Brevet FR2774321A1 — publié le 19990806

La présente invention concerne une machine pour la fabrication d'une ébauche de tonneau, cette ébauche comprenant une série de douelles réunies au niveau de l'une de leurs extrémités par au moins deux cerclages. Le procédé traditionnel de fabrication de tonneaux comprend opération dénommée de "mise en rose" des douelles, ou "montage", c'est-à-dire la disposition de ces douelles en cercle et leur blocage dans cette position au moyen de deux cerclages engagés en force autour d'une de leurs parties d'extrémité. L'ébauche de tonneau ainsi constituée est ensuite passée dans une étuve puis les autres extrémités des douelles sont rapprochées et des cerclages sont engagés en force autour de ces autres extrémités, pour constituer le tonneau. En pratique, pour réaliser cette opération "de mise en rose", une cale dont la largeur correspond à celle de l'extrémité d'une douelle est mise en place sur un cerclage de montage, et ce cerclage est tenu par l'ouvrier à une hauteur adéquate. L'extrémité d'une douelle est mise en appui contre le cerclage et contre la cale puis l'extrémité de chaque douelle suivante est placée contre l'extrémité de la douelle précédente avec exercice d'une pression tangentielle pour maintenir ces douelles plaquées les unes contre les autres et contre le cerclage. Au cours de cette opération, l'inclinaison adéquate des douelles par rapport à la verticale est déterminée au jugé par l'ouvrier. Les douelles sont ensuite maintenues manuellement en pression et la cale est retirée pour la mise en place de la dernière douelle sur le cerclage. Après "dressage", c'est-à-dire frappage longitudinal et radial des douelles au moyen d'un maillet pour rectifier la position de ces douelles, deux cerclages de maintien sont engagés autour des douelles et sont progressivement forcés sur celles-ci par martelage. Ce martelage peut conduire à de légers déplacements des douelles, rendant nécessaires une ou plusieurs autres opérations de "dressage". Cette méthode traditionnelle a pour inconvénient d'être particulièrement pénible pour l'ouvrier, compte tenu de la force nécessaire au maintien du cerclage de montage et au maintien tangentiel des douelles pendant leur mise en place, ainsi que de la force nécessaire aux opérations de dressage et de martelage. En outre, cette méthode nécessite un apprentissage long pour pouvoir être mise en oeuvre à cadence relativement rapide, compatible avec une production des tonneaux en série. Le risque de position défectueuse des douelles n'est pas exclu, conduisant parfois à des tonneaux de formes gauches. La présente invention vise à fournir une machine permettant de remédier à ces inconvénients pratiques essentiels, sans affecter en aucune manière la qualité du tonneau obtenu. A cet effet, la machine qu'elle concerne comprend - au moins deux plateaux mutuellement distants, dont chacun présente une ouverture centrale et comporte des organes mobiles, ces organes mobiles étant déplaçables simultanément de manière à se rapprocher ou à s'éloigner du centre de ladite ouverture et délimitant conjointement une ouverture de forme générale circulaire, les ouvertures délimitées par les organes mobiles des différents plateaux étant coaxiales entre elles et destinées à recevoir les douelles de l'ébauche du tonneau à réaliser ; l'un des plateaux, dit ci-après "premier plateau", se trouve en regard des extrémités des douelles devant être réunies pour former l'ébauche, et ses organes mobiles sont déplaçables entre une position dans laquelle ils délimitent une ouverture de diamètre général correspondant au diamètre extérieur maximal du tonneau à réaliser et une position dans laquelle ils délimitent une ouverture dont le diamètre général est inférieur au diamètre de l'une des extrémités du tonneau à réaliser, de sorte que ces organes mobiles constituent des mors pouvant, dans cette deuxième position, serrer concentriquement les douelles placées au milieu d'eux ; un autre plateau, dit ci-après "deuxième plateau", se trouve au-delà de la zone médiane des douelles, et ses organes mobiles sont déplaçables entre une position dans laquelle ils délimitent une ouverture de diamètre général correspondant au diamètre extérieur maximal du tonneau à réaliser et une position dans laquelle ils délimitent une ouverture de diamètre général égal ou supérieur au diamètre que présente le faisceau de douelles, après formation de l'ébauche du tonneau, en regard de ce plateau - une paroi formant un fond, positionnée du côté du deuxième plateau opposé au premier plateau, de telle sorte que sa distance par rapport à ce premier plateau soit inférieure à la longueur des douelles de l'ébauche et - un dispositif de positionnement des douelles, incluant une paroi circulaire placée entre les plateaux, coaxialement aux ouvertures délimitées par lesdits organes mobiles ; cette paroi est expansible radialement entre une position de plus faible diamètre, dans laquelle elle présente un diamètre extérieur inférieur au plus grand diamètre interne du tonneau à réaliser, et une position de plus grand diamètre, dans laquelle elle présente un diamètre extérieur supérieur à ce plus grand diamètre interne du tonneau à réaliser. Pour fabriquer l'ébauche du tonneau à réaliser, les organes mobiles des plateaux sont placés dans leur position correspondant au diamètre extérieur maximal du tonneau à réaliser, et ladite paroi circulaire est placée dans sa position de plus faible diamètre. Les douelles peuvent ainsi être introduites dans l'espace annulaire délimité par ces organes mobiles et par cette paroi circulaire, jusqu'à venir en butée contre ladite paroi de fond. Ces organes mobiles, compte tenu de l'ouverture qu'ils délimitent, et cette paroi de fond, permettent un positionnement mutuel précis des douelles. Ladite paroi circulaire est alors amenée en position de plus grand diamètre, ce qui a pour effet de plaquer parfaitement les douelles contre les organes mobiles des plateaux et d'immobiliser ces douelles axialement. Les organes mobiles du premier plateau sont alors déplacés dans la position dans laquelle ils délimitent une ouverture de diamètre inférieur au diamètre de l'une des extrémités du tonneau à réaliser, de telle sorte qu'ils rapprochent progressivement les extrémités correspondantes des douelles puis qu'ils serrent radialement ces extrémités. Simultanément, les organes mobiles du deuxième plateau sont déplacés dans leur autre position possible précitée, de sorte qu'ils ne font pas obstacle au pivotement des douelles résultant de la formation de l'ébauche du tonneau. Un cerclage est ensuite mis en place sur les extrémités serrées des douelles, qui dépassent du premier plateau compte tenu de la distance précitée existant entre ladite paroi de fond et le premier plateau. Ensuite, sans dégager l'ébauche de tonneau ainsi réalisée, l'ensemble est transporté en dessous d'une presse dont l'outil est destiné à forcer les autres cerclages sur les douelles. Lorsque l'ébauche est placée sous cet outil, les organes mobiles du premier plateau sont déplacés vers l'extérieur, pour permettre l'engagement de ces cerclages sur l'ébauche de tonneau, puis ces derniers sont forcés sur les douelles au moyen de la presse. La machine selon l'invention permet ainsi de disposer mutuellement les douelles de manière adéquate par simple engagement dans un espace annulaire de diamètre approprié, de positionner précisément ces douelles axialement, par butée contre ladite paroi de fond, et radialement, par expansion de ladite paroi circulaire, de déplacer simultanément les douelles et de les presser concentriquement pour la mise en place d'un cerclage, et de maintenir parfaitement cet ensemble le temps que les autres cerclages soient mis en place au moyen de la presse. Les opérations de dressage, frappage et martelage précitées sont supprimées, et le travail requis par l'ouvrier se réduit à la commande des différentes opérations de la machine. De préférence, la machine comprend un troisième plateau, de structure similaire à celle des deux autres plateaux et ayant des organes mobiles déplaçables de manière similaire à ceux dudit deuxième plateau. Ce troisième plateau permet d'assurer le soutien stable de douelles de grandes longueurs, en cas de réalisation de tonneaux ayant de grandes contenances. Avantageusement, les plateaux sont montés déplaçables sur des colonnes qui les supportent, et des moyens sont prévus pour régler les distances relatives de ces plateaux ; des moyens sont également prévus pour régler la distance entre la paroi de fond et ledit premier plateau en fonction de la longueur des douelles, et lesdits organes mobiles des plateaux sont déplaçables sur des courses importantes, l'ensemble étant tel que la machine puisse permettre la fabrication de tonneaux de contenances très variables, allant par exemple de 10 à 600 litres. De préférence, les plateaux et la paroi de fond sont montés dans un châssis pouvant basculer entre une position dans laquelle ils sont verticaux et une position dans laquelle ils sont horizontaux. La position verticale permet de faciliter l'introduction des douelles dans ledit espace annulaire, ces douelles prenant appui les unes contre les autres. Elle permet également de faciliter l'extraction de l'ébauche une fois celle-ci réalisée. La position horizontale permet l'utilisation d'une presse classique et favorise le travail uniforme de cette presse. De préférence, ladite paroi radialement expansible est constituée par une chambre à air annulaire, pouvant être gonflée ou dégonflée. Cette chambre à air assure une pression répartie de manière uniforme sur l'ensemble des douelles, et permet l'exercice de cette pression sur une zone relativement large axialement, sans que cela constitue un obstacle au pivotement des douelles, la chambre à air se déformant pour s'adapter à ce pivotement. De préférence, le dispositif de positionnement des douelles comprend une couronne de pattes flexibles disposée coaxialement aux ouvertures délimitées par lesdits organes mobiles, cette couronne ayant un diamètre externe légèrement supérieur au diamètre interne maximal du tonneau à réaliser. Les pattes flexibles de cette couronne permettent de maintenir provisoirement les douelles en position le temps de l'expansion de ladite paroi radiale. Pour sa bonne compréhension, l'invention est à nouveau décrite ci-dessous en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de la machine qu'elle concerne. La figure 1 est une vue en perspective d'une ébauche de tonneau que cette machine permet de réaliser la figure 2 est une vue de côté de la machine la figure 3 en est une vue de dessus la figure 4 est une vue partielle, de dessus et avec arrachement partiel, d'un sous-ensemble qu'elle comprend la figure 5 en est une vue selon la coupe V-V de la figure 4 la figure 6 est une vue à échelle agrandie, en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 3, d'un autre sous-ensemble de la machine, avant formation de l'ébauche, et la figure 7 en est une vue similaire à la figure 6, après formation de cette ébauche. La figure 1 représente une ébauche 1 de tonneau obtenue au moyen de la machine 2 représentée aux figures 2 et 3. Cette ébauche 1 comprend des douelles de bois 5, réunies à une extrémité et maintenues serrées concentriquement au moyen de trois cerclages 6. Cette ébauche 1 sera ultérieurement mise dans une étuve pour saturer le bois en humidité, puis les extrémités divergentes des douelles seront réunies et serrées concentriquement par d'autres cerclages, pour former le tonneau. La machine 2 comprend un ensemble 10 de positionnement relatif des douelles 5 et de mise en place du cerclage 6 entourant les extrémités des douelles 5, et une presse 11 permettant d'engager en force les autres cerclages 6 sur les douelles. L'ensemble 10 comprend un châssis 12 monté sur des roues 13 et la machine 2 comprend des rails 14 pour le déplacement dudit ensemble 10 sous la presse 11. Comme le montrent mieux les figures 6 et 7, l'ensemble 10 comprend trois plateaux 15, 16, 17 mutuellement distants, une plaque de fond 18, une chambre à air 19 et une couronne 20 de pattes flexibles 21. Le plateau 15 le plus éloigné de la plaque de fond 18 est fixé sur des colonnes 25, et les deux autres plateaux 16, 17 sont montés coulissants le long de ces colonnes 25 et peuvent être réglés en position par rapport à ce premier plateau 15 au moyen de tiges filetées 26 engagées dans des alésages taraudés correspondants qu'ils comprennent, ces tiges 26 étant commandées par des manivelles 27. Les colonnes 25 sont solidaires d'une embase 30, elle-même solidaire de montants latéraux 31. Chacun de ces montants 31 comprend une roue dentée 32 fixée sur sa face opposée aux plateaux 15, 16, 17, et un tourillon coaxial à cette roue 32, faisant saillie vers l'extérieur par rapport à ces plateaux, les tourillons et roues 32 des deux montants 31 étant coaxiaux. Le châssis 12 comprend deux montants latéraux 35, pourvus de paliers dans lesquels sont reçus les tourillons des montants 31 et supportant des moteurs 36 dont les pignons d'entraînement engrènent avec les roues 32. En outre, un espace est aménagé entre les longerons 12a du châssis 12, de telle sorte que l'ensemble plateaux 15 à 17, colonnes 25, embase 30 et montants 31 peut pivoter sur 90 , entre une position dans laquelle les plateaux sont sensiblement horizontaux, comme montré aux figures 2 et 3, et deux positions opposées, dans lesquelles ces plateaux sont sensiblement verticaux. Les plateaux 15 à 17 ont des structures sensiblement identiques, représentées plus particulièrement aux figures 4 et 5. Chaque plateau 15 à 17 comprend deux plaques 40 mutuellement distantes, qui délimitent des ouvertures centrales circulaires coaxiales. Entre ces plaques 40, sont placés six organes 41 en forme de segments d'anneau, une couronne annulaire 42 présentant un secteur denté 43, montée pivotante par rapport auxdites plaques 40, une roue dentée 44, en prise avec le secteur 43, et une chaîne 45, guidée par un ensemble de pignons 46, permettant l'entraînement en rotation de cette roue 44. Chaque organe 41 comprend un doigt 50 engagé et pouvant coulisser, d'une part, dans une lumière radiale 51 aménagée dans les plaques 40 et, d'autre part, dans une lumière 52 aménagée dans la couronne 42, présentant une forme en portion de spirale. L'entraînement de la chaîne 45 au moyen d'un moteur 47 permet de faire pivoter la couronne 42 par rapport aux plaques 40, par engrènement de la roue 44 et du secteur 43. Grâce aux lumières 51 et 52, les organes 41 sont déplaçables radialement entre diverses positions dans lesquelles ils déterminent des ouvertures de forme générale sensiblement circulaire, de différents diamètres, qui sont coaxiales d'un plateau à l'autre. La plaque de fond 18 est fixée à l'embase 30 au moyen d'entretoises 55. Cette plaque 18 est positionnée du côté du plateau 17 opposé au plateau 15, de telle sorte que sa distance par rapport à ce plateau 15 soit inférieure à la longueur des douelles 5 de l'ébauche à réaliser. La chambre à air 19 est portée par une jante 56 pourvue de bras radiaux 57, dont les extrémités internes sont fixées à un arbre axial 58, solidaire de la plaque 18. I1 apparaît à la figure 6 qu'à l'état dégonflé, la chambre à air 19 présente un diamètre extérieur inférieur au plus grand diamètre interne du tonneau à réaliser, et, à la figure 7, qu'à l'état gonflé, elle présente un diamètre extérieur supérieur à ce plus grand diamètre interne du tonneau à réaliser. La couronne 20 de pattes flexibles 21 comprend également des bras radiaux 60 dont les extrémités internes sont solidaires de l'arbre 58. Cette couronne 20 est disposée coaxialement à la chambre à air 19 et les pattes 21 sont disposées selon un diamètre légèrement supérieur au diamètre interne maximal du tonneau à réaliser. En pratique, les moteurs 36 sont actionnés pour amener les plateaux 15 à 17 dans l'une des deux positions verticales précitées, par exemple la position dans laquelle le plateau 15 se trouve, lorsqu'il est vertical, du côté du bord inférieur de la figure 3. Préalablement à ce pivotement, ou simultanément à lui, les organes 41 sont déplacés dans une position dans laquelle ils délimitent conjointement, d'un plateau à l'autre, une ouverture de forme générale circulaire dont le diamètre correspond au diamètre extérieur maximal du tonneau à réaliser. La chambre à air 19 étant dégonflée, les douelles 5 peuvent alors être engagées dans l'espace annulaire délimité par les organes 41 d'une part et par la chambre à air 19 d'autre part, jusqu'à déformer légèrement les pattes flexibles 21 puis à venir en butée contre la plaque 18, ainsi que cela apparaît à la figure 6. La chambre à air 19 est alors gonflée, ce qui a pour effet de plaquer les douelles 5 contre les organes 41, et donc d'immobiliser ces douelles axialement en leur donnant un diamètre nominal adéquat, à l'encontre d'éventuelles déformations naturelles existant dans le bois qui les constitue. Les organes 41 du plateau 15 sont alors déplacés dans une position dans laquelle ils délimitent une ouverture dont le diamètre général est inférieur au diamètre de l'une des extrémités du tonneau à réaliser, de telle sorte que ces organes 41 rapprochent progressivement les extrémités correspondantes des douelles 5 puis serrent concentriquement ces douelles jusqu'à ce que les bords de ces dernières soient parfaitement jointifs. Simultanément, les organes 41 des plateaux 16 et 17 sont déplacés dans des positions dans lesquelles ils délimitent des ouvertures de diamètres généraux respectifs égaux ou supérieurs aux diamètres que présente le faisceau de douelles 5, après formation de l'ébauche 1, en regard de ces plateaux, ainsi que cela apparaît à la figure 7. La chambre à air 19 se déforme et permet de maintenir les douelles 5 plaquées contre ces organes 41. Le cerclage 6 destiné à entourer les extrémités des douelles 5 est alors mis en place sur ces extrémités, qui dépassent au-delà du plateau 15, puis les moteurs 36 sont actionnés pour ramener les plateaux 15 à 17 dans la position dans laquelle ces derniers sont horizontaux. L'ensemble 10 est alors déplacé jusqu'en dessous de la presse 11. Les organes 41 du plateau 15 sont alors reculés pour permettre la mise en place des autres cerclages 6, et l'outil 70 de la presse 11 est descendu de manière à ce que ses organes presseurs 71 viennent en appui contre ces cerclages 6 pour les engager en force autour des douelles 5. Après recul de l'outil 70, l'ensemble 10 est ramené dans la position montrée aux figures 2 et 3, puis les plateaux 15 à 17 sont basculés dans la position horizontale opposée à la position précitée, dans laquelle l'ébauche 1 peut être extraite. Il apparaît à la figure 2 en traits mixtes que, après réglage adéquat des distances mutuelles des plateaux 15 et 16, après mise en place de la chambre à air 19 et de la couronne 20 de diamètre adéquat, et après positionnement de la plaque 18 à distance adaptée, la machine 2 peut être utilisée avec ces deux seuls plateaux 15 et 16 pour constituer une ébauche 1 de tonneau ayant des dimensions plus réduites. REVENDICATIONS 1 - Machine (2) pour la fabrication d'une ébauche (1) de tonneau, cette ébauche (1) comprenant une série de douelles (5) réunies au niveau de l'une de leurs extrémités par au moins deux cerclages (6), machine (2) caractérisée en ce qu'elle comprend : - au moins deux plateaux (15, 16, 17) mutuellement distants, dont chacun présente une ouverture centrale et comporte des organes mobiles (41), ces organes mobiles (41) étant déplaçables simultanément de manière à se rapprocher ou à s'éloigner du centre de ladite ouverture et délimitant conjointement une ouverture de forme générale circulaire, les ouvertures délimitées par les organes mobiles (41) des différents plateaux (15, 16, 17) étant coaxiales entre elles et destinées à recevoir les douelles (5) de l'ébauche (1) du tonneau à réaliser ; l'un des plateaux, dit ci-après "premier plateau (15)", se trouve en regard des extrémités des douelles (5) devant être réunies pour former l'ébauche (1), et ses organes mobiles (41) sont déplaçables entre une position dans laquelle ils délimitent une ouverture de diamètre général correspondant au diamètre extérieur maximal du tonneau à réaliser et une position dans laquelle ils délimitent une ouverture dont le diamètre général est inférieur au diamètre de l'une des extrémités du tonneau à réaliser, de sorte que ces organes mobiles (41) constituent des mors pouvant, dans cette deuxième position, serrer concentriquement les douelles (5) placées au milieu d'eux ; un autre plateau, dit ci-après "deuxième plateau" (16 ou 17), se trouve au-delà de la zone médiane des douelles (5), et ses organes mobiles (41) sont déplaçables entre une position dans laquelle ils délimitent une ouverture de diamètre général correspondant au diamètre extérieur maximal du tonneau à réaliser et une position dans laquelle ils délimitent une ouverture de diamètre général égal ou supérieur au diamètre que présente le faisceau de douelles (5), après formation de l'ébauche (1) du tonneau, en regard de ce plateau (16 ou 17) - une paroi (18) formant un fond, positionnée du côté du deuxième plateau (16 ou 17) opposé au premier plateau (15), de telle sorte que sa distance par rapport à ce premier plateau soit inférieure à la longueur des douelles (5) de l'ébauche (1) ; et - un dispositif (19, 20) de positionnement des douelles (5), incluant une paroi circulaire (19) placée entre les plateaux, coaxialement aux ouvertures délimitées par lesdits organes mobiles (41) ; cette paroi (19) est expansible radialement entre une position de plus faible diamètre, dans laquelle elle présente un diamètre extérieur inférieur au plus grand diamètre interne du tonneau à réaliser, et une position de plus grand diamètre, dans laquelle elle présente un diamètre extérieur supérieur à ce plus grand diamètre interne du tonneau à réaliser. 2 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un troisième plateau (17 ou 16), de structure similaire à celle des deux autres plateaux et ayant des organes mobiles (41) déplaçables de manière similaire à ceux dudit deuxième plateau (16 ou 17). 3 - Machine selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que les plateaux (15, 16, 17) sont montés déplaçables sur des colonnes (25) qui les supportent, et en ce que des moyens (26) sont prévus pour régler les distances relatives de ces plateaux ; des moyens (55) sont également prévus pour régler la distance entre la paroi de fond (18) et ledit premier plateau (15) en fonction de la longueur des douelles (5), et lesdits organes mobiles (41) sont déplaçables sur des courses importantes, l'ensemble étant tel que la machine (2) puisse permettre la fabrication de tonneaux de contenances très variables, allant par exemple de 10 à 600 litres. 4 - Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les plateaux (15, 16, 17) et la paroi de fond (18) sont montés dans un châssis (12, 35) pouvant basculer entre une position dans laquelle ils sont verticaux et une position dans laquelle ils sont horizontaux. 5 - Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite paroi radialement expansible est constituée par une chambre à air (19) annulaire, pouvant être gonflée ou dégonflée. 6 - Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif de positionnement des douelles comprend une couronne (20) de pattes flexibles (21) disposée coaxialement aux ouvertures délimitées par lesdits organes mobiles (41), cette couronne (20) ayant un diamètre externe légèrement supérieur au diamètre interne maximal du tonneau à réaliser.