CH349567A - Procédé de fabrication d'un tube à partir d'un ruban de métal - Google Patents

Description

  Procédé de     fabrication    d'un     tube    à     partir    d'un ruban de     métal       La présente     invention        concerne    un procédé de  fabrication d'un tube à     partir    d'un     ruban    de métal.  



  On     connaît    déjà un procédé de     formation    d'un  ruban de métal     transversalement    à environ. 7200 pen  dant que le ruban se déplace dans le sens de la lon  gueur de     façon    à     former    un tube ayant des parois à  deux     couches.    Des     millions    de mètres     d'excellents     tubes     servant    aux conduites hydrauliques ou à     d7au-          tres    buts ont été fabriqués selon ce procédé.

   Toutefois,  ce procédé     connu    sous le nom de       procédé        Woeller    5>  donne lieu à     certaines    difficultés de fabrication que la  présente invention a pour but     d'éliminer.     



  Selon le     procédé        Woeller,    une partie de     ruban    de  métal au voisinage d'un bord est pliée     brusquement     vers le haut à     environ    900.

   L'autre bord du ruban  est ensuite roulé vers la portion repliée qui fournit un  guide pour le ruban lorsqu'il se     déplace    longitudina  lement et qui supporte le ruban     contre    la pression de  mise en forme latérale qui entre en jeu lors de l'en  roulement du     ruban.    Une fois que le ruban a été  enroulé d'environ 1 tour et demi, la partie de la  matière     contenant    le coude brusque en     forme    de L  est repassée pour     donner    à cette partie une courbure  environ égale à celle de la couche extérieure de la  paroi du tube.

   La dernière partie de la matière est  ensuite enroulée autour de la     portion    précédemment  enroulée de manière à achever le processus de for  mation d'un rouleau en soi.  



  Au cours de ce processus, les parties du ruban  qui sont enroulées les premières sur     environ    1 tour  et demi sont     considérablement    plus étirées que les  parties qui sont simplement enroulées d'environ le  demi-tour restant     autour    du tube extérieur. Ceci se  traduit par des tensions inégales qui tendent à mettre    le tube en spirale et à le tordre par rapport à son axe       longitudinal    au cours du traitement ultérieur auquel  le tube est     soumis    à l'action de la chaleur pour lier  entre elles les couches de la paroi.

   En outre, la partie  qui a été pliée la     première    en     forme    de L et qui a été  ensuite repassée est plus     écrouie    que les autres parties  du tube, ce qui rend     difficile        l'enroulement    de la partie  extérieure pour achever la formation du tube.

   En  outre, le bord du ruban voisin du coude brusque en       forme    de L est étiré     dans    une mesure telle     au.        cours     de la formation du L     qu'il    contient des     ondulations    en  aval des     cylindres        formant    le L, qui doivent être     mises     à     niveau    par un     laminage    ultérieur, en écrouissant  ainsi     cette        partie    marginale du ruban plus que les par  ties voisines.  



  Jusqu'à présent,     ces        facteurs    et des facteurs ana  logues ont rendu     nécessaire    de faire passer le tube  sur un mandrin et de le soumettre à des forces de       compression        importantes    pour     amener    les     couches    de  matière au     contact    les unes des autres de.

   façon à  empêcher le tube de se dérouler et à l'empêcher de  se mettre en spirale ou de se tordre     indûment    après  avoir quitté le     laminoir.    Le tube passe sur le     mandrin     à raison d'environ 90 à 120 mètres à la     minute.    Les  diverses parties périphériques du tube sont     écrouies     à des degrés sensiblement     différents.    En conséquence,  l'usure du mandrin est     importante    et     inégale    et le  mandrin doit être fréquemment remplacé,     ce    qui  nécessite l'arrêt fréquent du laminoir à tubes,

       arrêts     qui sont     coûteux    par les     pertes    de temps     qu'ils    appor  tent à la fabrication     et    par les heures de travail qu'ils       nécessitent        pour    changer le mandrin.  



  Le     procédé    de fabrication d'un tube objet de la  présente invention est     caractérisé    en     ce    qu'il     consiste         à faire déplacer un ruban de métal dans le sens lon  gitudinal et, pendant     ledit    mouvement du ruban, à  façonner transversalement à la fois les moitiés longi  tudinales dudit ruban situées sur les côtés opposés de  la partie     longitudinale    centrale de celui-ci, et à ame  ner les bords latéraux l'un vers l'autre de telle sorte  qu'ils     coupent    tous deux un plan commun lorsque le  ruban a été sensiblement mis en forme tubulaire, à  faire chevaucher l'un des bords latéraux dudit ruban  sur l'autre bord latéral,

   puis à mettre en     forme    les       parties    de la     moitié        longitudinale    dudit     ruban    se ter  minant sur le premier bord latéral transversalement  selon des rayons de     courbure    déterminés allant pro  gressivement en diminuant, et simultanément à     mettre     en forme les parties de l'autre moitié     longitudinale     transversalement selon des rayons de courbure allant  en     diminuant    progressivement d'une façon légèrement  moindre, de telle sorte que la     seconde    moitié mention:

         née    recouvre et s'adapte sensiblement à la courbure  de l'extérieur de la     première    moitié, et à continuer à  mettre en forme lesdites moitiés jusqu'à ce que les  bords latéraux soient adjacents aux faces opposées de  ladite partie centrale longitudinale.     e       Le dessin annexé illustre une mise en     oeuvre    du       procédé    objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est     une    représentation schématique d'un  laminoir pour appliquer le     procédé    de fabrication  d'un tube.  



  La     fig.    2 est une élévation composite     partiellement     schématique représentant la formation du ruban au  cours des premières étapes de sa formation.  



  Les     fig.    3, 4 et 5 sont des coupes représentant les  états du     ruban    de métal au cours des étapes progres  sives ultérieures de sa formation.  



  Les     fig.    6 et 7 sont des coupes représentant les  étapes finales de formation de tube et représentant le  tube lorsqu'il passe sur un mandrin.    A la     fig.    1, on a représenté un laminoir 10 qui  peut être du type général classique et qui étire un  ruban de métal plat 11 à     partir    d'une bobine 12 et  fait passer la matière à travers une série de cylindres  de mise en forme de     manière    à façonner la matière  transversalement pour former un tube 13 qui passe  ensuite à travers un four approprié 14 servant à  chauffer le tube et à joindre ou lier ses     couches    inter  médiaires.

   On peut ensuite passer le tube à travers un  réfrigérant tel qu'une chemise d'eau 15 à     partir    de  laquelle le tube émerge sous     forme    d'un tube terminé  16. Le     laminoir    10 est représenté     comme        comprenant     un certain nombre de jeux de cylindres de mise en  forme alignés verticalement 20 à 24, une série de  cylindres de     mise    en forme     alignés    horizontalement  25 à 31, et deux jeux de cylindres de     finition    32 et  33.

   On remarquera que cette disposition des cylindres  est donnée à titre simplement     illustratif    et que les  cylindres peuvent être disposés de n'importe quelle  manière voulue selon les exigences du tube particulier    à former. Dans certains cas, on utilise un mandrin 35  à l'intérieur du     tub,,    entre les cylindres de finition 32  et 33. Ce mandrin est     accroché    par l'intermédiaire  d'une longue tige 36 introduite dans le tube partielle  ment formé, comme en 37, avant que la forme tubu  laire ne soit fermée.  



  Le     premier    jeu des cylindres 20 découpe en biseau  les parties     marginales    de la matière en sens opposés  comme en 39 et 40 dans un but qui sera décrit     ci-          après.    Les     parties    41 et 42 des bords opposés voisins  du ruban sont ensuite mises en forme transversale  ment dans le sens contraire des aiguilles d'une montre  et dans le sens des aiguilles d'une montre respective  ment, en observant les dessins, sur environ     901)    de  rayon de courbure qui correspond sensiblement au  rayon du tube à former.

   Dans certains cas, les rayons  de courbure des     parties    41 et 42 peuvent être les  mêmes, dans d'autres cas ils peuvent être légèrement  différents pour faciliter l'enroulement d'une moitié  longitudinale du ruban autour de l'autre moitié lon  gitudinale et pour faciliter les derniers stades de for  mation lors de la fabrication du tube. Ce stade peut  être effectué au niveau des cylindres     verticaux    21 et  l'on remarquera que les     parties    43 et 44 du ruban  se trouvant entre la     partie    centrale longitudinale 45  et les bords recourbés restent sensiblement planes.  



  Lorsque le ruban passe à travers les cylindres ver  ticaux 22, 23 et 24, les     parties    intermédiaires 43 et 44  du ruban sont mises en forme transversalement selon  des rayons de     courbure    qui vont progressivement en  diminuant et qui sont plus grands que le rayon des  parties initiales 41 et 42.

   Les parties 43 et 44 sont  formées respectivement dans le sens inverse des aiguil  les d'une montre et dans le sens des aiguilles d'une  montre pour amener les bords latéraux du     ruban    l'un  vers l'autre et les changements de rayons de courbure  de     ces        parties    de la matière sont représentés à la     fig.    2  dans leur ensemble en     43a-c    et     44a-c.    Les rayons des       parties    41 et 42 restent sensiblement non modifiés au       cours    de la formation des     parties    43 et 44 bien qu'il  puisse se produire une     certaine    variation de la forme  provenant 

  des contraintes engendrées dans le     ruban     par cette mise en forma du     ruban.     



  On fait ensuite passer le ruban à travers les cylin  dres horizontaux 25 et 26, les parties intermédiaires  43 et 44 du     ruban    étant davantage mises en forme  transversalement de telle sorte que le ruban prend une  forme sensiblement tubulaire avec les bords latéraux  du     ruban        intersectant    un plan commun P tel que  représenté à la     fig.    2.

   Les     parties    intermédiaires 43  et 44 sont formées avec des rayons de courbures qui  sont suffisamment inégaux pour que la     partie    42 se  trouve     radialement    à l'extérieur de la partie 41 d'au  moins l'épaisseur d'un bord latéral du     ruban    de telle       sorte    que la     partie    de l'enroulement 42 recouvre la  partie 41.  



  Lorsqu'on enroule la matière à     partir    de son état  plan jusqu'à son état sensiblement tubulaire représenté  par le dernier stade de la     fig.    2, les parties recourbées  du     ruban    se trouvant sur les côtés opposés des     parties         centrales longitudinales 45 constituent des butées pour  supporter le ruban contre les pressions latérales appli  quées à la moitié opposée du ruban.  



  On fait ensuite passer le ruban à travers les cylin  dres horizontaux 27 et 28 dans lesquels la partie 42  de la matière est enroulée par-dessus l'extérieur de la  partie 41 et les     parties    intermédiaires, 43 et 44 de la  matière sont davantage mises en forme transversale  ment de telle sorte que les moitiés longitudinales de la  matière sur les. côtés opposés de la partie centrale lon  gitudinale 45     commencent    à s'enrouler mutuellement  l'une autour de l'autre. La moitié contenant les par  ties 41 et 43 de la matière s'adapte sensiblement à  l'intérieur de la moitié contenant les parties 42 et 44,  tandis que la dernière moitié s'adapte sensiblement  aux     surfaces    extérieures de la moitié qui comprend  les parties 41 et 43.

   L'état de la matière à ce moment  est représenté dans son ensemble à la     fig.    3. On re  marquera que la matière présente au voisinage de sa  partie centrale longitudinale un cran 46 dans un but  qui sera décrit ci-après. Ce cran peut être prévu à  n'importe quel stade approprié de la     formation    du  tube, par exemple dans les cylindres verticaux 22.  



  Lorsque le tube partiellement formé passe à tra  vers les cylindres horizontaux 29 et 30, les rayons de  courbure des, moitiés intérieure et extérieure vont pro  gressivement en diminuant de telle     sorte    que ces moi  tiés continuent à s'enrouler mutuellement l'une sur  l'autre comme on l'a représenté aux     fig.    4 et 5. On  fait ensuite passer le tube à travers le cylindre hori  zontal 31 dans lequel les moitiés sont davantage  enroulées et leur rayon diminué pour amener les  biseaux 39 et 40 à proximité des faces opposées de la       partie    46 présentant un cran.

   On fait ensuite passer  le tube à travers les cylindres de     finition    32 et 33 qui  compriment davantage les moitiés enroulées. pour  amener les biseaux sur le cran comme représenté à  la     fig.    7. Comme on l'a déjà dit, il peut être avanta  geux d'utiliser un mandrin intérieur en combinaison  avec les cylindres de finition, bien qu'un tel mandrin  puisse n'être pas. nécessaire dans tous les cas.  



  Dans les stades représentés aux     fig.    3 à 5, les par  ties 41 et 42 tendent à garder leur rayon de courbure  initial mais peuvent changer quelque peu de     forme    du  fait de     contraintes    dans la matière provenant de l'en  roulement. En particulier, la     partie    extérieure 42 peut  être amenée à prendre un état quelque peu plus plat  dans les stades intermédiaires     (fig.    4), mais, cette par  tie fait     ressort    et tend à reprendre son rayon initial au  cours des derniers stades     (fig.    6) de façon à faciliter  un enroulement relativement étroit de la couche exté  rieure autour de la couche intérieure.  



  Au cours des derniers stades de formation de  même qu'au cours des premiers stades de formation,  les     parties    recourbées de la matière d'un côté de la  forme tubulaire constituent des butées servant à sou  tenir la matière contre les pressions latérales de mise  en forme qui sont appliquées sur le côté opposé. A  la fois la moitié intérieure et la moitié extérieure de  la matière sont enroulées sur environ     360,)    et l'enrou-         lement    est si proche de la symétrie que les contrain  tes engendrées, dans les moitiés     longitudinales    de la  matière sont sensiblement analogues.

   Le fait que la  couche intérieure soit formée avec un rayon de cour  bure légèrement plus petit que la couche extérieure  ne donne pas lieu à des différences sensibles dans les       contraintes.    La tendance de la couche intérieure à  faire ressort     radialement    vers l'extérieur et la résis  tance opposée à     cette    action par la couche extérieure  tendent à maintenir les couches en     contact        uniforme     étroit face contre face lorsque le tube sort du lami  noir 10. Le tube n'a que peu ou pas de tendance à se  dérouler.

   La couture sur les faces en regard des  biseaux 39, 40 et le cran 46 sont sensiblement uni  formes. sur toute la longueur du tube.     Etant    donné  que les contraintes dans toute l'étendue de la     partie     périphérique du tube sont     uniformes,    le tube n'a pas  tendance (ou faiblement seulement) à se tordre ou à  se mettre en spirale.  



  Ces facteurs réduisent au     minimum    les pressions  qui sont nécessaires, dans la zone des cylindres de  finition 32 et 33 et si l'on utilise un mandrin 35, ce  mandrin a une vie très, longue, ce qui réduit au mini  mum les heures. de     main-d'#uvre    et les pertes horaires  de non-fonctionnement du laminoir lors du     remplace-          ment    du mandrin. En, outre, étant donné que les par  ties du tube qui. viennent en contact avec le mandrin  sont écrouies à peu près uniformément, il n'y a que  peu ou pas d'usure sur le mandrin.

   D'une façon plus  générale, l'enroulement symétrique des     différentes     parties périphériques, du tube     facilite    une déformation  progressive sensiblement égale de toutes les     parties     périphériques du tube et rend la     formation    de l'en  roulement du tube relativement exempte de pertur  bation.  



  On décrira ci-après un tube     réalisé    selon le pré  sent procédé : la matière du ruban est un acier au  carbone à teneur relativement faible en carbone ayant  une épaisseur de 0,35 mm et une largeur de 6,85 cm.  Cette matière est enroulée sur une     forme    tubulaire à  deux couches ayant un diamètre extérieur de 9 mm  et une épaisseur de paroi de 0,08     mm.    On a trouvé  par expérience que, en formant un tube de 9 mm  en appliquant le présent procédé, la matière s'étire       circonférentiellement    sur environ 1,25     mm.    de moins  qu'elle ne s'étire lorsqu'on utilise le     procédé        Woeller     décrit ci-dessus.  



  Le présent procédé permet au tube enroulé  d'avoir des parois plus épaisses que cela n'était pos  sible par les procédés antérieurs. L'une des raisons  tient au fait que le procédé décrit ne demande aucune  courbure brusque de la matière au cours de l'enroule  ment, qui doive être ensuite repassée. Des, procédés  utilisant des courbures     brusques    et un repassage ne  peuvent pas être utilisés pratiquement pour enrouler  des matières épaisses et former des tubes à paroi  épaisse, étant donné qu'il est pratiquement trop diffi  cile de repasser ces courbures     brusques    et d'enrouler  ensuite des parties écrouies repassées autour de la  couche intérieure.

        Un autre avantage du procédé décrit tient au fait  que l'on peut utiliser un laminoir qui peut traiter une  matière ayant des tolérances plus grandes d'épaisseur  et la recuire plus qu'il n'était possible dans les lami  noirs utilisés par les procédés antérieurs. Ceci réduit  les coûts en machine et en     main-d'oeuvre    nécessaire  pour effectuer des réglages     corrects    pour traiter les  différents lots de matière.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication d'un tube, à partir d'un ruban de métal, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer le ruban de métal dans le sens longitudinal et, pendant ledit mouvement du ruban, à façonner transversalement à la fois les moitiés longitudinales dudit ruban situées sur les côtés opposés de la partie longitudinale centrale de celui-ci, et à amener les bords latéraux l'un vers l'autre de telle sorte qu'ils coupent tous deux un plan commun lorsque le ruban a été sensiblement mis en forme tubulaire,

   à faire chevaucher l'un des bords latéraux dudit ruban sur l'autre bord latéral, puis à mettre en forme les parties de la moitié longitudinale dudit ruban se terminant sur le premier bord latéral transversalement selon des rayons de courbure déterminés allant progressivement en diminuant, et simultanément à mettre en forme les parties de l'autre moitié longitudinale transversale ment selon des rayons de courbure allant en dimi nuant progressivement d'une façon légèrement moin dre,

   de telle sorte que la seconde moitié mentionnée recouvre et s'adapte sensiblement à la courbure de l'extérieur de la première moitié, et à continuer à mettre en forme lesdites moitiés jusqu'à ce que les bords latéraux soient adjacents aux faces opposées de ladite partie centrale longitudinale. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on façonne la première moitié longitudinale du ruban située d'un côté de la partie centrale longitu- dinale transversalement dans le sens des aiguilles d'une montre et l'on façonne l'autre moitié transver salement dans le sens contraire des aiguilles d'une montre et l'on utilise les portions recourbées de cha que moitié comme soutien contre la pression latérale de mise en forme appliquée à l'autre moitié,

   puis on met davantage en forme les parties des deux moitiés transversalement selon. les rayons de courbure pré déterminés de telle sorte que les bords latéraux dudit ruban coupent un plan commun lorsque ledit ruban a été mis sensiblement en forme tubulaire.

   2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on met en forme transversalement selon des rayons de courbure déterminés par rapport au rayon du tube à former les parties du ruban qui sont espa cées dans les sens opposés à partir de la partie cen trale longitudinale dudit ruban et l'on amène les bords dudit ruban l'un vers l'autre, on met en forme les autres parties selon des rayons de courbure différents des premiers rayons de courbure mentionnés et suf fisamment inégaux pour que, lorsque les moitiés lon gitudinales du ruban ont été mises sensiblement en forme tubulaire,

   le bord latéral libre de l'autre moi tié dudit ruban se trouve radialement vers l'extérieur du bord latéral libre de l'autre moitié à une distance au moins aussi grande que l'épaisseur d'un bord laté ral, on met davantage en forme les moitiés longitudi nales transversalement, le rayon de courbure de la première moitié étant légèrement plus grand que le rayon de courbure de la seconde moitié de telle sorte qu'une moitié recouvre l'autre et se conforme sensi blement à la courbure de l'extérieur de l'autre moitié et l'on continue à mettre en forme lesdites moitiés jusqu'à ce que les bords latéraux soient adjacents aux faces opposées de la portion centrale longitudinale. 3.

   Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on met en forme les parties de la première moitié longitudinale selon le rayon de courbure pré déterminé allant progressivement en diminuant et simultanément on met en forme les parties de l'autre partie longitudinale transversalement selon des rayons de courbure légèrement inférieurs allant progressive ment en diminuant de telle sorte que la première moitié recouvre l'autre et se conforme sensiblement à la courbure de cette autre moitié. 4.

   Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on met en forme une partie de la moitié longi tudinale qui se trouve sensiblement à égale distance transversale du bord opposé de ladite partie centrale du ruban dans le sens contraire des aiguilles d'une montre et selon un rayon de courbure sensiblement égal au rayon du tube à former,

   on met en forme les parties desdites moitiés qui se trouvent entre les pre mières parties mentionnées respectivement dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens con traire et selon des rayons de courbure qui sont diffé rents des rayons de courbure de la première partie mentionnée et qui sont différents l'un de l'autre, on amène les bords latéraux l'un vers l'autre de telle sorte que lorsque le ruban a été mis en forme sensi blement tubulaire les bords latéraux coupent un, plan commun,

   le dernier rayon de courbure mentionné étant suffisamment inégal pour que le bord latéral de l'une des moitiés se trouve radialement à l'extérieur du bord latéral de l'autre moitié. 5. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on applique aux moitiés longitudinales du ruban sur les côtés opposés de la partie centrale longitudi nale de celui-ci des pressions latérales de mise en forme, on règle ladite pression de telle sorte que les moitiés soient transversalement mises en forme dans des sens,

   opposés selon des rayons de courbure moyens qui sont suffisamment inégaux pour que le bord latéral de l'une des moitiés passe à l'extérieur du bord latéral de l'autre moitié lorsque le ruban a été sensiblement mis en forme du tube, on applique simultanément une pression latérale de mise en forme aux autres moitiés longitudinales pour diminuer pro gressivement les rayons de courbure de celle-ci, on règle ladite dernière pression de telle sorte que lesdites moitiés s'enroulent mutuellement l'une sur l'autre,

   la première moitié se conformant sensiblement à la sur face extérieure de l'autre moitié et cette autre moitié se conformant sensiblement à la surface intérieure de la première moitié. 6.

   Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on met en forme transversalement les parties du ruban voisines de ses bords latéraux sur environ un rayon de courbure de 901, sensiblement égal au rayon du tube à former, puis on met en forme trans- versalement les parties.

   intermédiaires du ruban selon des rayons de courbures qui sont initialement plus grands que le premier rayon de courbure mentionné, puis on, amène les bords latéraux l'un vers, l'autre, on fait se recouvrir le premier bord latéral par l'autre, et l'on met en forme les parties intermédiaires trans versalement selon des rayons de courbure allant pro gressivement en diminuant jusqu'à ce que lesdits bords latéraux se trouvent au voisinage des faces opposées de la partie longitudinale centrale de la matière.