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"Tuyau souple, notamment pour aspirateurs de poussière1*
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La présente 1lYli$âb eenaorae un tuyau souple et plus particulièrement un tuyau souple 8péôialem nt des- tin4 à servir de tuyau d'aspiration pour le$ atpiratêura
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de poussière, tant dotaeatiquea qu' industriels Le W|Égg& a un alésage lies8, oe qui aisnîl1. que la turfaoe jmwf paroi intérieure est Íen.1bl.m.n 11'.8, et ik# t aHaS .
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aon*truoù1on telle que %tue .ou. un clatt&te fine4le (par, exemple, correspondant 4 un rayon intérieur 'Ill . 0,5 fois le diamètre 4u.U' là tuyau ne perd pal beaucoup de son aire de section droite et conserve de bonne QAt.O- tériotiqueu d'écoulement d'air avec une perte 1n1U4 par frottement ou une perte miniaua d'éooulemeat due à la tus-
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bulence.
La construction de base du nouveau tuyau toupie comprend un fil métallique revêtu, en forme d'hélice et un revêtement entourant complètement l'hélice en fil mé- tallique revêtu. Le revêtement du fil métallique et le re- couvrement sont l'un et l'autre en une matière élastomère, Les parties de recouvrement entre les spires de fil métal- lique et le revêtement du fil métallique faisant face à l'intérieur de l'hélice sont en un contact côte à cote sensiblement continu et ils sont coplanaires, de sorte que le tuyau a une surface intérieure ininterrompue qui est sensiblement lisse.
La matière de recouvrement est liée au revêtement du fil métallique faisant face à l'exté- rieur de l'hélice et elle peut être constituée avantageu- sement par une matière élastomère compatible avec le revê- tement en fil métallique, de telle manière que la liaison entre la matière de recouvrement et le recouvrement du fil métallique puisse être obtenue par une fusion exécu- tée soit par une application de chaleur, soit par une application de solvants, soit par les deux moyens.En ou- tre, pour des raisons qui seront exposées plus loin d'une manière plus détaillée, il est préférable de se servir d'un recouvrement à couches multiples enroulé, héliooïda- lement autour de l'hélice en fil métallique revêtu, les spires successives du recouvrement recouvrant une ou plu- sieurs spires du fil métallique.
L'épaisseur du recouvre- ment, par rapport au diamètre du fil métallique dont il est fait usage est avantageusement petite, de aorte que la surface extérieure du tuyau à convolute des spires relativement profondes, grâce à quoi, ainsi qu'on l'ex- pliquera plus loin, on peut obtenir une souplesse maxi- mum ,tandis qu'en même temps la surface intérieure de- meure relativement lisse.
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D'une manière générale, le nouveau tuyau souple comprend une hélice en fil métallique et un revêtement élastomère déposé sur le fil et entourant le fil sur toute la longueur de ce dernier. Un recouvrement flexible à cou- ches multiples, comprenant un enveloppement hélicoïdal en une bande élastomère, est disposé autour de l'hélice du fil métallique. Cette bande est sous tension locale qui varie en travers de la largeur de la bande. Chaque spire ue bande recouvre plusieurs spires adjacentes du fil métallique'. Le revêtement et les couches du recouvrement sont fondus entre eux et les couches sont fondues entre elles partiellement. Le pas et la direction de l'envelop- pement hélicoïdal sont les mêmes que ceux du fil métal- lique.
Enfin, la surface intérieure du tuyau est détermi- née par des parties du revêtement du fil métallique et du recouvrement souple et elle est en outre sensiblement lisse.
On peut former le nouveau tuyau souple en en- roulant ses éléments eespeotifs hélicoïdalement autour d'un mandrin. On peut appliquer une traction, de la cha- leur ou des solvants, ou bien toutes ces actions, ces dif- férents élément, du tuyau lorsqu'ils sont enroulés héli- ooïdalement de la manière indiquée de sorte que la surfa- ce intérieure du tuyau est sensiblement lisse;
le recou- vrement est tiré entre les spires de fils métallique re- vêtu, le revêtement en fil métallique est fondu avec le recouvrement et les couches de recouvrement sont partiel- lement fondues entre elles, laissant la bande formant les couches sous une tension locale qui varie en travers de la largeur de la bande depuis un maximum où les couches ne sont pas fondues entre elles jusqu'à un minimum (peut être zéro) où les couches sont fondues entre elles*
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Il est envisagé par la présente invention qu'un tuyau souple fabriqué conformément à l'invention peut avoir différentes caractéristiques d'extensibilité* Ainsi donc, un type de tuyau souple dont la fabrication est envisagée par l'invention peut avoir une longueur qui soit sensiblement non modifiable;
en autres termes, ce tuyau aura une longueur sensiblement fixe, sauf dans la mesure où une extensibilité longitudinale,- de l'en- semble est nécessaire pour fournir une bonne flexibilité du cintrage. Toutefois, un autre type de tuyau qui peut être fabriqué conformément à l'invention peut être longi- tudinalement tout à fait élastique. Un tel tuyau peut par exemple, quand il n'est soumis à aucun effort extérieur, avoir une longueur de 0,90 à 1,20 m et être extensible, quand il est soumis à une traction longitudinale jusqu'à une longueur de 2, 40 m et plus.
Le degré d'extensibilité dépend, ainsi qu'on le fera remarquer plus loin, principe- lement de la manière dont le fil revêtu est enroulé au- tour du mandrin et de la nature de sa forme de courbure préalable tout juste avant son application au mandrin.
Pour comprendre l'invention d'une manière plus détaillée, on se' référera à la description détaillée sui- vante, ainsi qu'au dessin annexé,sur lequel
La figure 1 est une vue fragmentaire d'une lon- gueur d'un tuyau souple fabriqué conformément à l'inven- tion ; la figure 2 est une coupe longitudinale, faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1 et montrant les dé- tails de construction du tuyau de la figure 1.
Sur les figures 1 et 2, on a représenté une forme préférée de tuyau souple conforme à l'invention.
Ce tuyau comprend un fil métallique 10 enroulé en hélice
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et: revêtu sur toute sa longueur avec un revêtement 11 en matière plastique. L'hélice en fil métallique revêtu est enfermée à l'intérieur d'un recouvrement que l'on forme en enroulant hélicoidalement sur l'hélice en fil métalli- que revêtue une bande 12 en Matière plastique. Dans le cas du tuyau représenté, le pas de l'hélice en fil métallique et le pas de la bande de matière de recouvrement sont son- siblement les mêmes et la largeur de la bande de matière de recouvrement est suffisants pour recouvrir environ cinq spires du fil métallique en hélice;
de sorte que la matière de recouvrement a uniformément une épaisseur correspondant à cinq couches sur toute la longueur du tuyau.
Bien que l'on puisse se servir de différentes matières, on s'est servi dans l'exemple représenté pour le fil métallique 10, d'un fil métallique en acier à une sort à haute teneur en carbone. Le revêtement 11 est une résine copolymère plastifiée de chlorure-acétate de vinyle, extrudée sur le fil métallique et ayant au moment de l'etrudage une section droite circulaire. La bande de matière de recouvrement est un copolymère de chlorure- acétate de vinyle à poids moléculaire élevé, plastifiée avec une matière deplastifioation appropriée.
Un effort est fait dans la fabrication du tuyau pour éviter des con- ; traintes locales, des déformations locales, etc... Bien entendu, le revêtement 11 et la matière 12 de recouvre- ment sont compatibles et peuvent adhérer entre elles de la manière qui sera décrite plus loin, à la fois par l'ap- plication de solvants appropriés ainsi que par une fusion résultant d'un traitement approprié par la chaleur.
I1 y a lieu de faire remarquer que dans la vue en coupe de la figure 2, la forme de section droite, dans le tuyau terminé, du revêtement 11 du fil métallique a été
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altérée. La surface circulaire extérieure du revêtement a été aplatie un 11' et la matière provenant de cet apla- tissement s'est écoulée, suivant la direction axiale du tuyau, dans un sens et dans l'autre, pour remplir les es- paces qui, autrement existeraient entre la matière de revê- tement et les parties intérieures du revêtement 11.
Le ré- sultat de cette opération est de fournir au tuyau une sur- face intérieure sensiblement lisse et absolument ininter- rompue de sorte que le fluide qui passe à travers ce tu- yau est soumis à des pertes par frottement qui sont/minima, ainsi qu'à une perte d'écoulement due à la turbulence qui est minimum en comparaison des pertes qui seraient produi- tes par toutes interruptions ou par tout défaut de conti- nuité dans l'état lisse de la surface intérieure..
Bien que, sur la figure 2, les différentes cou- ches de matière de recouvrement 12 soient représentées comme étant des couches distinctes, elles sont plutôt, dans le tuyau fini, partiellement fondues entre elles et cela, à la fois, en raison de l'application d'un solvant à la matière en bande, lorsque cette dernière est en cours d'enroulement sur le fil revêtu, et en raison du traitement par la chaleur qui suit cet enroulement. En outre, il y a une fusion au moins partielle entre la couche de matière de recouvrement le plus à l'intérieur et le revêtement du fil métallique. La bande de matière de recouvrement est appliquée sous une tension extérieure telle que des par- ties de cette bande sont placées profondément dans les espaces se trouvant entre les spires de fil métallique revêtu.
Il en résulte que le tuyau possède ce que l'on peut désigner sous les textes d'enroulement à spires re- lativement profondes. Cela contribue beaucoup a la flexi- bilité du tuyau du fait que le tuyau en fléchissant, per- met aux spires de l'hélice en fil métallique revêtu de se
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déplacer l'une vers 1'autre) tandis que la surface inté- rieure du tuyau demeure relativement lisse. Sur la fi- gure 2, on a exagéré l'épaisseur de la matière de recou- vrement afin d'illustrer clairement la construction à cou choc multiples et dans un tuyau réel suivant l'invention) l'épaisseur' de la matière de recouvrement ne s'étendrait pas au-delà du centre du fil métallique.
Les éléments du tuyau peuvent être chauffés pen- dant leur fabrication par un ou par deux chauffages par induction provenant d'un mandrin autour duquel ils sont placés, ou par un chauffage par rayonnement provenant d'une source extérieure ou par tout autre moyen approprié.
Pour le recouvrement du tuyau flexible des figures 1 et 2, la direction hélicoïdale de la bande 12 de matière de recouvrement est la même ou sensiblement la même que la direction hélicoïdale du fil métallique revêtu. Le nombre de couches de la bande de matière de recouvrement dans le produit fini dépend de la largeur de la matière en bande dont il est fait usage et du nombre descendes qui sont appliquées successivement pour la formation du revêtement.
Le fil métallique 10, avant d'être appliqué à un mandrin sur lequel le tuyau est formé, est soumis à une courbure préalable telle que l'extensibilité du tuyau peut varier. Si la courbure préalable crée une tendance, dans l'hélice en fil métallique revêtu, à se déployer en longueur, la configuration finale du tuyau au repos est celle qui est représentée sur la figure 2, la matière de recouvrement 12 étant tirée en ligne droite entre les spi- res du tuyau et le tuyau étant compressible dans le sens longitudinal, mais non extensible.
Si la courbure présla- ble orée une tendance dans l'hélice en fil métallique,à se contracter dans le sens de la longueur) la matière de
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recouvrement 12, dans la configuration finale du tuyau au repos,sera pliée quelque peu entre les spires de fil métallique et le tuyau serait à la fois compressible et extensible dans le sens longitudinal
La bande de matière de recouvrement 12 est en- roulée hélicoïdalement sous tension afin qu'elle ae trou- ve entre les sp.rea de l'hélice en fil métallique.
La valeur de la tension, la chaleur et le solvant sont ré- glés d'une manière telle que les couches de la matière de recouvrement se fondent avec le revêtement 11 du fil mé- tallique mais se fondent entre elles seulement partielle- ment. En conséquence, dans le tuyau fini, les couches de la matière de recouvrement 12 demeurent sous une tension locale aux endroits où elles n'ont pas été fondues, entre elles et aux endroits où elles sont été fondues entre elles leur travail à la traction est allégé. Il s'ensuit que la tension locale dans la bande de recouvrement varie en travers de la largeur de cette dernière.
Dans la pra- tique, on a constaté que la pression radiale, d'une couche à l'autre est beaucoup plus petite aux zones inclinées d'épaulement le long des spires du fil métallique que sur le sommet de ces spires et dans la partie de recouvrement entre sommet et zones d'épaulement. Quand on exécute une fusion partielle par réduction de la chaleur et de la quan- tité de solvant, ces zones d'épaulement de pression radia- le moindre se trouvent aux endroits où les couches du recouvrement demeurent en tension et ne se fondent pas entre elles. Ailleurs, les couches se fondent en une paroi monolithique exempte de tensions.
L'avantage obtenu par cette fusion partielle réside en ce que la souplesse du tuyau est sensiblement augmentée du fait que ses couches peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre dans les zones d'épaulement non fondues où tilt* demeurent
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sous une tension locale. Cette augmentation de souplesse est obtenue sans perte dans la résistance à la traction ou dans la résistance à la fatigue.