FR2704163A1 - Method and apparatus for making seamless welded tubes - Google Patents
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Abstract
- La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour fabriquer des tubes sans soudure par étirage d'une loupe à symétrie de révolution en métal non ferreux, de préférence du cuivre, par un mandrin, au moyen de plusieurs cylindres de pression pouvant être appuyés contre la surface périphérique externe de la loupe, qui sont déplaçables axialement par rapport à la loupe et, lors de la rotation simultanée de la loupe, l'étirent en tube par l'intermédiaire du mandrin. - Selon l'invention, les cylindres de pression (4a) sont agencés dans une cage (9) entraînée en rotation, de façon répartie autour de la loupe (1), et la cage (9) peut être avancée et ramenée, par rapport à la loupe (1), sur une certaine distance, les cylindres de pression (4a) pouvant être réglés par rapport à la loupe (1) au moins pendant le mouvement d'avance.The present invention relates to a method and a device for manufacturing seamless tubes by drawing a magnifying glass with rotational symmetry of non-ferrous metal, preferably copper, by a mandrel, by means of several pressure cylinders which can be pressed. against the outer peripheral surface of the magnifying glass, which are axially movable with respect to the magnifying glass and, during the simultaneous rotation of the magnifying glass, stretch it into a tube via the mandrel. - According to the invention, the pressure cylinders (4a) are arranged in a cage (9) driven in rotation, so distributed around the magnifying glass (1), and the cage (9) can be advanced and brought back, relative to with a magnifying glass (1), over a certain distance, the pressure cylinders (4a) being able to be adjusted in relation to the magnifying glass (1) at least during the feed movement.
Description
1. La présente invention concerne un procédé, et un dispositif pour la1. The present invention relates to a method, and a device for
mise en oeuvre du procédé, pour fabriquer des tubes sans soudure par étirage d'une loupe à symétrie de révolu- tion en métal non ferreux, de préférence du cuivre, par un5 mandrin, au moyen de plusieurs cylindres de pression pouvant être appuyés contre la surface périphérique externe de la loupe, qui sont déplaçables axialement par rapport à la implementation of the method, for producing seamless tubes by drawing a non-ferrous metal revolving mirror magnifying glass, preferably copper, by a mandrel, by means of a plurality of pressure cylinders which can be pressed against the external peripheral surface of the magnifying glass, which are axially displaceable relative to the
loupe et, lors de la rotation simultanée de la loupe, l'étirent en tube par l'intermédiaire du mandrin. magnifying glass and, during the simultaneous rotation of the magnifying glass, stretch it out of tube by means of the mandrel.
L'invention part d'un procédé de déformation à froid sans élimination de matière, qui est désigné habituellement comme The invention starts from a cold deformation process without material removal, which is usually designated as
étirage. Dans ce procédé, une loupe à symétrie de révolution est étirée, par un ou plusieurs rouleaux de pression s'ap- drawing. In this process, a magnifying glass with a symmetry of revolution is stretched by one or more pressure rollers
puyant contre sa surface périphérique externe, au moyen15 d'une rotation et d'une avance axiale entre la loupe et les rouleaux, en un corps creux à paroi mince et à symétrie de révolution, par l'intermédiaire d'un mandrin (brevet DE-3 402 301). Par ce procédé, on peut former des corps cylindriques comme également des tubes, mais on doit prendre en considération les forces régnant sur les points de déforma- tion de la loupe à symétrie de révolution lorsque l'on doit by means of a rotation and an axial advance between the magnifying glass and the rollers, into a thin-walled and symmetrical body of revolution, via a mandrel (patent DE -3,402,301). By this method, cylindrical bodies can be formed as well as tubes, but the forces prevailing on the deformation points of the rotationally symmetrical magnifier must be taken into account when one has to
obtenir des corps creux ayant les dimensions prescrites. obtain hollow bodies having the prescribed dimensions.
Les procédés d'étirage connus travaillent avec des réduc- The known drawing methods work with reductions
tions relativement faibles de diamètre, qui dépendent de la25 construction et du fonctionnement des machines utilisées, ainsi que des matières, et sont limitées par ces paramètres. relatively small diameter, which depend on the construction and operation of the machines used, as well as materials, and are limited by these parameters.
Si des réductions de diamètre particulièrement élevées sont nécessaires, il est jusqu'à présent usuel de réaliser la déformation à froid par le procédé de laminage à pas de30 pèlerin, dans lequel, de façon connue, des résultats de qualité élevée peuvent être atteints. Les laminoirs à pas de pèlerin à froid nécessaires pour cela nécessitent cependant des coûts d'investissement relativement élevés, même pour des puissances de production élevées. Si uniquement de petites quantités de tubes sont nécessaires, la fabrication5 par le procédé de laminage à pas de pèlerin à froid est en vérité possible, mais souvent n'est plus économique. Pour de petites quantités de production, il serait en conséquence utile d'avoir un procédé de déformation présentant les avantages du procédé de laminage à pas de pèlerin à froid,10 c'est-à- dire des réductions élevées de la section transver- sale jusqu'à 90% et la conservation d'une surface de tube If particularly large diameter reductions are required, it has heretofore been customary to carry out the cold deformation by the pilgering method, in which, in known manner, high quality results can be achieved. The cold pilgrim mills required for this, however, require relatively high investment costs, even for high output power. If only small amounts of tubes are required, cold pilgrim milling is indeed possible, but often is no longer economical. For small production quantities, it would therefore be useful to have a deformation process having the advantages of the cold pilgrim lamination process, i.e., high reductions in the cross section. up to 90% and maintaining a tube surface
lisse, mais avec des coûts d'investissement faibles. smooth, but with low investment costs.
Le procédé d'étirage connu, et sa mise en oeuvre sur des machines d'étirage, est un procédé grâce auquel des surfaces15 de tube lisses peuvent être étirées, mais, avec le procédé connu, uniquement de faibles réductions de diamètre sont possibles. A partir des problèmes et inconvénients indiqués, le but de la présente invention est de fournir un procédé de déforma-20 tion économique pour des loupes en métal non ferreux, permettant également des réductions très fortes de la The known drawing method, and its use on drawing machines, is a method by which smooth tube surfaces can be stretched, but with the known method only small diameter reductions are possible. From the problems and disadvantages indicated, the object of the present invention is to provide an economical deforming method for magnifiers made of non-ferrous metal, which also allows very high reductions in
section transversale.cross section.
A cet effet, le procédé pour fabriquer des tubes sans soudure, du type indiqué ci-dessus, est remarquable, selon25 l'invention, en ce que l'étirage, comme cela est connu pour le laminage à pas de pèlerin, est effectué pas à pas en For this purpose, the process for producing seamless tubes of the type indicated above is remarkable, according to the invention, in that the stretching, as is known for pilgrim rolling, is carried out step by step
plusieurs courses axiales successives, les cylindres de pression étant rapprochés, pendant la course d'avance, de façon commandée, contre la loupe et étant ramenés dans la30 nouvelle position initiale, en étant ouverts, lors de la course de retour. several successive axial races, the pressure cylinders being brought together, during the advance stroke, in a controlled manner, against the magnifying glass and being brought back into the new initial position, being open, during the return stroke.
Grâce à la modification selon l'invention du procédé d'éti- Thanks to the modification according to the invention of the process of labeling
rage connu et à sa combinaison avec l'idée du procédé à pas de pèlerin, il est possible d'étirer, de façon économique, des tubes à partir de loupes, des réductions de la section5 transversale, comme pour le laminage à pas de pèlerin à froid, jusqu'à 90% étant possibles. De plus, le tube fini known rabies and its combination with the idea of the pilgrim method, it is possible to stretch, economically, tubes from loupes, reductions of the cross section, as for pilgrim rolling cold, up to 90% being possible. In addition, the finished tube
conserve une surface lisse, dont la qualité est tout à fait comparable à celle du tube réalisé par le procédé à pas de pèlerin à froid. L'étirage pas à pas permet de fabriquer une10 paroi de tube ayant une minceur quelconque, sans devoir utiliser des laminoirs à pas de pèlerin à froid coûteux. keeps a smooth surface, whose quality is quite comparable to that of the tube made by the cold pilgrim method. Stepwise stretching makes it possible to manufacture a tube wall of any thinness without the need for expensive cold pilgrim mills.
Un dispositif pour fabriquer des tubes sans soudure par étirage d'une loupe à symétrie de révolution en métal non ferreux, de préférence du cuivre, par un mandrin, au moyen de plusieurs cylindres de pression pouvant être appuyés contre la surface périphérique externe de la loupe, qui sont déplaçables axialement par rapport à la loupe et, lors de la rotation simultanée de la loupe, l'étirent en tube par l'intermédiaire du mandrin, est remarquable, selon l'inven-20 tion, en ce que les cylindres de pression sont agencés dans une cage entraînée en rotation, de façon répartie autour de la loupe, et la cage peut être avancée et ramenée, par rapport à la loupe, sur une certaine distance, les cylindres de pression pouvant être réglés par rapport à la loupe au25 moins pendant le mouvement d'avance. Grâce au laminage pas à pas, la paroi de la loupe, par l'intermédiaire du mandrin agencé à l'intérieur de celle-ci, est déformée en une paroi de tube d'une minceur quelconque. Le réglage des cylindres de pression dans la cage peut être effectué par exemple par30 des clavettes ou des règles, qui guident les cylindres de pression contre la loupe de façon correspondant à l'appui A device for producing seamless tubes by drawing a rotationally symmetrical magnifying glass of non-ferrous metal, preferably copper, by a mandrel, by means of a plurality of pressure cylinders which can be pressed against the outer peripheral surface of the magnifying glass , which are movable axially with respect to the magnifying glass and, during the simultaneous rotation of the magnifying glass, stretching it out of tube by means of the mandrel, is remarkable, according to the inven-20 tion, in that the cylinders of pressure are arranged in a cage driven in rotation, distributed around the magnifying glass, and the cage can be advanced and brought back, relative to the magnifying glass, over a distance, the pressure cylinders can be adjusted relative to the magnifying glass at least during the advance movement. Thanks to the rolling step, the wall of the magnifying glass, through the mandrel arranged inside thereof, is deformed into a tube wall of any thinness. The adjustment of the pressure cylinders in the cage may be effected for example by keys or rulers, which guide the pressure cylinders against the magnifying glass in a manner corresponding to the support.
nécessaire. Pour déplacer la cage elle-même, on peut utili- ser des vérins. necessary. To move the cage itself, it is possible to use cylinders.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les cylin- According to another characteristic of the invention, the cylinders
dres de pression, de leur côté, sont entraînés en rotation et, selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'entraînement de la cage et celui des cylindres de pression5 sont reliés dans une transmission de superposition plané- taire. Cela garantit que la vitesse de rotation des cylin- However, in accordance with yet another feature of the invention, the drive of the cage and that of the pressure rollers 5 are connected in a planetary superposition transmission. This ensures that the rotation speed of the cylinders
dres de pression est commandée de sorte que la loupe n'est pas soumise, ou uniquement de façon faible, à une torsion. Dans ce cas, la loupe ne doit également pas être maintenue10 contre une torsion. The pressure gauge is controlled so that the magnifier is not subjected, or only slightly, to a twist. In this case, the magnifying glass should also not be held against twisting.
Par ailleurs, quand, selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu que le mandrin présente une forme cylindrique dans la zone de déformation, la paroi interne du tube fabriqué est prédéfinie par la forme du mandrin, tandis15 que la paroi externe est déformée par les cylindres de pression. Dans ce cas, le mandrin peut être muni, à son On the other hand, when, according to another characteristic of the invention, the mandrel is provided with a cylindrical shape in the deformation zone, the inner wall of the manufactured tube is predefined by the shape of the mandrel, while the outer wall is deformed by the pressure cylinders. In this case, the mandrel may be provided with
extrémité libre, d'un prolongement pour laminer un fût sur le tube. free end, an extension to roll a drum on the tube.
Si, selon une autre réalisation de l'invention, le mandrin présente une forme conique dans la zone de déformation, des réductions de diamètre encore plus grandes de la loupe sont possibles. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment If, according to another embodiment of the invention, the mandrel has a conical shape in the deformation zone, even larger diameter reductions of the magnifying glass are possible. The figures of the annexed drawing will make clear how
l'invention peut être réalisée.the invention can be realized.
La figure 1 montre un dispositif pour étirer des tubes par l'intermédiaire d'un mandrin conique. Figure 1 shows a device for drawing tubes through a conical mandrel.
La figure 2 montre un dispositif pour étirer des tubes par Figure 2 shows a device for drawing tubes by
l'intermédiaire d'un mandrin cylindrique. via a cylindrical mandrel.
Sur la figure 1, la loupe est désignée par la référence numérique 1, laquelle est laminée en un tube 2, dans le laminoir selon l'invention, en utilisant un mandrin conique 5. Par 4a, sont désignés les cylindres de pression se trouvant dans la position initiale, qui sont réglables, en direction de la double flèche, transversalement à l'axe du5 tube. Le mandrin conique 5 est relié, de façon connue, à la barre de maintien 6 du mandrin, qui présente un décrochement In Figure 1, the magnifying glass is designated by the reference numeral 1, which is laminated to a tube 2, in the mill according to the invention, using a conical mandrel 5. By 4a, are designated pressure cylinders located in the initial position, which are adjustable, in the direction of the double arrow, transversely to the axis of the tube. The conical mandrel 5 is connected, in known manner, to the holding bar 6 of the mandrel, which has a recess
pour une butée 7a,7b. Pour introduire la loupe, on utilise des jeux de rouleaux d'entraînement 8a,8b connus, le dispo- sitif selon l'invention permettant un fonctionnement en10 continu en ce que, lorsque la barre de maintien du mandrin 6 est prolongée, une deuxième loupe peut être amenée frontale- for a stop 7a, 7b. To introduce the magnifying glass, known sets of drive rollers 8a, 8b are used, the device according to the invention permitting continuous operation in that, when the holding bar of the mandrel 6 is extended, a second magnifying glass can be brought frontal-
ment contre la première loupe 1 à l'aide du jeu de rouleaux d'entraînement 8a, jusqu'à ce que le deuxième jeu de rou- leaux d'entraînement 8b reçoive l'extrémité avant de la15 deuxième loupe. La barre de maintien prolongée du mandrin est associée à une deuxième butée 7a, comme cela est connu against the first magnifying glass 1 with the aid of the driving roller set 8a, until the second set of driving rolls 8b receives the front end of the second magnifying glass. The extended holding bar of the mandrel is associated with a second stop 7a, as is known
en soi dans le procédé de laminage à pas de pèlerin à froid usuel. per se in the usual cold pilgrim lamination process.
Sur la figure 1, il est désigné par la référence numérique 9, de façon grossièrement schématique, la cage recevant les rouleaux de pression 4a, cage qui est déplacée en rotation par l'intermédiaire d'un entraînement (non représenté) autour de l'axe longitudinal du tube. La cage 9 reçoit les cylindres de pression 4a dans des empoises 11, qui sont25 réglables radialement par des clavettes 10, en étant ap- puyées sur celles-ci. Pour cela, les clavettes 10 sont fixées à des bielles qui, par l'intermédiaire d'une bride tournant avec la cage 9, qui reçoit une bague de pressage 14, peuvent être déplacées par un entraînement articulé au châssis 16 fixe en rotation. Le châssis 16, de son côté, peut être déplacé, par l'intermédiaire d'une unité 18 sous forme d'un vérin, en direction axiale du tube (dans la direction de la double flèche), tandis que la cage rotative 9 s'appuie, en pouvant tourner, sur la périphérie externe du In Figure 1, it is denoted by the reference numeral 9, roughly schematically, the cage receiving the pressure rollers 4a, cage which is rotated by means of a drive (not shown) around the longitudinal axis of the tube. The cage 9 receives the pressure cylinders 4a in chocks 11, which are radially adjustable by keys 10, being supported thereon. For this, the keys 10 are fixed to rods which, via a flange rotating with the cage 9, which receives a pressing ring 14, can be moved by a drive articulated to the frame 16 fixed in rotation. The frame 16, for its part, can be moved, by means of a unit 18 in the form of a jack, in the axial direction of the tube (in the direction of the double arrow), while the rotary cage 9 s 'Supports, being able to turn, on the outer periphery of the
châssis cylindrique 16. Un autre jeu de rouleaux d'entraîne- cylindrical frame 16. Another set of driving rollers
ment 19 extrait le tube laminé 2.19 extract the rolled tube 2.
Sur la figure 2, contrairement à la figure 1, il est repré- In FIG. 2, contrary to FIG. 1, it is represented
senté un mandrin cylindrique 3 qui, à son extrémité libre,5 présente un prolongement aminci 20, grâce auquel un fût peut être formé sur le tube 2. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement les positions d'extrémité des cylindres de pression 4a,4b pour une étendue de déplacement L. En référence aux figures, le fonctionnement du laminoir There is a cylindrical mandrel 3 which, at its free end, has a thinned extension 20, by means of which a barrel can be formed on the tube 2. In FIG. 2, the end positions of the pressure cylinders 4a are diagrammatically represented. , 4b for a displacement range L. With reference to the figures, the operation of the rolling mill
selon l'invention est décrit ci-après. according to the invention is described below.
Les cylindres de pression 4a, qui, dans l'exemple de réali- The pressure cylinders 4a, which in the embodiment
sation, sont réglés en étant légèrement inclinés par rapport au plan transversal de la loupe 1, laminent, de la loupe 1, un tronçon de longueur L (figure 2), qui correspond à une15 course d'avance des cylindres de pression 4a,4b. Pendant le mouvement d'avance, les cylindres de pression 4a sont rapprochés, par déplacement de leurs empoises 11, sur les clavettes 10, de façon commandée, en ce que les clavettes 10 sont déplacées en direction de la double flèche par l'inter-20 médiaire du vérin 15. De plus, le déplacement parallèle à l'axe du vérin 15 est transmis, par l'intermédiaire de la bague de pressage 14, sur la bride rotative 13, qui déplace les clavettes 10 par l'intermédiaire des bielles 12 reliées à celle-ci. Grâce au rapprochement des cylindres de pression sation, are adjusted by being slightly inclined relative to the transverse plane of the magnifying glass 1, roll, from the magnifying glass 1, a length section L (Figure 2), which corresponds to a feed stroke of the pressure rollers 4a, 4b . During the advance movement, the pressure cylinders 4a are brought closer, by moving their chocks 11, on the keys 10, in a controlled manner, in that the keys 10 are moved in the direction of the double arrow by the In addition, the displacement parallel to the axis of the jack 15 is transmitted, via the pressing ring 14, to the rotary flange 13, which moves the keys 10 by means of the connecting rods. 12 connected to it. Thanks to the approach of the pressure cylinders
4a, la loupe 1 est étirée sur la longueur L pour former le tube laminé 2 représenté du côté de sortie. 4a, the magnifying glass 1 is stretched along the length L to form the rolled tube 2 shown on the output side.
Aussitôt que les cylindres de pression 4a ont atteint leur position d'extrémité 4b (figure 2), ils sont écartés l'un de l'autre par déplacement des clavettes 10 et ramenés dans30 leur position initiale, pour étirer un autre tronçon de la loupe. Par laminage pas à pas, il est possible d'étirer l'épaisseur de paroi de la loupe en une paroi de tube de minceur quelconque, comme cela est également usuel dans le cas du laminage à pas de pèlerin à froid. Les jeux de rouleaux d'entraînement 8a et 8b guident et maintiennent la loupe de même que le jeu de rouleaux d'entraînement 19 guide5 et maintient le tube laminé. Grâce à la barre de maintien prolongée du mandrin, une seconde loupe peut être introduite As soon as the pressure cylinders 4a have reached their end position 4b (FIG. 2), they are moved away from each other by moving the keys 10 and returned to their initial position, to stretch another section of the magnifying glass. . By rolling stepwise, it is possible to stretch the wall thickness of the magnifying glass in any thinness tube wall, as is also usual in the case of cold pilgrim lamination. The drive roll sets 8a and 8b guide and hold the magnifying glass as well as the guide guide roller set 19 and maintain the rolled tube. Thanks to the extended chuck holding bar, a second magnifying glass can be inserted
de façon frontale contre la loupe 1 se trouvant dans le laminoir, le jeu de rouleaux d'entraînement 8a permettant l'avance jusqu'à ce que la loupe suivante parvienne dans la0lo zone du jeu de rouleaux d'entraînement 8b. frontally against magnifying glass 1 in the rolling mill, the set of driving rollers 8a allowing advance until the next magnifier reaches the area of the drive roll set 8b.
Sur la figure 2, il est représenté un autre avantage du procédé et du dispositif selon l'invention, qui est rendu possible par le réglage des cylindres pendant le processus de laminage. Ainsi, lorsqu'il existe un prolongement 2015 réalisé de façon correspondante sur le mandrin cylindrique 3, un fût peut être formé sur le tube 2, qui est utile à un autre processus. Egalement, on peut fabriquer différents In Figure 2, there is shown another advantage of the method and device according to the invention, which is made possible by the adjustment of the rolls during the rolling process. Thus, when there is a corresponding extension 2015 on the cylindrical mandrel 3, a barrel may be formed on the tube 2, which is useful for another process. Also, we can manufacture different
diamètres de tube lorsque les cylindres de pression 4a sont réglés de façon différente pendant le processus de laminage20 intermittent. tube diameters when the pressure cylinders 4a are differently adjusted during the intermittent rolling process.
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