Brevet FR2781705A1 — publié le 20000204

A La présente invention se rapporte à un outil qui fabrique des spirales ainsi qu'à une méthode pour produire de telles spirales. L'outil se présente sous la forme d'un pistolet portatif avec de préférence une alimentation électrique; il fabrique des spirales de longueurs prédéterminées en quantité moyenne et de manière rapide. Les mécanismes connus de production de spirales en métal sont généralement compliqués et coûteux, typiquement conçus pour une production de masse. Il n'y avait pas eu jusqu'alors d'outil simple et bon marché permettant à un ouvrier de produire de petites quantités de spirales, selon le besoin. Les mécanismes précédents ont été à la fois trop encombrants ou trop chers pour un usage à petite échelle ou n'offrent pas la flexibilité désirée. Le principe de la construction de spirales sera décrit ci-dessous. Il existe deux moyens actuellement disponibles pour produire une spirale avec angle de pas et distance inter-spires constants. Un de ceux-là est d'insérer en force un élément pointu entre les spires jointives d'une bobine, pendant sa construction (" méthode de la cale "). La seconde est de pousser le fil enroulé dans une direction perpendiculaire au plan dans lequel le fil est courbé (" méthode de la poussée perpendiculaire "). Le pistolet portable distributeur de spirales en acier présente une solution qui diffère des deux méthodes anciennes. Dans un appareillage de production de spirales, quand la fabrication d'une spirale est finie, le fil est coupé à la fin de la portion de la spirale produite. Generalement, pour couper le fil, un outil de coupe est mis en contact avec le fil à la fin de la portion de la spirale. L'opération de coupe est effectuée chaque fois qu'une spirale est formée. Le dispositif portatif de distribution et d'implantation de spirales métalliques dans un matériau tendre est caractérisé en ce que un fil métallique bobiné sur une bobine est entraîné, à travers un guide-fil, par des roues à gorges elles-mêmes entraînées par l'axe moteur et par l'intermédiaire d'un train d'engrenage composé des roues, permettant ainsi la formation de spirales à partir du fil métallique longitudinal, gràce à un cylindre rainuré hélicoidalement sur sa périphérie et entouré d'une bague formant l'interstice d'enroulement; un appareil de coupe permet la formation de la spirale à la longueur désirée. Le guide-fil est un tube en plastique découpé symétriquement selon son axe longitudinal par une forme cylindrique, visant à permettre au fil métallique traversant le dit guide-fil d'être entraîné par deux roues a gorges. Le guide-fil est positionné à travers une bague et est appuyé contre l'entrée de la rainure du cylindre rainuré hélicoïdalement. Le système de coupe est constitué d'un bras de tenaille en pivot, d'une pointe biseautée et d'un canon de guidage, le dispositif étant déclenché par une roue à came, elle-même entraînée par un train d'engrenage composé de trois roues dentées. La présente invention est un enrouleur de spirales, simple et compact, portable à bout de bras et adapté a une fabrication professionnelle d'un nombre limité de spirales. Le but de la présente invention n'est pas seulement de produire des spirales mais de permettre aussi de les visser dans une matière tendre, comme de la laine de verre ou de la laine de roche, par exemple. L'objectif est donc également de réduire le temps superflu que pourrait nécessiter la pose manuelle de telles spirales. Le " pistolet " faisant l'objet du présent dépôt de brevet formera les dites spirales en dirigeant un fil stocké en bobine, bobine située sur le carter (à l'extérieur) et facile d'accès, à travers un guide formé par l'espace compris entre la rainure hélicoïdale d'un cylindre et une bague concentrique. Deux roues à gorge, par leur mrise en rotation approvisionnent le fil vers le cylindre et la bague. Un seul et même moteur permet la mise en rotation des roues à gorge et le déclenchement du système de coupe. La figure 1 est une vue de perspective du dispositif de l'invention. La figure 2 présente le système d'engrenage du dispositif. La figure 3 montre le système d'entraînement du fil et le déclenchement du système de coupe. La figure 4 est une vue rapprochée de la partie coupante du système de coupe. En référence à la figure 1, le fil (1) fourni par une bobine de fil (2) est insére à l'intérieur du guide-fil (3). Les roues (4a) et (4b) qui pressent le fil dans leurs gorges sont positionnées à mi-chemin entre les extrémités du guide (3), là o ce dernier est ouvert. Ces roues à gorge (4a) et (4b) sont mises en rotation par un moteur (5) qui sera décrit plus tard, dans la direction représentée par des flèches dans la figure 1, pour alimenter le fil dans une direction Y. Une roue dentée 6a est disposée sur le même axe (7) que la roue à gorge (4a). Une seconde roue dentée (6b) s'engrène avec la première (6a). La seconde roue à gorge (4b) est fixée sur le même axe (8) que la deuxième roue dentée (6b). L'axe (7) et les éléments fixés dessus sont entraînes en rotation par une vis sans fin (9) disposée sur l'extrémité de l'arbre (10) du rotor du moteur (5), par l'intermédiaire d'une couronne dentée (11), fixée sur l'axe (7). Le fil qui a eté amené par le guide-fil (3) jusqu'à l'entrée du chemin (12) formé par le début de rainurage du cylindre (13) et de la bague (14) qui recouvre ce cylindre va buter contre cette ouverture (12) et sera formé en force dans le plan parallèle à Y-Z, dans l'espace rainuré (15) (voir figure 3). La rainure (15) présente un diamètre légèrement supérieur à celui du fil (1), afin d'autoriser un jeu favorisant le passage du fil. A noter que le cylindre (13) et la bague (14) sont fixes. La poussée fournie par les roues à gorge (4a) et (4b) suffit à la déformation du fil. Comme les roues à gorge (4a) et (4b) continuent leurs rotations dans les conditions précédentes, une spirale dont le pas de vis est constant est formée à la sortie du cylindre (13). Le cylindre (13) et la bague (14) ont une longueur qui suffit à former deux spires. Au delà, la spirale continue sa course dans un canon (16) fixé dans le carter (32), qui se trouve dans le prolongement de (13) et (14). En fait la forme hélicoïdale de l'usinage dans le cylindre (13) permet de s'affranchir des méthodes anciennes (dites de la " cale et de la poussée perpendiculaire ") - les résultats pour la formation du fil restent les mêmes. Quand une spirale est formée par les opérations précédentes, elle est coupée au point (17) à l'intérieur du canon (16). La coupe s'effectue selon l'axe Y, c'est-à-dire la direction perpendiculaire à la direction de développement de la spirale (X): la coupe est nette et la section parfaitement circulaire. Cette coupe est assurée par le pincement du fil entre une pointe biseautée (18) et la surface interne du canon (16). Cette pointe biseautée (18) est fixée à l'extrémité (19) d'un bras de tenaille en " L " (20). Une partie du bras de tenaille (20) (dont l'extrémité (19)) se trouve à l'intérieur du canon (16). L'autre extrémité (21) est externe au système de formation de la spirale: elle sert au déclenchement de la coupe. Ce bras de tenaille en " L " s'articule à proximité de son angle droit autour d'un axe (22), axe qui traverse également le canon (16). Le débattement de ce bras est rendu possible par une lumière (23) effectuée dans le canon (16), au dessus de la bague (14). L'extrémité (21) du bras de tenaille est mis en mouvement cycliquement par un bossage de forme spéciale (24) fixé sur une roue (25) qui vient remonter l'extrémité (21) périodiquement. L'extrémité (21) du bras de tenaille est en liaison linéaire rectiligne permanente avec le bord de la roue (25) puisque cette roue et (21) sont coplanaires. Seule la surélévation du contact entre le bossage (24) et le bout (21) de la tenaille provoque la bascule de la tenaille, entraînant le rapprochement de la pointe biseautée (18) vers l'intérieur du canon (16) et donc la coupe du fil (1). Une coupe qui se veut très rapide justifie les formes de (21) et (24). Un seul et même moteur est utilisé pour la mise en forme de la spirale et pour la coupe. Commrnre la roue (25) (qui déclenche la coupe) doit tourner beaucoup moins vite que les roues à gorge (4a) et (4b) (qui alimentent en fil), elle est fixée sur un axe différent des axes (7) et (8). Pour cela est utilisé un système de démultiplication: la roue dentée (6a) entraîne une roue dentée (26) fixée sur un troisième axe (27). Sur cet axe (27) se trouve une seconde roue dentée (28) beaucoup plus petite que (26). Enfin cette roue dentée (28) engrène une autre roue dentée (29) beaucoup plus grande, fixée sur un quatrième axe (30). Sur cet axe (30) est aussi fixée la roue (25) et son bossage (24). Ainsi à une rotation d'un tour de la roue (25) correspond la formation d'une spirale entière (puisqu'on décide que la coupe intervient à ce moment-la), cela implique qu'une longueur de fil rectiligne égale à la longueur bobinée totale de la spirale doit passer au travers des roues à gorge (4a) et (4b). Ceci explique que les vitesses de rotation de la roue (25) et de la roue à gorge (4a) soient différentes (V (4a) > V (25)) et que l'on fasse appel à une démultiplication (différents axes et nombre de roues dentées important). Le moteur utilisé est du type moteur alternatif à réponse rapide et haut gain, il est capable de contrôler une vitesse angulaire avec une précision de l'ordre de 1%. Un tel moteur est susceptible de très fortes accélérations et freinages, et fournit des vitesses angulaires de l'ordre de quelques milliers de tours par minute. Un capteur (33) est placé au dessus de l'extrémité (21) du bras en " L " et coupe le moteur quand (21) est en position relevée, donc quand le fil (1) est coupé. Ainsi à un appui sur la gâchette de la poignée du pistolet distributeur correspondra la formation d'une spirale et d'une seule. Quand l'obstacle que constitue le bossage (24) est passé par l'extrémité (21), le bras en " L " est remis instantanement en position basse (début de la nouvelle spirale) par un ressort de rappel (31) fixé sur le carter (32). La vitesse d'alimentation du fil dans le procédé de formation de la spirale n'est pas constante durant tout le cycle. En effet, quand une spirale est en formation, le fil est amené à haute vitesse et quand le fil est coupé, la vitesse d'approvisionnement du fil doit être ralentie quasi-instantanément. Ceci est pris en charge par un dispositif électronique d'asservissement du moteur assurant un freinage par récupération, couplé au capteur (33) de fin de coupe. En accord avec le processus précité, au moment o la coupe a été effectuée, plusieurs spires de la prochaine spirale (en fait une longueur dans le canon entre la fin du cylindre (13) et la pointe biseautée (18)) ont déjà été formées. La position de la pointe biseautée (18) a été choisie pour que la distance du point de coupe à l'extrémité du canon (33) soit égale à la demi- longueur de la spirale finie. On voit l'interét de ceci dans le cas du vissage a mi-hauteur de la spirale dans la matière. Puis, la coupe et la mise en forme de la prochaine spirale seront effectuées selon le cycle décrit precedenmment. Une des applications industrielles possibles est l'utilisation dans le domaine du BTP afin d'insérer des spirales dans des plaques d'isolation, spirales qui permettront de faire la liaison entre les plaques d'isolation et le béton coulé par-dessus. Revendications 1. Dispositif portatif de distribution et d'implantation de spirales métalliques dans un materiau tendre, caractérise en ce que un fil métallique bobiné (1) sur une bobine (2) est entrainé, a travers un guide-fil (3), par des roues a gorges (4a) et (4b) elles-mêmes entraînées par l'axe moteur (10) et par l'intermédiaire d'un train d'engrenage compose des roues (6a) et (6b), permettant ainsi la formation de spirales a partir du fil métallique longitudinal, grâce a un cylindre (13) rainure hélicoidalement sur sa périphérie et entoure d'une bague (14) formant l'interstice d'enroulement (15); un appareil de coupe permettant la formation de la spirale à la longueur désirée. 2. Dispositif portatif de distribution et d'implantation de spirales métalliques dans un matériau tendre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide-fil (3) est un tube en plastique découpé symétriquement selon son axe longitudinal par une forme cylindrique, visant à permettre au fil métallique (1) traversant le dit guide-fil (3) d'être entraîne par deux roues à gorges (4a) et (4b). 3. Dispositif portatif de distribution et d'implantation de spirales métalliques dans un matériau tendre selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le guide-fil (3) est positionné à travers la bague (14) et est appuyé contre l'entrée de la rainure (15) du cylindre (13). 4. Dispositif portatif de distribution et d'implantation de spirales métalliques dans un matériau tendre selon l'une ou l'autre des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le système de coupe est constitué d'un bras de tenaille en pivot (20), d'une pointe biseautée (18) et d'un canon de guidage (16), le dispositif étant déclenché par une roue à came (25), elle- même entraînée par un train d'engrenage composé des roues (26), (28) et (29). *** *** ***