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BREVET D ' I N V E N T I O N "Tuyau flexible à armature hélicoïdale élastique."
La présente invention concerne un tuyau flexible comportant une armature de renforcement en matière élasti- que.
Elle a notamment pour objet un tuyau flexible à paroi mince ayant une tenue propre, susceptible d'être facilement coudé, conservant sensiblement sa section dans les coudes et pouvant facilement être comprimé dans le sens longitu- dinal. e tuyau compressible et flexible, objet de l'invention, comporte une paroi tubulaire flexible et élastique formée par au moins deux épaisseurs de matière thermoplastique, un fil de renforcement enroulé hélicoïdalement en spires largement espacées intercalées entre les épaisseurs qui sont collées l'une à l'autre entre les spires pour immobiliser ces dernières et forcer ainsi une paroi hélicoïdale continue entre les spires du fil.
Cette paroi subit une contrainte
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qui la maintient normalement sous la forme d'un arc de rayon décroissant entre les spires du fil lorsque la paroi du tube est déformée, la flexion des plis de la paroi ayant ainsi lieu dans une direction déterminée chaque fois que le tuyau est comprimé ou coudé.
Pour fabriquer ce tuyan, en enroule en hélice une bande mince en matière thermoplastique sur un mandrin de section circulaire sur lequel a été préalablement enroulée, égale- ment en hélice,une bande en forme de bourrelet convexe, dans le même sens que la dite bande de matière.On applique en- suite, comprimé, un ressort hélicoïdal dont le pas est grand lorsque le dit ressort n'est pas tendu, ce ressort était maintenu en place par une rainure formée par le bourrelet hélicoïdal sur l'épaisseur intérieure de la paroi du tuyau.
On applique ensuite une deuxième épaisseur en matière plas- tique sur le ressort de renforcement, on assure l'étanchéi- té des joints de recouvrement de la matière plastique en faisant fondre celle-ci et l'on retire le tuyau du mandrin.
Il prend alors une forme dans laquelle le ressort de renfor- cement se détend et bande fortement la matière entre ses spires consécutives.La paroi intercalée entre les spires du ressort adopte une forme arquée qui lui est donnée par 1 le bourrelet hélicoïdal continu, et elle a tendance à reprendre la forme d'une boucle tournée vers l'extérieur chaque fois que le ressort est comprimé ou coudé.La paroi est formée par une matière thermoplastique flexible,par exemple une résine synthétique thermoplastique, un dérivé de la cellulose ou un caoutchouc synthétique ou naturel.Ces matières sont fa- ciles à mouler,opposent une bonne résistance à l'abrasion et à la corrosion,
et sont très imperméables aux gaz et aux liquides.L'invention n'est toutefois pas limitée à l'uti- lisation d'une matière élastomère et l'on peut également
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utiliser avantageusement un tissu imprégné,enduit ou dou- blé d'une matière plastique de ce genre, destinée à le ren- dre imperméable aux gaz et aux liquidesLes feuilles ou pellicules thermoplastiques en résines de vinyle vendues dans le commerce sont particulièrement indiquées.On peut coller ou assembler les feuilles en matière thermoplastique d'une manière connue quelconque, en utilisant séparément ou en combinaison un adhésif, la vulcanisation,la pression et la chaleur.
Pour fabriquer le ressort de renforcement noyé dans la paroi,on utilise un fil ou un ruban métallique élastique, par exemple en acier inoxydable.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif,fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de la dite invention.
Sur les figs. 1, 2 et 3, 10 désigne le tuyau flexible dont la paroi comprend une couche intérieure de faible épais- seur 12 formée par une fouille en matière thermoplastique et une double armature hélicoïdale 14 constituée par du métal à ressorts recouvert d'une couche extérieure 16 également min- ce en matière thermoplastique.
Le pas du double ressort 14, à l'état détendu, est sen- siblement supérieur à la distance entre les spires consécuti- ves parallèles et ce pas est choisi tel que les parties inter- médiaires 18 et 20 de la paroi du tube soient maintenues ten- dues et que la surface intérieure du tuyau soit unie.
Lorsque le tuyau 10 à double armature en hélice est coudé sous un angle de 90 , de la manière indiquée sur la fig.3, les boucles les plus longues 18 qui ne sont plus soutenues se plient vers l'extérieur, du côté intérieur du coude, de
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la manière clairement indiquée par la vue partielle en coupe longitudinale de la fig.6. Dans cet agencement, le pliage d' une boucle complète et favorise le pliage de la boucle sui- vante et chaque boucle renforce l'autre en pivotant par des gaines 22 ( fig.5) autour du fil de section circulaire de chaque spire 14 du ressort. Il est préférable que l'espacement entre deux spires parallèles soit inférieur à la moitié du pas du double ressort hélicoïdal à l'état détendu.
Le procédé de fabrication du tuyau à double aranature hélicoïdale est représenté sur les figs. 4 et 5.On enroule la couche intérieure 12 en matière plastique en hélice sur un mandrin creux cylindrique M portât un bourrelet continu P de section convexe formé par une bande hélicoïdale à pas constant B, présentant une surface intérieure plane en con- tact avec le mandrin M, l'espacement entre les bord3 des spires consécutives de la bande B étant légèrement supérieur à l'espacement entre les bords opposés des spires consécuti- ves parallèles de la double armature élastique 14. L'agence- ment est tel que les joints de chevauchement 24 de la couche intérieure scient placés au sommet de chaque spire du bourre- let P.
En d'autres termes, la largeur de la couche hélicoïdale intérieure 12 est à peu près égale à deux fois la distance d'espacement entre les spires hélicoïdales B du bourrelet P.
La couche extérieure 16 de la paroi est enroulée hélicoî- dalement dans le même sens sur la couche intérieure 12, sur le double ressort hélicoïdal 14. La largeur de la bande for- niant cet-ce couche extérieure ainsi quelle pas des bords super- posés ou joints 26 correspondent done au pas du double ressort.
Le chevauchement a lieu sur les spires consécutives d'un fil du ressort, c'est-à-dire que le joint suit les spires à es- pe.cement ccnstant d.e l'un des fils formant le double ressort hélicoïdal de renforcement 14.
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rendant le collage ou la fixation des deux épaisseurs 12 et 16 de la paroi et de leurs joints 24 et 26, on applique sur la partie cylindrique du mandrin M, entre les spires consécutives du bourrelet P, un moule hélicoïdal F dont les spires ont une section rectangulaire,le pas et les dimensions étant choisis tels que les spires du moule s'ajustent exacte- ment entre les fils parallèles et recouverts du double ressort 14,
pour donner la forme désirée à la partie correspondante de la paroi du tuyau.Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, le ressort 14 n'est pas collé aux épaisseurs 12 et 16 qui l'enveloppent.
Lorsque le tuyau 10 est retiré du mandrin M, il s'allonge de la MANI7RE indiquée sur la fig.5, car le double ressort 14 se détend.Ceci résulte du fait que les dimensions de la paroi sur les spires du bourrelet P, mesurées dans la direc- tion normale du pas, sont à peu près égales à la distance mesurée dans la même direction entre les spires consécutives plus espacées du ressort 14 en état d'extension.De préférence, cette dimension de la paroi est choisie légèrement inférieure afin qu'elle soit tendue, du fait que le ressort 14 comprimé ne peut se détendre que partiellement.Sur la coupe longitudi- nale de la fig.5,on voit que la partie principale incurvée vers l'extérieur de la gaine 22 est formée par la couche ex- térieure 16 de la paroi,
une longueur très faible ou nulle de la double paroi entre les spires consécutives rapprochées l'une de l'autre s'étendant au-dessus d'une ligne sensiblement horizontale reliant entre eux les centres des spires.En con- séquence, lorsque le tuyau 10 est coudé de la manière indiquée sur la fig.6,le ressort 14 étant comprimé du côté intérieur du coude,les boucles 20 sont repoussées vers l'intérieur et n'occupent pas une position contrariant la compression com- plète des spires rapprochées du ressort. Les articulations formées par les gaines 22 favorisent l'obtention de ce résul-
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tat.
Les figs. 7, 8 et 9 représentent en coupe longitudinale partielle une variante du tuyau. Cette variante comporte essentiellement un tuyau dont l'ensemble est indiqué en 30, et qui est constitué par une couche intérieure 32 et une couche extérieure 34 en matière élastomère similaire à celle qui a été décrite pour le mode de réalisation principal.Ces couches 32 et 34 de la paroi enveloppent les spires espacées d'un ressort hélicoïdal 36 à fil unique dans une gaine héli- coïdale continue 38 formée entre les couches.
Pour fabriquer le tuyau 50, on applique la couche inté- rieure 32 sur un mandrin cylindrique K' portant sur son pour- tour extérieur un bourrelet P' à section transversale con- vexe en spires presque jcintives.Ce bourrelet est formé par une bande hélicoïdale B' présentant une surface intérieure plane en contact avec le mandrin !1'.L'intervalle relativement étroit entre les spires du bourrelet P' reçoit le ressort de renforcement 36 axialement comprimé et qui se trouve engagé dans la gaine 38.
De préférence, la couche intérieure de la paroi 52 est une enveloppe continue telle qu'elle peut être obtenue par enroulement hélicoïdal d'une bande en matière élastomère ther- moplastique appropriée autour du mandrin M' de façon que ses bords soient jointifs;les joints 40, qui peuvent être soudés par fusion, ont alors le même pas que le ressort 36 en état d'extension et sont placés au milieu entre les spires consé- cutives du ressort.
La couche extérieure également continue 34 de la paroi peut être formée d'un manière similaire à 1' aide d'une bande enroulée en hélice, ayant la même composition, la même largeur et le même pas que la couche 38,mais de prêté -
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rence décalée par rapport à celle-ci de façon que ses joints 42 coincident avec les spires consécutives du ressort 36 lorsque celui-ci est complètement détendue
La compression initiale ou l'extensibilité longitudinale du ressort 36 doit être au màins suffisante pour tendre les couches 32 et 34 de la paroi et leur donner la position rec- tiligne que montre la fig.8.
Sur la fig.9, qui montre le côté intérieur d'un coude à environ 90 du tuyau 30, on voit notamment qu'il ne se nroduit aucun étranglement sensible de la section du coude, ce qui provient du fait que les plis simples 42 de la paroi sont complètement situés à l'extérieur du tuyau.Quoique le tuyau 30 à armature hélicoïdale simple soit moins résistant au coudage que le tuyau à double armature, on trouve qu'il est plus avantageux chaque fois que l'étranglement intérieur n'est pas admis et que la pression régnant à l'intérieur du tuyau est supérieure à la pression extérieure.
Il ressort de cette description détaillée de deux modes de mise en oeuvre de l'invention que le tuyau flexible obtenu est extrêmement léger pour un minimum d'encombrement, possède la résistance nécessaire à la traction, tandis que la résistance à l'écoulement remplit les conditions précé- demment indiquées.Le tuyau reste physiquement constant dans une gamme étendue de températures allant de 10 à 75 C, il résiste aux pulsations et aux vibrations et, ce qui est le plus important, on peut facilement le couder jusqu'à 180 , sous un rayon de courbure égal à son diamètre, sans réduire sensiblement sa section transversale dans une partie quel- conque du coude.
Le tuya flexible objet de l'invention se prête à un grand nombre d'applications diverses.A titres d'exemples im- portants pris au hasard, on peut utiliser le tuyau pour les
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conduits de conditionnement de l'air, les conduits pour souffleurs ou aspirateurs,les tuyaux acoustiques et, en gé- néral, pour toutes les tuyauteries destinées à la circula- tion de liquides ou de gaz contenant ou non des matières so- lides.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au tuyau qui vient d'être décrit,notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS.
La présente invention comprend notamment:
1 ) Un tuyau compressible et flexible, comportant une paroi tubulaire flexible et élastique formée par au moins deux couches en matière thermoplastique, une armature héli- coidale de renforcement à spires largement espacées disposée coaxialement entre les deux couches, ces couches étant col- lées entre elles entre les spires pour immobiliser l'armature et formant une paroi continue en spires hélicoïdales entre les spires de l'armature, la paroi présentant une contrainte ayant pour effet de l'incurver en arc à rayon décroissant en- tre les spires de l'armature lorsque la paroi du tuyau est déformée, la direction de la flexion ayant ainsi pour effet de plier la paroi dans une direction prédéterminée chaque fois que le tuyau est comprimé ou coudé.
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