Brevet FR2522996A1 — publié le 19830916

La présente invention concerne le domaine de la métallurgie et a notamment pour objet un train d'étirage de tubes sur mandrin long. Il est le plus avantageux d'appliquer la présente invention à l'étirage à froid de tubes à parois minces en métaux non ferreux. Il est également avantageux d'utiliser l'invention pour l'étirage de tubes à parois d'épaisseur moyenne, y compris de tubes en acier, en bronze et en d'autres alliages. A l'heure actuelle, on a déterminé, au cours de l'utilisation des trains continus à étirer, les exigences principales auxqueISs doit satisfaire un train à étirer pour qu'il puisse atteindre son rendement maximal. En bref, ces exigences peuvent être formulées comme suit - possiblité d'étirer les tubes sur un long mandrin permettant d'obtenir de grands étirages en une seule passe et des parois minces - possibilité de réaliser simultanément l'étirage et le galetage du tube pour l'extraction ultérieure du mandrin du tube -augmentation maximale possible du temps utile de la machine, c'est-à-dire, réduction des pauses et des temps morts du train d'étirage. Les tentatives visant à créer un train à étirer les tubes sur mandrin long d'un haut rendement ont abouti à la création d'un train d'étirage comportant une filière et un mandrin monté en amont de celle-ci sur unchariot mobile commandé (cf., par exemple, le livre de Pertsikov Z.I. et autres,"Trains modernes d'étirage de tubes et de barres en URSS et à 1 'étranger "NIIINFORMTYAZHMASH n01-73-52,pages 2 à 24). Dans ce train d'étirage, l'ébauche préparée pour l'étirage est avancée conjointement avec le mandrin engagé à l'intérieur de celle-ci, par un chariot commandé qui revient à sa position initiale après l'étirage. Pendant le rappel du chariot, l'étirage ne se produit pas, ce qui diminue notablement le rendement du train.De plus, la périodicité du processus résultant de la nécessité d'accélérer et de freiner les chariots de traction limite la vitesse d'étirage de tels trains. Le processus continu d'étirage est assuré dans un autre train à étirer connu (cf., par exemple, le certificat d'auteur soviétique nO 104401, D 21c 1/16, 1955) comportant une filière et deux transporteurs montés en amont de celle-ci, disposés des deux côtés de ltaxe d'étirage et exécutés sous forme de chaines sans fin munies de commandes et portant des éléments de serrage. Toutefois, il est impossible de réaliser l'étirage d'une ébauche sur mandrin long à l'aide de ce train à étirer car a) la poussée d'avance de l'ébauche à travers la filière est directement proportionnelle à l'effort de serrage de I'ébauche par les éléments de serrage des channes et dépend du coefficient de frottement. C'est pourquoi la valeur absolue de l'effort de serrage d'une ébauche doit être de 5 à 10 fois supérieure à l'effort d'étirage (poussée d'avance); b) dans le cas d'étirage d'une ébauche sur un mandrin,le métal de 1 'ébauche se déplace suivant le mandrin dans le sens inverse de son déplacement. Il s'ensuit que pour l'étirage il est nécessaire de surmonter des forces de frottement notables engendrées entre les éléments de serrage et l'ébauche, ce qui complique le processus et le rend pratiquement irréalisable. Pour cette raison, l'étirage sur mandrin long à l'aide de trains d'étirage comprenant deux chaines munies de commandes est impossible. En tentant d'appliquer l'idée de deux channes sans fin pour l'étirage de tubes surmandrin long, les auteurs d'une autre invention ont proposé un train à étirer comprenant une filière et deux paires de transporteurs parallèles montés de chaque côté de la filière, exécutés sous forme de chaînes sans fin munies de commandes, portant des éléments de serrage (cf., par exemple, le certificat d'auteur URSS cl. B 21c 3/16, 1965). Selon l'idée des auteurs, une paire de transporteurs montée en amont de la filière doit pousser l'ébauche serréepar les éléments de serrage des channes dans la filière, tandis quela deuxième paire de transporteurs montée en aval de la filière doit tirer l'ébauche conjointement avec le mandrin. Toutefois, comme on vient de le mentionner, l'ébauche façonnée dans ce train à étirer se déplace au cours de l'étirage par rapport au mandrin, alors que l'effort de serrage empoche son mouvement. Un autre inconvénient de ce train à étirer réside dans le fait que les commande des transporteurs sont compliquées et que la longueur du train est trop grande. Cet inconvénien est db essentiellement à ce que les deux paires de transporteurs montées des deux côtés de la filière déplacent dans un mêmesens le mandrin et l'ébauche à des vitesses différentes. En conséquence, il faut synchroniser strictement les vitesses de leurs commandes.Tout écart relativemen au rapport requis des vitesse n'entrain pas une augementation de l'étirage, mais une diminution de celui-ci car 1 'une des paires de transporteurs freine la deuxième paire de transporteurs.4 On s'est donc proposé de mettre au point un train continu pour l'étirage de tubes sur mandrin long, dans lequel le déplacement de l'ébauche conjointement avec le mandrin à travers une filière serait effectué indépendamment de la prise de l'ébauche par les élements de serrage s'appliquant sur sa surface extérieure, ce qui permet, à son tour, d'augmenter le taux d'étirage en une passe tout en réduisant le temps mort lors de l'engagement des ébauches suivantes dans la filière. Ce problème est résolu à l'aide d'un train continu pour 1 'étirage de tubes sur mandrin long, comprenant une filière et deux transporteurs parallèles montés en amont de la filière et portant des éléments de serrage disposés des deux côtés de l'axe étirage, au moins l'un deux étant exécuté sous forme d'un transporteur à -chaine muni d'une commande, caractérisé, selon l'invention, en ce que le transporteur à channe muni d'une commande est équipé d'au moins une butée montée dans l'un des maisons de la chaine et de manière à pouvoir être déplacée perpendiculairement à l'axe d 'étirage. Ceci permet d'effectuer un avancement pratiquement continu des ébauches dans le train, car la distance entre les mandrins engagés dans les ébauches et avancés dans le train à étirer un par un peut oestre sensiblement égale à la dimension de la butée mesurée suivant la direction de l'étirage. En outre, la butée supprime l'influence des forces de frottement sur la valeur de l'effort de poussée de l'ébauche avec le mandrin à travers la filière, qui n'est limité, dans ce cas, que par la tenue de l'ébauche au fléchissement longitudinal. Le fait que ltébauche soit disposée entre les deux transporteurs ne gène aucunement le processus de tréfiliage et d'étirage. Il est avantageux que le transporteur à chatte muni d'une commande soit disposé au-dessous de l'axe d'étirage et réalisé sous forme de deux chaînses situées des deux côtés de l'axe d'étirage, que les éléments de serrage de ce transporteur soient des logements reliant les channes du transporteur entre elles et dont 1 'un possède une encoche, que la butée soit réalisée sous forme d'un levier monté pivotant sur un axe dans l'encoche du logement, et que, pour le déplacement du levier perpendiculairement à l'axe d'étirage, il soit poussé élastiquement en direction de l'autre transporteur, une came profilée étant disposée au voisinage de la filière pour coopérer avec le levier et le faire pivoter. Ceci permet d'éviter la casse du mandrin par suite de l'application excentrique de la poussée d'avance au cours de l'étirage et, surtout, au moment où la butée se rapproche de sa position extremeQu voisinage du mandrin sur le trajet rectiligne de ce dernier. La came profilée peut être exécutée sous forme d'un disque et montée sur l'arbre moteur des roues étoilées des charnels du transporteur. . Ceci simplifie la conception du train et réduit les frais d'utilisation, car la fabrication du disque est sensiblement moins coûteuse et sa réparation est plus facile. Dans certains cas, par exemple dans les trains pour l'étirage de tubes en alliages faciles à façonner (cuivre, etc.), on peut disposer le transporteur à chatne muni d'une commande au-dessus de l'axe d'étirage, pratiquer une encoche verticale dans un maillon de sa channe et réaliser la butée sous forme d'un coulisseau logé dans ladite encoche et déplacé par gravité perpendiculairement à l'axe d'étirage. Ceci permet de simplifier notablement la conception du train, de faciliter son utilisation et de réduire ainsi le coût de l'ensemble du train. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente un train continu pour 1' éti- rage de tubes sur mandrin long, selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe suivant II-II dé la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'un train dans lequel le transporteur est exécuté selon un autre mode de réalisation; - la figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de lafigure 3; - la figure 5 est une vue en coupe suivant V-V de la figure 2;; - la figure 6 est une vue en coupe suivant VI-VI de la figure 3; - la figure 7 montre un mode de réalisation du transporteur inférieur et l'emplacement de la butée dans le transporteur supérieur; - la figure 8 est une vue en coupe suivant VIII-VIII de la figure 7. Comme il ressort de la figure 1, le train continu pour l'étirage de tubes sur mandrin long comprend : une table 1 pour l'amenée d'ébauches 2 dans ledit train, où des mandrins 3 sont engagés à l'intérieur desdites ébauches, des rouleaux d'avance 4 et 5 avançant le mandrin 3 avec l'ébauche 2 vers un mécanisme d'entrainement 6, une filière 7 logée dans un porte-filière 8 fixé rigidement au châssis 9. En aval de la filière 7, suivant l'axe d'étirage 10, sont installés un dispositif de galetage 11, des galets tracteurs 12 et une auge 13 sur laquelle arrivent les mandrins 3 et les tubes finis 14. Un transporteur à rouleaux 15 destiné à ramener le mandrin 3 en position de départ est monté parallèlement à l'axe d'étirage 10. Au début et à la fin du train sont disposés des transporteurs à rouleaux 16 et 17 reliant le transporteur à rouleaux 15, destiné à ramener le mandrin 3 en position de départ, aux auges 13 et 18 des transporteurs transversaux 17 et 16. Le transporteur à rouleaux 15 comprend aussi des galets 19 pour l'extraction du mandrin du tube 14, une butée 20 et une poche de réception des tubes finis 14. Les transporteurs transversaux 16 et 17 peuvent être exécutés sous forme d'un mécanisme approprié quelconque (mécanisme à vis d'Archimède, à channe, etc ). Le mécanisme d'entrainement 6 est constitué par deux transporteurs parallèles 21 et 22 montés sur le châssis 9 (figures 2 et 3), disposés des deux côtés de l'axe d'étirage 10 dans un plan vertical et portant des éléments de serrage 23 réalisés selon une conception connue, par exemple sous forme de sabots. Au moins l'un des transporteurs, par exemple le transporteur 21, est équipé d'une commande et d'une ou plusieurs butées 24 séparées l'une de l'autre par une distance égale à la longueur du mandrin 3. Quel que soit le nombre de butées 24 montées dans le transporteur 21, toutes les butées 24 sont montées dans celui-ci de telle manière qu'elles puissent se déplacer perpendicularement à l'axe d'étirage 10. Les transporteurs 21 et 22 peuvent être exécutés de différentes façons, le transporteur 21 muni d'une commande peut être disposé tant au-dessous de l'axe d'étirage 10, comme indiqué sur les figures 1 à 6, qu'au dessus de l'axe d'étirage 10, comme indiqué sur les figures 7 et 8. Ainsi, par exemple, le transporteur 21 (figure 4) disposé au-dessous de l'axe d'étirage 10 est exécuté sous forme de deux chatnes sans fin 25 et 26 munies de commandes et disposées dans un plan horizontal des deux côtés de l'axe d'étirage 10, tandis que le transporteur 22 est exécuté sous forme d'un transporteur 27 à rouleaux montés fous (figure 5) ou sous forme d'une channe sans fin sans commande 28 (figure 4). Les deux transporteurs 21 et 22 peuvent être exécutés également sous forme de channes sans fin 29 et 30 respectivement (figures 7 et 8), la chatne supérieure 29 étant munie d'une commande. Dans chaque cas concret, il est possible d'utiliser dans les trains continus diverses combinaisons des modes de réalisation et des dispositions décrits des transporteurs 21 et 22. Ainsi, dans le train continu représente sur les figures 4 à 6, le mécanisme d'entratnement 6 est composé de transporteurs 21 et 22 disposés dans un plan vertical, le transporteur inférieur 21 étant exécuté sous forme de deux channes sans fin 25 et 26 montées sur des roues dentées 31 et 32 (figure 1) disposées deux par deux sur des arbres 33 et 34. L'un (34) desdits arbres, disposés au voisinage de la filière 7, est relié à une commande 35. Les maillons des channes 25 et 26 (figures 4 et 6) sont reliés entre eux par des éléments de serrage 23 exécutés sous forme de logements 36 réalisés sous forme d' étriers et formant suivant toute la longueur du transporteur 21 une auge pour le mandrin 3. Dans au moins l'un 36) desdits logements (ce qui dépend du nombre de butées 24), il y a une encoche 37 (figures 5 et 6) et dans ladite encoche est montée sur un axe une butée sous forme d'un levier 39 sur lequel agit un ressort 40 dont l'effort est orienté de manière que le levier 39 soit toussé vers le transporteur 22. Un galet 41 monté sur autre extrémité du levier 39 est destiné à coopérer, pendant le mouvement du transporteur 21 vers la filière 7, avec une came profilée 42 (figures 2 et 5) montée au voisinage des roues dentées motrices 32 (figure 2), ou exécutée sous forme d'un disque 43 monté sur l'arbre 34 (figures 3 et 6) rigidement ou sur des paliers 44 (figure 3). Lorsque le transporteur supérieur 22 est conçu sous forme d'un transporteur à rouleaux, le diamètre des rouleaux 27 (figures 2 et 5) et la distance entre eux sont choisis aussi petits que possible. Le transporteur supérieur 22 constitué par une channe sans fin 29 (figure 3) est muni d'éléments de serrage 23 so8 forme de sabots montés sur les maillons de la channe (figures 4 et 6) et servant à limiter le fléchissement du mandrin 3. La channe du transporteur 22 est alors montée sur des roues dentées 45 qui peuvent être soit montées folles (figure 3) soit être commandées (non représentées). Comme mentionné plus haut, les transporteurs 21 et 22 (figure 7 et 8) du mécanisme d'entratnement 6 peuvent Outre exécutés sous forme de channes sans fin 29 et 30 portant des éléments de serrage 23, la chaîne supérieure 29 étant motrice. Dans ce cas on prévoit dans l'un des maillons delta chaîne motrice 29, une encoche 46 dans laquelle est logée une butée 24 exécutée sous forme d'un coulisseau 47 coulissant dans l'encoche 46 par gravité. Le mouvement du coulisseau 47 est limité par une vis d'arrêt 8 (figure 8). Dans ce mode de réalisation, la chaînemotrice 29 est disposée au-dessus de l'axe d'étirage 10. Le transporteur inférieur 22 peut autre conçu sous forme d'une chaine sans fin 30 (avec ou sans commande) ou sous forme d'un transporteur à rouleaux d'une conception connue (non représenté). Le train continu pour l'étirage de tubes sur mandrin long fonctionne de la manière suivante. Le mandrin 3 (figure 1), dont la longueur est supérieur re à la longueur de l'ébauche 2 et dont le diamètre est quelque peu inférieur au diamètre intérieur de l'ébauche L, est avancé vers l'auge 18 du transporteur à rouleaux In A ce moment, l'extrémité avant de ce mandrin se trouve Entre les rouleaux 4. L'ébauche 2(préparée pour i'étirage à extrémité avant convenablement préparée, graissée, etc.) passe de la taiile 1 sur l'axe d'étirage 10. Les galets tracteurs 4 puis les ga- lets 5 avancent le mandrin 3, sur lequel est emnanchée 1 l'ébau- che 2, vers le mécanisme d'entraînement 6. Du fait que le levier 39 (figures 2 et 3) ou le coulis- seau 47 (figure 7) peuvent se déplacer (sous faction du ressort 40 ou par gravité., respectivement) perpendiculaire- ment à l'axe d'étirage 10, l'ensemble ébauche 2 - mandrin 3 amené entre les transporteurs 21 et 22 passe librement entre eux, les éléments de serrage 23 des transporteurs entratnant alors l'ébauche et le mandrin en avant jusqu'à ce que le levier 39 (figures 2 et 3) ou le coulisseau 47 (figure 7) vienne buter contre a face en bout du mandrin 3. La distance entre les roues dentées 31 et 32 du transporteur commandé 21 est quelque peu supérieure à la longueur du mandrin 3, grace à quoi le mécanisme d'entraîne- ment 6 assure le passage à travers la filière 7 de l'ébauche toute entière. En même temps, une autre ébauche peut titre engagée dans le mécanisme 6 par les galets de traction 4 et 5, mais son étirage ne s'effectue qu'après l'étirage de l'ébauche précédente. Dans le cas où le transporteur commandé 21 est pourvu de deux butées 24 (coulisseaux 47 ou leviers 39), la distance entre les mandrins 3 avancés l'un après l'autre peut ne pas dépasser la largeur de la butée 24. Lorsque le levier 39 atteint la filière 7, son galet 41 passe sur la came 42 en provoquant ainsi le pivotement du levier 39 autour de l'axe 38 (figure 6), et le mandrin 3 ne se trouve plus soumis à l'action des butées 24. L'effort de poussée coaxial à l'axe du mdt drin 3 est obtenu du fait que le transporteur commandé 21 ost constitué par deux chatnes disposées des deux côtés de l'eue d'étirage 10 (figure 5). Les logements 36 en forme d étr ers reliant les chatnes 25 et 26 assurent la cctncidence de l axe du mandrin 3 avec la direction de l'effort d'étirage. Pendant le passage de l'ébauche 2 (figure 1) à travers la filière 7, elle est mise en forme de tube 14 qd est galeté simultanément entre les rouleaux du c-i sposi tif de galetage 11. Le processus d'étirage étant terminé, le tube fini 14 avec le mandrin 3 est avancé par les galets tracteurs 12 vers l'auge 13 et ensuite vers le transporteur à rouleaux 15 par le transporteur transversal 17. A cet endroit s'effectue l'extraction du mandrin 3 hors du tube 14. L'extrémité avant du mandrin 3 est saisie alors par les galets tracteurs 19, la face en bout du tube 14 vient buter contre la butée 20 et le mandrin 3 est transporté Jus- qu'à sa position de départ sur l'axe d'étirage 10. Pour retirer le- mandrin 3 du tube 14, il est possible de faire appel à tout autre mécanisme connu approprié. Le tube fini 14 arrive dans une poche. C'est ainsi qu'est assuré le fonctionnement ininterrompu du train. On peut utiliser le train en régime de fonctionnement automatique si l'on dispose d'ébauches préparées d'une manière appropriée connue en soi. La conception revendiquée du train permet de produire des tubes à paroi mince avec un rapport entre le diamètre et l'épaisseur de la paroi comprise entre 40 et 60, à une vitesse d'étirage de 60 à 100 m/mn et avec un coefficient d'utilisation du temps machine de 0,9 à 0,95. Il est surtout avantageux d'employer le train revendiqué pour l'étirage de tubes en métaux non ferreux ou bien en acier inoxydable ou en d'autres métaux. REVENDICATIONS 1. Train continu pour l'étirage de tubes sur mandrin longs du type comprenant une filière (7) et deux transpor- teurs parallèles (21 et 22) montés en amont de la filière (7),pourvus d'éléments de serrage (23) et disposés respectivement de part et d'autre de l'axe d'étirage (10), au moins l'un desdits transporteurs étant exécuté sous forme d'un transporteur à chatne commandé (21), caractérisé en ce que le transporteur à chatne commandé (21) est équipé d'au moins une butée (24) montée dans l'un des maillons de la chaîne et mobile perpendiculairement à l'axe d'étirage (10). 2. Train continu selon la revendicaton 1, caractérisé en ce que le transporteur à channe (21) est disposé au-dessous de l'axe d'étirage 10 et est exécuté sous forme de deux channes (25 et 26) disposées symétrique ment de part et d'autre, respectivement, de l'axe d'étirage (10), les éléments de serrage (23) de ce transporteur étant exécutés sous forme de logements (36) reliant les chaînes (25 et 26) du transporteur (21) et dont l'un (36) comporte une encoche (37), la butée (24) étant réalisée sous forme d'un levier (39) monté pivotant sur un axe (38) dans l'encoche (37) du logement (36) et qui, pour être déplacé perpendiculairement à l'axe d'étirage (10), est poussé élastiquement vers l'autre transporteur (22) tandis qu'une came profilée (42) disposée au voisinage de la filière (7) agit sur le levier (39) pour le faire pivoter. 3. Train continu selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la came profilée (42) est exécuté sous forme d'un disque (43) monté sur l'arbre moteur (34) des roues dentées des chastes (25 et 26) du transporteur (21) 4. Train continu selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transporteur à channe commandé (21) est disposé au-dessus de l'axe d'étirage (10) et que son maillon portant la butée (24) comporte une encoche verticale (46), la butée (24) étant exécutée sous forme d'un coulisseat (47) logé dans l'encoche verticale (46) du maillon et se déplaçant dans celle-ci par gravité perpendiculairement à l'axe d'étirage (10).