Brevet FR2527949A1 — publié le 19831209

Perfectionnements apportés aux machines nour l'écrouissage de produits métalliques,notamment de fils d'acier. L'invention est relative à une machine pour l'é- crouissage de produits métalliques, notamment de fils d'acier en particulier destinés à des armatures pour poutrelles ou analogues, laquelle machine est du genre de celles qui comprennent des rouleaux de cintrage, dont certains au moins sont réglables, et qui sont propres à déterminer un trajet en zig-zag pour le produit à écrouir, et des moyens de traction, situés en aval des rouleaux, propres à tirer sur le produit pour le faire passer entre les rouleaux. Les machines de ce genre permettent de réaliser ltécrouissage dans des conditions économiques par rapport aux solutions qui consistent à faire passer dans une fi lière le produit à écrouir. L'invention a pour but, surtout, de rendre les machines du genre en question telles qu'elles répondent mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique et notamment telles qu'elles soient encore-plus économiques, tout en présentant des conditions de fonctionnement améliorées. Selon l'invention, une machine pour l'écrouissage de produits métalliques, notamment de fils d'acier, du genre défini précédemment, est caractérisée par le fait une te te d'entrainement rtant que les moyens de traction comprennent au moins un galet d'entrainement rotatif, muni d'une gorge périphérique, dans laquelle est engagé le produit à écrouir, des moyens moteurs pour mettre en rotation ce galet d'entrainement, et un contre-galet de pression propre à appliquer le produit à écrouir contre les parois de la gorge du galet d 'entrainement. De préférence, la machine comporte plusieurs têtes en série d'entrainementg notamment quatre tetes, chaque tete étant munie d'un galet d'entrainement et d'un contre-qalet de rrPsioi les galets d'entrainement de chaque tete étant entraidés en synchronisme les uns avec les autres, notamment par une transmission à chaine coopérant avec des pignons calés sur les arbres des galets d'entrainement. Le galet d'entrainement peut comporter plusieurs gorges dont les lignes moyennes sont situées dans des plans parallèles, ce qui permet de tirer plusieurs produits simultanément ; le contre-galet de pression présente une ou plusieurs nervures périphériques, associées à chaque gorge des galets d'entrainement, nervures dont la section transversale a un profil adapté à celui de la gorge. La section transversale de chaque gorge est de préférence en forme de V dont les branches forment un angle de 609. I1 est possible d'engager, dans une telle gorge, des fils dont le diamètre peut varier de 6 mm à 14 mm, sans qu'il soit nécessaire de changer. de galet. La machine comporte, avantageusement, un dispositif de crantage des produits à écrouir, situé en aval des moyens de traction, ce dispositif de crantage comprenant des galets de crantage dont l'un est entrainé en rotation par des moyens moteurs, et dont les autres sont montés libres en rotation sur leurs axes ; les galets de crantage peuvent être au nombre de trois, avec leurs plans régulièrement répartis à 1200, les axes des galets de crantage étant orthogonaux à la direction moyenne du produit à écrouir au niveau de ces galets de crantage. On peut prévoir des moyens de support du produit à écrouir situés entre les moyens de traction et le dispositif de crantage, ces moyens de support étant agencés pour permettre au produit de former une boucle de grand diamètre, notamment supérieur à 2 mètres, constituant notamment un tampon de régulation de vitesse entre les moyens de traction et le dispositif de crantage. Les rouleaux de cintrage, propres à déterminer le trajet en zig-zag, sont groupés par paires dont un des rouleaux a un axe fixe, tandis cue l'axe de l'autre rouleau peut être du'place par un vérin hydraulique, l'axe de cet autre rouleau étant relié par des biellettes à l'axe fixe. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ces dessins, est une vue schéma- tique d'ensemble d'une machine conforme à l'invention. La figure 2 est une coure, à plus grande échelle, suivant II-II, fiq. 1, d'une tête d'entrainement des moyens de traction. La figure 3 est une vue schématique suivant TII, fig. 1 du dispositif de crantage à plus grande échelle. La figure 4,enfin,est une vue schématique suivant IV-N7 fig.3, avec Darties représentées en extérieur En se EE~se reportant à la figure 1 des dessins, on peut voir une machine pour l'écrouissage de fils d'acier f en particuli,er destinés à des armatures pour poutrelles, ou analogues, en béton armé. La machine comprend des rouleaux de cintrage la, lb, 2a, 2b ...... 5a, 5b, groupés par paires. Les axes sur lesquels sont montés rotatifs ces rouleaux, sont orientés orthogonalement à la direction d'ensem ble # du fil d'acier f. Les rouleaux la, 2a........ 2a Sa sont montés fixes sur le bâti d'ensemble 6 de la machine. Les rouleaux de cintrage lb.... 5b sont réglables, c'està-dire que leurs axes peuvent subir, à volonté, un déplacement présentant une composante suivant une direction orthogonale à la direction d'ensemble # du fil f. Avantageu- sement, l'axe de chaque galet lb 5b est porté par une chape 7 montée à l'extrémité inférieure de la tige 8 d'un vérin 9 dont le cylindre est articulé, à son extrémité supérieure, sur un axe 10 porté par des barres support 11 reliées au bati 6. L'axe de chaque rouleau lb.... 5b est, en outre, articulé, à chacune due ses extrémités, sur une biellette 12, laquelle est articulée également sur l'axe du rouleau fixe la 5a associé au rouleau r- glable considéré. Chaque rouleau réglable décrira donc un arc de cercle autour de l'axe géométrique du rouleau fixe qui lui est associé lorsque la tige 8 du vérin 9 est déplacée. Dans la position moyenne représentée sur a figure 1, la biellette 12 est horizontale. L'alimentation en liquide sous pression des vérins hydrauliques 9 est assurée à partir d'un groupe hydraulique 13. Les moyens de distribution du liquide hydraulique du groupe 13 vers les vérins 9 sont classiques et n'ont pas été représentés sur la figure 1 ; ils comprennent des distributeurs, éventuellement à commande électrique, et des canalisations appropriées. Les rouleaux la, lb.... 5a,5b, déterminent un trajet en zig-- zag pour le fil f, ce trajet épousant, pour la confiauraticn reprCsen- tée des rouleaux sur la fig. 1 le 1/4 de cercle supérieur droit du rouleau la, le demi-cercle inférieur du rouleau lb, le demi-cercle supérieur du rouleau 2b etc. Des rouleaux supplementaires de guidage du fil f peuvent être prévus à l'entrée et à la sortie du trajet en zig-zag. Le déplacement possible des rouleaux lb.... 5b permet de modifier les courbures du trajet en zig-zag ainsi que les amplitudes des sinuosités de ce trajet. L'étirage subi par le fil f et donc l'écrouissage du fil peut ainsietre réglé. Le réglage est extrêmEment simple puisqu'il suffit de commandeur par action sur un simple levier ou sur un bouton,la sortie ou la rentrée simultanée de toutes les tiges 8 des vérins 9. Les rouleaux la.... Sb peuvent être munis de gorges périphériques servant au guidage du fil. On peut prévoir des moyens E, pour assurer un pré-réglage de la course de chaque vérin et pour limiter le déplacement de la tige 8 à une valeur prédéterminée. Ces moyens E peuvent comprendre une tige filetée, entrainée par la tige 8 et un écrou de butée réglable propre à venir en appui sur une contre-butée fixe. Des moyens de traction T sont prévus en aval (suivant le sens de progression du fil f) des rouleaux la.... 5b, pour tirer sur le fil f et le faire passer par le trajet en zig-zag entre les rouleaux1 le fil f subissant ainsi l'étirage accompagné d'un écrouissage. Les moyens de traction T comportent plusieurs têtes de traction 14 ; dans l'exe,çle représenté sur la fig. 1, quatre tetes de traction, destinées à travailler en série, sont prévues. La pre- sence de quatre têtes permet à la machine de traiter des fils d'acier dont le diamètre peut atteindre 14 nTn. Chaque tete de traction 14, représentée plus en détail sur la fig. 2 à laquelle on se réfère maintenant, comprend un galet d'entrainement rotatif 15 muni, dans l'exemple de réalisation représenté, de trois gorges périphériques 16,' parallèles, et dont le plan moyen est orc- gonal à l'axe du galet 15. Le fil d'acier f à écrouir est engagé dans une gorge 16, à la partie supérieure de cette gorge comme visible sur la figure 2. La section transversale de chaque gorge 16 a la forme d'un V dont les branches forment un angle a avantageusement égal à 600. Des moyens moteurs M sont prévus pour mettre en rotation le galet d'entrainement 15. Un contre-galet de pression 17 est propre à appliquer le fil d'acier f contre les parois de la gorge 16 du galet d'entrainement 15. Le contre-galet de pression 17 comporte des nervures périphériques 18 correspondant aux gorges 16 du galet 15 ; la section transversale des nervures 18 est adaptée au profil des gorges 16 : le bord 19 extérieur dans le sens radial de chaque nervure 18 est formé par une surface cylindrique dont les génératrices sont parallèles à l'axe du contre-galet 17, cet axe étant lui-meme parallèle à l'axe du galet 15. Ainsi, lorsqu'une nervure 18 s'approche, radialement, d'une gorge 16, la génératrice du bord 19 située dans la section considérée, et les deux branches du V de la gorge 16 déterminent trois directions régulièrement décalées de 60O l'une par rapport à l'autre.Il est ainsi possible, sans changer de galet 15 ni de contre-galet 17, de traiter des fils d'acier de diamètresnotablement différentsdont les sections limites ont été représentées en trait continu sur la figure 2, dans les gorges 16. Le contre-galet 17 est monté libre en rotation sur son axe 20, notamment par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 21. Le contre-galet 17 est monté entre deux plaques 22, 23, mobiles suivant une direction orthogonale à la direction de l'axe 20 ainsi qui la direction d'ensemble du fil f : dans l'exemple de réalisation représenté, les plaques 22 et 23 sont mobiles verticalement entre deux parois fixes 24, 25 solidaires du bati 6 et munies de moyens de guidage g du coulissement des plaques 22, 23. L'espace comme pris entre les plaques 22, 23 est totalement ouvert vers lavant et vers l'arrière, c'est-à-dire suivant une direction perpendiculaire au plan de la figure 2.L'axe 20 comporte un prolongement fileté 26 vissé dans un trou taraudé de la plaque 22, et à son autre extrémité, une tete cylindrique 27, de plus fort diamètre, logée dans un trou 28 prévu dans la plaque 23. Lorsque le contre-galet 17 occupe sa position haute, comme représenté sur la fig. 2, la tête 27 se trouve en regard d'un trou de passage 29 prévu dans la paroi 25. Il est alors possible, d'introduire une clé appropriée 30 dans ce trou 29 et de faire coopérer des ergots 31, prévus sur cette clé, avec des cavités 32 prévues sur la tête 27, afin de dévisser l'axe 20 et de le dégager de la tete 14. Le contre-galet 18 est alors libéré et peut être dégagé vers l'avant ou vers larriere, sul- vantune direction perpendiculaire au plan de la figure 2. Un autre contre-galet 18 peut être remis en place. On voit ainsi que le remplacement dlun contre-galet 18 peut s'effectuer très simplement et très rapidement. Le contre-galet de pression 17 peut etre poussé radialement vers le galet 15,pour appliquer fermement le fil f contre les parois des gorges 16, par des moyens hydrauliques de poussée formés par un vérin 33 du type simple effet. La tige 34 de ce vérin 33 est reliée aux plaques-support 22, 23, par une broche 35, démontable à travers une ouverture 36 prévue dans la paroi 25. Le ovenant du rrrnllp (q. 1) tluide sous presslon-/peut erre aamls aans une cnamore sî prévue à la partie haute du cylindre du vérin 33, au-dessus du piston 38 bloqué sur la tige 34. Un ressort hélicoïdal de rappel 39 monté autour de la tige 4 assure le retour du piston 38 en position haute, lorsque la chambre 37 est reliée à l'échappement vers le réservoir de liquide du groupe 13. La force d'application du contre-galet 17 contre le galet 15 est exercee suivant le sens de la flèche F de la figure 2. Avec le dispositif représenté sur cette figure il est possible de réaliser simultanément l'écrouissage de trois fils d'acier de même diamètre, insérés dans les trois gorges 16. Les moyens d'entrainement en rotation M (fig. 1) comprennent un ensemble moteur 40, à variateur de vitesse permettant de régler la vitesse de rotation des galets 15 à la valeur estimée la plus appropriée. L'ensemble moteur 40 entraîne une roue dentée 41 qui entraine, elle-même, une chaine 42 décrivant une boucle fermée. La chaine 42 entraine en rotation un pignon 43 (fig. 2) calé en rotation sur l'arbre du galet 15 : le pignon 43, prévu pour la transmission d'une puissance importante, comporte deux couronnes parallèles de dents 44 , dans le cas où la puissance à transmettre est plus faible, on peut utiliser un pignon 43a à simple denture. L'entrainement du galet ir de la tête 14 située le plus en amont (fig. 1) est ainsi assuré. Ce mouvement d'entrainement est transmis, en syn chronisme, auxgalets15 des tettes en aval par une chaind 45 (fig. 2) coopérant avec un autre pignon 46 bloqué sur le premier pignon 43 ou 43a. La machine comporte, en aval des moyens de traction T (fig. 1), des moyens de support 47 du fil f, ces moyens 47 étant agencés pour permettre au fil f de former une boucle 48 de grand diamètre, notamment supérieur à 2 mètres. Ces moyens 47 peuvent comprendre un montant vertical 49 supportant, à une hauteur h sensiblement égale à la moitié du rayon de la boucle 48, une traverse 50 parallèle à la direction longitudinale de la machine; et munie à ses deux extrémités de galets 51 montés sur un cadre 52-orientable. La boucle 48 passe entre les galets 51. Le montant 49 est muni à sa partie supérieure de guides 53 pour limiter les déplacements de la partie haute de la boucle 48. Cette boucle 48 sert de tampon et permet d'amortir les variations de vitesse et de débit entre la partie de la machine située en amont de cette boucle et l'autre partie située en aval. Un dispositif 54 de crantage du fil f est avantageusement situé en aval de la boucle 48. Dans la représentation de la figure 1, le dispositif 54 est situé immédiatement en aval de cette boucle 48, c'est-à-dire dans la zone où l'extrémité aval de la boucle 48 se raccorde à un trajet sensiblement rectiligne, situé dans le prolongement du trajet à travers les têtes de traction T. Le dispositif de crantage 54 comprend, de prefe'- rence, trois galets de crantage (voir notamment la fig. 3) 55, 56, 57, dont les planYsSpassent par une meme droite confondue avec la direction d'ensemble A du fil en amont et en aval de la boucle 48. Les plans de ces galets forment entre eux trois angles égaux à 1200. Les axes de rotation de ces galets sont orthogonaux à la direction d'or- semble du fil f. Le galet inférieur 55 est entrainé en rotation par un ensemble moteur 58 (fig. 1) à variateur de vitesse, par l'intermédiaire d'une transmission à chaine 59 qui coopère avec un pignon 60, notamment à double denture, calé en rotation sur l'arbre du galet 55. Les galets 56 et 57 sont montés libres en rotation sur leurs axes. Chacun des galets de crantage 55, 56, 57 comporte une gorge munie de nervures transversales n destinées à faire apparaitre des crans sur le fil f, pour favoriser l'adhérence de ce fil au béton. Chaque galet est réalisé sous la forme d'une couronne, comme bien visible pour le galet 55 sur la fig. 3, fixeede manière démontable, notamment par des vis, sur un moyeu 61 (pour le galet 55) ou 62 (pour le galet 56). Le galet 57, représenté de manière schématique est monté d'une manière semblable à celle du galet 56. Le moyeu de chaque galet est monté rotatif, comme représenté pour le moyeu 62, sur deux levieissupports 63, 64 en forme de plaquessensiblement triangulairg comme visible sur la figure 4. L'axe de rotation 65 du moyeu 62 (voir fig. 4) est monté vers l'un des sommets des plaques triangulaires chacune de ces plaques est articulée, vers un autre sommet, sur un axe 66 porté par une console 67 solidaire du bâti. Le troisième sommet de chaque plaque telle que 64 (fig. 4) est muni d'un galet rotatif 68 s'appuyant contre la surface tronconique 69 d'un manchon 70 formant came. Ce manchon 70 comporte une ouverture longitudinale qui le traverse de part en part et dans laquelle passe le fil f, coaxialement au manchon. Ce manchon 70 peut, par exemple, être vissé à l'extrémité d'une pièce tubulaire 71, également traverséecar le fil f et passant e travers une plaque support 72, solidaire du bâti et des consoles 67.La pièce 71 prend appui sur la face de la plaque 72 opposée au manchon 70 par des moyens permettant d'exercer une traction qui, dans le cas de la représentation de la figure 4, s'exerce de la droite vers la gauche. Ces moyens peuvent etre formés par un écrou 73 vissé sur l'extrémité filetée 74 de la pièce 71. Selon une variante, ces moyens pourraient etre constitués par un vérin hydraulique. Tous les galets 68 des plaques supports telles que 63, 64, prennent appui contre la surface tronconique 69. Ainsi, du fait que cette surface tronconique s'écarte radialement de l'axe du fil f'dans le sens opposé au sens de traction exercé sur la pièce 71, une telle traction provoque un rapprochement simultané des galets 55, 56 et 57 et permet le réqla- ge au diamètre du fil ainsi que l'exercice d'un serrage sur le fil lors de l'opération de crantage. Des moyens de rappel élastiques, notamment formés par un ressort en hélice 75 peuvent etre prévus entre des zones de butée 76, 77 agencées respectivement sur les consoles, telles que 67 et les plaques supports telles que 64. La vitesse de rotation du galet 55 peut etre réglée indépendamment de la vitesse de rotation des galets 15 des tetes de traction. Ceci est particulièrement intéressant car les galets de crantage pouvant s'user différemment, notamment plus vite que les galets d'entrainement de te te de traction, la vitesse de rotation des galets de crantage peut etre adaptée à la vitesse linéaire des moyens de traction T. En aval du dispositif de crantage 54 est prévu un banc à galets R pour le redressement du fil f. Une cisaille C est prévue en extrémité de la machine pour débiter le fil f aux longueurs voulues. Il est à noter que les parois des gorges 16 des galets 15 dont il a été question précédemment, ainsi que la surface périphérique 19 des contre-galets 18 sont lisses de préférence. Le fonctionnement de la machine résulte immédiatement des explications précédentes, et il est donc inut-ile d'insister à ce sujet. On rappelle simplement que la force de traction exercée par les moyens de traction T sur le fil pour qu'il effectue le trajet en zig-zag entre rouleaux la, lob 5a, 5b provoque un étirage et un écrouissage de ce fil. L'écrouissage entraine une augmentation de la résistance mécanique du fil d'acier. Le taux d'étirage et le taux d'écrouissage peuvent être réglés aisément, de manière continue, à l'aide des vérins 9. La machine de l'invention, à fonctionnement continu, ne consomme qu'une puissance relativement réduite, notamment en raison du bon rendement des moyens de traction T à galet 15 et contre-galet 17. Son fonctionnement est relativeitent silencieux, notamment lorsque les moteurs du groupe 13, et des ensembles 40, 58, sont des moteurs élec- triques. A titre indicatif, la puissance absorbée par les moyens de traction T est de l'ordre de 8kw pour un débit d'environ 1000 tonnes/an de fil d'acier dont le diamètre peut aller jusqu'à 14 inni. La résistance mécanique du fil d'acier peut passer de 22 daN/mm avant écrouissage à 50 daN/mm après écrouis- sage. La machine de l'invention convient particulièrement pour les débits de fil d'acier de l'ordre de 500 tonnes/an à 1000 tonnes/an. REVENDICATIONS 1. Machine pour l'écrouissage de produits métalliques, notamment de fils d'acier en en béton armé particulier destinés à des armatures pour poutrelles en béton armé /ou analogues comprenant des rouleaux de cintrage, dont certains au moins sont réglables et qui sont propres à déterminer un trajet en zig-zag pour le produit à écrouir, et des moyens de traction, situés en aval des rouleaux, propres à tirer sur le produit pour le faire passer entre les rouleaux, caractérisée par le fait que les moyens de traction (T) oern- prennent au / moins une tête d'entraînement (14) comportant un galet d'entrainement (15) rotatif, muni d'une gorge périphérique (16), dans laquelle est engagé le produit à écrouir (f), des moyens moteurs (M) pour mettre en rotation ce galet d'entrainement, et un contre-galet de pression (17) propre à appliquer le produit à écrouir contre les parois de la gorge du galet d'entrainement. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte plusieurs tetes d'entrainement en série, chaque tete (14) étant munie d'un galet d'entrainement (15) et d'un contre-galet de pression (17), les galets d'entrainement de chaque tete étant entraînés en syn- chronisme les uns avec les autres, notamment par une transmission à chaine (45) coopérant avec des pignons (46) calés sur les arbres des galets d'entrainement (15). 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que chaque galet d'entrainement (15) comporte plusieurs gorges (16) dont les lignes moyennes sont situées dans des plans parallèles ce qui permet d'étirer plusieurs produits simultanément. 4. Machine selon l'une quelcqnque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que chaque contre-galet de pression (17) présente une ou plusieurs nervures périphériques (18), associées à chaque gorge (16) des galets d'entrainement (15), nervures dont la section transversale a un profil adapté à celui de la gorge. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la section transversale de chaque gorge (16) de galet d'entralnemenF est en forme de V, les branches du V formant notamment un angle de 6nc. 6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu' elle comprend des moyens hydrauliques (33) pour pousser le contre-galet de pression (17) vers le galet d'entraînement (15). 7. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les rouleaux de cintrage (la, lb.... 5a, 5b) sont groupés par paires, dont un des rouleaux (la, 2a 5a) a un axe fixe, tandis que l'axe de l'autre rouleau (lb, 2b.... 5b) peut être déplacé par un vérin hydraulique (9), l'axe de cet autre rouleau (lb, 2b 5b) pouvant être relié par des biellettes (12) à l'axe fixe. 8. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte un dispositif de crantage (54) des produits à écrouir situé en aval des moyens de traction (T), ce dispositif de crantage (54) comprenant des galets de crantage (55,-56, 57) dont l'un est entraîné en rotation par des moyens moteurs et dont les autres (56, 57) sont montés libres en rotation sur leurs axes. 9. Machine selon la revendication 8, caractérisée par le fait que les galets de crantage (55, 56, 57) sont montés sur des leviers supports (63, 64) articulés sur des axes (66) et qu'un rapprochement simultané des galets est obtenu à l'aide d'un manchon (70), formant came, traversé par le fil (f), manchon contre la surface duquel s'appuient d'autres galets (68) prévus sur les leviers supports (63 64). 10. Machine selon la revendication 8 ou 9, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de support (47) du produit à écrouir (f) situés entre les moyens de traction (T) et le dispositif de crantage (54), ces moyens de support (47) étant agencés pour permettre au produit de former une boucle de grand diamètre, notamment supérieur à 2 mètres.