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Perfectionnements aux appareils d'extrusion.
La présente invention est relative à un appareil d'extrusion, plus particulièrement destiné à la fabrication de tubes métalliques ou de gaines de câbles électriques, tels que ceux habituellement fabriqués en plomb ou en alliage de plomb, ou de tiges, barres ou autres sections pleines, conti- nues en métal, ledit appareil étant du type dans lequel le métal est amené à l'état fondu à une extrémité d'une chambre de travail à travers laquelle, sous l'action d'un dispositif de propulsion ou de poussée à vis, il est refoulé vers l'a- vant et finalement soumis à l'extrusion, après solidification à travers une ou plusieurs filières ou matrices de forme ap- @
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propriée, prévues à l'autre extrémité de la chambre, d'où. il sort sous forme de barre,
de tube ou de gaine de câble.
Jusqu'à présent, les appareils d'extrusion du type auquel on vient de se référer, comprenaient généralement un organe intérieur et un organe extérieur co-axiaux, s'étendant longitudinalement et pouvant tourner l'un par rapport à l'autre, l'organe extérieur formant chambre de travail; l'un desdits organes co-axiaux était muni d'un filetage de façon à consti- tuer le dispositif de propulsion, tandis que la surface de l'au- tre organe comportait des nervures ou rainures longitudinales parallèles à l'axe de rotation, ou des filetages hélicoïdaux, des nervures ou cannelures de pas ou d'inclinaison opposés à ceux de l'organe de poussée ou de propulsion de ce type, les matrices ou filières entre lesquelles le métal est soumis à l'extrusion, sont portées par les organes pouvant tourner l'un par rapport à l'autre, de sorte que l'une des matrices ou fi- lières,
ou les deux, tournent et impriment une torsion au tube, tige ou autre objet en cours d'extrusion. En particulier, dans le gainage de câbles, ces derniers sont soumis à une action de torsion indésirable. En outre, si pendant leur rotation, le ou les organes rotatifs ne restent pas concentriques, la paroi du tube ou gaine de câble obtenu, n'a pas une épaisseur uniforme.
Il est, par suite, désirable que les deux matrices ou filières soient fixes l'une par rapport à l'autre et, dans le cas du gainage de câbles, par rapport au câble, et ceci est le plus facilement réalisé lorsqu'elles sont portées par des organes fixes. Dans ce cas, toutefois, on a rencontré des difficultés pour obtenir des joints parfaits entre l'organe porte-matrice fixe et l'organe de poussée ou de propulsion, spécialement lors- que ce dernier fait partie d'une paroi de la chambre de travail, et pour empêcher le métal, le plomb par exemple, qui est à l'état h
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plastique, de s'échapper à travers lesdits joints. Un autre inconvénient réside dans le fait que l'on ne peut obtenir qu'un rendement relativement faible en se plaçant dans les conditions les plus avantageuses.
La présente invention a pour objet de surmonter les diverses difficultés que l'on vient de signaler, en conjonction avec un appareil d'extrusion en continu, du type dans lequel un dispositif de poussée ou de propulsion à vis est utilisé pour refouler le métal à travers la chambre d'extrusion et à travers la matrice ou filière, ou entre une matrice ou filière intérieure et une matrice ou filière extérieure, prévues à l'extrémité de sortie de la chambre d'extrusion, et de réaliser un appareil à grand rendement, eu égard à ses dimensions, et dans lequel, par une construction et une disposition simples des joints entre les parties rotatives et les parties fixes de l'appareil, on évite les fuites de métal, tel que du plomb,, entre les joints en question.
Dans ce but, suivant la présente invention, on utilise pour l'extrusion continue de tubes ou gaines de câbles ou d'éléments pleins métalliques, un appareil comprenant des organes cylindriques intérieur et extérieur, entre lesquels est disposé un manchon rotatif établi d'une manière telle qu'il constitue l'organe de poussée ou de propulsion à vis, la surface extérieure de l'organe cylindrique intérieur et la surface intérieure de l'organe cylindrique extérieur comportant par exemple, des gorges, des rainures, des évidements, des saillies, des nervures, des filetages, etc...
et les joints entre le manchon rotatif et les organes cylindriques fixes, étant disposés à l'extrémité arrière de la machine où la pression est faible ( c'est-à-dire près de l'extrémité où le métal fondu est admis dans l'appareil et opposée à l'extré-
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mité antérieure où se trouve la chambre de matriçage ), et établis de façon à éviter les fuites de métal, tel que du plomb par exemple.
En vue de faciliter la compréhension des caracté- ristiques ci-dessus exposées, on décrira ci-après, en se réfé- rant à la figure unique du dessin annexé, une forme d'exécu- tion d'un appareil d'extrusion suivant la présente invention, destiné au gainage de câbles ou à la fabrication de tubes.
En se référant à ladite figure, qui est une coupe longitudinale, on voit que l'appareil comprend un cylindre extérieur 1, constituant une chambre de travail et un cylin- dre intérieur . ntre ces deux éléments, qui sont fixes, est disposé un manchon rotatif 3 servant d'organe de poussée ou de propulsion à vis. Des gorges ou rainures longitudinales 4 et 5 sont pratiquées respectivement sur la surface extérieu re du cylindre intérieur et sur la surface intérieure du cy- lindre extérieur et le manchon 3 comporte, sur sa surface in- térieure et sur sa surface extérieure, ou sur sa surface exté- rieure seulement, des rainures hélicoïdales 6, partant de près de l'entrée du métal fondu et aboutissant près de l'ex- trémité de sortie de l'appareil.
Le cylindre extérieur 1 est muni, près d'une extrémité d'un canal d'admission 7 pour le métal fondu qui peut ainsi être amené à le ou les filetages 6 du manchon 3, et un dispositif est prévu pour permettre l'ac- cès du métal fondu, du plomb par exemple, des deux côtés du manchon, au moyen d'ouvertures 8 prévues dans ce manchon.
Ledit manchon b se prolonge au-delà de l'extrémité d'admis- sion, et sort du cylindre 1 à travers un coussinet 9 et, à cette extrémité il est muni d'un dispositif, par exemple une roue d'engrenage 10, pour faire tourner le manchon et d'une butée à billes 11 destinée à supporter la réaction longitudi- @ -
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nale. Les surfaces intérieure et extérieure du manchon comportent, à l'extrémité arrière, une série de gorges annulaires 12 dans un but qui sera exposé dans la suite. Facultative ment, les gorges peuvent être pratiquées dans la surface intérieure du coussinet 9 et sur la surface extérieure du cylindre intérieur 2.
L'extrémité antérieure du cylindre intérieur 2 est établie de façon à supporter la matrice ou filière mâle 13 et est munie d'un guide tubulaire 14 destiné à être utilisé pour le gainage de câbles. Le cylindre extérieur 1 est établi de façon à constituer une chambre de matriçage et à supporter, au moyen d'un dispositif tel qu'un écrou 15, une matrice ou filière femelle 16. Tout dispositif approprié permettant de régler les positions relatives de ces matrices ou filières peut être prévu.
Tout dispositif approprié de chauffage et de refroidissement peut être combiné avec l'appareil, de façon à commander, à volonté, la température des différentes parties, en vue de maintenir le métal (par exemple du plomb) dans le dispositif de poussée ou de propulsion à vis, et les gorges ou rainures longitudinales 4 et 5, à l'état convenant le mieux à l'extrusion à travers les matrices ou filières.
En outre, le guide tubulaire 14 peut être isolé au point de vue thermique, du reste de l'appareil et lorsqu'un câble à gainer passe à travers ce guide, il peut être maintenu à la température la plus favorable, en faisant circuler autour de lui un agent de refroidissement. Comme le câble entre dans l'appareil à travers l'extrémité arrière de la chambre de matriçage, un dispositif peut être prévu pour commander également la température dans ladite chambre de matriçage, de sorte que tout le câble peut être porté à une température
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appropriée, quelle que soit la température du reste de l'appareil.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant:
Le métal fondu arrive par le canal 7 et suit deux directions: il s'écoule d'une part vers la chambre de matri- çage, en suivant deux chemins, respectivement le long de la surface intérieure et de la surface extérieure de l'organe de poussée ou de propulsion à vis 3, pour sortir de l'appareil après extrusion, à travers les matrices ou filières 13 et 16, et d'autre part, il s'écoule vers l'extrémité de commande dudit organe de propulsion 3, où toute fuite de métal entre cet organe 5 et les cylindres intérieur et extérieur, peut être facilement empêchée, étant donné que la pression statique sur le métal est faible, et en refroidissant une partie étroite de cette extrémité de l'appareil, le métal se trouvant dans les rainures annulaires 12 peut être solidifié empêchant ainsi toute fuite.
Dans une variante de l'appareil, les ouvertures 8 du manchon 3 sont soit supprimées, soit considérablement réduites, de sorte que le métal est amené à l'intérieur du manchon en totalité ou en partie, depuis la chambre de matri- çage, dans laquelle une pression considérable est établie, par suite de l'alimentation en métal par le filetage hélicoï- dal 6. Lorsque le métal provenant de la chambre de matriçage remplit les espaces hélicoïdaux 6 et les gorges complémentaires ou analogues 4, du manchon propulseur 3, une pression de réaction se trouve établie, qui équilibre finalement la pression dans la chambre de matriçage, de sorte que le déplacement du métal vers l'arrière dans ces espaces hélicoldaux et ces rainures, cesse.
Lorsque cet état d'équilibre est atteint, le métal n'avance plus depuis la chambre de matriça-
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ge dans les espaces internes et les gorges et cet état d'équ libre doit être atteint avant que le métal ait reculé jusqu' la surface formant coussinet ou portée entre le manchon 3 et le cylindre intérieur 2, de sorte que le métal ne tend pas à fuir le long de cette surface, et en conséquence, la série de rainures intérieures 12 peut être supprimé. Même si les saillies hélicoïdales internes et les gorges sont supprimées, le jeu entre le manchon 3 et le cylindre intérieur 2 peut être si faible, eu égard à sa longueur dans le sens axial, qu'il évite toute fuite importante de métal.
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Improvements to extrusion equipment.
The present invention relates to an extrusion apparatus, more particularly intended for the manufacture of metal tubes or sheaths of electric cables, such as those usually made of lead or lead alloy, or rods, bars or other solid sections. , continuous in metal, said apparatus being of the type in which the metal is brought in the molten state to one end of a working chamber through which, under the action of a propelling or pushing device to screw, it is forced forward and finally subjected to extrusion, after solidification through one or more dies or dies of ap- form.
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property, provided at the other end of the room, from where. it comes out in the form of a bar,
tube or cable sheath.
Hitherto, extrusion apparatus of the type just referred to generally comprised an inner member and an outer member co-axial, extending longitudinally and being able to rotate with respect to one another, the 'external member forming the working chamber; one of said co-axial members was provided with a thread so as to constitute the propulsion device, while the surface of the other member had longitudinal ribs or grooves parallel to the axis of rotation, or helical threads, ribs or grooves of pitch or inclination opposite to those of the thrust or propulsion member of this type, the dies or dies between which the metal is subjected to extrusion, are carried by the members able to rotate with respect to each other, so that one of the dies or dies,
or both, rotate and twist the tube, rod, or other object being extruded. In particular, in the sheathing of cables, the latter are subjected to an undesirable twisting action. In addition, if during their rotation, the rotary member (s) do not remain concentric, the wall of the tube or cable sheath obtained does not have a uniform thickness.
It is, therefore, desirable that the two dies or dies be fixed relative to each other and, in the case of cable sheathing, relative to the cable, and this is most easily achieved when they are. carried by fixed organs. In this case, however, difficulties have been encountered in obtaining perfect seals between the fixed die-carrying member and the pushing or propelling member, especially when the latter forms part of a wall of the pressure chamber. work, and to prevent metal, lead for example, which is in the h state
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plastic, to escape through said joints. Another drawback lies in the fact that one can only obtain a relatively low yield by placing oneself under the most advantageous conditions.
The object of the present invention is to overcome the various difficulties which have just been pointed out, in conjunction with a continuous extrusion apparatus, of the type in which a pushing or screw propelling device is used to force the metal to. through the extrusion chamber and through the die or die, or between an inner die or die and an outer die or die, provided at the outlet end of the extrusion chamber, and to realize a high efficiency apparatus , having regard to its dimensions, and in which, by a simple construction and arrangement of the joints between the rotating parts and the fixed parts of the apparatus, the leakage of metal, such as lead, is avoided between the joints in question.
For this purpose, according to the present invention, for the continuous extrusion of tubes or cable sheaths or solid metal elements, an apparatus comprising internal and external cylindrical members is used, between which is disposed a rotating sleeve established with a such that it constitutes the thrust member or screw propulsion member, the outer surface of the inner cylindrical member and the inner surface of the outer cylindrical member comprising for example, grooves, grooves, recesses, protrusions, ribs, threads, etc ...
and the joints between the rotating sleeve and the fixed cylindrical members, being disposed at the rear end of the machine where the pressure is low (i.e. near the end where molten metal is admitted into the apparatus and opposite to the
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mity where the forging chamber is located), and set up so as to prevent metal leaks, such as lead for example.
In order to facilitate the understanding of the characteristics set out above, there will be described below, with reference to the single figure of the appended drawing, an embodiment of an extrusion apparatus according to present invention, intended for the sheathing of cables or the manufacture of tubes.
Referring to said figure, which is a longitudinal section, it can be seen that the apparatus comprises an outer cylinder 1, constituting a working chamber and an inner cylinder. Between these two elements, which are fixed, is arranged a rotary sleeve 3 serving as a thrust member or screw propulsion. Longitudinal grooves or grooves 4 and 5 are made respectively on the exterior surface of the interior cylinder and on the interior surface of the exterior cylinder and the sleeve 3 comprises, on its interior surface and on its exterior surface, or on its exterior surface. outer surface only, helical grooves 6, starting near the inlet of the molten metal and ending near the outlet end of the apparatus.
The outer cylinder 1 is provided near one end with an inlet channel 7 for the molten metal which can thus be brought to the thread or threads 6 of the sleeve 3, and a device is provided to allow the acc- cess molten metal, lead for example, on both sides of the sleeve, by means of openings 8 provided in this sleeve.
Said sleeve b extends beyond the inlet end, and comes out of the cylinder 1 through a bearing 9 and, at this end it is provided with a device, for example a gear wheel 10, to rotate the sleeve and a thrust ball bearing 11 intended to support the reaction longitudi- @ -
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nal. The inner and outer surfaces of the sleeve have, at the rear end, a series of annular grooves 12 for a purpose which will be discussed later. Optionally, the grooves can be made in the inner surface of the bearing 9 and on the outer surface of the inner cylinder 2.
The front end of the inner cylinder 2 is set up to support the male die or die 13 and is provided with a tubular guide 14 for use in sheathing cables. The outer cylinder 1 is established so as to constitute a stamping chamber and to support, by means of a device such as a nut 15, a die or female die 16. Any suitable device making it possible to adjust the relative positions of these dies. or dies can be planned.
Any suitable heating and cooling device can be combined with the apparatus, so as to control, at will, the temperature of the different parts, in order to maintain the metal (for example lead) in the thrust or propulsion device. screw, and the grooves or longitudinal grooves 4 and 5, in the state most suitable for extrusion through the dies or dies.
In addition, the tubular guide 14 can be thermally insulated from the rest of the apparatus and when a cable to be sheathed passes through this guide it can be maintained at the most favorable temperature by circulating around it. of him a coolant. As the cable enters the apparatus through the rear end of the die chamber, a device can be provided to also control the temperature in said die chamber, so that the entire cable can be brought to a temperature.
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appropriate, regardless of the temperature of the rest of the appliance.
The operation of the device is as follows:
The molten metal arrives through channel 7 and follows two directions: on the one hand it flows towards the die-stamping chamber, following two paths, respectively along the inner surface and the outer surface of the organ. thrust or screw propulsion 3, to exit the apparatus after extrusion, through the dies or dies 13 and 16, and on the other hand, it flows towards the control end of said propulsion member 3, where any leakage of metal between this member 5 and the inner and outer cylinders, can be easily prevented, since the static pressure on the metal is low, and by cooling a narrow part of this end of the apparatus, the metal becomes located in the annular grooves 12 can be solidified thus preventing any leakage.
In a variant of the apparatus, the openings 8 of the sleeve 3 are either eliminated or considerably reduced, so that the metal is brought into the interior of the sleeve in whole or in part, from the die chamber, into the interior of the sleeve. which considerable pressure is established as a result of the metal being fed through the helical thread 6. When the metal from the die-forging chamber fills the helical spaces 6 and the complementary or similar grooves 4 of the propellant sleeve 3, a reaction pressure is established which ultimately balances the pressure in the die chamber so that the backward movement of the metal in these helical spaces and grooves ceases.
When this state of equilibrium is reached, the metal no longer advances from the matrix chamber.
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ge in the internal spaces and the grooves and this state of free equilibrium must be reached before the metal has receded to the pad or bearing surface between the sleeve 3 and the inner cylinder 2, so that the metal does not strain to leak along this surface, and as a result, the series of inner grooves 12 can be removed. Even if the internal helical protrusions and the grooves are eliminated, the clearance between the sleeve 3 and the inner cylinder 2 can be so small, having regard to its length in the axial direction, that it avoids any significant leakage of metal.