Procédé de formation par extrusion d'une gaine métallique sur un câble électrique et appareil pour la mise en #uvre de ce procédé. La présente invention est relative à un procédé de formation par extrusion d'une ine métallique sur un câble électrique et à un appareil pour la mise en #uvre du pro cédé.
Dans le gainage de câbles électriques au moyen de métal, il est usuel d'employer une presse hydraulique verticale dans laquelle un ensemble formé d'un cylindre et d'une matrice d'extrusion est monté de manière à avoir un mouvement relatif d'approche et d'éloigne ment par rapport ait piston, dans le but de chasser par extrusion, à travers la matrice, du plomb ou un alliage de plomb provenant du cylindre, afin de constituer la gaine métalli que autour du câble. On remplit générale- tuent le cylindre du métal de gainage, qui est du plomb ou un alliage de plomb, en versant ce métal à l'état fondu par l'extrémité supé rieure dudit cylindre, tandis que le piston est ramené au-dessus (le cette extrémité supé rieure.
Lorsqu'on verse le métal fondu dans le cylindre, ce métal fondu frappe les parois relativement froides dudit cylindre, ce qui provoque son refroidissement et sa solidifi cation, et l'inclusion d'oxydes et l'autres substances étrangères existant dans le méteil, ainsi que l'inclusion tdc bulles d'air.
Lorsque le cylindre a été rempli du métal fondu, les bulles d'air, les oxydes et l'autres impuretés qui se trouvent dans la masse centrale, encore fondue, du métal et qui sont plus légères que lui, tendent à monter et à flotter à la sur face, où elles s'éliminent en formant une écurme; mais, par suite du refroidissement ra pide de la masse du métal qui touche les pa rois du cylindre, les impuretés y restent in- eluses et ne peuvent monter à la surface.
Pour des raisons pratiques, il n'est pas possible d'avoir un eylindre assez grand pour former en une seule opération d'extrusion une gaine complète sur toute la longuieur du câble électrique, aussi gaine-t-on le câble sur sa lon- guleur par plusieurs opérations d'extrusion successives, en remplissant successivement le cylindre par des charges de métal de gainage fondu et en chassant successivement ces charges par extrusion.
Par suite, des impu retés qui restent à la surface supérieure et des impuretés incluses le long des parois du cylindre, et également par suite des opéra tions successives l'extrus,ion pour le gainage du càble sur toute sa longueur le gainage mé tallique d'un câble est susceptible (le présenter un certain nombre (le défauts critiquables.
Certains<B>(le</B> ces défauts -soiit dus à la présence d'eiii-, de ;;-,,d'oxydes et d'autres inclusion dans la gaine métallique, et un autre défaut résulte du manque (le soudure parfaite entre les charges successives t111 métal.
Le but de la présente invention est clone (le fournir un procédé et lui appareil pour former par extrusion sur un câble électrique une @miiie métallique plus parfaite qui ne pré- sente pas les défauts qui ont été mentionnés ci-dessus.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil pour la mise en #uvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 en est une coupe verticale axiale. La fig. 2 est une coupe verticale selon la ligne 2-2 de la fig. 1, le piston étant repré senté à sa position inférieure à la fin de l'extrusion d'unte charge de métal.
La fig. 3 est une vue semblable à la fia. 2. lorsqu'une charge de métal de gainage a été chassée par extrusion.
La fig. 4 est une vue partielle, à échelle agrandie, de la partie inférieure de la fig. 3. La fig. 5 est une coupe horizontale selon la ligne 5-5 (le la fig. 3.
La fig. 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la fil. 1 d'un câble à gaine de métal terminé.
La fig. 7 est une vte partielle en perspec tive d'un détail.
La fig. S est une vue en perspective de la partie terminale rainurée du piston, et La fig. 9 est une coupe axiale semblable à la fig. 3, mais dans laquelle le piston est enttièrement dégagé du cylindre, un tube de remplissage spécial étant en place et prêt à verser une charge de métal de gainage dans le cylindre.
Si l'on se réfère aux dessins, on voit que le cylindre 10, la matrice 11 et les parties qui leur sont adjointes constituent un ensemble monté sur une partie (le la presse 12. Le cylindre 10 comporte un trou cylindrique 13 disposé de manière que la partie terminale 14 d'un piston l5 porté par une autre partie de la presse (non représentée) y puisse coulisser.
Dans le support de matrice 11 est monté un noyau de matrice creux 16 à position ré glable, qui peut être maintenu dans une posi tion choisie par lun écrou fileté 17 situé à l'arrière du support. A l'avant de ce support 11 est placée une matrice frontale percée 18 maintenue en place par un écrou fileté 19. Une bague annulaire 20 est placée à la partie inférieure cldu cylindre 10, entre ce cylindre et le support (le matrice 11, et constitue la partie supérieure 21 d'un passage 22 qui comu- porte deux gorges 23 conduisant à une cham bre inférieure 24 qui entoure l'extrémité du corps (le matrice 16 et communique avec l'ou verture annulaire 25 de la matrice frontale 1i8.
Chaque gorge 23 comporte deux partie qui vont en s'évasant de part et d'autre d'une ligne médiane 26, dans un but qui sera pré- eisé plus loin. L'extrémité l4 du piston 15 présente de plusieurs rainures en queue d'aronde 27 disposées transversalement qui vont en s'évasant vers la gauche de la fil. 8. et dont les axes sont parallèles, dans un but qui sera précisé plus loin.
Pour remplir initialement le cylindre et les passages d'un métal de gainage composé de plomb ou d'un alliage de plomb, on emploie de préférence un tube de remplissage 28. Ce tube présente, à sa partie supérieure, un en tonnoir 29 (fig. 9) s'évasant vers le haut et, à sa partie inférieure, deux bras 30 disposés de manière à surplomber directement les deux gorges 23. Un support 31, fixé au tube de remplissage 28, est destiné à reposer sur le cylindre 10 pour supporter ce tube dans une position telle que celle qui est représentée à la fig. 9.
Un déversoir 32 permet d'amener le métal ou alliage de plomb fondu, venant d'une cuve appropriée de fusion ou de stocha-e, à l'en tonnoir 29 et, de là, aux deux ouvertures in férieures 33 des<B>bras</B> 30, en dirigeant ainsi le métal fondu chaud dans les gorges '?3 et en permettant ainsi aux bulles d'air, oxydes et autres inclusions de remonter dans le métal fondu jusqu'à sa surface.
Lorsque le métal fondu continue à couler des ouvertures 33 des bras, il monte de plus en plus à l'intérieur 13 du cylindre 10 jus q u 'à atteindre la hauteur de remplissag 'e que l'on considère comme convenable ayant l'opé ration d'extrusion.
Comme le métal fondu provient des ouvertures inférieures 33 du tube de remplissage 28, on remarquera que, lors qu'il monte dans le cylindre 10, il le fait avec le minimum de turbulence et d'inclusion < le bulles d'air et permet ainsi aux bulles d'air et aux inclusions d'oxyde, de monter avec le maximum de liberté à sa surface. Le tube de remplissage 28 et le déversoir 32 sont alors retirés du cylindre, de sorte que la crasse de la surface supérieure du métal fondu, con tenant les inclusions étrangères, s'élimine aussi bien que possible en formant une écume, avant que l'on introduise le piston 14-15 sans le cylindré 10, afin d'exercer une pres sion sur le métal fondu 31 (fig. 1).
Lorsque le piston 15 est abaissé jusqu'au contact avec le plomb fondu 34, ce dernier pénètre dans les rainures 27 et les remplit. Lorsque le pis ton et le cylindre sont ainsi restés quelques minutes, afin de permettre au plomb fondu (le se solidifier, on pousse le piston dans le cylindre afin de forcer le plomb 34 à sortir de l'intérieur 13 du cylindre, et à traverser les passages 22 ainsi que l'ouverture 25 de la matrice frontale 18, pour former ainsi une partie de gaine métallique 35 autour du câble 36 que l'on force vers la droite de la fig. 1 à travers le support de matrice 11.
Le bord supérieur annulaire 37 de la bague annulaire 20 est placé, de préférence, à environ un à trois centimètres au-dessous de la position la plus basse que peut atteindre la surface inférieure du piston 14 pendant l'opé ration d'extrusion. Lorsque le piston a atteint cette position, on inverse l'effet de la presse pour ressortir le piston 14-15 du cylindre 10, et comme la partie supérieure 38 du mé tal de gainage qui reste dans le passage est fortement ancrée dans les rainures transver sales 2 7 du piston, le mouvement vers le haut lu piston 15, depuis la position représentée à la fig. 2 à celle qui est montrée à la fig. 3, provoque la séparation de cette partie supé rieure 38 du plomb résiduel d'avec sa partie inférieure 39, à peu près à la hauteur de la ligne médiane 26 des gorges 23.
La bague 20 limite le diamètre extérieur maximum du lin t 38 clé métal résiduel à une valeur plus faible que celui du trou 13 du cylindre 10, de telle sorte qu'il n'y a pas de frottement de la masse principale du lingot métallique 38 le long de la paroi 13 du cylindre lorsque ce lingot est remonté hors du cylindre; la seule partie du lingot qui frotte contre la paroi du cylindre pendant la remontée est la partie supérieure de grand diamètre sur une épais seur de un à trois centimètres, reliée à une mince écume de plomb fournée du plomb qui est chassé vers le haut entre le piston et la paroi du cylindre pendant l'opération d'extru sion.
Lorsque le piston a atteint une position située bien au-dessus de la partie supérieure du cylindre, telle par exemple que celle qu'il occupe à la fig. 9, une poussée latérale exer cée sur le lingot 38 le chasse bors des rai nures 27 et permet de le retirer ainsi facile ment du piston.
Par suite de l'effet de refroidissement ra pide de la paroi intérieure 13 du cylindre 10 sur le plomb fondu, lorsque celui-ci est versé dans le cylindre, les bulles d'air, les oxydes et les autres impuretés qui se trouvent dans le métal qui vient en contact avec la paroi de ce cylindre sont emprisonnés dans cette partie du métal. car il se refroidit trop rapi dement pour permettre à ces impuretés d'y flotter librement: en effet, ces impuretés sont beaucoup plus légères que le plomb et nor malement flotteraient à sa surface.
Mais, en réalité, la plus grande partie de ces impu retés flotte à la surface de la masse intérieure . de métal fondu, où elles ont largement le temps de remonter avant que le métal ne se solidifie. Lorsque l'opération d'extrusion a lieu et que le piston se déplace vers le bas par rapport. au cylindre, la partie de la charge de métal qui est.
chassée en prenûer lieu est naturellement celle qui est placée vers le centre du cylindre, c'est-à-dire celle qui est la plus chaude et, par conséquent, la plus molle, tandis que la plus grande partie du métal qui est près des parois et, par consé- quent, plus froide et la partie de la surface supérieure de la charge de métal se dépla cent moins facilement et forment, à la fin de l'extrusion de la charge, une partie du lin @o-ot métallique résiduel 38.
On voit donc que le fait de retirer ce lingot 38 au lieu de lui per mettre de rester clans le cylindre pour consti tuer une partie de la charge suivante de mé tal d'extrusion < i pour résultat de retirer une mande partie des impuretés. Ainsi, lorsqu'environ 80 à 90 %o de la charge de plomb placée initialement dans le cylindre a été ehassée par extrusion, la presque totalité des matières étrangères qui se trouvaient pri mitivement à la surface supérieure du plomb, ainsi que de celles qui se trouvaient contre les parois du cylindre, reste dans les 10 à 20% 0 de plomb non chassé par extrusion et laissé après la première opération.
Ainsi, si ces 10 à 20% o de la charge primitive sont retirés du cy litndre et rejetés ou introduits dans la cuve pour être refondus, beaucoup de matières et impuretés indésirables sont éliminées de la gaine métallique terminée.
Pour introduire alors une charge nouvelle de métal de gainage dans le cylindre 10, on y place de nouveau le tube de remplissage 2S dans une position telle que celle qui est repré sentée à la fig. 9, et le métal chaud est intro duit le loug du déversoir 32 et dans le tube 28, d'où il passe à travers les deux ouvertures inférieures 33, directement au-dessus des cou- ehes à surface brisée 40 de la partie infé rieure du métal résiduel 39 provoquant ainsi. lbrsque le plomb fondu émerge les ouvertures 33, le recouvremént, la fusion et 1a zoudure autogène, par la nouvelle eharge de métal (le remplissage, de la surface 40 de cette partie résiduelle 39 du métal de gainage.
Non seule- nent ce processus d'introduction, du plomb fondu directement contre la surface 40 du métal résiduel élimine les oxydes et les autres impuretés de cette surface, nais il élève assez la température de toute Bette surface pour la faire fondre et pour former ainsi des joints parfaits avec la nouvelle charge de métal introduite dans le cylindre. Cette soucduré parfaite est, d'autre part, grandement faci litée par le fait que les surfaces de soudure 40 sont bien plus faibles due la surface du cylindre 10, n'étant que d'environ 6 à l5 %o de cette surface, de sorte qu'il n'est néces saire de fondre qu'une surface relativement petite pour assurer fune soudure parfaite.
Lorsque la nouvelle charge de métal s'est élevée au niveau (le remplissage voulu dans le cylindre 10, on retire le tube de remplissage 28 et le déversoir 32, et on rapproche le pis- ton 14 du cylindre 10 pour les amener de nouveau à agir conjointement pour chasser par extrusion la nouvelle charge (le métal de gainage, afin de former une autre longueur (le gaine sur le câble 36, après quoi un lingot semblable<B>38</B> de métal est retiré de la manière décrite précédemment, et rejeté ou introduit clans la cuve de fusion ou de stockage (le plomb.
Il est désirable de pouvoir séparer le lin got (le métal résiduel 38 (le la partie restante de métal 39 à des endroits amincis 26 puisque cela diminue le nombre de poches d'air ou de gaz qui peuvent se former entre la charge ancienne et la nouvelle charge et permet, vu la surface réduite, de fondre plus aisément et plas complètement la surface 40 du métal restant 39. De plus, il est désirable que ces endroits 26 soient situés bien en dessus de l'endroit où le câble traverse la matriee d'ex trusion, pour que le câble soit alors moins soumis à la haute température de la nouvelle charge de métal; le chauffage du corps de matrice est également moins inégal, ce qui évite, par conséquent, une dilatation thermi que inégale de ce corps, laquelle pourrait pro duire une gaine dont les parois auraient une épaisseur inégale.