EP0165171B1 - Dispositif de refroidissement de fil pour machine à tréfiler - Google Patents

Dispositif de refroidissement de fil pour machine à tréfiler Download PDF

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EP0165171B1
EP0165171B1 EP85401101A EP85401101A EP0165171B1 EP 0165171 B1 EP0165171 B1 EP 0165171B1 EP 85401101 A EP85401101 A EP 85401101A EP 85401101 A EP85401101 A EP 85401101A EP 0165171 B1 EP0165171 B1 EP 0165171B1
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capstan
cooling
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coils
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Office Technique Des Trefiles Dite Ste
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C9/00—Cooling, heating or lubricating drawing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
    • B21C1/14—Drums, e.g. capstans; Connection of grippers thereto; Grippers specially adapted for drawing machines or apparatus of the drum type; Couplings specially adapted for these drums

Definitions

  • the present invention relates to a wire cooling device for a wire drawing machine comprising a capstan exerting traction on the wire passing through a die and around which the drawn wire is wound, in the form of turns, this device comprising a shaped box circular sector and tubular section supplied with cooling fluid and directing this fluid towards the turns of the wire wound on the capstan, with which it defines a cooling zone (see GB-A-2 038 219).
  • wire cooling devices which are basically of two kinds: indirect cooling devices and direct cooling devices.
  • Indirect cooling consists of cooling, by liquid circulation, the tools in contact with the wire, that is to say the die and the traction capstan.
  • the residence time of an elementary slice of wire in the die being extremely short, this cooling is very limited.
  • the capstan allows a large number of turns to be stored, thus increasing the contact surface between the hot wire and the cooled capstan. This cooling is therefore more efficient but is limited by its principle of heat exchange on the one hand, and by the purely linear contact between the round wire and the cylindrical capstan on the other hand.
  • Another method (cf. GB-A-2,038,219) consists in spraying from the outside, by means of a box in the form of a circular sector and of tubular section, the coolant directly on the turns of wire accumulated on the capstan, which allows a longer exposure of the wire to cooling. Such a process would be effective but the runoff and centrifugation of liquid and the humid atmosphere surrounding the machine are practically not acceptable.
  • This device comprising a box in the form of a circular sector and of tubular section supplied with cooling fluid and directing this fluid towards the turns of the wire wound on the capstan, with which it defines a cooling zone, is characterized in that the box has an internal partition opening onto the turns of the wire and delimiting a cooling zone, as well as, on both sides of the partition, a chamber connected by a pipe to a suction system, used for collecting and relaxing the cooling fluid, projected by the pressure and the centrifugal force after its cooling action, as well as steam produced by the cooling, with a view to their evacuation.
  • the box is mounted so that its spacing can be varied from the capstan of the machine.
  • the box is removed from the machine, manually or by any other means such as a jack, etc., while, during the drawing work of the machine the box is kept at a distance from the capstan sufficient for the wire spirals stacked on the capstan do not touch the case.
  • a thin strip of coolant is thus formed between the turns of the wire and the internal distribution wall of the box.
  • the wire drawing machine comprises a capstan 1 which is presented as a cylindrical body driven in rotation by a motor 2 and a transmission 3.
  • the inner part of the capstan 4 draws the wire 4a through the die 5 placed upstream.
  • Several turns are formed on the capstan by the operator when threading the machine in order to obtain the capstan effect necessary for drawing and to cover the cooling area on the capstan.
  • the turns of wire go up along the capstan before going to the downstream drawing block, in the case of multiple drawing machines or to the devices for receiving the wire, in the case of the last block of the multiple machines or in the case of monoblock drawing machines.
  • a box 6 in the form of a circular sector and of tubular section is arranged near the bottom part of the capstan 1 and concentrically with the latter.
  • the box has, on its face facing the capstan, a wall 7 to which is brought, by one or more, pipes 8, the coolant.
  • the wall 7 is arranged so as to direct the coolant towards, and distribute it in, the space 9 formed between the wall and the turns of wire wound on the capstan 1.
  • the distribution wall 7 is of a height such that a sufficient number of turns of wire is subjected to the direct cooling effect of the thin blade of liquid introduced into the space 9, constituting the cooling zone.
  • the box has, opening onto the space 9, on either side of the distribution wall 7, a chamber 10 for collecting and expanding in which are sprayed by the pressure and the centrifugal force the liquid used for cooling and the vapor generated during cooling. These cooling residues are removed by a pipe 11 advantageously connected to a suction system (not shown).
  • the box is mounted so that its position relative to the capstan can be changed for example in view of its spacing from the capstan during threading of the machine.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif de refroidissement de fil pour machine à tréfiler comportant un cabestan exerçant une traction sur le fil passant dans une filière et autour duquel s'enroule, sous forme de spires, le fil tréfilé, ce dispositif comportant un caisson en forme de secteur circulaire et de section tubulaire alimenté en fluide de refroidissement et dirigeant ce fluide vers les spires du fil enroulé sur le cabestan, avec lesquelles il délimite une zone de refroîdissement (voir GB-A-2 038 219).
  • La réduction de section d'un fil métallique par tréfilage, c'est-à-dire par traction à travers une filière au moyen d'un cabestan d'enroulement, comme tout procédé de déformation mécanique, engendre de la chaleur qui a pour effet d'augmenter la température du fil tréfilé et des outillages en contact avec ce fil.
  • Cet accroissement de température modifié les caractéristiques mécaniques du fil. Cette modification est d'autant plus néfaste que les fils tréfilés sont en acier à teneur en carbone plus élevée et elle fait apparaître des phénomènes de vieillissement bien connus.
  • Il en est ainsi particulièrement en ce qui concerne les machines à tréfiler du type "à sec" où le lubrifiant utilisé pour faciliter le tréfilage est un produit pulvérulent et sec n'ayant aucun rôle refroidisseur.
  • Afin de limiter l'échauffement du fil et de le maintenir dans des limites acceptables du point de vue métallurgique, les machines à tréfiler modernes sont munies de dispositifs de refroidissement du fil qui sont en gros de deux sortes: les dispostifs à refroidissement indirect et les dispositifs à refroidissement direct.
  • Le refroidissement indirect consiste à refroidir, par circulation de liquide, les outillages en contact avec le fil, c'est-à-dire la filière et le cabestan de traction. Le temps de séjour d'une tranche élémentaire de fil dans la filière étant extrêmement court, ce refroidissement est très limité. Par contre, le cabestan permet d'emmagasiner un grand nombre de spires, augmentant ainsi la surface de contact entre le fil chaud et le cabestan refroidi. Ce refroidissement est donc plus efficace mais est limité par son principe d'échange calorifique d'une part, et par le contact purement linéaire entre le fil rond et le cabestan cylindrique d'autre part.
  • Le refroidissement direct peut être envisagé seul ou en complément du refroidissement indirect et il est de deux types:
    • à air: un soufflage autour du cabestan crée une chemise d'air ascendant et refroidit le fil accumulé sur le cabestan. Ce procédé est fréquem- ment employé de pair avec le refroidissement intérieur par liquide du cabestan décrit ci-dessus. Il convient de noter que son efficacité est d'autant plus grande que le fil est d'un diamètre plus faible. Ces limites sont évidentes du fait de la faible chaleur spécifique de l'air. Les principaux inconvénients de cette façon de procéder sont le bruit et le brassage polluant des savons et résidus de savon de tréfilage toujours présents sur la machine.
  • par liquide: plusieurs systèmes existent et consistent à aroser le fil pendant son parcours entre la sortie de la filière et le point de tangence avec la chasse du cabestan.
  • Ces procédés s'avèrent peu efficaces sur les machines rapides car, compte tenu du faible espace disponible, le temps de séjour du fil dans les dispositifs faisant application de ces procédés est compris entre quelques dizièmes et quelques centièmes de seconde. De plus, en cas de casse du fil, le liquide de refroidissement risque de traverser la filière et de se mélanger au savon de tréfilage situé en amont de la filière. Il faut noter également que ces procédés exigent généralement la confection de soies d'enfilage considérablement plus longues et rendent l'enfilage de la machine plus délicat.
  • Un autre procédé (cf GB-A-2,038,219) consiste à pulvériser depuis l'extérieur, au moyen d'un caisson en forme de secteur circulaire et de section tubulaire le liquide de refroidissement directement sur les spires de fil accumulées sur le cabestan, ce qui permet d'obtenir une exposition plus longue du fil au refroidissement. Un tel procédé serait efficace mais les ruissellements et centrifugations de liquide et l'atmosphère humide environnant la machine ne sont pratiquement pas acceptables.
  • La production d'une machine à tréfiler étant une fonction de sa vitesse, les tréfileurs recherchent des machines de plus en plus rapides, mais comme l'échauffement est également une fonction directe de la vitesse, on se heurte à un problème difficile à résoudre.
  • Ce problème est résolu par le dispositif suivant l'invention.
  • Ce dispositif comportant un caisson en forme de secteur circulaire et de section tubulaire alimenté en fluide de refroidissement et dirigeant ce fluide vers les spires du fil enroulé sur le cabestan, avec lesquelles il délimite une zone de refroidissement, est caractérisé en ce que le caisson présente un cloisonnement interne ouvrant sur les spires du fil et délimitant une zone de refroidissement, ainsi que, de part et d'autre du cloisonnement, une chambre reliée par une tuyauterie à un système d'aspiration, servant à la collecte et à la détente du fluide de refroidissement, projeté par la pression et la force centrifuge après son action de refroidissement, ainsi que de la vapeur produite par le refroidissement, en vue de leur évacuation.
  • Avantageusement, le caisson est monté de façon à ce que l'on puisse faire varier son écartement du cabestan de la machine.
  • C'est ainsi qu'afin de faciliter le remplissage initial, en fil, du cabestan le caisson est écarté de la machine, manuellement ou par tout autre moyen tel que vérin, etc.... alors que, pendant le travail de tréfilage de la machine le caisson est maintenu à une distance du cabestan suffisante pour que les spiris de fil empilées sur le cabestan ne touchent pas le caisson. Il se forme ainsi une lame mince de liquide de refroidissement entre les spires de fil et la paroi interne de répartition du caisson. Un réglage judicieux des débits d'alimentation et d'aspiration ainsi que l'effet de pompe créé par la rotation du cabestan tournant devant le caisson fixe évitent les fuites latérales de liquide.
  • Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suive, d'une de ses formes possible de réalisation. Il est bien précisé qu'il s'agit uniquement d'un exemple et que toutes autres dispositions pourraient être adoptées sans sortir du cadre de l'invention.
  • Au cours de cette description on se réfère aux dessins ci-joints qui montrent:
    • Fig. 1 une vue schématique en élévation d'une machine à tréfiler munie du dispositif suivant l'invention,
    • Fig. 2 une vue en coupe à échelle agrandie, par un plan transversal, de ce dispositif,
    • Fig. 3 une vue en plan de ce dispositif.
  • Ainsi qu'on le voit sur la Fig. 1, la machine à tréfiler comporte un cabestan 1 qui se présente come un corps cylindique entraîné en rotation par un moteur 2 et une transmission 3. La partie intérieure du cabestan 4 tire le fil 4a à travers la filière 5 placée en amont. Plusieurs spires sont formées sur le cabestan par l'opérateur lors de l'enfilage de la machine afin d'obtenir l'effet cabestan nécessaire au tréfilage et de couvrir l'aire de refroidissement sur le cabestan. Au fur et à mesure du tréfilage, les spires de fil montent le long du cabestan avant d'aller au bloc de tréfilage aval, dans le cas des machines à tréfiler multiples ou aux appareils de réception du fil, dans le cas du dernier bloc des machines multiples ou dans le cas des machines à tréfiler monobloc.
  • Conformément à l'invention, un caisson 6 en forme de secteur circulaire et de section tubulaire est disposé à proximité de la partie basse du cabestan 1 et concentriquement à ce dernier. Le caisson présente, sur sa face tournée vers le cabestan, une paroi 7 à laquelle est amené, par une, ou plusieurs, canalisations 8, le liquide de refroidissement. La paroi 7 est aménagée de façon à diriger le liquide de refroidissement vers, et le répartir dans, l'espace 9 formé entre la paroi et les spires de fil enroulé sur le cabestan 1.
  • La paroi 7 de répartition est d'une hauteur telle qu'un nombre suffisant de spires de fil est soumis à l'effet de refroidissement direct de la lame mince de liquide introduite dans l'espace 9, constituant la zone de refroidissement.
  • Le caisson présente, ouvrant sur l'espace 9, de part et d'autre de la paroi de répartition 7, une chambre 10 de collecte et de détente dans laquelle sont projetés par la pression et la force centrifuge le liquide ayant servi au refroidissement et la vapeur engendrée pendant le refroidissement. Ces résidus de refroidissement sont évacués par une tuyauterie 11 reliée avantageusement à un système d'aspiration (non représenté).
  • Le caisson est monté de façon à ce que sa position par rapport au cabestan puisse être modifiée par exemple en vue de son écartement du cabestan pendant l'enfilage de la machine.
  • En outre, si, par suite d'une disposition incorrecte des spires de fil sur le cabestan, un croisement de fil se produisait en amont du caisson, un moyen tel que galet 12, touche ou doigt, solidaire du caisson, provoque le recul de ce dernier afin d'éviter le contact fil-caisson.

Claims (4)

1. Dispostif de refroidissement de fil pour machine à tréfiler comportant un cabestan (1) exerçant une traction sur le fil passant dans une filière (15) et autour duquel s'enroule, sous forme de spires, le fil tréfilé, de dispositif comportant un caisson (16) en forme de secteur circulaire et de section tubulaire alimenté en fluide de refroidissement et dirigeant ce fluide vers les spires du fil enroulé sur le cabestan, avec lesquelles il délimite une zone de refroidissement, caractérisé en ce que le caisson (6) présente un cloisonnement interne (7) ouvrant sur les spires du fil et délimitant une zone de refroidissement (9), ainsi que, de part et d'autre du cloisonnement (7), une chambre (10) reliée par une tuyauterie à un système d'aspiration, servant à la collecte et à la détente du fluide de refroidissement, projeté par la pression et la force centrifuge après son action de refroidissement, ainsi que de la vapeur produite par le refroidissement, en vue de leur évacuation.
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de la paroi (7) est choisie de façon à soumettre à l'effet de refroidissement un nombre optimal de spires de fil.
3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le caisson (6) est monté de façon à ce que l'on puisse faire varier son écartement du cabestan de la machine, notamment en vue de l'enfilage de cette dernière.
4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le caisson comporte un moyen tel que galet (12), agissant sur le montage du caisson de façon à l'écarter du cabestan dans le cas d'une anomalie d'enroulement du fil sur le cabestan se traduisant par une surépaisseur anormale de la couche de fil enroulé sur le cabestan.
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DE (1) DE3580195D1 (fr)
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ES543632A0 (es) 1986-06-01
ATE57632T1 (de) 1990-11-15
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JPS6114017A (ja) 1986-01-22
DE3580195D1 (de) 1990-11-29
FR2565855B1 (fr) 1988-12-02
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FR2565855A1 (fr) 1985-12-20

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