LU81966A1 - Procede et appareil de trefilage - Google Patents

Description

L-2465

------—ä~/^GRA.;D-DUCHE DE LUXEMBOURG

I 5 D v du ................QV - X2.1.97 9 SRjlO Monsieur le Ministre , ,, , de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes

Titre délivré : ....................................... 4VSY*

Service de la Propriété Industrielle yJW LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention I. Requête ’ ..Marshall Richards.....Bar cro. Limited...... Crook,......County Durham DL15.........(i) ...8JU.,.....Grande-Bretagne, représentée par Jean Waxweiler, 21-25 Allée Scheffer,Luxembourg,agissant en qualité de .............*......................................................................................................................................................................................................................................................................... (~) ...mandataire...................................................................................................................................................................................................................... f.....

,. Λ sept décembre mil neuf cent soixante dix- ...

« à........15.,.00.. heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : t 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : ........................................................................................................................................................................................................................................................................................(4)

Procédé et appareil de tréfilage. déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont) :

John Warner Pamplin, "Kirklees", Hamsterley, Bishop Auckland, (5) County Durham, Grande-Bretagne; Brian Russell Astbury, '"5",.....Plantait! on '"'View','.....Höwäeh-le-Weä'r','......CrööK7C'öün^ -Bretagne; Richard.....Shillito,......24, Larchfield Gardens>.....Crooky............

-County Durham·,.....Grande-Bretagne..............................................................................................................................................

2. la délégation de pouvoir, datée de le .....?.®......5.9.Υ.95ΐ^.9.9......ΐ!:..?..7.® 3. la description en langue.................française........................... de l’invention en deux exemplaires ; 4................3............. planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le ..........sept.....décembre mil neuf.....cent.....soixante.....dix-neuf....................................................................

revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de ,., brevet ,, , ,, Grande-Bretagne (6) ................................................................................................deposee(s) en (7).....................................................................r.................................................................

le douze déçenfore..m^ ...sous..le no....784805.3.................(8) le huit mai mil neuf cent soixante dix-neuf sous le no. 7915881 et le .....7gQg2'85....................................

au nom de Mar shall-Richards Barcro -Limited................................................................................................(9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ........................................

Jean Waxweiler#21-25 Allée Scheffer,Luxe il0) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes * susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à.................../..........................mois.

* Le.................mandataire.........................

....................................

I II. Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : _0,7,,.,12.1979 JT“'· Pr. le Ministre ‘Π a 15.00 heures de l’Économie NationiTt ej^des Classes Moyennes, ÜM-iC — ((W% Sf

Il ,i] f) A 6S007__/ /_ REVENDICATION DE PRIORITÉ Dépôt de b demande de brevet en Grande-Bretagne 12 décembre 1978 Sôw& numéro 7848053 du 8 mai 1979 sous le numéro 7915881 et du 30 janvier 1979 sous le numéro 7903285

MEMOIRE DESCRIPTIF DEPOSE A L'APPUI D'UNE DEMANDE DE BREVET D'INVENTION AU GRAND-DUCHE DE LUXEMBOURG

MARSHALL RICHARDS BARCRO LIMITED

par; PROCEDE ET APPAREIL DE TREFILAGE.

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La présente invention est relative à un procédé et à un appareil améliorés de tréfilage.

La pratique traditionnelle du tréfilage consiste à faire passer un fil dans un trou de calibrage et à 5 l'enrouler de nombreuses fois autour d'un bloc étireur rotatif situé en aval du trou de calibrage, en utilisant l'enroulement du fil autour du bloc pour créer la traction d'étirage nécessaire pour tirer le fil à travers le trou de calibrage. Ce procédé de tréfilage (que l'on appelle 10 ci-après procédé au bloc étireur à cabestan) est largement utilisé depuis de nombreuses années et on a conçu de nombreux types différents d'appareils permettant d'utiliser ce procédé. Pour obtenir un effort de traction approprié pour tirer le fil à travers le trou de 15 calibrage, il est nécessaire d'enrouler ce fil plusieurs fois autour du bloc étireur et il est devenu de pratique traditionnelle d'extraire du fil la chaleur créée par le procédé de tréfilage, et ce en refroidissant ce fil tandis qu'il se trouve sur le bloc étireur à cabestan. Le 20 refroidissement peut être d'autant plus efficace que la durée de séjour sur la surface du bloc étireur est plus longue et, de ce fait, il existe une tendance à augmenter le nombre de spires de fil sur le bloc étireur au-delà du nombre de spires nécessaire pour les besoins de la 25 traction, afin de satisfaire aux exigences du refroidissement lorsqu'on augmente les vitesses d'étirage. Toutefois, un grand nombre de spires de fil sur chaque bloc étireur à cabestan d'une machine à plusieurs trous de calibrage augmente la complexité et le coût de cette machi-30 ne et rend la mise en fonctionnement de celle-ci compliquée et longue.

Dans le brevet britannique n° 1.249.926 (BISRA), on a proposé de refroidir le fil tandis qu'il se trouve sur le bloc étireur à cabestan, en le mettant en contact 2 direct avec des pulvérisations d'un réfrigérant liquide, tandis que dans le brevet britannique n° 1.428.889 (Kobe), on a proposé de refroidir le fil lorsqu'il quitte le trou de calibrage en l'entourant par un réfrigérant li-5 quide entre ce trou et le bloc étireur à cabestan.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 1.918.237 (Alden), on a décrit un appareil de tréfilage à plusieurs trous de calibrage, dans lequel la traction pour une légère passe de finition est obtenue d'une bo-ÏO bine enrouleuse de fil grâce à une poulie rainurée et entraînée, interposée entre le dernier trou et la bobine enrouleuse, le fil étant engagé dans la rainure de la poulie entraînée suivant un arc de moins de 360° sous-tendu à l'axe de la poulie.

15 L'invention est relative à un concept nouveau pour les procédés et les appareils de tréfilage, combinant un étirage direct du fil et un refroidissement par réfrigérant liquide, avec utilisation d'une simple roue rainurée au lieu d'un bloc d'étirage traditionnel à ca-20 bestan.

Les formes de réalisation préférées de l’appareil suivant l'invention sont moins chères que les appareils équivalents à bloc étireur à cabestan, elles sont plus faciles à faire fonctionner et à entretenir, et 25 elles peuvent assurer un tréfilage avec un rendement amélioré par rapport à celui des appareils à bloc éti-, reur.

Suivant la présente invention, un procédé de tréfilage comprend la traction du fil à travers un trou 30 de calibrage en emprisonnant le fil dans une rainure sans fin d'une roue d'étirage rotative sur un arc de moins de 360°, la mise en contact direct du fil entre le trou de calibrage et la roue susdite avec un courant de réfrigérant liquide, et le maintien du fil en con- » 3 tact avec ce réfrigérant liquide tandis qu'il se trouve dans la rainure.

Le réfrigérant forme de préférence une colonne mobile de liquide entourant le fil lorsqu'il quitte le 5 trou de calibrage et restant autour de ce fil lorsque * celui-ci pénètre dans la rainure. Le liquide formant une telle colonne refroidit de façon convenable le ou les éléments formant trous de calibrage et, au moins au départ, ce liquide est amené à tourner de manière 10 hélicoïdale autour du fil.

La rainure de la roue d'étirage est de préférence de la forme approximative d'un V et présente un angle inclus compris entre 15° et 25°, de préférence de 15° à 20°. La rainure en V peut être symétrique par 15 rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue. Dans un appareil de tréfilage utilisant une série d'étages présentant des trous de calibrage de plus en plus petits, si on utilise des roues d'étirage identiques dans chaque étage, le fil entrera en contact 20 avec des zones différentes des rainures de chacun de ces étages. Les rayons des arcs de contact du fil dans la rainure sont d'autant plus petits que le diamètre du fil étiré dans un étage particulier est plus faible, et vice versa. Cela signifie que, dans un appareil à plu-25 sieurs trous de calibrage, il est possible de déplacer les roues progressivement au long de l'appareil pour obtenir une durée utile prolongée de travail pour les i roues avant que leurs surfaces de rainure exigent un reconditionnement.

30 On a constaté que, de façon surprenante, si le fil est coincé dans une rainure prévue dans la surface périphérique d'une roue rotative, une traction appropriée d'étirage peut être créée pour les plus gros calibres de fils ferreux couramment étirés sur les ma- 4 ft chines traditionnelles à bloc étireur à cabestan, même si le fil entre en contact avec la roue sur un arc de moins de 360°. On a constaté que des arcs de contact compris entre 270° et 180° sont suffisants en pratique.

5 Un autre fait encore plus surprenant est que * l'on peut dissiper la chaleur engendrée par les pro grammes les plus rigoureux d'étirage au cours de la courte période de temps pendant laquelle le fil va vers la roue et est retenu dans la rainure de celle-ci. Dans 10 le cas des blocs étireurs traditionnels à cabestan de la technique antérieure (avec normalement, par exemple, 20 à 100 tours de fil sur le bloc étireur), les durées de passage du fil sur le bloc vont normalement de 10 à 100 secondes. A des vitesses comparables d'étirage et 15 avec une roue d'un diamètre comparable à celui du bloc étireur à cabestan, la période disponible pour le refroidissement du fil dans le procédé suivant la présente invention est très fortement réduite, le refroidissement total étant réalisé en une période de 0,1 à 5 se-20 condes par exemple.

Suivant un autre aspect de la présente invention, un appareil permettant de modifier la section transversale d'un fil durant son passage suivant un parcours de transfert depuis l'entrée d'un appareil jus-25 qu'à la sortie de celui-ci, comprenant un dispositif à trou de calibrage, présentant la section transversale désirée à laquelle le fil doit être conformé, une roue v rotative présentant une rainure sans fin formant une partie du parcours susdit et présentant une section 30 transversale qui s’amincit en direction de l'axe de rotation de la roue, de sorte que le fil est coincé dans cette rainure entre la partie la plus interne et la partie la plus externe de cette rainure dans le sens radial, sur une partie seulement d'un tour autour de l'axe de la « 5 roue, un dispositif de guidage pour faire sortir le fil hors de la rainure et l'envoyer à la sortie de l'appareil, un dispositif pour entourer le fil d'un réfrigérant liquide lorsqu'il quitte le tour de calibrage et 5 pour maintenir le contact de ce fil avec le réfrigérant liquide tandis que ce fil se trouve dans la rainure, et un dispositif pour faire tourner la roue en vue d'assurer un déplacement uniforme du fil suivant son parcours de transfert.

10 Le liquide réfrigérant entrant en contact avec le fil immédiatement en aval du trou de calibrage non seulement remplit la rainure jusqu’au niveau du fil qui y est engagé mais en outre est retenu contre la surface externe du fil se trouvant dans la rainure par un capot 15 épousant étroitement la périphérie de la roue rotative. Ce capot peut être d'une section en U et on peut prévoir v des chicanes dans ce capot pour ralentir le progrès de déplacement du réfrigérant et assurer un bon contact entre celui-ci et le fil sur la totalité de l'arc complet 20 de contact entre le fil et la roue.

Dans le cas d'un appareil à plusieurs trous de calibrage, le réfrigérant est normalement retiré du fil en amont de la position où ce fil est lubrifié pour entrer dans le trou de calibrage suivant, cet enlèvement 25 étant essentiel si le lubrifiant devait être déprécié en raison d'une souillure par le réfrigérant. Un essuyeur à air traditionnel convient à cet effet.

1 Comme le parcours du fil durant son passage autour de la roue est défini avec précision par la rai-30 nure de cette roue, une mise en fonctionnement automatique d'un appareil à plusieurs trous de calibrage suivant l'invention est beaucoup plus facile à réaliser que dans le cas d'une machine à trous multiples avec bloc étireur à cabestan. Une longue conicité appropriée peut être prévue à l'extrémité menante du fil devant être alimentée 6 dans l'appareil et les dispositifs de guidage prévus pour mener cette extrémité d'allure conique à travers les trous de calibrage et dans les rainures des roues, et ce dans 5 les étages successifs de l'appareil, la rotation des roues étant réglée automatiquement en succession au fur et à mesure que l'extrémité d'allure conique du fil s'avance à travers l'appareil.

Comme il y a moins d'un seul tour de fil au-10 tour de chaque roue, les parcours du fil vers chaque roue et depuis celle-ci ne doivent être déplacés d'une distance qui n'est que légèrement supérieure à un diamètre de fil, de sorte qu'il ne faut qu'un léger déplacement du fil par rapport à un plan unique depuis l'extrémité 15 d'entrée d'un appareil à plusieurs trous de calibrage jusqu'à la sortie de cet appareil. Un tel parcours de fil essentiellement dans un même plan à travers l'appareil facilite fortement une opération tout à fait automatique de mise en fonctionnement.

20 Chaque roue est convenablement localisée dans un carter de sorte que le tour partiel de fil coincé dans sa rainure peut être mouillé de réfrigérant liquide durant l'utilisation de l'appareil sans que ce réfrigérant parvienne sur les parties n'en comportant pas du 25 parcours du fil. Le réfrigérant utilisé peut être recueilli dans un bac (faisant partie de façon convenable de la base de l'appareil) et il peut être filtré et éventuellement refroidi avant d'être renvoyé aux carters. Un système de recyclage de réfrigérant peut être prévu de 30 cette manière.

Les roues sont de préférence réalisées en deux parties qui sont assemblées suivant un plan de rencontre passant par la rainure. Ceci facilite la fabrication des roues et, en conformant convenablement les deux par- « 7 ties, une nouvelle rainure peut être formée en renversant simplement les deux parties et en les serrant à nouveau ensemble dos à dos. Le réglage du couple appliqué aux roues dans un appareil à plusieurs trous de ca-5 librage et, de ce fait, des vitesses de rotation relatives de ces roues est convenablement réalisé, soit en décelant la position d'une poulie dansante prévue entre chaque roue et son trou de calibrage aval correspondant, soit en décelant la tension engendrée par le fil sur une 10 poulie de guidage fixe disposée entre chaque roue et le trou de calibrage aval correspondant. De préférence, dans ce dernier cas, les tourillons de montage de la poulie de guidage sont reliés à un transducteur de force (par exemple une cellule de charge) qui associe un 15 signal électrique à 1'amplitude de la contre-traction engendrée dans le fil à chaque trou de calibrage.

On peut utiliser des circuits électriques traditionnels de commande pour convertir les sorties des transducteurs de force en signaux de commande de couple 20 pour les moteurs respectifs.

Pour éviter la nécessité de devoir régler Γ’alignement des boîtes à savon lubrifiant et des rainures des roues lorsque les calibres des trous sont modifiés lors d'un réglage de l'appareil pour une séquence dif-25 férente d'étirage, on préfère utiliser des rainures en V dont la section transversale est symétrique par rapport à un plan passant par la pointe du V. Des demi-angles de l'ordre de 7,5° à 12,5° sont normaux pour les rainures en V, avec une préférence pour un demi-angle 30 de 7,5° à 10°. Les rainures devraient être suffisamment profondes pour recevoir la matière d'entrée la plus épaisse qu'il faudra probablement utiliser, et les côtés inclinés du V devraient se prolonger de façon suffisamment profonde pour coincer les fils les plus ♦ 8 fins que l'on envisage d'étirer. L'expérience a montré que le procédé et l'appareil de l'invention peuvent s'utiliser à la fois avec des fils ferreux et avec des fils non ferreux d'une section transversale circulaire 5 ou non circulaire.

On peut obtenir des tractions d'étirage de 25.000 kg avec une rainure en V et des réductions de section transversale par trou de plus de 40% sont aisément réalisables. Bien que le refroidissement doive 1Ό être réalisé en une période de temps beaucoup plus courte que dans le cas des machines à cabestan de la technique antérieure, on dissipe avec succès 33 kw de puissance dans un étage d'un appareil à plusieurs trous de calibrage, avec une température de sortie de fil de chaque 15 étage de moins de 90° (ce qui représente une augmentation de température de moins de 75°). On a également atteint des vitesses d'étirage dépassant 22 m/sec et on peut s'attendre à obtenir des vitesses d'étirage au moins égales à celles pouvant être obtenues dans les 20 machines à cabestan de la technique antérieure. On peut tréfiler sans difficulté, sur le même appareil, des fils ferreux galvanisés et des fils non galvanisés. Pour faciliter la mise en fonctionnement automatique ou manuelle de l'appareil, il est désirable 25 d’utiliser des guides de fil statiques pour contraindre l'extrémité menante d'un bout de fil à suivre le parcours prévu depuis une roue jusqu'au trou suivant et de monter des rouleaux d'alimentation en amont de chaque trou et de son dispositif associé d'alimentation 30 de lubrifiant. Normalement, on utilisera des moyens appropriés pour maintenir temporairement le fil à l'extrémité aval de la rainure de chaque roue durant la mise en fonctionnement. Un galet rotatif pouvant pénétrer dans la rainure forme un dispositif approprié » 9 de maintien de ce genre, et un tel galet peut être monté sur un vérin à pression.

Les trous de calibrage peuvent être de n'importe quel type traditionnel (par exemple des filières 5 fixes ou des filières à galets) mais des filières fixes seront normalement choisies.

L'invention sera décrite plus complètement ci-après, à titre d'exemple seulement, avec référence aux dessins annexés.

Γ0 La Figure 1 est une vue d'ensemble d'un étage d'appareil de tréfilage suivant l'invention.

La Figure 2 est une forme de construction préférée de la roue rainurée illustrée par la Figure 1.

La Figure 3 montre l'agencement normal de 15 coincement d'un fil dans une rainure de roue dans le cas de l'appareil de la Figure 1.

La Figure 4 est un graphique illustrant la théorie du fonctionnement de l'appareil de la Figure 1.

L'appareil illustré par la Figure 1 repré-20 sente un seul étage (c'est-à-dire une filière et une . roue) d'une machine de tréfilage. Le nombre total de filières et de roues est une question de choix mais on prévoit normalement entre cinq et dix roues dans un appareil à plusieurs trous de calibrage.

25 Le fil pénètre dans l'étage illustré, depuis la gauche dans le sens de la flèche,en provenance soit . d'un dévidoir de fil d'alimentation, soit d'un étage précédent. Une roue 1 présentant une rainure en V 2 dans sa surface circonférentielle est montée à rota-30 tion autour d'un axe horizontal 3 de manière à tourner dans le sens de la flèche A de sorte que, en raison de l'emprisonnement du fil dans cette rainure 2, cette roue étire le fil à travers une matrice de guidage 4, une boite à savon lubrifiant 5 et une filière de calibrage 6.

» 10

En aval de la filière 6, est prévu un manchon 7 qui crée une colonne cohérente de réfrigérant liquide tout autour du fil, cette colonne étant illustrée en 8 comme sortant * le long de la surface cylindrique du fil 1, une partie 5 de cette colonne de liquide étant emprisonnée en dessous du fil dans la rainure 2 de la roue 1.

Le fil reste dans cette rainure 2 sur environ 180° de la roue rotative 1 et il quitte ensuite cette rainure pour passer dans un essuyeur à air 9 et tout Γ0 autour de poulies de guidage 10 et 11. Le brin supérieur de fil 12 part à l'étage suivant de la machine ou vers une bobine enrouleuse de fil terminé.

La poulie de guidage 11 peut faire partie d'un système de réglage de la vitesse prévu pour un 15 étage de la machine et son axe est alors porté par un chariot (non représenté) monté à glissement sur un arbre (qui n'est pas non plus représenté) en vue de permettre un mouvement limité de cette poulie 11 dans les sens des flèches B.

20 Au point X où les parcours du fil se croisent, un faible jeu est prévu entre les fils (par exemple de 3 cm), ce jeu pouva nt être facilement créé en inclinant légèrement l'une ou l'autre des deux poulies de guidage 10 et 11 ou les deux.

25 La colonne de réfrigérant 8 est emprisonnée autour du fil se trouvant sur la roue 1, partiellement parce qu'il remplit la rainure 2 jusqu'au niveau du fil * et partiellement en raison de l'existence d'un capot 13 entourant étroitement la périphérie de la roue 1 suivant 30 un arc d'environ 180°. L'intervalle étroit 14 existant entre le capot 13 et la roue 1 a été illustré de manière fortement exagérée sur la Figure 1 car en pratique cet intervalle sera de l'ordre d'un dixième de mm. Le capot 13 est monté de manière amovible sur la machine ft 11 afin de permettre de l'écarter de la roue 1 pour faciliter l'opération de mise en service et de réglage de l'appareil. Une chicane fixe 17 empêche l'entrée en contact d'éclaboussures de réfrigérant provenant de la roue 1 5 avec le fil en aval de l'essuyeur à air 9.

Un rouleau presseur 18 déplaçable vers et à l'écart de la rainure 2 grâce à un vérin à fluide 19 est utilisé pour faciliter l'opération de mise en marche, ce rouleau étant employé pour maintenir le fil dans la rai-10 nure 2 tandis qu'une longueur suffisante de ce fil est tirée en vue de sa mise en place sur la roue suivante, l'extrémité menante du fil étant à nouveau épointée si nécessaire.

La Figure 2 présente une section transversale 15 agrandie mais partielle de la périphérie d'une forme de réalisation de roue 21. Le fil est illustré en W comme étant emprisonné dans une rainure symétrique 22 créée entre des disques 23 et 24. Le disque 23 de la roue comporte un moyeu (non représenté) permettant le montage 20 de la roue sur l'arbre de commande de celle-ci. Ce disque 23 est symétrique par rapport à son plan central P^. Le disque 24 de la roue consiste en une pièce annulaire boulonnée sur le disque 23 grâce à une couronne de boulons 25 (un seul de ceux-ci est illustré). Le disque 24 25 est également symétrique par rapport à son plan central P 2. Lorsque les surfaces formant la rainure 22 sont usées le long des arcs de contact du fil W avec la roue, les boulons 25 peuvent être enlevés et le disque 24 peut alors être retourné par rapport à son plan central P2.

30 Comme le disque 23 est symétrique par rapport à son moyeu, il peut également être retourné sur l'arbre de commande pour donner à nouveau un montage correspondant exactement à celui illustré par la Figure 2, des surfaces fraîches créant toutefois alors la rainure 22.

* 12

Dans le cas d'un appareil de tréfilage à plusieurs trous de calibrage, comportant des roues identiques dans chaque étage du procédé, les roues usées peuvent être échangées d’un étage à l'autre, car l'arc de con-5 tact du fil dans les rainures 22 sera différent d'un étage à l'autre.

L’essuyeur à air 9 peut consister en une chambre entourant le fil et limitée à ses extrémités par des plaques ajourées dont les ouvertures recevant 10 le fil ne sont que légèrement supérieures à la section transversale de celui-ci. Cette chambre peut être alimentée en air comprimé (par exemple à une pression d'en-viron 20,7 N/cm ), le courant d'air quittant la chambre par les plaques extrêmes (et en particulier par la pla-15 que extrême amont) en enlevant l'eau de la surface du fil.

La boîte à savon lubrifiant 5 peut contenir des savons solubles dans l'eau ou non solubles. Depuis le moment où le fil quitte la filière 6 jusqu'au moment 20 où il atteint l'essuyeur 9, il est en contact avec des courants mobiles d'un réfrigérant liquide. Dans le manchon 7, le fil est entouré par une colonne turbulente de liquide dès qu'il quitte la filière, une certaine quantité de ce réfrigérant circulant avec le fil vers 25 la rainure de la roue 2 pour être emprisonné dans celle-ci par ce fil.

Le réfrigérant peut être recueilli dans un ré-• servoir (non représenté) faisant partie de la base de la machine. On peut prévoir des dispositifs de filtra-30 tion et de recyclage de réfrigérant pour aspirer ce dernier hors du réservoir et le renvoyer au manchon 7. Suivant les nécessités, on peut prévoir un refroidissement de ce réfrigérant recyclé.

Afin que la lubrifiant soit utilisé de façon » 13 économique durant une opération de tréfilage, il est désirable de prévoir son recyclage durant l'emploi de la machine, le lubrifiant se trouvant dans la boite 5 étant remplacé par du lubrifiant remélangé. Le lubri-5 fiant se trouvant dans la boîte 5 n'obstrue de préférence pas le parcours du fil à travers cette boîte durant l'opération de mise en fonctionnement. Par conséquent, l’appareil est avantageusement agencé pour que l'enlèvement du lubrifiant hors du parcours du fil et son re-1Ό tour ultérieur vers ce. parcours soient réalisés de manière automatique en tant que partie de l'opération de mise en fonctionnement.

La Figure 3 est une vue agrandie d'une partie d'une roue rainurée 1. Une rainure symétrique est dési-15 gnée par 2 et le fil par W. La rainure ne doit pas nécessairement être symétrique. Comme le fil W pénètre dans la rainure 2 jusqu'à ce qu'il y soit coincé, on peut utiliser une simple rainure en V pour une large gamme de dimensions différentes de fils, les critères 20 limitatifs étant, d'une part, que le fil ne tombe pas jusqu'au fond de la rainure avant d'être coincé (c'est-à-dire que la partie la plus interne de la rainure dans le sens radial a une dimension transversale qui est inférieure à la dimension minimale de la section trans-25 versale du fil étiré) et, d’autre part, que le fil pénètre suffisamment profondément dans la rainure pour y être effectivement coincé. Des diamètres de fil "d" compris entre 10 et 25 mm peuvent être utilisés de façon commode dans une rainure d'un angle "0" de 18° et 30 d'une profondeur "h" (voir Figure 3) de 100 mm.

L'angle de rainure "0" se situe normalement dans l'intervalle de 15 à 25°, de préférence dans l'intervalle de 15 à 20°.

La traction nécessaire pour l'étirage du fil » 14 à travers les ouvertures de calibrage des filières est créée par le contact à frottement du fil W dans la rainure 2 de chaque roue 1. La théorie de cette traction provoquée par une rainure peut être comprise en exami-5 nant la Figure 4 qui est un graphique avec comme abscisse le semi-angle a d'une rainure symétrique en V 2 et en ordonnée le rapport entre la tension avant (T^) et la tension arrière (T^) existant dans le fil W (échelle logarithmique) . Juste avant que le glissement entre le 10 fil et la roue se produise, le rapport maximum de à T pour une rainure symétrique en V 2a est donné par

M

l'équation : m !i - T ~ e sin a dans laquelle μ=1β coefficient de frottement entre le 15 fil W et la roue 1,0= l'angle d'enroulement (en radians) autour de l'axe de la roue, et e = base des logarithmes népériens.

C'est cette expression qui est illustrée par la Figure 4. En supposant un coefficient de frottement 20 de 0,15 et un angle d'enroulement de 180°, pour obtenir un rapport T^/1^ dépassant 10, il faut un angle 2a inférieur à 23,5° et, pour faciliter l'introduction aisée du fil dans la rainure et son enlèvement de celle-ci, des angles 2a de moins de 15° sont indésirables. De la 25 sorte, la gamme préférée des angles 2a va de 15 à 25° par exemple.

Dans le cas d'une rainure en V asymétrique (d'un angle P), ce rapport devient : T1 μό(1+οοεβ)/είηβ rr— — e 2 30 La rainure asymétrique est marginalement moins efficace que la rainure symétrique en V mais la courbe sera très semblable à celle illustrée par la Figure 4.

15

De nouveau, une gamme utile pour ß sera comprise entre 15° et 25°.

Les Exemples suivants donnent une indication des performances obtenues en utilisant trois sortes de 5 lubrifiant pour fil dans les deux étages d'une machine prototype (du type illustré par la Figure 1), ainsi que les performances obtenues en utilisant l'un de ces lubrifiants dans les deux étages d'une machine connue à bloc étireur à cabestan, utilisant un refroidissement 10 direct du fil et fonctionnant sous des conditions idéales.

Pour les résultats donnés dans le Tableau suivant, la matière d'alimentation est un fil-machine en acier au carbone (0,67% en poids) d'un diamètre de 15 5,5 mm, enrobé de phosphate et de borax. Le savon "1164HS" est à base de sodium, tandis que le savon "2056" est à base de calcium (ces deux savons sont disponibles auprès de la société Colliers Limited). Le savon "C et F" est un mélange 1/1 d'un savon à base de 20 calcium à gros grains et d'un savon à base de calcium à grains fins, ce mélange étant connu sous la dénomination "WYRAX".

Sur la machine prototype, on a alimenté au manchon 7 une quantité de 15 litres/minute d'eau de re-25 froidissement à 15°C. La température de l'eau de refroidissement augmentait d'environ 10°C.

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Dans ce Tableau, l'indication "Torsions (1QCD)" désigne le nombre de torsions de 360° dont une longueur de fil égale à 100 fois son diamètre peut s'accomoder * avant rupture. L'indication “Courbures (10 mm)" désigne 5 le nombre de courbures d'un rayon de 10 mm que le fil peut subir avant rupture (deux essais sont enregistrés chaque fois). La striction en % donne la réduction de section à l'endroit de l'étranglement durant un essai de traction juste avant rupture, tandis que l'indication 1Ö "Allongement (%) 250 mm" donne l'allongement d'une éprouvette de 250 nm juste avant la rupture.

L'appareil suivant la présente invention présente de nombreux avantages importants par rapport aux machines traditionnelles de tréfilage. Les plus impor-15 tants de ces avantages sont les suivants : (i) On évite les problèmes associés à une multiplicité de spires sur un bloc étireur ; (ii) Une gamme beaucoup plus grande de fils peut subir un étirage sur une dimension particulière de roue, 20 ce qui permettra une réduction du nombre de dimensions différentes de roues et des modèles nécessaires, comparativement au grand nombre de blocs étireurs différents utilisés à l'heure actuelle ; (iii) Les roues rainurées peuvent être conçues de 25 manière qu'en démontant simplement leurs deux moitiés, en retournant celles-ci et en procédant au remontage, . une seconde rainure est ainsi disponible ; en outre, on • peut envisager, sur une machine à plusieurs trous de ca librage, de déplacer les roues progressivement tout au 30 long de la machine et d'obtenir ainsi une durée encore plus intéressante des roues avant leur reconditionnement; (iv) La simplicité mécanique de la machine facilite son entretien et réduit le nombre des pièces de rechange; Λ 18 (ν) Les roues sont très accessibles et le parcours simple à suivre par le fil se prête à une mise en fonctionnement tout à fait automatisée ; (vi) La machine est d'un fonctionnement beaucoup 5 plus silencieux que les machines antérieures, car il n'y a pas de glissement du fil sur des blocs étireurs et il ne faut pas prévoir de ventilateurs de refroidissement pour de tels blocs ; (vii) Le fil est à tout moment tendu et sous con-10 trôle y (viii) La longueur réduite de fil entre les filières, se combinant avec une courbure qui n'existe pratiquement que dans un seul plan, permet d'exercer une maîtrise améliorée sur le fil et, de ce fait, il n’est 15 pas nécessaire de vérifier ce fil à chaque filière y (ix) On peut utiliser une installation traditionnelle d'alimentation de fil, ainsi que les types existants de dévidoirs et de bobines enrouleuses y (x) Il est possible d’étirer sur la même machine 20 une matière ferreuse polie et une matière ferreuse galvanisée y (xi) Le refroidissement très rapide produit en maintenant le fil en contact avec des courants de réfrigérant liquide depuis la sortie d'un trou de cali-25 brage jusqu'à l'extrémité aval de la roue, permet la réalisation de passes d'étirage supérieures à la nor-* male dans chaque étage, ce qui permet ainsi à un même étirage global d'être réalisé dans un nombre réduit d'étages.

Claims (14)

1. Procédé de tréfilage, comprenant la traction du fil à travers un trou de calibrage et le refroidissement du fil étiré, caractérisé en ce que la traction 5 d'étirage est créée en emprisonnant le fil dans une rainure sans fin d'une roue d'étirage rotative sur un arc de moins de 360°, le fil est mis en contact direct, entre le trou de calibrage et la roue, avec un courant de réfrigérant liquide, et le fil est maintenu en contact 10 avec ce dernier tandis qu'il se trouve dans la rainure.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réfrigérant forme une colonne mobile de liquide entourant le fil lorsque celui-ci quitte le trou de calibrage et restant tout autour de ce fil 15 lorsque ce dernier pénètre dans la rainure.

3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la rainure de la roue d'étirage est d'une allure ayant essentiellement la forme d'un V, cette rainure ayant un angle inclus com- 20 pris entre 15° et 25°.

4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la rainure en V est symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue.

5. Procédé suivant l'une quelconque des re vendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fil entre v en contact avec la roue sur un arc compris entre 270 et 180°.

6. Procédé suivant l'une quelconque des reven- 30 dications 1 à 5, dans lequel le fil est étiré successivement à travers une série de trous de calibrage de plus en plus petits, caractérisé en ce que le fil reste essentiellement dans un seul plan depuis son entrée dans le premier trou jusqu'à sa sortie de la dernière roue. 20

7. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le fil est refroidi après sa sortie d'un trou de calibrage en un temps de 0,1 à 5 secondes.

8. Appareil pour modifier la section trans versale d'un fil durant son passage au cours d’un parcours de transfert depuis une entrée de l'appareil jusqu'à la sortie de celui-ci, comprenant un dispositif à trou de calibrage présentant la section transversale v10 désirée à laquelle le fil doit être conformé, un élément rotatif pour créer une traction d'étirage dans le fil afin de le tirer à travers le trou de calibrage, un dispositif pour entourer le fil d'un réfrigérant liquide lorsque ce fil quitte le trou de calibrage, et un dispo-15 sitif pour faire tourner un élément rotatif afin de réaliser un transfert uniforme du fil tout au long de son parcours de transfert, cet appareil étant caractérisé en ce que l'élément rotatif est une roue présentant une rainure sans fin qui forme une partie du par-20 cours du fil et présente une section transversale s'amincissant en direction de l'axe de rotation de la roue, de sorte que le fil est coincé dans cette rainure entre la partie la plus interne et la partie la plus externe de celle-ci dans le sens radial sur une portion 25 seulement d'un tour autour de l'axe de la roue, cet appareil comprenant en outre un dispositif de guidage pour faire sortir le fil de la rainure et l'envoyer . vers la sortie, et un dispositif permettant la mise en contact du fil avec un réfrigérant liquide tandis que 30 ce fil se trouve dans la rainure.

9. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le réfrigérant liquide utilisé de manière à entrer en contact avec le fil immédiatement en aval du trou de calibrage remplit non seulement la 21 il la rainure jusqu'au niveau du fil qui y est engagé mais est également retenu contre la surface externe du fil se trouvant dans la rainure grâce à un capot s'adaptant étroitement contre la périphérie de la roue rotative.

10. Appareil suivant l'une ou l'autre des re vendications 8 et 9, comprenant une série d’étages contenant chacun un trou de calibrage, les trous de calibrage successifs étant d'une section transversale de plus en plus petite, caractérisé en ce que les roues 10 des différents étages sont disposées les unes après les autres de manière que leurs rainures se situent dans des plans parallèles ou dans un plan commun.

11. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'on utilise 15 des roues d'étirage identiques dans les différents étages, le fil entrant en contact avec une zone différente de la rainure dans chaque étage.

12. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la roue ou 20 chaque roue est faite de deux parties qui sont assemblées suivant un plan de rencontre passant dans la rainure .

13. Appareil suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les deux parties de chaque roue 25 sont conformées de manière qu'une nouvelle rainure puis-„ se être créée en renversant ces deux parties et en les serrant à nouveau dos à dos.

14. Fil tréfilé, caractérisé en ce que son étirage est réalisé par un procédé suivant l'une quel- 30 conque des revendications 1 à 7 ou sur un appareil sui-vant l'une quelconque des revendications 8 à 13.