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Procédé de fabrication de tubes mana soudure.
Les procédés actuellement connus de fabrication de tubes sans soudure présentent tous cet inconvénient qu'il se produit de grandes résistances de frottement et de forte coups et chocs. La présente invention évite ces inconvénients, en sub - stance, du fait qu'elle fait coopérer et modifie en conséquen- ce deux procédés de travail des métaux connus isolément, à savoir :
premièrement, le procédé de fabrication de tubes sans soudure au moyen d'anneaux oannelés à travers lesquels est éti- ré le tube monté sur une tige cannelée, et deuxièmement le procédé, fréquemment appliqué dans le laminage, le forgeage et le travail xà la presse, dans lequel le changement de forme de la matière précisément travaillée est essentiellement in - fluencé par la matière environnante précisément non travaillée, du fait que la matière précisément travaillée par l'outil s' écoule toujours du côté de la moindre résistance.
Si, par exemple, une masse presse sur le bord d'une pièce se trouvant en-dessous sur une enclume, la matière affaissée est forcée de
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s'écarter vers l'avant, le seul côtélibre, car la matière environnante non saisie par la masse contrarie fortement l' écoulement de la matière vers les autres cotés. Il est évi - dent, que la profondeur de pénétration de la masse dépend entièrement, en cela, de la nature de la matière travaillée, de son épaisseur et de la vitesse de travail. L'élargissement de la matière, qui se produit en cela, est d'autant plus pe- tit que la profondeur de pénétration est plus petite par rap- port à l'épaisseur et à la largeur de la pièce travaillée.
Pour faire coopérer, pour le perfectionnement dans la fabrication de tubes sans soudure faisant l'objet de l'inven- tion, les deux procédés mentionnés ci-dessus déjà employés dans le travail des métaux, il faut se représenter l'enclume comme étant constituée par un mandrin, la piéce à travailler comme étant un bloc creux placé sur ce mandrin, et le bélier comme étant représenté par la table de cylindre. Le bloc creux doit alors, sans agrandissement important du diamètre, être étiré en un tube dès qu'il est poussé en avant avec le mandrin.
L'avancement du bloc creux s'obtient, d'ares l'invention, par une position oblique de plusieurs cylindres employés, connue en soi dans le laminage de tubes nana soudure. Mais les cylin- dres reçoivent ici, d'après l'invention, un tracé tout-à-fait déterminé des cannelures tel qu'il soit identique ou à peu près identique au tracé des cannelures des lunettes à tuyaux, qui ont été utilisées jusqu'ici à la production de tubes sans soudure analogues.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemples, plu - sieurs modes d'application et plusieurs exemples de mise en oeuvre de l'invention.
La fig. 1 illustre schématiquement le processus du lsim- nage d'aprèsle nouveau procédé.
Les figs.2,3,4 et 5 montrent schématiquement l'action produite sur le bloc creux par les quatre cylindres représen- tés, à titre d'exemples, à la fig.l.
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La fig. 6 représente un schéma dans lequel les cylindres sont superposés par leurs contours.
Les figs. 7-11 'représentent séparément les cylindres mon- trés schématiquement par la fig.6.
Les figs.12-15 montrent d'autres formes de réalisation de l'invention.
Pour la mise en 'oeuvre du nouveau procédé, on remplace, d'après l'invention, les lunettes à tuyaux employées jusqu'ici par un certain nombre de cylindres tournant autour du bloc creux en un mouvement planétaire, ces cylindres agissant de 1' extérieur sur le bloc creux. A l'intéri'eur de ce bloc creux, désigné par 1 sur le dessin, se trouve la tige cannelée 2, qui peut se déplacer longitudinalement avec le bloc creux lui-même.
Les cylindres sont disposes obliquement par rapport à l'axe du bioc de telle manière que son obliquité concorde aveo la vites- se d'avancement, condition qui est déjé oonnue, en soi, dans les trains pour le procédé Mannesmann. Comme d'habitude, les cylindres désignes par 1,4,5 et 8 à la fig.1 peuvent être mis en mouvement et transporter le bloc, en tournant autour de son axe et par suite de leur position oblique, axialement à travers le laminoir. Au lieu de cela, toute la cage des cylindres pour- rait rouler sur lui et, par suite de la position oblique des cylindres, lui faire traverser le laminoir, mais sans le faire tourner.
Afin que les cylindres puissent saisir plus facilement le bloc creux, leur partie 7, qui entre d'abord en contact avec le bloc, reçoit une forme cylindrique ou faiblement conique, dis- position déjà. connue, en soi , dans les laminoirs pour le procé-
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dé MAnn9Ann. A cette prt1. ? du oylin4re ne rttohe la. cannelure 3 proprement âite, dont la génératrice est analogue à celle d'une lunette à tuyaux.
Les cylindres 3,4,5 et 6 exé - outant un mouvement de rotation planétaire autour du bloc em brassent donc un espaoe annulaire dont la génératrice est
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identique à celle de la surface annulaire d'une lunette à tuyaux ; c'est-a-dire que l'espace annulaire mentionné se ré - trécit essentiellement de la même manière qu'une lunette , tuyaux, dont la plus petite section est égale au diamétre ex- térieur déeiré pour le tube. Du fait que les cylindres roulent sur le bloc creux, le fort frottement glissant qui se produit dans le procédé par la lunette, se transformera, en majeure partie, en un frottement roulant.
Mais l'avantage principal réside dans le fait que la surface du bloc creux travaillée à un instant quelconque par chaque cylindre est relativement faible et est entièrement entourée de matière non travaillée.
Cette matière précisément non travaillée oppose, comme il a été exposé plus haut, une résistance à la transformation et . oblige la matière subissant précisément la pression du oylin-
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dre plécoi-iler du o8té de la moindre r'lIIililltAno8, O'81/1t.-(U.r" vers l' avant dans le sens de l'avancement du bloc creux. On obtient donc une diminution de l'épaisseur de paroi en même temps qu'un étirage, sans augmentation notable du diamètre du tube.
Le tracé des cannelures peut, selon la température et la nature de la matière, être tel qu'il tienne plus ou moins comp- te du premier ou du second des points considérés.
Ainsi qu'on peut le voir aux figs.2,3,4 et 5, les canne- lures des cylindres suocessifs 3,4,5 et 6 peuvent différer à peu près dans la même mesure que les cannelures d'un même nombre de lunettes à tuyaux successives, de sorte que le tube 1 est allongé graduellement de la manière visible sur les figu- res, et subit une diminution de son épaisseur de paroi. Chaque cylindre ne porte qu'un saillant de cannelure. Les saillants travaillent successivement la même partie de matière et sont tous décalés dans le sens longitudinal conformément à l'obli- quité et à la vitesse d'avancement de la matière.
Les cylindres cannelée 3,4,5 et 6 peuvent aussi être in - dépendants des parties 7.
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bas fige. '.le représentent, à titre d'exemples, quelques autres possibilités de tracé des cannelures, de disposition et de forme des cylindrée.
Sur la fig. 6, on a supposé cinq cylindres et on se les est représentée comme étant superposée par leurs contours, ce qui fait voir la position occupée par les saillants de cannelure travaillant successivement. Le même tracé des mêmes cylindres pris séparément a été représenté aux figures ? -il et en outre, à la fig.11. l'action sur le bloc creux 1.
La fig.12 donne un schéma de quatre cylindres travaillant successivement la matière en deux groupes. Les cylindres op - posés de chaque paire sont ici identiques. Chaque groupe travail- le une autre partie de matière.
Sur la fig.13, tous les cylindres, de nombre quelconque, ont le mène tracé, et chaque cylindre travaille une partie de
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matière différente. Lon d1vC)J'CI:J Vartion aannal6oa forme 10 lunette à tuyaux appartenant à un cylindre peuvent tourner séparément sur leurs axes, de sorte que chaque partie calibrée
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peut s'adapter à la vitesse de rotation correspondant à sa circonférence.
Sur les fige. 14 et 15, on a supposé six cylindres qui forment deux groupes de trois cylindres coopérant ensemble, et les groupes sont désignés par 1 et Il. Les divers cylindres du groupe 1 sont pourvus de chiffres sans exposants et les divers cylindres du groupe II sont pourvus de chiffres avec l' exposant... Chacun des deux groupes attaque séparément la matié- re. Les groupes sont, comme on le voit particulièrement à la fig.15, intercalés l'un dans l'autre alternativement.
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Manufacturing process of mana welding tubes.
The currently known methods of manufacturing seamless tubes all have the drawback that high frictional resistances and strong blows and shocks occur. The present invention avoids these drawbacks, in substance, owing to the fact that it brings about cooperation and consequently modifies two methods of working metals known in isolation, namely:
firstly, the process of making seamless tubes by means of corrugated rings through which the tube mounted on a splined rod is stretched; and secondly the process, frequently applied in rolling, forging and pressworking , in which the change of shape of the precisely worked material is essentially influenced by the surrounding precisely unworked material, since the material precisely worked by the tool always flows on the side of least resistance.
If, for example, a sledgehammer presses on the edge of a workpiece lying below on an anvil, the sagging material is forced out.
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move forward, the only free side, because the surrounding material not captured by the mass strongly hinders the flow of material to the other sides. It is obvious that the depth of penetration of the mass depends entirely, in this respect, on the nature of the material worked, its thickness and the working speed. The widening of the material, which occurs in this, is all the smaller as the depth of penetration is smaller in relation to the thickness and width of the workpiece.
To make the two processes mentioned above already employed in metalworking cooperate, for the improvement in the manufacture of seamless tubes forming the subject of the invention, it is necessary to imagine the anvil as being constituted by a mandrel, the workpiece as being a hollow block placed on this mandrel, and the ram as being represented by the cylinder table. The hollow block must then, without significant enlargement of the diameter, be stretched into a tube as soon as it is pushed forward with the mandrel.
The advancement of the hollow block is obtained, according to the invention, by an oblique position of several cylinders used, known per se in the rolling of nana welding tubes. But the cylinders here receive, according to the invention, a completely determined pattern of the splines such that it is identical or nearly identical to the pattern of the splines of the pipe glasses, which have been used until now. here to the production of similar seamless tubes.
The accompanying drawing represents, by way of examples, several modes of application and several examples of implementation of the invention.
Fig. 1 schematically illustrates the imaging process according to the new method.
Figs. 2,3,4 and 5 schematically show the action produced on the hollow block by the four cylinders shown, by way of example, in fig.l.
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Fig. 6 shows a diagram in which the cylinders are superimposed by their contours.
Figs. 7-11 'separately represent the cylinders shown schematically in fig.6.
Figs.12-15 show other embodiments of the invention.
For the implementation of the new process, according to the invention, the tube glasses used heretofore are replaced by a number of cylinders rotating around the hollow block in planetary motion, these cylinders acting in the same manner. exterior on the hollow block. Inside this hollow block, designated by 1 in the drawing, is the splined rod 2, which can move longitudinally with the hollow block itself.
The cylinders are arranged obliquely with respect to the axis of the bioc in such a way that its obliqueness matches the speed of advance, a condition which is already known, in itself, in the trains for the Mannesmann process. As usual, the rolls designated by 1,4,5 and 8 in fig. 1 can be set in motion and transport the block, rotating around its axis and as a result of their oblique position, axially through the rolling mill. . Instead, the entire roll stand could roll on it and, due to the oblique position of the rolls, pass it through the rolling mill, but not rotate it.
In order that the cylinders can grip the hollow block more easily, their part 7, which first comes into contact with the block, is given a cylindrical or slightly conical shape, already arranged. known per se in rolling mills for the process
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from MAnn9Ann. At this loan1. ? of the oylin4re does not rttohe the. groove 3 properly âite, the generator of which is similar to that of a pipe bezel.
The cylinders 3, 4, 5 and 6 exe - uting a planetary rotational movement around the block em therefore mix an annular space whose generator is
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identical to that of the annular surface of a tube bezel; that is to say that the annular space mentioned narrows essentially in the same way as a bezel, pipes, the smallest section of which is equal to the external diameter desired for the tube. Because the cylinders roll on the hollow block, the strong sliding friction that occurs in the bezel process will, for the most part, turn into rolling friction.
But the main advantage lies in the fact that the surface of the hollow block worked at any time by each cylinder is relatively small and is entirely surrounded by unworked material.
This precisely unworked material opposes, as it was explained above, a resistance to the transformation and. forces the material undergoing precisely the pressure of the oylin-
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dre plécoi-iler o8té of the smallest r'lIIililltAno8, O'81 / 1t .- (Ur "forward in the direction of advance of the hollow block. A decrease in wall thickness is thus obtained by at the same time as drawing, without noticeable increase in the diameter of the tube.
The layout of the grooves may, depending on the temperature and the nature of the material, be such that it takes more or less account of the first or second of the points considered.
As can be seen in Figs. 2,3,4 and 5, the grooves of the suocessive cylinders 3, 4, 5 and 6 may differ to approximately the same extent as the grooves of the same number of glasses with successive tubes, so that the tube 1 is gradually elongated in the manner visible in the figures, and undergoes a decrease in its wall thickness. Each cylinder has only one flute protrusion. The protrusions successively work the same part of material and are all offset in the longitudinal direction in accordance with the obliqueness and the speed of advance of the material.
The splined cylinders 3, 4, 5 and 6 can also be independent of the parts 7.
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low freezes. '. represent, by way of examples, some other possibilities of tracing the grooves, arrangement and shape of the displacement.
In fig. 6, we have assumed five cylinders and we represent them as being superimposed by their contours, which shows the position occupied by the spline projections working successively. The same plot of the same cylinders taken separately has been shown in the figures? -it and further, in fig. 11. action on hollow block 1.
Fig. 12 gives a diagram of four cylinders successively working the material in two groups. The opposite cylinders of each pair are here identical. Each group works on another part of the material.
In fig. 13, all the cylinders, of any number, have the lead traced, and each cylinder works a part of
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different material. Lon d1vC) J'CI: J Vartion aannal6oa form 10 tube bezel belonging to a cylinder can rotate separately on their axes, so that each part calibrated
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can adapt to the rotational speed corresponding to its circumference.
On the freezes. 14 and 15, six cylinders have been assumed which form two groups of three cylinders cooperating together, and the groups are designated by 1 and II. The various cylinders of group 1 are provided with digits without superscript and the various cylinders of group II are provided with digits with the exponent ... Each of the two groups attacks the material separately. The groups are, as can be seen particularly in fig. 15, intercalated one inside the other alternately.
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