24a mobile perpendiculairement à l'axe de la génératrice. De même, on a représenté-en 29a la tige du vérin 29 déplaçant le mors 28a perpendiculairement à l'axe de la génératrice. Les autres mors 24b et 28b sont chacun montés fixes sur les pièces 26 et 30 respectivement. La fixation de la pièce 30 sur le montant la s'effectue par l'intermédiaire d'une cale d'entretoisement 31 pourvue à sa partie supérieure d'une encoche 32 dans le prolongement de 1'enco chez2. Le mors de serrage 28b est en appui contre cette pièce d'entretoisement 31. En outre, de l'autre côté du mors 28b est fixé un dispositif 33 de centrage et de guidage d'une rondelle d'ancrage dont le but sera expliqué plus loin. Cette pièce 33 est représentée plus en détail sur la figure 3 et comporte une extrémité 33a en forme de demi mâchoire coopérant avec une extrémité identique d'une pièce 34 solidaire de la cale de l'autre mors 28a. En outre, à l'extrémité inférieure de la pièce 33 est fixé un organe 35 destiné à positionner ladite rondelle. La machine comporte également (figure 1) un dispositif de guidage et de positionnement de la génératrice à forger. Ce dispositif est solidaire du vérin 10 du premier dispositif de pinçage et comporte un support 35' sur lequel sont fixés, à l'aplomb des intervalles séparant les dispositifs de pinçage, des déflecteurs inclinés 36 d'une part entre les deux premiers dispositifs de pinçage et 37, d'autre part, entre le second et le troisième dispositif de pinçage. Le rôle de ces déflecteurs sera décrit par la suite. Enfin, ce dispositif de positionnement comprend également une patte 38 faisant saillie dans l'intervalle séparant les deux premiers dispositifs de pinçage et susceptible de servir de second appui pour la génératrice à forger, le premier appui étant constitué par le fond des encoches 2 et 32. Enfin, les vérins 5, 10, 25 et 29 sont alimentés en fluide de commande par une unité de commande et de régulation 50. Le fonctionnement de la machine représentée sur les figures 1 à 3 est maintenant décrit en référence aux figures 4a à 4d. Cette machine est plus particulièrement destinée à la réalisation d'armatures de précontraintes formées d'une tige métallique 40 ou génératrice comportant (figure 4d) un bouton d'extrémité 41, deux boutons intermédiaires 42 et 43 emprisonnant une rondelle 44 destinée à ancrer la génératrice dans la masse de béton et, entre le bouton d'extrémité 41 et l'un des boutons intermédiaires (42) une rondelle 45 et une tête de traction 46 séparée de la rondelle 45 et montée comme elle librement coulissante sur la génératrice 40. Cette tAete de traction 46 comporte une collerette 47. La mise en place de la génératrice 40 avec ses rondelles montées librement coulissantes, comme représenté sur la figure 4a s'effectue en disposant la génératrice à cheval sur les déflecteurs 36 et 37, parallèlement à l'axe de la machine. Au cours de cette opération manuelle, la rondelle 44 est guidée par les deux déflecteurs 37, cependant que l'ensemble de la rondelle 45 et de la tête de traction 46 est guidé par les déflecteurs 36. Plus précisément la patte 38 du dispositif de positionnement est chargée de guider et de soutenir la partie de diamètre réduit de la tête 46. La première phase opératoire est la mise en position de la génératrice 40 suivant la figure 4a. On a vu que cette opération s'effectuait grâce aux déflecteurs de guidage D6 et 57. Ensuite, on effectue le pinçage de la génératrice 40, commue représenté sur la figure 4b. Les mors de serrage 8a, b et 28a disposés du même côté par rapport à la génératrice 40 sont appliqués contre les mors opposes correspondants en enserrant la génératrice 40 dans les rainures 9. A cet effet, les tiges des vérins 10 et 29 se déplacent comme représenté par les flèches sur la figure 4b cependant que pour le dispositif de pinçage du milieu c'est le vérin lui-même 25 qui se déplace en mAeme temps que le mors 24b.En effet, le mors 24a est solidarisé du mors 8b de sorte que la mise en extension du vérin 25 provoque le recul de la pièce 26 perpendiculairement à l'axe de la génératrice, en direction de l'extérieur de la machine en vue de serrer la génératrice 40. Ce déplacement transversal de la pièce 26 est permis par les lumières 24c prévues dans la glissière transversale 24 (figure 2) dans les quelles coulissent deux tétons solidaires de la pièce 26. Le vérin 5 est ensuite actionné de manière que le tas de refoulement 7 vienne en contact avec l'extrémité de la génératrice 40, après réalignement automatique du tas 7 grâce aux surfaces de guidage cylindriques 18a. La pression exercée par le vérin 5 augment alors et provoque le déplacement en translation de l'ensemble du premier et du deuxième dispositif de pinçage (vérinslO et 25) en direction du troisième dispositif de pinçage fixe -en translation. I1 se forme alors -(figure 4c) simultanément deux boutons intermédiaires 42 et 43 de part et d'autre de la rondelle 44 et le bouton d'extrémité 41. Après quoi, tous les vérins reviennent dans leur position de départ (figure 4a). Dans le mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus la machine comporte des vérins hydrauliques. L'huile de commande alimente d'abord les trois vérins de pinçage 10, 25 ét 29 puis le vérin de boutonnage 5, à partir de 90 bars environ grâce à une valve de succession. La pression continue à croître et à 380 bars tous les boutons sont complètement formés. Cependant, il faut remarquer que les boutons intermédiaire 42 et 43 sont faits en butée mécanique alors que le bouton d'extrémité 41 est réalisé à pression constante (butée hydraulique). I1 en résulte un aspect différent des deux types de boutons. Le bouton d'extrémité 41 doit être le plus plat possible pour éviter l'éclatement de la rondelle 45.Les boutons intermédiaires 42 et 43 doivent s'opposer à la pénétration de la génératrice 40 dans la rondelle d'ancrage 44 en acier traité sans pour cela amoindrir la résistance à la traction. Pour satisfaire ces deux impératifs, il est donc souhaitable d'opérer comme dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, c'est à-dire d'effectuer un refoulement de longueur constante contrôlée pour les boutons intermédiaires 42 et 43 en réglant l'écartement entre la rondelle 44 et les mors de serrage des deux dispositifs de pinçage concernés et de réaliser un refoulement de force constante pour le bouton d'extrémité 41. Pour que, lors du refoulement, les boutons intermédiaires soient bien centrés sur la génératrice 40, il est nécessaire que la rondelle 44 soit bien guidée. Ce guidage s'effectue grâce aux pièces D3, 34 et 35 (figure 3) L'élément amovible 55 du dispositif de guidage peut être réglé en position à cet effet. Comme on l'a vu plus haut, la formation des boutons intermédiaires s' effectue par translation des mors 24a et 24b en direction des mors 98a et 28b. La distance de refoulement est de l'ordre dehuelques millimètres. Les réglages s' ef- fectuent par déplacement de l'ensemble mobile constitué par les deux premiers dispositifs de pinçage (vérinslO et 25).Par ailleurs, le réglage de la distance entre le tas de refoulement 7 et les mors de serrage du premier dispositif de pinçage s'effectue en reculant le vérin de refoulement 5 en agissant sur l'écrou de réglage 17, et après avoir auparavant désolidarisé le tirant 15 de la pièce 11. Le réglage étant terminé, on réglé à nouveau le tirant 15. La course de refoulement du tas 7 est de l'ordre de quelques millimètres également, mais est un peu supérieure aux distances de refoulement relatives aux boutons intermédiaires. L'invention n'est évidemment pas limitée aux mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment celles concernant le nombre et la disposition des dispositifs de pinçage. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, par suite de questions d'encombrement > l'un des dispositifs de pinçage (celui du milieu) a été disposé en sens contraire par rapport aux deux autres, ce aui nécessite un montage perpendiculairement à l'axe de la génératrice. Suivant un mode de réalisation simplifié de la machine schématisée sur les figures 4a à 4d on peut remplacer les deux dispositifs de pinçage 8a, 8b, 10, d'une part, et 24a, 24b, 25b, d'autre part, par un dispositif unique comprenant une seule paire de mors. A cet effet, chaque mors peut être de dimensions plus importantes et comporte dans sa partie centrale un évidement permettant la réception d'une rondelle libre sur la génératrice. Ce dispositif de pinçage unique ne comporte bien entendu qu'un seul vérin de commande et est susceptible de se déplacer axialement à la génératrice, le fonctionnement d'une telle machine étant absolument identique à celui de la machine représentée et décrite ci-dessus. La partie des mors située d'un côté desdits évidements travaille avec le dispositif de pinçage fixe, cependant que la partie des mors située de l'autre côté coopère avec le tas de refoulement. D'une manière générale on peut prévoir autant de dispositifs de serrage qu'on veut, au moins l'un de ces dispositifs étant monté fixe en translation parallèle à l'axe de la génératrice. Excepté pour les boutons d'extrémité, les dispositifs de pinçage travaillent par couple, c'est-à-dire qu'il y a un déplacement rela tif de l'un par rapport à l'autre pour effectuer le refoulement de la génératrice. Pour chaque dispositif de pinçage, il n'est pas nécessaire qu'un des mors de serrage soit fixe dans une direction perpendiculaire à l'axe de la génératrice. On peut prévoir également d'autres dispositifs de guidage du tas de refoulement d'une part, et de la génératrice à forger d'autre part, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Machine de forgeage à froid pour la réalisation de boutons ou refoulements sur une tige métallioue de section auelconoue ou génératrice notamment en acier dur, caractérisée en ce qu'elle comprend un bâti sur lequel sont montés des organes de guidage et de positionnement de la génératrice, au moins deux dispositifs de pinçage de la génératrice disposés côte à côte et susceptibles de se rapprocher l'un par rapport à l'autre axialement à la génératrice et des moyens pour commander en synchronisme l'actionne- ment des dispositifs de pinçage et leur rapprochement axialement à la génératrice. 2. Machine suivant la revendication 1, plus particulièrement destinée à la réalisation simultanée de boutons intermédiaires et de boutons d'extrémité sur la génératrice, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un dispositif de refoulement pourvu d'une tête de boutonnage susceptible de se déplacer coaxialement à la génératrice en appui contre l'extrémité à boutonner, et un dispositif de pinçage de la génératrice au voisinage de ladite extrémité et coopérant avec ladite tête de boutonnage. 3. Machine suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les dispositifs de pinçage sont constitués par un premier mors disposé d'un côté de cette dernière, un second mors mobile perpendiculairement à la génératrice, disposé de l'autre côtétet des moyens pour déplacer les mors en direction l'un de l'autre. 4. Machine suivant la revendication 7 caractérisée en ce que l'un des deux mors est non mobile perpendiculairement à la génératrice et l'autre est mû par un vérin hydraulique. 5. Machine suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les deux mors de l'un des dispositifs de pinçage comportent dans leur partie centrale un évidement permettant la réception d'une rondelle libre sur la génératrice, la partie nes mors située d'un côté des évidements coopérant avec un autre dispositif de pinçage cependant que la partie des mors située de l'autre côté coopere avec le dispositif de refoulement. 6. Machine suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des organes de guidage des éventuelles rondelles ou éléments analogues coulissant sur la génératrice afin de positionner correctement lesdits éléments axialement à la génératrice. 7. Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits organes de guidage sont constitués par des déflecteurs disposés à l'aplomb des intervalles séparant deux dispositifs d? pinçage voisins et des pièces de support disposéesdans les mêmes intervalles en dessous de la génératrice. 8. Machine suivant l'une des revendications 5 à 7 caractérisée en ce qu'il est prévu plusieurs dispositifs de pinçage identiques montés perpendiculairement à l'axe de la génératrice, l'un de ces dispositifs coopérant avec le dispositif de refoulement, le dispositif de pinçage le plus éloigné du dispositif de refoulement étant monté fixe sur le bâti cependant que les autres peuvent se déplacer simultanément suivant ledit axe sous l'action du dispositif de refoulement, ces dispositifs de pinçage étant disposés tête-bêche de manière à réduire leur encombrement cependant que des moyens sont prévus pour permettre leur translation les uns par rapport aux autres et en direction du dispositif de pinçage fixe. 9. Machine suivant l'une des revendications 3 à 8, caractérisée en ce que les mors sont constitués par des blocs parallélépipédiques pourvus sur leur face active d'une gorge parallèle à ltaxe de la génératrice dans laquelle cette dernière s'engage pour être pincée. 10. Machine suivant l'une des revendications 2 à 9 caractérisée en ce que le dispositif de refoulement comporte une tête de boutonnage flottante, des moyens de guidage du tas de refoulement étant prévus sur le dispositif de pinçage coopérant avec le dispos itif de refoulement. 11. Machine suivant l'une des revendications 8 à 10 caractérisée en ce que le dispositif de refoulement comporte un dispositif de réglage de la course du tas de refoulement constitué par un tirant reliant la tête de boutonnage au aispocitiw tìe pinçage coopriant avec celle-ci ot réglable en longueur.