Brevet FR2398863A1 — publié le 19790223

La présente invention concerne une machine à pré-assembler des poutrelles et des éléments creux pour la réalisation de planchers préfabriqués. Dans l'industrie du bâtiment, il est bien connu de réaliser des planchers en béton à partir de poutrelles parallèles et équidistantes, en béton armé entre lesquelles sont disposés des éléments ou corps creux de remplissage formant coffrage perdu, en béton ou autre matériau convenable, au-dessus desquels est coulée une dalle en béton. Le plus souvent, la mise en place des éléments creux entre les poutrelles s'effectue manuellement,sur le lieu QU doit être réalisé le plancher donc généralement en hauteur. Il s'agit d'un travail dangereux et demandant beaucoup de manutention, donc lent et coûteux e.main-d1oeuvre. Pour remédier partiellement a' ces inconvénients, il a déåå été envisagé de réaliser des planchers du genre ici considéré préfabriqués au niveau du sol, sous la forme d'unités dont le poids et les dimensions sont telles qu'elles puissent être transportées par un véhicule routier puis amenées à leur place définitive a' l'aide d'une grue de chantier.Toutefois cette préfabrication n'est actuellement pas suffisamment mécanisée et elle constitue encore un travail pénible. et peu rapide, exigeant de la nain-d'oeuvre. Ainsi une installation qui a été effectivement sise en service impose la présence de trois-personnes, à savoir n opérateur pour diriger le dispositif servant å decharger les éléments creux qui sont amenés sur des palettes et deux ouvriers pour placer ces éléments entre les poutrelles. La présente invention vise à éliminer complètement tous Les inconvénients des procédés actuels et, à cet effet, elle Rournit une machine ayant pour but, en partant des palettes sur lesquelles sont toujours amenés les éléments creux, de décharger zes éléments creux, de les retourner, de les sélectionner et de les positionner entre les poutrelles en béton, ceci sous la consuite d'une seule personne restant a' un poste de travail situé sur la machine. Cette machine å pré-assembler des poutrelles et des éléments creux pour la réalisation de planchers préfabriqués se compose essentiellement, en combinaison, d'un chariot principal déplaçable le long dune voie entre les rails de laquelle sont disposées les poutrelles, parallèlement aux rails, d'un dispose tif placé à l'arrière du chariot principal pour le déchargement de palettes sur lesquelles sont amenés les éléments creux à poser, d'un chariot auxiliaire déplaçable transversalement sur des rails portés par le chariot principal , de moyens placés sur le chariot auxiliaire pour recevoir des éléments à poser, fetourner ces éléments et les regrouper en rangées, et d'un dispositif avec au moins un bras porteur, supporté par le chariot auxiliaire et déplaçable à la fois dans le sens longitudinal du chariot principal et dans le sens vertical, ledit bras porteur étant apte à prélever une rangée d'éléments creux regroupés par les moyens précités, à amener ces éléments dans la région où se trouvent les poutrelles et à les poser entre deux poutrelles consécutives. La machine réalisée suivant ce principe permet de poser automatiquement les éléments creux suivant plusieurs alignements parallèles, entre les poutrelles, grâce au déplacement longitu- dinal du chariot principal et au déplacement transversal du chariot auxiliaire. Un certain nombre d'éléments regroupés étant prélevés et posés simultanément à chaque cycle du dispositif à bras porteur,le rendement de la machine est élevé. Suivant une forme de réalisation particulière, le dispositif placé à l'arrière du chariot principal pour le déchargement des palettes sur lesquelles sont amenés les éléments creux à poser comprend une potence dont le bras,formé de deux tronçons articulés entre eux, porte un treuil auquel est suspendue une pince dont les mâchoires permettent de prendre, en une seule fois, une rangée horizontale d'éléments creux portés par une palette. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens placés sur le chariot auxiliaire pour recevoir des éléments à poser, les retourner et les regrouper en rangées comprennent un premier et un second tapis sans fin,placés dans le prolongement l'un de l'autre mais entraînés de telle façon que leurs vitesses d'avancement soient différentes l'une de l'autre. Le premier tapis reçoit les éléments creux pris par le dispositif de déchargement des palettes, et ces éléments sont retournés à la jonction des deux tapis pour être placés dans leur position de pose et non plus de transport sur palettes,avant d'être regroupés les uns contre les autres sur le second tapis. selui-ci est de prEfé- rence double,c'est-à-dire formé de deux bandes sans fin, entre lesquelles existe un espace libre permettant le passage du bras porteur précité. Suivant une forme dtexécution, le dispositif à bras porteur comprend une ossature supportée par le chariot auxiliaire, avec un chemin de roulement horizontal sur lequel est déplaçable un châssis mobile, lequel sert au guidage vertical d'un support auquel est fixé le bras porteur. Avantageusement, le support précité sert aussi de guide en coulissement vertical pour un mors s'étendant au-dessus du bras porteur et formant avec ce dernier une sorte de pince. Les déplacements du châssis mobile, du support auquel est fixé le bras porteur, et du mors, sont par exemple commandés par des vérins hydrauliques fonctionnant suivant un cycle automatique pour prélever une rangée d'éléments creux et poser ces éléments entre deux poutrelles. Dans ce cycle automatique,les déplacements des diverses parties mobiles sont combinés de telle manière que le bras porteur saisisse une rangée d'éléments regroupés en la serrant aveclemors,la dégage, la fasse descendre dans la région où se trouvent les poutrelles sans venir en contact avec des parties du chariot principal,pais l'amène et la pose entre deux poutrelles contre les éléments précédemment posés, le mors se desserrant, enfin revienne à vide dans sa position initiale d'attente d'une nouvelle rangée d'éléments è poser. Il est aussi possible de programmer le déplacement " pas à pas n du chariot principal ,unflpas1, étant égal à la longueur d'une rangée d'éléments posés simultanément, ainsi que le déplacement pas a pas " du chariot auxiliaire, un" pas " étant égal à l'entraxe des poutrelles. Bien que la machine puisse fonctionner de façon pratiquement automatique,comme indiqué ci-dessus, la plateforme du chariot principal comporte avantageusement une partie ajourée, telle que grillagée, permettant le contrôle du processus de pose des éléments creux. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette machine à pré-assembler des poutrelles et des éléments creux pour la réalisation de planchers préfabriqués. Figure 1 est une vue de c8tê de la machine, en élévation; Figure 2 en est une vue en plan par dessus, en coupe sui vant 2-2 de figure 1; Figure 3 en est une vue de face, en élévation; Figure 4 est un schéma illustrant la cinématique de la machine. La machine selon l'invention comprend un chariot principal 1 pouvant se déplacer le long d'une voie formée de deux rails 2 disposés sur une aire de travail plane et horizontale 3vEntre les rails 2 sont placées les poutrelles préfabriquées 4 en béton armé, disposées horizontalement sous le chariot 1 de la machine, parallèlement aux rails 2. Les poutrelles 4 reposent sur des pieds 5 dont l'entraxe peut varier suivant la constitution du plancher à dont réaliser. D'une manière connue, ces poutrelles 4 pos- redent un profil en T renversé, leur permettant de recevoir et de supporter,comme le montre notamment la figure 3,des éléments creux de remplissage 6 dont les formes et dimensions sont telles qu'ils puissent prendre appui entre deux poutrelles 4 consécutives. il est à noter que le dessin représente seulement le tronSon de voie correspondant à un poste de pose des éléments creux 6, et que les rails 2 peuvent en réalité se prolonger pour que la même voie desserve plusieurs postes similaires. Le chariot I comprend une plateforme réalisée dans l'exemple du dessin en deux parties 7 et 8,reliées par des longerons 9 supportant les axes des galets 10 qui roulent sur les rails 2. La commande de translation est faite par u moteur-couple Il avec frein incorporés indiqué schématiquement sur la figure 1,qui par l'intermédiaire d'un réducteur, d'un arbre transversal 12 et de chaînes sans fin 13, entraîne en rotation les deux galets de roulement 10 situés à une extrémité du chariot 1. La plateforme du chariot 1 est revêtue de tôles à lames antidérapantes; le revêtement de sa partie avant 8 est partiellement constitué par un grillage 14 bien visible sur la figure 2,pour permettre à l'opérateur de contrôler le processus de pose des éléments creux 6. Deux échelles 15 disposées de chaque cté du chariot I permettent l'accès à la plateforme. A l'arrière du chariot 1 est prévu un dispositif pour le déchargement de palettes 16 sur lesquelles sont amenés les éléments creux 6 à poser. Ce dispositif comprend une potence dont la partie verticale 17 est fixée,par l'intermédiaire d'une embase 18, suivant l'axe longitudinal du chariot 1, et dont le bras est formé de deux tronçons 19 et 20, articulés entre eux suivant un axe vertical 21. L'un 19 de ces tronçons est articulé au sommet de la partie verticale 17,suivant un axe vertical 22,tandis que l'autre tronçon 20 porte,) son extrémité libre,un treuil électrique 23 auquel est suspendue une pince mécanique 24,dont les deux mâchoires permettent de prendre, en une seule fois,une rangée horizontale d'éléments creux 6 portés par une palette 16. Bu-dessus de la plateforme du chariot I est prévu un chemin de roulement formé de deux rails 25 orientés en direction transversale,sur lesquels roulent les galets 26 d'un chariot auxiliaire 27. La commande de translation de ce chariot auxiliaire 27 est faite par un moteur-couple 28 avec frein incorporé,visi ble sur la figure 1, qui par l'intermédiaire d'un réducteur entraîne l'arbre portant deux des galets de roulement 26. Bien qu'il se déplace transversalement,le chariot auxiliaire 27 s'étend essentiellement en direction longitudinale et il supporte un premier tapis sans fin 29 dans sa partie arrière , et un second tapis sans fin double 30 dans sa partie avant.L'extrémité arrière de ce second tapis 30, qui se trouve dans le prolongement du premier tapis 29 est placée à proximité de l'extrémité avant de ce premier tapis mais plus bas que celle-ci, Comme le montre aussi la figure 1, les deux tapis sans fin 29 et 30 sont entraînés en rotation à partir d'un meme moto-réducteur 31.Xoute- fois la transmission de mouvement entre l'arbre de sortie du moto-réducteur 31 et les tambours d'entraînement des deux tapis sans fin 29 et 30 est telle que les vitesses d'avancement des deux tapis soient différentes l'une de l'autre. La partie avant du chariot auxiliaire 27 supporte encore une ossature 32 en tubes métalliques, comportant deux rails horizontaux 33, orientés parallèlement à la voie sur laquelle se déplace le chariot 1, et se prolongeant au-delà de l'extrémité avant de la plateforme du chariot 1. Sur le chemin de roulement formé par les deux rails 33 est monté un châssis mobile 34, déplaçable le long de ces rails au moyen d'un premier vérin hydraulique 35,commandé par une centrale hydraulique 36 portée par l'ossature 32. Le châssis mobile 34 comprend des glissières verticales, servant de guides pour un support 37 muni de galets, à la partie inférieure duquel est fixé un bras porteur 38 s'étendant horizontalement en direction du chariot auxiliaire 27. Le déplacement vertical du support 37 est commandé au moyen d'un second vérin hydraulique 39. Enfin, i support 37 sert aussi de guide en coulissement vertical pour un mors 40 s1 étendant horizontalement au-dessus du bras porteur 38 et formant avec ce dernier une sorte de pince. Le déplacement vertical du mors 40 par rapport au support 37 est commandé au moyen d1un troisième vérin hydraulique 41. Pour pouvoir fonctionner, la machine précédemment décrite est alimentée en éléments creux 6 au moyen de palettes 16 pouvant être posées à l'arrière de la plateforme,de part et d'autre de ltemhkse 18 de la potence, ce qui permet d'amener une nouvelle palette chargée pendant que l'autre palette est en cours de déchargements L'opérateur, se servant de la potence,prélève à chaque fois une rangée d'éléments creux 6 entre les mâchoires de la pince 24, et il pose la rangée ainsi isolée sur le premier tapis sans fin 29. Un ordre est alors donné pour mettre en route le moto réducteur d'entraSnement des tapis 29 et 30. La différence de vitesse de ces derniers et leur disposition relative assurent automatiquement leur renversement1 comme le montre la figure 4. Au cours de cette phase,la pince formée par le bras porteur 38 et le mors 40 est en attente entre les deux bandes du tapis sans fin double 30 sur lequel parviennent les éléments-6, le bras porteur 38 se trouvant au-dessous du brin supérieur de ce tapis (position I indiquée sur la figure 4). Les éléments 6 se regroupent automatiquement,le premier d'entre eux venant en butée contre le support 37 de la pince,dont la capacité correspond par exemple à une rangée de cinq éléments. L'opérateur vérifie alors le bon alignement des éléments 6 et corrige manuellement leur position,si nécessaire. Dans une variante un peu plus perfection née,on peut prévoirsde part et d'autre du deuxième tapis 30,une pince de regroupement dont les mâchoires se déplacent en restant parallèles à elles-mêmes,afin d'éviter à l'opérateur d'avoir à intervenir manuellement pour réaligner et centrer les éléments 6 parvenus sur le tapis 30. Lorsque les éléments 6 renversés sont correctement regroupe' s, un second ordre est donné pour faire débuter le cycle automatique de la pince formée par le bras porteur 38 et le mors 40, qui se déroule de la manière suivante,illustrée par la figure 4s Dans un premier temps, le mors 40 est serré sur les éléments 6 engagés au-dessus du bras porteur 38, afin de les pincer (flè- che 42).Puis le support 37 est levé Xle bras porteur 38 passant entre les deux bandes du tapis 30, pour dégager les éléments 6 à poser (position II).Le châssis mobile 34 est ensuite déplacé le long des rails 33, afin d'avancer le bras porteur 38 jusqu'à ce que son extrémité libre se trouve amenée au-delà du bord avant de la platef orme du chariot 1 ( position III).Alors peut commencer la phase suivante,c'est-à-dire la descente du support 37 entre les glissières verticales du châssis mobile 34, Jusqutà ce que les éléments 6 à poser se trouvent amenés à une hauteur légèrement supérieure à celle des autres éléments 6 déjà posés précédemment entre les poutrelles 4 (position IV).Le châssis mobile 34 est ensuite reculé de manière que le. bras porteur 38 et le mors 40 s1 engagent au-dessous de la partie avant 8 de la plateforme du chariot, entre les deux longerons 9,pour présenter les éléments 6 à poser Juste en avant des éléments 6 précédemment posés (position V), Dans cette position de présentation, le mors 40 est desserré ( flèche 43). Ensuite le support 37 avec le bras porteur 38 est légèrement abaissé, afin de poser les éléments 6 entre deux poutrelles 4 et de dégager le bras porteur 38 ( position VI). Les éléments 6 considérés étant ainsi amenés dans le prolongement des éléments 6 précédemment posés, le châssis 34 est encore reculé (position VII),pour pousser les éléments 6 venant d'entre posés et faire venir le premier d'entre eux en butée contre dernier des éléments 6 précEdemH ment posés. La force d'applisation des éléments les uns contre les autres, lors de cette phase, peut âtre contrôlée par un dispositif amortisseur. Enfin, le support 37 avec son bras porteur 38 non chargé et son mors 40 desserré est ramené dans la position de départ désignée précédemment par I, en passant par des positions intermédiaires VIII et Ix . Le cycle automatique de pose s'arrête alors.Il est à noter que,dans le cas où il serait prévu une pince de regroupement pour réaligner les éléments 6, la commande de cette pince pourrait être intégrée dans le cycle automatique. Les moyens utilisés pour contrôler automatiquement, au cours de ce cycle,le fonctionnement des trois vérins hydrauliques 35, 39 et 41, ne sont pas décrits ici ni représentés étant donné qu'ils sont du domaine de la technique courante. Ces moyens comprennent notamment des électro-distributeurs et des clapets de retenue qui permettent l'arrêt précis des vérins dans n'importe quelle position de leur course. Après la pose d'une rangée d'éléments creux 6,effectuée comme décrit précédemment, un ordre est donné pour commander le déplacement transversal du chariot auxiliaire 27 le long des rails 25, afin de le placer au-dessus d'un autre alignement d'éléments 6. On donne alors le départ d'un nouveau cycle de fonctionnement identique à celui décrit irécédemment, et ainsi de suite, ce qui permet de poser successivement les rangées éléments 6 devant prendre place,les unes à caté des autres, entre les différentes poutrelles parallèles 4.Lorsque toutes ces rangées sont posées, un ordre est donné pour déplacer I' en- semble de la machine le long de la voie formée par les rails 2, sur un " pas 't égal à la longueur d'une rangée d'éléments 6, et la pose de nouveaux éléments,dans le prolongement de ceux qui viennent d'être posés, peint alors débuter. 'se déplacement du chariot 1 sur les rails 2, s'effectuant dans le sens de la flèche 44 indiquée sur la figure 1, est pro grammé au " pas " choisi,égal par exemple à 1 mètre si les éléments creux 6,regroupés par rangées de cinq, ont une largeur de 0,20 mètre. La programmation est faite par l'intermédiaire d'un détecteur commandant l'arrêt du moteur de translation Il du chariot 1 lors de son passage sur une came solidaire des rails 2. La vitesse de déplacement du chariot 1 peut être de l'ordre de 0,2 mus. Une commande indépendante est en outre prévue pour permettre le déplacement en continu du chariot 1,utile pour le passage d1un poste de pose au suivant et pour le retour en arrière vers la position de départ, suivant la flèche 45. Comme pour le chariot 1, le déplacement transversal du cha- riot auxiliaire 27 est contrôlé par une programmation pour assurer le positionnement de celui-ci, en correspondance avec les poutrelles 4. Le principe de cette programmation est identique à celui indiqué pour le chariot I; toutefois, l'entraxe des poutrelles 4 pouvant varier,les cames de détection ont des positions réglables indépendamment les unes des autres sur les rails 25. Il est aussi prévu des butées de fin de course 46 aux extrémités de ces rails. La vitesse de déplacement du chariot auxiliaire 27 peut etre de l'ordre de 0,1 m/s. Pour les deux chariots 1 et 27, un verrou commandé par électro-frein permet l'indexation dans les positions d'immobilisation. Avec les valeurs numériques indiquées ci-dessus, la capa cité de la machine peut autre de l'ordre de 40 à 60 m2 de planchers à l'heure,suivant les dittérents types de planchers et suivant l'aménagement de l'aire de travail 3. Cette dernière est avantageusement recouverte d'une toiture,supportée par une ossature légère. Comme il va de soi, et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette machine à pré-assembler des poutrelles et des éléments creux qui a été décrite ci-dessus à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application comportant des moyens équivalents, -REVENDICATIONS 1.machine à pré-assembler des poutrelles et des éléments creux pour la réalisation de planchers préfabriqués,áractérisée en ce qu'elle se compose essentiellement, en combinaison,d'un chariot principal déplaçable le long d'une voie entre les rails de laquelle sont disposées les poutrelles,parallèlement aux rails, d'un dispositif placé à l'arrière du chariot principal pour le déchargement de palettes sur lesquelles sont amenés les éléments creux à poser, d'un chariot auxiliaire déplaçable transversalement sur des rails portés par le chariot princi aval, de moyens placés sur le chariot auxiliaire pour recevoir des éléments à poser, retourner ces éléments et les regrouper en rangées, et d'un dispositif avec au moins un bras porteur, supporté par le chariot auxiliaire et déplaçable à la fois dans le sens longitudinal du chariot principal et dans le sens vertical, ledit bras porteur étant apte à prélever une rangée d'éléments creux regroupés par les moyens précitées, à amener ces éléments dans la région où se trouvent les poutrelles et à les po-ser entre deux poutrelles consécutives. 2.- Machine selon la revendication ?,caractérisée en ce que le dispositif placé à l'arrière du chariot principal pour le déchargement des palettes sur lesquelles sont amenés les éléments creux à poser comprend une potence dont le bras, formé de deux tronçons articulés entre eux, porte un treuil auquel est suspendue une pince dont les mâchoires permettent de prendre, en une seule fois, une rangée horizontale d'éléments creux portés par une palette. 3.- Machine selon la revendication 2,caractérisée en ce que la partie verticale de la potence est fixée suivant l'axe longitudinal du chariot principal, des palettes à décharger pouvant être placées sur la plateforme du chariot de part et d'autre de ltesbase de la potence. 4.- Machine selon l'une quelconque des revendications I à 3,caractérisée en ce que les moyens placés sur le chariot auxiliaire pour recevoir des éléments à poser, les retourner et les regrouper en rangées comprennent un premier et un second tapis sans fin,placés dans le prolongement l'un de l'autre mais entraînés de telle façon que leurs vitesses d'avancement soient différentes l'une de l'autre. 5.- Machine selon la revendication 4,caractérisée en ce que le second tapis sans fin est double,c'est-à-dire formé de deux bandes sans fin, entre lesquelles existe un espace libre permettant le passage du bras porteur précité. 6.- Nachine selon la revendication 4 ou 5,caractérisée en ce qu'il est prévu en outre une pince de regroupement dont les mâchoires, situées de part et d'autre du second tapis sans fin, permettent de réaligner les éléments parvenus sur ce tapis. 7.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le dispositif à bras porteur comprend une ossature supportée par le chariot auxiliaire,avec un chemin de roulement horizontal sur lequel est déplaçable un châssis mobile,lequel sert au guidage vertical d'un support auquel est fixé le bras porteur. 8.- Machine selon la revendication 7,caractérisée en ce que le support précité sert aussi de guide en coulissement vertical pour un mors s' étendant au-dessus du bras porteur et formant avec ce dernier une sorte de pince. 9.- Machine selon la revendication 8,caractérisée en ce que les déplacements du châssis mobile,du support auquel est fixé le bras porteurs et du mors, sont commandés par des vérins hydrauliques fonctionnant suivant un cycle automatique pour prélever une rangée d'éléments creux et poser ces éléments entre deux poutrelles. 10.-Machine selon la revendication 9,caractérisée en ce qutil est prévu un dispositif amortisseur permettant de con trôner la force d'application des éléments en cours de pose contre les éléments précédemment posés entre les deux mêmes poutrelles. 11. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens permettant de programmer le déplacement n pas à pas " du chariot principal1unllpast'étantégal à la longueur d'une rangée d'éléments posés simultanément, ainsi que le déplacement "pas à past' du chariot auxiliaire, un n pas n étant égal à l'entraxe des poutrelles. 12.- Machine selon la revendication 11,caractérisée en ce que la programmation du déplacement " pas à pas " des deux chariots est faite par l'intermédiaire d'un détecteur commandant l'arret de leurs moteurs d'entraînement lors de son passage sur une came solidaire des rails. 13.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 a' 12, caractérisée en ce que la plateforme du chariot principal comporte une partie ajourée,telle que grillagées,permettant le contrale du processus de pose des éléments creux.