FR2784447A1 - Gaine textile pour tube en caoutchouc - Google Patents

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Abstract

Une gaine textile de protection (1) pour tube en caoutchouc comprend des brins entrelacés thermorétractables formant une structure tubulaire déformable élastiquement, les brins comprenant au moins un fil monofilament (2) et un fil multifilament (3).Utilisation notamment pour un raccord dans un circuit de fluides d'un véhicule automobile.

Description

"Gaine textile pour tube en caoutchouc"
La présente invention concerne une gaine textile pour tube en caoutchouc, notamment pour un raccord en caoutchouc monté sur un circuit de fluide dans un moteur de véhicule automobile.
Elle conceme également un procédé de fabrication d'un tel tube de caoutchouc entouré d'une gaine textile conforme à l'invention.
II est connu de renforcer les tubes en caoutchouc, destinés à tre montés sur des circuits de fluide, par un renfort mécanique textile noyé dans l'épaisseur du tube. Ce renfort textile permet d'augmenter la résistance des tubes à la pression interne exercée par le fluide.
Les procédés classiques de fabrication de tels tubes renforcés comportent principalement 1'extrusion d'un substrat tubulaire en caoutchouc, I'enroulement, le sur-tressage ou le sur-tricotage d'une fibre textile sur ce substrat, puis l'extrusion d'une nouvelle couche de caoutchouc pour noyer le renfort textile.
II est connu en outre d'utiliser une gaine de protection mécanique disposée autour du tube de caoutchouc et qui permet de protéger celui-ci des agressions externes et d'améliorer sa résistance à I'abrasion.
Une telle gaine de protection externe est par exemple décrite dans le document US 5 366 771. Elle comprend un textile tissé, mélangeant des fils thermorétractables et des fils stables a la chaleur, le textile étant lui-meme noyé dans un film polymère. Ce textile est fabriqué sous forme de nappe et est enroulé autour du tube, ces bords longitudinaux étant ensuite fixés l'un sur l'autre pour former une gaine tubulaire autour du tube.
Le but de la présente invention est de proposer une gaine textile qui permette notamment de simplifier son montage sur un tube en caoutchouc et de faciliter la fabrication du tube en caoutchouc lui-mme.
La gaine textile pour tube en caoutchouc conforme à l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend des brins entrelacés thermorétractables formant une structure tubulaire déformable élastiquement, les brins comprenant au moins un fil monofilament et un fil multifilament.
Bien que cette gaine soit tubulaire, son montage sur le tube de caoutchouc est facilité par sa structure élastique, permettant sa déformation lors de son enfilement sur le tube.
En outre, la rétraction des brins à la chaleur autorise la conception d'une gaine qui présente un diamètre supérieur au diamètre externe du tube, avant la rétraction des brins, et par conséquent plus simple à enfiler sur le tube.
La gaine tubulaire conforme à l'invention est donc parfaitement adaptée à s'enfiler sur des tubes en caoutchouc de forme variée, et présentant notamment des courbures multiples.
Grâce à la forme tubulaire de la gaine de protection et à l'utilisation d'au moins deux types de fils différents, I'un étant monofilamentaire et l'autre multifilamentaire, on obtient une gaine externe permettant à la fois la protection mécanique contre I'abrasion du tube de caoutchouc et le renforcement du tube à l'égard de la pression interne exercée par les fluides.
Le film monofilament permet de maintenir élastiquement la gaine contre le tube en caoutchouc, qui développe ainsi une force suffisante pour renforcer le tube à t'égard de la pression interne.
En outre, le fil monofilament maintient le fil multifilament en appui sur le tube en caoutchouc, augmentant ainsi la capacité du fil multifilament à protéger le tube en caoutchouc des agressions extérieures et des risques d'usures.
Outre les avantages relatifs au montage de la gaine et au renforcement des tubes en caoutchouc, la gaine textile conforme à l'invention permet par ailleurs de supprimer l'insertion d'un renfort textile dans la masse de caoutchouc formant le tube. La fabrication de ce dernier est ainsi grandement simplifiée.
Selon une version préférée de l'invention, les taux de rétraction à la chaleur du fil monofilament et du fil multifilament sont sensiblement égaux.
La rétraction à la chaleur de la gaine textile autour du tube est donc réalisée de manière uniforme sur l'ensemble des brins, ce qui évite notamment
I'apparition de bouclettes à la surface de la gaine, diminuant sa résistance à I'abrasion et facilitant sa détérioration.
De préférence, les taux de rétraction sont inférieurs à 40 %, c'est-à-dire que la différence de longueur d'un fil avant et après rétraction à la chaleur, reste inférieure à 40 % de sa longueur initiale.
La Demanderesse a en effet constaté qu'au-delà de cette valeur de seuil, et à moins d'augmenter très fortement le diamètre de la gaine textile, la rétraction à la chaleur de cette dernière peut provoquer une déformation du tube en caoutchouc et notamment modifier son cheminement ou restreindre son diamètre interne.
Selon une version avantageuse de l'invention, dès lors que les taux de rétraction du monofilament et du multifilament ne sont pas strictement égaux, le taux de rétraction du fil monofilament est légèrement supérieur au taux de rétraction du fil multifilament.
Cette disposition évite là encore la formation de bouclettes à la surface de la gaine textile après rétraction.
En effet, le fil multifilament, plus compressible que le fil monofilament, peut absorber en se comprimant une légère rétraction supplémentaire de la gaine provoquée par le fil monofilament, au-delà de sa capacité propre à se rétracter.
Selon une version avantageuse, qui procure à la gaine textile une grande souplesse et élasticité facilitant son montage, les brins sont entrelacés sous forme d'une tresse tubulaire souple, le diamètre de ladite tresse augmentant avec la compression longitudinale de ladite tresse.
De préférence, le fil monofilament est en polyéthylène téréphtaiate présentant une grande élasticité, et le fil multifilament est en polyamide de haute ténacité.
Cette composition de la gaine textile est bien adaptée à sa double fonction de renforcement du tube à l'égard de la pression interne et de protection mécanique de ce tube.
Selon un autre aspect de l'invention, un procédé de fabrication d'un tube caoutchouc protégé par une gaine textile conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes :
-extrusion d'un tube en ;
-mise en forme dudit tube ;
-montage de la gaine textile, le diamètre de la gaine étant légèrement supérieur au diamètre du tube de caoutchouc ; et
-vulcanisation du tube recouvert de la gaine textile, provoquant la rétraction à la chaleur de la gaine textile.
Ce procédé de fabrication permet de fabriquer le tube en caoutchouc par extrusion continue, contrairement aux procédés de fabrication classiques qui nécessitent deux extrusions successives pour noyer un renfort textile dans le tube en caoutchouc.
En outre, la rétraction de la gaine est obtenue lors de l'étape de vulcanisation et ne requiert pas par conséquent d'étape supplémentaire par rapport aux procédés classiques de fabrication des tubes en caoutchouc.
Selon un troisième aspect de l'invention, un tuyau en caoutchouc, notamment un raccord utilisé dans un circuit de fluide d'un moteur, est caractérisé en ce qu'il est formé d'un tube en caoutchouc recouvert d'une gaine textile conforme à l'invention.
Ce tuyau en caoutchouc est ainsi renforcé extérieurement par une gaine textile épousant parfaitement sa forme et ne créant aucune surepaisseur, ni plis, à sa surface.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non :
-la figure 1 est une vue illustrant une gaine textile conforme à l'invention ;
-la figure 2 est une vue en perspective d'un tuyau en caoutchouc conforme à l'invention ; et
-les figures 3A, 3B, 3C, 3D et 3E illustrent le procédé de fabrication conforme à l'invention.
On va décrire tout d'abord, en référence à la figure 1, la gaine textile conforme à l'invention.
Cette gaine textile 1 est adaptée à venir recouvrir et protéger des tuyaux en caoutchouc tels que des raccords utilisés sur les circuits de fluides dans l'automobile par exemple.
Cette gaine textile 1 comprend des brins 2,3 entrelacés thermorétractables, c'est-à-dire présentant une capacité de rétraction à la chaleur. Cette capacité de rétraction de chaque brin peut se mesurer à I'aide d'un taux de rétraction, correspondant à la différence maximale de longueur du brin, avant et après rétraction, rapportée à sa longueur initiale avant rétraction à la chaleur. Dans toute la suite de la description, le taux de rétraction correspond à une capacité de rétraction mesurée en étuve sèche à 200 C.
Les brins entrelacés 2,3 forment une structure tubulaire deformable élastiquement.
Dans cet exemple, les brins 2,3 sont entrelacés sous forme d'une tresse tubulaire souple, le diamètre de la tresse augmentant avec la compression longitudinale de la tresse.
Bien entendu, tout type de textile formant une structure tubulaire déformable élastiquement, diamétralement et longitudinalement, peut convenir.
Notamment, la gaine textile peut tre formée de brins tricotés. Les brins 2,3 sont alors tricotés sous forme d'un tricot tubulaire souple, le diamètre du tricot augmentant avec la compression longitudinale du tricot.
Comme bien illustré à la figure 1, les brins comprennent un fil monofilament 2 et un fil multifilament 3.
Les taux de rétraction à la chaleur du fil monofilament 2 et du fil multifilament 3 sont sensiblement égaux, et restent inférieurs à 40 %.
Outre le fait d'éviter une déformation du tube lors de la rétraction de la gaine textile, le maintien du taux de rétraction à une valeur significative mais pas trop élevée permet de ne pas gner le retrait d'un outil de mise en forme introduit dans le tube, tel qu'un mandrin.
Dès lors que les taux de rétraction du fil monofilament 2 et du fil multifilament 3 ne sont pas égaux, il est préférable que le taux de rétraction du fil monofilament 2 soit légèrement supérieur au taux de rétraction du fil multifilament, ce dernier étant moins sensible à la formation des bouclettes car légèrement compressible.
Ainsi, le taux de rétraction du fil monofilament 2 est compris entre 1 fois et 3 fois le taux de rétraction du fil multifilament 3, et de préférence entre 1,5 fois et 2 fois le taux de rétraction du fil multifilament 3.
Plus généralement, le taux de rétraction du fil monofilament 2 peut tre compris entre 0,5 fois et 4 fois le taux de rétraction du fil multifilament.
Le taux de rétraction du fil monofilament 2 est compris entre 3% et 40% et le taux de rétraction du fil multifilament 3 est compris entre 1% et 20%.
Plus particulièrement, le taux de rétraction du fil monofilament 2 est compris entre 5 % et 30 % et le taux de rétraction du fil multifilament 3 est compris entre 5 % et 15 %.
Dans cet exemple, de manière avantageuse, le taux de rétraction du fil monofilament 2 est compris entre 15% et 25% et le taux de rétraction du fil multifilament est compris entre 8% et 15%.
Les proportions de fils monofilaments et de fils multifilaments dans la gaine textile peuvent varier dans une large mesure dès lors que l'élasticité de la gaine reste suffisante pour permettre un montage aisé.
En général, les brins entrelacés comprennent entre deux fils monofilaments 2 pour un fil multifilament 3 et un fil monofilament 2 pour dix fils multifilaments 3, et de préférence entre un fil monofilament 2 pour un fil multifilament 3 et un fil monofilament 2 pour quatre fils multifilaments 3.
Dans cet exemple, la proportion est avantageusement d'un fil monofilament 2 pour trois fils multifilaments 3.
Elle pourrait égaiement tre d'un fil monofilament 2 pour deux fils multifilaments 3.
De manière générale, un fil monofilament à très haut module d'élasticité sera présent dans une moindre proportion qu'un fil monofilament à module plus faible, comparativement au poids total de fils multifilaments employés.
Le fil monofilament 2 utilisé pour son élasticité sera de préférence en polyéthylène téréphtalate.
II peut tre constitué de tout polymère à haut module d'elasticité, tel que les polymères oléfiniques, les polyesters, les oxydes et sulfures de potyphénytène, les copolymères blocs de silicone-carbonate, les polycétones, les polysulphones, les polycarbonates, les polyamides, les résines époxydiques et des mélanges de ces matériaux entre eux.
Le fil multifilament 3 utilisé pour sa résistance à I'abrasion sera constitué de préférence de polyamide tel qu'un polyamide 6 ou un polyamide 6.6. Tout autre type de polymère polyamide ou de polymère résistant à l'abrasion pourra tre choisi.
Cette gaine textile 1 est montée sur un tube en caoutchouc selon un procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes :
-extrusion d'un tube en caoutchouc 4 (figure 3A) selon une technique classique d'extrusion.
Contrairement à l'Art antérieur dans lequel un support textile est noyé dans la masse du tube 4, ce dernier peut tre extrudé en continu grâce à l'utilisation ultérieure d'une gaine textile 1 conforme à l'invention.
En sortie de t'extrudeur 5, un dispositif de coupe 6 permet de découper le tube en caoutchouc 4 à une longueur prédéterminée.
Dans une étape de mise en forme, illustrée à la figure 3B, le tube en caoutchouc 4 est de préférence entité sur un mandrin tubulaire 7.
La figure 3C illustre ensuite le montage de la gaine textile 1 sur le tube 4, le diamètre de la gaine 1 étant légèrement supérieur au diamètre du tube en caoutchouc 4.
Le montage est d'autant plus facile que cette gaine textile 1 est déformable élastiquement comme expliqué ci-dessus, ce qui lui permet d'augmenter de diamètre par compression longitudinale.
Le tube en caoutchouc 4, monté sur le mandrin 7 et recouvert de la gaine textile 1, est ensuite vulcanisé comme illustré à la figure 3D, de préférence dans un four autoclave 8.
Cette vulcanisation provoque la rétraction à la chaleur de la gaine textile 1 qui épouse ainsi parfaitement la surface externe du tube en caoutchouc 4. Elle est réalisée, dans cet exemple de réalisation, de préférence à une température sensiblement égale à 180 C. La température de vulcanisation dépend bien entendu du type de caoutchouc utilisé pour fabriquer le tube 4.
Le mandrin 7 est ensuite retiré, comme illustre à la figure 3E après l'étape de vulcanisation. Comme expliqué ci-dessus, les coefficients de rétraction des brins constituant la gaine textile 1 ne sont pas trop élevés de sorte que la force de rétraction à chaud développée par la gaine textile 1 ne gène pas le démandrinage.
On obtient ainsi, comme illustré à la figure 2, un tuyau en caoutchouc formé d'un tube en caoutchouc 4 recouvert d'une gaine de protection 1.
Les caractéristiques de cette gaine de protection 1 permettent à cette dernière d'épouser la surface extérieure du tube 4 sans former de plis, ni de surépaisseurs, notamment dans les portions courbes du tuyau.

Claims (17)

REVENDICATIONS
1. Gaine textile pour tube en caoutchouc (4), caractérisée en ce qu'elle comprend des brins entrelacés thermorétractables (2,3) formant une structure tubulaire déformable élastiquement (1), les brins comprenant au moins un fil monofilament (2) et un fil multifilament (3).
2. Gaine conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que les taux de rétraction à la chaleur du fil monofilament (2) et du fil multifilament (3) sont sensiblement égaux.
3. Gaine conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que les taux de rétraction sont inférieurs à 40%.
4. Gaine conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le taux de rétraction du fil monofilament (2) est légèrement supérieur au taux de rétraction du fil multifilament (3).
5. Gaine conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le taux de rétraction du fil monofilament (2) est compris entre 1 fois et 3 fois le taux de rétraction du fil multifilament (3), et de préférence entre 1,5 fois et 2 fois le taux de rétraction du fil multifilament (3).
6. Gaine conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le taux de rétraction du fil monofilament (2) est compris entre 3% et 40% et le taux de rétraction du fil multifilament (3) est compris entre 1% et 20%.
7. Gaine conforme à la revendication 6, caractérisée en ce que le taux de rétraction du fil monofilament (2) est compris entre 15% et 25% et le taux de rétraction du fil multifilament (3) est compris entre 8% et 15%.
8. Gaine conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les brins entrelacés (2,3) comprennent entre deux fils monofilaments (2) pour un fil multifilament (3) et un fil monofilament (2) pour dix fils multifilaments (3).
9. Gaine conforme à la revendication 8, caractérisée en ce que les brins entrelacés (2,3) comprennent de préférence un fil monofilament (2) pour deux fils multifilaments (3) ou un fil monofilament (2) pour trois fils multifilaments (3).
10. Gaine conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les brins (2,3) sont entrelacés sous forme d'une tresse tubulaire souple, le diamètre de ladite tresse augmentant avec la compression longitudinale de ladite tresse.
11. Gaine conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les brins (2,3) sont tricotés sous forme d'un tricot tubulaire souple, le diamètre dudit tricot augmentant avec la compression longitudinale dudit tricot.
12. Gaine conforme 6 l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le fil monofilament (2) est en poiyéthyiène téréphtatate.
13. Gaine conforme à l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que le fil multifilament (3) est en polyamide.
14. Procédé de fabrication d'un tube caoutchouc (4) protégé par une gaine textile (1) conforme à l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
-extrusion d'un tube en caoutchouc ;
-mise en forme dudit tube (4) ;
-montage de la gaine textile (1), le diamètre de la gaine (1) étant légèrement supérieur au diamètre du tube de caoutchouc (4) ; et
-vulcanisation du tube (4) recouvert de la gaine textile (1), provoquant la rétraction à la chaleur de la gaine textile (1).
15. Procédé de fabrication conforme à la revendication 14, caractérisé en ce qu'à t'étape de mise en forme, le tube (4) est enfilé sur un mandrin tubulaire (7), ledit mandrin étant retiré après l'étape de vulcanisation.
16. Procédé de fabrication conforme à l'une des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que l'étape de vulcanisation est réalisée à une température sensiblement égaie à 180 C.
17. Tuyau caoutchouc, notamment raccord utilisé dans un circuit de fluide d'un moteur, caractérisé en ce qu'il est formé d'un tube en caoutchouc (4) recouvert d'une gaine textile (1) conforme à l'une des revendications 1 à 13.
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