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PROCEDE ET MACHINE DE 'TORSION :POUR AUGMENTER -LA:LIMITE D'ALLONGEMENT!DE
FERS D1 ARMATURE, AVEC UN MINIMUM 'DE PERTE 'D'EXTENSION.
Les procédés de torsion connus sont fondés sur le fait que la pièce est serrée par les deux'extrémités dans les mandrins ou les mâchoires d'une machine à tordre. Pendant la torsion, les deux mandrins sont axiale- ment fixes, ou l'un de ces mandrins peut se déplacer axialement. Les contrain- tes de torsion et de traction entraînent une modification de la structure mo- léculaire des cristaux qui se traduit par une augmentation de la limite d'al- longement et de la résistance à la tractiona mais aux dépens des facteurs d'extensibilité de la matière initiale. Les barres tordues à froid s'échauf- fent, ce qui laisse supposer des frottements internes. Une vibration permet d'agir sur le frottement interne dans le sens d'une diminution, de sorte qu'on doit également appliquer la vibration pour la torsion de barres.
Une barre tordue à froid devient faiblement magnétiqùe, de sorte qu'il est possible d'u- tiliser un champ électromagnétique pour agir sur le façonnage à froid par tor- sion.
Le mieux serait d'utiliser pour la torsion à frois une matière étirée et recuite. Malheureusement les dépenses de matière sont trop élevées.
On utilise d'une manière générale des matières laminées dont la section n'est cependant pas uniforme. Au fur et à mesure que la section diminue les diffé- rences entre la plus petite et la plus grande section d'une barre laminée, qui se présentent d'un mètre courant à l'autre, deviennent de plus en plus grandes.
Les matières laminées ne sont pratiquement pas recuites, on les laisse au contraire refroidir au repos sur un' support. Suivant la conducti- vité thermique du support et l'action exercée de place en place par les cou- rants d'air froids, la barre se refroidit très inégalement. La suite se com- porte de façon aussi inégale en ce qui concerne les propriétés mécaniques
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notamment avec des différences très marquées des valeurs de la limite d'allon- gement recueillies en examinant une barre pa@ secteurs. Ces valeurs peuvent être très supérieures à 1 kg/mm2. Les deux sources de défauts peuvent se com- penser, mais elles'peuvent également s'additionner.
Dans ce dernier cas, et surtout si le point défectueux se trouve à proximité du mandrin entraîneur, les contraintes de torsion peuvent se traduire par une surcontrainte de la section tordue. Les cas de ce genre aboutissent à des déchets, et ce d'au- tant plus souvent que les longueurs de fabrication des pièces sont plus gran- des et que, par conséquent, les valeurs, des frottements internes sont plus élevées. Etant donné qu'on désire obtenir pour l'ensemble de la barre un mi- nimum de limite d'allongement d'une valeur déterminée, le façonnage à froid doit être prévu pour la valeur la moins favorable de la limite d'allongement de la matière initiale.
Par rapport à la limite d'allongement moyenne de la pièce, le nombre de tours est donc toujours choisi trop élevé., Or.un nombre de tours trop élevé entraîne une trop grande réduction dé l'extensibilité.
La perte d'extensibilité est d'autant plus grande que la pièce,est plus lon- gue. Etant donné 'que, dans les procédés précités,'une barre serrée aux deux extrémités doit être desserrée à ces extrémités'après la torsion pour permet- tre la mise en place de la barre suivante dans les deux mandrins ainsi dégagés, la machine tourne pendant un certain moment à vide, perte de temps qu'on ne peut rattraper que d'une manière très incomplète en augmentant la vitesse de fonctionnement et en utilisant des barres aussi longues que possible. Un dé- marrage brusque du façonnage à froid équivaut à une contrainte appliquée par choc qu'on doit éviter notamment pour l'acier Thomas.
Les procédés dans les- quels les moteurs attaquent en leur milieu des barres ayant le double de la longueur commerciale aboutissent, par suite des frottements internes croissants, à une réduction de l'extensibilité qu'on ne-peut pas rattraper..
Suivant la présente invention, on remédie pratiquement aux dif- ficultés précitées par le fait que la pièce à tordre n'est plus serrée aux deux extrémités et qu'elle est en revanche tordue par secteurs, tandis que la partie suivante, non encore tordue, est entraînée par traction ou poussée d'une manière continue ou d'une longueur prédéterminée avant la torsion. A cet effet, les deux mandrins entre lésquels à lieu le façonnage à froid pré- sentent des alésages d'un bout à l'autre.
Les mandrins respectivement fixe et rotatif sont axialement mobiles et construits de façon qu'ils puissent cou- lisser sur le secteur intermédiaire tordu-pour pouvoir entraîner par trac'- tion le secteur suivant non encore tordu si la machine est agencée pour ti- rer sur la pièce, mode d'entraînement qui est le plus indiqué pour la torsion par secteurs consécutifs d'une matière tendre à grande gamme d'allongement.
Le procédé' continu, dans lequel la pièce est entraînée d'une manière continue par traction pendant la torsion, -convient aux cas où les pièces à tordre pré- sentent une limite d'allongement relativement élevée, pour donner à la pièce à tordre une forme hélicoïdale par une élévation modérée de la limite d'al- longement. On peut ainsi répondre très largement aux conditions imposées par les techniciens du béton à l'augmentation de l'adhérence des barres d'arma- ture . Ce procédé est partiellement appliqué à la fabrication de barres en acier jumelées si on désire réduire au minimum l'usure des machines dans les installations fixes, et si on dispose de barres de section'ronde peu coûteu- ses et présentant une limite d'allongement appropriée.
Dans le premier mandrin, qui applique à la pièce la force de fa- çonnage en torsion, les forces dues au frottement n'ont aucune importance.
Dans le deuxième mandrin,qui doit agir dans le sens de torsion opposé, les forces dues au frottement augmentent à une allure inadmissible pendant la torsion et l'entraînement par traction. La dépense.supplémentaire en force de traction n'est pas profitable. La torsion par secteurs consécutifs avec entraînement par traction, tel qu'il ressortira de la description du cycle de fonctionnement de la machine à tordre, est plus avantageuse en ce qui con- cerne la sûreté, la consommation de force motrice, et l'encombrement de la machine.
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L'entraînement par poussée pendant la torsion de la ou des piè- ces.est également possible suivant l'invention pour les pièces ne présentant aucune gamme de limites d'allongement. Pour le cas contraire il convient de tenir compte de ce que la machine doit vaincre toute la gamme des limites d'allongement pendant la torsion pour pouvoir atteindre la limite d'allonge- ment prédéterminée. Or la force de traction ou de poussée est de signe op- posé avec la force de torsion. Le façonnage de la matière est soumis à l'effet de "Bauschinger" qui exerce sur lui une action défavorable.
Quoique les procédés continus précités, faisant intervenir la traction ou la poussée, fassent également partie de la présente invention, on se limitera'pour la description du cycle de travail à la torsion par trac- tion et par secteurs ayant lieu après l'entraînement par traction de la ou des pièces, parce que ce procédé permet rationnellement et sans difficulté la plus large utilisation de pièces, en matières présentant les qualités les plus diverses. La torsion de la pièce a lieu entre les deux mandrins percés d'alésages. Suivant l'invention, les pièces ne sont plus serrées aux deux extrémités.
Par contre, on fait passer la pièce à travers le deuxième mandrin ouvert pour l'introduire dans le premier mandrin placé à une faible distance, de façon qu'une extrémité puisse être saisie par le premier mandrin dès que celui-ci se ferme pendant le fonctionnement de la machine. Les deux mandrins se déplacent automatiquement en va-et-vient d'une distance invariable, tordent pendant leur fermeture un secteur de la pièce, et reculent ensuite en glissant automatiquement sur la partie tordue pour saisir automatiquement le secteur suivant et pour le tordre,d'une manière similaire, et ainsi de suite jusqu'à ce que la pièce soit tordue d'un bout à l'autre.
De cette manière le secteur d'une.longueur pratiquement inférieu- re à un mètre ne peut subir pendant le procédé de façonnage que le nombre de tours prévu pour cette courte longueur. Les forces dues au frottement interne de la pièce sont limitées à ce secteur de faible longueur, et l'é- ventualité d'une surcontrainte locale avec une perte d'extensibilité intem- pestivement élevée est réduite à un minimum pratiquement possible. Le deuxième mandrin, agissant en opposition avec le premier mandrin monté à rotation, se déplace axialement pendant la torsion étant donné que, par sui- te de l'effet de torsion, l'entraînement par traction exigerait un complé- ment non désiré de force.
Le procédé suivant l'invention intervenant pour chaque section de barre avec un même nombre de tours et avec une course constante du cylin- dre de torsion pour la torsion par secteurs et par traction, les.organes nécessaires de la machine peuvent être réduits à la longueur du mécanisme de torsion et d'entraînement par traction. Indépendamment de ces organes, les dispositifs faisant arriver la pièce non encore tordue par l'extrémité antérieure, et évacuant la pièce tordue par l'extrémité postérieure d'éjec- tion, peuvent être installés séparément et d'une manière quelconque en fonc- tion de la longueur désirée de la pièce.
Le procédé suivant l'invention offre.par rapport aux procédés connus les avantages suivants :
1 - Grâce à la limitation du façonnage à froid à la fois à un secteur de la pièce, la valeur-du frottement interne à vaincre est elle-mê- me réduite à une valeur inférieure. Il en résulte une diminution plus fai- ble de l'extensibilité. Pour un minimum donné de limite d'allongement, la valeur de l'extensibilité de la barre tordue est supérieure de quelques pourcents à celle d'une barre tordue par les deux extrémités.
2 - Grâce au fait que le frottement interne est limité à des secteurs, les extrémités de la barre sont à peine plus déformées que les parties médianes de la barre, Les extrémités des barres étant en général obligatoirement incurvées en crochet, et subissant de ce fait un façonnage à froid supplémentaire, le risque.de rupture des crochets est pratiquement évite.
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3 - Les défauts de la matière provenant inévitablement du la- minage à chaud., tels que les inclusions de scories, les défauts macroscopi- ques, se manifestent pendant le façonnage à froid à condition que chaque défaut soit supérieur, par rapport à la section, au tauxde securité imposé.
Toutefois, alors que le serrage des deux extrémités entraînait jusqu'ici la perte de barres entières ou de groupes de barres, le déchet résultant du procédé suivant l'invention se-réduit au secteur défectueux.
4 - La pièce .étant soumise:par secteurs consécutifs à l'opéra- tion de torsion, les pièces peuvent être soudées l'une à l'autre pendant le façonnage à froid pour former une pièce sans fin.
5 - La pièce n'étant jamais soumise à l'étirage à froid par les deux extrémités, mais seulement par secteurs consécutifs il est possible, pour une fabrication continue, d'introduire dans le mécanisme l'extrémité antérieure d'une pièce suivante.
6 - La machine qui fait également partie de l'invention est de préférence entraînée séparément. Cet entraînement peut être électrique, pneumatique, hydraulique, il peut avoir lieu par transmission, par moteur a combustion interne, etc....
Le développement des procédés de construction en béton conduit à l'utilisation de barres ayant des sections de plus en plus petites. La perte de poids résultant d'un même nombre de mètres courants réduit le ren- dement de chaque mandrin de torsion. Le mode d'entraînement séparé, ainsi que les dimensions fortement réduites par rapport à celles des machines'de torsion fixes connues jusqu'ici, permettent de construire des groupes répon- dant aux conditions de l'utilisation pratique.
Si on tient compte de ce que la dimension la plus usuelle est un diamètre de 10 mm. pour le fer or- dinaire de béton armé, et que les aciers étirés à froid subissent des ten- sions de plus en plus élevées et reçoivent par conséquent des diamètres pro- portionnellement plus petits, on ne peut utiliser économiquement que des machines capables d'étirer rationnellement à froid des sections de 0,2 jus- qu'à moins de 0,5 cm2. La section croissant en fonction du carré, le ren- dement des petites dimensions est décisif. Par exemple, pour la fabrication de 10.000 kg. d'acier Caron d'une section de 9 cm2, il est nécessaire d'u- tiliser 71 barres d'une longueur de 20 mètres. Or, 10.000 kg. d'acier Caron d'une section de 0,2 cm2 exigent 3165 fils d'une longueur de 20 mètres.
Le temps nécessaire au serrage d'un aussi grand nombre de pièces exige des groupes de machines comprenant de nombreux mandrins. C'est ainsi qu'un seul homme peut conduire 35 mandrins avec une perte de 2 à 4 secondes pour chaque fil Caron de 0,2 cm2, ce qui constitue un rendement qui n'a pas encore été atteint, même approximativement, avec les systèmes connus.
Chaque installation de production doit être capable de tordre'à froid aussi bien les profilés lourds que les profilés légers. On prévoit toujours des groupes avec au moins un jeu de mandrins lourds et un grand nombre de mandrins légers. On a trouvé qu'il convient de diviser l'ihstal- lation en groupes lourds et en groupes légers. Avec ces machines à entrai- nement séparé, fabriquées en série, il est possible de former des groupes quelconques suivant la puissance désirée. Les dimensions et le poids de chaque machine sont si réduits, qu'on peut charger sur un camion des groupes pour la fabrication quotidienne de 10 tonnes de sections quelconques allant de 0,2 jusqu'à 9 cm2 pour l'acier Caron.
L'installation de fabrication n'est plus rattachée à un lieu fixe, et on peut au contraire construire des ins- tallations provisoires à proximité des dépôts et sur les grands chantiers de construction.
Suivant l'invention, une machine permet de fabriquer des lon- gueurs quelconques sans qu'il soit nécessaire de:la régler, étant donné qu'elle fonctionne avec une course constante du cylindre de torsion et avec
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un nombre de tours constant pour chaque section de barre ou de fil.
De plus, les groupes assemblés peuvent tordre simultanément les profiles les plus divers, parce qu'il est possible, pour chaque pro- filé, de monter rapidement sur une unité appropriée le mandrin approprié à l'aide d'un verrou à baïonnette.
Pour réduire le prix de revient d'une unité de machine, il im- porte de choisir une construction robuste avec une matière de la meilleure qualité. En revanche, on évite:l'utilisation d'organes fragiles tels que les mécanismes à engrenages, etc... Partant de ce principe, tous les orga- nes de commande de la machine fonctionnant automatiquement sont mécaniques.
Sans s'écarter du principe de l'invention, on pourrait également construire une machine semi-automatique ou comportant des organes de commande d'une construction différente. Au lieu d'être à action mécanique, tous les orga- nes de commande ou certains de ces organes pourraient être à action élec- trique, magnétique, pneumatique, hydraulique ou autre.
Etant donné, 'qu'il est nécessaire, pendant la torsion, de vain- cre la gamme des limites d'allongement, et de faire intervenir la deuxième élévation des forces pour assurer le minimum de limite d'allongement désiré, on choisit le mécanisme de façon que les organes de serrage faisant fonction de mandrin de torsion, d'entraînement axial et de contremandrin permettent à la pièce de se déformer en fonction de la matière. Les pièces permettent d'observer assez nettement les différentes phases de l'étirage préalable et de la torsion finale.
Dans l'agencement de la machine, on cherche autant que possible à réunir plusieurs mouvements dans un organe. C'est ainsi que le cylindre de torsion constitue en même temps le support des mandrins de serrage inter- changeables et de certains organes de commande. Au point de vue mécanique, il serait aussi avantageux d'actionner séparément les mandrins de torsion, le cylindre-n'intervenant alors que pour les mouvements axiaux, par exemple.
Sans s'écarter du principe de l'invention, on pourrait également monter les mandrins de torsion non pas à rotation mais fixes, les contremandrins étant alors montés à rotation.
La machine est en principe un système tubulaire à travers le- quel la pièce est tirée ou poussée. Pour la torsion de barres jumelées, cet agencement permet également de tordre avec les barres une pièce inter- calée. Il devient ainsi possible d'augmenter la surface des pièces et, par conséquent, l'adhérence au béton.
La pièce n'étant pas serrée aux deux mais seulement à l'une de ses extrémités, cet agencement favorise le travail avec des couronnes de fil métallique dont les extrémités sont directement ou approximativement redressées pour faciliter l'introduction dans la machine en marche.
Pour le mécanisme d'entraînement, qui doit être robuste et peu coûteux, on choisit des chaînes sans fin passant sur un tambour de friction huilé, et qui peuvent être tendues et détendues. On pourrait également uti- liser un dispositif d'accouplement avec des engrenages et des crémaillères sans s'écarter du principe de l'invention. Il-en est de même pour les autres éléments de construction dont l'agencement approprié en vue de:la mise en oeuvre du procédé rentre dans le cadre' de l'invention.
Ceci concerne notam- ment l'agencement des poulies de guidage des chaînes,des ressorts de rappel du cylindre, des divers organes de commandes, des dispositifs tendeurs, des mandrins, des contremandrins, des organes de maintien, des organes d'entraî- nement de la pièce, etc ...tels qu'ils apparaîtront dans la description d'un cylindre de travail de la machine sùivant l'invention.
Il convient de noter expressément que-les ressorts indiqués
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dans l'exemple peuvent être aussi bien remplaces par des contrepoids ou d'au- tres moyens équivalents.
C'est ainsi que le ressort de rappel, intentionnellement dis- proportionné en vue de l'obtention d'un rappel certain, peut coopérer entiè- rement ou partiellement avec un ressort de freinage, qui est à son tour uti- lisé entièrement ou partiellement pour tendre les chaînes. L'inconvénient de cet agencement, par rapport à la mise en tension des chaînes par des con- trepoids, consiste en ce que les ressorts doivent .être remplacés suivant le poids du profilé à entraîner. Dans l'agencement comportant des contre- poids, le déplacement de ceux-ci sur un levier de commande est pratiquement plus simple. Les perturbations du fonctionnement risquent moins de se pré- senter que si la force de rappel est également utilisée pour l'entraînement des pièces dont le poids varie suivant le profil.
Pour la description du cycle de fonctionnement, on se limitera donc au mode de réalisation comportant des contrepoids.
Le dessin annexé représente trois modes de réalisation de l'ob- jet de l'invention.
La figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation.
La figure 2 est une vue schématique de la même machine.
Les figures 3, 4 et 4a représentent des détails de cette machine.
La figure 5 est une vue en perspective d'un autre mode de réa- lisation.
Les figures 6 et 7 représentent une variante avec un dispositif pour le redressement de deux fils métalliques déroulés de tambours.'
Les figures 8 et 9 montrent respectivement en élévation et en coupe suivant la ligne 9-9 un autre mode de réalisation du dispositif redres- seur de deux fils déroulés de tambours.
Les figures la à 17 concernent divers détails.
Les figures 18 à 20 montrent un dispositif pour la retenue de la ou des pièces en vue de la torsion des- extrémités antérieure et postérieu- re.
La figure 21 est un diagramme des temps pour les principaux organes de la machine représentée sur les figures 1 et 2.
Le moteur 1 (figure 1 et 2) actionne par l'intermédiaire de poulies à courroie 2 et-La un arbre 58 portant qôté à côté deux pignons à chaînes 3 et 4. Sur ces pignons passent respectivement.des chaînes articu- lées a et b enroulées en plusieurs spires autour d'un cylindre 5. Les chaî- nes sans fin .5! et b passent également sur des pignons de renvoi 8, 9 et 10 et sur des'pignons tendeurs 18, 19. Elles sont enroulées en spires hélicoï- dales autour du cylindre 5. Les chaînes huilées peuvent glisser librement sur le cylindre lorsqu'elles sont desserrées. En revanche, lorsqu'elles sont tendues par les pignons 18, 19, elles transmettent au cylindre 2 à la fois un mouvement de rotation et un mouvement de translation axiale.
Le but des poulies de guidage 6 et 7. est d'obliger les chaînes a et b à s'en- rouler hélicoïdalement autour du cylindre . Le pignon 18 est monté sur un balancier 17, tandis que le pignon 19 est monté sur un balancier 17a.
Les deux balanciers sont reliés par des bielles 15 et 16 à un levier à trois branches 14. La branche 14a est reliée à une bielle 13 articulée à la bran-
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che 12 d'un levier coudé. L'autre branche de ce levier coudé est indiquée en 20.
Le cylindre 2 est alésé et prolongé par un tube 23. Un collier
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22 fixé au tube 2J3 est agencé pour venir buter contre un levier articulé au bâti de la machine. Ce levier est relié par une tringle à un balan- cier 2.a Entre un palier de coulissement 22 et un collier 2a solidaire du tube 23 est intercalé un ressort de compression 29.
Le cylindre 2 est solidarisé par un manchon intermédiaire 32a avec un mandrin de torsion 32 (figures 2 et 4) dans lequel peuvent être serrées les pièces à tordre. Le mandrin de torsion 32 est monté à coulissement axial dans le bâti de la machine par rapport au cylindre . Il coopère avec un contremandrin de construction similaire 38, également monté à coulissement axial. Une tige de poussée 28 fixée à ce mandrin coopère avec un cliquet articulé 27 sollicité par un ressort 27a et sur le ce:} 27b duquel repose un levier 26 portant un contrepoids 11 (figure 2). le levier 26 est articulé en 12a et présente une broche 26a.
A ce levier 26 est accrochée une extrémité d'un câble ou autre lien de traction 30 passant sur une poulie
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de renvoi 31 et dont l'extrémité opposée est accrochée à un bras 2b du man- chon intermédiaire 32a.
Au bâti de la machine est également articulé un levier de com-
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mande 33 dont l'extrémité libre est reliée au manchon intermédiaire 2a.
Le levier 3 est relié par une timonerie 22; 2Q à un mandrin d'avancement 3- portant un cliquet 37 n'intervenant que pour un sens de déplacement. Le fonctionnement est le suivant : Après la mise en marche du moteur 1, qui entraîne les chaînes
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eut b. on introduit la pièce à tordre (un ou plusieurs fils métalliques) par le côté gauche (figures 1 et 2) dans le contremandrin 38 et dans le man- drin d'avancement 34 jusque dans le mandrin de torsion 32. Si on tend en- suite les chaînes 1. et b, le moteur 1 entraîne le cylindre 2 à la fois en
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rotation et en coulissement axial.
Le mandrin de tors?on 32 et le manchon intermédiaire 32a se déplacent de gauche à droite, et le contremandrin 38 est lui-même déplacé dans le même sens par la barre 2.2,. Le'bras 32b dépla-
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ce également le rouleau 1,,. monté sur un levier articulé à ce bras. Ce rouleau passe sur une rampe et assure ainsi par l'intermédiaire de la timonerie Z2,, ,l la fermeture du mandrin de torsion z. La. pièce est ainsi serrée et ne peut plus bouger. Grâce à la timonerie complémentaire /,la, la pièce est simultanément bloquée en rotation dans le contremandrin 38.
Le cylindre 5, qui exécute un mouvement de rotation et de coulissement axial, assure ainsi la torsion et un déplacement axial de la pièce et des
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organes 32 et 38. Le contrepoids lle jusque là dans une position inférieure de repos, est élevé par le câble '0^, jusqu'à ce que son levier 26 vienne s'en- gager sur le bec 27b du cliquet 27. Mais le levier 20 est toujours retenu dans sa position inférieure par le bec 21a du levier 21, et il maintient par conséquent les chaînes a et b dans leur état de tension. Lorsque le cylindre 2 atteint sa fin'de course à droite, position dans laquelle le ressort 29 est tendu, le collier 22 vient buter contre le levier 24 qui fait pivoter le levier 21 par l'intermédiaire de la tringle 25, ce qui libère le levier 20.
La tension des chaînes a et b est ainsi annulée par l'inter-
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médiaire de la timonerie lez bzz Ha. 9 12,i7 ;17a et 'les pignons de ren- voi 18 et 1-9. Les chaînes détendues permettent au ressort 22 de se détendre à son tour. Le cylindre 2, le mandrin de torsion 3?- et le contremandrin 38 se déplacent de droite à gauche pour revenir à la position de départ, tan- dis que le mandrin d'avancement 34 est déplacé vers la droite par la timo-
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nerie 33. 12, 36. Le cliquet 37 fait avancer la partie tordue de la pièce et la partie suivante non encore tordue.
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Dès que les organes 2, 32- et atteignent la fin de course
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à gauche, la tige de poussée 28 vient b;. er contre le cliquet 27 et le fait pivoter à l'encontre de l'action du ressort 27a.
Le bec 27b se décroche
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du levier 26 et le contrepoids 1,3, retombe. La broche 26a du levier gag abais- se le levier 20, la timonerie 12, 1,, ha, 4l? z et 16 fait pivoter les balanciers 17, 17a, et les chaînes sont de nouveau tendues par les pignons 18, 19. La machine amorce un'nouveau cycle de travail qui se déroule de la même manière que celui qui vient d'être décrit. Le levier 20 abaissé est retenu par le bec 21a du levier 21.
Pendant le retour du mandrin de torsion 32, celui-ci ainsi que
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le contremandrin ,2â sont bien entendu ouverts par le rouleau lil et la timo- nerie 43 àg, 4l? 41a.
Le contremandrin 38 est destiné à maintenir pour la torsion la partie non encore tordue de la pièce. L'agencement de ce contremandrin est similaire à celui du mandrin de torsion, et tel qu'il puisse épouser les inégalités de section résultant des tolérances de laminage. Etant don- né qu'il est nécessaire d'assurer un pas déterminé en fonction du taux de torsion désiré., et que le nombre de tours et la course du cylindre de tor-' sion sont constants,chaque profil exige une distance déterminée entre le
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mandrin de torsion 22. et le contremandrin z. La barre 39. détermine par conséquent le pas pour un profil donné.
Le sens du déplacement du contre- mandrin 38 est égal à celui du cylindre de torsion et du mandrin de torsion
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32. tandis que le mandrin d'avancement cl se déplace dans un'sens opposé.
Une modification de la longueur de la bielle 35 permet de régler la distance
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entre le mandrin de torsion 32 et le contremandrin 38 et, par conséquente le pas désiré.
L'extrémité postérieure de la pièce commande elle-même le mécanisme de la machine. En passant dans l'entonnoir 40 du contremandrin 38,
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elle libère un galet tâteur 47 qui tombe et entraîne le levier 4-6- Au cours du mouvement de va-et-vient du contremandrin, ce levier 46 vient buter con- tre le cliquet 48 qui se décroche en 49. Le rouleau éjecteur 50 est abais-
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sé par la timonerie 51 52,. 3 sur la partie tordue de la pièce, et coo- père avec un rouleau opposé -rL6 et le mécanisme.d'entraînement 21 pour éjec- ter la pièce tordue hors du tube 23. Il est alors possible d'introduire une nouvelle pièce à tordre dans l'entonnoir 40, après quoi la machine recommence fonctionner de la manière qui vient d'être décrite, sans qu'il soit nécessaire d'arrêter le dispositif d'entraînement.
Le mandrin de torsion 32 (figures 4 et 4a), comme du reste le contremandrin 38, comporte par exemple trois mâchoires 132 respectivement
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reliées par une bielle lui à un plateau 134. Lorsque les leviers Ll appli- quent le plateau 134 contre le plateau fixe 2c du mandrin de torsion 32., les mâchoires 132 sont serrées par les bielles 133 sur le ou les fils ou
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les barres R. Dès que le levier z cesse d'agir sur le plateau 134p les ressorts de compression 135 ouvrent instantanément les mâchoires 132.
Contrairement à ce qui vient d'être décrit pour ce mode de réa- lisation, le mandrin de torsion 32 et le contremandrin 38 de l'exemple re- présenté sur la figure 5 sont axialement immobilisés dans le bâti de la ma- chine. Le' mandrin 32 tourne tandis que le mandrin 38 ne tourne pas, comme dans l'exemple précédent. Alors que, dans le cas des figures 1 et 2, le mandrin de torsion produit une partie du déplacement axial de la pièce, le mandrin d'avancement 34 de la figure 5 assure entièrement ce déplacement.
Ce mandrin d'avancement est monté sur un chariot 169 qui peut coulisser sur
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des arbres 1¯ 160. Au chariot l69 est accroché un cliquet 168 articulé à un curseur 167. Celui-ci coulisse également sur les arbres 159 ? 160 mais il est en prise avec des rainures hélicoïdales sans fin 165 et 166 pratiquées dans ces arbres. Lorsque ces arbres sont entraînés en rotation par un mé- canisme de transmission comprenant la poulie 190, la courroie 191, la poulie
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18à, le tube 22, les pignons a chaînes 1;:'?y les chaînes 6,1, et les pignons 161, 162> le curseur 167 se déplace de droite à gauche, et entraîne par le cliquet 168 le mandrin.2±.: sans la pièce. En fin de course., le cliquet 168 heurte une butée qui le décroche de la gâche 170.
Le chariot 169 est ensuite rapidement rappelé Vers la droite par des ressorts 171 et fait ainsi avan- cer la pièce d'un secteur. Le curseur 167 est ramené à son tour par les
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rainues 165 166 à la position de départ dans laquelle le cliquet 168 vient s'accrocher automatiquement dans la gâche 170.
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.Les mandrins ,2Z et sont ouverts et fermés par une timonerie 172, 178,9 177. Le levier 177 est muni d'un crochet 177a destiné à s'enga- ger sur un maneton 180a d'un-levier 180.. Celui-ci est solidaire d'un arbre 183 monté à rotation dans des paliers 176. Des leviers 175 solidaires de l'arbre 1 coopèrent avec des cames 172 entraînées en rotation par les ar-
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bres 122, 160 à l'aide de pignons coniques 173, 17à. Les cames 172 comman- dent ainsi l'ouverture et la fermeture des mandrins 26. et 38 aux moments prédéterminés. L'entraînement du mandrin de torsion a lieu par le moteur 1 â l'aide des organes 190, ,=L2=b 181y qui actionnent également le tube 2.3,. Le contremandrin 38 et le mandrin de torsion 32 sont montés dans des traverses 194 du bâti de la machine.
Le mécanisme éjecteur de la pièce terminée n'est pas représenté. Il peut être similaire à celui que montre la figure 2.
Au lieu d'introduire dans la machine des barres de fer de la manière précédemment décrite, on peut également introduire des fils métalliques enroulés sur des tambours:, de la manière indiquée sur les figures 6 et 7,
Les fils métalliques à tordre 88 sônt dévidés de couronnes
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8A engagées sur des tambours 85. Ils passent entre deux barres parallèles 86 et traversent ensuite le redresseur 87. Les deu- " ± barres 86 laissent passer les boucles des fils avec un peu de jeu, mais les maintiennent dans un plan de façon qu'ils arrivent côté à côte au redresseur 87 et entrent exactement au niveau des rouleaux redresseurs.
Pour la torsion d'un seul fil, par exemple d'une section carrée, on ne prévoit qu'un seul tambour 85.
Ainsi que le montrent les figures 6 et 7, le curseur 167 est animé d'un mouvement de va-et-vient à vitesse uniforme par les arbres file- tés jà3, 16Q entre deux positions extrêmes. Ce curseur est relié au support
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89 du redresseur par des barres 90' de sorte que ce support exécute les mê- mes mouvements que le curseur.
La figure 6 représente l'extrême position à droite du curseur 167 et du redresseur 87, c'est-à-dire que le redresseur est sur le point de se déplacer vers la gauche. Les rouleaux du redresseur redressent donc les fils au fur et à mesure qu'ils se déplacent. La figure 6 montre égale-
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ment que les cliquets 91y qui viennent de coopérer avec les butées 92. main- tiennent le redresseur en position de fermeture pendant la course de travail.
Un instant avant le décrochage du cliquet 168 du curseur 167 engagé dans.
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la gâche 170 décrochage ayant pour but de permettre au chariot 169 et a son mandrin d'avancement 34 de faire avancer les fils non encore tordus dans le mandrin de torsion 32, les cliquets 91,ouvrent le redresseur sous
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l'action des butées 3 (figure 7) afin que les fils encore incurvés puissent passer sans frottement important entre les rouleaux redresseurs pendant l'introduction dans le mandrin de torsion. Le redresseur ne se referme que lorsqu'il a atteint l'extrême position à droite., et ce par la coopéra-
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tion des cliquets ±¯l avec les butées bzz, sur une partie de fil déjà redres- sée. Le cycle recommence ensuite.
Les tambours 85 sont reliés cinématiquement entre eux par une
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courroie croisée 94. L'un des tambours est entraîne en rotation par un mo- teur électrique et un mécanisme de transmission de façon que la vitesse de déroulement des fils corresponde à la vitesse de torsion. Au moment de la mise en marche de la machine, il est nécessaire de prévoir une boucle de fil correspondant à la course de torsion, afin que l'introduction des fils ne soit pas freinée par les tambours.
Dans le mode de réalisation du redresseur que montrent les fi- gures 3 et 9, les fils à tordre 88 sont encore déroulés de couronnes 84 et passent sous la forme de boucles entre des barres parallèles 86. Une par- tie de chaque boucle passe sur un élément incurve 60 d'une pièce 61 avant de pénétrer dans l' entonnoir 40 du contremandrin 38. A un support 67 soli- daire du cylindre 5 sont articulées par une extrémité deux bielles 68 dont les extrémités opposées sont respectivement articulées à un redresseur 62.
Chacun de ces redresseurs est suspendu par des bielles 69 et présente une rampe de redressement convexe 63, dont le rayon de courbure correspond à celui des rampes concaves 60. On voit sur le dessin qu'à chaque déplacement du cylindre 5 vers'la gauche, les redresseurs 62 agissant comme des marteaux sont appliqués par leurs bielles sur des rampes opposées 61. Chaque bouclé de fil tendue sur une rampe concave 60 est poussée dans celle-ci par les redresseurs 62 et reçoit ainsi une courbure de sens opposé. Dès que le cy- lindre 2. recommence à se déplacer vers la droite, les marteaux 62 s'écartent également des fils.
Les parties des fils engagées dans les rampes concaves 60 ne rebondissent cependant pas vers la position initiale, mais seulement jusqu'en un point où elles sont axialement alignées avec les parties des fils engagées dans le contremandrin 38. Cette opération redresse les parties des fils qui doivent être tordues dans le cycle suivant de la machine. Bien entendu, chaque rampe 60 doit présenter une courbure telle que les boucles des fils soient réellement redressées.
Au cours du fonctionnement du mode de réalisation des figures 1 et 2, et pour chaque cycle de fonctionnement, les fils ou barres sont donc d'abord avancées de la distance d'un secteur pour être torduès ensuite et avancées d'un nouveau secteur et ainsi de suite. On peut également choisir l'agencement de façon que le ou les fils soient tordus pendant chaque avan- cement intermittent (figure 17). Le mandrin de torsion 32 reste fermé sur une longueur de course qui est fonction de la longueur de la rampe 45. Le remplacement de cette rampe par une autre permet donc de modifier le pas par une opération simple pour chaque section, quoique le mandrin de torsion 32, le cylindre 2. et le mandrin d'avancement 34 tournent toujours avec le même nombre de tours.
L'avancement est de préférence réglé de façon qu'il reste toujours une partie tordue entre le mandrin de torsion 32 et le cor- tremandrin 38. L'amplitude de l'avancement peut être modifiée par le régla- ge de la bielle' 22 sur le levier 33. Pour la torsion d'une seule barre de section non circulaire, ou même de plusieurs barres, le contremandrin peut être agencé pour permettre le passage libre ou éventuellement légèrement freiné. Il ne comporte alors aucune mâchoire de la manière indiquée sur la figure 10 La figure 11 montre de quelle manière le passage de chaque deuxième maillon de chaîne sur le rouleau 7 transmet une impulsion de vibra- tion au cylindre 2. et,par conséquent, à la pièce W.
De plus, pour augmen- ter le taux de déformation de la pièce W, on peut la soumettre. à l'action d'un champ électromagnétique en la faisant passer à l'intérieur d'un électro- aimant 81 (figure 12),-
Pour augmenter l'adhérence de paires dé barres au béton, on a déjà proposé divers moyens. La machine suivant l'invention permet de tor- dre avec les barres ou fils une pièce intermédiaire 82 de la manière indi- quée sur la figure 13. On sait que les barres ou fils n'ont pas toujours une grosseur uniforme, et que leur diamètre varie au contraire en fonction des tolérances de laminage prévues.
Pour compenser ces inégalités, le mieux est d'utiliser un levier 41 non pas rigide, mais pouvant céder par l'inter- position d'un élément élastique 99 (figure 14). De plus, il convient d'a- dapter aux tolérances de laminage les mouvements de fermeture des mandrins
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32, 38 commandés par la timonerie 41, la 3 cet effet, on intercale entre les leviers 41 et un levier intermédiaire 42a de la manière représentée sur la figure 15. Ce levier 42a est articulé aussi bien sur le levier 42 qu'à la timonerie 41,41a et assure ainsi la fermeture absolument certaine des deux mandrins 32. et 38.
Les mâchoires de serrage 132 (figure 16) pré- sentent des faces de serrage lisses et cylindriques 132a, de préférence in- clinées en 132b pour former un entonnoir d'entrée des barres ou fils.
On peut remplacer le contremandrin 38 des figures 1 et 10 par des organes de retenue constitués par deux rouleaux ou cylindres rotatifs 100 (éventuellement même par des roulements à billes) dont les axes sont parallèles entre eux et dont l'intervalle d'espacement correspond au profil des pièces à tordre. Ce mode de réalisation ne peut servir que pour deux ou plusieurs fils métalliques. Les rouleaux 100 peuvent être montés à ro- tation sur des axes fixes solidaires du bâti de la machine. Ils peuvent être commandés comme le mandrin d'avancement 34 par la timonerie 33, 35, 36 de la manière indiquée sur la figure 17. Pour assurer l'entrée certaine des fils dans le mandrin de torsion 32, on peut prévoir en amont de celui-ci un tube de' centrage 101.
D'autre part, les rouleaux 100 peuvent être n'entés à rotation sur un support 102 (figure 17) relié au bâti de la machine par des ressorts de traction 103. Dans ce cas encore, seule la partie des fils comprise entre le mandrin de torsion 32 et les rouleaux 100 est tordue.
Pendant la torsion;, la "torsade" en voie de formation pousse les rouleaux 100 vers la gauche et tend les ressorts 103. On comprend que les rouleaux ne reculent que jusqu'à ce que la poussée exercée par la torsade sur ces rouleaux soit égale à la force antagoniste.opposée par les ressorts 103.
Si on ouvre alors le mandrin de torsion 32, les rouleaux entraînés par la détente des ressorts 103 font avancer d'un secteur les fils métalliques.
Bien entendu, les ressorts 103 doivent être exactement accordés sur la force nécessaire à la torsion des fils. Même dans le cas de l'utilisation de ces ressorts (qui peuvent également être des ressorts de compression) il est possible d'assurer le retour positif des rouleaux 100 par une timo- nerie (similaire à 33, 35,36).
La machine peut être commandée de façon que la ou les barres (ou les fils) soient soumises à une première opération de torsion préalable, et ensuite à une deuxième opération de torsion finale.
Le dispositif destiné à la torsion du début et de la fin des barres ou fils est représenté sur les figures 18 à 20. Ce dispositif com- porte un levier de manoeuvre 200 solidaire d'un axe 201 monté à pivotement dans le bâti de la machine. Ce levier 200 est à son tour solidaire d'un balancier 202 dont une branche est sollicitée par un ressort 203, tandis que la branche opposée est articulée à une tige 204. Cette tige est guidée à coulissement dans un plateau de serrage fixe 205,et elle est fixée à un plateau de serrage mobile 206. La branche accrochée au ressort est articu- lée à une bielle 207 sur laquelle est monté à rotation un rouleau 208, et qui présente à l'extrémité inférieure une coulisse longitudinale 209.
Dans cette coulisse 209 est engagée la branche 210 d'un autre balancier articulé au bâti de la machine, dont la branche opposée 211-porte un rouleau 212.
L'extrémité inférieure de la'bielle 207 est accrochée au câble 212 d'une gaine Bowden 214. L'autre extrémité de ce câble 213 est fixée à un levier 215 articulé au bâti et sollicité par un ressort de traction 216. Au bâti est articulé un autre levier 217. Les deux leviers 215 et 217 portent une rampe de commande 218 sur laquelle peut rouler un galet tâteur 219. Ce ga- let 219 est relié au mandrin d'avancement 34 ou à son cliquet 37.
Le bâti de la machine porte également deux rouleaux 220 montés à rotation libre sur lesquels repose la pièce W et qui la guident.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant :
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Au début du travail, on introduit le 'ou !la métalliques entre les rouleaux 208 et 220 et on les pousse pour lés faire avancer jusqu'à ce que l'extrémité antérieure 230 soit arrivée dans le plan des repères 231 tracés sur le bâti de la machine. Ces repères sont prévus en un point tel que la pièce soit saisie avec certitude pendant le recul du cylindre 5 et du mandrin de torsion 32. Or dans la position représentée des organes, le cylindre 5 ne recule pas' quoique le moteur d'entraînement 1 soit en marche.
Les chaînes a et b glissent donc sur le pourtour du cylindre et sont tout au plus capables de faire tourner ce cylindre 5 ainsi que les mandrins 32 et 38. CeDendant 'les mâchoires de ces mandrins sont ouvertes et ne saisissent donc pas la pièce.Pour faire démarrer l'opération de torsion.l'opérateur doit ma- noeuvrer le levier 200 dans la direction de la flèche. 225.. A la suite de cette ma- noeuvre, le plateau 206 est fortement serré sur la pièce qui est ainsi main- tenue entre les plateaux 205 et 206. En même temps, la coulisse 209de la tige 207 s'élève et fait basculer le balancier 210, 211 vers la position indiquée en traits mixtes.
Au cours de ce mouvement, le rouleau 212 passe au-delà d'un prolongement 38a du contremandrin 38 et libère ainsi les orga- nes 5, 32 et 38. Ceux-ci se déplacent donc vers la gauche (figure 18) jus- qu'à ce que l'extrémité antérieure 230 de la barre soit engagée dans le man- drin de torsion 2. Grâce à l'intervention du dispositif de commande pré- cédemment décrit., les mâchoires des mandrins 32 et 38 se ferment et la barre (ou le fil) est serrée. Pendant le déplacemebt vers la gauche qui vient d'être décrite la timonerie 33, 35, 36 que montrent les figures 1 et 2 a déplacé le mandrin d'avancement vers la droite.
Pour ce premier mouve- ment, il est cependant nécessaire que l'action du cliquet 37, c'est-à-dire la première fraction de l'avancement de la pièce W soit empêchée. A cet ef- fet, le mouvement d'élévation de la tige 207 entraîne le câble 213 qui fait pivoter le levier 215, et, par conséquent, également le levier 217. de sorte que la rampe de commande 218 s'élève à son tour. Ce mouvement de la rampe 218 déplace le galet tâteur 219 de-façon qu'il fasse agir le cliquet 37 du mandrin d'avancement 34. Cette position des différents organes est repré- sentée sur la figure 19-
Pendant la course suivante du cylindre 5, la partie de la bar- re (ou du fil) comprise entre lea mandrins 32 et 38 est donc tordue.
Mais on sait par expérience que ce mouvement ne produit qu'une torsion préalable, de sorte que la même partie de ;la barre doit être soumise à une torsion com- plémentaire. A cet effet, le plus simple est de laisser le levier de manoeu- vre 200 dans la position à laquelle il a été amené. La rampe de commande 218 occupant toujours sa position élevée, le mandrin d'avancement 2.4 ne peut pas faire avancer un nouveau secteur de la pièce W. Le levier de manoeuvre 200 est donc maintenu dans cette position jusqu'à ce que le premier secteur compris entre les mandrins 32 et 38 ait été tordu deux fois.
A ce moment, l'opérateur lâche le levier de manoeuvre 200 qui est ensuité rappelé;par le ressort 203 à la position de départ que montre la figure 18 dans laquel- le les plateaux 205 et 206 sont ouverts, tandis que le rouleau 208 est ap- pliqué sur la pièce. Grâce à la coulisse 209 de la tige 207, et grâce au contrepoids formé par la branche 211 par rapport à la branche 210, le rou- leau 212 et le balancier 210, 211 restant dans la position indiquée en traits mixtes. Il en résulte que le déplacement axial des organes 32, 38 n'est pas contrarié par le rouleau 212, et que le recul du câble 213 fait descen- dre la rampe de commande 218. Le cliquet 37 du mandrin d'avancement entre donc également en action, et la machine fonctionne de la manière précédem- ment décrite.
Il en résulte également que le début de la pièce est correc- tement tordu.
On décrira la torsion de la fin des fils ou barres en regard de la figure 20 du dessin. Dès que l'extrémité postérieure d'une barre 240 quitte le rouleau 208, le ressort -203 fait basculer le balancier 202 dans le sens de la flèche 225,le rouleau 208 n'ayant plus de point d'appui.
Pendant la descente de la tige 207, l'extrémité supérieure de la coulisse 209 vient buter sur la branche 210 et élève la branche 211 avec le rouleau
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212 pour amener ce dernier à la position dans laquelle il empêche le dépla- cement axial du cylindre 2 de la manière précédemment décrite. Ce blocage empêche également tout avancement de la barre (ou du fil). Les mâchoires des mandrins 32 et 38 étant encore ouvertesl'opérateur peut facilement déplacer la pièce W à la main. Il doit alors veiller à ce que l'extrémité postérieure 240 de cette barre soit amenée exactement en-regard des repères 241 tracés sur le bâti de la machine. Si l'opérateur déplace ensuite le levier 200 dans le sens de la flèche 225,le retour du cylindre 5. devient possible.
La distance entre les repères 241 et le contremandrin 38 est choi- sie telle que l'avancement consécutif fasse arriver l'extrémité 240 de la pièce exactement dans le contremandrin 38, et que cette extrémité soit blo- quée avec certitude dans ce mandrin. De cette manière il est également pos- sible de tordre la fin de la pièce.
Pour l'introduction d'une nouvelle pièce entre les rouleaux 208 et 220, il est nécessaire que le rouleau 208 soit légèrement élevé.
La course de la tige 207 est choisie telle que l'extrémité inférieure de la coulisse 209 soit appliquée contre la branche 210 sans cependant la dé- placer. Les organes occupent alors la position de départ telle qu'elle a été décrite en' regard de la figure ,18.
Les figures 18 et 19 représentent également un dispositif pour le sectionnement du ou des fils. Dès que la partie tordue du fil est arri- vée à la position désirée, l'opérateur agit sur la pédale 250 pour la faire basculer autour de l'axe 251. Le câble ou autre lien 252 accroché par une extrémité à la pédale 250 est sollicité par un ressort de traction 253,et son extrémité opposée est accrochée à un levier 254. Le mouvement de la pédale 250 est transmis au levier 254 articulé en 255, qui fait descendre un couteau mobile 256 le long d'un couteau fixe 257. La pièce W passe dans une encoche du couteau 257 et elle est sectionnée par la descente du couteau 256.