Procédé de filage de métal et presse à filer perfectionnée

Abstract

 L'invention a pour objet un procédé de filage par extrusion d'une billette de métal (6) placée dans un conteneur (3) limitant un logement (4) pour la billette (6) fermé à une extrémité par un fond (13) et à l'autre par un grain de poussée (5), procédé dans lequel, avant de procéder au filage par extrusion, on réalise une précompression de la billette (6) pour appliquer celle-ci contre la face interne (43) du logement (4).
Conformément à l'invention, au début de la phase de précompression, on maintient un faible jeu (e) entre le fond de fermeture (13) et l'extrémité correspondante (31) du conteneur (3), en empêchant le conteneur (3) de se rapprocher du fond (13) pendant la précompression pour permettre l'évacuation, par le jeu (e) ainsi maintenu, de l'air contenu entre la billette (6) et la face interne (43) du logement (4), pendant le gonflement de la billette (6) et on laisse alors se refermer ledit jeu (e) par avancement du conteneur (3) ainsi solidarisé avec la billette (6).
L'invention s'applique plus spécialement au filage direct mais peut aussi présenter un intérêt dans le cas du filage inverse.

Description

[0001] L'invention a pour objet un procédé de filage d'une billette de métal dans une presse à filer et couvre également une presse à filer perfectionnée pour la mise en oeuvre du procédé.

[0002] On sait que, pour réaliser des barres, des fils ou autres profilés métalliques, particulièrement en métal non ferreux, on effectue généralement une extrusion d'une billette de métal dans une presse à filer comprenant, d'une façon générale, un conteneur limitant un logement tubulaire centré sur un axe de filage fermé à ses extrémités par deux pièces de fermeture et dans lequel est placée une billette de métal à filer, l'une desdites pièces étant munie d'une filière. L'ensemble est placé dans un bâti constitué de deux traverses fixes maintenues écartées l'une de l'autre par des tirants. L'une des pièces de fermeture est constituée d'un grain de même diamètre que le logement et placé à l'extrémité d'un fouloir permettant son introduction dans le logement sous l'action d'un vérin principal de filage prenant appui sur une traverse fixe, en se rapprochant de l'autre pièce de fermeture qui prend appui sur l'autre traverse. Le métal comprimé entre les deux pièces de fermeture est extrudé par la filière sous forme d'un profilé de même section.

[0003] Dans le procédé dit de filage direct, le conteneur est fixe et prend appui directement, avec la pièce de fermeture portant la filière, sur l'une des traverses fixes. Le fouloir portant le grain qui constitue l'autre pièce de fermeture est actionné par le vérin principal de filage de façon à faire pénétrer le grain dans le logement du conteneur.

[0004] Dans le procédé dit du filage inverse, la filière est montée sur un grain de diamètre égal à celui du logement du conteneur et placé à l'extrémité d'un fouloir tubulaire prenant appui sur l'une des traverses fixes. Le conteneur est fermé à son extrémité opposée par un fond et l'ensemble est monté sur une traverse mobile actionnée par le vérin principal d'extrusion, de façon que le logement s'enfile sur le grain en déterminant l'extrusion par la filière de la billette de métal contenue à l'intérieur du logement, le profilé extrudé étant évacué par le fouloir tubulaire.

[0005] Les billettes de métal, sont réalisées à partir de lopins de grande longueur dans lesquels on coupe des morceaux ayant une longueur un peu inférieure à celle du logement du conteneur. Chaque lopin présente, d'autre part, une section transversale légèrement inférieure à celle du logement du conteneur de façon à ménager, entre la face interne dudit logement et la face externe de chaque billette, un jeu nécessaire à l'introduction de la billette dans le logement.

[0006] C'est pourquoi, avant l'extrusion proprement dite, on réalise une opération dite de précompression au cours de laquelle la billette qui commence à être écrasée entre les deux pièces de fermeture se rapprochant l'une de l'autre, se gonfle légèrement et vient s'appliquer complètement contre la face interne du logement du conteneur.

[0007] L'air se trouvant dans le jeu existant initialement entre la billette et la face interne du logement est ainsi fortement comprimé et doit être évacué, avant le filage, par une opération dite de dégazage.

[0008] Habituellement, dans les presses à filage direct, on réalise ce dégazage en commandant, après la précompression, un léger recul du conteneur avec le fouloir pour permettre au conteneur de se décoller du fond portant la filière en laissant échapper l'air comprimé dans le logement. Pour cela, on utilise des vérins auxiliaires prévus sur la presse pour les manoeuvres isolées du conteneur et des vérins de rappel du vérin principal d'extrusion qui, normalement est à simple effet.

[0009] Ces opérations nécessitent des inversions de commande hydraulique, en agissant sur des pompes, des clapets ou autres organes, avec des temps de réponse assez longs. Il en résulte un véritable temps mort qui diminue la productivité de la presse mais qui, jusqu'à présent, semblait inévitable car un mauvais dégazage peut entraîner des défauts, par exemple des bulles ou des cloques sur le produit filé et même des risques d'explosion au cours du filage.

[0010] L'invention remédie à ces inconvénients grâce à un nouveau procédé permettant d'éviter, pratiquement, le temps mort qui, jusqu'à présent, était nécessaire au dégazage et, ainsi, d'augmenter la productivité de la presse. On sait, en effet, que l'évolution récente de la technique conduit à une utilisation aussi continue que possible de la presse en ne négligeant aucun temps mort, même de courte durée.

[0011] L'invention est destinée plus spécialement aux presses à filage direct, mais peut également trouver des applications dans les presses à filage inverse.

[0012] L'invention s'applique donc, d'une façon générale, au filage d'une billette de métal dans une presse à filer comprenant un conteneur muni d'un logement tubulaire centré sur un axe de filage et dans lequel est placée la billette, une première traverse sur laquelle prend appui le conteneur pendant le filage, deux pièces de fermeture des deux extrémités du logement, respectivement un fond porté par une première traverse sur laquelle prend appui le conteneur et un grain de poussée, de section sensiblement égale à celle du logement, monté à l'extrémité d'un fouloir et susceptible de pénétrer par coulissement axial à l'intérieur du logement, une filière centrée sur l'axe de filage et montée sur l'une desdites pièces de fermeture, et des moyens de commande du rapprochement de celles-ci l'une vers l'autre, en prenant appui sur une seconde traverse, pour le filage de la billette par extrusion dans la filière, l'opération de filage étant précédée d'une phase de précompression de la billette entre le grain et le fond pour appliquer la force externe contre la paroi du logement.

[0013] Conformément à l'invention, au moins pendant la plus grande partie de la phase de précompression, on empêche le conteneur de s'appliquer sur le fond en maintenant, entre celui-ci et l'extrémité correspondante du conteneur, un faible jeu permettant l'évacuation progressive de l'air contenu dans le logement au cours de la précompression de la billette et jusqu'à l'application complète de celle-ci sur la paroi du logement.

[0014] De préférence, pour maintenir ledit jeu, on interpose, entre le conteneur et la première traverse, un moyen d'écartement susceptible d'exercer sur le conteneur un effort taré de retenue dirigé en sens contraire du sens de pénétration du grain dans le logement et dont la valeur est limitée de façon que le moyen d'écartement cède sous la pression du conteneur en permettant la suppression du jeu et la fermeture du fond lorsque l'application de la billette sur la paroi du logement est suffisante pour solidariser le conteneur avec la billette.

[0015] De façon particulièrement avantageuse, pour parfaire le dégazage, on réalise pendant un court instant et à la fin de la phase de précompression, une détente de la pression hydraulique dans les moyens de commande du filage, qui détermine un léger recul de la billette avec le conteneur et la réouverture du fond sous l'action dudit moyen d'écartement, avec création instantanée d'un jeu permettant l'échappement de l'air résiduel.

[0016] L'invention couvre également une presse à filer perfectionnée pour la mise en oeuvre du procédé comprenant des moyens de retenue du conteneur interposés entre la première traverse et l'extrémité correspondante du conteneur et s'étendant sur une distance suffisante pour laisser subsister, entre ladite extrémité du conteneur et le fond de fermeture, un jeu suffisant pour permettre l'évacuation de l'air contenu entre la billette et la face interne du logement.

[0017] Dans un mode de réalisation préférentiel, lesdits moyens de retenue sont constitués d'au moins deux vérins disposés de part et d'autre de l'axe de filage et prenant appui d'un côté sur la première traverse et de l'autre sur l'extrémité correspondante du conteneur.

[0018] Avantageusement, les vérins de retenue sont associés à des moyens de relâchement de la pression lorsque celle-ci dépasse une valeur limite.

[0019] Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur le dessin annexé.

[0020] Sur la Figure unique, on a représenté schématiquement, en coupe longitudinale, une presse à filer comprenant deux traverses fixes 1, 11, écartées l'une de l'autre d'une distance constante maintenue par des tirants 12, et entre lesquels est montée coulissante une traverse mobile 2 portant un conteneur 3 dans lequel est ménagé un logement cylindrique 4 centré sur un axe de filage 10.

[0021] Le conteneur 3 peut se déplacer axialement avec la traverse mobile 2 sous l'action de vérins auxiliaires 21 prenant appui sur la traverse fixe 11. Le conteneur 3 peut ainsi être appliqué contre une pièce 13 formant un fond de fermeture de l'extrémité correspondante 41 du logement 4, sur lequel est montée une filière 14 centrée sur l'axe de filage 10.

[0022] Sur la face opposée 32 du conteneur 3, l'extrémité 42 du logement 4 est fermée par un grain de poussée 5 monté à l'extrémité d'un fouloir allongé 51 fixé sur le piston 52 d'un vérin principal de filage dont le corps 53 est ménagé dans la traverse fixe 11.

[0023] Toutes ces dispositions sont classiques et peuvent, d'ailleurs, faire l'objet de variantes, ou des dispositions particulières permettant d'effectuer certaines opérations.

[0024] Tout d'abord, une billette de métal 6, de diamètre légèrement inférieur à celui du logement 4, est placée à l'intérieur de ce dernier et le conteneur est avancé par les vérins auxiliaires 21 vers la pièce porte-filière 13 qui ferme l'extrémité correspondante 41 du logement 4. Le fouloir 51 est poussé par le vérin principal 52 ou bien sous l'action de vérins auxiliaires non réprésentés, de façon que le grain de poussée 5, qui présente une section droite identique, à peu près, à celle du logement 4, pénètre dans l'extrémité correspondante 42 de celui-ci, et prenne appui contre la face correspondante de la billette 6 qui s'affine, elle-même sur le fond.

[0025] Avant le filage proprement dit, on réalise, d'abord, une simple précompression par avancement du grain 5 sous l'action du vérin principal 52. La billette 6 se gonfle et vient s'appliquer par sa face externe 61 contre la face interne 43 du logement 4.

[0026] Généralement, pendant cette opération, le conteneur 3 est appliqué, par sa face avant 31, contre le fond de fermeture 13 et l'air contenu dans le jeu existant, à l'origine, entre la billette 6 et le logement 4, est comprimé par le gonflement de la billette 6.

[0027] C'est pourquoi, après la phase de précompression, cet air comprimé doit être évacué. Jusqu'à présent, cette opération de dégazage était effectuée par recul du conteneur et de la traverseimobile 2 sous l'action des vérins auxiliaires 21.

[0028] Une telle manoeuvre, qui demande un certain temps, est évitée grâce aux dispositions selon l'invention. En effet, pendant la phase de précompression, on empêche le conteneur 43 de s'appliquer par sa face 31 contre la pièce porte-filière 13 au moyen de vérins 7 qui s'interposent entre la traverse fixe 1 et le conteneur 3 ou la traverse mobile 2. Ainsi, dans l'exemple représenté, on utilise deux vérins 7, 7', dont le corps 71 est fixé sur la traverse fixe 1 et dont la tige 72 vient s'appliquer contre la traverse mobile 2.

[0029] La longueur des tiges 72 est déterminée de telle sorte que, dans la position étendue des vérins 7, 7', il subsiste un faible jeu (e) entre la face avant 31 du conteneur 3 et la face correspondante 15 de la pièce porte-filière 13.

[0030] Le fonctionnement de la presse ainsi perfectionnée est le suivant :

[0031] Après avoir chargé la billette 6 dans le logement 4 du conteneur 3, par des moyens bien connus, on avance la traverse mobile 2 au moyen des vérins auxiliaires 21 jusqu'à ce qu'elle vienne en appui sur les vérins 7, 7' qui se trouvent en position complètement étendue. Dans cette position, la face avant 31 du conteneur se trouve donc à une faible distance (e) de la pièce porte-filière 13.

[0032] On avance alors le grain 5 sous l'action du vérin principal 52 et la billette 6 vient s'appliquer, par sa face avant 60, contre le fond porte-filière 13 puis commence à se gonfler. L'air contenu entre la face interne 43 du logement 4 et la face externe 61 de la billette s'échappe progressivement par le jeu (e) au fur et à mesure du gonflement de la billette 6.

[0033] A partir d'une certaine pression d'application du grain 5 contre la billette 6, la face externe 61 de celle-ci est complètement appliquée contre la face interne 43 du logement 4. Il en résulte que le conteneur 3 se solidarise, par frottement avec la billette 6 et a donc tendance à être, lui aussi, entraîné axialement vers l'avant par le grain 5 mais il est retenu, dans ce mouvement, par les vérins 7, 7'. Le jeu (e) est ainsi maintenu pendant la plus grande partie de la phase de précompression.

[0034] Cette tendance à l'avancement du conteneur 3 dépend des frottements entre ce dernier et la billette 6 et, par conséquent, de la poussée appliquée sur celle-ci par le grain 5.

[0035] Cependant, il ne faudrait pas que le métal, ainsi comprimé, ait tendance à s'échapper par le jeu périphérique (e). C'est pourquoi, la pression dans la chambre 71 de chaque vérin 7 (7') est tarée de façon à ne résister à l'avancement du conteneur que jusqu'à une certaine limite de la pression appliquée sur la billette, à partir de laquelle le métal pourrait s'infiltrer dans le jeu (e). A partir de cette limite, les frottements entre la billette 6 et la face interne 43 du logement 4 sont tels que le conteneur 3, est suffisamment solidarisé avec le grain 5 pour repousser les vérins 7, 7' qui cèdent sous la poussée appliquée, en permettant l'avancement du conteneur 3 jusqu'à ce que sa face avant 31 vienne s'appliquer contre la face correspondante 15 de la pièce porte-filière 13 en fermant complètement l'extrémité 41 du logement 4.

[0036] L'opération de filage proprement dite pourrait alors commencer.

[0037] Cependant, on peut craindre que la fermeture du conteneur n'ait eu lieu avant l'évacuation totale de l'air et qu'une certaine quantité résiduelle d'air existe encore entre la billette et le logement. C'est pourquoi, pour parfaire le dégazage, on peut, par sécurité commander, pendant un court instant, une détente de la pression hydraulique dans la chambre 54 du vérin 52. Comme la pression du vérin 52 est appliquée sur le conteneur 3 par l'intermédiaire de la billette 6, cette détente hydraulique dans la chambre 54 permet aux vérins 7, 7' qui étaient restés en pression, de repousser légèrement le conteneur 3 et le grain 5 avec le fouloir 51. Il apparaît de nouveau, entre la face avant 31 du conteneur 3 et la pièce porte-filière 13, un faible jeu par lequel peut s'échapper, éventuellement, l'air résiduel fortement comprimé qui aurait pu rester à l'intérieur du logement.

[0038] Il apparaît donc que la plus grande partie du dégazage s'est effectuée progressivement, pendant le temps nécessaire à la phase inévitable de précompression, c'est-à-dire en temps masqué.

[0039] Quant à la deuxième étape du dégazage qui, d'ailleurs, peut ne pas être toujours indispensable, elle est effectuée automatiquement et quasi-instantanément sous l'action des vérins 7, 7' maintenus en pression dès que l'on commande une détente dans le vérin principal 54. Il y a là un avantage essentiel par rapport aux dispositions utilisées jusqu'à présent, dans lesquelles on laissait l'air se comprimer dans le conteneur pendant la phase de décompression, le dégazage étant effectué ensuite en commandant le recul du conteneur au moyen des vérins auxiliaires 21 ou bien des vérins de rappel du vérin principal (non représentés sur la Figure). Un tel recul nécessite différentes manoeuvres hydrauliques qui sont supprimées dans le procédé selon l'invention, ce qui permet d'améliorer la productivité en évitant le temps mort correspondant.

[0040] L'invention peut d'autre part être mise en oeuvre par un dispositif très simple, qui ne comporte que deux vérins 7, 7' alimentés par un circuit hydraulique 74 sous une pression limitée, par exemple, par une soupape tarée 73 dont le réglage peut être déterminé en tenant compte des caractéristiques de la presse, de la nature du métal et de la pression à partir de laquelle celui-ci pourrait s'échapper par le jeu (e) laissé entre le conteneur (3) et le porte-filière (13).

[0041] Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit, et qui pourrait faire l'objet de variantes pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.

[0042] En outre, si l'invention est particulièrement applicable au cas d'une presse à filage direct du type que l'on vient de décrire. Elle pourrait, cependant trouver aussi un intérêt dans le cas d'une presse à filage inverse. Des moyens analogues pourraient alors, être employés pour la mise en oeuvre du même procédé.

[0043] En effet, dans une presse à filage inverse, le conteneur est mobile et s'enfile sur le fouloir qui est fixe et porte, à son extrémité, un grain sur lequel est montée la filière et qui pénètre dans l'extrémité avant du logement. Dans ce cas, le vérin principal de filage actionne une traverse mobile qui porte un fond de fermeture du conteneur et prend appui sur celui-ci pour le pousser vers la traverse fixe portant le fouloir, le produit filé étant évacué par un orifice ménagé dans l'axe du fouloir.

[0044] Les vérins de retenue du conteneur seraient alors placés sur la traverse mobile pour prendre appui sur la face arrière du conteneur et empêcher l'application de celle-ci contre la traverse mobile en laissant, entre le conteneur et le fond de fermeture, un jeu permettant l'évacuation progressive de l'air au fur et à mesure de la précompression et jusqu'à ce que la pression d'application de la billette contre la face interne du logement soit telle que le conteneur soit suffisamment solidarisé avec celle-ci pour que les vérins de retenue cèdent en laissant le jeu se fermer.

[0045] Les signes de référence, insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée.

Revendications

1. Procédé de filage d'une billette de métal dans une presse à filer comprenant deux traverses fixes (1, 11) écartées d'une distance constante, un conteneur (3) muni d'un logement tubulaire (4) centré sur un axe de filage (10) et dans lequel est placée la billette (6), ledit conteneur (3) prenant appui, pendant le filage, sur une première traverse (1), deux pièces (13, 5) de fermeture des deux extrémités du logement (4), respectivement un fond (13) porté par ladite première traverse (1) d'appui du conteneur (3), et un grain de poussée (5), de section sensiblement égale à celle du logement (4) monté à l'extrémité d'un fouloir allongé (51) et susceptible de pénétrer par coulissement axial à l'intérieur du logement (4), une filière (14) centrée sur l'axe de filage (10) et montée sur l'une desdites pièces de fermeture (13, 5), et des moyens (51, 52) de commande du rapprochement desdites pièces de fermeture (13, 5) l'une vers l'autre, en prenant appui sur une seconde traverse (11), pour le filage de la billette (6) par extrusion dans la filière (14), l'opération de filage étant précédée d'une phase de précompression de la billette (6) entre le grain (5) et le fond (13) jusqu'à application de sa paroi latérale (61) contre la face interne (43) du logement (4), caractérisé par le fait qu'au moins pendant la plus grande partie de la phase de décompression, on empêche le conteneur de s'appliquer sur le fond en maintenant, entre celui-ci et l'extrémité correspondante du conteneur, un faible jeu permettant l'évacuation progressive de l'air contenu dans le logement au cours de la précompression de la billette et jusqu'à l'application complète de celle-ci sur la paroi du logement.

2. Procédé de filage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on maintient le jeu (e), entre le conteneur (3) et le fond (13) en interposant, entre la face avant (31) du conteneur (3) et la première traverse (1) portant le fond (13), un moyen d'écartement (7) susceptible d'exercer sur le conteneur (3) un effort taré de retenue dirigé en sens contraire du sens de pénétration du grain (5) dans le logement (4) et dont la valeur est limitée de façon que ledit moyen d'écartement (7) cède sous la pression appliquée par le conteneur (3) solidarisé avec la billette (6) en permettant l'avancement du conteneur (3) et la fermeture du fond (13) lorsque ladite pression dépasse une valeur limite de tarage.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la valeur limite de tarage de l'effort de retenue (7, 7') correspond à une pression appliquée sur la billette (6) à partir de laquelle le métal aurait tendance à passer dans le jeu (e) entre le fond de fermeture (13) et le conteneur (3).

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, après l'application du conteneur (3) sur le fond (13), on réalise pendant un court instant une détente de la pression hydraulique dans le moyen (52) de commande du filage, qui détermine un léger recul de la billette (6) avec le conteneur (3) et la réouverture du fond (13) sous l'action dudit moyen d'écartement (7, 7'), avec création instantanée d'un jeu permettant l'échappement de l'air éventuellement resté à l'intérieur du conteneur (3) lors de la fermeture du fond (13).

5. Presse à filer une billette de métal comprenant deux traverses (1, 11) maintenues écartées l'une de l'autre d'une distance constante, un conteneur (3) muni d'un logement tubulaire (4) centré sur un axe de filage (10) et dans lequel est placée la billette à filer (6), ledit conteneur (3) prenant appui sur une première traverse (1), pendant le filage, deux pièces (13, 5) de fermeture des deux extrémités du logement (4), respectivement un fond (13) porté par la première traverse (1) d'appui du conteneur (3) et un grain (5), de section sensiblement égale à celle du logement, monté à l'extrémité d'un fouloir allongé (51) et susceptible de pénétrer par coulissement axial à l'intérieur du logement (4), une filière (14) centrée sur l'axe de filage (10) et montée sur l'une desdites pièces de fermeture (13), et des moyens (52) de commande du rapprochement desdites pièces de fermeture (13, 5) l'une vers l'autre en prenant appui sur une seconde traverse (11) pour le filage de la billette (6) par la filière (14), caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens (7) de retenue du conteneur interposés entre la première traverse (1) et l'extrémité correspondante (31) du conteneur (3) et s'étendant sur une distance suffisante pour laisser subsister, entre l'extrémité correspondante (41) du logement (4) et le fond de fermeture (13), un jeu (e) suffisant pour permettre l'évacuation de l'air contenu entre la billette (6) et la face interne (43) du logement (4) pendant le gonflement de la billette (6) au début du rapprochement desdites pièces de fermeture (13, 5) l'une vers l'autre.

6. Presse à filer selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les moyens de retenue sont constitués d'au moins deux vérins hydrauliques (7, 7') disposés de part et d'autre de l'axe de filage (10) et comprenant chacun un corps (7, 7') et une tige (72, 72') prenant appui, respectivement, sur la première traverse (1), et, sur l'extrémité correspondante (31) du conteneur (3).

7. Presse à filer selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les vérins de retenue (7, 7') sont associés à des moyens (73) de relâchement de la pression dans la chambre (71) de chaque vérin (7, 7') lorsque celle-ci dépasse une valeur limite.

Dessins