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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de Brevet d'Invention Système et dispositif pour étirer des tubes ou tiges de forme cylindrique.
La présente invention se rapporte à l'étirage de tubes ou ti- ges, ayant forme cylindrique,en métaux ferreux ou non-ferreux ou en leur alliages,dans le but de modifier leur diamètre ou l'épais- seur de leur parois ; a pour objet un système d'étira- ge qui consiste essentiellement à produire un déplacement relatif en direction axiale entre la pièce à travailler et une tête éti- reuse dont la surface opérante est constituée par des organes de roulement qui se développent sur la surface à travailler.
Les organes de roulement peuvent être constitués par des bil- les ou par des galets et lesdits organes peuvent avoir un diamè- tre plus ou moins grand correspondamment au diamètre de l'ébauche à travailler,à la nature de la matière et au dégré de déformation
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que l'ébauche doit subir.
En tout cas,étant donné que l'étirage est réalisé à l'aide d'organes qui roulent sur la surface à travailler,les;.-:résistances sont réduites au minimum et l'usure des organes opérants est elle aussi réduite tandis que les caractéristiques mécaniques de la matière sont améliorées.
Sur les dessins annexés sont représentés schématiquement à titre d'exemple quelques dispositifs pour la réalisation de l'invention et la fig.l est une coupe axiale d'une tête étireuse dont la fig.2 montre la coupe transversale partielle suivant A-B de la fig.l; la fig.3 est la coupe axiale d'une tête étireuse double ; fig. 4 est la coupe axiale d'une tête étireuse coopérant avec un mandrin de forme particulière; les fig.5 et 6 sont des coupes axiales d'autres formes d'exécution avec un montage particulier des billes qui constituent l'orifice étireur et la fig.7 est la coupe transversale suivant C-D de la fig. 6.
Dans les fig.l et 2,la tête étireuse comporte une botte annulaire constituée par deux éléments 1,1' reliés ensemble et formant une gorge annulaire interne dans laquelle est logée une couronne de bill.es 2 ; ces billes constituent l'orifice étireur ou filière où passe l'ébauche à travailler,cette ébauche étant,dans le cas représenté,un tube 3.
La tête étireuse est montée de façon à pouvoir tourner autour de l'axe de l'ébauche 3,et dans le cours de l'opération pendant que l'ébauche 3 avance dans le sens indiqué par les flèches,la tête étireuse est mise en rotation de toute façon appropriée,à l'aide d'une transmission ou d'une courroie attaquant directement la surface extérieure de ladite botte 1,1'.
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L'avancement de l'ébauche 3 dans le sens indiqué peut être réa- lisé à l'aide d'une traction que l'on fait agir à son extrémité antérieure par des moyens connus,ou bien à l'aide d'une poussée agissant sur sa partie postérieure ; dans ce dernier cas les incon- vénients des bancs étireurs ordinaires sont éliminés et la fabri- cation de pièces ayant une grande longueur est rendue possible.
Pendant la rotation de la botte 1,1' autour de l'axe de l'ébau- che 3,les billes 2,qui appuient sur le fond de leur lôgement,exer- cent une pression sur la surface de l'ébauche et donnent lieu à la déformation nécessaire à permettre le passage de l'ébauche 3 à travers l'organe étireur ou filière.
Etant donné que les billes 2 roulent sur la surface extérieure de l'ébauche 3 et que cette ébauche avance suivant son axe, les bil- les décrivent une hélice dont le pas dépend du rapport entre la vitesse de rotation de la tête 1,1' et la vitesse d'avancement de l'ébauche 3.
Ce rapport peut avoir une valeur plus ou moins élévée correspon- damment au dégré de déformation que l'ébauche doit subir et à la nature de la matière,mais en tout cas il est convenable que la vi- tesse de rotation de la tête 1,1' soit élevée par rapport à la vi- tesse d'avancement de l'ébauche à travailler ; par conséquent l'a- ction des organes de roulement sur la surface de l'ébauche s'exer- ce suivant des hélices très rapprochés entre elles.
Les billes 2 devront naturellement avoir une dureté superficiel- le appropriée à la matière à travailler et laissent sur la surface de l'ébauche un sillon plus ou moins large et des rayures plus ou moins saillantes suivant le diamètre des dites billes,les dits sillon et rayures étant ensuite.effacés à. l'aide d'une passe ulté- @
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rieure ou d'une opération de finissage.
La fig.3 représente une tête étireuse double par laquelle on effectue deux passes successives.
Dans ce cas la boite annulaire comporte trois éléments 1,1' et 1" reliés entr'eux et qui forment deux gorges intérieures séparées; une de ces gorges est occupée par la couronne de billes 2 et dans l'autre gorge est logée une deuxième couronne de billes 4 ayant un plus petit diamètre.
A l'aide d'une tête étireuse de ce type,le tube 3 est déformé d'abord par la couronne de billes 2 et ensuite par la couronne de billes 4 ; celles-ci,ayant un diamètre plus petit que les billes 2 et leur nombre étant plus grand,forment des rayures plus fines qui se superposent à celles formées par les billes 2.
Dans la fig.3 est aussi représenté l'emploi d'un mandrin inté- rieur 5 qui est maintenu immobile dans la zone d'action des billes 2 l'aide d'une tige 6. L'emploi d'un tel mandrin est utile lors- que l'on veut obtenir un trou intérieur ayant des parois lisses et un diamètre prédéterminé.
Afin de rendre plus facile la réduction du diamètre du tube et d'éviter que par suite du refoulement de la matière un renflement annulaire extérieur soit formé,il est utile de donner au mandrin la forme représentée à la fig.4,c'est-à-dire de donner un diamètre progressivement décroissant à sa partie postérieure 7 à partir de la zone de travail des billes.
Dans le but de faciliter et de rendre plus régulière l'action des organes de roulement et d'éviter des effets secondaires,il est utile d'éliminer autant que possible le frottement des dits organes dans les logements desquels ils sont montés.
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Dans ce but on peut adopter,dans le cas des billes,la disposi- tion représentée à la fig.5 dans laquelle une paroi frontale du logement destiné aux billes 2 est formée par une couronne 8 butant sur des billes antifriction 9. De cette façon les billes 2, pendant leur roulement sur la surface à travailler,sont soustraites à l'action du frottement sur une face frontale de leur logement et par conséquent elles peuvent tourner autour d'un axe incliné et se développer sur la région,de la surface à travailler, qui est en cours de déformation.
Dans la disposition des fig.6 et 7 les organes de roulement 2 appuient à l'extérieur, au lieu que sur la paroi de la boîte,sur un anneau 10 qui est monté fou par l'entremise de billes anti- friction 11.
A l'aide de ce montage on évite un frottement axcessif des or- ganes de roulement contre le fond de leur logement,un tel frotte- ment pouvant avoir lieu lorsque le dégré de déformation produit par la tête étireuse est très élevé.
Dans ce cas afin d'assurer le roulement des billes sur la sur- face de l'ébauche,on place,dans les intervalles entre les billes 2,des anneaux 12 venant en contact avec les surfaces des billes 2 adjacentes et montés fous sur des pivots 13 assujettis dans les parois vis-à-vis des éléments 1,1' de la boite.
De cette façon lorsque la boite 1,1' est en rotation,les pivots 13 entraînent la couronne de billes 2 ; billes se développent sur la surface de l'ébauche 3 sans trouver une résistance sur le fond du logement,fond qui est constitué par l'anneau 10 pouvant tourner librement dans la botte 1,1'.
Cette construction pourrait naturellement être combinée avec 1
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celle de la fig.5.
Dans toutes les constructions représentées les billes peuvent être remplacées par des galets ayant une portion cylindrique de roulement plus ou moins étendue ; ce cas on obtient directe- ment une surface lisse sur la pière étirée.
En tous cas le résultat est réalisé par effet d'un déplacement relatif entre la couronne d'organes de roulement et l'ébauche à travailler aussi bien dans la direction axiale que dans la direction tangentielle,de façon que l'on peut mettre en rotation aussi bien la tête étireuse que l'ébauche, et on peut de même faire avancer l'ébauche axialementà travers la tête étireuse ou faire déplacer celle-ci sur la longueur de l'ébauche.