Brevet FR2527486A1 — publié le 19831202

La présente invention concerne la métallurgie et, plus précisément, les trains d'étirage des tubes sur mandrin long. L'invention est utilisée le plus avantageusement pour la fabrication des tubes à parois minces à partir de métaux non ferreux, d'alliages d'aluminium et d'aciers doux. L'invention peut être utilisée également pour l'étirage des tubes d'épaisseur moyenne de paroi, de 8 à 30 mm de diamètre en aciers inoxydables ou autres alliages. Les trains connus pour l'étirage des tubes sur mandrin long permettent d'obtenir des tubes de qualité à des taux d'étirage maximaux par passe. L'expérience de longues années d'exploitation des trains de ce genre a permis de formuler les principaux impératifs suivants qui leur sont imposés - combinaison de la déformation avec le galetage, - passage de l'étirage périodique à l'étirage continu ou semi-continu, - suppression des courses à vide du mandrin et combinaison de ces courses avec l'étirage. Les tentatives de combiner l'étirage avec le galetage ont conduit A créer un train d'étirage des tubes sur mandrin long, comprenant une chaîne de fabrication avec une table de chargement un mécanisme de déplacement de l'ébauche et du mandrin à travers la filière, un dispositif de galetage et une table de recette (cf. par exemple l'ouvrage de Z.I. Pertzikov. *Matériels d'étirage des tubes", Moscou, Editions "Métallurgia", 1977, pp. 99 à 100, en Russe). Pourtant l'étirage sur ce train exige des mouvements de va-et-vient du chariot d'étirage et du mandrin, ce qui limite la vitesse de l'étirage et conduit à des pertes de temps dus aux courses à vide. Pour supprimer les courses à vide du chariot, du mécanisme des déplacements de l'ébauche et du mandrin à travers la filière, le train selon le certificat d'auteur de l'URSS No. 435 876, Classe internationale B21 c 1/24, 1972, comporte une chaîne de fabrication avec deux chariots de traction qui fonctionnent alternativement. Pourtant le retour du mandrin là encore n'est pas associé à l'étirage, en outre le mécanisme des déplacements du mandrin et de l'ébauche est exécuté sous forme d'une chaîne sans fin avec deux chariots qui se déplacent sur deux niveaux et ne permet pas d'obtenir des vitesses d'étirage élevées. De plus dans ce train il y a un mécanisme de transfert des tubes et des mandrins exécuté sous forme de coulottes inclinées et croisées entre elles avec des galets tracteurs qui sont disposés à des niveaux différents ce qui complique sensiblement la conception du train. On s'est donc proposé de créer un train d'étirage de tubes sur mandrin long d'une conception telle que par combinaison du retour du mandrin dans sa position initiale avec l'étirage d'un autre tube il soit possible d'augmenter sensiblement la productivité. La solution de ce problème consiste en ce que dans un train d'étirage des tubes sur mandrin long comprenant une chaîne de fabrication avec les éléments suivants disposés dans l'ordre successif de l'usinage technologique de l'ébauche : une table de chargement, un mécanisme de poussée du mandrin et de l'ébauche à travers la filière, un dispositif de galetage et une table de recette. Selon l'invention, parallèlement à la chaîne de fabrication principale, est montée une chaîne de fabrication complémentaire dont le sens d'étirage est inverse au sens d'étirage de la chaîne principal et qui est réunie à la chaîne principale par des transporteurs de transfert montés de sorte que l'arrivée et le départ d'une chaîne soient directement réunis. respectivement au départ et à l'arrivée de l'autre. Cela permet de combiner le retour du mandrin dans sa position de départ avec l'étirage d'une deuxième ébauche et, en fait, de doubler la productivité du train. Il est avantageux de disposer la chaîne de fabrication principale et la chaîne de fabrication complémentaire l'une par rapport à l'autre sous un angle d égal de 0,05 à 0,2 fois le rapport H. L H représente la distance entre les chaînes de fabrication en plan L représente la longueur de la chaîne de fabrication depuis la table de chargement jusqu'au dispositif de galetage. Une telle organisation-du train permet de simplifier la conception des transporteurs de transfert et d'uti liser pour la transmission du mandrin d'une chaîne à l'autre la force de pesanteur. Afin de soumettre une ébauche à un étirage multiple sur l'une ou sur les deux chaînes de fabrication il est possible d'installer dans le sens de l'étirage une seconde filière à une certaine distance de la première filière, ladite distance étant essentiellement égale à la longueur de l'ébauche après l'étirage dans la première filière. Une telle conception permet de répartir le corroyage de l'ébauche entre les filières de manière que le corroyage global soit plus important que dans une filière unique. Les transporteurs de transfert peuvent être exécutés sous forme de disques montés sur un arbre moteur, étant entendu qu'à leur périphérie sont exécutées des échancrures de forme, ouvertes vers l'extérieur. Cela permet de stabiliser la marche du train, surtout lors de l'étirage des tubes de grand diamètre, d'améliorer la disposition des chaînes de fabrication et de simplifier la maintenance de l'ensemble du train. Au cas où les chaînes de fabrication sont disposées l'une par rapport à l'autre sous un angle # il est possible de réaliser les transporteurs de transfert sous forme de poutrelles inclinées sur lesquelles sont montés des mécanismes connus d'éjection des tubes, pièce par pièce sur la table de recette. Une telle conception est plus simple et moins coûteuse à réaliser et à entretenir. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente le schéma de principe d'un train d'étirage des tubes sur mandrin long suivant l'invention - les figures 2 et 2a représentent une vue du train en plan suivant l'invention - la figure 3 représente une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2a - la figure 4 représente un schéma de disposition des chaînes de fabrication sous un angle P l'une par rapport à l'autre - la figure 5 représente une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 2a - la figure 6 représente une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 2 - la figure 7 représente une coupe selon la ligne VII-VII de la figure 4 ; et - la figure 8 représente une coupe selon la ligne VIII-VIII de la figure 4. Le train d'étirage des tubes sur mandrin long comporte une chaîne de fabrication 1 (figures 1 , 2 et 2a) et une chaîne de fabrication complémentaire 2 qui est montée parallèlement à la chaîne de fabrication principale 1 et dont le sens d'étirage est opposé au sens d'étirage dans la chaîne principale (les sens d'étirage des tubes dans les chaînes 1 et 2 sont représentés sur les figures 1, 2 et 2a par des flèches A et B). Chacune des chaînes de fabrication, la chaîne principale 1 et la chaîne complémentaire 2 comportent des sous-ensembles et mécanismes du même type et connus qui sont installés dans l'ordre rivant d'usinage technologique de l'ébauche : une table 3 de chargement des ébauches 4 dans l'axe de l'étirage ; un mécanisme 5 de poussée d l'ébauche 4 solidairement avec le mandrin 6 monté à l'intérieur à travers la filière fixe 7-; un dispositif de galetage 8 et une table de recette 9 ou arrivent le mandrin 6 et le tube fini 10 après l'étirage. Les chaînes de fabrication 1 et 2 sont réunies entre elles par des transporteurs de transfert 11 et 12 qui sont montés de manière que l'arrivée et le départ de la chaîne de fabrication 1 soient directement réunis au départ et à l'arrivée de la chaîne complémentaire 2 pour former un cycle fermé de circulation du mandrin 6 qui de concert avec le tube après étirage dans la chaîne de fabrication principale 1 est transporté par le transporteur de transfert 11 sur la table de recette 9 de la chaîne de fabrication complémentaire 2 où intervient la libération simul tanée du mandrin 6,du tube 10 et son admission dans l'ébauche disposée dans l'axe d'étirage de la chaîne 2.Après étirage dans cette chaîne 2 le mandrin avec le tube sont admis par le transporteur de transfert 12 sur la table de recette 9 de la chaîne de fabrication principale 1 pour la liberation du mandrin et son admission dans l'ébauche suivante sur la chaîne 1, etc. La table de chargement 3 (figures 2 et 2a) est un étendage 13 sur lequel les ébauches 4 sont disposées en une rangée. Sur l'étendage 13 est monté un mécanisme connu 14 d'éjection pièce par pièce des ébauches 4 dans la coulotte 15 à l'extrémité de laquelle sont montés les rouleaux d'avance 16. Le mécanisme 5 de poussée du mandrin 6 avec l'ébauche 4 à travers la filière 7 fixée à demeure dans le train en question peut être du type connu, par exemple sous forme de deux transporteurs à chaîne 17 et 18 (figures 1 et 3). L'un de ces transporteurs, par exemple le transporteur 18, porte une butée qui réagit sur le mandrin (non représenté sur la figure). il est entraîné par le dispositif de commande 19 (figure 1). Dans le train d'étirage suivant l'usinage technologique des ébauches il est possible de monter une filière complémentaire 20 à une distance de la filière 7 égale à la longueur de l'ébauche 4. Dans ce cas l'ébauche, si elle est d'une longueur modérée, peut être refoulée à travers les deux filières 7 et 20 par-un seul mécanisme 5 alors qu'une ébauche relativement longue peut être poussée à travers la filière 20 par un mécanisme complémentaire 21 (figures 1, 2, 4) de poussée qui est installé devant la filière 20 et dont la conception est analogue à celle du mécanisme 5. Les mécanismes 5 ou 21 de poussée sont montés sur un cadre rigide 22 (figure 3), étant endendu par ailleurs que l'un des transporteurs, par exemple le transporteur 18, est installé de manière à pouvoir être déplacer dans le plan vertical par un dispositif presseur de type quelconque connu (hydraulique, mécanique, etc), par exemple par les vis 23. Les transporteurs à chaîne 17, 18 portent des sabots profilés 24 qui protègent le mandrin et le tube contre les flexions longitudinales. En aval de la filière 7 est installe un dispositif de galetage 8 d'un type connu. Sur les figures 2 et 2a est représenté un dispositif du type à galets. Suivant les profilés et le matériau de l'ébauche le dispositif de galetage 8 est monté soit en aval de chaque filière 7 et 20 (figures 2 et 3), soit seulement en aval de la dernière filière 20 (figure 4). La table de recette 9 (figures 1, 2 et 2a) de chaque chalne de fabrication 1 et 2 se compose de galets tracteurs 25r d'une coulotte de recette 26, d'un mécanisme 27 (figures 5, 9) de serrage du tube 10 et d'une poche 28 à tubes finis. Il est entendu qu'entre la coulotte de recette 26 et le mécanisme 27 de serrage est installé un transporteur de transfert 11 ou 12.Chacun des transporteurs de transfert 11 et 12 (figures 5 et 6) peut être réalisé sous forme de disques 30 montés sur un arbre moteur commun 29. A la périphérie des disques 30 sont pratiquées des échancrures 31 de forme ouvertes vers le haut. L'arbre 29 est monté sur des montants 32 et tourne sous l'action de la commande pas à pas 33 (figures 2 et 2a) d'un type connu. Chacun des transporteurs de transfert 11 et 12 peut être exécuté également sous forme de poutrelles inclinées 34 (figures 7 et 8) sur lesquelles sont montés des mécanismes connus 35 d'éjection pièce par pièce des tubes. Sur les figures 7 et 8 sont représentés les mécanismes à leviers d'éjection pièce par pièce qui sont mus par des vérins hydrauliques 36, mais il est en principe possible d'utiliser d'autres types connus de mécanismes. Le mécanisme 27 de serrage de tube est monté soit sur la poutrelle inclinée 34 (figures 7 et 8), soit sur la poche 28 des tubes finis (figures 5 et 6). Dans les deux cas il est réalisé sous forme de leviers de forme entraînés par exemple par une commande pneumatique ou hydraulique 37 (figure 8). Les chaînes de fabrication 1 et 2 selon l'invention peuvent être disposées l'une par rapport à l'autre dans un même plan comme cela est représenté sur la figure 1 ou bien avec un décalage en hauteur comme représenté sur la figure 3, ou bien sous un angle ss comme représenté sur la figure 4, étant entendu par aiileurs que l'angle # =(de 0,05 à 0,2)/ H , H étant la distance entre les chaînes de fabrication en plan (figure 2a), L étant la longueur de la chaîne de fabrication depuis la table de chargement 2 jusqu'au dispositif de galetage 8 (figure 4). Lorsque la chaîne de fabrication principale 1 et la chaîne de fabrication complémentaire 2 sont disposées sous un angle p l'une par rapport à l'autre la coulotte 26 de la table de recette 9 peut être avantageusement exécutée sans un de ses côtés comme cela est représenté sur les figures 8 et 9. En cas de mise en oeuvre de transporteurs de transfert 11 et 12 à disques comme représenté sur les figures 5 et 6, on fixe sur la poche 28 des tubes finis, les limiteurs 38 et le collecteur des tubes rebutés 40 ainsi que l'obturateur 41. A l'extrémité de la table de recette 9 est montée une butée réglable 42 (figures 2 et 2a). Le train fonctionne de la manière suivante. Les ébauches 4 (figures 1 et 2, 2a) préparées à l'étirage sont disposées en une rangée sur l'étendage 13 de la table 3 de chargement des chaines de fabrication 1 et 2. Le mandrin 6 dans ce cas occupe la position initiale se trouvant dans les galets de la table de recette 9. Cette position est telle des mécanismes des deux chaines de fabrication 1 et 2. Ensuite les galets 25 insèrent les mandrins 6 dans les chaînes de fabrication à l'intérieur des ébauches 4 oui sont au préalable admises par les mécanismes 14 d'ejec- tion pièce par pièce dans la coulotte 15 de la table 3 de chargement. Ensuite les galets 25 admettent les ébauches 4-avec les mandrins 6 entre les deux transporteurs 17 et 18 des mécanismes 5 de poussée qui sont entraînés par les commandes 19. D'abord entraînés par les sabots 4 et ensuite par les butées montées sur les chaînes des transporteurs 17 et 18, le mandrin 6 solidairement avec l'ébauche 4 arrive à la filière 7, puis les butées déplacent l'ensemble à travers la filière 7. Le tube sortant de la filière 7 est traité par le dispositif de galetage 8. Puis par les mécanismes 5 ou 21 de poussée, le mandrin 6 solidairement avec l'ébauche 4 est déplacé dans chaque chaîne de fabrication 1 et 2 à travers la filière complémentaire 20 pour être galeté par un deuxième dispositif de galetage 8. Ensuite le mandrin 6 et le tube fini 10 pénètrent dans la coulotte 26 de la table de recette 9 d'où, au moyen du transporteur de transfert 11 pour la chaine de fabrication 1 et du transporteur de transfert 12 pour la chaîne complémentaire 2, ils sont admis dans le mécanisme 27 de serrage du tube fini 10. Là, le mandrin 6 est alors extrait du tube 10, puis admis dans l'ébauche suivante 4 avancée dans la coulotte 15 de la table 3 de chargement. Lorsque les chaînes de fabrication 1 et 2 sont disposées sous un angle l'une par rapport à l'autre, le tube fini 10 et le mandrin 6 qui se trouve à l'intérieur (figures 7 et 8) sortent en roulant par gravité sur les poutrelles 34 et sont retenus en cas de besoin par le mécanisme d'éjection pièce par pièce 35, si le processus d'étirage pour une raison quelconque s'arrête dans la chaîne où doit être transmis le mandrin 6 pour admission dans l'ébauche suivante. Si le processus se déroule normalement le mandrin 6 avec le tube fini 10 sont saisis directement par le mécanisme 27 de serrage. Etant donné que le tube 10 aura passé le galetage au moyen du dispositif 8, le mandrin 6 en est facilement extrait par les galets 25 et le tube fini 10 roule dans la poche 28. Le sens de mouvement des ébauches 4, des mandrins 6 et des tubes 10 en cas d'étirage est indiqué par les flèches sur les figures 1, 3, 8 et 9. Au cas où les chaînes de fabrication 1 (figure 3) et 2 sont disposées en hauteur dans des plans différents le mandrin 6 avec le tube 10 pénètrent au départ de la coulotte 26 (figures 5 et 6) dans les échancrures 31 du disque 30. Après que le mandrin 6 (figures 2 et 2a) avec le tube 10 auront buté contre la butée 42 de la table de recette 9, un ordre est lancé sur la commande pas a pas 33 de rotation des disques 30,- et l'arbre 29 tourne.d'un pas. L'obturateur 41 transfère le mandrin 6 et le tube 10 dans le mécanisme 27 de serrage du tube où intervient leur séparation:le tube 10 pénètre dans la poche 28 alors que le mandrin 6 est introduit dans l'ébauche suivante. L'avantage de cette conception des transporteurs de transfert consiste en ce que, en cas de sortie de la chaîne de fabrication précédente d'un tube défectueux ou d'un mandrin brisé l'opérateur peut soulever l'obturateur 41 et transmettre les pièces défectueuses dans le collecteur des rebuts. Au fur et à mesure que les mandrins 6 et les tubes 10 s'accumulent sur les transporteurs de transfert 17 et 18 le mandrin 6 se refroidit. En cas de besoin, à cet effet il est possible d'utiliser un refroidissement forcé, par exemple par soufflage à l'air. En cas de rupture de l'ébauche 4 au cours de l'étirage le train s'arrête et par les vis 23 le transporteur 18 descend. La conception revendiquée permet de réaliser un étirage pratiquement continu de tubes à parois minces en une ou en plusieurs passes avec une mécanisation totale et dans certains cas avec une automatisation totale du procédé. il est avantageux sur ce train d'étirer des tubes de cuivre, de laiton, de bronze, d'aluminium ainsi que de fabriquer des tubes en alliages de zirconium, d'aciers doux et d'aciers faiblement alliés, par exemple. REVENDICATIONS 1. Train d'étirage des tubes sur mandrin long comprenant une chaîne de fabrication avec les éléments suivants installés dans l'ordre successif de l'usinage technologique des ébauches : une table de chargement, un mécanisme de poussée du mandrin et de l'ébauche à travers la filière, un dispositif de galetage et une table de recette caractérisé en ce que, parallèlement à la chaine de fabrication principale (1), est montée une chaine de fabrication complémentaire (2) dont le sens d'étirage est opposé au sens d'étirage dans la chaine principale (1) et qui est réunie à cette dernière par des transporteurs de transfert (11 et 12) installés de manière que l'arrivée et le départ d'une chaîne sont directement réunis respectivement au départ et à l'arrivée de l'autre chaîne. 2. Train selon la revendicaticn 1, caractérisé en ce que la chaîne de fabrication principale (1) et la chaîne de fabrication complémentaire (2) précitées sont disposées mutuellement l'tune par rapport à l'autre sous un angle ss = (de 0,05 à 0,2)x H , H étant la distance entre les chaînes de fabriçation en plan, L étant la longueur de la chaîne de fabrication de la table de chargement jusqu'au dispositif de galetage. 3. Train selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque chaîne de fabrication (1 et 2) est munie d'une seconde filière (20) installée en aval de la première filière (7) dans le sens d'étirage à une distance qui est essentiellement égale à la longueur de l'ébauche après l'étirage dans la première filière (7). 4. Train selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les transporteurs de transfert (11 et 12) sont réalisés sous forme de disques (30) montes sur l'arbre moteur (29) à la périphérie desquels sont exécutées des échancrures de forme (31) ouvertes vers l'extérieur. 5. Train selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce que les transporteurs de transfert (11 et 12) précités sont exécutéssous forme de poutrelles inclinées (34) sur lesquelles sont montés des mécanismes connus (35) d'éjection pièce par pièce des tubes sur la table de recette (9).