Brevet FR2443415A1 — publié le 19800704

La présente invention concerne une machine à fretter des ouvrages,notamment des ouvrages en béton. L'invention stapplique plus particulièrement au frettage des tuyaux en béton. Sur les machines à fretter connues actuellement, les tuyaux à fretter sont supportés en bout par des plateaux tournants et le fil de frettage qui se déroule d'une bobine portée par un dévidoir passe autour d'une poulie-cabestan avant de s'enrouler autou du tuyau, la tension du fil étant obtenue par gravité au moyen d'uo contrepoids mobile accroché à une boucle formée entre la poulie-catestan et le tuyau. Du fait de l'allongement du fil sous tension ou des 7a- riations de diamètre du tuyau,ou encore des légères différences entre les vitesses de défilement du fil à la sortie du cabestan et à l'arrivée sur le tuyau, la longueur de la boucle à laquelle est accrochée le contrepoids varie quelquefois dans des proportions impor tantes entraînant des déplacements correspondants ducontrepoids. Avec les machines les plus rustiques, il est prévu un puits dans lequel le contrepoids peut se déplacer verticalementtsur les machines connues plus sophistiquées, I'adjonction d'un puits es évitée par ltemploi d'un dispositif permettant de rattraper automatiquement le mou du fil de frettage, ce dispositif pouvant etre par exemple un variateur de vitesses qui modifie la vitesse de défilement du fil ou encore une poulie différentielle autour de laquelle le fil de frettage s'enroule et qui est entrainée par un moteur auxiliaire. Bien que ces dispositifs compensateurs permettent de supprimer l'inconvénient majeur de ce mode de tensionnement par contrepoids, celui-ci n'en reste pas moins peu pratique d'emploi du fait notamment de l'impossibilité de modifier la tension en cours d frettage et de la difficulté pour régler celle-ci avec précision ou du fait de la nécessité de prévoir des moyens de protection importants pour parer à une chute de contrepoids en cas de rupture du fil ou encore du fait de l'importance du temps et des moyens de manutention nécessaire à la mise en place ou au changement d'un contrepoids de plusieurs tonnes etc.... L'invention a donc essentiellement pour but de proposer de nouveaux moyens de tensionnementdu fil de frettage en remplace ment des contrepoids classiques,ces moyens permettant aussi bien de modifier la tension à volonté,même pendant l'opération de frettage, que de régler celle-ci avec une très grande précision pour tirer le meilleur parti de la résistance du fil de frettage. Selon l'invention, la machine à fretter comprend un support rotatif portant l'ouvrage à fretter,un dévidoir sur lequel est montée une bobine de fil de frettage,une poulie-cabestan autour de laquelle le fil s'enroule sur quelques spires,un dispositif de compensation permettant d'absorber les variations de longueur de la portion de fil comprise entre la poulie-cabestan et l'ouvrage à fretter,des poulies de renvoi entre les différents éléments,des moyens d'entrainement en rotation du support rotatif et de la pouliecabestan et des moyens de tensionnement de la portion de fil comprise antre ceux-ci,lesdits moyens de tensionnement étant essentiellement constitues par au moins un vérin hydraulique dont la tige porte une poulie de renvoi disposée dans une boucle du fil de frettage. Préférentiellement,la machine comporte des détecteurs de fin de course de la tige du vérin,ces détecteurs commandant le fonctionnement du dispositif de compensation en vue de l'absorption au-delà de limites prédéterminées des variations de longueur de la boucle du fil à laquelle est reliée la poulie de renvoi du vérin. L'invention va maintenant etre décrite plus en détail en se référant à un mode de réalisation particulier cité à titre d'exemple non limitatif et représenté par la figure unique annexée. Telle que représentée sur la figure,la machine à fretter comprend un support rotatif formé de deux poupées frontales 1 et 2 alignées supportant entre elles le tuyau 3 à fretter et entraînées en rotation par un moto-réducteur 4 à deux arbres de sortie opposés.L'un des arbres du motoréducteur entraîne le tuyau 3 tandis que l'arbre opposé entraîne en rotation une roue planétaire d'une poulie différentielle 5 dont la seconde roue planétaire entraîne une pouliecabestan 6 juxtaposée dans le prolongement du motoréducteur et du tuyau à fretter. Un moteur de régulation 7 permet,par une mise en rotation intermittente de la cage extérieure de la poulie différentielle au moyen d'une courroie 8, d'accélérer ou de ralentir la vitesse de rotation de la poulie-cabestan 6 par rapport à celle du tuyau 3, ladite cage extérieure portant des pignons satellites assurant de manière classique la liaison cinématique entre les deux roues plané taires,non représentées,de de la poulie. Un chariot mobile 9 de distribution des spires du fil le long du tuyau se déplace parallèlement à ce dernier sur une vis sans fin 10 dont la rotation est synchronisée avec celle du tuyau, l'avance dudit chariot étant réglée en fonction du pas denroulement souhaité. La machine comprend en outre un dévidoir 11 sur lequel est montée une bobine 12 de fil de frettage 13 qui à partir de ce2 le-ci, se dirige vers la poulie-cabestan autour de laquelle il fal quelques spires mortes 14 pour repartir en direction de poulies de renvoi 15, 16 et 17 qu'il contourne. A la sortie de la poulie 17 le fil se dirige vers le chariot 9 de distribution des spires et s 'enroule sur la poulie de renvoi 18 portée par celui-ci avant de joindre le tuyau 3 autour duquel il s'enroule hélicoidalement selc un pas prédéterminé. Entre les deux poulies de renvoi 16 et 17, le fil de frettage fait une boucle 19 qui contourne une poulie de renvoi 2Q montée rotative sur une chape 21 fixée en bout de la tige 22 d'un vérin hydraulique dont le corps 23 est fixé sur une embase 24. La tige 22 du vérin hydraulique porte un doigt 25 sur la trajectoire duquel sont placés deux détecteurs de fin de course 26 et 27 à po sition réglable, ces détecteurs étant reliés au moteur de régulation 7 dont ils commandent le fonctionnement. La machine à fretter fonctionne de la façon suivante. Le fil de frettage 13 suivant le parcours décrit précédemment, et accroché à une extrémité du tuyau à fretter 3, celui-ci est entraîné en rotation (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sur la figure)par le motoréducteur 4 qui entraîne également et dans le meme sens la poulie-cabestan 6. La mise en tension du fil s'effectue à l'aide du vérin 22-23 dont la tige 22 exerce une traction sur la boucle 19, et cette tension ne s'exerce que sur la portion du fil localisée entre la poulie-cabestan 6 et le tuya 3 car les spires mortes 14 enroulées autour de la poulie 6 suppri ment en amont de celle-ci toute tension autre que celle nécessaii pour vaincre l'inertie et les forces de frottement du dévidoir 13 En agissant sur la pression hydraulique/dans le vérin 23, il est possible de faire varier à volonté la tension sur le fil pendant son défilement et, en particulier, de démarrer le frf tage à tension réduite pour limiter les efforts sur les ancrages du fil et augmenter seulement ensuite la tension jusqu' la valeur de précontrainte du fil prévue,dès que quelques spires ont été enroulées. On peut également faire chuter instantanément la tension en fin de frettage après ancrage et avant la coupe du fil ou encore en cas d'incidents graves au cours d'opération. En outre,la finesse du réglage autorisée par la pression hydraulique permet d'obtenir une tension prédéterminée avec une grande précision. Le fil peut ainsi être tendu très près de sa limite élastique sans risquer de la dépasser,ce qui,pour une précontrainte donnée,permet d'utiliser au mieux la résistance du fil et économiser au maximum l'acier de frettage. En cours de fonctionnement,les vitesses linéaires du fil à l'enroulement sur le tuyau 3 et au déroulement du cabestan 6 ne sont pas rigoureusement identiques du fait de l'allongement du fil ou encore de l'imprécision des diamètres respectifs du tuyau et du cabestan qui,bien entendu,ne sont qu'approximativement égaux; aussi,la tige 22 du vérin qui est alimenté sous pression constante, se rétracte plus ou moins en fonction du "mou" donné au fil de ma nière à le maintenir sous une tension constante. La course de la tige du vérin hydraulique étant assez réduite,l'excédent de fil déroulé qui n'a pas été absorbé par le déplacement de la dite tige 22 et de la poulie associée 20 est repris grâce à l'intervention du moteur auxiliaire de régulation 7 dont la mise en rotation entrainetpar l'intermédiaire de la poulie différentielle 5rune variation de la vitesse de.rotation de la poulie. cabestan 6 par rapport à celle du tuyau 3. La mise en rotation dans un sens ou dans l'autre du moteur 7 est commandée par le doigt 25 porté par la tige 22 du vérin qui,en fin de course développée ou rétractée de ladite tige,actionne les détecteurs 26 et 27. Quant au changement de la tension du fil,il peut être commandé très simplement,meme en cours de fonctionnement de la machine, à partir d'un pupitre de commande groupant toutes les commandes de l'installation,cette commande s'effectùant par une simple variation de la pression hydraulique dans le vérin 22-23. En outre,on peut contrôler en permanence la tension du fil soit par l'intermédiaire de la pression dans le vérin soit au moyen de cellules de pesage montées sur l'axe de la poulie de renvoi 20 portée par la chape 21 fixée sur la tige du vérin. Bien entendu, la portée de l'invention n' est pas limitée au seul mode de réalisation décrit précédemment à titre d'exemple non limitatif, mais elle couvre également toute variante qui ne différerait que par des détails. C'est ainsi notamment que le tuyau peut etre fretté en position verticale, auquel cas il est supporté par un plateau tournant horizontal. De même, au lieu d'une poulie-différentielle, le dispo- sitif de compensation peut comporter par exemple un variateur de vitesse ou un coupleur. Quant i la position du vérin hydraulique de tensionnement, elle peut etre quelconque: verticale, horizontale oubbliqueR sans sortir du cadre de l'invention. En outre, pour éviter d'avoir à changer de pouliecabestan à chaque fois que les diamitrss des tuyaux i fretter changent, on peut incorporer une boîte de vitesse dans la chaîne cinématique entre le motoréducleur 4 et la poulie-cabestan 6. REVENDICATIONS 1. MacbAne à fretter des ouvrages, notamment des ouvrages en béton/comprenant un support rotatif portant l'ouvrage à fretter, un dévidoir sur lequel est montée une bobine de fil de frettage, une poulie-cabestan autour de laquelle le fil s'enroule sur quelques spires, un dispositif de compensation permettant d'absorber les variations de longueur de la portion de fil comprise-entre la poulie-cabestan et l'ouvrage à fretter, des poulies de renvoi entre les différents éléments, des moyens d'entrainement en rotation support rotatif et de la poulie-cabestan et des moyens de tensionnement de la portion de fil comprise entre ceux-ci, carac téris en ce que les moyens de tensionnement sont essentiellement constitués par au moins un vérin hydraulique dont la tige porte une poulie de renvoi disposée dans une boucle de fil de frettage. 2. Machine à fretter selon la revendication 1, carac tersée en ce qu'elle comporte des détecteurs de fin de course réglable de la tige du vérin hydraulique, ces détecteurs étant reliés au dispositif de compensation dont ils déclenchent et commandent le fonctionnement.