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La présente invention se rapporte aux appareils d'extrusion pour la fabrication d'articles tubulaires et pour le revêtement de tuyaux, de tiges, de tubes et autres. Plus précisément l'invention concerne un appa- reil perfectionné qui, tout en permettant particulièrement l'extrusion d' objets de meilleure qualité et de revêtements métalliques, en plomb par exemple, convient également au travail d'autres matières, telles que les matières plastiques ou le caoutchouc.
L'extrusion, et notamment celle de matières ayant une certaine plasticité telles que le plomb est une technique connue, et deédispositifs ont été conçus pour la réaliser. Ces dispositifs d'extrusion antérieurs n'ont toutefois pas donné pleine satisfaction, car nombreux sont ceux qui exigent un matériel compliqué et coûteux, et on a constaté que souvent ils ne produisent pas un produit extrudé aussi uniforme et dense qu'on le désire.
Dans de nombreux cas, et en particulier lorsqu'il s'agit le recouvrir des tiges et des tubes, ces procédés antérieurs ne réalisaient pas une liaison assez intime entre la matière de base et le recouvrement pour que ce dernier empêche effectivement l'infiltration entre eux d'un fluide corrosif, le re- couvrement protecteur perdant de ce fait la majeure partie de son utilité.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant d dessin que du texte faisant, bien entendu partie de la dite invention.
La fig. 1 est une vue en élévation d'un appareil à extruder et à recouvrir conforme à la présente invention.
La fig. 2 est une vue en coupe verticale de¯l'appareil passant par la ligne 2-2 de la Fig. 1.
La fig. 3 est une coupe transversale à plus grande échelle du bloc d'extrusion de la Fig. 2, passant par la ligne 3-3 de celle-ci et
La fig. 4 est une coupe analogue à celle de la Fig. 3 dans laquelle les matrices d'extrusion sont remplacées par des matrices de revêtement.
L'extrusion en général, et celle du plomb en particulier, en vue de fabriquer des tubes de dimensions et de formes variées, ainsi que pour recouvrir ou ohemiser des tubes et des tiges, a soulevé de nombreux problè- me difficiles à résoudre. Bien que des nombreux procédés et dispositifs aient été conçus pour répondre aux besoins de l'industrie, aucun d'eux n'a vrai- ment donné satisfaction, car ils sont souvent trop compliqués et coûteux pour une utilisation industrielle généralisée. L'invention qui va être dé- crite ci-après apporte une solution à ces problèmes et permet la production de produits bien meilleurs à un prix relativement bas.
Selon l'invention un appareil d'extrusion comprend une matrice ou filière à travers, ou autour de laquelle on extrudé une matière plastique, telle que du plomb, une chambre associée à la filière pour fournir la ma- tière plastique extrudée et pourvue d'un dispositif pour comprimer la ma- tière plastique et la forcer hors de la chambre à travers ou autour de la filière.
Dans le mode de réalisation représenté sur les Figs. 1 à 3, la ma- chine d'extrusion 10 comporte deux montants verticaux 11 et 12 réunis l'un à l'autre par deux traverses 13 et 14 en forme de cornières. Ces traverses peuvent être soit soudées, soit boulonnées aux montants 11 et 12, et assu- rent, en plus de leur fonction normale qui est de maintenir l'écartement des montants, celle de guides formant supports pour le bloc d'extrusion 15 disposé à mi-dstance entre les montants 11 et 12.
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Le bloc d'extrusion 15 est maintenu dans sa position centrale par rapport aux montants 11 et 12 au moyen de quatre vis de commande 16, 17, 18 et 19, qui tournent à leurs extrémités extérieures, dans les mon- tants 11 et 12 et tourillonnent dans des paliers 20 et 21 fixés à la sur- face supérieure et inférieure du bloc d'extrusion 15. En réalité les vis in- férieures 16 et 17 peuvent être formées soit d'un élément unique traversant le palier 20, qui sera alors maintenu de façon à entourer le milieu de cet élément, ou bien elles peuvent tourillonner indépendamment dans le palier 20 et être accouplées par un élément d'accouplement approprié interposé entre elles.
Les vis 18 et 19 peuvent être agencées de la mêmamanière et reliées au palier 21 de façon qu'il soit constamment maintenu dans la posi- tion centrale entre les montants 11 et 12.
Les vis de commande 17 et 19 traversent et, de préférence, dépas- sent le montant 12 pour recevoir respectivement des poulies 22 et 23. La poulie 22, qui est couplée à la vis 17, est montée assez près de la face extérieure du montant 12, tandis que la poulie 23, qui est portée par la vis 19, est suffisamment écartée du montant 12 pour que la courroie 25 qui l'en- traîne ne vienne pas gêner le fonctionnement de la poulie 22. La courroie 24, entraînant la poulie 22, et la courroie 25 sont entraînées toutes deux par des poulies 26 et 27 calées sur l'arbre de sortie 28 d'un réducteur de vitesse approprié 29. Dans le présent exemple, un moteur électrique 30 constitue la source d'énergie motrice, mais il va de soi que toute autre source d'actionnement appropriée pourrait également être utilisée.
L'arbre 31 du moteur 30 porte un pignon droit 32 qui engrène avec un second pignon droit 33 calé sur l'arbre 34 sortant du côté droit du réducteur de vitesse 29, ainsi que le montre la fig. 1. Le mouvement de rotation du moteur est ainsi transmis, par l'intermédiaire du réducteur de vitesse 29 et des pou- lies 22 et 23, qui ont le même diamètre et tournent par conséquent à la même vitesse aux vis de commande 16, 17, 18 et 19 et dans une direction ou dans l'autre, suivant le sens de rotation du moteur.
La rotation de ces vis d'entraînement a pour effet de déplacer deux chariots 35 et 36 en les rapprochant ou en les éloignant du bloc d'extrusion, suivant leur sens de rotation. Dans le mode de réalisation représenté, les vis 17 et 19 sont filetées à droite et ont pour fonction de supporter et de déplacer le chariot 35. Une rotation de ces vis dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre déplace le chariot vers la gauche en en- traînant un piston 37 fixé au centre du chariot, et qui pénètre dans une ouverture latérale du bloc d'extrusion 15 ainsi qu'il sera décrit plus loin.
Une rotation des vis 17 et 19 dans le sens des aiguilles d'une montre, dé- placera le chariot vers la droite en l'éloignant du bloc 15. En ce qui con- cerne les vis de commande 16 et 18, qui sont filetées à gauche, c'est l'in- verse qui se produira. La rotation en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre entraînera le chariot 36 vers la gauche sur la fig. 1, et vice- versa. Le chariot 36 est semblable au chariot 35 et porte également un pis- ton central 38 qui pénètre dans une ouverture ménagée dans le côté gauche du bloc d'extrusion 15.
Lors de l'extrusion des métaux avec l'appareil représenté sur la fig. 1, et notamment lors de l'extrusion de plomb, il est avantageux de maintenir la température du bloc d'extrusion 15 entre certaines limites, afin de garder au métal le degré de plasticité voulu. A cette fin le bloc 15 est chauffé, de préférence au gaz ou à l'électricité, et est également pourvu d'un appareil de contrôle approprié de la température. Dans le cas du chauffage électrique, on peut utiliser quatre éléments chauffants 39 à 42, qui seront disposés à l'intérieur du bloc en des points situés au-des- sus et en-dessous des points d'entrée des pistons 37 et 38 dans le bloc 15.
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Ces éléments chauffants peuvent être oonnectés d'une manière appropriée quelconque qui dépend du caractère et du type d'éléments utilisés. On peut également prévoir un élément thermostatique convenable en un point appro- prié du bloc d'extrusion 15 ou sur ce bloc, afin d'enregistrer la tempéra- ture de la matière extrudée, et régler l'apport d'énergie calorifique sui- vant les besoins.
La Fig. 3 montre en coupe horizontale le bloc dtéxtrusion 15 qui présente essentiellement la forme d'un cube pourvu d'une ouverture horizon- tale 43 qui le traverse transversalement. La forme et les dimensions de cet-. te ouverture lui permettent de recevoir les pistons 37 et 38 qui y coulis- sent ainsi qu'il a été mentionné à propos de la fig. 1. En plus de cette ouverture transversale 43, une seconde ouverture 44 dont l'axe est perpen- diculaire et dans le plan de l'axe de l'ouverture 43 est prévue dans le bloc. Les extrémités de cette ouverture 44 sont taraudées, comme on peut le voir en 45 et 46, afin de recevoir les matrices mâle et femelle 47 et 48 permettant l'extrusion de tubes.
La matrice femelle est constituée par un bouchon pourvu d'une tête extérieure 49, de préférence de section hexa- gonale afin de faciliter son montage et sa fixation dans la partie droite de l'ouverture 44. La surface inférieure 50 de ce bouchon ou de cette ma- trice femelle 48 est plane et agencée de manière à être située dans le même plan que le bord droit de l'ouverture 43. Il, présente par ailleurs une ouverture centrale de section réduite 51 qui, comme on peut le remar- quer, définit le diamètre extérieur du tube à extruder et une partie exté- rieure 52 de diamètre plus grand qui sert simplement à guider le tube formé 53 en dehors de la matrice femelle 48.
La matrice mâle 47 ou partie mâle de la filière est quelque peu semblable à la partie femelle en ce sens qu'elle présente également une tête hexagonale 54' destinée à la fixer solidement à l'intérieur du bloc 15 par coopération avec les filets 46 pratiqués dans l'ouverture 44. Ce qu'on peut appeler la pointe de la partie 47 de la filière a une section de forme géné- rale conique 55 partant du bord gauche de l'ouverture 43 et s'étendant vers la droite de celle-ci, ainsi que le montre la fig. 3. Cette partie conique se termine à l'aplomb de la face 50 de la matrice femelle 48 et se prolon- ge par une partie cylindrique 56 qui pénètre à l'intérieur de cette dernière sur une distance égale à la longueur de la partie de section réduite 51 de son ouverture centrale.
On a trouvé lors de l'extrusion de tubes, et en particulier de tu- bes de plomb, que la position de la pointe 56 de la partie mâle 47 de la fi- lière par rapport à l'ouverture centrale de la matrice femelle 48 est tout à fait critique. On a trouvé qu'en pratique la longueur de la pointe 56 ne doit pas dépasser le. double du diamètre de l'ouverture 51. Dans le cas de l'extrusion de tubes ayant un diamètre extérieur compris entre 0,6 cm en- viron et 3,8 cm environ, on a constaté que la longueur de la partie cylin- drique 56 et de la partie rétrécie correspondante 51 doit être de l'ordre de 1,27 cm. Le procédé permet une extrusion relativement rapide du plomb qui présente alors une densité relativement élevée, le tube présentant des dimensions et une configuration uniformes sur toute sa longueur.
Lors de la mise en ouvre de cette forme de l'invention, on actionne les vis de commande 16, 19 de manière à extraire complètement les pistons 37 et 38 de l'ouverture 43. On introduit ensuite des blocs de plomb 54 pré- formés dans l'ouverture 43 de chaque côté du bloc 15, puis on fait tourner le moteur 30 afin d'amener les pistons dans leurs ouvertures respectives' et les appliquer contre les blocs de plomb. On chauffe en même temps le bloc 15 à une température de l'ordre de 177 à 316 , et de préférence autour de
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288 , afin d'éviter la fusion réelle du plomb. Les pistons 37 et 38 sont ensuite rapprochés l'un vers l'autre sous une pression comprise entre 472 kg/mm2 et 1.575 kg/mm2 environ.
Du fait que le plomb se trouve dans un état semi-plastique, il est refoulé vers l'extérieur entre la pointe 56 de la matrice et la paroi qui l'entoure 51 de la matrice femelle et forme le tube 53. On a trouvé que bien qu'un groupe de blocs de plomb 54 permette la fa- brication d'une longueur finie de tube, on peut obtenir un tube de toute longueur voulue en arrêtant simplement le processus et en insérant de nou- veaux blocs de plomb 54. Cet arrêt ne provoque aucun joint ni solution de continuité dans le tube et permet d'obtenir un tube uniforme exempt de toute imperfection.
On peut, à l'aide du même procédé, appliquer un revêtement ou che- mise de plomb par exemple, sur des fils métalliques, des tiges, des tubes et autres, en remplaçant les matrices mâle et femelle 47 et 48, représentés à la Fig. 3, par les filières de chemisage 57 et 58 de la Fig. 4. La partie femelle 58 de cette filière correspond sensiblement à la matrice 48 de la fig. 3, en ce qu'elle est également pourvue d'une tête extérieure hexagona- le 59 pour la fixer dans le bloc 15 grâce à un filetage approprié qui coo- père avec les filets 45 du bloc 15. Mais cette filière 58 diffère de la matrice femelle 48 de la fig. 3 en ce que sa partie de section réduite 60 est un peu plus longue que la partie correspondante 51 de la matrice en filière d'extrusion 48.
La partie restante 61 de l'ouverture centrale est plus grande afin de former un espace sensiblement annulaire autour de l'ob- jet terminé.
La partie mâle 57 de la filière comporte une tête hexagonale 62 d'une pièce avec le corps 57 de la filière, et sa portion intérieure présen- te la forme d'un cône 63 convergeant d'une manière générale uniforme depuis le bord gauche de l'ouverture 43 jusqu'à un point situé légèrement à l'in- térieur de l'ouverture 60 de la partie femelle 58, point où. le cône intersec- te une ouverture centrale 64 par laquelle passe la tige ou le tune 65 devant recevoir le revêtement. En pratique la distance qui sépare cette intersection de la face intérieure 66' de l'élément 58 de la filière ne doit pas dépasser, de préférence, l'épaisseur du revêtement appliqué, soit environ de 0,8 mm à 1,6 mm pour un traitement normal.
La mise en oeuvre de cette forme de l'invention comprend les mêmes phases opératoires, que la précédente, sauf que le tube ou la tige 65 est inséré dans l'appareil à travers la partie mâle 57 de la filière, et qu'après application de la pression par les pistons 37 et 38 le plomb plastifié 54 est refoulé vers l'extérieur à travers l'espace annulaire ménagé dans la filière et délimité d'une part par le tube 65 et d'autre part par l'ouver- ture 60 de la partie femelle, en formant le revêtement 66.
Avec une filière dont les éléments sont agencés de la manière re.- présentée sur le dessin et ainsi qu'il a été décrit, on a trouvé qu'on ob- tenait un revêtement dense et bien adhérent,et que par ailleurs la qualité de l'attache entre les deux métaux est fonction de la longueur de la partie 60 de diamètre réduit dans laquelle le plomb forme un revêtement autour du tuyau ou du tube . La longueur de cette partie de diamètre réduit ne doit pas dépasser, de préférence, huit fois le diamètre du tuyau ou du tube à recouvir. Dans le cas de tuyaux dont le diamètre est compris entre 0,63 cm et 3,81 cm, la partie 60 aura, de préférence, une longueur d'environ 5,0 cm.
Le procédé et l'appareil pour l'application de revêtements qui vient d'être décrit, peut également être utilisé pour obtenir sur un tube à la fois une attache mécanique solide et une liaison chimique. Dans ce cas, la tige ou le tube à recouvrir est d'abord nettoyé et recouvert d'une fine
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couche d'étain, de plomb ou d'antimoine, solidement fixée par l'utilisation de décapants appropriés tels que le chlorure de zinc, le chlorure stanneux ou autres. La tige ou le tube après avoir été ainsi préparé est inséré dans la partie mâle 57 de la filière, et l'opération de revêtement est effectuée de la manière décrite précédemment. De cette façon la couche extérieure fond réellement et s'attache au revêtement préliminaire en raison des pressions élevées et de la température qui sont utilisées.
Lorsqu'il s'agit de revêtir des tubes à paroi mince, il peut être avantageux d'insérer dans le tube un mandrin d'acier afin de prévenir son écrasement Sous l'action des pressions d'extrusion. On a trouvé en outre, que la forme de l'invention représentée à la fig. 3, permet l'extrusion de n'importe quel profil désiré, tout en procurant les avantages énumérés plus haut. De même, on peut appliquer un revêtement sur des tubes, des tiges, des coussinets et autres objets, dont les contours sont irréguliers, . l' aide du procédé et de l'appareil décrits en regard de la fig. 4.
Quoique l'on ait décrit cet appareil et son fonctionnement à propos de l'extrusion de plomb et de métaux similaires, il va de soi qu'il peut tout aussi facilement être utilisé pour extruder d'autres matières telles que le caoutchouc, les matières plastiques et autres, ou appliquer des re- vêtements en ces matières, et que d'une manière générale, il peut être uti- lisé pour recouvrir d'une matière avec une autre dont le point de fusion est sensiblement différent, et lorsque la chaleur et la pression provo- quent l'adhérence des matières entre elles avec ou sans utilisation d'un agent de liaison.
Il va de soi que l'on peut apporter des modifications aux modes de réalisation de l'appareil représentés et décrits, notamment par substi- tution de moyens techniques équivalents sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS.
1. Un appareil d'extrusion comportant un bloc d'extrusion caracté- risé en ce que des matrices mâle et femelle coopérant ensemble sont montées dans ce bloc, la partie femelle de la matrice étant pourvue d'une ouverture et la partie mâle présentant une partie de section réduite qui pénètre à l'intérieur de cette ouverture, et en ce qu'un dispositif est agencé de fa- çon à refouler une matière pouvant être extrudée entre ces matrices.
2. Un appreil d'extrusion, suivant 1, caractérisé en ce que le bloc comprend deux canaux qui se coupent et le traversent de préférence à angle droit, la matrice femelle obture l'une des extrémités de l'un de ces canaux, tandis que la matrice mâle ferme l'autre extrémité de ce canal.
3. Un appareil d'extrusion, suivant 1 et 2, caractérisé en ce que la partie de section réduite de la matrice mâle pénètre à l'intérieur de l'ouverture de la matrice femelle sur une longueur qui ne dépasse pas deux fois le diamètre de cette ouverture.
4. Un appareil d'extrusion, suivant 1-3, caractérisé en ce que la matrice mâle comprend une partie conique qui intersecte le second canal.
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The present invention relates to extrusion apparatus for the manufacture of tubular articles and for the coating of pipes, rods, tubes and the like. More precisely, the invention relates to an improved apparatus which, while particularly allowing the extrusion of objects of better quality and of metallic coatings, of lead for example, is also suitable for working other materials, such as plastics. or rubber.
Extrusion, and in particular that of materials having a certain plasticity such as lead, is a known technique, and deédispositifs have been designed to achieve it. These prior extruders, however, have not been fully satisfactory, as many require complicated and expensive equipment, and it has often been found that they do not produce as uniform and dense an extruded product as desired.
In many cases, and particularly when it comes to covering it with rods and tubes, these prior methods did not achieve a sufficiently intimate bond between the base material and the covering for the latter to effectively prevent infiltration between. them from a corrosive fluid, the protective coating losing most of its usefulness.
The description which will follow with reference to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawing and from the text forming, of course, part of said invention. .
Fig. 1 is an elevational view of an extruder and cover apparatus according to the present invention.
Fig. 2 is a vertical sectional view of the apparatus taken through line 2-2 of FIG. 1.
Fig. 3 is an enlarged cross section of the extrusion block of FIG. 2, passing through line 3-3 thereof and
Fig. 4 is a section similar to that of FIG. 3 in which the extrusion dies are replaced by coating dies.
Extrusion in general, and that of lead in particular, with a view to manufacturing tubes of various sizes and shapes, as well as to cover or coat tubes and rods, has given rise to numerous problems which are difficult to solve. Although many methods and devices have been designed to meet the needs of industry, none of them have really worked, as they are often too complicated and expensive for widespread industrial use. The invention which will be described below provides a solution to these problems and enables the production of much better products at a relatively low cost.
According to the invention an extrusion apparatus comprises a die or die through or around which a plastic material, such as lead is extruded, a chamber associated with the die to provide the extruded plastic material and provided with a device for compressing the plastic material and forcing it out of the chamber through or around the die.
In the embodiment shown in Figs. 1 to 3, the extrusion machine 10 comprises two vertical uprights 11 and 12 joined to one another by two cross members 13 and 14 in the form of angles. These crosspieces can be either welded or bolted to the uprights 11 and 12, and provide, in addition to their normal function which is to maintain the spacing of the uprights, that of guides forming supports for the extrusion block 15 arranged at the same time. halfway between uprights 11 and 12.
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The extrusion block 15 is held in its central position with respect to the uprights 11 and 12 by means of four control screws 16, 17, 18 and 19, which turn at their outer ends, in the uprights 11 and 12 and journal in bearings 20 and 21 fixed to the upper and lower surface of the extrusion block 15. In reality the lower screws 16 and 17 can be formed either of a single element passing through the bearing 20, which will then be maintained so as to surround the middle of this element, or they can journal independently in the bearing 20 and be coupled by a suitable coupling element interposed between them.
The screws 18 and 19 can be arranged in the same way and connected to the bearing 21 so that it is constantly maintained in the central position between the uprights 11 and 12.
Control screws 17 and 19 pass through and preferably extend beyond upright 12 to receive pulleys 22 and 23, respectively. Pulley 22, which is coupled to screw 17, is mounted fairly close to the outer face of the upright. 12, while the pulley 23, which is carried by the screw 19, is sufficiently spaced from the upright 12 so that the belt 25 which drives it does not interfere with the operation of the pulley 22. The belt 24, driving the pulley 22, and belt 25 are both driven by pulleys 26 and 27 wedged on the output shaft 28 of a suitable speed reducer 29. In the present example, an electric motor 30 constitutes the source of motive power. , but it goes without saying that any other suitable actuation source could also be used.
The shaft 31 of the motor 30 carries a spur gear 32 which meshes with a second spur gear 33 wedged on the shaft 34 emerging from the right side of the speed reducer 29, as shown in FIG. 1. The rotational movement of the motor is thus transmitted, via the speed reducer 29 and the pulleys 22 and 23, which have the same diameter and therefore rotate at the same speed to the control screws 16, 17 , 18 and 19 and in one direction or the other, depending on the direction of rotation of the motor.
The rotation of these drive screws has the effect of moving two carriages 35 and 36 by bringing them closer to or away from the extrusion block, depending on their direction of rotation. In the embodiment shown, the screws 17 and 19 are threaded on the right and have the function of supporting and moving the carriage 35. A rotation of these screws in the counterclockwise direction moves the carriage towards. the left by dragging a piston 37 fixed to the center of the carriage, and which enters a side opening of the extrusion block 15 as will be described later.
Turning screws 17 and 19 clockwise will move the carriage to the right away from block 15. Regarding control screws 16 and 18, which are threaded on the left, the reverse will happen. The counterclockwise rotation will drive the carriage 36 to the left in fig. 1, and vice versa. The carriage 36 is similar to the carriage 35 and also carries a central piston 38 which enters an opening in the left side of the extrusion block 15.
When extruding metals with the apparatus shown in fig. 1, and in particular during the extrusion of lead, it is advantageous to maintain the temperature of the extrusion block 15 between certain limits, in order to keep the metal at the desired degree of plasticity. For this purpose the block 15 is heated, preferably with gas or electricity, and is also provided with an appropriate temperature control apparatus. In the case of electric heating, four heating elements 39 to 42 can be used, which will be arranged inside the block at points situated above and below the entry points of the pistons 37 and 38 into the unit. block 15.
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These heating elements can be connected in any suitable manner which depends on the character and type of elements used. It is also possible to provide a suitable thermostatic element at a suitable point on the extrusion block 15 or on this block, in order to register the temperature of the extruded material, and to regulate the following heat energy input. needs.
Fig. 3 shows in horizontal section the extrusion block 15 which has essentially the shape of a cube provided with a horizontal opening 43 which crosses it transversely. The shape and dimensions of this. The opening allow it to receive the pistons 37 and 38 which slide therein as mentioned in connection with FIG. 1. In addition to this transverse opening 43, a second opening 44 the axis of which is perpendicular and in the plane of the axis of the opening 43 is provided in the block. The ends of this opening 44 are threaded, as can be seen at 45 and 46, in order to receive the male and female dies 47 and 48 allowing the extrusion of tubes.
The female die is constituted by a plug provided with an outer head 49, preferably of hexagonal section in order to facilitate its assembly and its fixing in the right part of the opening 44. The lower surface 50 of this plug or of this female matrix 48 is planar and arranged so as to be situated in the same plane as the right edge of the opening 43. It also has a central opening of reduced section 51 which, as can be noted , defines the outer diameter of the tube to be extruded and an outer portion 52 of larger diameter which simply serves to guide the formed tube 53 out of the female die 48.
The male die 47 or male part of the die is somewhat similar to the female part in that it also has a hexagonal head 54 'intended to fix it firmly inside the block 15 by cooperation with the threads 46 formed. in opening 44. What may be called the tip of part 47 of the die has a generally tapered section 55 starting from the left edge of opening 43 and extending to the right thereof. here, as shown in fig. 3. This conical part ends in line with the face 50 of the female die 48 and is extended by a cylindrical part 56 which penetrates inside the latter over a distance equal to the length of the part of the die. reduced section 51 of its central opening.
It has been found during the extrusion of tubes, and in particular of lead tubes, that the position of the point 56 of the male part 47 of the die with respect to the central opening of the female die 48 is absolutely critical. It has been found that in practice the length of the tip 56 should not exceed the. double the diameter of the opening 51. In the case of the extrusion of tubes having an outer diameter of between about 0.6 cm and about 3.8 cm, it has been found that the length of the cylindrical part 56 and the corresponding narrowed portion 51 should be of the order of 1.27 cm. The process allows relatively rapid extrusion of the lead which then exhibits a relatively high density, the tube having uniform dimensions and configuration over its entire length.
When implementing this form of the invention, the control screws 16, 19 are actuated so as to completely extract the pistons 37 and 38 from the opening 43. Preformed blocks of lead 54 are then introduced. in the opening 43 on each side of the block 15, then the motor 30 is rotated in order to bring the pistons into their respective openings' and press them against the lead blocks. The block 15 is heated at the same time to a temperature of the order of 177 to 316, and preferably around
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288, in order to avoid the actual melting of the lead. The pistons 37 and 38 are then moved towards each other under a pressure of between 472 kg / mm2 and 1,575 kg / mm2 approximately.
Because the lead is in a semi-plastic state, it is forced outward between the tip 56 of the die and the surrounding wall 51 of the female die and forms the tube 53. It has been found that although a group of lead blocks 54 will allow the fabrication of a finite length of tubing, a tubing of any desired length can be obtained by simply stopping the process and inserting new lead blocks 54. This stop does not cause any joint or solution of continuity in the tube and allows to obtain a uniform tube free from any imperfection.
It is possible, using the same method, to apply a coating or lead jacket, for example, on metal wires, rods, tubes and the like, by replacing the male and female dies 47 and 48, shown in Fig. 3, by the lining dies 57 and 58 of FIG. 4. The female part 58 of this die corresponds substantially to the die 48 of FIG. 3, in that it is also provided with an external hexagonal head 59 for fixing it in the block 15 by means of an appropriate thread which co-operates with the threads 45 of the block 15. But this die 58 differs from the female die 48 of FIG. 3 in that its portion of reduced section 60 is a little longer than the corresponding portion 51 of the die in the extrusion die 48.
The remaining portion 61 of the central opening is larger in order to form a substantially annular space around the finished object.
Male die portion 57 has a hexagonal head 62 integral with die body 57, and its interior portion is in the shape of a cone 63 converging generally uniformly from the left edge of the die. the opening 43 to a point located slightly inside the opening 60 of the female part 58, point where. the cone intersects a central opening 64 through which passes the rod or the tune 65 to receive the coating. In practice, the distance which separates this intersection from the inner face 66 'of the element 58 of the die should preferably not exceed the thickness of the coating applied, ie approximately from 0.8 mm to 1.6 mm for normal treatment.
The implementation of this form of the invention comprises the same operating phases as the previous one, except that the tube or the rod 65 is inserted into the apparatus through the male part 57 of the die, and that after application from the pressure by the pistons 37 and 38 the plasticized lead 54 is forced outwards through the annular space formed in the die and delimited on the one hand by the tube 65 and on the other hand by the opening 60 of the female part, forming the coating 66.
With a die the elements of which are arranged in the manner shown in the drawing and as described, it has been found that a dense and well-adherent coating is obtained, and that, moreover, the quality of the attachment between the two metals is a function of the length of the portion 60 of reduced diameter in which the lead forms a coating around the pipe or tube. The length of this reduced diameter portion should preferably not exceed eight times the diameter of the pipe or tube to be covered. In the case of pipes with a diameter of between 0.63 cm and 3.81 cm, the part 60 will preferably have a length of about 5.0 cm.
The method and apparatus for applying coatings which has just been described can also be used to obtain on a tube both a strong mechanical bond and a chemical bond. In this case, the rod or tube to be covered is first cleaned and covered with a fine
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layer of tin, lead or antimony, firmly fixed by the use of suitable strippers such as zinc chloride, stannous chloride or others. The rod or tube after having been thus prepared is inserted into the male part 57 of the die, and the coating operation is carried out as previously described. This way the outer layer actually melts and sticks to the pre-coating due to the high pressures and temperature that are used.
When it comes to coating thin-walled tubes, it may be advantageous to insert a steel mandrel into the tube in order to prevent its crushing under the action of extrusion pressures. It has further been found that the form of the invention shown in FIG. 3, allows the extrusion of any desired profile, while providing the advantages listed above. Likewise, a coating can be applied to tubes, rods, bearings and other objects, the contours of which are irregular. using the method and apparatus described with reference to FIG. 4.
Although this apparatus and its operation have been described in connection with the extrusion of lead and similar metals, it goes without saying that it can just as easily be used to extrude other materials such as rubber, materials. plastics and the like, or to apply coatings of these materials, and that in general it can be used to coat one material with another having a substantially different melting point, and when the heat and the pressure causes the materials to adhere to each other with or without the use of a bonding agent.
It goes without saying that modifications can be made to the embodiments of the apparatus shown and described, in particular by substituting equivalent technical means without departing for this from the scope of the present invention.
CLAIMS.
1. An extrusion apparatus comprising an extrusion block characterized in that male and female dies cooperating together are mounted in this block, the female part of the die being provided with an opening and the male part having an opening. portion of reduced section which penetrates inside this opening, and in that a device is arranged so as to push back a material which can be extruded between these dies.
2. An extrusion apparatus, according to 1, characterized in that the block comprises two channels which intersect and pass through it preferably at right angles, the female die closes one of the ends of one of these channels, while that the male die closes the other end of this channel.
3. An extrusion apparatus, according to 1 and 2, characterized in that the portion of reduced section of the male die penetrates inside the opening of the female die over a length which does not exceed twice the diameter. of this opening.
4. An extrusion apparatus, according to 1-3, characterized in that the male die comprises a conical part which intersects the second channel.
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