Brevet FR2208733A1 — publié le 19740628

Les fils métalliques de section circulaires ou polygonales obtenus par laminage ou filage pour les ébauches sont généralement l'objet avant d'être livrés à l'utilisation d'une ou plusieurs passes de tréfilage dans lé but de leur donner une précision de dimensions et une dureté supérieure à celle qu'ils ont à l'état recuit . Cette ausmentation de dureté est obtenue par allongement et compression en passant par une succession de filières de diamètre décroissant . le procédé nécessite un appareillage important, très précis et onéreux Un autre procédé d'écrouissage , par torsion d'un fil en hélice selon son axe , permet,une augmentation de charge admissible à l'allongement et à la rupture , fonction du pas de l'hélice et ce dans des limites imposées par la qualité du métal traité .Un tel procédé ne peut entre utilisé que sur uné longueur limitée e Dans les donaines d'utilisation ou l'état de surface et la précision des cotes admettent des tolérances larges , tels que armatures de béton , ressorts d'ameublement t tendeurs de clotures , transports d'énergie t fils de câblerie, suspendeurs divers et autres, la torsion donne de bons résultats pour autant qu'elle soit réalisée à grande vitesse et en continu La présente invention a pour objet un procédé d'écrouissage en continu de fils métalliques qui oonsiste essen- tiellement à appliquer en continu à ces fils une double torsion de sens inverse , chacune des torsions successives apportant au métal traité une déformation permanente .L'expérience a prouvé que deux déformations permanentes de sens contraire ne s'annulent pas mais au contraire se superposent et s'addditionnent t le phénomène est comparable à la rupture d'un fil par pliage alterné, causée par l'écrouissage da à l'allongement des fibres extérieures , écrouissage qui durcit le fil jusqu'à ce que les charges d'allongement et de rupture soient équivalentes Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre de diverses façons e I1 peut,avantageusement, entre mis en oeuvre de la façon suivante Le fil métallique à traiter - tel que par exemple fil pour armatures à béton, en acier doux ou extra-doux qui progresse dans une direction et sous une vitesse déterminée amené, par tout moyen quelconque convenable, à former une anse à laquelle on confère une rotation, dans un plan perpen diculaire à celui du fil . On communique ainsi au fil, dans deux portions déterminées du fil situées de part et d'autre du plan contenant le sommet de l'anse , une torsion de sens contraire. L'importance de l'écrouissage est, conformément au procédé de l'invention , fonction du " pas de torsadage ce pas étant réglable par action sur la vitesse de progression du fil et sur la vitesse du mouvement de rotation conférée à l'anse formée par le fil Le procédé suivant l'invention peut être réalisé au moyen de tout appareil , ou installation quelconque convehable . Il l'est , avantageusement , à l'aide d'une machine qui fait également partie de l'invention et dont on a décrit ciaprès une forme de réalisation , ceci uniquement à titre d'exemple , nullement limitatif Au cours de cette description , on se réfère au dessin ci-joint qui montre Fig.1 une vue en perspective de la machine , fig.2 , un schéma explicatif des phénomènes de torsion appliquées au fil pendant son traitement par la machine . Comme on le voit sur la Fig.1 , le fil de section ronde ou polygonale 1 est pris soit à la sortie du laminoir ou du filage 2, non représentés , ou sur un dévidoir 3 . Dans le premier cas-prise du fil en sortie de laminoir ou de filageun compensateur à boucle permet de régler par palpeur 4 la vitesse de défilement de l'ensemble d'derouissage en szn- chronisme avec celle de sortie du fil . Le fil 1 est introduit dans la machine en passant entre les galets 5, 6 et 7 commandés en rotation à la vitesse voulue , en cas de prise du fil sur le dévidoir 3, ou la vitesse déterminée par le cùmpensateur 4 en cas de prise au laminoir ou au filage 2 .Les valets 5 6 et 7 présentent des gorges destinées à guider convenablement le fil en épousant son profil ; dans le cas de fil pour béton ils peuvent Etre cannelés ou striés afin d'augmenter l'adhérence recherchée pour cet usage particulier. Sortant des galets 5 et 7 le fil I est engagé dans une cage 8 tournant autour d'un axe figuré en X Y sur la fig.2 . Dans cette cage le fil 1 est déformé , amené à former une anse au moyen de galets fous 10 et 11 ou 9a , ?Oa et lia ; la disposition symétrique de ces deux jeux de galets ayant pour seule raison l'équilibrage de l'ensem- ble tournant 8 .En sortie de cage tournante 8 le fil 1 est tiré par un jeu de trois galets 12, 13 et 14 de sortie , les deux premiers règlables et le troisième fixe à gorge lisse , ou non par exemple cannelée ou striée Pour assurer un bon entrainement sans patinage les galets 6, 7 , 12 et 13 sont montés règlables en pression . Så le Jeu d'entrée 5, 6 ,7 est cannelé ou strié le jeu de sortie 12, 13, 14 est à gorges lisses et assure le calibrage du fil écroui en écrasant les bavures éventuelles doles aux cannelures ou aux stries . Mais il peut entre avantageux que ce soit les galets de sortie qui portent les stries Au sortir du jeu de galets 12, 13, 14 un redresseur à galets 15 redresse le fil cintré au passage dans la machine .Le fil peut alors soit entre rebobiné sur un tambour chasse fil ordinaire , ou sur un dispositif à trancannage en bobines standard ou auto déroulantes pour utilisation en continu ( non représenté ) , ou passer dans un dispositif de coupe à longueur à cisaille volante 16, pour Btre conditionné en barres droites La variation de la vitesse du fil est réalisée au moyen d'un moteur pilote 17 couplé à un motoréducteur 18 variable de commande générale La pression appliquée au fil par les jeux de galets d'entrée et de sortie est réglée au moyen de volants respectivement 19 et 20 . La rotation de la cage 8 est réglable sous l'effet d'un variateur 21 Le schéma de la Fiv.2 montre et explique le phénomène de double torsion de sens inverse conférée au fil dans la machine Le fil étant arrêté , la rotation de la cage 8 détermine la formation d'une anse A qui tourne , dans le cas de la Fig.2 , dans le sens de la flèche F . On obtient en une torsion à gauche et en une torsion à droite , phénomène analogue à celui de la corde torsadée pour tendeur de scie à bois Les Jeux de galets 5,6,7 et 12,13,14 déterminent un plan selon lequel le fil , du fait de sa courbe en équerre , est immobiliséle plan du fil dans les galets 9, 10 , 11 est tournant et le fil avance d'une longueur déterminée par tour de cage 8 .Il est donc successivement torsadé à gauche eno( , stable enJt et torsadé à'droite en p et est d'une même quantité de tours , la torsade L'importance de l'écrouissage est fonction du pas de torsadage , ce pas étant réglable par le variateur 21 par rapport à la vitesse de défilement du fil, elle-meme règlable par le motovariateur 18 de commande générale L'exemple chiffré suivant permet une meilleure compréhension du phénomène produit par le procédé dans la machine considérée J u fil d'acier de 10 mm de diamètre doit être porté de 40 kg de résistance à la rupture à 50 kg . On sait par expérience qu'il faut lui faire subir une torsion double de 1 tour sur 100 mm. Les galets 5, 6 , 7, 12 , 13 , 14 ont une longueur développée à fond de gorge de 500 mm , la longueur est de 600 mm. Le fil est amorcé sans rotation de la cage 8 jusqu'au dresseur 15 . On fait tourner la cage 8 de 6 tours dans le sens de la flèche F afin de torsader les portions vA ét > du fil puis après réglage donnant 5 tours de cage 8 pour 1 tour des galets 5, 6, 7, 12, 13, 14 on met en marche l'ensemble lentement . Après élimination de l'amorce , on engage le fil écroui , dans l'exemple traité , dans la cisaille 16 et on passe sur la vitesse normale qui est uniquement fonction de la solidité de la machine et de la force motrice disponible .Dans cet exemple si la cage 8 tournerà 500 tours/mn le fil passe à 50 mètres /mn . Le réglage des différents facteurs influant sur le procédé est réalisé comme dit plus haut par action sur les reducteurs 17 et 21 La m & e machine peut, en changeant les galets, traiter différents diamètres de fil à différents pas ou à différentes vitesses, ceci n'étant qu'une question d'agencements avantageux des commandes mécaniques synchronisées il est à remarquer que la torsion d'un fil sur lui-même ayant pour effet de diminuer sa longueur , à l'écrouis- sage par torsion s'ajoute un léger écrouissage par allongement mais pratiquement pas de modification de dimensions de section. De plus, le procédé suivant l'invention a l'avantage de décalaminer le fil élaboré à chaud sans intervention chimique ou abrasive . Bien entendu , l'invention peut donner lieu à de nombreuses variantes sans pour autant sortir de son cadre. REVEiDICATIONS 1 . Procédé pour l'écrouissage en continu de fils métallique de diamètre et de forme en section quelconque , qui consiste essentiellement à appliquer en continu à ces fils une double torsion de sens inverse , chacune des torsions successives apportant au métal traité une déformation permanente 2 . Procédé suivant 1) dans lequel le fil , progressant dans une direction et sous une vitesse déterminée est amené par tout moyen quelconque convenable , à former une anse à laquelle on confère une rotation dans un plan perpendiculaire à celui du fil, gracie à quoi l'on confère au fil, dans deux portions situées de part et d'autre du plan contenant le sommet de l'anse , une torsion de sens contraire 3 .Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le pas de la torsion conférée au fil est fonction de la vitesse de progression du fil et/ou de la vitesse de rotation de l'anse présentée par le fil 4 . Machine pour la réalisation du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , qui comporte une cage dans laquelle le fil est introduit , qui est animée d'un mouvement de rotation dans un plan perpendiculaire au sens de progression du fil et qui est munie de moyens permettant d'appliquer au fil, en continu dans la machine , une double torsion de sens inverse 5 . Machine suivant la revendication 4 dans laquelle la cage comporte des moyens , tels que Jeu de galets entre lesquels passe le fil à traiter , en vue de la formation d'une anse 6 .Machine suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, comportant , en amont et en aval de la cage , un Jeu de galets X ou l'équivalent , disposés de façon à permettre le maintien dans un plan d'un fil défilant en continu pendant son traitement dans la machine , l'un au moins de ces galets dans chaque jeu étant en position réglable pour faire varier la pression appliquée au fil pendant son passage dans le jeu de galets considéré. 7 . Machine suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6 dans laquelle les jeux de galets d'entrée et de sortie suivant 6 sont à gorge lisse , ou non , par exemple cannelée ou striée 8 . Machine suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7 couplée à un laminoir ou à un tréfilage , qui comporte des moyens, tels que compensateur à boucle , destinés à régler la vitesse de défilement du fil dans la machine en synchronisme avec la vitesse de sortir du fil de laminoir ou de tréfilage 9 . Machine suivant l'une quelconque des revendications 4) à 9) qui comporte des moyens pour piloter la variation de la vitesse du fil et des moyens pour piloter la vitesse de rotation de la cage , les différents moyens étant couplés les uns aux autres par tout moyen quelconque convenable 10 . Machine suivant l'une quelconque des revendications 4 à 9 , comportant des moyens destinés à redresser le fil sortant de la machine Il . À titre de nouveaux produits industriels , les fils métal- liques obtenus conformément au procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 . 12 . Titre de nouveaux produits industriels , les fils métalliques traités au moyen d'une machine suivant l'une quelconque des revendications 4 à 10