Brevet FR2479037A1 — publié le 19811002

La présente invention concerne un laminoir oblique pour la fabrication de tubes sans soudure par étirage d'un corps creux entre au moins deux cylindres obliques disposés se- lon un plan, laminoir du type dans lequel chaque cylindre présente la forme générale d'untronc de cône et est disposé de manière que le plus grand diamètre du cylindre se trouve du côté de l'évacuation et que chaque cylindre soit basculé, d'une part de l'angle du déplacement par rapport à un plan comprenant l'axe du laminoir, et d'autre part, d'un angle d'écartement par rapport à un plan per- pendiculaire à ce dernier et qui passe de même par l'axe du laminoir, cet angle d'écartement correspondant sensi- blement à la moitié de l'angle aigu du tronc de cône, la surface conique desdits cylindres présentant, entre un cône d'alimentation et un cône d'évacuation, plusieurs bossages annulaires séparés par des parties en creux par rapport à la forme conique, et les cylindres coopèrant avec un outil intérieur introduit dans le corps creux. Lors de leurs fabrications, les tubes sans soudure sont souvent travaillés à l'aide d'un laminoir oblique en vue de leur perçage. En raison de la bonne uniformité de l'épaisseur de paroi donnée par les cylindres obliques, les corps creux élaborés sont de cette manière ou d'une autre, égalisés et ensuite étirés. Dans tous les cas, il s'agit, lors de la fabrication, de travail de finition sur un laminoir oblique, soit de tubes présentant un rapport épaisseur de paroi/diamètre supérieure à 1: 15, soit de produits intermédiaires à parois épaisses, qui sont étirés à l'aide d'autres dispositifs de travail tels qu'un laminoir à pas de pélerin, un laminoir continu ou un banc à percussion. Pour fabriquer des tubes sans soudure à parois minces, il est déjà connu d'étirer un corps creux par laminage répété donnant lieu éventuellement à de petits étirements à chaque passage ou à chaque cage de laminage, sur des laminoirs obliques éventuellement avec des épaulements de calibrage de l'épaisseur de la paroi de la conduite finie.& De tels procédés ne sont cependant pas utilisés dans -la pratique et ne permettent, nullement à cause des varia- tions de température,d'atteindre le but recherché (voir le brevet allemand n0 926541 et la demande allemande n0 1 960 328). La présente invention concerne un laminoir oblique permet- tant de réaliser de manière plus aisée, un tube sans sou- dure ayant un rapport épaisseur de paroi/diamètre inféri- eur à 1: 15. A cette fin selon l'invention, le laminoir oblique pour la fabrication de tubes sans soudure par étirage d'un corps creux entre deux ou plusieurs cylindres obliques copla- naires, chaque cylindre présentant la forme générale d'un tronc de cône et étant disposé de manière que le plus grand diamètre du cylindre se trouve du côté de l'évacua- tion et que chaque cylindre soit basculé, d'une part de l'angle du déplacement par rapport à un plan comprenant l'axe du laminoir, et d'autre part d'un angle d'écartement par rapport à un plan perpendiculaire à ce dernier et qui passe de même par l'axe du laminoir, cet angle d'écar- tement correspondant sensiblement à la moitié de l'angle -25 aigu du tronc de cône, la surface conique desdits cylin- dres présentant, entre un cône d'alimentation et un cône d'évacuation, plusieurs bossages annulaires séparés par des parties en creux par rapport à la forme conique, et les cylindres coopèrant avec un outil intérieur introduit dans le corps creux, caractérisé en ce que, à chaque axe sont prévus d'une part deux bossagespar rapport à la forme conique constitués d'épaulement dirigés du côté de l'alimentation du tube, et d'autre part, entre lesdits épaulements, une partie en creux annulaire avec un cône d'alimentation vers le second épaulement et en ce qu'on utilise un mandrin cylindrique. De préférence, l'augmentation de diamètre du second épau- lement par rapport au diamètre du premier épaulement, correspond à moins un tiers de l'augmentation de longueur recherchée du matériau à laminer au second épaulement. De manière avantageuse les hauteurs des épaulements se suivant l'un l'autre s'abaissent dans la direction d'ali- mentation et en particulier sont dans le rapport sensi- blement de 2: 1. Avantageusement, à chaque épaulement de chaque cylindre, est associé une surface lisse. En comparaison avec les publications antérieures concer- nant des dispositifs de ce type, les épaulements de cylin- dre selon l'invention sont sensiblement comparables aux surfaces divergentes, les épaulements étant connus en soi et étant constitués de surfaces adéquates, portant contre le tube incident, sous un angle d'environ 30 degrés par rapport à la normale à l'axe du tube, et d'une hauteur radiale d'environ 3 à 11 mm et avec des transitions aux surfaces voisines annulaires. De tels épaulements provoquent, sur une courte longueur, une grande déformation et engendrent un échauffement cor- respondant de la pièce usinée. De plus, seule une faible partie de la chaleur de la pièce usinée est reportée sur les cylindres et l'outil intérieur, car les deux épaule- ments se suivent alors de manière approchée. De cette façon, on effectue un traitement technologique avantageux des corps creux. En outre l'outillage mécani- que du laminoir est plus simple que celui des laminoirs connus, car on utilise un outil intérieur cylindrique, facilement réalisable et réglable selon son axe longitu- dinal ou apte à se mouvoir librement. Ceci permet d'évi- ter la dépense occasionnée par le réglage du mandrin par-; rapport aux cylindres et la mise au point ultérieure lors du laminage. Par rapport aux modes de réalisation connus par ailleurs, il s'ensuit deux déformations du tube en un passage, et espacées de si peu que l'influence réciproque des deux D zones de déformation rend possible la fabrication de tubes à parois minces. En comparaison des possibilités des techniques connues à ce jour, on peut obtenir une diminu- tion importante de l'épaisseur de la paroi, afin de réali- ser des tubes à parois minces conformes aux exigences de leur utilisation. L'alimentation des tubes guidés vers le premier épaulement ne présentait pas jusqu'ici de difficultés vu les épais- seurs usuelles des parois. Dès que le tube atteint le se- cond épaulement, une traction est exercée sur le matériau à laminer, par une ouverture de détente prévue entre les deux épaulements et par le plus grand diamètre du cylin- dre à l'aplomb du second épaulement, de manière à rendre possible une diminution supplémentaire de l'épaisseur de paroi et à empêcher le tube de prendre une forme non circulaire marquée, de se mettre entre les cylindres et de provoquer des incidents. Le dégagement d'un tube à paroi aussi minc-, qui, laminé selon les techniques connues, présenterait des risques supplémentaires d'incidents, se produit également selon l'invention de façon irréprochable, car le second épau- lement occasionne un beaucoup plus petit allongement, et par là une déformation plus. limitée du tube, que par la technique connue à l'aide d'un seul épaulement usuel et nécessaire. La hauteur du second épaulement est ainsi seulement égale à la moitié de la valeur de la hauteur de l'épaulement précédent. Dans le but d'obtenir une épaisseur de la paroi uniforme et le serrage ferme du tube entre le cylindre et le man- drin, on peut prévoir une surface de glissement prolon- geant chaque épaulement et conçue de manière à garder sen- siblement constante la distance séparant l'outil intérieur cylindrique et lesdites surfaces de glissement du cylindre. Dans l'ensemble, il est possible, grâce au dispositif selon l'invention, d'obtenir des tubes finis à paroi min- ce par un allongement plus grand à l'aide de laminoirs obliques. L'invention sera bien comprise à la lumière de la figure unique annexée, représentant un exemple d'application du cylindre selon l'invention dans un laminoir à étirement. Cette figure unique ne montre du laminoir oblique qi'un cy- lindre obliquer sanstourillons, ni palier,ni commande dans son agencement par rapport à l'axe du laminoir 2. Le laminoir oblique complet se compose d'au moins deux cylin- dres obliques 1 du type décrit et disposés dans un plan perpendiculaire à l'axe 2 du laminoir. L'axe 3 du cylindre oblique 1 est incliné par rapport à l'axe 2 du laminoir d'un angle 4. Ledit angle 4 a une valeur sensiblement égale à la moitié de l'angle de cône de la forme générale du cylindre oblique 1. L'axe 3 dudit cylindre oblique 1 est en outre incliné de l'angle de déplacement, indiqué par la flèche 5 de la figure. Le cylindre oblique 1 coopère avec un mandrin 6 cylindri- que et agencé entre les cylindres, qui est soit soutenu par une butée disposée du côté de l'alimentation ou de l'évacuation du laminoir, soit susceptible de se mouvoir librement avec le matériau à laminer à travers la fente de laminage. Ledit mandrin est apte à tourner autour de son axe longitudinal pendant le laminage en étant lié en translation le long dudit axe, ou soutenu par une butée en direction du cylindre, ou se mouvant vers celui-ci. Le corps creux 7 à étirer arrive de la gauche suivant la figure. Le tube fini 8 quitte le laminoir oblique par la droite. La forme générale du cylindre oblique est un cône tronqué, dont la surface d'enveloppe, comptée à partir du plus pe- tit diamètre, est constituée d'un premier cône d'introduc- tion 9, contre lequel se heurte le corps creux 7 en pre- mier lieu et guidant ledit corps creux vers le premier épaulement 10. En raison du mouvement hélicoidal du maté- riau à laminer, la surface d'enveloppe présente ensuite une surface lisse 11, o l'épaisseur de la paroi du maté- riau à laminer est égalisée. En outre, il se produit en plus de l'allongement, un accroissement du diamètre, qui est susceptible de s'expanser dans la zone annulaire de retrait 12 du cylindre oblique 1. Le matériau à laminer est ensuite pressé par un autre cône d'alimentation 13 contre le second épaulement 14, au moyen duquel est effectuée une seconde diminution de l'épaisseur de la paroi. Le second épaulement 14 est également suivi d'une surface lisse 15. La surface d'en- veloppe du cylindre oblique 1 se termine par un arrondi circulaire 16 usuel, qui n'a plus d'effet sur l'allonge- ment du tube, mais ne concerne au contraire que l'unifor- mité de la section droite du tube. En vue de la déformation du matériau à laminer, il est à remarquer que le matériau est retenu aux épaulements de telle manière que l'étirage au second épaulement 14 est accordé avec le surcroît de diamètre dudit second épaule- ment par rapport au premier épaulement 10. Le produit fini présente une paroi plus mince que celles que l'on peut obtenir à l'aide de laminoirs obliques connus, et répond aux hautes exigences de qualité requises jusqu'à présent. Par rapport à la pratique ayant cours jusqu'à présent, on peut économiser une étape de traitement pour la même finition. 8 2479037 REVENDICATIONS 1 - Laminoir oblique pour la fabrication de tubes sans soudure par étirage d'un corps creux entre deux ou plusieurs cylindres obliques coplanaires, chaque cy- lindre présentant la forme générale d'un tronc de cône et étant disposé de manière que le plus grand diamètre du cylindre se trouve du côté de l'évacuation et que chaque cylindre soit basculé, d'une part de l'angle de déplacement par rapport à un plan comprenant l'axe du laminoir, et d'autre part d'un angle d'écartement par rapport à un plan perpendiculaire à ce dernier et qui passe de même par l'axe du laminoir, cet angle d'écartement correspondant sensiblement à la moitié de l'angle aigu du tronc de cône, la surface conique des dits cylindres présentant, entre un cône d'alimenta- tion et un cône d'évacuation, plusieurs bossages an- nulaires séparés par des parties en creux par rapport à la forme conique, et les cylindres coopèrant avec un outil intérieur introduit dans le corps creux, caractérisé en ce que, à chaque axe sont prévus d'une part deux bossages par rapport à la forme conique constitués d'épaulement (10 et 14) dirigés du côté de l'alimentation du tube, et d'autre part, entre lesdits épaulements, une partie en creux '(12) annulaire avec un cône d'alimentation (13) vers le second épaulement, et en ce qu'on utilise un mandrin cylindrique (6). 2 - Laminoir oblique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'augmentation de diamètre du second épaule- ment (14) par rapport au diamètre du premier épaule- ment (10), correspond à moins un tiers de l'augmenta- tion de longueur recherchée du matériau à laminer au second épaulement (14). 3 - Laminoir oblique selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les hauteurs des épaulements (10, 14) se suivant l'un l'autre s'abaissent dans la direction d'alimentation et en particulier sont dans le rapport sensiblement de 2: 1. 4 - Laminoir oblique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, à chaque épaulement (10,14) de chaque cylindre, est associé une surface lisse (11,15).