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" Machine pour l'enroulement d'un fil ou d'une bande sous tension sur un corps cylindrique n
Les machines connues servant à enrouler un fil ou une bande métallique sous tension, sur des corps cylindriques, se composent essentiellement d'un enrouleur constitué par l'objet sur lequel le fil doit être enroulé, d'un dérouleur constitué par un tambour ou une ou des poulies à mordaches, et d'un organe tenseur agissant sur le dit fil et constitué par une poulie soumise à l'action d'un poids, d'un vérin à fluide compressible ou incompressible, ou d'un ressort.
Dans ces machines, la force nécessaire pour provoquer l'enrou- lement du fil est appliquée sur l'enrouleur, et représente une puissance égale à la tension appliquée sur le fil, multipliée par sa vitesse d'enroulement, tandis qu'une puissance de freinage, sensiblement égale à la puissance agissant sur l'enrouleur, est appliquée sur le dispositif de déroulement.
L'ensemble constitué par de telles machines est sujet à des
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à-coups et à des effets de mise en charge brusques et par consé- quent à des variations importantes dans la tension du fil, par suite du manque de synchronisme entre les mouvements d'enroulement et de déroulement. En outre, ces machines requièrent, pour leur fonctionnement, une puissance relativement importante.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réalisant un dispositif susceptible de donner aux mécanismes enrouleur et dérouleur, des vitesses relatives telles que la vi- tesse d'enroulement du fil soit toujours strictement égale à sa vitesse de déroulement, de manière à obtenir la stabilité par- faite de l'organe tenseur, en éliminant les à-coups et mises en charge brusques, et maintenir, par conséquent une tension absolument constante sur le fil, sans risque de rupture de celui-ci, même si la tension exercée sur ce fil se rapproche sensiblement de sa ten- sion de rupture.
Suivant l'invention, le dispositif enrouleur et le dispositif dérouleur de la machine sont reliés entre eux par une connexion mécanique ou hydraulique, de façon à réaliser un synchronisme parfait entre les mouvements de ces deux dispositifs, la dite connexion comportant des moyens pour modifier à volonté les vi- tesses relatives les dits dispositifs enrouleur et dérouleur, en vue de permettre l'enroulement de cylindres de diamètres différents.
Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 montre schématiquement le principe de l'invention;
Fig. est une vue schématique montrant l'application de l'in- vention à une machine à fretter les tubes, à tenseur à contre-poids,
Fig. 3 est une vue schématique partielle d'une machine enrou- leuse pourvue d'un tenseur à vérin à fluide.
Comme montré en Fig. 1, l'invention consiste essentiellement à établir une connexion 4 entre les arbres 5 et 6 commandant res- pectivement les dispositifs dérouleur 7 et enrouleur 8, d'une
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machine destinée à enrouler sous tension un fil ou bande de métal 9, sur un corps cylindrique supporté par le dit dispositif enrou- leur 8.
Dans cette Fig. 1, la. connexion 4 est montrée schématiquement sous la forme d'une simple bielle, reliant des manivelles 10 et 11 fixées aux arbres 5 et 6.
Dans l'exemple de réalisation suivant la Fig. 2, qui montre l'application de. l'invention à une machine à fretter les tubes, la connexion 4 est constituée par un arbre de transmission 12, en- traîné à rotation à vitesse convenable, par un moteur 13, qui commande ainsi le mouvement du dispositif dérouleur 7 et celui du dispositif enrouleur 8.
Dans cette machine, le fil de frettage 9 sortant de la bobine 14 est pressé entre deux galets de guidage 15 et 16, sous l'ac- tion d'un ressort à tension réglable 17, et passe ensuite sur le dispositif dérouleur 7.
Celui-ci comporte, par exemple, un jeu de poulies à gorge 18, conmandé à rotation par l'arbre de transmission 12 et un jeu de poulies à gorge 19, tournant librement autour d'un arbre 'dû.
Dans ce dispositif dérouleur 7, le fil 9 passe successivement dans la gorge des différentes poulies 18 et 19 pour s'engager en- suite dans la gorge d'une poulie de tension 21 soumise à l'action d'un contrepoids 22, puis dans la gorge d'une poulie de renvoi 23, pour s'enrouler finalement sur le corps cylindrique supporté par le dispositif enrouleur 8.
L'effort de tension agissant sur la poulie 21 pourrait avan- tageusement être développé par un vérin 24 (Fig. 3) alimenté par un fluide à pression constante.
L'entraînement du fil 9 par le dérouleur 7 est assuré par l'adhérence frictionnelle de ce fil dans les gorges des poulies 18, provoquée par la tension produite sur le fil 9, sous l'action de la poulie de tension 21 et de la légère résistance au déroule- ment de ce fil, provoquée par les galets 15 et 16.
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En vue d'obtenir le synchronisme parfait entre la vitesse ' périphérique des poulies 18 du dérouleur 7, et celle du corps cy- lindrique monté sur l'enrouleur 8, l'invention prévoit d'inter- caler un variateur de vitesse 25, à manette de réglage, interposé dans la transmission 12, lequel variateur de vitesse permet de ré- gler à volonté les vitesses relatives entre le dérouleur 7 et l'en- rouleur 8,
Ce réglage est rendu indispensable du fait que les corps cy- lindriques ou tuyaux à enrouler, sont de diamètres variables et en pratique généralement différents du diamètre des poulies dérouleu- ses 18 qui reste constant en principe.
En outre, la longueur de fil à enrouler sur le corps cylindrique de l'enrouleur 8, sera sensiblement plus grande que celle débitée par le dérouleur 7, par suite de l'allongement du fil provoqué par la forte tension appliquée sur le fil 9, par la poulie de tension 21, sous l'action du contre-poids 22 ou du vérin 24.
Grâce au dispositif synchroniseur suivant l'invention, agencé entre le dérouleur 7 et l'enrouleur 8, il est possible d'obtenir une marche parfaitement régulière tant en marche normale qu'en cas de démarrage, d'accélération ou de décélération de l'ensemble. De plus, la machine peut être mise à l'arrêt à l'importe quel moment et aussi longtemps que nécessaire, sans risque de diminuer en quoi que ce soit la tension sur le fil 9.
En outre, la puissance absorbée par l'opération est minime, car elle représente uniquement la puissance correspondant à la ten- sion exercée sur le fil 9, multipliée par l'allongement de ce fil, entre la sortie du dérouleur 7 et l'entrée de l'enrouleur 8. A cet- te puissance, il faut évidemment ajouter celle nécessaire pour vaincre les résistances frictionnelles du mécanisme, comma dans toute autre machine.
Lorsque la poulie de tension de la machine est soumise à l'action du contre-poids 22, tel que montré en Fig. 2, celui-ci
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peut représenter plusieurs tonnes et est plus que tout autre sus- ceptible d'amener des variations dans la tension du fil 9, et par conséquent de provoquer la rupture de ce dernier, par suite d'a-coups et de mise en charge brusque, si un synchronisme rigou- reux n'est pas réalisé entre les mouvements d'enroulement et de déroulement de ce fil.
En effet, si l'on tient compte, par exemple, que pour le frettage de tuyaux en béton, on utilise couramment du fil tréfilé de 5 mm., dont la limite d'élasticité est de 110 à 115 Kg/mm2, et si ce fil est tendu à raison de 100 kg/mm, soit 2000 Kg. de tension sur le fil, le contre-poids de l'appareil tenseur repré- sentera 4.000 Kg. L'emploi d'un tel contrepoids serait pratique- ment impossible, sans l'utilisation du dispositif suivant la pré- sente invention.
Avec le présent dispositif, au contraire, si l'on prend la précaution de régler, dans la transmission 12, les vitesses des axes d'entrée et de sortie du variateur 25, l'appareil tenseur à contre-poids donnera pleine satisfaction.
Dans la pratique, il sera avantageux de constituer le varia- teur 25 d'une boîte de vitesses et d'un variateur de vitesse pro- prement dit, de construction appropriée quelconque.
Lors du fonctionnement de la machine, avant le démarrage, on choisit dans la boîte de vitesses la combinaison se rapprochant le plus de celle qui est nécessaire pour établir le synchronisme entre les vitesses d'enroulement et de déroulement.
Au démarrage de la machine, le contre-poids 22 ou, le vérin 24 descendra ou montera d'un mouvement lent et régulier selon que la combinaison choisie, dans le variateur 25, correspondra à une vitesse d'enroulement légèrement trop grande ou trop petite. Il suffira alors d'agir sur le variateur de vitesse proprement dit pour immobiliser le système tenseur.
Si, en seconde hypothèse, on suppose que la combinaison choisie
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dans le variateur 25 est telle qu'elle assure le synchronisme entre la vitesse denroulement et de déroulement, sans tenir compte de l'allongement du fil 9 provoqué par l'action du disposi- tif tenseur 21, 22 ou 24, et si on suppose en outre que le fil est tendu à 100 kg/mm2 et que la vitesse d'enroulement est de 100 m. par minute, ces 100 Kg. de tension par mm représentent un allongement approximatif de 500 mm. sur 100 m. de fil.
Il s'ensui- vra que pendant une minute, la longueur de fil débitée par le dispositif de déroulement sera de 100 mètres et celle absorbée par le dispositif d'enroulement sera de 100,50 m.; durant cette minute, le contre-poids descendra donc d'un mouvement lent et régulier de 500 mm. = 250 mm. Il sera facile de limiter la des-
2 cente du contre-poids 22 et de le stabiliser, en agissant sur le variateur de vitesse proprement dit.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à la forme et à la disposition des éléments de la machine telle que figurée au dessin et que de nombreuses modifications constructives pourront y être apportées sans se départir de l'esprit de l'in- vention.