Brevet FR2442674A1 — publié le 19800627

L'invention concerne un procédé de réduction de tubes sur un mandrin fixe au moyen de cylindres cannelés montés de manière à pouvoir tourner dans une cage à vaet-vient et qui libèrent le tube au moins avant que le point mort de sortie ne soit atteint, c'est-à-dire avant la fin de la course d'aller qui va de l'extrémité la plus épaisse à l'extrémité la plus mince du mandrin, le tube étant poussé en avant et mis en rotation pendant cette libération qui est disponible comme temps de manoeuvre, les cylindres cannelés subissant une rotation de plus de 330 pendant la course d'aller comme pendant la course de retour. Un procédé de ce genre est décrit dans la demande de brevet allemande 2 329 526. Le procédé connu a pour but de tirer parti le plus possible de la longueur de la cannelure de travail des cylindres cannelés et de disposer d'un te-ps suffisant pour un mouvement de manoeuvre non seulement à l'entrée mais encore à la sortie. Pour obtenir le te pus nécessaire au monvoient de manoeuvre à la sortie, on fait pénétrer le tube laminé dans le tronçon de cannelure d'entrée. D'autre part, par la demande de brevet allemande 1 602 036, il est connu, dans un laminoir à froid à pas de pèlerin à course courte comportant des outils en forme de cannelures à mâchoires, de provoquer le mouvement d'avancement axial du tube pendant que les cylindres ont libéré le tube près de son extrémité la plus mince. il est alors avantageux de faire tourner le tube en mSoe tests qu'on le fait avancer axialement L'économie maximale possible doit être réalisée, ainsi qu'il est indiqué aussi dans la demande de brevet allemande 2 329 526 déJà citée, lorsqu'on fait en sorte que les cylindres libèrent le tube aux deux extrémités de leur parcours et qu'aussi bien au point mort d'entrée qu'au point mort de sortie, le tube subit un mouvement d'avancement axial et une rotation.Il est dit que l'on peut ainsi doubler approximativexent la vitesse de fabrication. On a ainsi l'impression que l'augmentation de rende ment permise par la demande de brevet allemande 1 602 036 déjà citée a été exploitée, par l'application à un lami- noir à froid à pas de pèlerin à cannelure annulaire conçu selon la demande de brevet allemande 2 329 526 déjà citée, dans une mesure telle qu'il ne reste plus de possibilités d'augienter encore le rendement. C'est pourquoi le problème abordé par l'invention est d'obtenir une augmentation du rendement en raccourcissant les temps de manoeuvre. Toutefois, il fallait tenir copte du fait que les temps de oanoeuore sont fonction de la vitesse de fonctionnement du dispositif d'avancement et de rotation et aussi de l'inertie des masses à mouvoir. Par conséquent, avec un temps de manoeuvre ainsi fixé, il faut faire en sorte que le tabe soit libéré pendant an temps correspondant par les cylindres. Cette libération s'exprime par l'angle de torsion correspondant, appelé angle de manoeuvre des cylindres cannelés, qui doit entre d'autant plus grand que le laminoir à froid à pas de pèlerin fonctionne plus rapidement ainsi, dans un laminoir à froid à pas de pèlerin à fonctionnement rapide, avec compensation de couples et de masses, un autre problème qui se pose dans cet ordre d'idées est de réaliser de façon optimale une longueur aussi grande que possible de la cannelure de travail, comme on vise à le faire dans la demande de brevet allemande 2 329 326 déjà citée. Ce problème est résolu selon l'invention, pour les laminoir à froid à pas de pèlerin à fonctionnement lent aussi bien que rapide, par un procédé caractérisé en ce qu'au voisinage du point mort d'entrée, atteint à la fin de la course de retour qui va de l'extrémité la plus mince à l'extrémité la plus épaisse du mandrin, les cylindres cannelés libèrent le tube tout au plus pendant te temps court, 'est-à-dire pendant un temps d'entrée qui est notablement plus court que le temps de manoeuvre.Un mode d'exécution qui assure surtout une exécution optimale pour les laminoirs à froid à pas de pèlerin à fonctionnement rapide est caractérisé en ce que de manière en elle mSme connue, on ne fait ni avancer ni tourner le tube pendant le temps d'entrée L'invention assure un raccourcissement notable des temps de libération du tube en raccourcissant appréciable ment la libération du tube du coté de l'entrée, qui peut même être complètement supprimée dans des cas lims. Ainsi, gracie à l'invention, il devient même possible, dans ce cas limite, de tirer parti, pour la réduction, de toute la longueur utilisable de la cannelure de travail d'un cylindre annulaire Cette longueur totale de travail utilisable doit toujours dtre inférieure à 360 car, pour l'entrée du tube à réduire, on utilise toujours un tronçon d'entrée correspondant. Toutefois, il est très surprenant que l'invention permette d'arriver au succès, étant donné que l'on renonce complètement à un avancement à 1'entrée Pourtant, on a pu constater en fait que l'on peut maintenant opérer avec une plus grande vitesse d'avancement étant donné que pendant la course de retour, donc après l'avancement, une partie seulement du travail total de déformation est effectuée.On a même constaté que, grâce à l'avancement et à la rotation au point mort de sortie, dans les laminoirs à froid à pas de pèlerin à longue course à fonctionnement rapide, la déformation se répartit de façon inattendue entre courses d'aller et de retour Dans des essais de laminage correspondants, on a démontré que 60% de la déformation totale s'effectue à la course d'aller (mouve- ment de la cage dans le sens de laminage) et 4 o à la course de retour (mouvement de la cage à l'envers du sens de laminage). Du fait que la déformation totale se répartit dans une mesure si importante entre les courses d'aller et de retour, on comprend que l'avancement ou l'étirage, et donc le rendement du laminoir, sont nota blement accrus. Un antre avantage du procédé selon l'invention, en particulier dans le laminage de loupes de cuivre trbs lourdes, par exemple de 500 kg, réside dans le fait que les forces d'accélération et de décélération dans la direction longitudinale des tubes extramement longs sont notablement réduites. Le procédé selon l'invention est avantageux aussi à n antre point de vue. Dans le procédé classique où le mouvement de manoeuvre s'effectue aa point mort d'entrée, la cage possède au début de la déformation, sur la longueur de la course d'aller, une vitesse notable par suite de laquelle le processus de laminage s'amorce lors de l'avan- cement par un choc qui engendre un bruit désagréable et cause aussi des pointes de charge pour les outils de laminage, la cage et la transmission. Dans le procédé selon l1invention, ce choc est notablement atténué étant donné que le processus de déformation commence à une très petite vitesse de la cage. Ces avantages ne peuvent pas être obtenus dans des laminoirs à course courte (demande de brevet allemande 1 602 036 déjà citée) das lesquels la course de la cage ne correspond qu'à un développement des cylindres nota blement inférieur à 360 , même si l'on effectue la rota- tion et l'avancement à la sortie seulement0 In effet, il se produit des difficultés dues à la petite longueur de la cannelure de travail (environ 1600 de développement des cylindres) parce que la raideur que présentent par consé- quent le développement des cannelures et le mandrin donne lieu à des forces longitudinales à l'envers du sens de laminage, ce qui rend difficile un processus de laminage satisfaisant. Bien entendu, l'application du procédé ou de l'appareil selon l'invention suppose que les outils soient harmonisés entre eux, donc que le mandrin aussi soit allongé conformément au développement de la cannelure de travail. il en résulte obligatoirement une raideur d'autant moindre de la cannelure, ce qui fait que les composantes horizontales de la force de laminage sont maintenues si petites qu'elles ne peuvent pas causer de perturbations du processus de laminage. On expliquera maintenant davantage l'invention à propos des dessins annexés sur lesquels s La figure 1 montre en coupe une paire de cylindres à cannelure annulaire La figure 2 montre le développement des cylindres, divié en tronçons La figure 3 montre le développement des cylindres, divisé par angles de rotation La figure 4 montre une paire de cylindres à cannelures annulaires et un tube au début de la course d'aller t La figare 5 représente les cylindres et le tube à la fin de la course de retour La figure 6 montre le développement des cylindres, divisé en tronçons La figure 7 montre le développement des cylindres, divisé par angles de rotation La figure 8 est un laminoir à pas de pèlerin t La figure 9 montre la cannelure annulaire, divisée conformément aux figures 6 et 7 3 Les figures 10 et 11 montrent la comparaison de l'4tat de chose classique et de celui qui est spécifique de l'invention. La paire de cylindres cannelés de la figure 1 comprend deux cylindres cannelés 1, 1' fixés sur des arbres correspondants 2, 2'. Les entailles de cannelure 3, 3' des deux cylindres cannelés, sous la forme de cannelures annulaires, ont un calibrage correspondant. Pendant une course de laminage, les cylindres 1 1' se meuvent vers la droite en partant de la position de point mort d'entrée représentée par la figurelJusquau point mort de sortie représenté par les figures 2 et 3. Au point VE, la cannelure entre en contact avec le tube, monté sur un mandrin conique et éventuellement déjà déformé partiellement et elle fournit pendant la course de travail hv le travail de déformation correspondant, qui est achevé au point VA. Les cylindres continuent alors de tourner dans la mesure de la course de manoeuvre de sortie a, Jusqutau point mort de sortie AT. Pendant la course de manoeuvre de sortie a, le tube à réduire subit une rotation et un certain avancement. Relativement à la course de manoeuvre de sortie a, la course de manoeuvre d'entrée, c'est-à-dire la distance e du point mort d'entrée ET au point VE, est très petite. Sur la figure 3, on a porté les angles de rotation déterminants, correspondant à la figure 2. Ainsi, la course de travail, c'est-à-dire le processus de déforma- tion proprement dit sont ici terminés, à une rotation de 260 des cylindres et jusqu'à ce que le point mort de sortie soit atteint, à un angle de rotation de 340 , on dispose encore d'un angle de rotation de 80 pour la manoeuvre. Pour une explication complémentaire, on a représenté sur la figure 8 n laminoir à froid à pas de pèlerin comportant une cage à va-et-vient 4 contenant les deux cylindres cannelés 1 1' et reliée, par l'intermédiaire d'une bielle 3, à n mécanisme à manivelle 7 dont le rayon de manivelle est indiqué par n cercle 6. Au mécanisme à manivelle 7 font suite les masses compensatrices suppl4- dentaires 8 et 9 servant à équilibrer les couples et les masses.La masse compensatrice 8 sert à équilibrer les forces d'inertie , tandis que la masse compensatrice 9, reliée au mécanisme à manivelle par une bielle 16, sert à équilibrer le couple. L'entratnerent du mécanisme à manivelle 7 est assuré par n moteur d'entraînement 9 qui est relié par une transmission à corroie 10 an mécanisme à manivelle ou à un disque d'entratnement de celui-ci. Sur la figure 8, on a indiqué la course totale H de la cage 4. Les figures 4 à 7 montrent un autre exemple d'exé- cution de l'invention c'est-à-dire un exemple dans lequel l'angle de rotation du cylindre cannelé 1, 1' est de 410 pendant une course simple. Les figures 4 et 3 montrent en outre une partie d'un tube à réduire 12. Dans ce tube se trouve un mandrin conique dont la base 13 située vers 11 entrée cotacide avec le point VE de la figure 6. Les figures 6 et 7 montrent nettement aussi que l'on dispose d'une course de travail très longue hv. La figure 9 montre un cylindre à cannelure annulaire 1 muni d'un tronçon de cannelure d'entrée qui va pratiquement du point VA au point mort d'entrée ET. Dans le tronçon de cannelure d1entrée, le fond de la cannelure présente une allure pratiquement rectiligne et, dans cette région, il est indiqué par le tronçon 17. Le tronçon 17 est situé dans un plan parallèle à l'axe des cylindres et à son extrémité qui est le point mort d'entrée BT, il coupe perpendiculairement une droite 16 qui coupe perpendiculairement ce plan et l'axe des cylindres. Au delà du point mort d'entrée ET, relativement au tronçon d'entrée, le fond de la cannelure rejoint le tronçon de cannelure de travail qui fait le tour de l'axe des cylindres suivant une courbe de rayon croissant graduellement. L'angle entre le point mort d'entrée et le début de la déformation, du côté d1entrée, qui est l'angle au centre &alpha;, est inférieur à 15 . Pendant une course de travail, le cylindre cannelé 1 tourne de cet angle au centre o( en partant du point mort d'entrée ET et au point VE, il entre en contact avec le tube à déformer. Ce contact se naintient pendant toute la course de travail, à savoir pendant environ 3220 de rotation, jusqu'à ce qu'au point VA qui est l'extrémité de la déformation, la partie déjà déformée et finie du tube pénètre dans le tronçon de cannelure d'entrée. Une fois que le tube fini a pénétré dans le tronçon de cannelure d'entrée, le cylindre cannelé continue de tourner à raison de la course de manoeuvre de sortie a, de 800, jusqu'à ce qu'au point mort de sortie HT, il s'arrate Alors, le tube fini a aussi pénétré dans le début de la cannelure de travail, c'est-à-dire dans la première partie de la course de travail hv. Ainsi, on dispose d'un temps suffisant pour la manoeuvre, c 'est-à-dire pour la rotation et l'avancement du tube, car on peut effectuer la manoeuvre aussitXt que le point VA est quitté et jusqu'au moment où le point VA est à nouveau atteint sur la course de retour.Ainsi, on dispose à peu près d'un angle de rotation de 1600 pour la manoeuvre. il se produit une certaine diminution relativement à la double course de manoeuvre a, étant donné que le débit de la déformation intervient naturellement un peu plus tôt à cause de l'avancement du tube, conformément à l'avancement choisi dans le cas d'espèce. Les figures 10 et 11 représentent les conditions de laminage qui se produisent pendant la course de retour, c'est-à-dire sor le parcours du point mort de sortie ÂT au point mort d'entrée BT. La figure 10 montre les conditions qui se produisent dans la technique antérieure, c'est-à-dire les conditions de laminage qtli se présentent lorsquton n'effectue pas d'avancement au point mort de sortie. En flèche 13 indique le sens de rotation di cylindre cannelé i; l'outil intérieur ou mandrin conique 14 n'est représenté que partiellement.Le mouvement de la cage non représenté, appelé v , est indiqué par une floche correspondante. s l'intérieur de la zone de déforration ld se produit la pression de laminage 3?r que l'on peut décomposer en une composante verticale P et une v composante horizontale La figure 11, à la différence de la figure 10, montre que,lors de l'avancement au point mort de sortie, la pression de laminage P et donc aussi ses composantes P et P augmentent et que la zone de déformation ld v h devient plus large.Cela a'est pas encore un effet sur- prenant mais cela résulte seulement de l'avancement au point mort de sortie, qui conduit à un interstice 18 entre le tube 12 et le mandrin 14. Toutefois, également en arrière de la zone de déformation ld, le tube s'écarte à nouveau du mandrin 14 en formant un interstice 19. Ainsi, pendant que la cage de laminoir avec les cylindres cannelés 1 se meut à l'envers du sens de laminage, la "trom- pette" de tube poussée en avant au point mort de sortie, c'est-à-dire la partie comprise entre le tube fini et la partie qui doit encore être déformée, est poussée locale- ment sur le mandrin 14. Toutefois, par suite de lrallon- gemment, la trompette se détache à nouveau en arrière de la longueur poussée sous les cylindres et se rétrécit ainsi. A l'extrémité de la course de retour, on obtient une trompette détachée de façon notable du mandrin de sorte que,lors de la course d'aller de la cage, même sans avancement au point mort d'entrée, on réalise une part notable et ndme le plus souvent la majeure partie de la déformation globale. Lorsqu'on parle dans la description d'un mandrin conique, il faut entendre par là, de façon générale, un mandrin qui stamincit REVENDICATIONS 1.- Procédé de réduction de tubes sur un mandrin fixe au moyen de cylindres cannelés montés de manière à pouvoir tourner dans une cage à va-et-vient et qui libèrent le tube au moins avant que le point mort de sortie ne soit atteint, c'est-à-dire avant la fin de la course d'aller qui va de l'extrémité la plus épaisse à l'extrémité la plus mince du mandrin, le tube étant poussé en avant et mis en rotation pendant cette libEra- tion qui est disponible comme temps de anoeuvret les cylindres cannelés subissant une rotation de plus de 330 pendant la course daller comme pendant la course de retour, procédé caractérisé en ce qu'au voisinage du point mort d'entrée, atteint à la fin de la course de retour qui va de l'extrémité la plus mince à l'extrémité la plusUpaiese du mandrin, les cylindres cannelés libèrent le tube tout an plus pendant un temps court, c'est-à-dire pendant un temps d'entrée qui est notablement plus court que le temps de manoeuvre. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, de manière en elle-sêre connue, on ne fait ni avancer ni tourner le tube pendant le temps d'entrée. 3.- Procédé selon la revendication 2, en particulier pour la fabrication de gaines de réacteur, caractérisé en ce que le temps d'entrée représente de 3 à O% du temps de manoeuvre 4.- Laminoir à froid à pas de pèlerin pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant une compensation de couples et de masses pour une cage qui va et vient entre le point mort d'entrée et le point mort de sortie et dans laquelle des cylindres cannelés annulatres sont montés de manière à pouvoir tourner, une coursé de cage dans laquelle la partie réduite du tube est libérée au point mort de sortie en pénétrant dans la partie d'entrée de la cannelure, un dispositif de rotation et d'avancement qui est en action pendant cette libération et un mandrin aminci fixe disposé entre les points morts d'entrée et de sortie, laminoir caractérisé en ce que la base du mandrin, du coté d'entrée, c'est-à-dire la transition entre son plus grand diamètre et la partie qui rétrécit, est séparée du point mort d'entrée par une distance notablement plus petite que la course résiduelle qu'exécute la cage, après la libération du tube du côté de la sortie, jusqu'à ce que le point mort de sortie soit atteint. 3.- Laminoir à froid à pas de pèlerin pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la distance entre la base du mandrin conique du coté d'entrée et le point mort d'entrée représente de 3 à o de la course qu'exécute la cage après la libération du tube du côté de la sortie, Jusqu'à ce que le point mort de sortie soit atteint. 6.- Cylindre cannelé annulaire pour laminoir à froid à pas de pèlerin selon l'une des revendications 4 et 3, présentant un tronçon de cannelure d'entrée et un tronçon de cannelure de travail, le fond pratiquement rectiligne de la cannelure dans le tronçon d'entrée étant situé dans un plan parallèle à l'aspe des cylindres, le tronçon d'entrée se terminant an point d'intersection d'une droite qui coupe perpendiculairement d'une part le fond de la cannelure et d'antre part l'axe des cylindres, au point mort d'entrée, le fond de la cannelure faisant suite au-delà du point mort d'entrée vu dn tronçon d'entrée dans le tronçon de cannelure de travail, à une courbe de rayon graduellement croissant autour de l'axe des cylindres, cylindre caractérisé en ce que l'angle au centre entre le point mort d'entrée et le début de la cannelure de travail est inférieur à 15e