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La présente invention se rapporte aux fils, tiges, barres et au- tres articles métalliques allongés, pleins, étirés (ou trèfles) à froid - ces opérations étant désignées ci-après par simplification sous le nom d'"é- tirage"; elle vise, en particulier, les articles étirés en acier. Dans la pré- sente description et dans ses revendications, lorsque le contexte le permet- tra, tous les articles métalliques étirés de ce genre seront désignés collec- tivement sous le nom de "fil". De plus, le terme "section" sera utilisé par simplification pour désigner la section droite d'un article étiré ou d'un organe de la machine.
Enfin, il y a lieu de bien distinguer, dans la spéci- fication comme' dans ses revendications, l'article tel qu'il se présente avant son passage dans la machine et qui sera désigné, chaque fois que le contexte le permettra, par l'expression "fil à étirer", de l'article obtenu à la sortie de la machine qui, dans les mêmes conditions, sera désigné par l'expression "fil étiré". L'invention vise encore, et ceci à titre de produits industriels nouveaux, des articles fabriqués à partir de fil étiré et, en particulier, à partir de fil d'acier, tel que, par exemple, des clous, des pointes et au- tres dispositifs de fixation mis en place par enfoncement, des armatures pour béton, du fil barbelé et des grillages anti-dérapants.
Le fil métallique, dont la section, sur toute sa longueur, est uniforme et reste orientée de façon uniforme (désigné ci-après sous le nom de "fil classique') peut être actuellement obtenu par étirage pratiquement avec toutes formas de section désirées.
L'étirage détermine un écrouissage et une réduction de la section du fil appréciables et le fil étiré classique offre, dans toute sa structure et sur toute sa surface, des caractéristiques d'écrouissage d'autant plus uniformes que la forme générale de la section du fil se rapproche de la forme circulaire. Dans le fil d'acier étiré classique, on peut constater que les lignes d'écoulement des grains cristallins ne présentent aucune solution de continuité et sont situées entièrement dans des plans contenant l'axe longi- tudinal du fil (ces lignes sont difficilement observables dans le cas de métaux autres que l'acier).
Par contre, jusqu'à présent, on ne dispose d'aucune méthode pratique,l'obtention par étirage de fil non-classique et par exemple de fil tors, c'est-à-dire dont la section a une forme générale non-circulaire et change d'orientation de façon hélicoïdale le long du fil.
Depuis de nombreuses années, on obtient en pratique les articles en fil tors par l'un quelconque des trois,procédés ci-dessous impliquant tous des opérations spéciales effectuées sur du fil étiré classique. L'un de ces procédés, utilisé dans la fabrication des clous cannelés en hélice, consiste à laminer des clous ordinaires obtenus à partir de fil rond classique, entre deux plaques à nervures obliques, ou entre deux surfaces incurvées obliques, de manière à former des rainures hélicoïdales sur les clous. Le second procédé, utilisé pour la fabrication de vis, consiste à découper les rainures dans des flancs à partir de fil rond classique.
Quant au troisième procédé qu'on emploie parfois pour la fabrication des clous cannelés en hélice ou d'autres articles qui doivent être formés en fil tors, il consiste tout simplement à tordre en hélice du fil classique de section non-circulaire autour de son axe longitudinal. Les deux premiers procédés ne se prêtent pas à une fabrication en continu et impliquent l'un et l'autre un prix de revient consdé- rable, de sorte que, par exemple, les clous cannelés en hélice sont beaucoup plus chers que les clous ordinaires, toutes choses égales d'ailleurs.
De plus l'opération de laminage a au moins pour inconvénient qu'elle ne' permet pas d'obtenir la structure superficielle désirable que confère à l'article l'étirage à froid, de sorte que, par exemple, ledit article ne présente plus de caractéristiques d'écrouissage uniformes sur toute sa surface. Quant à l'opération de tordage, elle ne peut être effectuée que sur du fil relativement malléable ; elle impose à l'article des efforts de torsion internes et tend à déformer les lignes d'écoulement de ses grains cristallins.
Depuis soixante-dix ans et même davantage, on a proposé à diverses
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reprises, des dispositifs permettant la fabrication en continu de fil tors.
La plupart de ces dispositifs sont basés sur l'utilité d'un certaip nombre de fraises ou de galets tournants (au moins trois) montés, suivant un certain angle avec la direction d'avance du fil, dans une tête qui est, soit montée folle, soit entraînée positivement en rotation autour de l'axe du fil.
Tous les dispositifs de ce genre présentent un certain nombre d'inconvénients, parmi lesquels on peut mentionner les difficultés pratiques extrêmes d'un en= tretien satisfaisant, le fait que l'uniformité du produit obtenu ne peut être réalisée, étant donné qu'il n'est jamais possible, en pratique, d'assurer une action uniforme des fraises ou des galets sur le fil, la tendance à la formation de bavures coupantes le long des arêtes hélicoïdales et surtout, le fait que l'on ne peut, en tout cas, obtenir que des formes dentelées (par exemple en croix) et non des profils convexes rectilignes, par exemple carré, ou convexe curvilignes. Des dispositifs de ce type ont probablement été construits et essayés, mais il semble qu'ils ne soient jamais parvenus au stade de la fabrication industrielle.
On a également proposé le tordage en continu de fil classique de section non-circulaire, le tréfilage à travers une filière rectiligne à section de forme générale non-circulaire avec entraînement positif en rotation de ladite filière ayant pour but de tordre le fil entre cel- le-ci et le banc de tréfilage et l'étirage de fil à travers une filière entraînée positivement en rotation et comportant un passage circulaire à son entrée et qui devient non-circulaire sur une très courte distance à proximité immédiate de sa sortie, grâce à quoi, on pense pouvoir contourner le fil en hélice sans le tordre. Aucun de ces dispositifs proposés antérieurement ne semble avoir été utilisé en pratique et, dans le domaine industriel, la technique actuelle reste exactement celle qu'elle était il y a cinquante ans et plus.
L'invention a pour objet, un procédé et une machine permettant d'obtenir sans diffiqulté et de façon entièrement satisfaisante du fil métallique étiré tors en une seule opération consistant à faire passer le fil à étirer à travers une filière tournante dont le passage a une section de forme générale non-circulaire, au moins sur une fraction appréciable de la longueur active et est gauchi de façon hélicoïdale autour de son axe longitudinal sur toute ladite fraction de longueur.
Il y a au moins soixante-quinze ans, sans aboutir apparemment à aucun résultat pratique, on a proposé de décorer les surfaces de tronçons d'articles tubulaires minces ou même pleins, sans réduire de façon appréciable, ni altérer autrement leur section, en les faisant passer à travers une filière montée folle, offrant un passage de section circulaire avec des rainures et nervures alternées de faible épaisseur, formées sur sa paroi et faisant un certain angle avec son axe longitudinal. Ces dispositifs avaient pour but de produire des cannelures hélicoïdales décoratives sur l'article en vue d'applications de bijouterie ou analogue.
Au contraire, l'opération d'étirage suivant la présente invention produit du fil de section sensiblement réduite et modifiée. Suivant l'inven- tion, en une seule opération, le fil est étiré et prend une section de forme générale non-circulaire et dont l'orientation diffère en différents points de sa longueur (l'orientation considérée ici du profil de la section du fil s'entend dans des plans normaux à l'axe longitudinal de celui-ci et cette terminologie est utilisée constamment, aussi bien dans la description que dans les revendications.) On peut, en outre, faire varier la forme et/ou l'aire de la section en différents points de la longueur du fil.
Le fil étiré suivant l'invention offrant une forme générale de section non-circulaire dont l'orientation diffère en différents points de la longueur du fil, offre toutes les qualités désirables du fil étiré classique.
En particulier, il offre, sur toute sa structure et sur la totalité de sa surface, des caractéristiques d'écrouissage et est pratiquement exempt de ten= sions internes de torsion, les faibles efforts de torsion qui peuvent y subsis-
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ter étant ceux qui sont dus à l'enroulement ultérieur du fil en couronnes et qu'on observe aussi bien avec le fil étiré claique. Les lignes d'écou- lement des grains cristallins, lorsqu'elles sont observables, ne présentent pratiquement aucune solution de continuité et sont disposées pratiquement en totalité dans des plans contenant l'axe longitudinal du fil.
Celui-ci ne présente aucune strie, ni aucune trace de laminage, ni aucune déformation due à des vibrations transversalement à l'hélice et il est également exempt des rugosités dans les rainures, des bavures le long des arêtes hélicoïdales et des craquelures superficielles qu'on observe sur les articles en fil métal- lique, où des cannelures ont été formées par laminage..
La forme de la section du fil suivant l'invention peut être uni- forme sur toute la longueur du fil, l'orientation de ladite section variant de façon hélicoïdale ; selon une variante, la forme et/ou l'aire de la section droite pouvant différer en différents points de la longueur du fil. On dési- gnera parfois ci-après par l'expression "fil de forme simple" du fil suivant l'invention dont la section est uniforme sur toute sa longueur et par l'expres- sion "fil de forme complexe", du fil dont la forme et/ou l'aire de la section varient en différents points de sa longueur.
Dans le cas de fil de forme simple, la variation hélicoïdale de l'orientation du profil est à pas constant sur toute la longueur du fil et la forme et l'aire de la section sont uniformes sur toute la longueur du fil; cependant, il est possible de prévoir des dispositions spéciales pour faire varier le pas de l'hélice le long du fil et contrôler cette variation.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, un certain nombre de produits industriels nouveaux offrant des caractéristiques désirables peuvent être obtenus à partir de fil étiré conforme à l'invention. Ainsi, par exemple, on peut obtenir un nouveau type de fil barbelé à partir de fil de forme simple et de nouvelles armatures pour béton, ainsi que de nouveaux grillages anti-dérapants au moyen de fil de forme complexe.
La machine suivant l'invention est analogue à celles qu'on utili- se pour l'obtention de fil étiré classique , sauf en ce qui concerne la forme de la filière et son montage dans la machine. Comme une filière destinée à l'étirage de fil classique de section non-circulaire, une filière suivant l'invention présente un passage de section graduellement décroissante sur une partie appréciable de sa longueur active (cette expression désignant la ongueur de la partie du passage avec laquelle le fil est en contact au cours de son étirage); toutefois, dans une filière suivant l'invention, toute la fraction de la longueur active du passage qui offre une section non-circulaire, est gauchie hélicoidalement autour de son axe longitudinal.
De plus, alors qu'une filière destinée à l'étirage de fil classique de section noncirculaire est montée fixe sur la machine à étirer, une filière suivant l'invention, au contraire, est montée de talle façon qu'elle puisse tourner autour de son axe longitudinal sans pouvoir se déplacer le long de cet axe.
Bien entendu, comme pour le fil classique, une condition indispensable à l'étirage lui-même réside en ce que la dimension radiale maxima du fil doit être supérieure au moins à la dimension radiale minima du passage dans sa section efficace (cette expression désignant la section minima, celle qui détermine la section du fil étiré);
par l'expression "dimension radiale maxima", on entend ici le rayon du plus petit des cercles ayant leur centre sur l'axe longitudinal et pouvant être circonscrits à la section du fil (ou du passage), tandis que par l'expression "dimension radiale minima", on entend le rayon du plus grand des cercles ayant leur centre sur l'axe longitudinal et pouvant être inscrits dans la section du fil (ou du passage.)
Suivant l'invention, on obtient un fil étiré de forme simple, en faisant passer à travers une filière telle que définie ci-dessus, un fil dont la dimension radiale minima est supérieure à la dimension radiale maxima de la section efficace du passage de la filière.
Si la forme générale de la section du fil à étirer est circulaire, on obtient un fil étiré de forme simple
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suivant l'invention, même si le rayon du fil à étirer est inférieur à la di- mension radiale maxima de la section efficace du passage de la filière.
D'une manière analogue, on obtient, suivant l'invention, un fil étiré de forme complexe, en faisant passer à travers une filière telle que définie ci-dessus, un fil dont la forme générale de la section est non-cir- culaire et dont la dimension radiale minima est inférieure à la dimension radiale maxima de la section efficace du passage de la filière, ou encore, en faisant passer à travers une filière comportant un passage dont la forme générale de la section est non-circulaire, un fil de forme simple suivant l'invention dont la dimension radiale minima est inférieureux la dimension radiale maxima de -la- section efficace du passage. Le passage de la filière peut être gauchi de façon hélicoïdale en sens inverse du gauchissement héli- coïdal du fil.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description dé- taillée ci-dessous et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de réalisation de ladite invention
Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue générale en perspective avec parties arrachées d'une machine permettant l'obtention par étirage de fil tors sui- vant l'invention.
- la figure 2 est une vue en élévation, en partie schématique du côté "entrée" un type de filière suivant l'invention, comportant un passage à section carrée.
- la figure 3 est une coupe longitudinale suivant 3-3 de la figu- re 2; les figures 4 et 5 sont des coupes transversales, respeqtive- ment suivant 4-4 et 5-5 de la figure 3; - la figure 6 est une vue en élévation du c8té "entrée" d'un autre type de filière suivant l'invention; @ - la figure 7 est une coupe longitudinale suivant 7-7 de la figu- re 6; - les figures 8, 9,10 sont des coupes transversales suivant 8-8, 9-9 et 10-10., recpectivement, de la figure 7.
- la figure 11 est une vue en élévation d'une filière suivant l'invention, analogue à celle de la figure 2, mais dont le passage a une sec- tion ovale ; .- la figure 12 est un schéma mettant en évidence la significa- tion des expressions "dimension radiale maxima" et "dimension radiale minima"; - la figure 13 est une vue en perspective d'un exemple de fil de forme simple suivant l'invention; - la figure 14 est une vue, également en perspective, d'un autre exemple de fil de forme simple suivant -l'invention; - la figure 15 est une coupe transversale à une échelle agrandie du fil de la figure 14; - la figure 16 est une vue en perspective d'un exemple de fil de forme complexe suivant l'invention; - la figure 17 est une coupe transversale suivant 17-17 de la fi- gure 16;
- la figure 18 est une vue en perspective d'un autre exemple de fil de forme complexe suivant l'invention; - la figure 19 est une coupe transversale suivant 19-19 de la figu- re 18;
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- la figure 20 est une vue en perspective d'un autre exemple de fil de forme complexe suivant l'invention, et - la figure 21 est une coupe transversale suivant 21-21 de la figure 20.
La figure 1 représente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'une machine suivant l'invention.
Cette machine comporte un socle 1 présentant une paroi transver- sale 2 à proximité de son extrémité arrière, ladite paroi portant un manchon central 3 dont l'extrémité arrière est munie d'un flasque intérieur 4. Un porte-filière 5 est engagé par sa partie arrière 6 dans le manchon 3 de façon qu'il s'adapte juste à l'intérieur du flasque 4 et il est tourillonné de fa- çon à pouvoir tourner librement sur le socle par un roulement à bille 7 mon- té entre le manchon 3 et la partie arrière 6 du porte-filière. A l'avant du socle, est montée une boite à savon classique 8 à travers laquelle passe le fil, ce qui assure sa lubrification avant son entrée dans la filière.
La fi- lière 9 est fixée dans la partie avant 10 du porte-filière 5 qui pénètre dans la boite à savon 8 à travers une ouverture ménagée à cet effet dans la paroi arrière de celle-ci.
Il est important que la filière soit bien centrée et bien fixée dans le porte-filière pour assurer l'uniformité du fil étiré. A cet effet, une bague 12 est fixée à l'extrémité de la partie avant 10 du porte-filière à l'intérieur de la boîte à savon et le porte-filière lui-même est muni d'un flasque transversal 13 entre les parois 2 et 11. Le but de ce flasque est de protéger le roulement à billes 7 contre toute pénétration de savon provenant de la boite 8 et cette protection est de préférence améliorée par un bourrelet périphérique 14 prévu sur le flasque 13 et qui est engagé dans une rainure circulaire 15 de la paroi 2.
Les jeux entre les éléments décrits ci-dessus sont bien entendu, exagérés sur les figures pour faciliter la compréhension.
Une plaque annulaire 16 fixée à l'extrémité arrière du socle forme, avec la paroi extérieure de celui-ci, la paroi transversale 2 et le manchon 3, une chambre annulaire 17 pour le fluide de refroidissement destiné à assurer la dissipation de l'échauffement par friction dans la filière au cours de l'étirage transmis par l'intermédiaire du porte-filière au roulement.
Le fluide de refroidissement circule à travers la chambre 17 grâce à la présence de tubulures d'admission et d'évacuation 18, 19.
D'autres types appropriés de dispositifs permettant une rotation de la filière d'étirage peuvent être utilisés.
L'invention peut être utilisée avec des machines à étirer ou à tréfiler de tous types connus.
Dans les filières destinées à l'étirage de fil classique de section non-circulaire, le passage présente, dans certains, cas, la section désirée sur toute sa longueur, mais dans certains autres cas, il offre une section circulaire sur une fraction initiale de sa longueur en partant de son entrée et la section désirée sur une fraction importante du reste de sa longueur, la première forme venant se raccorder très progressivement sur la seconde. Ces deux types de construction peuvent être utilisés dans une filiè- re suivant l'invention.
Dans les filières destinées à l'étirage de fil classiques, on peut donner au passage une section progressivement décroissante sur toute sa longueur active ou seulement sur une fraction ,. appréciable de celle-ci, une sorte de portée étant alors formée à proximité de son extrémité "sortie", cette portée étant constituée par une partie ayant une section uniforme sur toute sa longueur. Dans une filière suivant l'invention, le passage peut présenter l'une ou l'autre de ces formes, bien que la
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première soit préférée.
Les figures 2 à 5 représentent, à titre d'exemple non limitatif, une filière suivant l'invention, dont la section offre une forme carrée. Dans la filière représentée, la section carrée du passage se prolonge sur toute sa longueur active, mais l'aire de cette section est progressivement décroissante sur toute la longueur du passage. Le fil à étirer est représenté schématiquement en 20 sur les figures 3 et 4. Sur la figure 3, on peut voir que la longueur active au passage est celle comprise entre le point 21 où le fil à étirer entre en contact avec le passage et le point 22 où l'aire de la section dudit passage est minima, la section en 22 étant celle qui détermine la section du fil étiré et qu'on désigne dans la description et le résumé par l'expression "section effective du passage".
Entre la face d'entrée 23 de la filière et le point 22, l'aire de la section diminue graduellement,comme indiqué par les lignes en trait interrompu 24 sur la figure 3. Au delà du point 22, le passage s'évase progressivement vers l'extérieur comme indiqué en 25.
La différence essentielle entre la filière des figures 2 et 5 et une filière destinée à l'étirage de fil classique de section carrée, réside en ce que le passage de la filière représenté, au lieu d'être plan et rectiligne, est gauchi de façon hélicoïdale autour de son axe longitudinal. Cette disposition ressort clairement de la figure 2 où les différents carrés indiquent schématiquement l'aire et l'orientation des différentes sections du passage entre la face d'entrée 23 de la filière et le point 22. Dans le plan de la face d'entrée, la section est celle qui est indiquée par le carré 26, tandis qu'au point 22 (qui correspond à l'extrémité arrière de la longueur active) la section est indiquée par le carré 33. Ce sont là les deux seules sections carrées qu'on distingue en regardant à travers la filière par son extrémité entrée.
Les autres carrés 27 à 32 représentés en trait plus fin servent à indiquer la transition graduelle, tant en aire qu'en orientation, de la section du passage entre la face d'entrée de la filière et l'extrémité arrière de la longueur active. L'orientation du carré 27 diffère de 15 dans le sens des aiguilles d'une montre de celle du carré 26 et l'orientation de chacun des autres carrés diffère de celle du précédent dans la même mesure, de sorte que, par exemple, l'orientation du carré 33 diffère de 105 de celle du carré 26. De même, la différence entre les orientations des carrés 28 et 33 représentant respectivement les deux extrémités de la longueur active du passage est de 75 . On voit ainsi que le passage représenté est gauchi de fa- çon hélicoïdale de 75 sur sa longueur active.
Bien entendu, cette valeur de gauchissement n'est nullement limitative et n'est donnée que pour fixer les idées. Les aires et orientations de la section du passage, au commencement de sa longueur active, et un point situé un peu au delà de la moitié de ladite longueur active, sont indiquées par les coupes transversales des figures 4 et 5 qui représentent les deux sections qu'on distingue en regardant à tr vers la filière par son extrémité sortie.
Le passage de la filière représenté sur les figures 2 à 5 se pré= sente sous la forme d'une pyramide tronquée gauchie à pentes abruptes et à bases carrées, les lignes qui suivent les arêtes de la pyramide étant des hélices, comme on peut le voir sur la figure 2 en considérant par exemple la ligne 34 qui joint l'angle 35 du carré 26 à l'angle correspondant 36 du carré 33 en passant successivement par les angles correspondants de tous les carrés intermédiaires. Cette ligne est visible également en partie sur la figure 3.
Les figures 6 à 10 représentent un type de filière suivant l'invention ,dont la forme générale de la section du passage, au lieu d'être noncirculaire sur toute la longueur de celui-ci, est circulaire sur une partie de sa longueur active et non=circulaire (carrée dans l'exemple représenté) sur le reste de ladite longueur active.
Sur la figure 7, le fil à étirer est indiqué en 37. Au point où le fil entre en contact avec le passage de la filière, la section de celle=ci a
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une forme générale circulaire, comme on peut le voir sur la figure 8. Au point 38, cette forme est devenue partiellement carrée comme'' on le voit sur la figure 9 et au point 39, le passage offre la forme carrée absolue repré- sentée sur la figure 10. Entre le point 39 et le point 40 où il prend sa sec- tion définitive, le passage continue à offrir une section carrée mais d'aire graduellement décroissante,comme indiqué par les lignes en trait interrompu 41, avec gauchissement hélicoïdal autour de son axe longitudinal.
Sur la figure 6, l'orientation et l'aire de la section du passage au point 39 sont représentées par les quatre angles de carré 42, tandis que la section au point 40 est représentée par le carré 47. Les angles 43, 44 dont les côtés grandissent progressivement,montrent le développement graduel de la section carrée et le changement d'orientation qui l'accompagne, tandis que les carrés 45 et 46 montrent la variation graduelle en aire et en orientation jusqu'au point 40. Le passage est gauchi de façon hélicoida le sur 75 entre le point 39 et le point 40.
Les deux filières décrites ci-dessus sont des exemples non limitatifs de filières dont le passage a une section de forme générale polygonale.
Bien entendu, il n'est pas indispensable que cette forme,soit carrée, ni même rectangulaire. Elle peut, par exemple, être triangulaire ou même comporter plus de quatre côtés, bien que cette dernière alternative soit rarement avantageuse. De plus, dans le cas d'une forme polygonale quelconque, les angles ne sont pas nécessairement vifs, comme indiqué pour les filières décrites. ci-dessus, mais ils peuvent être, et il est souvent désirable qu'ils soient, arrondis.
La figure 11 représente une filière du même type que celle des figures 2 à 5, mais dont le passage, au lieu d'avoir une forme générale polygonale, est ovale (ce terme étant utilisé ici pour désigner d'une manière générale une aire limitée par une courbe continue convexe quelconque compor- tant deux axes perpendiculaires dont l'un est considérablement plus grand que l'autre. L'ovale 48 représente l'aire et l'orientation de la section à l'entrée du passage, tandis que l'ovale 55 représente l'aire et l'orientation de la section efficace du passage immédiatement avant sa sortie. Les autres ovales 49 à 54 tracés en traits plus fin indiquent schématiquement la transition graduelle entre les ovales extrêmes, en passant par la section intermédiaire du commencement de la longueur active.
Le passage de filière représenté à titre d'exemple sur la figure 11 offre la forme d'un cône tronqué gauchi de façon hélicoïdale de section ovale dont la grande base est l'ovale 48 et la petite base l'ovale 55.
L'étirage du fil à travers la machine suivant l'invention s'effectue de la même manière que dans les machines à étirer classiques. Les conditions qui sont valables pour l'étirage de fil classique de section non-circu- laire s'appliquent également en général à l'obtention par étirage des fils suivant l'invention, mais il est nécessaire, lors de la mise en oeuvre de l'invention de s'assurer que le degré de réduction n'est pas excessif dans chaque orientation relative de la section du fil par rapport à celle du passage et non plus dans une seule orientation relative, comme dans le cas de l'étirage de fil classique de section non-circulaire? Ainsi, par exemple,
un fil dont la section offre une forme et une aire données qui pourrait être étiré de façon satisfaisante à travers un passage de filière rectiligne et plan dont la section offre également une forme et une aire données, peut ne pas se prêter à un étirage satisfaisant à travers une filière suivant l'invention, dont le passage offre une section de même forme et de même aire mais il est gauchi de façon hélicoïdale en raison du fait que si dans une certaine orientation relative du fil par rapport au passage, le degré de réduction n'est pas excessif, il se trouve excessif dans une autre orientation relative, de sorte que dans cette dernière orientation, le fil ne peut pas être étiré convenablement.
De même, pour l'obtention par étirage de fil suivant l'invention, il y a lieu de soigner davantage que pour l'étirage de fil classique, le net-
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toyage, les revêtements et le lubrifiant. Celui-ci doit avoir une forte teneur en graisse et un point de fusion élevé. Un lubrifiant qui se montre ex- trêmement satisfaisant est le lubrifiant américain n 621 des Standard Indus- tral Chemicals. Une attention toute particulière doit être apportée au début de l'étirage qui doit s'effectuer tout d'abord très lentement, la vitesse n'étant augmentée que très graduellement.
L'appointage habituel prévu à l'extrémité du fil pour assurer l'amorçage de l'opération doit être allongé et exempt de toutes bavures et il est avantageux d'engager précautionneusement la pointe dans la filière et d'effectuer une seconde prise avant de commencer l'étirage. Au cours de l'étirage, on a constaté qu'il était désirable que le fil se déplace en ligne droite entre un point situé avant son entrée dans la filière et un point du banc d'étirage situé en aval de celle-ci.
Dans la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, la filière tourne ordinairement d'elle-même sous l'action du fil qui la traverse.
Toutefois, il est clair que, plus l'angle d'hélice maximum du passage, c'est- à-dire l'angle aigu maximum que fait, avec l'axe longitudinal du passage, une tangente quelconque à la courbe hélicoïdale décrite, par exemple, par le sommet d'un angle d'un passage carré est grand, plus l'effort de traction appliqué au fil pendant sa traversée du passage est important. Du fil d'acier suivant l'invention a été obtenu par étirage de façon satisfaisante dans des filières ayant un angle d'hélice maximum légèrement supérieur à 30 . L'angle d'hélice maximum qu'on peut utiliser sans prévoir d'entraînement positif en rotation de la filière, dépend essentiellement de la dureté du fil, du degré d'étirage et de la vitesse de défilement.
Si, dans des conditions données, on constate que l'effort appliqué au fil avec un angle d'hélice donné dans le passage est trop important, il peut être désirable d'aider la filière à tourner en prévoyant un mode quelconque d'entraînement en rotation. L'angle d'hélice est maximum dans la partie la plus large du passage de la filière et, comme le pas doit être bien entendu uniforme sur toute la longueur du passage, cet angle diminue graduellement à mesure qu'on se rapproche de la section efficace du passage c'est-à-dire à mesure que le passage devient plus étroit.
On a constaté, lors de l'obtention par étirage de fil suivant l'invention, que le pas du fil étiré tors est en général un peu plus grand que celui de l'hélice formée dans le passage. Le degré d'écart entre les deux pas est en général fonction de la nature du fil et de la vitesse d'étirage, ainsi que des formes et dimensions relatives du passage de la filière et du fil à étirer. La différence entre les deux pas est d'autant plus grande que le pas dans le passage est plus court. Avec un fil en une matière donnée, étiré à une vitesse donnée à travers une filière à passage gauchi de façon hélicoïdale de pas donné, le fil étiré résultant offre un pas uniforme sur toute sa longueur.
Bien entendu, on peut cependant faire varier le pas du fil étiré sur toute la longueur de celui-ci, dans le cas où cette variation est désirable, en freinant légèrement de façon périodique la rotation de la filière ou en augmentant de façon périodique la tension sur le fil étiré quittant la filière par exemple en le faisant passer entre la filière et le banc d'étirage sur un excentrique tournant dont la rotation augmente périodiquement la longueur du parcours du fil entre la filière et le banc.
La figure 12 est un schéma qui met en évidence la signification des expressions "dimension radiale maxima" et "dimension radiale minima" telles qu'elles ont été définies ci-dessus. Le carré 60 représente la section d'un fil ou d'un passage. Le cercle 61, comme on peut le voir sur la figure 12, est le plus petit des cercles ayant leur centre sur l'axe longitudinal 62 et pouvant être circonscrits au carré 60. Le rayon 63 de ce cercle est la dimension radiale maxima du carré 60, au sens de la présente description. Le cercle 64 est le plus grand des cercles ayant leur centre sur l'axe longitudinal 63 et pouvant être inscrits dans le carré 60. Le rayon 65 de ce cercle 64 est la dimension radiale minima du carré 60,au sens de la présente description.
Si l'on désire obtenir du fil suivant l'invention de forme simple, le fil à étirer
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est en général de forme circulaire. Si le rayon du fil à étirer est supérieur à la dimension radiale maxima de la section efficace du passage de la filière, la forme de la section du fil étiré correspondra en général à celle de ladite section efficace. La figure 13 montre à titre d'exemple un fil d'acier étiré de ce genre obtenu avec un passage de filière de section carrée. On peut voir que la section est carrée sur toute la longueur du fil mais que l'orientation de la section varie de façon hélicoïdale le long du fil.
Les traits interrom- pus estompés tracés le long de la surface du fil représentent schématiquement les lignes d'écoulement des grains cristallins qui, comme dans du fil classi- que, offrent une direction générale parallèle à l'axe longitudinal, mais qui étant donné qu'elles suivent les arêtes et les cannelures du fil étiré, sont sinueuseso Ces lignes d'écoulement des grains cristallins n'offrent pratiquement aucune solution de continuité et s'étendent entièrement dans des plans qui contiennent l'axe longitudinal du fil.
Il est souvent désirable d'obtenir un fil suivant l'invention de forme simple ayant une section de forme générale polygonale, mais avec arêtes arrondies. On peut y parvenir aisément en faisant passer à travers une filiè- re suivant l'invention en fil rond dont le rayon est inférieur à la dimension radiale maxima du passage de la filière. La figure 14 montre, à titre d'exem- ple, un fil de ce genre obtenu dans une filière suivant l'invention, dont le passage a une section carrée. La figure 15 représente à une échelle agrandie la forme générale de la section de ce fil. On peut voir que cette section est carrée avec angles arrondis.
Comme dans l'étirage du fil classique, il est souvent nécessaire d'utiliser deux ou plus de deux filières successives pour obtenir une forme de section donnée de fil suivant l'invention. Pour que le fil soit de forme simple, on a constaté que le pas de l'hélice du passage dans la seconde filiè- re et dans chacune des filières suivantes éventuelles doit être au moins sensiblement égal au pas du fil tors hélicoïdal qu'on lui présente.
La figure 16 montre un exemple de fil suivant l'invention, de forme complexe. Ce fil est obtenu en faisant passer à travers une filière telle que celle des figures 2 à 5 un fil classique de section carrée, le côté de la section de ce fil étant plus petit que la diagonale de la section efficace du passage. Il est à noter qu'en un certain point de sa longueur, par exemple aux extrémités du tronçon représenté sur la figure 16, le fil a une section carrée, tandis qu'en d'autres points, par exemple, dans le plan de la coupe transversale de la figure 17, le fil a une section octogonale, l'aire de cette section étant inférieure à l'aire de la section carrée.
Tout le long du fil, les deux types de section alternent régulièrement, l'aire de la section variant périodiquement et régulièrement le long du fil entre un maximum (extrémités du trongon de la figure 16) et un minimum (figure'17).
Un autre exemple de fil suivant l'invention, de forme complexe est représenté sur la figure 18. Ce fil est obtenu en faisant passer un fil étiré de forme simple suivant l'invention tel que celui de la figure 13, à déformation hélicoïdale à droite à travers une filière du type des figures 2 et 5 dont le passage est gauchi de façon hélicoïdale à gauche. Comme il ressort de l'aspect de l'extrémité avant du fil de la figure 18, et de la coupe transversale de la figure 19, la forme et l'aire de la section du fil varient suivant sa longueur entre une forme carrée d'aire maxima et une forme octogo- nale d'aire minima, comme dans le cas du fil de la figure 16. Toutefois, l'alternance des formes et des aires est plus fréquente dans le fil de la figure 18.
L'autre exemple fil de forme complexe suivant l'invention représenté sur les figures 20 et 21 est obtenu en faisant passer un fil étiré de forme simple suivant l'invention ter que celui de la figure 13 à travers une filière classique à passage rectiligne et plan de section carrée.
Par simplification, les exemples de fil suivant l'invention de forme complexe représentés sont tous basés sur un fil de section carrée étiré à
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travers des passages également de section carrée. Toutefois, bien entendu, on comprendra que la force de la section du fil à étirer peut être diffé- rente de celle du passage à travers lequel on l'étire et que, dans certains cas,tels que celui de la figure 18, le pas du fil peut être différent de celui du passage de la filière. On peut ainsi obtenir une extrême variété de fils de formes complexes suivant l'invention.
Dans certains cas, lors de la fabrication de fils suivant l'invention, de forme complexecertaines forces de torsion peuvent se dévelop- perdans le fil à étirer, en raison de la résistance plus grande qu'il rencontre lors de son passage à travers la filière dans certaines orientations relatives de la section du fil par rapport à celle du passageo Dans ce cas, il peut être désirable de supposer à la tendance du fil à étirer à tourner autour de son axe à mesure qu'il s'approche de la filière.
Le fil suivant l'invention permet,par ailleurs, la fabrication, d'une variété d'articles offrant des propriétés améliorées et/ou pouvant être fabriquées avec un prix de revient considérablement abaissé. Par exemple, des clous cannelés en hélice découpés dans du fil suivant l'invention de forme simple offrent toutes les caractéristiques désirables des clous cannelés en hélice actuellement connus,mais ils peuvent être fabriqués avec un prix de revient beaucoup plus bas (en fait n'excédant pas de façon appréciable le prix de revient des clous ordinaires). Des clous cannelés en hélice suivant l'invention, peuvent être découpes dans du fil en faisant passer à travers une filière suivant l'invention dont le passage est de section carrée, un fil rond de diamètre inférieur à la longueur d'une diagonale de la section efficace du passage.
Le fil barbelé classique est constitué par deux brins de fil de support tressés , et maintenant entre eux des picots, l'utilisation dE deux brins de fil de support étant indispensable pour immobiliser les picots, en les maintenant à l'espacement désiré sur toute la longueur du fil. Suivant l'invention, on peut obtenir du fil barbelé avec un seul fil de support et deµ picots constitués par du fil suivant l'invention, de forme simple, ayant de préférence une section de forme générale polygonale à arêtes vives. En gé- néral, on choisit une section carrée ou triangulaire. De tels picots,lorsqu'ils sont enroulés de la manière habituelle autour du fil de support, se trouvent immobilisés en translation du fait que leurs arêtes vives mordent dans la surface du fil de support.
Selon une variante, on peut inverser la disposition en utilisant un seul fil'de support étiré tors de forme simple suivant l'in- vention avec des picots de fil classique. Dans certains cas, aussi bien le fil de support que les picots peuvent être constitués par du fil étiré tors de forme simple suivant l'inventiono
L'invention permet encore d'obtenir des armatures de béton perfec- tionnées. Actuellement, les armatures de béton sont en général constituées par des tiges étirées ou laminées classiques. Les tiges laminées peuvent être obte- nues avec des surfaces rugueuses qui augmentent l'adhérence du béton à 1-'arma- ture dans la structure complexe finalement obtenue, ce qui permet d'appliquer à cette structure une charge nominale plus élevée.
Les tiges étirées ont une résistance à la traction considérablement plus grande que lestiges laminées et, par suite les spécifications du bâtiment permettent une augmentation appréciable de la charge nominale lorsque l'armature est constituée par des tiges éti- rées. Suivant l'invention, on peut obtenir des tiges d'armature pour béton of- frant des avantages jusqu'à présent inconnus. Les tiges d'armature pour béton suivant l'invention sont étirées avec des aires et des formes de section variant sur toute leur longueur. De préférence, ces tiges sont formées comme décrit à propos de la figure 18, le pas de l'une des hélices étant de préférence diffé= rent de celui de l'autre.
Elles offrent, en conséquence, à la fois la même résistance à la traction que les tiges étirées de façon classiquè et la même adhérence que les tiges laminées rugueuses mentionnées ci-dessus. Il en résulte
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qu'avec des tiges avivant l'invention, on peut prévoir des charges nominales des structures en béton armé plus élevées que celles que permettaient toutes les tiges antérieures. Cet avantage est particulièrement important dans la construction en béton pré-contraint où une adhérence du béton à l'armature d'acier est essentielle.
Les grillages anti-dérapants sont utilisés dans un grand nombre d'applications, par exemple comme revêtement des marches d'escalier en acier ou des barreaux d'échelles métalliques, la caractéristique antidérapante étant particulièrement importante dans le cas de présence d'huile ou de graisse, comme par exemple dans les chambres des machines des navires. Un type de gril- lage anti-dérapant actuellement largement utilisé se présente sous la forme de barres de section rectangulaire s'étendant dans une certaine direction et de tiges torses hélicoïdales, posées sur lesdites barres et s'étendant perpendiculairement à celles-ci.
Les tiges sont martelées de façon à ce qu'elles pénètrent partiellement dans la face supérieure des barres., cette déformation étant nécessaire pour amener les faces supérieures des barres et des tiges dans un même plan, de façon que les barres s'opposent au glissement dans la direction de l'angle d'hélice des tiges.
Suivant l'invention, on peut obtenir un grillage anti-dérapant offrant des propriétés entièrement satisfaisantes avec une grande économie de prix de revient, au moyen de tiges étirées ayant des sections polygonales différentes en différents points de leur longueur.
Un'grillage anti-dérapant satisfaisant peut être constitué uniquement par de telles tiges s'étendant dans une seule direction, la présence de barres perpendiculaires étant inutile pour empêcher le glissement, du fait que les tiges en question ont une forme complexe et non plus une forme simple, de sorte qu'elles assurent à elles seules une résistance au glissement omnidirectionnelle.
REVENDICATIONS 1. Procédé d'étirage permettant d'obtenir du fil présentant une section de forme générale non-circulaire et dont l'orientation varie de façon hélicoïdale sur toute sa longueur, consistant à faire passer, à travers une filière munie d'un passage ayant une section de forme générale non-circulaire sur une fraction appréciable de sa longueur active et gauchi de façon hélicoï- dale autour de son axe longitudinal, sur toute ladite fraction de longueur, un fil dont la dimension radiale minima est supérieure à la dimension radiale maxima de la section efficace du passage de la filière, et à permettre une rotation de ladite filière autour de l'axe longitudinal dudit passage tout en l'empêchant de se déplacer le long dudit axe.
2. Procédé d'étirage permettant d'obtenir du fil présentant une section de forme générale non-circulaire et dont l'orientation varie de façon hélicoïdale sur toute sa longueur, consistant à faire passer, à travers une filière munie d'un passage ayant une section de forme générale non-circulaire sur une fraction appréciable de sa.longueur active et gauchi de façon hélicoïdale autour de son axe longitudinal, sur toute ladite fraction de longueur, un fil à section de forme générale circulaire et de rayon inférieure à la dimension radiale maxima de la section efficace du passage de la filière, et à permettre une rotation de ladite filière autour de l'axe longitudinal dudit passage tout en l'empêchant de se déplacer le long dudit axe.
3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, dans lequel le passage de la filière a une section de forme générale ovale.
4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, dans lequel le passage de la filière a une section de forme générale polygonale.
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