DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION

La présente invention concerne les machines permettant le montage et l'assemblage d'armatures métalliques de types divers. De telles armatures sont destinées notamment à l'industrie du béton armé, par exemple pour fabriquer des poutres. On sait qu'une armature pour le ferraillage d'une poutre en béton armé est constituée essentiellement par des barres rectilignes ou filants, disposés longitudinalement et fixés de loin en loin sur des cadres métalliques transversaux préformés.

Le montage d'une telle armature consiste donc à présenter les uns par rapport aux autres des filants et des cadres transversaux, dont l'assemblage peut être effectué par soudage ou par ligature.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Actuellement, il existe des machines permettant de fabriquer l'armature, mais seulement pour des poutres de forme standard avec une dimension limitée. Ces machines de type connu ne permettent donc de fabriquer qu'un type bien précis d'armatures, lequel ne correspond qu'à une faible partie du marché. La plus grosse partie du marché est constituée par des poutres de dimensions très diverses, pour l'armature desquelles aucune machine n'a été réalisée. Le montage de l'armature de ces poutres s'effectue donc entièrement à la main, ce qui conduit a un prix de revient élevé.

Par ailleurs les machines connues ne permettent pas le montage d'armatures réalisées à partir de filants dont l'extrémité est recourbée en forme de crosse. En effet, dans ces machines connues, les filants sont guidés par des moyens de guidage incompatibles avec la présence des crosses .

EXPOSE DE L'INVENTION

La présente invention a pour objet d'éviter ces inconvénients

en réalisant une chaîne de fabrication à la fois automatique et flexible, capable de supprimer la plupart des opérations manuelles, et de s'adapter sans difficulté à la fabrication d'armatures de types divers. La présente invention a également pour objet de permettre le montage d'armatures comportant des filants à extrémité recourbée en forme de crosse.

Une chaîne intégrée flexible et automatique selon l'invention comprend : - des moyens pour maintenir un empilage de cadres en attente dans un poste d'alimentation en cadre,

- des moyens pour tenir et faire passer les filants à travers l'empilage de cadres en attente, des moyens pour présenter un a un les cadres en attente en une position de solidarisation dans un poste d'assemblage, des moyens pour assurer un positionnement longitudinal précis des filants par rapport au cadre en position de solidarisation, de sorte que l'on peut solidariser les filants et le cadre dans la position de solidarisation, - un poste d'évacuation pour recevoir les parties d'armature assemblées,

- les moyens pour tenir les filants et les entraîner en translation sont réglables en position selon un plan transversal, c'est à dire verticale¬ ment et horizontalement, de sorte que les filants peuvent être position¬ nés transversalement en des positions individuelles choisies et corres- pondant à la forme des cadres,

- les moyens pour tenir l'empilage des cadres sont réglables en position selon un plan transversal.

Selon un mode de réalisation avantageux, le poste d'alimenta¬ tion comporte des supports individualisés, répartis selon la longueur du poste d'alimentation, et dont les positions sont individuellement réglables selon un plan transversal. Le poste d'alimentation en cadres comprend des chaînes à picots à défilement longitudinal portées par des supports dont la position est réglable selon un plan transversal, les chaînes étant entraînées en rotation par des moyens d'entraînement. Selon un mode de réalisation, le poste d'évacuation comprend des moyens pour tirer les filants à travers les cadres en attente, les moyens pour tirer étant susceptible de passer à travers l'empilage des

cadres pour aller chercher le début des tirants dans le poste de chargement ; les moyens pour tirer sont en outre réglables en position selon un plan transversal pour assurer un réglage individuel d'écar- tement des tirants. Selon un mode de réalisation avantageux, le poste de stockage des cadres transversaux empilés comprend deux magasins, à savoir :

- un magasin de stockage, dont les cadres présentés transversalement sur la trajectoire des barres sont directement prêts à être utilisés ;

- un magasin de pré-stockage, dans lequel l'utilisateur présente une seconde série de cadres, qui peuvent être différents des cadres du magasin de stockage, les opérations de chargement et de réglage de la deuxième série de cadres dans le magasin de pré-stockage étant ainsi effectuées en temps masqué, pendant le fonctionnement de la machine.

De préférence, chacun des postes pour la manipulation ou le maintien des barres et des cadres comporte des pinces dont chacune peut être commandée automatiquement et à distance :

- à l'ouverture ou à la fermeture,

- en position, par déplacement de son support dans les trois dimensions.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisa¬ tion particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles :

- ^" la figure 1 est une vue en perspective montrant un tronçon d'une armature de ferraillage à section transversale en T ;

- la figure 2 est une vue en bout de cette armature ; la figure 3 est une vue d'ensemble de divers types de barres longitudinales réalisables selon l'invention ;

- la figure 4 est une vue en bout , montrant divers types de sections transversales, pour des armatures susceptibles d'être réalisées sur une même machine selon l'invention ;

- la figure 5 est une vue en plan, montrant l'ensemble de l'instal- lation, et notamment la disposition relative des quatre principaux postes de travail ; la figure 6 est une vue latérale, montrant deux pinces du poste

d'alimentation, prêtes à se transférer de l'une à l'autre l'une des barres longitudinales ;

- la figure 7 montre les deux mêmes pinces au moment du transfert ;

- les figures 8 et 9 sont des vues en plan correspondantes ; - la figure 10 est une vue d'ensemble avec une coupe axiale partielle d'une pince complète ;

- la figure 11 montre deux pinces sur leur poutre-support ;

- la figure 12 est une vue d'ensemble du poste de chargement des fers longitudinaux ou filants ; - la figure 13 est une coupe transversale de ce poste de chargement, illustrant une implantation possible des pinces ;

- la figure 14 en montre un détail, en vue latérale ;

- la figure 15 est une vue de face du poste de stockage des cadres ;

- la figure 16 en est une vue en plan ; - les figures 17 et 18 illustrent deux phases pour le chargement et le fonctionnement du magasin de pré-stockage des cadres ;

- la figure 19 est une vue en plan du poste pour le tirage des fers filants ; la figure 20 en est une vue latérale montrant le positionnement relatif des diverses pinces d'un poste de traction des fers filants ;

- la figure 21 en est une vue transversale ;

- la figure 22 montre le détail des pinces du poste de tirage ;

- les figures 23, 24 et 25 en montrent divers détails technologiques ;

- la figure 26 montre un détail du poste d'alimentation ; - la figure 27 est une vue en plan d'un chariot pour le poste de tirage des fers filants ;

- la figure 28 montre la machine en cours de fonctionnement, et

- la figure 29 représente un mode de réalisation plus avantageux du second groupe de supports du poste d'alimentation.

DESCRIPTION

Comme le représente la figure 5, la machine selon l'invention comprend quatre postes de travail principaux, disposés en ligne à la suite les uns des autres, à savoir :

- un poste d'alimentation 1 pour des barres longitudinales 5 ou filants;

- un poste de stockage 2 pour des cadres transversaux 6 ;

«

5

- un poste d'assemblage 3 ;

- un poste d'évacuation 4 pour recevoir et évacuer les armatures après assemblage.

Cette machine est prévue pour recevoir des filants 5 du type illustré sur la figure 5, et les assembler avec des cadres transversaux 6 (figure 4), en vue de réaliser des armatures métalliques 7 pour béton armé (figures 1, 2, 4).

Les filants 5 sont en eux-mêmes de type connu. Il peut s'agir de simples tronçons rectilignes 8, de barres 9 à extrémités en équerre, ou de barres 10 à extrémités cintrées en crochet ou crosse.

Les cadres 6 peuvent être de formes diverses, et notamment :

- des cadres carrés 11 ;

- des cadres rectangulaires simples 12 ;

- des cadres 13 à prolongement latéral ; - des cadres rectangulaires 14 à renfort médian ;

- des cadres 15 en T ;

- des cadres 16 en équerre double.

L'assemblage entre les filants et les cadres s'effectue lui- même d'une manière connue, par exemple par soudage ou par ligaturage. Ces moyens d'assemblage sont bien connus dans la technique de réalisa¬ tion des armatures, et ne sont donc ni décrits ni représentés ici. L'assemblage permet d'obtenir des armatures 7, illustrées sur les figures 1, 2 et 4. En particulier, l'armature 5, 15 illustrée correspond aux cadres 15 en T de la figure 4. Dans le mode de réalisation représenté, le poste d'alimentation

1 re oit des filants 5 longitudinaux sur des pinces verticales 17, 18. Chacune de ces pinces est disposée verticalement, sur une poutre transversale de support 19 pour la pince 17 et 24 pour la pince 18.

Dans ce mode particulier, les pinces 17 sont situées sur le côté de la machine et les opérateurs de chargement y posent successive¬ ment les filants 5. ^" Ensuite, les filants 5 sont tranférés sur les pinces 18 (figures 7 et 8), qui les positionnent, par déplacement en hauteur et transversalement, sur les poutres transversales 24, en fonction de la section transversale des cadres 15, telle que programmée dans la machine.

Comme le représente la figure 6, chaque pince 17 comporte une mâchoire supérieure 20, mobile par rapport à une mâchoire inférieure 21,

sous l'action d'une tige de vérin coulissante 22.

De même, chaque pince 18 comporte une mâchoire supérieure 23, qu'une tige de vérin 66 actionne par rapport a une mâchoire inférieure 25. Les mâchoires 20 et 21 ont un profil en plan en U (figure 8), ce qui permet d'y engager les mâchoires des pinces 18, pour prélever les barres 5, par déplacement transversal des pinces 18 (flèche 26).

Le retour des mâchoires 20, 23 à la position de serrage est assuré par un ressort de rappel 27 (figure 10). Chaque poutre 24 (figure 13), portant des tubes dans lesquels coulissent les pinces 18, est réglable en largeur grâce à des vérins à vis rapprochant ou écartant les poutres 24 les unes des autres ; les pinces 18 sont réglables en hauteur, grâce à des vérins à vis 28 faisant monter ou descendre les poutres 73, sur lesquelles s'appuient les pièces 74 (figure 10) solidaires des supports 18. Les poutres 73 sont constituées par deux fers plats (figure 11) permettant le passage libre des pièces 65. Ces pièces 65 portent, dans ce mode de réalisation, des roulements 68 pour faciliter le déplacement latéral des supports 19 lors des déplacements suivant la flèche 26. On notera que des traverses 29 sont fixes et solidaires du bâti général. Elles assurent la rigidité du bâti, tout en servant de support aux vérins à vis 28.

Les mouvements relatifs de ces divers organes peuvent être assurés par une commande numérique, à partir d'un ordinateur central. Ce dernier peut aussi bien se trouver sur place, dans l'atelier, qu'à distance, dans un bureau d'étude. Le plan de travail correspondant est enregistré sur tout support convenable, bande magnétique, disquette ou autre. Ce support est ainsi introduit dans l'armoire de commande de la chaîne, et les informations qu'il contient sont délivrées à chacune des machines pour en commander les réglages et le travail.

Le déplacement transversal (flèche 26) des pinces 18 peut être commandé par des vérins à vis horizontaux 30.

Le poste 2, pour le stockage des cadres transversaux 6, est illustré sur les figures 15 à 18. Ce poste comprend deux magasins 31 et 32, montés symétriquement par rapport à un pivot longitudinal 33 autour duquel ils forment un barillet rigide basculant.

Chaque magasin 31, 32 comporte des supports 34, réglables en

position selon une direction dans un plan transversal, et prévus pour recevoir un empilage de cadres 6, disposés verticalement et rapprochés les uns des autres, de façon à constituer une sorte de tunnel. Ce tunnel a le profil des cadres 6 du type choisi, et la machine engage à l'intérieur du tunnel les barres ou filants 5 qui y progressent pendant le fonctionnement.

Dans l'exemple illustré sur la figure 15, l'opérateur charge des cadres 6 du profil 15 (figure 4) dans le magasin 32 qui se trouve décalé sur le côté de la machine (figure 5), pendant que le magasin 31, chargé préalablement avec des cadres du profil 12, travaillent en formant le tunnel pré-cité dans lequel avancent les filants 5. Le magasin 32, une fois chargé, constitue un pré-stockage qui sera utilisé par basculement de l'ensemble 31-32 autour du pivot 33, dès que le magasin de stockage 31 aura été épuisé. Ainsi, les deux magasins du barillet 31-32 fonctionnent alternativement en stockage et en pré-stockage.

Bien entendu, le réglage des supports 34 s'effectue à partir du dispositif électronique de commande central, et il peut être différent dans les deux magasins 31 et 32, si on les prépare pour des armatures 7 différentes.

Les figures 19 à 25, et 27, illustrent la structure du poste 4 d'évacuation. Dans ce mode de réalisation, le poste d'évacuation comprend en outre des moyens pour assurer l'entraînement longitudinal des filants 5 à travers les cadres 6 du magasin de stockage 31. Dans ce mode de réalisation, les filants sont tirés par des moyens qui les tirent au fur et à mesure qu'on leur assemble les cadres 6 du magasin de stockage 31.

Dans d'autres modes de réalisation, le déplacement longitudinal des filants peut être obtenu non pas en tirant les filants, mais en les poussant.

Un banc de réception 35 reçoit les armatures après assemblage, dans l'attente de leur enlèvement.

Le dispositif tireur de filants représenté sur les figures comporte autant de pinces qu'il y a de fers-filants 5 prévus dans l'armature. Chaque pince 36 est portée par une barre horizontale 37 fixée rigidement sur un manchon horizontal 38. Les manchons 38 ^' sont portés par des colonnes verticales 39, le long desquelles leur position

est réglable en hauteur par des vérins à vis 40 (flèche 41). Les colonnes 39 sont elles-mêmes portées par une traverse 42, le long de laquelle leur position est réglable dans le sens transversal (flèche 43). L'ensemble est porté par un bâti 44 qui roule, par des galets 45, le long de rails longitudinaux 46. Le chariot 39, 42, 44 ainsi constitué est pourvu de moyens connus, non représentés, pour provoquer son avancement et son bloquage en des positions voulues, _ le long des rails 46.

La tige 37 de chaque pince 36 a une longueur légèrement supérieure à l'empilage du nombre maximum de cadres 6 que l'on désire empiler dans les magasins 31 et 32 du poste 2. Ceci permet aux pinces 36 d'aller saisir chacune l'extrémité d'une barre 5 située au poste d'alimentation 1, en traversant l'ensemble du tunnel formé par les cadres 6 empilés dans le magasin 31. Le réglage en hauteur des manchons 38 le long des colonnes 39 s'effectue au moyen de vérins hydrauliques ou pneumatiques 47.

Chaque pince 36 comporte un mors transversal fixe 48 et un mors transversal basculant 49 (figure 22)1 Chaque mors mobile 49 est solidaire d'une barre 50 tournant librement à l'intérieur de la tige 37 correspondante qui est creuse sur toute sa longueur. A l'extrémité opposée, chaque barre 50 est solidaire d'un levier 51 qu'actionne un vérin 52. Ainsi, lorsqu'on actionne un vérin 52, le levier 51 bascule (flèche 53), ce qui fait tourner la barre 50 et son mors 49 dans le même sens (flèche 54) pour refermer la pince 36 sur l'extrémité d'un filant 5.

La figure 6 représente un mode de réalisation pour le réglage et l'alimentation des supports 34 des magasins 31 et 32. Le support 34 comporte des rails longitudinaux 58, positionnés en fonction du profil transversal des cadres 6 du type choisi. Les cadres 6 sont ainsi guidés par leur périphérie extérieure dans les rails 58 le long desquels ils coulissent. Cela permet de laisser l'intérieur des cadres 6 libre pour le passage des tiges 37 du poste 4. Selon une réalisation avantageuse, les rails longitudinaux 58 sont au nombre de 6, à savoir : - quatre rails 58 aux quatre angles des cadres 6 , - deux rails intermédiaires 158 pour les positions intermédiaires correspondant à des cadres 6 à profil en T.

Tous ces rails 58, 158 sont réglables en position, indépendam-

ment les uns des autres, par déplacement selon un plan transversal par rapport à l'axe longitudinal de la machine.

Chaque fois que l'opérateur 56 présente un cadre 6 dans le magasin de pré-stockage 32, il le place en butée contre des picots 59. Ces picots 59 sont répartis sur des chaînes sans fin hors desquelles ils dépassent. Ces chaînes sont entraînées par des roues 60 calées sur des arbres tournants transversaux 61 que des chaînes 62 et pignons 63 synchronisent entre eux. Les chaînes peuvent ainsi défiler longitudina- lement, et sont portées par des supports eux-mêmes réglables en position selon un plan transversal. Un moteur électrique, non représenté, entraîne cet ensemble d'arbres 61 et de roues 60. Les picots 59 des chaînes avancent d'un cran, et font avancer les cadres empilés 6 d'un pas, chaque fois que l'opérateur 56 appuie sur une pédale.

On effectue avantageusement la solidarisation des filants et des cadres en une position de solidarisation 90 fixe décalée en aval de l'empilage des cadres 6. On prévoit pour cela des éjecteurs escamotta- bles 91 et 92 (figure 5), sollicités par des vérins 95 et 96 et réglables en position transversale, pouvant entrainer longitudinalement le premier cadre 600 de l'empilage et l'amener en position de solidarisation 90 en appui contre des butées escamotables 93 et 94. Le fonctionnement est le suivant :

Les opérateurs 55 assurent le chargement des filants 5. L'opérateur 56 assure le chargement du magasin de pré-stockage 32 qu'il alimente en cadres 6. A travers le tunnel formé par les cadres 6 du magasin de stockage 31, les pinces 36 avancent vers le poste de chargement, entraînées par le chariot 44 du poste 4, qui circule sur les rails 46. Chaque pince 36 est alors serrée sur une barre 5 qu'elle tirera ensuite à chaque mouvement de recul du chariot 44 (figure 5, flèche 57). Après chaque phase de recul, le chariot 44 s'arrête en une position déterminée. Pendant la phase de recul, les picots 59 avancent d'un cran, et présentent un nouveau cadre 600 aux éjecteurs qui l'amènent en position de solidarisation 90. Le poste 3 assure la solidarisation du premier cadre 600 de l'empilage, en le soudant ou en le ligaturant sur les filants 5. Une fois cette opération terminée, le chariot 44 recule d'un nouveau pas (flèche 57) et il présente les filants 5 devant un nouveau cadre 600. Le cycle se poursuit jusqu'à délivrer, sur le banc

35, l'armature 7 terminée. Aussitôt qu'elle a été évacuée, la machine est prête pour fabriquer une autre armature 7, éventuellement avec des cadres 6 d'un autre profil, pré-stockés dans le magasin 32 : on fait basculer le magasin 32 autour du pivot 33, pour l'amener en position de stockage de fonctionnement, alors que le magasin 31 vient en position de pré-stockage.

La figure 23 est une vue en coupe illustrant un mode de réalisation possible pour les embases 64 des pinces 17 et 18 du poste d'alimentation 1. Le corps vertical creux 65 de chaque pince 17 ou 18 est solidaire de la mâchoire 21 ou 25 qui le surmonte. Par contre, la mâchoire mobile 20 ou 23 est solidaire d'une tige verticale 66 coulissant dans le corps 65. Ce coulissement est commandé par un vérin inférieur à double effet 67, porté par le corps creux 65. Ce corps creux comporte des galets latéraux 68, susceptibles de rouler sur la traverse 73, pour les réglages transversaux (flèche 69) de la position des pinces 17 ou 18.

La figure 27 illustre, en plan, une disposition possible pour les pinces 17 et 18 situées face à face au poste de chargement 1, pour se transférer les barres 5.

Ainsi, dans le mode de réalisation représenté, le poste de chargement 1 comporte deux groupes de supports distincts, à savoir : - un premier groupe formé par les pinces 18, supportant les filants 5 en cours d'assemblage, - un second groupe formé par les pinces 17, sur lesquelles les opérateurs disposent en attente les filants 5 pour le prochain cycle de fabrication.

Les deux groupes de supports sont mobiles transversalement l'un par rapport à l'autre (flèche 26) pour transférer en une seule fois aux pinces 18 du deuxième groupe l'ensemble des barres 5 préalablement déposées dans les pinces 17 du premier groupe.

La figure 29 représente un mode de réalisation plus avantageux du second groupe de supports du poste d'alimentation. Dans ce mode de réalisation, le second groupe de support comprend deux cadres pivotants 80 et 81, mobiles par rotation autour d'axes longitudinaux 82 et 83 respectivement, entre une position de chargement représentée sur la figure et dans laquelle les cadres définissent un plan horizontal, et

entre une position de transfert dans laquelle les cadres sont rabattus verticalement comme le représentent les flèches 84 et 85.

Les cadres 80 et 81 comportent, sur leur face de travail, des logements longitudinaux tels que le logement 87, en nombre au moins égal au nombre de filants à positionner, et dans lesquels l'opérateur 55 introduit les filants. Par exemple, sur la figure, l'opérateur 55 fait rouler latéralement le filant 105 sur la face supérieure du cadre 80 pour faire tomber le filant dans le logement 88.

En position de transfert, les filants sont extraits des logements par les pinces 18, et positionnés pour former l'armature. Pour cela les cadres 80 et 81 comportent des passages transversaux pour permettre leur imbrication avec les pinces 18.

Les figures 23 et 24 sont des vues en plan illustrant les pinces supports 17, 18 du poste d'alimentation 1. Dans le mode de réalisation représenté, le support de barres ou mâchoire 25 peut osciller autour du corps vertical creux 65 de la pince, c'est-à-dire autour de l'axe géométrique vertical 70. Cette disposition convient notamment lorsqu'on travaille avec des filants 5 dont le profil 9 ou 10

(figure 3) définit, aux . extrémités, une crosse recourbée 71. Ainsi, lorsque le filant 5 est tiré dans le sens de la flèche 57 (figure 5) pendant le cycle de fabrication, chaque pince 17 ou 18 s'éclipse automatiquement par pivotement (figure 23, flèche 72), au passage d'une crosse 71. Le retour de la pince 18 et de son support 25 en position de départ s'effectue sous l'effet du ressort 75 (figure 10) qui tend à la ramener en arrière contre une butée fixe.