Brevet FR2867800A1 — publié le 20050923

DISPOSITIF DE POSITIONNEMENT DE TORONS À L'INTÉRIEUR D'UN COFFRAGE POUR ÉLÉMENT EN BÉTON PRÉCONTRAINT DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine de la 5 fabrication d'éléments en béton ou équivalent précontraint et aux adaptations permettant d'en optimiser les temps de fabrication. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR La fabrication d'éléments en béton précontraint 10 telles des poutres suit un procédé connu à savoir: - mise en place des cadres transversaux classiquement constitués de fils de fer à béton filants cintrés ou pliés, - mise en place des torons longitudinaux non cintrés (qui sont constitués de barres ou de fils d'acier de précontrainte) à l'intérieur des cadres et des peignes de guidage et de positionnement, mise en place des coffrages entre les peignes, - mise sous tension des torons, - coulage du béton, séchage, - sectionnement des torons, - évacuation des poutres réalisées. La demanderesse a constaté que l'opération de mise en place des torons à l'intérieur des cadres présentait une durée particulièrement grande et un caractère de pénibilité évidente nécessitant la présence de plusieurs opérateurs. Ces inconvénients sont dus à plusieurs paramètres, 30 parmi ceux-ci: - les cadres forment un réseau d'obstacles transversaux à l'intérieur desquels il est particulièrement difficile de faire glisser sur une grande longueur, un toron plus ou moins souple, - les torons stockés classiquement en bobine de par leur élasticité et leur rigidité sur une petite longueur et de 20 - 2 - par la souplesse sur une grande longueur, sont difficiles à manipuler, les torons doivent passer dans l'orifice de guidage et de positionnement prévu à cet effet dans chaque peigne, 5 etc... Ainsi, chaque toron constituant la poutre précontrainte est mis en place manuellement à l'intérieur des peignes et requiert le déplacement de l'opérateur sur toute la longueur de la piste de fabrication (longueur comprise entre 30 à 150 mètres). BRÈVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Ce que constatant, la demanderesse a mené des recherches pour obvier aux inconvénients précités en industrialisant la mise en place et le positionnement des torons. Ces recherches ont abouti à la conception d'un dispositif de positionnement de torons à l'intérieur d'un coffrage pour élément en béton précontraint et d'un procédé de travail d'un tel dispositif diminuant la pénibilité et la durée d'une telle opération tout en requérant la présence de moins d'opérateurs. Selon la caractéristique principale de l'invention, le dispositif de positionnement de torons ou fils d'acier pour précontrainte longitudinaux à l'intérieur d'armatures pour la fabrication d'éléments préfabriqués en béton précontraint, est remarquable en ce qu'il est constitué par au moins un moyen d'attache qui vient se fixer temporairement à l'extrémité d'au moins un toron et par au moins un moyen de traction dudit moyen d'attache dont la commande fait réaliser la course en mouvement de translation du toron à travers les armatures. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle propose un moyen de mise en mouvement motorisé de l'extrémité du toron à travers les cadres. Ainsi, les opérateurs n'ont plus besoin d'assurer la traction manuelle du toron sur la longueur de la piste de fabrication et doivent seulement fixer le moyen d'attache à l'extrémité du toron de sorte que la mise en mouvement du moyen d'attache à l'intérieur de l'armature formée par les cadres assure une translation motorisée et guidée de l'extrémité du toron le moyen d'attache étant ensuite détaché de l'extrémité. La motorisation d'une telle opération diminue sa pénibilité, requiert la présence de moins d'opérateurs et réduit sa durée. En outre, en ayant fait passer préalablement le moyen d'attache par les orifices de peignes dans lesquels le toron doit se positionner, le mouvement de traction sur le moyen d'attache amène l'extrémité du toron à parcourir le chemin inverse, pour que celle-ci se retrouve parfaitement positionnée en fin de course. Une fois le toron positionné, le moyen d'attache est désolidarisé, puis le toron est sectionné. Le moyen d'attache vient suivre le parcours sur la piste de fabrication du prochain toron à positionner que ce dernier devra parcourir en sens inverse. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le moyen de traction ou moyen de mise en mouvement est constitué par un câble dont une extrémité vient se fixer audit moyen d'attache et dont l'enroulement de l'autre extrémité autour d'un tambour assure la traction du moyen d'attache et de l'extrémité du toron y associée. Ce moyen motorisé de mise en mouvement est disposé par rapport au moyen d'alimentation en toron, à l'autre extrémité de la piste de fabrication. Ainsi, pour aller se solidariser à l'extrémité du toron en sortie de sa bobine, le moyen d'attache fait parcourir au câble du treuil, le chemin que devra parcourir le toron lorsque, sous l'action du mouvement de rotation du tambour, le câble mettra en mouvement le moyen d'attache. Pour optimiser cette opération, la demanderesse a en outre imaginé qu'un deuxième moyen de mise en mouvement - 4 - venant assurer le mouvement de retour du moyen d'attache libéré du toron venant d'être mis en place. Ce moyen d'attache devient ainsi une navette assurant des mouvements de va-et-vient à l'intérieur des cadres. La demanderesse a en outre prévu que dans son mouvement de retour, la navette soit liée à l'extrémité d'un toron issu d'une deuxième moyen d'alimentation exploitant ainsi les deux mouvements de la navette. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la navette comprend une pluralité de moyens d'attache pour la mise en mouvement et le guidage de plusieurs extrémités de toron. La demanderesse a en outre prévu pour optimiser l'automatisation des opérations, d'équiper les treuils d'un moyen de commande à distance ainsi que des moyens de sectionnement des torons commandés à distance. En regard de la longueur que peut adopter une piste de fabrication d'éléments préfabriqués en béton précontraint, l'utilisation de sous- ensembles fonctionnels commandables à distance est particulièrement utile. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la navette comprend un moyen de liaison/fixation temporaire avec l'extrémité du toron autorisant la rotation de ce dernier. En effet, le déroulage des torons est classiquement réalisé par le c ur ou le centre de la bobine ce qui a pour conséquence, qu'à chaque spire mise à plat, le toron tourne d'un tour sur lui-même. Les concepts fondamentaux de l'invention viennent d'être exposés cidessus dans leur forme la plus élémentaire. D'autres détails et d'autres caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes de réalisation d'un dispositif et d'un procédé conformes à l'invention. - 5 - BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique en vue de dessus du principe du dispositif de l'invention, la figure 2 est un dessin schématique d'une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un treuil auquel on a retiré son "carter", la figure 3 est un dessin schématique de détail d'une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un moyen d'attache entre le câble et le toron, la figure 4a est un dessin schématique d'une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un premier mode de réalisation d'une navette, la figure 4b est un dessin schématique d'une vue en perspective de la navette illustrée en figure 4a, la figure 5 est un dessin schématique d'une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation de la navette, la figure 6 est un dessin schématique d'une vue en perspective d'un troisième mode de réalisation de la navette. DESCRIPTION APPUYÉE SUR LES DESSINS La figure 1 illustre le principe de l'invention sur la base d'une piste de fabrication simplifiée d'éléments préfabriqués en béton précontraint. Comme illustrée, cette piste de fabrication comprend des peignes 100a et 100b dont le nombre a été réduit à deux pour des raisons de simplification entre lesquels sont prédisposés des cadres 200. Des orifices 110a et 110b de passage des torons T sont ménagés à l'intérieur des peignes 100a et 100b, ce qui permet de les positionner à l'intérieur de l'armature formée par les cadres 200. La fabrication des éléments préfabriqués en béton précontraint prévoit la mise en place des torons T, qui sont ici issus du coeur d'une bobine Ba, dans les orifices 110a et 110b prévus à cet effet à l'intérieur des peignes - 6 - 100a et 100b et à travers les cadres 200. Une fois l'ensemble des torons installés, les éléments de coffrage 310 et 320 viennent se solidariser avec les peignes 100a et 100b, puis les torons T sont mis sous tension et le béton est coulé dans le volume formé par le coffrage. Une fois sec, l'élément préfabriqué du béton enrobant les cadres 200 transversaux et des torons longitudinaux T, est évacué de la piste de fabrication. Bien entendu, cette piste peut reproduire plusieurs fois sur sa longueur, les éléments présentés et décrits ci- dessus pour autoriser la fabrication de plusieurs éléments préfabriqués sur une même longueur de piste tout en partageant les moyens tendeurs des torons. Selon l'invention, le dispositif de positionnement de torons T ou fils d'acier pour précontrainte longitudinaux à l'intérieur d'armatures 200 pour la fabrication d'éléments préfabriqués en béton précontraint, est remarquable en ce qu'il est constitué par au moins un moyen d'attache M qui vient se fixer temporairement à l'extrémité d'au moins un toron T et par un moyen de traction 400b dudit moyen d'attache M dont la commande fait réaliser la course en mouvement de translation du toron T à travers les cadres 200 et à travers les peignes. Conformément à l'invention, ce moyen de mise en mouvement 400b est constitué par un câble 410b dont une extrémité 411b vient se fixer audit moyen d'attache M et dont l'enroulement de l'autre extrémité autour d'un tambour formant treuil assure la traction du moyen d'attache M et de l'extrémité du toron T y associée. Selon le mode de réalisation illustré, ce treuil se trouve au même niveau que la bobine d'alimentation en toron. Un mode de réalisation du moyen de mise en mouvement 400b est illustré par le dessin de la figure 2, qui montre un cadre 420b à l'intérieur duquel est mis en mouvement un tambour 430b autour duquel vient s'enrouler le câble 410b non illustré sur cette figure au moyen d'un moteur 440b. Comme illustré sur le dessin de la figure 1, l'axe de rotation du tambour 430b du treuil 400b est perpendiculaire à la direction de déplacement du toron T. Aussi, pour assurer le positionnement du toron à l'intérieur des cadres 200 et des peignes 100a et 100b, l'opérateur fait passer le moyen d'attache qui est lié au câble, dans le peigne 100b dans les cadres 200 puis dans le peigne 100a. Ce mouvement s'accompagne d'un déroulement du treuil 400b. L'extrémité du toron T est ensuite fixée au moyen d'attache M. La rotation d'enroulement est - alors commandée pour assurer le mouvement de retour du moyen d'attache M et du toron T y associé à travers les peignes et cadres jusqu'à ce que l'extrémité du toron soit arrivée à l'extrémité de la piste de fabrication. Le toron est alors sectionné, le moyen d'attache est enlevé et le treuil est de nouveau déroulé pour faire passer le moyen d'attache à travers un autre chemin et ainsi de suite jusqu'à ce que l'ensemble des torons nécessaires soit installé. Comme illustré en traits interrompus sur le dessin de la figure 1, la demanderesse a imaginé notamment lorsque le mouvement de retour du moyen d'attache est semblable à celui de l'aller que ledit moyen d'attache M est entre outre lié à un deuxième moyen de traction 400a afin de faire réaliser audit moyen d'attache M, la course inverse de celle réalisée grâce au premier moyen de traction 400b, ledit moyen d'attache M réalisant ainsi un mouvement de va-et-vient et formant ainsi une navette. Ainsi, en application d'une telle installation lorsque le toron T est arrivé à l'extrémité de la piste de fabrication, le moyen d'attache M est désolidarisé de son extrémité et le deuxième moyen de mise en mouvement 400a qui peut être du type treuil comme le premier 400b est mis en marche pour amorcer un mouvement d'enroulement assurant le retour vers la bobine de toron Ba du moyen d'attache M tout en déroulant le premier treuil 400b et ainsi de suite. Afin d'optimiser ce mouvement de retour réalisé par un moyen de mise en mouvement équivalent à celui mis en oeuvre pour positionner le toron, la demanderesse a 5 avantageusement imaginé une autre caractéristique illustrée en traits interrompus sur le dessin de la figure 1, à savoir d'installer une deuxième bobine de toron Bb à la deuxième extrémité de la piste de fabrication. Ainsi, le moyen d'attache une fois désolidarisé de l'extrémité du premier toron qui vient d'être installé, vient se fixer à l'extrémité d'un deuxième toron pour que dans son mouvement de retour, le moyen d'attache M mette en place un deuxième toron. La conception du moyen d'attache M a fait l'objet d'un soin particulier par la demanderesse. En effet, ce moyen d'attache M doit pouvoir assurer la liaison temporaire entre deux câbles de diamètres et de rigidités différentes à savoir le câble enroulé autour du tambour et celui formant le toron T. En outre, le déroulement du toron T pour passer d'une position enroulée à une position déployée rectiligne provoque la rotation du toron sur lui-même. Comme illustré sur le dessin de la figure 3, le moyen d'attache M dans son mode de réalisation le plus simple, 25 est constitué par un module de liaison 500 qui comprend une première extrémité 510 assurant la fixation temporaire avec l'extrémité d'un toron T et une deuxième extrémité 520 assurant la liaison temporaire (ou non selon le cas de figure) avec l'extrémité 411b d'un câble 410b d'un moyen d'entraînement 400b de type treuil. Comme illustrée, l'extrémité du moyen d'attache M liée au moyen de mise en mouvement adopte une forme fuselée afin de faciliter son passage dans les orifices 110a et 110b prévus à cet effet dans les peignes 100a et 100b. Comme illustrée, la fixation de l'extrémité du toron T au module de liaison 500 du moyen d'attache M est 15 20 35 réalisée par introduction de cette dernière dans un cylindre intérieur 511 ménagé dans un cône mobile 512 qui est en liaison conique à l'intérieur d'un cône intérieur 513, un ressort 514 assurant le maintien du contact entre les deux surfaces coniques. Grâce à ce système, la fixation et le détachement de l'extrémité du toron constitue une opération particulièrement facile. En effet, il suffit d'écarter le cône mobile 512 du cône intérieur 513 pour que l'extrémité du toron T soit libérée. Comme illustrée, l'extrémité 520 est elle-même, équipée d'un deuxième sous-ensemble de fixation pour l'extrémité du câble. Le premier sous-ensemble d'attache est monté mobile par rapport au deuxième sous-ensemble d'attache du module de liaison 500 au moyen d'un roulement 521 autorisant ainsi la rotation du toron par rapport au câble. Ainsi, conformément à l'invention, le moyen d'attache M servant de fixation temporaire entre le câble du moyen de mise en mouvement et les extrémités des torons, autorise la rotation de ces derniers. Le mode de réalisation illustré par le dessin de la figure 3 constitue la version la plus simple du moyen d'attache M qui peut être utilisée dans une application où ce moyen d'attache est lié à un seul câble de treuil et à l'extrémité d'un seul toron. Lorsque conformément à l'invention, le moyen d'attache M est lié à plusieurs câbles ou à plusieurs torons, ce dernier est constitué par un boîtier ayant la fonction d'une navette et susceptible d'accueillir les extrémités de plusieurs torons et des câbles des moyens de traction. Ainsi, comme illustré sur les dessins des figures 4a et 4b, le moyen d'attache M est constitué par un boîtier formant navette 600 et est équipé de plusieurs modules de liaison 500 autorisant la fixation aussi bien d'une extrémité de toron que d'une extrémité de câble à ses deux extrémités 610 et 620. Comme illustré, les modules de - 10 - liaison 500 viennent se lier au boîtier 600 grâce à un câble ou toron d'appoint 630 selon leur fonction. Ce câble d'appoint donne une souplesse à la liaison entre les torons et la navette 600 ou entre la navette et les câbles des treuils. Dans ce mode de réalisation, la navette 600 est liée à ses deux extrémités 610 et 620, à l'extrémité d'un câble 410a et 410b correspondant à deux treuils différents 400a et 400b (cf. figure 1). Ce mode de réalisation de navette autorise la fixation d'un toron T à chaque extrémité. Comme illustrées, les extrémités de la navette 600 présente une surface en pente de façon à faciliter son passage dans les orifices des peignes. Selon le mode de réalisation illustré par le dessin de la figure 5, la navette 600 est toujours liée à ses deux extrémités à l'extrémité d'un câble 410a et 410b correspondant à deux treuils différents 500a et 500b (cf. figure 1) mais autorise en outre la fixation de quatre torons T à ses deux extrémités 610 et 620. Le mode de réalisation illustré par le dessin de la figure 6, propose quant à lui une navette 600 dont chaque extrémité 610 et 620 autorise la fixation de trois torons. Bien entendu, la navette et notamment ses modes de réalisation proposant la mise en place de plusieurs torons en un seul mouvement de traction, ne peuvent être mis en oeuvre que lorsque la disposition des torons à l'intérieur des peignes comprend plusieurs torons dans un seul orifice. Afin de faciliter le passage soit du moyen d'attache soit de la navette, la demanderesse a avantageusement imaginé de modifier les peignes. Ainsi, selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les peignes comportent des orifices agrandis pour autoriser le passage de la navette ou du moyen d'attache. Afin que cet agrandissement ne soit pas préjudiciable à l'opération de coffrage en offrant des possibilités de sortie au béton, la demanderesse a - 11 - avantageusement imaginé des obturateurs (non illustrés) qui viennent se placer sur les torons et contre les peignes au niveau des orifices pour couvrir le volume ouvert à l'intérieur du peigne et empêcher le passage du béton. Ainsi, conformément à l'invention, les orifices agrandis pour laisser passer le moyen d'attache M sont obturés après mise en place du ou des torons T. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le tambour des treuils est équipé d'un moyen de commande à distance de son mouvement de rotation. Cette caractéristique évite à l'opérateur l'obligation de venir commander l'enroulement du treuil se trouvant à une extrémité de la piste de fabrication alors qu'il vient de fixer l'extrémité d'un toron au moyen d'attache 400 ou à la navette 600 à l'autre extrémité de la piste. Cette caractéristique participe grandement au gain de temps apporté par le dispositif de l'invention. Dans le même souci d'éviter le déplacement de l'opérateur, la demanderesse a avantageusement imaginé un dispositif remarquable en ce qu'il comprend également des moyens de sectionnement des torons commandés à distance. On comprend que le dispositif, qui vient d'être ci-dessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention telle que définie dans les revendications. - 12 - REVENDICATIONS 1. Dispositif de positionnement de torons ou fils d'acier (T) pour précontrainte longitudinaux à l'intérieur d'armatures (200) et de peignes (100a et 100b) pour la fabrication d'éléments préfabriqués en béton précontraint, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il est constitué par au moins un moyen d'attache (M) qui vient se fixer temporairement à l'extrémité d'au moins un toron (T) et par au moins un moyen de traction (400a et 400b) dudit moyen d'attache (M) dont la commande fait réaliser la course en mouvement de translation du toron (T) à travers les armatures (200). 2. Dispositif selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le moyen de mise en mouvement (400b) est constitué par un câble (410b) dont une extrémité (411b) vient se fixer audit moyen d'attache (M) et dont l'enroulement de l'autre extrémité autour d'un tambour (430b) assure la traction du moyen d'attache (M) et de l'extrémité du toron (T) y associée. 3. Dispositif selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit moyen d'attache (M) est lié à un deuxième moyen de traction (400a) afin de faire réaliser audit moyen d'attache (M) la course inverse de celle réalisée grâce au premier moyen de traction (400b) , ledit moyen d'attache (M) réalisant ainsi un mouvement de va-et- vient. 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit moyen d'attache (M) est constitué par un boîtier ayant la fonction d'une navette (600) et susceptible d'accueillir les extrémités de plusieurs torons (T) et des câbles (410b) des moyens de traction (400a et 400b). 5. Dispositif selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE l'extrémité du moyen d'attache (M) liée au moyen de mise en mouvement adopte une forme fuselée afin de faciliter son passage dans les orifices (110a et 110b) prévus à cet effet dans les peignes (100a et 100b). - 13 - 6. Dispositif selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le tambour (430b) est équipé d'un moyen de commande à distance de son mouvement de rotation. 7. Dispositif selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comprend des moyens de sectionnement des torons (T) commandés à distance. 8. Dispositif selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le moyen d'attache (M) servant de fixation temporaire entre le câble (410b) du moyen de mise en mouvement (400b) et les extrémités des torons (T), autorise la rotation de ces derniers. 9. Dispositif selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les peignes (100a et 100b) comportent des orifices (110a et 110b) agrandis pour autoriser le passage du moyen d'attache (M). 10. Dispositif selon la revendication 9, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les orifices agrandis (110a et 110b) pour laisser passer le moyen d'attache (M) sont obturés après mise en place du ou des tôràns (T).