" Procédé et appareil perfectionnés pour enrouler un fil métallique , une corde, un câble,etc .. autour d'un
<EMI ID=1.1>
La présente invention est r'elative aux procédés et
aux machines pour enrouler une corde autour d'un objet et,
plus particulièrement, pour enrouler un fil métallique
sur un tuyau ou autour d'autres objets destinés à résister
à la pression exercée sur eux, de l'intérieur, par un fluide sous pression.
L'un des objets de l'invention est la réalisation
d'une économie dans la fabrication de tuyaux ou d'autres
objets devant résister à la pression d'un fluide ou ser'Tant à contenir ou à véhiculer des liquides, par application
d'un enroulement tendu produisant des efforts de compression dans l'objet ainsi entouré ou enveloppé, grâce à quoi on réduit la quantité d'acier, ou autre matière de
<EMI ID=2.1>
Un autre objet de l'invention est un procédé et une machine permettant de maintenir un fil métallique ou tout autre élevant d'enveloppement sous une tension constante, appliquée positivement, pendant que ledit fil métallique est enroule autour d'un objet tel qu'un
<EMI ID=3.1>
L'invention a encore pour objet un procédé et une machins : pour enrouler un fil métallique autour d'un tuyau ou autre objet, procédé et machine évitant la superposition, au couple nécessaire pour faire tourner l'objet à vide, du couple nécessaire pour contrebalancer
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d'enrouler autour de l'objet, ce qui fait que la puissance requise pour faire tourner l'objet pendant l'opération
<EMI ID=5.1> ..dans uns opération d'enroulement d'un fil métallique,sur- <EMI ID=6.1>
élevée.
Un autre objet de l'invention est un procédé et un appareil avec lesquels on peut fabriquer un tuyau en aimant ou en béton renforcé au moyen de fil métallique, tuyau comportant un enroulement de fil métallique sous une ten-
<EMI ID=7.1>
soumis le fil pendant son application.
D'autres objets de l'invention ressortiront de la
<EMI ID=8.1>
tion préféré, considéré à l'heure actuelle par la deman-deresse comme étant la meilleure façon de mettre en oeuvre
<EMI ID=9.1>
tatif de la portée de l'invention, diverses modifications évidentes pour tout homme de l'art, pouvant être apportées audit mode de réalisation, et certains dispositifs pouvant être remplacés par des dispositifs équivalents, sans que l'économie de l'invention s'en trouve altérée.
Sur le dessin :
La fig. 1 est une vue en plan d'une machine pour enrouler un fil métallique autour d'un tuyau;
<EMI ID=10.1>
machine de la fig. 1;
La fig. 3 en est une vue en élévation de face ;
Les fig. 4, 5, 6 et 7 sont des schémas illustrant des phases différentes de l'opération d'enroulement exécutée,^/ conformément à l'invention ;
La fig. 8 est une vue par bout d'une variante de la machine;
La fig. 9 est une vue en élévation de face de
la machine de la fig. 8;
La fig. 10 est une vue partielle en plan d'une.
autre variante;
La fig. 11 est une vue en bout de la variante de la fig. 10;
La fig. 12, enfin, montre un détail du mécanisme d'application de la tension pour la machine des fig. 10
et 11.
C'est un fait généralement reconnu que si la
<EMI ID=11.1> crue . On applique habituellement l'effort de compression 8- la paroi au doyen d'un fil métallique préalablement tendu qui est enroulé autour du tuyau ou autre objet.
La description qui va suivre fera ressortir de ma-
<EMI ID=12.1>
de l'invention pour l'application d'un enroulement d'un élément tendu pratiquement quelconque autour 'un corps; l'expression "corde", telle qu'elle est employée ici, est prise dans un sens général et s'applique à toutes sortes
de fils métalliques, chaîne, bandes, cibles ou cordages. Le
orcé corps devant recevoir l'enroulement ou devant être renfermé peut être cylindrique ou présenter une conicité rectiligne, ou affecter la forme d'un tonneau par exemple; l'objet peut aussi avoir une section transversale sensiblement cit-
<EMI ID=13.1>
Les machines représentées sur le dessin appliquent un enroulement sous une tension faible, modérée ou élevée . ces machines peuvent enrouler un fil d'acier sous une tension élevée autour d'un objet et elles présentent par suite uns utilité particulière pour la fabrica-
<EMI ID=14.1>
'rail.
D'une manière générale, la machine est établie pour faire tourner un tuyau, d'abord dans un sens, pendant qu'un fil est enroulé en hélice d'une extrémité du tuyau
à l'autre, puis.en sens inverse pendant que le même
fil métallique qui avait été d'abord appliqué sur le tuyau
<EMI ID=15.1>
enroulement hélicoïdal s'étendant en arrière jusqu'à, l'extrémité du tuyau où avait commencé l'enroulement initial. Pendant la seconde rotation du tuyau, la boucle de liaison du fil métallique entre l'enroulement exécuté d'abord et celui exécuté en second lieu passe sur une poulie ou autre
<EMI ID=16.1>
n'utilise aucun organe de frottement pour la produire.
En raison du fait que les parties de la boucle de fil passent des deux cotés du tuyau où elles continuent sous forme d'enroulements hélicoïdaux distincts ,les effets de la tension donnée au fil sont équilibres. Par suite, il n'y a pas lieu d'ajouter le couple de rotation habituellement nécessaire pour faire tourner le tuyau à vide, pour compenser la force résistante due à la tension dans le fil.
<EMI ID=17.1>
un socle 10 formé d'un certain nombre de pièces reliées entre elles, des fers à U et des poutres en I sur lesquelles est montée la machine tout entièr e.
Dans la fabrication de tuyaux en béton comprenant
une armature en acier préalablement tendu et du béton,
les proportions les meilleures d'acier et de béton et le degré le plus efficace de tension de l'acier, ainsi que la valeur résultante de la compression dans le béton sont déterminées par le calcul. On coule ensuite l'enveloppe en béton par tout procédé voulu pour donner les dimensions et la résistance désirées. On peut ou non armer le tuyau, mais la pratique commune est de l'établir sans armature . Habituel-
<EMI ID=18.1>
manière que les cercles précités reposent sur les galets
et aussi sur deux autres galets 16, 17. Les galets de cette seconde paire sont disposés de manière à. contrecarrer la tendance du tuyau, ou autre objet à revêtir d'un enroule-
<EMI ID=19.1>
bre 13 comprend un moteur 21 pouvant tourner dans les
deux sens. Le moteur transmet le mouvement par l'intermédiaire d'une courroie 22 et d'une poulie 23 qui tourne folle
sur l'arbre 24. Un embrayage 25 est prévu pour rendre la
<EMI ID=20.1>
du moteur réversible, on peut utiliser un dispositif de changement de marche approprié pour produire le changement du sens de rotation du tuyau .
Le chariot sur lequil est monté le mécanisme d'appli-
<EMI ID=21.1> <EMI ID=22.1>
à l'axe du tuyau . Le chariot comprend un bâti 30 auquel est fixée une poutre 31 en porte-à-faux. L'arrière du bâti
30 porte une paire de consoles 32, 33 dans lesquelles sont
<EMI ID=23.1>
Ces rouleaux s'appuient sur une poutre 34 en I qui s'étend sur toute la longueur de la course du chariot le long
de ses rails. La poutre en I sert d'organe récepteur de poussée pour la poussée en bout de la poutre en porte-àfaux pendant une opération de pose d'une couche de fil métallique . Elle supporte aussi les galets 16 et 17.
Les galets de support du chariot 27 sont montés pour venir s'engager entre les champignons des rails 28 et 29 et le renversement du chariot est ainsi empêché.
La force motrice nécessaire pour faire avancer le chariot 27 le long de ses rails peut être fournie par un se-
<EMI ID=24.1>
poulie 23, l'embrayage ou accouplement 25, l'arbre 24,
la transmission par chaîne et roue 36, la transmission à vitesse variable 37, la transmission par chaîne et roue 38, l'arbre 39, la vis et la roue hélicoïdale 40, l'arbre 41, la roue de chaîne 42 et la chaîne 43. Cette dernière s'étend
en arrière et en avant sur toute la longueur des rails du chariot, comme on le voit sur les fig. 1 et 3. A une extrémité des rails, la chaîne passe sur une roue 42 et à l'autre extrémité des rails elle passe sur une roue 44. Entre ses roues
<EMI ID=25.1>
47 portées par le chariot. Le chariot est verrouillé sur
la chaîne par l'immobilisation de la roue 46 empêchant la rotation de cette roue . En conséquence, lorsque la machine fonctionne, le chariot se déplace d'un mouvement de translation de la droite vers la gauche et de la gauche vers la
<EMI ID=26.1> droite le long de ses rails, suivant le sens de rotation du
<EMI ID=27.1>
en synchronisme et conformément à la vitesse de rotation du tuyau; la vitesse de déplacement du chariot détermine le pas du fil en cours d'enroulement autour du tuyau. On peut obtenir un pas désire par un réglage approprie de la trans-
<EMI ID=28.1>
sion est appliquée au fil, on décrira le procédé d'enroulement du fil sur le tuyau.
Pour éviter des pertes de fil, pour les premiers tours
de 1' enroulement initial, la demanderesse utilise une longueur
<EMI ID=29.1>
Ce câble sera appelé câble "pilote"; il ne devient pas un élément constituant du tuyau fini. L'une des extrémités du câble pilote est attachée à l'extrémité de droite du tuyau
<EMI ID=30.1>
5
<EMI ID=31.1>
donner une légère tension au fil lorsqu'on commence l'enroulement. Dans une variante, on peut remplacer le frein
par un dispositif analogue tendeur pour donner toute tension voulue lors de l'enroulement initial.
Le chariot se trouvant à l'extrémité de droite de la machine et le mécanisme de commande ayant été. convenablement ré-
<EMI ID=32.1>
se déplace de la droite vers la gauche (par rapport à la figure 3), ce qui oblige les fils métalliques à se déposer autour du tuyau en formant une couche à enroulement hélicoï' - dal régnant sur toute la' longueur du tuyau à partir de son extrémité de droite . Lorsque l'extrémité de gauche du tuyau est atteinte, on arrête la machine et on coupe le fil métallique entre le frein 54 et le tuyau (fig. 5).
On fait alors passer l'extrémité du fil 51 qui part de dessous le tuyau autour de la poulie 55 et on l'attache
à une oreille 56 portée par le tuyau . cette attache peut être réalisée en enfilant.'extrémité du fil en montant sur lui des écrous et en mettant en prise l'oreille précitée
avec lesdits écrous. On réalise ainsi une boucle 57 entre le fil 51 qui est enroulé autour du tuyau et son extrémité en 56. Ensuite, et de la manière qui sera décrite ci-après, on applique une traction au fil 51 par l'intermédiaire de la poulie
55 qui est en prise avec la boucle. On obtient ce résultat
en appliquant une tension prédéterminée au câble 58.
On peut comprendre, en l'état actuel de la description, que les couples produits par les deux parties de fil s'étendant entre la poulie 55 et le tuyau se font équilibre (fi�, 5).
Pour des raisons d'économie, on a jugé désirable d'enrouler le fil métallique avec une tension très voisine de la limite élastique de l'acier et se trouvant en relation quelque peu définie avec la limite élastique . En raison de l'équilibre des couples, le procédé objet de l'invention convient admirablement pour donner une tension très élevée au fil bien que ses avantages s'appliquent aussi aux enroulements exécutés sous une tension modérée.
La tension désirée étant appliquée, on commence à. faire tourner le moteur 21 en sens inverse et le tuyau 49 tourne
<EMI ID=33.1>
résulte aussi le déplacement du chariot de la gauche vers la
<EMI ID=34.1> droite par rapport à la fig. 3. Comme conséquence de la rotation du tuyau et du déplacement du chariot, l'enroulement initial de fil métallique est enlevé du tuyau et, après avoir passe sur la poulie 55, il est applique à nouveau, au tuyau sous la forma d'un nouvel enroulement hélicoïdal.
Une position intermédiaire du chariot est représentée sur
de
<EMI ID=35.1>
du tuyau est l'enroulement appliqué à nouveau sous une tension plus forte et sur laquelle l'enroulement de l'extrémité de droite du tuyau, est ce qui reste de l'enroulement initial.
<EMI ID=36.1>
que la poulie 55 a' est éloignée du tuyau . ceci est princi-
<EMI ID=37.1>
additionnel exercé sur lui pendant le second enroulement. Une autre position encore d'éloignèrent du tuyau est illustrée sur la fig. 7 destinée montrer la relation entre la poulie 55 et le tuyau lorsque le chariot a atteint la limite de son déplacement vers la droite , Dans cette posi-
<EMI ID=38.1>
ment de la machine . Le câble-pilote 48 part maintenant de
5
<EMI ID=39.1>
l'endroit où la longueur restante non réenroulée de fil touche le tuyau, le fil est fixé au tuyau.
En relâchant la tension sur le câble 58, on relâche
la tension sur la partie non réenroulée du fil du point 61
au point 52, ainsi que la tension sur le câble-pilote à partir du point 52 par dessus la poulie 55 et sous le tuyau jusqu'au point 50.On enlève ensuite le câble-pilote 48 en le détachant du tuyau 50 et du fil en 52. On coupe l'extrémité libre du fil 51 à la longueur désirée et on forme un filetage sur elle . On visse des écrous sur le fil et on fixe ce der nier à l'oreille 63 sur le tuyau . serrant les écrous eontre l'oreille, on tend l'extrémité précédemment libre du
fil, le serrage en 61 peut alors être relâché, cette opération terminant l'enroulement du fil.
Le seul avantage que procure l'utilisation du câble-pilote 48 est l'économie d'une certaine longueur de fil métallique, qui, sans cela, serait perdue . Il est clair que l'on peut supprimer ce câble et que, lorsqu'aucun câble n'est employé, l'extrémité du fil métallique, au début de l'enroulement initial, doit être a ttachée au tuyau au point 50
(voir fig. 4).
En décrivant le procédé d'enroulement d'un fil métallique autour d'un tuyau, il a été question d'un enroulement initial sous une tension relativement légère ou modérée et d'un second enroulement sous une'tension relativement élevée. Un avantage important du procédé peut être obtenu en tendant
un peu plus le fil métallique de l'enroulement initial. Lorsqu'on opère ainsi, la tension du fil métallique formant le
<EMI ID=40.1>
exercé sur le fil métallique lorsqu'on exécute le second enroulement. Lorsqu'on réalise un enroulement hélicoïdal tendu autour d'un tuyau en ciment ou en béton, ledit tuyau est comprimé et sa circonférence se trouve diminuée chaque fois qu'un tour d'enroulement.est appliqué . Le progtès de l'en-
<EMI ID=41.1>
roulement étend l'état de compression le long du tuyau
et l'on obtient ce résultat que ledit tuyau cède élastiquement sous les spires préalablement posées et que, par suite, il se produit une certaine perte de tension dans lesdites
<EMI ID=42.1>
tension en un second enroulement, la perte de tension dans ce dernier est moindre en raison de la diminution de la circonférence du tuyau subissant l'enroulement ; en effet, la plus grande partie de la modification de circonférence du tuyau recouvert dans l'enroulement était produite par 1' enroulement initial et la diminution de circonférence se
<EMI ID=43.1>
et de réenroulement donnent un enroulement final ayant une tension beaucoup plus voisine de celle oui est appliquée que celle qui serait obtenue avec une machine au moyen de laquelle l'opération tout entière d'enroulement serait
<EMI ID=44.1>
Il s'ensuit aussi que, lorsqu'on utilise le procédé objet de l'invention pour appliquer un fil Métallique pré-
<EMI ID=45.1> vée, puis le dérouler et simultanément le réenrouler sous forme de quatrième enroulement. Les troisième et quatrième opérations d'enroulement ( et toutes autres opérations ultérieures d'enroulement de nombre impair et de nombre pair) correspondant à l'opération initiale et à la seconde opération d'enroulement ci-dessus décrites et sont semblables auxdites opérations, respectivement , sauf pour ce qui est de la tension plus élevée à laquelle le fil est soumis pendant les opérations ultérieures, Une série de réenroulements diminue la perte de tension et supprime pratiquement/boute différence de tension entre les spires finale et initiale de l'enroulement final ou permanent.
Le mécanisme p.our tendre le fil métallique pendant l'opération de réenroulement est établi pour exercer une; traction constante sur le câble 58 tout en rattrapant aussi
<EMI ID=46.1>
porte un bâti sur lequel est monté un moteur 67 organisé pour commander un treuil 68 par l'intermédiaire d'une roue à chaîne et d'une chaîne 69. Le moteur et le treuil sont
<EMI ID=47.1>
cendre si elle n' en est pas empêchés par le câble 58 qui
est enroulé autour du treuil. La poutre peut, de plus,
être chargée par des poids 70 à son extrémité libre. Le réglage de ces poids constitue un moyen pour faire varier le degré de tension maintenu dans le câble 58.
Le câble 58 est fixé par une extrémité à la poulie 55, Comme on le voit sur les fig. 1, 2 et 3, la poulie est munie d'un chariot 71. Ce dernier comporte des galets qui s'adaptent sur des éléments de voie prévus sur le côté supérieur de la poutre en porte-à-faux 31, Le chariot pré-
<EMI ID=48.1>
cité forme un bâti de support de la poulie 55, en particulier lorsque la machine tournée vide .
Le câble 58 va du chariot et de la poulie 55 sur un
<EMI ID=49.1>
chariot et la poulie 55 vers l'extrémité non supportée de la poutre . La liaison!. cliquet 75 empêche la rotation en sens inverse du treuil.
Une tension constante est maintenue dans le câble 58 par le fonctionnement du moteur 67, lequel est contrôle de manières, limiter étroitement le mouvement pendulaire du fléau. de balance 65. Le contrôle est obtenu au moyen d'un interrupteur 78 actionné par le bras 79 qui fait saillie sous le fléau de balance. L'interrupteur est disposé de telle manière que, lorsque le fléau de balance est soulevé et qu'il tourne autour de son pivot 66, l'interrupteur pro-
<EMI ID=50.1>
le fléau de balance retombe, l'interrupteur est actionné et ferme les contacts du moteur, ce dernier étant ainsi mis en
<EMI ID=51.1>
teur. L'interrupteur maintient le fléau de balance 65 à l'état "flottant" et, par suite, étant donné que les poids fixes
et les forces appliquées au fléau de balance sont constants,
<EMI ID=52.1> pareil appliquant le même procédé pour l'établissement d'un enroulement de fil étallique, mais- utilisant un mécanisme différent pour appliquer la tension au fil métallique. Cette
<EMI ID=53.1>
le chariot ,
Le chariot 80 porte une poutre 81 munie à son extrémité externe d'une poulie 82, mais , au lieu d'utiliser une poutre
<EMI ID=54.1>
on utilise ici la force de gravité Sur le chariot est monté une tour 84 avec une poulie 85 à sa partie supérieure. Le câble 83 est attaché par une de ses extrémités à la poulie 86 et passe sur une poulie 82, sur la poulie 87 et sur la poulie 85. L'extrémité du câble, au delà de la poulie
85, est attachée à un poids 88. Ce poids est choisi pour donner la tension désirée au câble 83 et au fil destiné
à être enroulé autour du tuyau.
<EMI ID=55.1>
variante . Dans cette variante, le tuyau et le chariot sont commandés de la manière précédèrent décrite et le procédé pour appliquer l'enroulement de fil métallique sur le tuyau est également le même , Dans cette variante, un chariot 90
<EMI ID=56.1>
lée sur lui en 92. Ladite poutre peut être une poutre en I et elle est prévue pour supporter le chariot 95 sur lequel est montée la poulie 94. Le chariot porte également deux
6
<EMI ID=57.1>
L'extrémité de la poutre 91 la plus éloignée du chariot est supportée par un bâti ou montant 100 disposé de préférence de telle manière que la poutre 91 fasse toujours un angle avec le trajet du chariot (fig. 10). Avec cette organisai tien, la force composante agissant sur le chariot pendant les deux opérations d'enroulement agira toujours dans la même direction. Lorsque la chariot se déplace sur ses rails, la poutre glisse sur le rouleau 101 et oscille aussi par rapport au poteau 100.
<EMI ID=58.1>
lique comprennent un cylindre .et un piston commandés par
<EMI ID=59.1>
La pression agissant à l'intérieur du cylindre sur
le piston peut être maintenue par un fluide s'ous pression amen� par le conduit flexible 107. Une source de fluide sous pression est raccordée au conduit 108 et un robinet à trois votas 109 est prévu pour relier les conduits 107 et
<EMI ID=60.1>
cylindre et le conduit 107 au conduit d'évacuation 111. On conçoit aisément que tout mécanisme utile peut être utilisé, avec cet appareil particulier, pour maintenir automatiquement
<EMI ID=61.1>
dans le câble 106.
<EMI ID=62.1>
de poteau représentée sur les fig. 10, 11 et 12 peuvent être
n utilisés soit avec la poutre chargée d'un poids décrite ici, soit avec un poids au moyen duquel la pesanteur sert à assurer une traction constante sur le câble 106 et
sur le fil métallique s. enrouler 97. Dans les deux cas,
<EMI ID=63.1>
Bien que les machines décrites ici prévoient la rotation du tuyau et le guidage du fil métallique suivant un trajet parallèle à l'axe du tuyau, il est bien entendu que, dans l'application générale du procédé, il est prévu que les moyens pour le guidage du fil métallique suivant un parcours hélicoïdal pourraient être rendus fixes, le tuyau étant monté pour exécuter un mouvement de translation suivant un trajet parallèle à. son axe.
Dans la description ci-dessus donnée, du mode de formation de l'enroulement initial, la demanderesse a expliqué qu'au début de l'opération d'enroulement initial,le fil métallique peut être fixé au tuyau ou autre objet devant recevoir l'enroulement soit indirectement, soit au moyen d'un câble-pilote intermédiaire que l'on enlève en-
<EMI ID=64.1>
opération, soit encore directement par fixation au tuyau de l'extrémité du fil formant commencement de l'enroulement.
Il est bien entendu que le mot "corde" ou "fil" tel qu'il a été utilisé ici comprend une corde d'une seule
<EMI ID=65.1>
câble formé de fils métalliques assemblés, ou encore un câble "pilote" combiné à un fil métallique . Cette explication est donnée pour la commodité seulement et ne constitue en aucune manière une limitation en ce qui concerna la matière et le sens, ici dorme, du mot "corde" ou "fil",
<EMI ID=66.1>
1. Appareil pour enrouler une corde (ou un fil métallique) autour d'un tuyau, caractérisé en ce qu'il comprend
un support au moyen duquel on. peut faire tourner le tuyau
sur son axe , un chariot se déplaçant suivant un parcours
<EMI ID=67.1>
recevoir une boucle de corde formée par des prolongements
provenant d'enroulements sépares autour du tuyau, un câble
<EMI ID=68.1>
ledit câble et sur lesquels on fait passer celui-ci, les
dits dispositifs de guidage étant déplacés par le chariot
précité le Ions du tuyau pendant une opération d'enroule-
<EMI ID=69.1>
ment.
"Improved method and apparatus for winding metal wire, rope, cable, etc., around a
<EMI ID = 1.1>
The present invention relates to the methods and
machines for winding a rope around an object and,
more particularly, for winding a metal wire
on a pipe or around other objects intended to resist
to the pressure exerted on them, from the inside, by a pressurized fluid.
One of the objects of the invention is the realization
savings in the manufacture of pipes and other
objects which must withstand the pressure of a fluid or serve to contain or convey liquids, by application
a tensioned winding producing compressive forces in the object thus surrounded or enveloped, whereby the quantity of steel, or other material of
<EMI ID = 2.1>
Another object of the invention is a method and a machine for maintaining a metal wire or any other wrapping raising agent under a constant tension, positively applied, while said metal wire is wound around an object such as a
<EMI ID = 3.1>
A further subject of the invention is a method and a machine: for winding a metal wire around a pipe or other object, method and machine avoiding the superposition, at the torque necessary to make the object turn empty, of the torque necessary to counterbalance
<EMI ID = 4.1>
to wrap around the object, causing the power required to rotate the object during operation
<EMI ID = 5.1> ... in a wire winding operation, on <EMI ID = 6.1>
high.
Another object of the invention is a method and an apparatus with which a pipe can be made of magnet or of concrete reinforced by means of metal wire, which hose comprises a coil of metal wire under a tension.
<EMI ID = 7.1>
submitted the wire during its application.
Other objects of the invention will emerge from the
<EMI ID = 8.1>
preferred option, considered at present by the applicant to be the best way to implement
<EMI ID = 9.1>
tative of the scope of the invention, various modifications obvious to any person skilled in the art, which can be made to said embodiment, and certain devices can be replaced by equivalent devices, without the economy of the invention being reduced. found altered.
On the drawing :
Fig. 1 is a plan view of a machine for winding a metal wire around a pipe;
<EMI ID = 10.1>
machine of fig. 1;
Fig. 3 is a front elevational view;
Figs. 4, 5, 6 and 7 are diagrams illustrating different phases of the winding operation carried out, ^ / according to the invention;
Fig. 8 is an end view of a variant of the machine;
Fig. 9 is a front elevational view of
the machine of FIG. 8;
Fig. 10 is a partial plan view of a.
other variant;
Fig. 11 is an end view of the variant of FIG. 10;
Fig. 12, finally, shows a detail of the tension application mechanism for the machine of FIGS. 10
and 11.
It is a generally accepted fact that if the
<EMI ID = 11.1> flood. The compressive force 8- the wall is usually applied to the dean of a pre-stretched metal wire which is wound around the pipe or other object.
The description which follows will bring out my
<EMI ID = 12.1>
of the invention for the application of a winding of almost any tension element around a body; the expression "rope", as used here, is taken in a general sense and applies to all kinds
wire, chain, tape, targets or ropes. The
orcé body to receive the winding or to be enclosed may be cylindrical or have a rectilinear taper, or have the shape of a barrel for example; the object may also have a cross section substantially cit-
<EMI ID = 13.1>
The machines shown in the drawing apply a winding at low, moderate or high tension. these machines can wind steel wire under high tension around an object and therefore have particular utility in manufacturing.
<EMI ID = 14.1>
'rail.
Generally speaking, the machine is set up to rotate a pipe, first in one direction, while a wire is helically wound from one end of the pipe.
to the other, then. in reverse while the same
metal wire that was first applied to the pipe
<EMI ID = 15.1>
helical winding extending back to the end of the pipe where the initial winding began. During the second rotation of the pipe, the wire binding loop between the winding performed first and that performed second passes over a pulley or the like.
<EMI ID = 16.1>
does not use any friction member to produce it.
Due to the fact that the parts of the wire loop pass to both sides of the pipe where they continue as separate helical windings, the effects of the tension given to the wire are balanced. As a result, there is no need to add the torque usually required to rotate the hose when empty, to compensate for the resistive force due to the tension in the wire.
<EMI ID = 17.1>
a base 10 formed of a number of interconnected parts, U-bars and I-beams on which the entire machine is mounted.
In the manufacture of concrete pipes comprising
a pre-tensioned steel frame and concrete,
the best proportions of steel and concrete and the most effective degree of tension of steel, as well as the resulting value of compression in concrete are determined by calculation. The concrete casing is then poured by any process desired to give the desired dimensions and strength. The pipe may or may not be reinforced, but the common practice is to lay it without reinforcement. Usual-
<EMI ID = 18.1>
so that the aforementioned circles rest on the pebbles
and also on two other rollers 16, 17. The rollers of this second pair are arranged so as to. counteract the tendency of the hose, or other object to be coated with a coil-
<EMI ID = 19.1>
bre 13 comprises a motor 21 capable of rotating in
both directions. The motor transmits the movement through a belt 22 and a pulley 23 which spins idle
on the shaft 24. A clutch 25 is provided to make the
<EMI ID = 20.1>
of the reversible motor, a suitable shifting device can be used to effect the change in the direction of rotation of the pipe.
The trolley on which the application mechanism is mounted.
<EMI ID = 21.1> <EMI ID = 22.1>
to the axis of the pipe. The carriage comprises a frame 30 to which a cantilever beam 31 is attached. The back of the frame
30 carries a pair of consoles 32, 33 in which are
<EMI ID = 23.1>
These rollers are supported by an I-beam 34 which runs the full length of the carriage stroke along
of its rails. The I-beam serves as a thrust receiving member for the end thrust of the cantilever beam during an operation of laying a layer of wire. It also supports rollers 16 and 17.
The support rollers of the carriage 27 are mounted to come into engagement between the mushrooms of the rails 28 and 29 and the overturning of the carriage is thus prevented.
The driving force required to move the carriage 27 along its rails can be provided by a
<EMI ID = 24.1>
pulley 23, clutch or coupling 25, shaft 24,
chain and wheel drive 36, variable speed drive 37, chain and wheel drive 38, shaft 39, screw and helical wheel 40, shaft 41, chain wheel 42 and chain 43 The latter extends
backwards and forwards over the entire length of the rails of the carriage, as can be seen in fig. 1 and 3. At one end of the rails, the chain passes over a wheel 42 and at the other end of the rails it passes over a wheel 44. Between its wheels
<EMI ID = 25.1>
47 carried by the trolley. The carriage is locked on
the chain by immobilizing the wheel 46 preventing the rotation of this wheel. As a result, when the machine is running, the carriage moves in a translational movement from right to left and from left to right.
<EMI ID = 26.1> straight along its rails, following the direction of rotation of the
<EMI ID = 27.1>
synchronously and in accordance with the rotational speed of the pipe; the speed of movement of the carriage determines the pitch of the wire being wound around the pipe. A desired pitch can be obtained by appropriate adjustment of the transmission.
<EMI ID = 28.1>
is applied to the wire, the process for winding the wire on the pipe will be described.
To avoid thread loss, for the first few turns
of the initial winding, the applicant uses a length
<EMI ID = 29.1>
This cable will be called the "pilot" cable; it does not become a constituent part of the finished pipe. One end of the pilot cable is attached to the right end of the pipe
<EMI ID = 30.1>
5
<EMI ID = 31.1>
give a slight tension to the thread when starting the winding. Alternatively, the brake can be replaced
by a similar tensioning device to give any desired tension during the initial winding.
The carriage located at the right end of the machine and the operating mechanism having been. suitably re-
<EMI ID = 32.1>
moves from right to left (relative to Figure 3), causing the metal wires to deposit around the pipe forming a helically wound layer - dal running the full length of the pipe from its right end. When the left end of the pipe is reached, the machine is stopped and the metal wire is cut between the brake 54 and the pipe (fig. 5).
We then pass the end of the wire 51 which starts from under the pipe around the pulley 55 and tie it
to an ear 56 carried by the pipe. this attachment can be made by threading the end of the wire by mounting nuts on it and engaging the aforementioned ear
with said nuts. A loop 57 is thus produced between the wire 51 which is wound around the pipe and its end at 56. Then, and in the manner which will be described below, traction is applied to the wire 51 by means of the pulley.
55 which is engaged with the buckle. We get this result
by applying a predetermined tension to the cable 58.
It can be understood, in the current state of the description, that the torques produced by the two parts of wire extending between the pulley 55 and the pipe are balanced (fi �, 5).
For reasons of economy, it has been found desirable to wind the metal wire with a tension very close to the elastic limit of the steel and being in somewhat defined relation to the elastic limit. Owing to the equilibrium of the torques, the method which is the subject of the invention is admirably suitable for giving a very high tension to the wire, although its advantages also apply to windings executed under moderate tension.
The desired voltage being applied, we start at. rotate motor 21 in reverse and pipe 49 rotates
<EMI ID = 33.1>
also results in the movement of the carriage from left to
<EMI ID = 34.1> right with respect to fig. 3. As a consequence of the rotation of the pipe and the movement of the carriage, the initial coil of metal wire is removed from the pipe and, after passing over the pulley 55, it is applied again, to the pipe in the form of a new helical winding.
An intermediate position of the carriage is shown on
of
<EMI ID = 35.1>
of the hose is the coil applied again under greater tension and on which the coil of the right end of the hose is what remains of the initial coil.
<EMI ID = 36.1>
that the pulley 55 a 'is away from the pipe. this is main-
<EMI ID = 37.1>
additional exerted on it during the second winding. A still further position away from the pipe is shown in fig. 7 intended to show the relation between the pulley 55 and the pipe when the carriage has reached the limit of its movement to the right, In this position
<EMI ID = 38.1>
ment of the machine. Pilot cable 48 now starts from
5
<EMI ID = 39.1>
Where the remaining unrewound length of wire touches the pipe, the wire is attached to the pipe.
By releasing the tension on the cable 58, we release
the tension on the unrewound part of the thread from point 61
at point 52, as well as the tension on the pilot cable from point 52 over the pulley 55 and under the pipe to point 50. The pilot cable 48 is then removed by detaching it from the pipe 50 and the wire at 52. The free end of the wire 51 is cut to the desired length and a thread is formed on it. Nuts are screwed onto the wire and the latter is attached to the ear 63 on the pipe. tightening the nuts against the ear, the previously free end of the
wire, the clamping at 61 can then be released, this operation ending the winding of the wire.
The only advantage of using the pilot cable 48 is the saving of a certain length of wire, which would otherwise be wasted. It is clear that this cable can be omitted and that, when no cable is used, the end of the metal wire, at the start of the initial winding, must be attached to the pipe at point 50
(see fig. 4).
In describing the method of winding a wire around a pipe, it has been discussed of an initial winding under relatively light or moderate tension and a second winding under relatively high tension. An important advantage of the process can be obtained by tending
a little more the metal wire of the initial winding. When this is done, the tension of the metal wire forming the
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exerted on the metal wire when performing the second winding. When performing a helical winding stretched around a cement or concrete pipe, said pipe is compressed and its circumference is reduced each time a winding turn is applied. The progress of the
<EMI ID = 41.1>
bearing extends the state of compression along the pipe
and this result is obtained that said pipe yields elastically under the previously laid turns and that, as a result, there is a certain loss of tension in said
<EMI ID = 42.1>
tension in a second winding, the loss of tension in the latter is less due to the decrease in the circumference of the pipe undergoing the winding; this is because most of the change in circumference of the pipe covered in the coil was produced by the initial coil and the decrease in circumference occurs.
<EMI ID = 43.1>
and rewinding give a final winding having a voltage much closer to that applied than that which would be obtained with a machine by means of which the entire winding operation would be
<EMI ID = 44.1>
It also follows that, when the method which is the subject of the invention is used to apply a pre-
<EMI ID = 45.1> vee, then unwind it and simultaneously rewind it as a fourth winding. The third and fourth winding operations (and any subsequent odd-number and even-numbered winding operations) corresponding to the initial operation and the second winding operation above described and are similar to said operations, respectively , except for the higher tension to which the wire is subjected during subsequent operations, A series of rewinds decreases the tension loss and practically eliminates the difference in tension between the final and initial turns of the final winding or permanent.
The mechanism for stretching the metal wire during the rewinding operation is established to exert a; constant traction on the cable 58 while also catching up
<EMI ID = 46.1>
carries a frame on which is mounted a motor 67 organized to control a winch 68 by means of a chain wheel and a chain 69. The motor and the winch are
<EMI ID = 47.1>
ash if it is not prevented by the cable 58 which
is wrapped around the winch. The beam can, moreover,
be loaded by weights 70 at its free end. The adjustment of these weights constitutes a means of varying the degree of tension maintained in the cable 58.
The cable 58 is fixed by one end to the pulley 55, As can be seen in FIGS. 1, 2 and 3, the pulley is provided with a carriage 71. The latter comprises rollers which fit on track elements provided on the upper side of the cantilever beam 31.
<EMI ID = 48.1>
cited forms a support frame for the pulley 55, in particular when the machine is turned empty.
Cable 58 runs from carriage and pulley 55 to a
<EMI ID = 49.1>
carriage and pulley 55 towards the unsupported end of the beam. The link!. pawl 75 prevents reverse rotation of the winch.
A constant tension is maintained in the cable 58 by the operation of the motor 67, which is controlled in ways, to tightly limit the pendulum movement of the beam. scale 65. Control is obtained by means of a switch 78 actuated by the arm 79 which protrudes under the scale beam. The switch is arranged in such a way that when the balance beam is lifted and rotates around its pivot 66, the switch pro-
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the scale beam drops, the switch is actuated and closes the motor contacts, the latter being thus put into
<EMI ID = 51.1>
tor. The switch maintains the balance beam 65 in the "floating" state and, therefore, since the fixed weights
and the forces applied to the balance beam are constant,
<EMI ID = 52.1> similar applying the same process for establishing a coil of metallic wire, but using a different mechanism to apply tension to the wire. This
<EMI ID = 53.1>
carriage ,
The carriage 80 carries a beam 81 provided at its outer end with a pulley 82, but, instead of using a beam
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the force of gravity is used here On the carriage is mounted a tower 84 with a pulley 85 at its upper part. The cable 83 is attached by one of its ends to the pulley 86 and passes over a pulley 82, over pulley 87 and over pulley 85. The end of the cable, beyond the pulley
85, is attached to a weight 88. This weight is chosen to give the desired tension to the cable 83 and the wire intended
to be wrapped around the pipe.
<EMI ID = 55.1>
variant . In this variant, the pipe and the carriage are controlled in the manner previously described and the method for applying the coil of metal wire to the pipe is also the same. In this variant, a carriage 90
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mounted on it at 92. Said beam may be an I-beam and it is provided to support the carriage 95 on which the pulley 94 is mounted. The carriage also carries two
6
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The end of beam 91 furthest from the carriage is supported by a frame or upright 100 preferably arranged such that beam 91 always forms an angle with the path of the carriage (Fig. 10). With this arrangement, the component force acting on the carriage during the two winding operations will always act in the same direction. As the carriage moves on its rails, the beam slides on the roller 101 and also oscillates relative to the post 100.
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lique comprise a cylinder and a piston controlled by
<EMI ID = 59.1>
The pressure acting inside the cylinder on
the piston can be maintained by a fluid under pressure amen � by the flexible conduit 107. A source of pressurized fluid is connected to the conduit 108 and a three-votas valve 109 is provided to connect the conduits 107 and
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cylinder and the conduit 107 to the discharge conduit 111. It will readily be appreciated that any useful mechanism can be used, with this particular apparatus, to automatically maintain
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in cable 106.
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pole shown in fig. 10, 11 and 12 can be
n used either with the beam loaded with a weight described here, or with a weight by means of which gravity serves to ensure constant traction on the cable 106 and
on the metal wire s. roll up 97. In both cases,
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Although the machines described herein provide for the rotation of the pipe and the guiding of the metal wire along a path parallel to the axis of the pipe, it is understood that, in the general application of the method, it is provided that the means for the guiding the wire along a helical path could be made stationary, the pipe being mounted to perform a translational movement along a path parallel to. its axis.
In the description given above, of the mode of forming the initial winding, the Applicant has explained that at the start of the initial winding operation, the metal wire can be fixed to the pipe or other object to receive the. winding either indirectly or by means of an intermediate pilot cable which is removed
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operation, or again directly by fixing to the pipe the end of the wire forming the beginning of the winding.
It is understood that the word "rope" or "wire" as used herein includes a single cord.
<EMI ID = 65.1>
cable formed of assembled metal wires, or even a "pilot" cable combined with a metal wire. This explanation is given for convenience only and does not in any way constitute a limitation as to the material and meaning, herein, of the word "rope" or "thread",
<EMI ID = 66.1>
1. Apparatus for winding a rope (or a metal wire) around a pipe, characterized in that it comprises
a medium by means of which one. can spin the pipe
on its axis, a carriage moving along a path
<EMI ID = 67.1>
receive a loop of rope formed by extensions
from separate windings around the pipe, a cable
<EMI ID = 68.1>
said cable and over which it is passed, the
said guide devices being moved by the carriage
aforementioned the Ions of the pipe during a winding operation
<EMI ID = 69.1>
is lying.