" Procédé et appareil perfectionnés pour enrouler un fil métallique , une corde, un câble,etc .. autour d'un
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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
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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
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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-
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soumis le fil pendant son application.
D'autres objets de l'invention ressortiront de la
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tion préféré, considéré à l'heure actuelle par la deman-deresse comme étant la meilleure façon de mettre en oeuvre
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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;
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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
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La description qui va suivre fera ressortir de ma-
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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-
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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-
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'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
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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
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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.
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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-
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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-
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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
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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-
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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
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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-
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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
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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
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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-
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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
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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
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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-
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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
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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
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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.
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que la poulie 55 a' est éloignée du tuyau . ceci est princi-
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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-
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ment de la machine . Le câble-pilote 48 part maintenant de
5
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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
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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-
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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
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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
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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
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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
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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
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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-
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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
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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-
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le fléau de balance retombe, l'interrupteur est actionné et ferme les contacts du moteur, ce dernier étant ainsi mis en
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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
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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
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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.
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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
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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
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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.
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lique comprennent un cylindre .et un piston commandés par
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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
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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
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dans le câble 106.
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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,
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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-
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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
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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",
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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
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recevoir une boucle de corde formée par des prolongements
provenant d'enroulements sépares autour du tuyau, un câble
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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-
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ment.