Brevet FR2669565A1 — publié le 19920529

DESCRIPTION L'invention concerne un dispositif de fabrication automatique de poutres à treillis tubulaires ,par la mise en forme de tubes aplatis par intervalles et soudés sur des membrures Les poutres a treillis tubulaires sont traditionnellement réalisées avec des barres de treillis discontinues d'une longueur déterminée, coupées à un certain angle, positionnées et soudées sur les membrures de façon manuel le. D'autres types d'assemblage utilisés principalement dans les structures tridimensionnelles font appel à des barres discontinues (treillis et membrures) assemblées entre elles à l'aide de pièces rapportées. D'autres procédés d'assemblage font appel aux techniques d'aplatissement, les barres de treillis restant discontinues. L'inconvénient de ces procédés est de ne pas permettre facilement une automatisation de la fabrication des poutres à treillis tubulaires. La présente invention a pour objet de permettre une fabrication automatique de telles poutres en mettant en forme et en soudant sur des membrures un tube aplati par intervalles. L'appareil selon l'invention comporte,dans l'ordre, un dispositif d'amenée du treillis et des membrures; une presse dont la matrice donne la pente de l'aplatissement et la longueur aplatie; un ensemble de pinces maintenant le tube aux niveau des aplatissements , telles que la largeur de leurs machoires soit égale ou voisine de celle de l'aplatissement. et dont le deplacement impose la déformation du treillis en maintenant rectilignes les directions des aplatissements; un support mobile assurant l'évacuation du treillis et son positionnement sur les membrures;un ensemble mobile supportant une torche de soudage et un palpeur détectant la zone de soudure. Selon une réalisation de l'invention,le nombre de pinces à l'aval de la presse est égal à 3 et sont mobiles longitudinalement d'une longueur égale à la distance entre deux aplatissements et transversalement d'une longueur égale à la hauteur de la poutre. Selon une réalisation de l'invention, les pinces sont guidées dans les deux directions et leurs mouvements imposés par une vis sans fin transversalement et une chaine ou courroie crantée longitudinalement. Dans une autre réalisation, le mouvement transversal est imposé à l'aide d'un vérin hydraulique alimenté par une pompe volumétrique.Les mouvements peuvent être avantageusement commandés de façon numérique. Selon une réalisation de l'invention,les deux pinces extrêmes sont mobiles longitudinalement seulement, la pince intermédiaire étant mobile longitudinalement et transversalement de telle sorte qu'une ligne d'aplatissements reste dans son plan d'origine au cours du formage. Selon une réalisation de l'invention,les demi-machoires disposées cotés concaves du treillis mis en forme est montée sur un support escamotable ou retractable hors du plan du treillis pour permettre le passage de celui-ci,une fois mis en forme. Selon une autre réalisation, cette demi-machoire est solidaire d'une tige de vérin dont la course est supérieure à la hauteur finale du treillis La hauteur finale du treillis peut être avantageusement prévue légèrement supérieure à la distance entre les deux membrures de façon à créer un effet de ressort facilitant son maintien durant la phase de soudage. De façon à permettre la réalisation de poutres à membrures non parallèlles, la pince intermédiaire peut être montée sur un axe permettant un angle entre les deux directions des aplatissements. Avantageusement,cet axe peut être réalisé par une pièce en matière souple type caoutchouc permettant une petite liberté de rotation élastique. De façon à permettre la réalisation de poutres à angles de treillis variables tout en conservant la concourrance des axes des treillis et des membrures, les longueurs des aplatissements peuvent être réalisées de façon variable en éxécutant un douxiome aplatissement contigu au premier Corellairement la pince intermédiaire peut être munie de machoires composées de deux parties pouvant s'écarter l'une de l'autre de façon a s'adapter à la longueur de l'aplatissement.Si pour une même poutre la différence entre les longueurs maximum et minimum des aplatissements n'est pas trop importante, seule la demi-machoire située du coté concave du pli peut être variable en longueur, la machoire extérieure restant constante et égale à la longueur minimum des aplatissements. Selon un autre mode de réalisation de l'appareil, les trois pinces sont remplacées par autant de pinces qu'il y a d'aplatissements sur une barre. Ces pinces prennent appui alternativement sur deux supports écartables l'un de l'autre et sont rendues mobiles sur ces supports par l'intermediaire de roues ou rouleaux solidaires des pinces. Ces pinces sont reliées entre elles de façon reglable au niveau de chaque support par un cable de façon qu'une traction aux extrémités positionne l'ensemble des pinces en face des aplatissements de la poutre suivante. Avantageusement, ces cables peuvent être remplacés par une crémaillère sur chaque support, chaque pince étant mobile individuellement par l'intermédiaire d'un engrenage s'engrenant sur cette crémaillère.Dans le cas de réalisation de treillis serrés, ce dispositif peut être utilisé pour créer un effort longitudinal aidant à la mise en forme. Dans l'appareil selon l'invention,le soudage est réalisé par un procédé sous gaz protecteur à l'aide d'une torche montée sur un chariot et mobile dans 3 directions par rapport à ce chariot. Celui-ci se deplacant longitudinalement ,son guidage est avantageusement réalisé à l'aide de galets prenant appui sur les faces extérieures des membrures. Un pal peur solidaire du chariot détecte la zone de soudure et provoque son immobilisation à une distance connue de la zone de soudure. Le déplacement de la torche et sa mise en service assure le soudage longitudinal et éventuellement transversal du treillis sur les membrures. Selon un mode de réalisation de l'invention,le palpeur est réalisé a l'aide d'un galet fou escamotable s'appuyant sur la face interne de la membrure immobilisant ainsi le chariot à une distance connue de la zone de soudure .Le support de ce galet est mobile autour d'un axe de telle façon que l'ensemble du galet et de son support puisse se positionner en dehors du plan du treillis afin de permettre le passage du chariot supportant le dispositif de soudage au niveau d'un noeud d'assemblage. Selon d'autres modes de réalisation ,la détection d'un noeud d'assemblage peut être réalisée à l'aide d'un détecteur optique ou magnétique. Différents aménagements peuvent venir compléter l'appareil selon l'invention A la sortie de la presse, il peut être placé un tunnel à l'intérieur duquel circule le tube , permettant le chauffage de celui-ci par induction de façon à supprimer les contraintes dues à l'écrouissage. Les pinces peuvent être munies de machoires de forme spéciale créant dans les parties aplaties du tube des empreintes de forme circulaire ou ovales de façon à permettre l'assemblage sur des membrures en profils circulaires ou ovales. Les machoires des pinces peuvent donner à l'aplatissement une forme telle que le contact entre le treillis et les membrures soit limité aux naissances du treillis de façon à permettre l'assemblage par un procédé de soudure par résistance. Selon un autre mode de réalisation de l'appareil,la soudure peut avantageusement être remplacée par le collage de l'aplatissement sur la membrure. Les dessins annexés illustrent l'invention: -La figure 1 représente un tube aplati par intervalles et le treillis is en forme. -La figure 2 représente le dispositif combiné de pressage et de mise en forme selon l'invention. -La figure 3 montre le détail du pied de treillis. -La figure 4 représente une poutre réalisée à l'aide de cet appareil. -La figure 5 représente le chariot supportant le dispositif de soudage -La figure 6 représente un assemblage sur une membrure circulaire. -La figure 7A montre une poutre à membrures non parallèles -La figure 7B montre l'articulation de la pince intermédiaire. -Les figures SA et 9B montrent un dispositif permettant de mettre en forme des treillis avec des longueurs d'aplatîssemnts inégales. -La figure 9 montre une réalisation dans laquelle la mâchoire intérieure au pli du treillis est solidaire d'une tige de vérin. -La figure 10 montre une coupe de la figure 9. -La figure il montre une forme d'aplatissement permettant avantageusement une soudure par résistance. -La figure 12 montre une autre réalisation dans laquelle les pinces alternées sont en quantité égale au nombre d'aplatissement de la bar ouvragée -La figure 13 montre la réalisation de la figure 12 en positic d'extension. En référence à ces dessins et selon un mode de réalisation de l'invention,l'appareil comprend,de façon schématique indiqué par la figure 2, un dispositif de pressage (Q) aplatissant le tube par intervalles et à l'aval de celui-si un aspssitif constitu de 3 pinces (A),(B),(C), munies de deux demi-macoires (4) et (E.J dont les mouvements combinés longitudinaux et transversaux déforment le tube selon la forme (2) de la figure f.Les mouvements des différentes pinces sont indiqués sur la figure 2 par des flèches.Le fait que les pinces extrêmes aient un mouvement uniquement longitudinal impose à une ligne d'aplatissements de rester dans son plan d'origine indiqué V-X7. Les demi-machoires des pinces situées du coté concave du treillis mis en forme (5J présentent un bord arrondi comme indiqué sur la figure 3 de façon à imposer un rayon de courbure (r) à la naissance de la barre de treillis (6). La figure (5) représente de façon schématique un chariot (â) supportant le dispositif de soudage et ses roues-guides (9) en contact avec la membrure (7) assurant son guidage longitudinal. Un galet fou (10) maintenu par un ressort (il) contre la paroi interne de la membrure de telle sorte que le contact avec la barre de treillis (6) provoque l'arrêt du chariot à une distance connue de la zone de soudure (12). Les demi-machoires (4) et (5) des pinces (A),(B),(C), peuvent présenter des surfaces cylindriques complémentaires de façon à former les aplatissements selon une surface longitudinale cylindrique,les rendant aptes à un assemblage sur une membrure en profil rond, comme indiqué sur la figure 6. Comme indiqué sur les figures 7A et 73, de façon à pouvoir réaliser des poutres à membrures non parallèles, la pince (E) est rendue mobile de façon élastique autour d'un axe (13) fixé sur un cylindre en matière élastique type caoutchouc ou élastomère (l4),elie même fxée sur un cylindre ( solidaire du support de la pince.L"lasticité de la bague (14) assure le retour automíatique de la pince dans sa direction d'origine, c'est à dire parallèle à la direction y-y'. De façon a permettre la mise en forme de treillis dont les longueurs des aplatissements ne sont pas constants, les figures SA et 83 montrent la pince intermédiaire (Bi dont les demi-machoires (4) et (5) sont oonstituées de deux parties (16) et (17) coulissant sur un même support (18) et pouvant s'écarter l'une de l'autre.La figure 8A montre ces machoires en position serrée et la figure 8B en position écartée. La figure 9 montre un dispositif où les demi-machoires (5) situées du coté concave du treilis mis en forme sont fixées à l'extrémité de tiges de vérin (19) de course (L) supérieure à la hauteur (H) du treillis ouvragé,de façon à permettre son passage entre les machoires,une fois mis en forme. Les machoires peuvent aussi être réalisées de façon à donner à l'aplatissement un profil selon la figure il de telle sorte que le contact entre le treillis et les membrures soit limité aux bossages transversaux (2) facilitant ainsi le soudage par résistance Les trois pinces (Aj,BJ,Cj, peuvent également être remplacées par un nombre de pinces égal au nombre d'aplatissemments du tube ouvragé comme indiqué par les figures 12 et 13 ,disposées alternativement sur deux barres (21) et rendues mobiles le long de celles-ci par l'intermédiaire de roues (22) de telle sorte qu'une traction (F) sur ces barres déforme le treillis selon la forme (2) de la figure 1.Un cable (23) reliant chaque support de pince d'une même barre (21) permet, en exercant une traction (T) à ses extrémitês,de repositionner les pinces en face des aplatissements du tube suivant,une fois le tube ouvragé évacué. REVEkDICATIONS 1-Apparetl destiné à aplatir par intervalles et à mettre en forme des tubes formant barres de treillis de poutres treillis tubulaires,caractérisé par un ensemble de pinces disposées à l'aval d'une presse,p-nces dont les mouvements simultanés longitudinau. et transversaux forment les tubes en une suite de segments rectilignes reliés par des aplatissements. 2-Appareil selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les pinces sont au nombre de 3,les deux pinces extrêmes ayant une liberté de mouvement longitudinal et la pince intermédiaire un mouvement lcnnitudinal et un mouvement transversal de telle sorte qu'une des deux lignes d'aplatissements reste sur la même droite au cours du formage. 3-Appareil selon la revendication 2 caractérisé par le fait cue les demi-machoires des pinces situées du coté concave des plis du treillis ms en forme sont escamotables hors du plan du treillis 4-Appareil selon la revendication 2 caractérisé par le fait que les demi-machoires des pinces situées du coté concave du treillis mis en forme sont fixées à l'extrémité de tiges de vérin dont la course est supérieure à la hauteur finale du treillis. 5-Appareil selon la revçndication 2 caractérisé par le fait que la pince intermédiaire est solidaire d'un support par l'intermodiaire d'un axe lui-meme solidaire d'une bague en aère élastique elle-même fixée sur le support de la pince. 6-Appareil selon la reendiatfon 2 caractérisé par le fait qu'une au moins des demi-machoires de la pince intermédiaire soit formée de deux parties pouvant s'écarter l'une de l'autre. 7-Appareil selon la revendication I caractérisé par le fait que le nombre de pinces est égal au nombre d'aplatissements du tube ouvragé et que ces pinces sont disposées de façon alternée et mobiles le long de deux barres pouvant s'écarter lune de l'autre parallèllement ou non. 8-Appareil selon la revendication 7 caractérisé par le fait que les pinces sont reliées le long de chaque barre par un cable souple. 9-Appareil selon la revendication 7 caractérisé par le fait que les pinces sont entra'? nées de façon indépendante le long de chaque barre par l'intermédiaire d'une crémaillère fixée sur chaque barre et de pignons solidaires des pinces. 10-Appareil selon la revendication l caractérisé par un ensemble de soudage sous atmosphère montée sur un chariot prenant appui sur la face extérieure des membrures des poutres et comportant un pal peur detectant les zones de soudures et provoquant l'immobilisaFion du chariot à une distance fixe de la zone de soudure. il-Appareil selon la revendication 10 caractérisé par le fait que le pal peur est constitué d'un galet fou maintenu par un ressort contre la paroi interne d'une membrure .e galet est relié à un support monté sur un axe de façon à ce que l'ensemble du palpeur et de son support puissent pivoter hors du plan du treills. 12-Appareil selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il est disposé à l'aval de la presse un tunnel de chauffage. 13-Appareil selon le revendication 1 caractérisé par le fait que les pinces sont munies de machoires à géneratrice circulaire créant dans l'aplatissement une empreinte longitudinale circulaire. 14-Appareil selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les machoires des pinces ont une forme telle que le contact de l'aplatissemnt et des membrures est limité à la naissance du treillis et par le fait que l'assemblage s'effectue par resistance électrique.