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MACHINE POUR LA REALISATION D'UNE ARMATURE SUR UN TUYAU OU AUTRE PIECE
SIMILAIRE.
La présente invention est relative à la fabrication des tuyaux et pièces similaires en béton comportant la combinaison d'une armature lon- gitudinale et d'une armature transversale, l'armature longitudinale étant constituée par des éléments longitudinaux ou génératrices donnant à l'armature longitudinale la forme d'une sorte de noyau cylindrique autour duquel est disposée,sans tension, l'armature transversale.
Pour exécuter et poser cette armature transversale, on enfile généralement sur le noyau, constitué par les éléments longitudinaux, l'armature transversale constituée par un ensemble de spires circulaires indépendantes. Les spires formant l'armature transversal sont ensuite fixées sur les génératrices soit par des ligatures, soit encore par soudure à l'arc ou au moyen de pinces à souder par rapprochement.
La mise en oeuvre d'une telle construction demande un temps impor- tant et, de plus et en particulier, dans le cas de ligaturage, elle n'assure pas une solidarité parfaite des éléments longitudinaux et transversaux.
En outre, la régularité des mailles du treillis ainsi formé par les armatures longitudinales et transversales présente des irrégularités résultant:des variations d'écartement des spires de l'armature transversale, variations qui se produisent fréquemment entre la pose et la fixation des spires.
L'invention a pour objet une machine, destinée à réaliser, en une seule opération, l'enroulement sans tension d'une armature hélicoïdale sur un noyau ou nappe constitué par des éléments longitudinaux d'armature et, im- médiatement après l'enroulement des spires, une régularisation de leur écartement et une fixation desdites spires sur les éléments longitudinaux.
Cette machine est remarquable notamment en ce qu'elle comporte en
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ccmbinaison un dispositif pour enrouler hélicoldalement sans tension l'armature transversale autour de ladite nappe, et un dispositif pour assurer simultanéhent une régularisation du pas de l'hélice d'enroulement et la fi- xation par soudure de cette armature transversale sur les éléments longitu- dinaux au fur et à mesure de son enroulement hélicoïdal.
L'invention a également pour objet les tuyaux et autres pièces obtenues avec la machine ci-dessus et pourvus d'une armature formée d'élé- ments longitudinaux et d'un fil enroulé en hélice et dont les spires sont reliées par soudure auxdits éléments.
D'autres caractéristiques résulteront de la de scription qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exempts : Fige 1 est une vue en élévation, schématique.. d'une machine sui- vant l'invention , Figs. 2 et 3 en sont des vues correspondantes respectivement en plan et de profil ,
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Fig, 4 est une coupe longitudinale, à plus grande échelle, de la poupée mobile de cette machine ;
Fige 5 est une vue partielle, en bout, de cette poupée mobile ;
Fig. 6 est une vue de face du chariot avec arrachements partiels;
Fig. 7 en est une coupe verticale transversale suivant la ligne
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7-7 de la ilfigo 6, mais à plus grande échelle ;
Fig. 8 est une coupe horizontale du dispositif d'entraînement, par galets., du fil destiné à constituer l'armature hélicoïdale, cette coupe étant faite suivant la ligne 8-8 de la Fig. 6, mais à une échelle plus grande que celle de cette Fige 6 ;
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Fig. 9 est un schéma des circq#bs électriques de la machine ;
Fig. 10 est une vue en élévation schématique d'une variante de machine ;
Fige 11 en est une vue en plan correspondante
Fig. 12 est une coupe radiale du mandrin intérieur de cette variante.
Suivant l'exemple d'exécution représenté aux Figs. l à 9, la machine est destinée à la pose d'une armature hélicoidale A, obtenue par l'enroulement en hélice d'un fil métallique A1, de section convenable, sur un ensemble cylindrique formé, par exemple, d'un cylindre en tòls B et d'une nappe d'éléments longitudinaux C constituant une armature longitudinale extérieure au cylindre; ces éléments sont fixés par tout moyen quelconque connu.
(soudure, crochets, etc...) à des anneaux ou embouts D (voir Fig. 4) qui sont
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euz-mames fixés au cylindre B, par exemple par soudure. On notera qu'en outre des taquets ou cavaliers E (Figs. 4-7) sont disposés entre les éléments lon- gitudinaux C et le cylindre B pour maintenir ces éléments parallèlement à ce cylindre et à une certaine distance de sa surface externe
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Ceci posé, la machine comporte un socle 1 sur lequel sont réglables, dans ,4es glissières longitudinales 2 et 3, deux bâtis 4 et 6'portant deux poupées F et-P-2 de même axe ;
le réglage des bâtis permettant de ré- gler 1-*écartement des poupées en fonction de la longueur du tuyau ou pièce similaire à pourvoir de son armature.
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La poupée P est folle et comporte (Figs. 4-5) un arbre creux 6, monté sur roulements à billes 7 dans un carter 8, déplaçable transversalement par rapport au bâti 4. A l'intérieur de cet arbre, coulisse longitudinalement une tige 9.
les déplacements longitudinaux de cette tige peuvent 4tre assurés
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par tout dispositif de commande approprié, par exemple,comme représen- té, par un vérin hydraulique qui est formé par la combinaison de la cavité cylindrique de l'arbre 6, cette cavité recevant de l'huile ou autre fluide saus pression par une tuyauterie 10, et d'un piston 11 porté par la tige 9.
Cette tige porte, à son..autre extrémité, une tête tronconique
12 qui fait saillie d'un plateau-mandrin 13 fixé en bout de l'arbre 8. Ce plateau 13 porte des paliers 14 dans lesquels coulissent radialement des ti- ges 15; l'extrémité périphérique de chaque tige porte un mors,-16, tandis que l'extrémité centrale porte un galet 17 destiné à coopérer avec la tête tronconique 12 pour provoquer l'écartement radial des mors 16 lorsqu'un flui- de sous pression est admis dans le vérin, provoquant un déplacement vers la droite de la tige 9, à l'encontre de l'action de re ssorts de rappel 18 dispo- sés, par exemple, autour des diverses tiges 15, entre l'un des paliers 14. et des butées 19 portées par les tiges.
L'autre poupée, P2, est analogue à la poupée P1 à la différence près que son plateau-mandrin 20 (Fige. 1-2) est pourvu d'une couronne dentée 21, entralnée en rotation par un pignon 22, lui-même entraîné par un moteur 23 par l'intermédiaire d'un mécanisme 24 formant réducteur et embrayage à fric- tion à couple limite.
Un chariot Q, pourvu de galets de roulement 24, 25 dont une paire est entraineé par un moteur 26, est susceptible delse déplacer sur deux rails 27 disppsés parallèlement à l'axe XX des poupée s P , P .
Ce chariot Q comporte un châssis en profilés 281 (Figs. 6, 7) sur lequel est monté un dispositif de distribution d'un fil A enroulé en bobine sur un touret 29 monté rotatif autour d'un axe 30. Ce dispositif de distri- bution du fil métallique comporte des moyens de guidage constitués, par exem- ple, par un tube à entrée 31 évasée, prolongé par un tube coudé 32 servant de guide, un dispositif de redressement de fil 33 d'un type connu et des galets moletés 34,35 de distribution, portés par deux axes horizontaux parallèles 36 et 37 (Fig. 8) sur lesquels sont clavetés deux pignons égaux 38, 39 de sorte que l'un des axas (37) étant entraîné par un moteur 40 par exemple par l'intermédiaire d'une transmission à pignons 41, 42 et chaîne 43 (Figs.
6, 8), les de,* galets 34, 35 tournent en sens contraires et à la mème vitesse.
L'axe 36 de l'un des galets (34) est orientable de manière à permettre un é- cartement variable desdits galets en fonction du diamètre du fil A1 qu'ils doi- vent débiter. Dans ce but, l'arbre 38 est monté dans un premier palier fixe 44 par l'intermédiaire d'un roulement sphérique 45, tandis que son autre pa- lier 46 est monté coulissant dans une glissière 47, à l'encontre d'un ressort antagoniste 48 dont la compression est réglable par variation de la position d'une butée d'appui 49 à l'aide, par exemple, d'un levier de manoeuvre 50 et d'une manivelle 51, ce qui permet d'appliquer le galet mobile 34 contre le ga- let 35 avec une pression réglable.
Sur le chariot Q est également disposé, à cote du dispositif de distribution ci-dessus décrit du fil Al, un dispositif destiné à régler l'é- cartement des spires et à les souder sur les éléments longitudinaux C de 1' armature du tuyau. Ce dispositif comporte deux galets à gorges 52 et 53, coa- xiaux suivant un axe YY parallèle à l'axa XX des p oup ée s P1 et P2;
Le galet 52 est monté, par l'intermédiaire d'un roulement 54 (Fig.
8), sur un tourillon 55 formé à l'une des extrémités d'un levier 56 monté os- cillant autour d'un arbre 57 porté par le chariot C.
L'autre galet 53 est monté d'une manière analogue, par l'intermé- diaire d'un roulement 58 sur un arbre 59 qui traverse avec jeu le tourillon 55 et qui. est porté avec interposition d'une bague isolante 60, par l'une des extrémités d'un deuxième levier 61 monté oscillant autour de l'arbre 57.
L'autre extrémité de chaque levier 56 et 61 est soumise à l'action
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d'un dispositif élastique à pression réglable. Ce dispositif peut être consti- tué, par exemple comme représenté, par une tige filetée 62 terminée par une collerette 63 et traversant l'extrémité 56a ou 61a du levier 56 ou 61 Un ressort de compression 64 est disposé entre le levier et la collerette et un volant taraudé 65 permet de monter ou de descendre la collerette 63, réglant ainsi la compression du re ssort 64,
L'écartement relatif suivant YY des galets 52 et 53 est réglable.
A cet effet, l'axe 59, qui traverse le levier 61 à travers la douille isolan- te 60, est susceptible de coulisser dans cette douille sous l'action d'un dis- positif de réglage qui comporte, par exemple, un manchon 66, monté sur l'ar- bre 59 dont il est isolé électriquement par des canons isolants 67, 68 immo- bilisés sur l'arbre par des goupilles 69, 70 Le manchon 66 est traversé par une vis de réglage 71, fixée au levier 61 et sa position le long de la vis est réglée par deux écrous 72 qui règlent, du même coupe, l'écartement entre les deux galets 52, 53.
La machine est complétée par un dispositif de soudure, logé dans un carter 73 (Figs. 6, 9) porté par le chariot Q. Ge dispositif comporte es- sentiellement un transformateur dont le primaire 74 est relié à une source de courant alternatif, par exemple à un secteur de distribution électrique par deux bornes 75 et à travers un contacteur 76, contrôlé par un relais, tan- dis que le secondaire 77 est relié aux galets 53 et 52 de la manière suivante.
L'une des extrémités du secondaire aboutit à une borne 78, isolée du carter de l'appareil de soudure, et cette borne est reliée par un conducteur 79 à 3.' arbre 59 du galet 53 et, par suite, à ce galet. Par contre, l'autre extré- mité du secondaire 77 est reliée à la masse du carter 73 et de la machine, au même titre que le galet 52 le circuit de soudure se ferme entre les deux galets qui forment donc électrodes de soudure
Le relais de contrôle du contacteur 76 comporte un enroulement 80, relié à deux bornes 81 qui sont portées par le carter 73 et sur lesquel- les peut être appliquée la tension d'une source convenable. Ie circuit est contrôlé par un rupteur 83, lui-mème actionné par un dispositif 84 (Fig. 9).
Un mode de réalisation de l'ensemble 83-84, est représenté à la Fig. 7. Il comporte un support 85, fixé sur le levier 56 sur lequel est fixé, d'une manière réglable en hauteur par coulissement en 87, le boîtier 88 du rupteur. Sur ce bottier sont fixés, par des axes 89 et 90, deux bras jumelés 91, entre lesquels peut osciller autour de l'axe 90 une came 92 d'actionnement de l'organe mobile 93 du rupteur 83. Un ressort 94 tend à maintenir ce rupteur ouvert en faisant basculer la came 92 dans le sens de la flèche F1. les oscil- lations de cette came sont limitées, dans les deux sens, par un ergot 95, por- té par cette came et se déplaçant dans des fenêtres arquées 96 des leviers jumelés 91.
Le réglage en hauteur et transversalement du dispositif est que la came 92 ne ferme le rupteur 83 que lorsqu'un élément longitudinal d'armatu- re C¯ du tuyau à armer passe au droit de cette came et ce au moment, même où. le mème élément c1 est au droit des galets 52 et 53.
2 le fonctionnement est le suivant. On place entre les poupées P1 et P du tour, l'ensemble destiné à recevoir l'armature transversale A, cet ensemble étant constitué comme décrit plus haut, par le cylindre B et les éléments longitudinaux C fixés aux anneaux ou abouts D (Fig. 4)
Is plateau-mandrin 13 de la poupée mobile P1 est rapproché. Puis, les mors 16 des mandrins sont écartés de manière à saisir le cylindre B ou ses abouts D par l'intérieur. le chariot Q distributeur de fil A1 est ensuite déplacé parallè- lement au cylindre B jusqu'à l'une de ses extrémités,, par exemple celle de droite (Figs. 1-2), et le fil A provenant du touret 29, placé sur le chariot, est introduit dans le dispositif de redressement 33 et le distributeur à ga-
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lets 34, 35.
L'extrémité libre du fil est soudée par exemple à l'arc sur quelques génératrices C du tuyau, vers l'extrémité de ce dernier en a (Fig. 2).
Puis, simultanément, le tour est mis en rotation ainsi que les dispositif d' alimentation du fil et le dispositif d'avance du chariot par la mise sous ten- sion des moteurs électriques respectifs 23, 26 et 40,
Les vitesses de déroulement du fil A1 et d'enroulement sur le tuy- au sont réglées par le contrôle de la vitesse des moteurs, de manière à âtre égales pour un type de tuyau déterminé. On rappelle que la vitesse d'enroule- ment résulte de la vitesse de rotation du tuyau et de l'avance du chariot A.
Le dispositif 24 de débrayage à friction de l'entraînement en ro- tation du tuyau a pour effet de ralentir la vitesse de rotation si, pour une raison quelconque,une tension se produit entre le dispositif de distribution et l'enroulement sur le tuyau.
Quelques spires du fil A1 sont ainsi enroulées hélicoidalement sur le tuyau. Dès que les premières spires arrivent au droit des galets 52, 53, ceux-ci sont appliqués contre le tuyau sous l'effet des ressorts 64 (Figs.
6, 7) par la rotation dans le sens convenable des écrous 65. A partir de ce moment, l'écartement longitudinal des galets, écartement réglé à l'aide de la vis 71, assure une régularisation automatique du pas de l'armature héli- coïdale A en cours de pose.
En morne temps que les galets ont été engagés sur le fil A1 la came 92 a été rapprochée du tuyau, de telle sorte que, chaque fois qu'un élé- ment longitudinal C1 d'armature passe sous les galets 52, 53, le contacteur 83 du relais 80 est fermé. Ce relais ferme, par le contacteur 76, le circuit primaire du transformateur et le circuit du courant de soudure induit dans le secondaire 77 se ferme entre les galets 521 53 à travers l'élément Cl d'arma- ture et les deux dernières spires du fil A1 engagées dans les gorges des ga- lets 52,53 assurent ainsi la soudure par points de l'armature transversale A sur l'élément C1 longitudinal.
A noter que la soudure se fait au droit du galet 53 puisque la soudure au droit du galet 52 a eu lieu au tour précédent du tuyau. Dans ces conditions, le couple de galets à écartement fixe prend appui par le galet 52 sur une spire déjà soudée et, par conséquent, fixe. C'est, en somme, le galet 53 qui réalise le réglage de position de la spire à souder.
Lorsque la totalité de l'armature A est enroulée, le fil A1 est coupé et son extrémité provisoirement fixée jusqu'à ce que les galets de sou- dure 52,53 aient assuré la soudure de la totalité des spires sur les élé- ments longitudinaux d'armature.
Le tuyau est ensuite démonté et garni extérieurement de béton par un moyen connu, par exemple par moulage vibré.
L'armature ainsi réalisée suivant l'invention présente, comme déjà exposé, l'avantage d'être très régulière grâce à la régularisation de l'écartement des spires au moyen des galets 52,53 au moment de la soudure de celles-ci sur les génératrices. Ie treillis cylindrique ainsi obtenu présente des mailles d'égales dimensions qui assurent un renforcement absolument régu- lier du béton. De plus, la soudure effective de tous les points de contact de l'armature hélicoïdal A sur les génératrices longitudinales C permet d'ob- tenir une armature croisée monobloc qui augmente considérablement le renfor- cement du béton.
Suivant un autre mode de réalisation, dans le cas où le tuyau à obtenir ne comporte pas d'ame en tole, mais simplement des éléments longi- tudinaux d'armature, on peut utiliser la variante de machine représentée très schématiquement aux Figs. 10 à 12.
Selon cet exemple d'exécution, les éléments longitudinaux d'arma- ture C sont accrochés directement sur les mandrins 13 et 20 du tour. Un mandrin 97 intérieur à la nappe des génératrices C est monté rotatif sur un axe 98
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traversant les axes de rotation des poupée s P1,P2 du rapport du noyau. La longueur de ce mandrin 97 est telle qu'elle couvre au moins le nombre de spi- res entre le début de l'enroulement au droit du distributeur du chariot Q et le point de soudure situé au droit du deuxième galet 53 de soudure (voir pre- nier exempt). De préférence, le mandrin sera un peu plus long de manière à couvrir quelques spires supplémentaires en deçà et au delà.
La longueur de chacune des portions de l'axe 98 située à droite et à gauche du mandrin 97 est au moins égale à la distance 1 (Fig. 11) sépa- rant l'une des extrémités du tuyau du point le plus extérieur de la poupée située à l'autre extrémité du tuyau.
La translation du mandrin 97 est obtenue à l'aide d'un câble ou d'une chaîne sans fin 99 dont les deux extrémités sont fixées à l'une des ex- trémités de l'axe 98. Cette chaîne passe successivement : sur une première poulie folle 100 située à une distance de la poupée P telle que le mandrin puisse venir contre l'extrémité correspondante du tuyau, sur une poulie mo- trice 101, sur une poulie tendeuse 102 et enfin surquens poulie de renvoi 103 montée sur la poupée P1, La distance entre les deux poulies 101- 103 est au moins égale à la course du mandrin 97 dans le tuyau.
La poulie motrice 101 est clavetée sur le même arbre 104 qu'une autre poulie 105 de même diamètre sur laquelle passe une chaîne 106 accrochée par l'une de ses extrémités en 107 au chariot Q. Cette chaîne passe sur une autre poulie de renvoi 108 avant d'être fixée par son autre extrémité en 109 au chariot. on conçoit que tout mouvement de translation du chariot Q provoque une translation de même importance et de même sens du mandrin 97. Il s'ensuit, comme le mandrin 97 est situé au droit du chariot Q, qu'il joue un rôle de support au moment ou le fil est enroulé hélicoidalement et soudé sur les armatures longitudinales.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple..
REVENDICATIONS.
1. - Machine pour enrouler, sans tension, une armature transver- sala, constituée par un fil métallique, autour d'une nappe ou noyau de sec- tion transversale circulaire d'éléments longitudinaux d'armature et souder chaque spire de ce fil auxdits éléments longitudinaux, ladite machine étant canectérisée en ce qu'elle comporte en combinaison un dispositif pour enrou- ler hélicoldalement sans tension l'armature transversale autour de la dite nappeet un dispositif pour assurer simultanément une régularisation du pas de l'hélice d'enroulement et la fixation par soudure de cette armature trans- versale sur les éléments longitudinaux au fur et à mesure de son enroulement hélicoïdal.