Brevet FR2130257A1 — publié le 19721103

' 2130257 La présente invention concerne un dispositif" destiné à la fabrication d'un corps tubulaire par l'extrusion hydrostatique d'une billette qui est traversée par un canal orienté dans la direction de l'extrusion. Le dispositif comprend une 5 chambre de compression cylindrique, à une extrémité de laquelle est disposée une filière qui met en forme la surface extérieure du corps tubulaire, un mandrin mettant en forme la surface.interne du corps, un fluide de compression transmettant à la billette la pression nécessaire à son extrusion et un organe 10 comprimant ledit fluide de la manière nécessaire. Le mandrin est ajusté dans le canal de la billette et l'obture. Au cours de l'extrusion effectuée à l'aide d'un tel dispositif, la matière de la billette devient extrêmement chaude et au moment du stade final de l'extrusion, le man-15 drin est entouré sur la plus grande partie de sa longueur, par un élément tubulaire à ajustage serré dont la température est beaucoup plus élevée que celle du mandrin. Avant qu'on ait le temps d'enlever le mandrin la température du tube qui l'entoure s'abaisse de sorte qu'il se produit un ajustage serré par re-20 trait entre le tube et le mandrin. De ce fait, l'enlèvement du mandrin prend beaucoup de temps, en provoque une usure considérable et même sa destruction. Le dispositif selon l'invention permet de supprimer ces inconvénients. XI est caractérisé par le fait que 25 la partie du mandrin qui doit être entourée par une partie de la billette pendant le stade final de l'extrusion, présente une section droite de surface plus grande que celle du reste du mandrin. Suivant une autre caractéristique de la 30 présente invention, les formes géométriques spéciales du mandrin permettant également d'indiquer d'une façon fiable qu'on a atteint le stade où la partie de la billette qui peut être extradée a été épuisée, de sorte qu'à ce stade la pression doit être réduite dans la chambre de compression ou tout au moins qu'elle 35 ne doit pas être accrûe. A titre d'exemple on a décrit ci-après et représenté au dessin annexé une forme de réalisation conforme à l'invention. La figure 1 représente une coupe axiale du 40 dispositif selon l'invention, au début de l'extrusion. 72 08981 2 2130257 La figure 2 représente des détails du dispositif de la figure 1, à une échelle agrandie et alors que l'extrusion est presque terminée. La figure 3 représente un exemple de courbe 5 de la variation de la pression d'extrusion en fonction du temps, lorsque l'extrusion s'effectue à l'aide d'un dispositif selon 1'invention. Sur le dessin, la référence 1 désigne une chambre de compression cylindrique et la référence 2 une filière 10 qui repose sur un support 3 comportant une ouverture centrale 4. La filière est entourée par une bague d'étanchéité 5» Une billette 7 comporte à son extrémité inférieure des surfaces d'étan— chéité coniques et elle est traversé*, par un canal central. Au début de l'extrusion son extrémité inférieure est disposée dans 15 la filière et un mandrin 6 est placé dans son canal. Sur la figure -1 , une partie de la billette 7 qui a déjà été extrudée a formé un corps tubulaire 8. La chambre de compression 1 est limitée, à sa partie inférieure, par le support 3 de la filière et à sa partie supérieure par un piston 9« La partie de son volu-20 me qui n'est pas occupée par des corps solides est remplie d'un fluide de compression, par exemple de l'huile, qui peut être comprimé par un mouvement de descente du piston 9. Ce mouvement est produit par un plongeur 10 entraîné par une presse hydraulique (non représentée) et qui est introduit dans une chambre 11, 25 remplie de liquide et dont le fond est constitué par le dessus du piston 9. La pression du liquide de la chambre 1 est transmise, en forme de force d'extrusion à la billette 7 par une plaque de compression 12 qui est disposée, d'une façon étanche au liquide, contre son extrémité supérieure et qui comporte une surface 30 conique 13. La plaque de compression 12 peut être un élément spécial ou bien elle peut être une tête du mandrin 6. Le mandrin 6 comprend une partie inférieure cylindrique à section circulaire et une partie supérieure conique. La transition entre la partie cylindrique et la partie 35 conique du mandrin est indiquée sur la figure 2 par la ligne A-A. La présente invention produit un effet spécial qui consiste en ce que la partie conique du mandrin qui est repoussée progressivement à travers la filière pendant l'extrusion à la même vitesse que la vitesse de la longueur axiale de 40 la partie restante de la billette, pénètre finalement dans 72 089P1 3 2130257 l'élément de calibrage de la filière. A ce moment, la distance entre le mandrin et la surface de calibrage de la filière commence à diminuer, c'est-à-dire que l'épaisseur de paroi de l'élément le plus récemment extrudé du tube diminue de plus en plus 5 à masure qu'en même temps, un élément de plus en plus grand de la partie conique du mandrin est poussé dans l'élément de calibrage de la filière. Les dimensions extérieures du tube ne sont pas influencées par l'accroissement d'épaisseur de la partie active du mandrin et la diminution d'épaisseur de paroi du tube 10 a pour effet un jeu raidal entre lui et le mandrin de sorte qu'à la fin du processus d'extrusion, le mandrin peut être enlevé facilement du tube. Au stade du processus d'extrusion qui est représenté sur la figure 2, la partie la plus basse du mandrin 15 se trouve encore dans un élément du tube dont l'épaisseur de paroi est normale. A que se poursuit l'extrusion, le mandrin n'est entouré que par des éléments du tube, d'épaisseur de paroi réduite et de surface en section droite intérieure accrue. La longueur de l'élément de tube extrudé avec une épais-20 seur de paroi réduite ne doit pas être inutilement grande eir une longueur qui correspond au double de la longueur du mandrin est toujours suffisante. Thécri que.aGx. . il suffirait de choisir cette longueur de façon qu'elle soit égale à la longueur de la partie du mandrin qui a dépassé l'orifice d'entrée de l'élément 25 de calibrage de la filière lorsque la billette a été extrudée aussi loin que possible. En pratique et en règle générale, cette longueur peut être égale à la longueur du mandrin. La partie du mandrin dont la section droite est agrandie (c'est-à-dire la partie qui est située au dessus de la ligne A-A sur la figure 2) 30 doit avoir une longueur telle que la partie correspondante de la billette contient un volume de matière extrudable qui n'est pas inférieur au volume de la matière d'un élément de tube de longueur suffisante, indiquée ci-dessus comme théoriquement. Dans le mode de réalisation de l'invention 35 qui est représenté, on suppose que le mandrin et l'ouverture de la filière ont une section droite circulaire. Un dispositif selon l'invention peut cependant être mis en oeuvre, même lorsque ces sections droites diffèrent considérablement d'une forme circulaire. ^O La figure 3 représente une courbe de la 72 08981 2130257 pression dans la chambre de compression, en fonction du temps. La première partie de la courbe a la même forme que dans les dispositifs classiques destinés aux mêmes applications. Cependant, à la différence des dispositifs connus, 5 il se produit un accroissement progressif de pression au cours du stade final de l'extrusion. Cet accroissement est dû au fait que la partie conique du mandrin commence à affecter la dimension de l'ouverture d'extrusion dans la direction d'extrusion. De ce fait, la pression est une fonction définie de la position 10 du mandrin et en conséquence il est possible, dans les mêmes conditions, d'utiliser toujours une certaine valeur atteinte PI de la pression comme critère que la plaque de compression 12 est à une distance minimale de la l'ilière. A ce moment, l'extrusion doit être arrêtée. On voit* sur la figure 1 que cette indication 15 est donnée par un détecteur de pression, 15» dont l'entrée est en communication hydraulique avec la chambre de compression 11 par un conduit 16 et dont la sortie est reliée à un dispositif avertisseur optique ou acoustique 17» Normalement, il est préférable que le conduit de pression 16 soit relié au mécanisme 20 hydraulique qui entraîne le plongeur 10. Le signal de sortie du dispositif 15 peut également être utilisé pour mettre automatiquement hors service le mécanisme hydraulique précité. La plaque de compression 12 est en une matière beaucoup plus dure que la matière de la billette. Lorsqu'on extrude des tubes à par-. très 25 mince, il peut être difficile d'atteindre o une extru'ïAor exact" lent la même position d'arrêt à l'aide d'une indication qui n'est basée que sur l'accroissement de pression dû à la forme conique du mandrin. Il peut en résulter des variations considérables de longueur des éléments du tube dont les épais-30 seurs de paroi sont réduites. Ces éléments ne peuvent être utilisés pour le produit final et doivent être coupés. Dans ce but, tous les tubes sont raccourcis de la même longueur qui est choisie de manière à être légèrement supérieure ou égale à la longueur maximale de cet élément et de telles différences indivi-35 duelles entraînent le rebut de quantités considérables de tubes de forme correcte. Dans certains cas il peut être avantageux, en conséquence, d'obtenir une indication d'arrêt plus exacte en équipant la plaque de compression 12 d'une butée destinée à venir en contact avec la filière, par exemple sous la forme de la sur-kO face conique 13 qu'on voit sur la figure 2. Lorsque la surface 13 72 08981 5 2130257 est en contact avec la filière, le plongeur 10 continue son mouvement de descente sans que la billette continue à être pressée dans la filière. XI se produit alors dans la chambre de compression 11 un accroissement de pression extrêmement perceptible et pour une certaine valeur de pression relativement élevée le dispositif 15 fonctionne et la pression cesse d'augmenter, par exemple par suite de l'arrêt des moteurs électriques qui entraînent les pompes d'alimentation du mécanisme hydraulique précité. 72 08981 6 2130257 REVENDICATIONS 1. Dispositif de fabrication d'un corps tubulaire (8) par extrusion hydrostatique d'une billette (7) traversée par un canal orienté dans la direction de l'extrusion, 5 le dispositif comprenant une chambre de compression cylindrique (l) à une extrémité de laquelle est introduite une filière (2) destinée à la mise en forme de la surface extérieure limitant le corps tubulaire, un mandrin (6) mettant en forme la surface intérieure limitant le corps, un fluide de compression trans-10 mettant à la billette la pression d'extrusion nécessaire et des moyens (9, 10, 11) comprimant ledit fluide de la façon nécessaire, le mandrin étant disposé dans ledit canal, caractérisé en ce que la surface de la section droite d'un partie du mandrin, qui doit être entourée par une partie de la billette au cours 15 du stade final de l'extrusion, est plus grande que la surface de la section droite du restant du mandrin. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie du mandrin comprend au moins une surface sensiblement conique. 20 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un dispositif indicateur, comportant une entrée et une sortie, est monté de manière à détecter à son entrée une valeur proportionnelle à la pression dudit fluide, de sorte que lorsque l'introduction de la partie 25 la plus large du mandrin dans la filière provoque un certain accroissement de pression dans ledit agent de compression, le dispositif émet un signal destiné à arrêter l'extrusion. k. Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une plaque de compression ( 12) 30 qui est disposée à une extrémité de la billette comporte des butées destinées à porter contre une surface non calibrée de la filière et à provoquer, de ce fait, un accroissement de la pression d'extrusion qui rend inactifs les moyens de compression (9, 10)„