Brevet FR2126436A1 — publié le 19721006

La présente invention concerne un appareil pour étirer des fils et des tubes en utilisant de l'énergie vibratoire ultrasonore. Plus particulièrement, l'invention concerne un appareil 5 dans lequel la quantité d'énergie vibratoire peut être modifiée d'après les dimensions et la qualité des matières étirées. La technique antérieure décrit un appareil utilisant de l'énergie ultrasonore pour l'étirage de tube et de fils dans lequel une série de dispositifs distributeurs d'énergie, en 10 ferrite en matière céramique au nickel ou des matières analogues sont placées à l'entrée d'une filière directement ou par l'intermédiaire d'un élément de couplage. Cependant, le nombre de dispositifs distributeurs pouvant être montés est limité et même en utilisant des dispositifs de grande puissance, la quantité 15 totale d'énergie vibratoire disponible reste strictement limitée et la technique actuelle peut servir seulement pour des tubes à paroi mince ou de petit diamètre. Bans les dispositifs antérieurs, il est nécessaire de prévoir des dispositifs de refroidissement qui limitent encore l'espace disponible autour de la 20 filière et qui on tendance à réduire le rendement. La présente invention a pour objet un appareil pour étirer des tubes et des fils en utilisant de l'énergie vibratoire ultrasonore n'ayant pas les inconvénients précités. Suivant une caractéristique l'invention concerne un appa-reil comportant un dispositif d'alimentation long avec un alésage axial et plusieurs ouvertures calibrées perpendiculaires à l'alésage. Le dispositif d'alimentation est placé de façon qu'une de ses extrémités soit en contact avec 1'extrémité d'entrée de la filière afin que la matière puisse être introduite 50 dans une ouverture et alimenter la filière. L'autre extrémité du dispositif d'alimentation comporte plusieurs disques de résonance et plusieurs dispositifs produisant de l'énergie vibratoire ultrasonore sont fixés au pourtour du dispositif d'alimentation pour que cette énergie soit transmise des dispo-sitifs vibratoires à la filière à travers le dispositif d'alimentation. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre 72 06553 2 2126436 d'exemple et faite en se référant au dessin annexé sur lequel : la figure unique représente schématiquement en coupe un appareil selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. L'appareil représenté comporte un support de filière 1, 5 un séparateur 2, une cellule de charge de la filière 3, une filière 4, un séparateur 5, et un élément de transmissions des vibrations 6. L'extrémité de cet élément de transmission est fixée à la filière 4 par une soudure ou un autre moyen tel qu'un dispositif à vis. L'appareil comporte un élément 8 pour changer 10 la direction des vibrations de l'énergie ultrasonore cet élément portant plusieurs disques de résonance 9 perpendiculaires à l'axe de cet élément, l'extrémité de cet élément étant couplée à l'extrémité arrière de l'élément de transmission, des vibrations 6 par un raccord tubulaire 7 ayant un filetage extérieur. Par 15 suite, n'importe quelle longueur et n'importe quel emplacement pour la fixation de la filière4, de l'élément de .transmission des vibrations 6 et du raccord 7 changeant la direction des vibrations peuvent être choisis de façon qu'ils fonctionnent solidairement à l'état de résonance. Des alésagés de diamètres 20 identiques 6a, 7a et 8a sont formés sur toute la longueur et de préférence au centre de l'élément de transmission 6, du raccord fileté 7 et de l'élément 8 modifiant la direction des vibrations. Les tubes ou lés fils devant être étirés arrivent à travers les alésages 8a, 7a et 6a à la filière 4 dans la 25 direction indiquée par la flèche 13. Les diamètres des alésages 6a, 7a et 8a sont de préférence déterminés en fonction du diamètre extérieur du tube ou du fil à étirer et il est préférable qu'au moins le diamètre des alésages soit supérieur au diamètre de la filière 4 sur le côté de sortie. 5° Chaque disque de résonnance 9 a une forme polygonale et des dispositifs 10 pour distribuer l'énergie vibratoire sont fixés rigidement aux côtés de ces disques par des vis ou d'une façon équivalente. De cette façon quand plusieurs dispositifs 10 pour la distribution d'énergie vibratoire sont fixés et sont 35 excités, les mouvements résonnants des disques de résonnasse 9 dans la direction radiale indiquée par les flèches 11 sont changés à la direction axiale dans l'élément 8, et l'énergie est transmise à la filière 4 sous la forme de vibrations de 72 06553 3 2126436 10 15 20 25 30 35 résonance synthétisées dans la direction axiale de l'élément de transmission 6 de la façon indiquée par la flèche 12. Le tube ou le fil à étirer est introduit de façon continue à travers l'extrémité ouverte de l'alésage 8a de l'élément 8 vers la filière 4 et il est tiré à partir de la sortie de la filière 4 par un dispositif mécanique (non représenté). La résistance à la déformation par étirage est considérablement réduite et la vitesse d'étirage est augmentée. La partie avant de l'élément de transmission 6 est chanfreinée et l'élément 6 est supporté par le support de filière 1, de sorte que l'élément 8 n'est soumis a aucune force excessive. Le plus, l'énergie vibratoire synthétisée devant être transmise à la filière 4 peut être choisie à volonté en changeant le nombre de dispositifs 10 fixés autour des disques de résonance 9 pour la distribution de l'énergie vibratoire, ou bien en changeant le nombre de disques de résonance 9. Il est ainsi possible de fournir à la filière 4 l'énergie vibratoire convenable pour correspondre à la qualité de la matière et à la dimension du tube ou du fil devant être étiré. De plus, comme la filière 4 est couplée par le raccord fileté 7 à l'élément 8 modifiant la direction des vibrations, le changement d'éléments 8 est facile. Un exemple d'appareils selon l'invention est décrit ci- après. Matière Tube en acier au carbone fil en acier au carbone Dimensions avant étirage diamètre extérieur épaisseur de paroi Dimension après étirage diamètre extérieur épaisseur de paroi Vitesse d'éclairage Réduction de la section Amplitude de vibrations Fréquence de vibrations Taux de réduction de la force d'étirage 7,0mm 1,0mm 6,0mm 1,0mm 3,42m/mn 16,7 1o 2 à 4 microns 20 kHz 20 à 40 1 7,0 mm 6,0 mm 3,42m/mn 1o 26,6 2 à 4 microns 20 kHz 20 à 30 1a 72 06553 4 2126436 Ainsi qu'il ressort de l'exemple ci-dessus, un appareil selon l'invention améliore considérablement la vitesse d'étirage, la réduction de section et d'autres facteurs, et l'appareil est de préférence destiné, mais non exclusivement, à 5 l'étirage des métaux et des matières analogues. L'appareil selon l'invention tel que décrit ci-dessus pour l'étirage des fils et des tubes est combiné avec des disques de résonance en plusieurs étages disposés perpendiculairement à un élément changeant la direction des vibrations 10 ultrasonores qui comporte un alésage axial et plusieurs ouvertures perpendiculaires à l'alésage et plusieurs dispositifs pour distribuer de l'énergie vibratoire fixés aux pourtours des disques de résonance, de sorte qu'il est possible de fournir une quantité importante d'énergie vibratoire à la filière. 15 Cet appareil ne nécessite pas de dispositif de refroidissement ou autre habituellement nécessaire quand plusieurs dispositifs pour la distribution de quantités importantes d'énergie vibratoire sont fixés, et l'espace autour de la filière n'est pas considérablement limité, ce qui permet un rendement très élevé. 20 De plus, il est possible de faire arriver de façon continue les tubes ou des fils à étirer jusqu'à la filière à travers les ouvertures perpendiculaires, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de déplacer l'appareil chaque fois qu'un tube ou un fil est placé pour être étiré, ce qui augmente encore le rendement. 25 De plus, la ligne entre l'élément 8 et la filière est à l'état de résonance et il n'y a pas d'influence d'une onde de réflexion ni de production de vibrations transversales, ce qui augmente encore le rendement. Bien entendu, la description qui précède n'est pas 30 limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. 72 06553 5 2126436 REVENDICATIONS 1. Appareil pour étirer des tubes ou des fils caractérisé par une filière d'étirage ayant un orifice d'entrée et un orifice de sortie, un dispositif d'alimentation long fixé à l'entrée de la filière et comportant un alésage axial pour l'arrivée de la 5 matière à étirer à l'entrée de la filière, plusieurs disques de résonance montés sur le dispositif d'alimentation du côté de l'extrémité distante de la filière, et plusieurs sources d'énergie vibratoire ultrasonore montées sur le pourtour des disques de résonance afin que l'énergie vibratoire dirigée ® radialement soit convertie en énergie vibratoire dirigée longitu-dinalement par le dispositif d'alimentation pour sa transmission à la filière d'étirage. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation comporte de plus un élément distant de la filière pour provoquer le changement de direction de l'énergie et pour supporter les disques de résonances. 3. Appareil selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'élément distant supplémentaire comporte un alésage axial et est fixé suivant un axe commun au dispositif d* alimentation par raccord fileté comportant un alésage axial. 4. Appareil selon la revendication 3 caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation, l'élément distant supplémentaire et le raccord fileté comportent chacun des ouvertures perpendiculaires communiquant avec l'alésage et à travers lesquels la matière à étirer peut être envoyée à la filière. 5. Appareil selon la revendication 4 caractérisé en ce que les ouvertures ont toutes la même dimension,, 6. Appareil selon la revendication 4 caractérisé en ce que le diamètre des ouvertures est supérieur au diamètre de l'orifice de la filière du côté de sortie.