FR2692013A1 - Câble mécanique du type push-pull, notamment câble de dérailleur de bicyclette. - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un câble mécanique du type push-pull comportant un noyau (11) de fils métalliques, une couche d'adhésif fluoropolymère (13) recouvrant le noyau et une couche extérieure (17) de PTFE poreux recouvrant la couche d'adhésif fluoropolymère. Le câble mécanique du type push-pull peut être un élément d'un dispositif formant câble mécanique de type push-pull coulissant axialement dans un tube (13) formant support l'entourant. Le tube (1) formant support de préférence comporte une surface intérieure en PTFE non poreux. Le tube formant support peut de manière optionnelle comporter un joint d'étanchéité à ses extrémités pour réduire l'entrée de poussière et d'eau contaminantes. La couche (17) de PTFE poreux peut de manière optionnelle être appliquée en contact direct avec le noyau si le PTFE poreux est sous la forme d'un ruban de PTFE expansé poreux enroulé en hélice.

Description

La présente invention concerne le domaine des câbles mécaniques du type

coulissant en va et vient dans une

gaine, encore appelés câbles "push-pull".

Dans la plupart des applications impliquant des câbles mécaniques du type push-pull il est souhaitable d'avoir un minimum de friction entre le câble et la surface intérieure du tube ou de la gaine formant support dans lequel il se déplace Des qualités telles qu'une durée de vie importante et un entretien minimal sont

souhaitables pour toutes les applications.

Différents revêtements ont été appliqués sur la surface du câble et utilisés pour la surface intérieure du tube formant support pour améliorer la performance des câbles du type push-pull Par exemple, le brevet DE 1 906 635 au nom de Bowden Controls, Ltd décrit un câble du

type push-pull ayant un revêtement de câble en polytetra-

fluoroéthylène solide on poreux qui agit dans un tube formant support en matière thermoplastique ayant une résistance à la compression plus grande que le revêtement du câble en polytetrafluoroéthylène Différentes matières thermoplastiques destinées au tube formant support sont décrites, comportant les polyamides, les polyacétyles, les polyoléfines, les polyéthylènes et les polyesters de

synthèse Des tubes formant support de polytetrafluoroé-

thylène (ci-après appelé PTFE) ont été considérés comme

inacceptables du fait qu'ils ont une durée de vie relati-

vement courte Les tubes en PTFE formant supports présen-

tent un défaut du fait que le câble pénètre dans la surface du tube formant support et finalement use la

paroi du tube formant support.

Le brevet US 4 099 425 enseigne la construction d'un conduit pour câble ou tube formant support destiné à être utilisé avec un câble du type push-pull La surface intérieure du tube formant support est réalisée par mise en forme à l'aide d'une matrice d'un ruban de PTFE microporeux sous forme d'un tube et agencement ensuite du tube obtenu avec des couches extérieures enveloppantes de matière thermoplastique de support telle que le Nylon (nom commercial déposé) Le ruban de PTFE microporeux est décrit comme ayant une épaisseur de 0,09 mm et ayant une porosité correspondant à 65 % du volume en vrac, le ruban ayant une microstructure de noeuds reliés à l'aide de fibrilles Le procédé de mise en forme à l'aide d'une matrice a pour résultat une forme tubulaire produite par enroulement du ruban dans la direction de sa longueur à la manière d'un papier de cigarette Les fibrilles du ruban sont orientées parallèlement à la longueur du ruban et en conséquence sont également parallèles à la longueur du tube formé Il est en outre établi qu'un lubrifiant peut être appliqué sur la surface intérieure microporeuse du tube formant support Les tubes formant support de ce type ayant une surface intérieure de PTFE microporeux ont cependant été considérés comme ayant une durée de vie

courte du fait d'une faible résistance à l'abrasion.

La présente invention fournit un câble mécanique du type push-pull comportant un noyau métallique en acier, une couche d'adhésif fluoropolymère recouvrant le noyau métallique en acier et une couche extérieure de PTFE poreux entourant la couche d'adhésif fluoropolymère La couche d'adhésif fluoropolymère peut être de l'éthylène propylène fluoruré, ci-après appelé FEP, ou un copolymère

de perfluoro(alkoxy éthylène)/tetrafluoroéthylène, ci-

après appelé PFA Il a été trouvé qu'un tel câble, agissant par coulissement axial dans un tube formant

support le recevant de manière étroite, ayant de préfé-

rence une surface intérieure de fluoropolymère non

poreux, est efficace de manière surprenante par comparai-

son aux dispositifs connus tels que ceux décrits anté-

rieurement L'efficacité accrue est mesurée en termes de friction de fonctionnement réduite ou de durée de vie

plus longue.

La couche extérieure de PTFE poreux peut de manière optionnelle être appliquée en contact direct avec le noyau métallique en acier, en supprimant la couche d'adhésif fluoropolymère, si le PTFE poreux a la forme d'un ruban de PTFE expansé poreux enroulé en hélice avec des fibrilles orientées à peu près parallèlement à la

longueur du ruban.

La couche extérieure de PTFE poreux peut contenir de manière optionnelle une charge de matériau formant lubrifiant et de matériau résistant à l'abrasion tel que

du graphite.

Le câble mécanique du type push-pull de la présente invention est considéré comme étant particulièrement avantageux en temps que câble de changement de vitesse de bicyclette du fait de sa faible friction, d'un entretien

faible et d'une longue durée de vie Le câble est égale-

ment considéré comme offrant des avantages dans d'autres applications dans lesquelles ces caractéristiques sont

souhaitables.

La présente invention sera mieux comprise à la

lecture de la description détaillée qui va suivre, faite

uniquement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels:

la figure 1 représente une vue en coupe transver-

sale d'un mode de réalisation du câble de type push-pull selon la présente invention agissant dans un tube formant support en PTFE non poreux qui est à son tour entouré d'une gaine métallique optionnelle,

la figure 2 représente une vue en coupe transver-

sale d'une variante de mode de réalisation du câble de type push-pull selon la présente invention ayant un revêtement extérieur constitué d'un ruban de PTFE expansé poreux appliqué directement sur la surface métallique, la figure 3 est une vue schématique en bout d'un

appareil d'essai utilisé pour évaluer les caractéristi-

ques de friction et d'usure de câbles du type push-pull, la figure 4 représente une vue latérale d'une partie de l'appareil d'essai de la figure 3, la figure 5 représente une coupe transversale de la technique de fabrication utilisée pour créer un exemple comparatif, la figure 6 est une vue schématique en coupe représentant la procédure d'essai de l'exemple comparatif

de la figure 5.

La figure 1 représente une coupe transversale d'un mode de réalisation d'un câble 10 du type push-pull selon la présente invention Un noyau 11 de fils en acier est recouvert d'une couche 13 d'adhésif fluoropolymère qui à son tour est recouverte d'une couche extérieure 17 de PTFE poreux Le câble est représenté agissant dans un tube 19 formant support, ayant de préférence une surface intérieure en PTFE non poreux Le tube 19 formant support est reçu dans une enveloppe habituelle optionnelle 20

métallique souple.

Les noyaux métalliques préférés pour les câbles du

type push-pull selon la présente invention sont consti-

tués d'un câble en acier 11 ayant plusieurs brins pour augmenter la souplesse Un câble à un seul brin peut être

utilisé si une souplesse importante n'est pas requise.

Une couche 13 d'adhésif fluoropolymère est de

préférence appliquée sur le câble d'acier 11 par extru-

sion à travers une filière pour produire une surface cylindrique uniforme sur laquelle on applique la couche extérieure 17 de PTFE poreux L'adhésif fluoropolymère 13 extrudé agit donc comme une charge située entre les interstices des brins métalliques des câbles à plusieurs brins Le câble résultant ayant une surface cylindrique uniforme est considéré comme produisant une friction et une usure plus petite lorsqu'il agit contre la surface intérieure du tube 19 formant support que ne le fait la

surface non uniforme du câble d'acier à plusieurs brins.

Le tube 19 formant support peut de manière optionnelle être enveloppé d'une enveloppe 20 métallique souple habituelle telle que celle constituée d'un fil métallique

enroulé en hélice.

En variante, la couche 13 d'adhésif fluoropolymère peut être appliquée sous la forme d'un ruban mince

enroulé autour de la surface du noyau métallique.

La couche extérieure de PTFE poreux est de préfé-

rence constituée de PTFE expansé poreux ayant une micros-

tructure de noeuds reliés par des fibrilles, réalisée comme enseigné par les brevets US no 4 187 390 et 3 953 566 Un film de PTFE expansé poreux peut être découpé de manière convenable en rubans, de préférence ayant une longueur parallèle à la direction des fibrilles, qui à

leur tour peuvent être enroulés autour d'un noyau métal-

lique de fils d'acier recouvert d'une couche d'adhésif fluoropolymère en utilisant des techniques d'enroulement de ruban habituelles Un tel revêtement peut être très mince, d'environ 0,013 mm à environ 0,050 mm, de telle sorte que le diamètre du câble 11 d'acier ne soit pas accru de manière importante Bien que des recouvrements plus épais d'environ 0,25 mm puissent être utilisés pour accroître au maximum la vie utile du câble recouvert, il est considéré que des recouvrements ayant une épaisseur d'environ 0,08 mm sont capables de fournir une durée de vie acceptable pour des applications sous forme câble de

changement de vitesse de bicyclette.

La couche extérieure 17 de PTFE expansé poreux est amenée à adhérer au câble par chauffage pour faire fondre la couche d'adhésif fluoropolymère Si le PTFE expansé poreux a été appliqué sous forme de ruban enroulé en hélice, le câble recouvert doit être chauffé pour amener les fibrilles du ruban orientées circonférentiellement à

se rétracter et par conséquent à augmenter encore l'adhé-

rence du ruban de PTFE expansé poreux sur le noyau métallique La rétraction du ruban pendant le chauffage force l'adhésif fluoropolymère fondu dans les espaces vides d'au moins la surface intérieure du ruban de PTFE poreux.

Dans une variante de mode de réalisation, représen-

tée par la coupe transversale de la figure 2, le noyau en fils d'acier peut être recouvert d'un ruban 17 de PTFE expansé poreux enroulé en hélice sans utiliser une couche d'adhésif fluoropolymère L'adhérence de la couche extérieure de ruban en PTFE expansé poreux sur le noyau 11 en fils d'acier est réalisée par chauffage de manière adéquate du ruban enroulé en hélice pour amener les

fibrilles de la microstructure du ruban à se rétracter.

En conséquence, le ruban se rétracte longitudinalement et par conséquent saisit de manière sûre la surface des fils d'acier Les fibrilles doivent être orientées dans une

direction ayant après enroulement une composante circon-

férentielle suffisante autour de la surface du câble pour obtenir une bonne adhérence du ruban sur la surface du

câble après chauffage destiné à provoquer la rétraction.

Le recouvrement de PTFE poreux du câble selon la présente invention peut être identifier en prélevant un échantillon du matériau recouvrant le câble d'acier à l'aide d'une lame aiguisée et en examinant de manière microscopique la surface extérieure de l'échantillon La porosité du PTFE, même pour des valeurs relativement faibles de la porosité telle qu'environ 10 %, apparaît de

manière manifeste à l'examen microscopique Une micros-

copie électronique à balayage est particulièrement utile pour cet examen Les espaces vides situés dans la couche de PTFE poreux peuvent être remplis par de l'air ou par un autre matériau tel que l'adhésif fluoropolymère On peut distinguer la différence entre le PTFE et l'espace

vide rempli ou non rempli.

En outre, le PTFE non poreux est considéré comme ayant une densité d'environ 2,2 g/cc Le PTFE poreux utilisé comme recouvrement du câble selon la présente invention a une densité en vrac à 230 C plus petite

qu'environ 2,0 g/cc et de préférence plus petite qu'envi-

ron 1,9 g/cc Ces densités en vrac supposent que l'espace vide ne contienne pas charges telles que les adhésifs FEP

ou PFA.

Le câble du type push-pull est de préférence ac-

tionné dans un tube 19 formant support ayant une surface intérieure de PTFE non poreux Le tube 19 formant support peut être constitué entièrement d'un fluoropolymère non poreux tel que du PTFE sans enveloppe 20 métallique souple habituelle si l'enveloppe n'est pas nécessaire pour protéger à l'encontre d'une détérioration mécanique extérieure, pour supporter des parties incurvées du

système à câble ou pour limiter la flexion et la compres-

sion longitudinale du tube 19 formant support le tube formant support peut de manière optionnelle comporter des joints d'étanchéité au niveau des extrémités du tube pour réduire ou empêcher l'introduction de poussière, d'eau ou

d'autres contaminants L'utilisation de joints d'étan-

chéité aux extrémités des câbles de changement de vitesse

de bicyclette est bien connue.

Un avantage supplémentaire du câble du type push-

pull selon la présente invention est que dans la plupart des applications on peut utiliser des embouts sertis ou comprimés aux extrémités du câble sans nécessiter que le recouvrement de PTFE poreux soit supprimé au niveau de l'extrémité du câble avant d'agencer l'embout Pour des

applications de câble de changement de vitesse de bicy-

clette, par exemple, la force requise pour arracher un embout serti de l'extrémité du câble, l'embout ayant antérieurement été agencé au- dessus de l'extrémité du câble recouverte de PTFE poreux, a été de quatre fois la

force appliquée au câble pendant un changement de vites-

se D'autres moyens habituels pour réaliser un embout de câble peuvent être utilisés, tels que, par exemple des

agrafes pour câble du type vis.

Divers exemples différents de câbles de type push-

pull selon la présente invention ont été fabriqués et

testés de manière comparative Tous les exemples utili-

saient un recouvrement enroulé en hélice d'un ruban découpé à partir d'un film de PTFE expansé poreux réalisé selon les enseignements des brevets US 3 953 566 et 4 187 390 Les fibrilles situées dans la microstructure du ruban étaient à peu près parallèles à la longueur du ruban Le ruban utilisé avait une largeur de 12,7 mm, une épaisseur de 0,013 mm et avait une porosité d'environ 75 % avec une densité en vrac d'environ 0,55 g/cc, ce qui signifie que le volume en vrac du ruban contenait 75 % d'espace vide Le ruban a été appliqué en utilisant un équipement d'enroulement de ruban habituel prévu pour recouvrir des câbles électriques à l'aide d'un ruban isolant Le ruban a été appliqué avec un angle de pas de degrés mesuré à partir de l'axe longitudinal du noyau métallique en utilisant une tension de ruban d'environ 2,5 g Sans autre spécification, deux applications du ruban ont été prévues pour tous les échantillons Des applications alternées du ruban ont été prévues à partir

de directions opposées de telle sorte que les enroule-

ments hélicoïdaux des applications alternées soient

opposés l'un à l'autre plutôt que parallèles.

Il a été supposé que les caractéristiques de fric-

tion et d'usure pouvaient varier quelque peu en faisant varier la porosité et la longueur des fibrilles du ruban de PTFE expansé poreux La porosité et la longueur des fibrilles peuvent être modifiées tel qu'enseigné par les brevets US 3 953 556 et 4 187 390, la longueur des fibrilles étant mesurée comme enseigné par le brevet US

4 972 846.

Un noyau habituel de fils d'acier nus, à plusieurs brins, a été utilisé pour tous les exemples comparatifs. Ce câble avait un diamètre de 1,2 mm et contenait 19 brins individuels de fil, les brins étant parallèles et étant légèrement torsadés en hélice autour de l'axe

longitudinal du noyau formant câble.

Les échantillons de câble du type push-pull ont été réalisés par enroulement d'un ruban de PTFE expansé

poreux directement sur la surface du câble en acier nu.

Après enroulement du ruban, la longueur de fils enroulée a été placée dans un four à convection d'air chauffé à 400 %C pendant une période d'environ 5,5 minutes pour entraîner les couches de ruban PTFE expansé poreux se recouvrant à être reliées thermiquement l'une à l'autre et pour amener le ruban à adhérer au câble par rétraction des fibrilles situées dans la microstructure du ruban pendant l'exposition à la chaleur La rétraction des fibrilles entraîne le ruban à se réduire en longueur si les fibrilles sont parallèles à la longueur, le résultat étant que le ruban saisit de manière plus forte la surface du câble et adhère à celle-ci Cinq applications de ruban ont été trouvées nécessaires pour obtenir un recouvrement suffisamment épais pour avoir la durée de vie souhaitée Un moins grand nombre de couches d'un ruban plus épais en PTFE poreux peut être considéré comme

fournissant une durée de vie similaire.

Des exemples supplémentaires ont été réalisés ayant un recouvrement d'adhésif fluoropolymère, soit du FEP 100 ou du PFA 340 (disponibles chez Du Pont de Nemours, Inc, Wilmington DE), extrudé à l'état fondu sur la surface du noyau en fils d'acier nus avant d'enrouler le ruban de

PTFE expansé poreux Une extrudeuse d'adhésif thermo-

fusible Killion modèle KL-100 a été utilisée comportant un embout mâle de 12,7 mm de diamètre et une filière femelle de 13,6 mm de diamètre A la fois le FEP et le PFA ont été chauffés à une température établie de 3800 C pendant l'extrusion Les extrusions ont été réalisées avec une vitesse de 16,8 m par minute Ces extrusions ont eu pour résultat des couches de recouvrement d'environ 0,05 mm d'épaisseur, des couches de 0,025 mm d'épaisseur ayant été considérées comme moins efficaces du point de vue adhérence du ruban de PTFE poreux sur le câble Ces épaisseurs ont été mesurées en soustrayant le diamètre extérieur du câble comportant le revêtement extrudé du diamètre extérieur maximum du câble d'acier nu comportant plusieurs brins avant d'être revêtu et en définitive en

divisant le résultat de la soustraction par deux.

L'utilisation d'un adhésif fluoropolymère tel que le FEP ou le PFA est considérée comme étant préférable pour deux raisons Tout d'abord, l'utilisation d'un tel adhésif semble améliorer l'adhérence du PTFE poreux sur le câble Deuxièmement, l'utilisation d'un adhésif extrudé produit une surface extérieure 10 lisse ayant une section transversale circulaire relativement uniforme par remplissage des espaces interstitiels adjacents aux brins du câble au niveau de la surface du noyau formant câble d'acier La surface plus lisse résultante est considérée comme produisant moins de friction en fonctionnement et

une durée de vie plus longue pour le câble du type push-

pull résultant.

Deux applications du recouvrement de ruban de PTFE

expansé poreux ont été appliquées sur l'adhésif fluoropo-

lymère extrudé par enroulement du ruban tel que décrit antérieurement Les câbles résultants ont été placés dans un four à convection d'air chauffé à 350 WC pendant une période de trois minutes pour les échantillons recouverts

de FEP et à 3980 C pendant deux minutes pour les échantil-

il

lons recouverts de PFA Il a été trouvé que si un chauf-

fage trop faible était appliqué lors de cette étape, l'adhérence du ruban de PTFE poreux serait faible, entraînant une rupture prématurée du recouvrement pendant l'utilisation du câble du fait que des zones importantes du ruban se séparent du câble Des essais habituels avec des températures de four et des durées d'exposition sont nécessaires pour obtenir une adhérence optimale du ruban de PTFE poreux Il est évident que des températures

situées au-dessus du point de fusion de l'adhésif fluoro-

polymère choisi doivent être utilisées.

Pour évaluation, les câbles réalisés ont été coupés à une longueur d'environ 2,4 m et insérés dans un support formant tube de PTFE non poreux d'environ 25 cm de long,

1,6 mm de diamètre intérieur, 2,5 mm de diamètre exté-

rieur et 2,15 g/cc de densité Comme représenté sur les figures 3 et 4, l'ensemble constitué du câble 10 et du tube 19 formant support a été enroulé autour de la surface extérieure d'une longueur de barre marchande 14 en acier, cylindrique, orientée horizontalement, ayant un diamètre de 3,8 cm Un guide 16 de câble fabriqué par Shimano, de référence n SM-SP 55 a été fixé à l'aide d'une vis mécanique 17 sur la surface inférieure de la barre cylindrique 14 et a été utilisé pour positionner le tube formant support Le tube 19 formant support a été enroulé autour de la barre cylindrique 14 et positionné par le guide de câble 16, sur un total d'environ 490 pour fournir des conditions sévères de friction et d'usure Les parties du tube 19 formant support en contact avec la barre cylindrique 14 et le guide de câble 16 ont été fixées à ces surfaces en étant enroulées fermement par un ruban en forme de conduit Une extrémité du câble a été positionnée sur une poulie 22 libre en rotation, au-delà de laquelle un poids 24 de 1,17 kg a été suspendu à un premier raccord 26 du type vis formant embout de saisie du câble Un second embout 28 formant extrémité opposée du câble, également une agrafe de câble du type à vis, a été passé sur une seconde poulie 23 librement rotative et fixé à un dynamomètre 32 du type Ametek Hunter qui a alors été utilisé pour mesurer la force requise pour soulever le poids 24 de 1,17 kg en tirant le câble 10 à travers le tube 12 formant support

enroulé autour de la barre cylindrique 14.

Après la mesure de la force préliminaire, le dynamo-

mètre du type Ametek Hunter a été enlevé du second embout 28 du câble et a été fixé à un actionneur 34 orienté horizontalement qui a été à son tour fixé à une tige de liaison entraînée par un moto réducteur électrique et un vilebrequin L'actionneur 34 a été utilisé pour déplacer par cycles le câble du type push-pull et le poids 24 fixé de 1,17 kg sur une longueur de course de 3,81 cm avec une vitesse de 33, 3 cycles/minute Le câble a été mis en fonctionnement de manière typique sur un total de 2500 cycles, après quoi il a été enlevé de l'actionneur et à nouveau fixé au dynamomètre du type Ametek Hunter pour une seconde mesure de force Après la seconde mesure de force, un embout a été supprimé d'une extrémité du câble et le câble a été retiré du tube formant support pour un

examen visuel de l'usure du câble et du tube Les résul-

tats de l'évaluation sont regroupés dans le tableau 1.

L'exemple 1 était constitué d'un noyau de fils métalli-

ques en acier ayant un recouvrement de ruban de PTFE expansé poreux appliqué directement sur la surface du câble d'acier nu L'exemple 2 était le même que l'exemple 1 à l'exception du fait qu'une couche d'adhésif FEP avait

été extrudée sur le noyau du câble d'acier avant l'enrou-

lement du ruban de PTFE expansé poreux L'exemple 3 était le même que l'exemple 1 à l'exception du fait qu'une couche d'adhésif PFA avait été extrudée sur le noyau de câble d'acier avant d'enrouler le ruban de PTFE expansé poreux Un échantillon imprégné de graphite a été réalisé pour l'exemple 4 en utilisant un câble réalisé selon la

description de l'exemple 3 qui a ensuite été imprégné de

graphite par frottement à la main de graphite en poudre sur la surface du PTFE poreux Finalement, un câble d'acier nu a été testé dans un tube formant support de

PTFE non poreux à titre de contrôle.

Un exemple comparatif supplémentaire a été réalisé pour tester une surface intérieure de PTFE poreux de tube formant support analogue à celui enseigné par le brevet US 4 099 425 Une longueur de 25 cm de tube formant

support en PTFE tel que décrit précédemment a été ali-

menté à travers une matrice métallique munie d'une lame aiguë avec pour résultat que le tube a été fendu en deux moitiés le long de son axe longitudinal de manière propre et uniforme Le reste du procédé de fabrication utilisé pour construire cet exemple est représenté par la figure Une longueur de ruban de PTFE expansé poreux 45 de 12,7 mm de largeur, de 0,05 mm d'épaisseur et d'une

porosité d'environ 70 % a été fixée sur la surface inté-

rieure d'une longueur de tube fendu 41 formant support en plaçant tout d'abord une bande de ruban 43 de FEP non poreux de 12,7 mm de large, et de 0,025 mm d'épaisseur en contact avec la surface intérieure du tube fendu 41 formant support en PTFE et ensuite en plaçant le ruban 45 de PTFE expansé poreux sur le ruban 43 de FEP Une partie du câble 44 d'acier nu ayant un diamètre de 1,2 mm a ensuite été utilisée pour réunir l'ensemble par serrage, l'ensemble a été alors temporairement maintenu réuni par enroulement en hélice d'un fil 49 malléable de petit diamètre L'ensemble a ensuite été placé dans un four à convection d'air chauffé à 330 'C pendant une période de 3,0 minutes La fusion du ruban 43 en FEP a entraîné que le ruban 45 en PTFE ayant une porosité de 70 % a adhéré au

tube fendu 41 formant support en PTFE non poreux.

Après avoir permis un refroidissement, l'enroulement en hélice du fil 49 malléable de faible diamètre et la longueur de serrage du câble 44 en acier nu ayant un diamètre de 1,2 mm ont été supprimés L'ensemble a été enroulé autour du guide 16 de câble et de la barre 14 cylindrique comme représenté sur la figure 6 Du fait que des charges de friction étaient appliquées uniquement sur la surface intérieure du tube fendu 41 formant support adjacente à la surface de la barre cylindrique 14, l'utilisation du tube fendu 41 formant support a été considérée comme représentant de manière précise les résultats qui pourraient être obtenus en utilisant la

même construction dans une forme entièrement tubulaire.

L'ensemble a été testé tel que décrit précédemment en utilisant un câble 11 de 1,2 mm de diamètre de 19 fils en acier nu Les résultats sont représentés dans le tableau

1 au titre de l'exemple 5 Après 880 cycles, le revête-

ment en PTFE poreux du tube formant support était complè-

tement usé sur toute la longueur du tube formant support et le câble avait entièrement traversé en plusieurs

endroits le tube formant support en PTFE non poreux.

Un échantillon de contrôle constitué d'un câble d'acier nu agissant dans un tube formant support en PTFE non poreux a été testé de la même manière que décrit précédemment L'échantillon de contrôle est devenu

défectueux après 950 cycles de fonctionnement en réali-

sant en plusieurs endroits des trous par usure à travers la paroi du tube formant support Par comparaison à la fois avec l'échantillon de contrôle et l'exemple 5, les câbles recouverts de PTFE poreux produisent de manière

surprenante des résultats efficaces.

On peut utiliser différents moyens pour former des embouts aux extrémités du câble comportant des raccords sertis par compression, des raccords de compression à vis et des raccords formés par moulage direct sur la surface d'extrémité du câble Il a été trouvé que pour certaines applications comportant les applications en tant que

câble de changement de vitesse de bicyclette, les rac-

cords sertis peuvent être agencés sans avoir à supprimer le recouvrement du câble à la surface des extrémités du câble.

Une longueur de câble réalisée selon la description de l'exemple 3 a été découpée en longueurs d'environ 10 cm Des raccords

tubulaires sertis en aluminium on été fabriqués à partir d'un alliage 2001 T 3 pour servir d'embouts d'extrémité Les raccords tubulaires sertis avaient un diamètre extérieur de 3,97 mm, un diamètre intérieur de 1,32 mm, et une longueur de 4,8 mm Ces raccords ont été appliqués aux extrémités opposées de trois des longueurs de câble de 10 cm en comprimant chaque raccord entre deux surfaces plates opposées selon un diamètre du connecteur avec pour résultat le fait que

le connecteur a été aplati, en ayant une section trans-

versale allongée d'un diamètre de 3,3 mm entre les surfaces aplaties Un raccord du même type a été fixé par

la méthode ci-dessus à chaque extrémité de trois lon-

gueurs de 10 cm d'un câble en acier nu du même type que décrit précédemment Les six échantillons formant câbles, trois revêtus et trois en acier nu, ont été alors soumis à des essais de traction pour déterminer l'amplitude de la force nécessaire pour retirer un raccord tubulaire serti du câble auquel il avait été serti La traction était appliquée sur deux raccords sertis opposés d'un échantillon de câble unique en utilisant un dispositif d'essai en traction Instron modèle 1011 muni d'une boîte

dynamométrique à 454 kg avec une vitesse de 12,7 cm/minu-

te La valeur de la force à laquelle le raccord serti a

lâché a été lue sur le dispositif d'essai Instron.

Quatre échantillons de câbles nus et cinq échantil-

lons de câbles recouverts ont été réalisés et testés tel que décrit cidessus à l'exception du fait que les raccords avaient été sertis en utilisant un mandrin de

tour à trois mâchoires exerçant un couple de 4,8 kg-m.

Les valeurs moyennes de rupture sont présentées dans le tableau 2 La force requise pour supprimer les rac-

cords sertis des câbles recouverts de PTFE était nette-

ment supérieure à la force approximativement de 4 kg requise pour déplacer un dérailleur arrière de bicyclette en tirant ou en poussant l'extrémité de la poignée de la bicyclette d'un ensemble formant câble de changements de

vitesse typique.

Une longueur d'enveloppe de câble en acier pour changement de vitesse de bicyclette a été découpée en une longueur approximative pour être utilisée comme partie d'un ensemble formant câble de changement de vitesse sur

une bicyclette de marque Specialized modèle Rock Combo.

Un tube formant support de PTFE non poreux du type décrit antérieurement a été agencé dans l'enveloppe en acier du câble de bicyclette en tant que revêtement intérieur Une longueur de 19 brins de 1,2 mm de diamètre du câble en acier nu avait été recouverte d'un ruban de PTFE poreux enroulé en hélice comme décrit antérieurement, sans

utiliser d'adhésif fluoropolymère Une longueur appro-

priée de ce câble à PTFE poreux a été agencée dans l'alé-

sage de l'enveloppe de recouvrement du câble de change-

ment de vitesse, les extrémités de l'enveloppe du câble de changement de vitesse ont ensuite été fixées à des embouts d'extrémité Shimano ayant des joints toriques en caoutchouc situés à l'intérieur L'ensemble formant câble de changement de vitesse de bicyclette résultant a été

monté sur la bicyclette à la place du câble de déplace-

ment habituel qui était constitué d'un enveloppe d'acier avec un revêtement thermoplastique et d'un câble de déplacement en acier nu On a constaté immédiatement une réduction de l'effort nécessaire pour effectuer un changement de vitesse On a fait rouler la bicyclette sur approximativement 970 km ( 600 miles) pour déterminer l'efficacité du nouveau câble de dérailleur pendant une utilisation longue Il a été estimé qu'environ 9000 changements de vitesse ont été réalisés dans les 970 km ( 600 miles) L'effort pour changer de vitesse a été constaté de manière subjective comme étant faible à la fin des 970 km ( 600 miles) En outre, aucun réglage, aucun nettoyage, aucune lubrification, ni autre entretien

n'a été nécessaire pendant l'essai de 970 km ( 600 miles).

Le câble recouvert de PTFE poreux et le tube formant support de PTFE non poreux ont été enlevés de l'enveloppe à la fin des 970 km de l'essai et ont été examinés Aucun trou n'était visible ni dans le tube formant support ni

dans le recouvrement du câble.

TABLEAU 1

Adhésif de FEP N Extrudé Adhésif de FPA Graphite Extrudé Imprégné Force moyenne nécessaire pour tirer avant essai Nombre sur plusieurs de cycles cycles (g) de l'essai Force moyenne nécessaire pour tirer après essai sur plusieurs cycles (g) i 1 NON NON NON 2680 2500 3010

2 1 OUI NON NON 1980 2500 3010

3 2 NON OUI NON 2100 2500 2790

4 1 NON OUI OUI 2740 2500 3310

2 NON NON NON 2970 880 3120

Contrôle 1 NON NON NON 2100 950 2610

TABLEAU 2

Force moyenne pour arracher le raccord serti, (g) Sertissage aplati Sertissage au mandrin à 3 mâchoires câble nu câble recouvert câble nu câble recouvert

1 22, 04 19,65 74, 01 31, 78

Exemple

NO o K) M w K) G F w

Claims (13)

REVENDICATIONS

1 Câble mécanique du type push-pull caractérisé en ce qu'il comporte: a) un noyau ( 11) en fils d'acier, et b) une couche d'adhésif fluoropolymère ( 13) recou- vrant ledit noyau en fils d'acier, et

c) une couche extérieure ( 17) de polytétrafluoroé-

thylène poreux recouvrant ladite couche d'adhésif fluoro-

polymère ( 13).

2 Câble mécanique du type push-pull selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur combinée de la couche d'adhésif fluoropolymère ( 13) et de la couche extérieure ( 17) de polytêtrafluoroéthylène

poreux est plus petite que 0,25 mm.

3 Câble mécanique du type push-pull selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'adhésif fluoropolymère a une surface extérieure lisse ayant une

coupe transversale circulaire uniforme.

4 Câble mécanique du type push-pull selon l'une

quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce

que l'adhésif fluoropolymère est de l'éthylène propylène fluoruré. Câble mécanique du type push-pull selon l'une

quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce

que l'adhésif fluoropolymère est un copolymère perfluoro-

(alkoxy éthylène)/tétrafluoroéthylène.

6 Câble mécanique du type push-pull selon l'une

quelconque des revendications précédentes, caractérisé en

ce que le noyau ( 11) de câble d'acier est un câble

d'acier à plusieurs brins.

7 Câble mécanique du type push-pull selon l'une

quelconque des revendications précédentes, caractérisé en

ce que la couche extérieure ( 17) de polytétrafluoroélthy-

lène poreux est un ruban de polytétrafluoroéthylène

expansé poreux enroulé en hélice.

8 Câble mécanique du type push-pull caractérisé en ce qu'il comporte: a) un noyau ( 11) de fils d'acier, et b) une couche extérieure ( 17) de ruban enroulé en hélice autour du noyau de câble d'acier pour recouvrir le noyau de câble d'acier, le ruban étant constitué de

polytêtrafluoroéthylène expansé poreux ayant une micros-

tructure de noeuds reliés par des fibrilles, les fibril-

les étant orientées dans une direction à peu près paral-

lèle à la longueur du ruban.

9 Câble mécanique du type push-pull selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche extérieure ( 17) de ruban est plus petite que

0,25 mm.

10 Câble mécanique du type push-pull selon l'une

quelconque des revendications précédentes, caractérisé en

ce qu'il est agencé dans l'alésage d'un tube ( 19) formant support avec un jeu entre le diamètre extérieur du câble du type push-pull et le diamètre intérieur du tube formant support pour permettre au câble de type push-pull

de coulisser axialement dans l'alésage du tube support.

11 Câble mécanique du type push-pull selon la revendication 10, caractérisé en ce que le tube ( 19)

formant support a une surface intérieure de polytétra-

fluoroéthylène non poreux.

12 Câble mécanique du type push-pull selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comporte des joints d'étanchéité fixés aux extrémités du tube

formant support.

13 Câble mécanique du type push-pull selon l'une

quelconque des revendications précédentes, caractérisé en

ce que la couche extérieure ( 17) de polytétrafluoroéthy-

lène poreux est imprégnée d'une charge de graphite.

14 Procédé de mise en oeuvre d'un câble du type

push-pull, dans lequel le câble du type push-pull com-

porte un noyau ( 11) de fils d'acier ayant un recouvrement extérieur de PTFE poreux entourant le noyau de fils d'acier sur une partie importante de la longueur du noyau de câble d'acier, ayant des moyens pour fixer un embout à chacune des première et seconde extrémités du noyau en fils d'acier et ayant en outre au moins une partie de la longueur du noyau de fils d'acier reçue dans un tube ( 19) formant support qui permet un déplacement axial du noyau de fils d'acier dans le tube formant support, le procédé

étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consis-

tant à: a) relier un objet au moyen formant embout situé à la première extrémité du noyau de fils d'acier, et b) relier une poignée d'actionnement au moyen formant embout situé à la seconde extrémité du noyau de fils d'acier, et c) fixer le tube formant support sur une surface pour permettre au noyau de fils d'acier de se déplacer

axialement à l'intérieur du tube formant support lors-

qu'il est actionné par la poignée d'actionnement et par

conséquent provoquer un déplacement de l'objet.

Procédé selon la revendication 14, caractérisé

en ce que l'objet est un dérailleur de bicyclette.