Brevet FR2540014A1 — publié le 19840803

La présente invention concerne un dispositif permettant la déformation de type conique et l'étirage de tubes métalliques sans jointures. Les procédés et dispositifs connus pour fabriquer des tubes coniques sans jointures à partir d'ébauches constituées par des tubes conventionnels sans jointures à section transversale annulaire circulaire pourraient être répartis comme suit en deux groupes principaux : la fabrication de tubes sans jointures du type conique à partir de tubes traditionnels sans jointures circulaires a lieu par laminage, les cylindres munis d'une gorge conique et servant d'éléments-de déformation présentant alors une périphérie qui correspond exactement à la longueur du tube sans jointures déformé fini. La fabrication de tubes sans jointures du type conique à partir de tubes ronds sans jointures par forgeage nécessite des forces d'impact relativement importantes qui se répètent à des intervalles périodiques, le tube à déformer étant soumis simultanément à un avancement dans le sens axial ainsi qu'à une rotation autour de son axe propre. Appartient à ce groupe de telles machines, la machine pour fabriquer des tubes coniques à partir de tubes ronds sans jointures de la firme italienne IBP, et précisément le type Nuova IARISTON 35. Cette forme de réalisation connue est constituée par un moteur électrique transmettant le mouvement de rotation avec des courroies trapézoldales à une roue d'inertie qui est clavetée directement sur l'arbre qui entraîne les matrices et les marteaux ainsi que des rouleaux à marteaux. L'arbre comporte une fente longitudinale qui est en communication de façon symétrique avec un alésage axial.Derrière la fente, on dispose une paire de matrices dont la partie interne représente une image négative de la forme à donner aux tubes, ainsi qu'une paire de marteaux qui reposent sur le côté externe des matrices et supportent les rouleaux à marteaux sur leur propre côté externe dans un alésage particulier. Dans le même axe, tout comme pour le groupe décrit ci-dessus constitué par un arbre, des matrices et des marteaux ainsi que des rouleaux à marteaux, est montée une grande structure en forme de boîtier à l'int4- rieur de laquelle est disposé un jeu de rouleaux de la même manière que dans un grand palier- à rouleaux. Ceuxci sont maintenus par une cage. Lors de la rotation de l'arbre, les matrices et les marteaux ainsi que les rouleaux à marteaux sont entraînés et sont précipités vers l'extérieur à cause de la force centrifuge.Les rouleaux à marteaux doivent rouler en passant, pendant leur mouvement de circulation, devant une couronne fixe de rouleaux et sont repoussés à nouveau en direction de l'axe de rotation, en compagnie des marteaux, lorsqu'ils passent le rouleau respectif, pour être aussitôt repoussés vers l'extérieur à nouveau en raison de la force centrifuge. Ce mouvement dirigé vers l'extérieur et vers l'intérieur des marteaux et de leurs rouleaux à marteaux est transmis sur les matrices, car les marteaux reposent sur les côtés externes des matrices, et provoque l'effet de marteau que les matrices exercent sur le tube.L'inconvénient du dispositif décrit en premier ci-dessus est que ce dispositif connu1 pour déformer coniquement des tubes sans jointures, qui est muni des rouleaux, comportant la rainure de déformation, et qui ne sont appropriés que pour une certaine longueur du tube fini de type conique, doit comporter différents jeux de rouleaux correspondant à la longueur désirée respective du tube fini de type conique. Ceci revient relativement cher d'une part et d'autre part,prend également du temps car l'échange dés rouleaux de travail qui doivent être fixés sur les arbres de façon particulièrement sûre et ferme nécessite beaucoup de temps.L'inconvénient du type décrit ci-dessus en deuxième place des dispositifs de déformation de type conique de tubes sans jointures est constitué par le fait qu'ils nécessitent la présence d'un volant d'inertie ainsi que d'une construction relativement résistante pour produire des chocs puissants qui doivent être dirigés sur le tube à déformer, ce qui fait que le poids et également les investissements s'accroissent de façon importante. Un autre inconvénient de tels dispositifs est également que leur structure est compliquée et présente un grand nombre d'éléments fabriqués avec une grande précision. Le but de la présent e invention est donc de produire un dispositif-de déformation de type conique et d'étirage de tubes métalliques sans jointures qui n'implique aucun des désavantages des dispositifs connus décrits cidessus tout en étant simple et donc d'un faible prix de revient dans sa structure. Le but poursuivi est atteint par le dispositif selon la présente invention de déformation de type conique de tubes métalliques sans jointures. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple non limitatif de forme de réalisation, qui est faite en référence aux destins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de déformation de type conique et d'étirage de tubes métalliques sans jointures - la figure 2 est une coupe selon la ligne Il-Il de la figure 1 ; et - la figure 3 représente en vue latérale et en coupe un cylindre de déformation. Comme le montrent les figures 1 et 2, le dispositif selon la présente invention est constitué par une cage porteuse la qui présente à la partie supérieure deux supports-en U 1 ayant des brides tournées vers l'extérieur, les extrémités des -deux supports en U étant reliées respectivement à une plaque transversale (la plaque transversale frontale ainsi qu'une partie du support en U de droite sont enlevées à la figure 2 pour mieux montrer le mécanisme d'engrenage du dispositif) Pour obtenir la hauteur de travail nécessaire, les deux supports en U supérieurs peuvent être transformés vers le bas en des pieds d'appui ou peuvent être alors directement fixés sur une base en béton surélevée, mais ceci n'est cependant pas représenté à la figure 1. Sur chacune des faces internes des deux éléments verticaux des supports en U est fixé un guide longitudinal respects 2, 2a de section transversale ronde circulaire qui est prévue pour recevoir les deux traverses 5 qui supportent les cylindres hydrauliques de travail 6, 9 du dispositif, ainsi que pour recevoir le bati de support 4 du mécanisme de déformation 4a. Les traverses 5 et le bati porteur 4 sont disposés de manière à coulisser et à pouvoir se déplacer en longueur sur des guides 2, 2a. Dans le bati porteur 4, sont montés deux arbres verticaux 11, 11a sur lesquels les cylindres de déformation 14, 1a sont disposés de façon fixe, ces deux cylindres 14, 14a étant-alors disposés entre les deux plaques-horizontales du bati support et étant munis (figure 2, 3), dans la ligne de symétrie de la largeur du cylindre de déformation de la face périphérique, d'une gorge du type semicirculaire qui se réduit linéairement le long de la péri- phérie du rayon initial rmax jusqu'au rayon terminal rmin Llarbre lia et l'arbre il dépassent par leurs extrémités supérieures de la plaque horizontale supérieure du bâti support 4 et comportent, fixée X ces extrémités, une roue dentée respective 12 ou 12a, ces roues dentées présentant le meme nombre de dents et étant en communica- tion les unes avec les autres de manière à produire une rotation contraire des deux cylindres de déformation 14, 14a. Dans ce but, l'arbre il est conformé de façon à dépasser de la plaque inférieure du bati support, et sur cette extrémité dépassante de l'arbre 11, on a fixé une roue dentée 13 qui, de son côté, est en prise avec un train d'engrenages échangeable 13 constitué par une grande roue dentée et un pignon. Le pignon du train d'engrenages engrène avec la roue dentée 13a fixée sur l'arbre 11, tandis que la grande roue dentée du train d'engrenages 13a attaque -une crémaillère 3 qui est fixée sur le côté interne du corps de l'un des deux supports en U 1 sous le guide 2.Pour le déplacement longitudinal du bâti support 4 portant le mécanisme de déformation 4a, on prévoit les deux cylindres de travail hydrauliques 6, 9 qui, comme indiqué ci-dessus, sont disposés de manière à pouvoir se déplacer comme une unité sur les guides 2 en étant portés par les deux traverses 5. La tige de piston 9' des cylindres de travail 9-hydrauliques travaillant des deux côtés est fixée sur le bâti support 4. La tige de piston 7 du cylindre de travail hydraulique 6 est fixée sur la plaque postérieure reliant les deux support s en U 1 au moyen d'une bride 8. Pour serrer la pièce à travailler 16 sous forme de tube sans jointures à section transversale ronde circulaire sur la plaque transversale postérieure de la cage support la, on prévoit un dispositif de serrage 17. Le dispositif selon la présente invention pour la déformation de type conique et l'étirage de tubes sans jointures travaille comme suit une extrémité de la pièce à travailler 16 est introduite dans la bouche d'entrée Dmax circulaire qui s'étend de façon convergente dans la direction longitudinale, entre les deux cylindres de déformation 14, 14a du mécanisme de déformation 4a se trouvant dans sa position de départ et elle est passée jusque dans le dispositif de serrage 17 où elle est enserrée. La déformation de la partie plus longue de la pièce 16 dépassant des cylindres de déformation 14, 14a a lieu alors en au mentant par du liquide sous pression les cylindres de travail hydrauliques 6, 9, le bâti porteur 4 du mécanisme de déformation 4a étant alors déplacé en direction de la flèche V (figure 1). Par ce mouvement d'avancement du mécanisme de déformation 4a par rapport à la pièce 16 serrée dans la cage porteuse 1 au moyen du dispositif de serrage 17, les deux cylindres de déformation 14, 14a sont mis en rotation par l'engrènement de la grande roue dentée du train d'engrenages 13 avec la crémaillère 3 au moyen de son pignon et au moyen des roues dentées 13a, 12, 12a. Cette rotation des deux cylindres de déformation 14, 14a dans le sens contraire provoque une réduction constante des interstices conformés coniquement comme un orifice de matrice entre les deux cylindres de déformer tion 14, 14a à travers lesquels la pièce serrée 16 est relativement "étirée" et ainsi subit une déformation conique constante par étirage simultané. Toute la déformation de la pièce 16 pour donner un tube conique sur une longueur déterminée a lieu en une passe; les interstices entre les deux cylindres de déformation 14, 14a étant modifiés de façon continue depuis la dimension la plus grande jusqu'à la dimension la plus petite. Cette variation continue de l'interstice est obtenue pour différentes longueurs Lk, c'est-d-dire les longueurs désirées, de l'étendue conique du produit fini par échange correspondant du train d'engrenages 13 et éventuellement de la roue dentée 13a. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour effectuer la déformation de type conique et l'étirage de tubes métalliques sans jointures, caractérisé en ce -qu'il est constitué par une paire de cylindres de déformation (14, 14a) qui sont fixés sur des arbres (11, 11a) montés dans une plaque supérieure et une plaque inférieure du bâti support (4) et munis sur des extrémités supérieures d'arbres dépassant du bati support (4) de roues dentées (12) ou (12a) engrenant les unes avec les autres; par une roue dentée (13a) qui est disposée sur l'extrémité dépassant de la plaque inférieure du bai support (4) et.engrène avec le pignon du train -d1engrenages (13) échangeable dont la grande roue dentée engrène de son côté sur une crémaillère (3) fixée sur le côté interne du corps d'un support en U (1), le bâti support (4) étant disposé de façon à pouvoir se déplacer longitudinalement sur deux guides (2, 2a) qui sont fixés sur le côté interne du corps des deux supports en U (1) au-dessus de la crémaillère (3), et par deux cylindres de travail hydrauliques (9, 6) qui sont portés par deux traverses (5-) qui, de leur côté, sont guidés de façon à se déplacer sur des guides latéraux (2, 2a)1 la tige de piston (91) du cylindre de travail hydraulique t9) étant fixée sur le bati support (4) du mécanisme de déformation (4a) tandis que la tige de piston (7) du cylindre de travail hydraulique (6) est raccordée au moyen d'une bride (8) sur la paroi transversale postérieure de la cage porteuse (la) ainsi que par un dispositif de serrage (17) destiné à la pièce d'ouvrage (16) et qui est disposé sur la paroi transversale postérieure de la cage support (la) 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des cylindres de déformation (14, 14a) est muni, dans la ligne de symétrie de la largeur du cylindre de déformation de la face périphérique, d'une gorge semi-circulaire (15, 15a) qui se réduit linéairement le long de la périphérie depuis le rayon initial (rmax) jusqu'au rayon terminal (rmin).