<Desc/Clms Page number 1>
Cette invention concerne des tuyaux flexibles et elle est particulièrement, bien que non exclusivement, applicable à la fabrication d'un tuyau pour aspirateurs de poussière du type à traîner ou du type à propulser à l'aide d'un manche et pourvu d'un adaptateur pour le nettoyage à un niveau plus élevé que celui du sol.
Suivant une forme d'exécution de la présente invention, un tuyau armé flexible et extensible, comprenant un serpentin d'armature hélicoïdal élastique et un tube ondulé profondément, composé uniquement d'une matière élastomère mince et présentant des ondulations hélicoïdales dont les concavités sont tournées vers l'intérieur et vers l'extérieur, ces dernières étant inoccupées, tandis que les premières contiennent le filament du serpentin d'
<Desc/Clms Page number 2>
armature, est caractérisé en ce que sur une partie au moins du tuyau flexible l'armature est soudée au tube le long d'une aire située à la crête des ondulations, à l'endroit où les surfaces seraient en tout cas en contact dans une position d'extension du tuyau,
tandis que ces surfaces sont libres de se séparer dans des aires adjacentes où elles se trouvent en contact dans la position normale mais non dans la position d'extension.
De préférence, lorsque le tuyau est détendu, une ondulation embrasse le fil; du serpentin d'armature au moins sur la moitié de sa circonférence,tandis que l'aire soudée sous- tend un angle d'environ 60 au centre du fil de l'armature.
Suivant une variante de l'invention un procédé de fabri- cation d'un tuyau armé flexible et extensible, en partant d'un serpentin d'armature hélicoïdal et d'un tube composé uniquement d'une matière élastomère mince, ayant un diamètre initial inférieur à celui du serpentin et qui consiste à étirer le serpentin longitu- dinalement, à dilater radialement un tronçon du tube ayant une longueur libre notablement plus grande que la longueur libre du serpentin, à l'enfiler sur le serpentin lorsque celui-ci est ainsi étiré, à laisser le tube se contracter radialement et embrasser le serpentin, et à laisser celui-ci se contracter longitudinalement et amorcer des ondulations dans le tube entre les spires du.serpentin, est caractérisé en ce que sur une partie au moins du tuyau flexible,
le serpentin de renforcement est soudé au tube le long de la crête ou du soumet des ondulations, aux endroits où ils sont en contact dans la position d'extension, mais est libre de s'en séparer aux endroits où ils sont en contact dans la position normale mais non dans la position d'extension.
Suivent un procédé, le soudage est effectué par l'appli- cation d'un dissolvant ou d'un ciment sur des aires appropriées de l'armature. En variante, le soudage peut être effectué par un dissolvant ou un ciment qu'on laisse évaporer ou sécher lorsque le tuyau se trouve dans la position d'extension.
<Desc/Clms Page number 3>
Dans un autre procédé, où le serpentin d'armature est nécessairement revêtu d'une matière élastomère, on effectue le soudage par chauffage de manière à ramollir la matière élastomère du tube et/ou celle de l'armature et les souder ensemble. Ceci peut être convenablement effectué en chauffant le tuyau flexible par un système de chauffage électrique du genre servant à produire de la chaleur dans la matière du tuyau flexible.
Dans une forme d'exécution de l'invention, le chauffage est effectué par chauffage diélectrique à haute fréquence.
A cet effet, dans une disposition, un courant électrique à haute fréquence est appliqué à une paire d'électrodes, dont l'une se trouve à l'intérieur tandis que l'autre entoure la partie du tuyau flexible' soumise au traitement. Dans une autre disposition, le fil métallique du serpentin d'armature lui-même est employé comme élec trode.
Dans une autre forme d'exécution de l'invention, la chaleur est produite entièrement ou partiellement dans le fil métallique du serpentin d'armature. Ceci peut être obtenu par un chauffage par induction, ou, en variante, en faisant passer un' courant électrique dans le serpentin, en raccordant directement ses extrémités à une source de courante
En matière de tuyaux flexibles pour aspirateurs de poussière, on a quelquefois constaté que les parties d'extrémité adjacentes aux raccords rigides doivent pouvoir résister à un traitement plus sévère, par exemple à un cintrage plus accentué que d'autres parties du tuyau flexible, et la Demanderesse a proposé divers procédés pour former ces parties d'extrémité du tuyau d'une manière différente de la partie restante, en vue de leur donner plus de résistance.
Par exemple dans le brevet belge n 543.059 de la Demanderesse, les ondulations des parties d'extré- mité du tuyau'flexible sont plus profondes que celles des autres parties de celui-ci. Toutefois, dans certains cas, ceci peut pré- senter des difficultés et il peut être désirable de fabriquer le
<Desc/Clms Page number 4>
tuyau flexible en donnant aux ondulations une profondeur uniforme sur toute sa longueur. La présente invention est particulièrement applicable à cette fabrication, auquel cas, suivant une forme d'exécution de la présente invention, seules les parties d'extré- mité d'un tuyau flexible sont traitées de façon à souder le serpentin d'armature au tube.
L'invention peut être mise en pratique de diverses manières, mais on n'en décrira que certaines formes d'exécution spécifiques, à titre d'exemples, avec référence aux dessins annexée, dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un tuyau flexible suivant l'invention, à l'état détendu normal,
Fig. 2 est une vue semblable à la Fig. 1 montrant le tuyau cintré ou coudé de manière que l'un des côtés soit allongé,
Fig. 3 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la Fig. 1, Fig. 4 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la Fig. 2,
Fig. 5 est une vue schématique montrant une façon de souder l'armature au tube à l'aide d'un dissolvant,
Fig. 6 est une vue schématique d'un procédé de soudage de l'armature au tube par chauffage par résistance sur toute la longueur du tuyau flexible,
Fig.
7 est une vue schématique similaire montrant le sou- dage d'une extrémité du tuyau flexible par chauffage diélectrique,
Fig. S est une vue schématique similaire montrant un autre procédé de soudage d'une partie d'extrémité du tuyau flexible par chauffage diélectrique, et
Figs. 9 et 10 sont des vues schématiques semblables, en élévation de. côté et en élévation de face, respectivement, montrant un procédé de soudage des parties d'extrémité du tuyau flexible par l'application du chauffage par induction.
Le tuyau représenté sur le dessin est semblable dans l'en-
<Desc/Clms Page number 5>
semble à ceux décrits dans les brevets belges n s 536.391 et 543.059 de la Demanderesse et peut être fabriqué d'amie manière semblable dans les grandes lignes.
Le tuyau flexible 10 est fait au moyen d'un mince tube flexible 11 en une matière élastomère thermoplastique appropriée (c'est-à-dire en une matière synthétique semblable au caoutchouc) telle que le chlorure de polyvinyle et d'un ressort à boudin ou serpentin d'armature hélicoïdal 12 formé d'un fil métallique à ressort 13 recouvert ou enveloppé d'une gaine en matière élastomère thermoplastique 14, de préférence en même matière que le tube 11.
Dans la fabrication du tuyau flexible qui est décrite brièvement ci -après, le serpentin d'armature 12 est précontraint de telle manière qu'il tend à se resserrer lorsqu'il est libre de le faire et, comme c'est indiqué sur les figs. 1 et 3, le tube 11 est profondément ondulé et présente des ondulations hélicoïdales profondes 15 dont les concavités sont tournées vers l'extérieur et des ondulations correspondantes 16 dont les concavités sont tournées vers l'intérieur. Le fil du serpentin se trouve dans l'ondulation 16 dent la concavité est, tournée vers l'intérieur, et à l'état normal non tendu représenté sur les figs. 1 et 3, les spires adja- centes du serpentin ne sont séparées que par les deux épaisseurs intercalaires de la paroi du tube 11.
Dans'la position normale représentée, sur les figs. 1 et 3, l'ondulation embrasse étroi- tement le fil métallique au moins sur la moitié de sa circonférence.
Les extrémités du tuyau flexible se fixent à. des raccords métalliques (non représentés) et spécialement dans les parties - d'extrémité du tuyau flexible proches de ces raccords, le tuyau peut avoir tendance à se couder à un petit rayon de courbure et 1'ne spire du serpentin d'armature risque de sortir de l'ondula- tion ou elle est logée. Pour empêcher ceci, le serpentin d'armature 12 est soudé' à la paroi du tube 11, à la partie de la circonférence du fil qui tend toujours à venir en contact avec le tube, même lorsque le tuyau flexible est étiré au maximum.
<Desc/Clms Page number 6>
. En conséquence, les surfaces en regard l'une de l'autre de la gaine de l'armature et du tube sont soudées ensemble le long d'une aire 18 s'étendant sur la crête de l'ondulation à l'endroit où elles tendent à venir en contact, même lorsque le tuyau flexible est étiré au maximum. Le long de la partie 19 de la circonférence du filament de chaque côté de la surface 18 de la crête, la paroi du tube est libre de se séparer du fil d'armature, de telle sorte qu'il n'y a aucune tendance à un excès de tension ou à un arrachement lorsque le tube est allongé.
En conséquence, lorsque le tuyau flexible se coude à un petit rayon de courbure comme c'est représenté sur la Fig. 2, la paroi du tube peut se "dérouler" du fil de manière que les ondulations s'aplatissent et permettent à cette partie du tuyau flexible de-s'allonger dans une notable mesure. De même, lorsqu'une partie du tuyau jlexible est étirée, la paroi du tube peut se "dérouler" de l'armature de manière que ses ondulations s'aplatis- sent.
Toutefois, en pratique, même si le tube et l'armature n'étaient pas soudés ensemble, ils resteraient en contact le long d'une aire appréciable à la crête de l'ondulation, même lorsque le tuyau flexible est étiré au maximum, l'aplatissement des ondulations sur le côté extérieur du coude représenté sur la Fig. 2 étant tellement exagéré qu'il ne pourra pour ainsi dire jamais se produire en pratique. En soudant l'armature au tube le long de cette aire, toute possibilité d'un déplacement de l'arma- ture d'une ondulation à l'autre est éliminée, tandis qu'en même temps il n'y a aucun danger d'une surtension ou même d'un arrache- ment de la paroi du tube et que la flexibilité et l'extensibilité du tuyau flexible restent entières.
La fabrication du tuyau flexible représenté peut être. réalisée dans ses grandes lignes comme c'est décrit dans les brevets précités et il est inutile de la décrire ici en détail. En bref, le fil métallique 13 du serpentin d'armature 12 est revêtu d'une gaine 14 soit avant soit après que le fil métallique a été enroulé
<Desc/Clms Page number 7>
en hélice et précontraint de manière que ses jpires tendent à se resserrer jusqu'à venir en contact les unes avec les autres.
Le serpentin d'armature est alors placé sur un mandrin et étire jusque à présenter deux à quatre fois sa longueur naturelle. Le mandrin peut avoir une enveloppe élastique susceptible d'être gonflée pour supporter le serpentin étirée avec ses spires convenablement réparties soit uniformément soit non uniformément.
Le tube en élastomère 11 qui a normalement un diamètre inférieur à celui du serpentin 12, est alors gonflé et enfilé sur le serpentin étiré 12, puis est dégonflé de manière à se contracter autour du serpentin.
Le serpentin d'armature est alors relâché et on le laisse se contracter longitudinalement et amorcer les ondulations du tube en élastomère 11.
La phase suivante consiste à appliquer un dissolvant à l'intérieur de la carcasse. Ceci peut être effectué en bouchant une extrémité de la carcasse, en versant dans celle-ci une quantité appropriée d'un dissolvant par son autre extrémité, en bouchant cette dernière extrémité et en secouant ou en faisant tourner la carcasse jssqu'à ce que toutes les surfaces intérieures soient humectées de dissolvant. Le dissolvant peut consister en toute substance appropriée capable de ramollir la matière du tube et le revêtement de l'armature, par exemple, un mélange en parties égales de toluène et de méthyléthylcétone,
Le liquide dissolvant en excès est alors déversé de la carcasse et on laisse reposer celle-ci jusqu'à ce que l'excès de dissolvant'restant se soit évaporé.
Comme c'est représenté sur la fig. 5, un bouchon 20 est alors introduit dans une extrémité de la carcasse et l'autre extrémité est serrée autour d'un tuyau d'air chaud 21 qui peut être relié à l'échappement d'un aspirateur de poussière ou à toute autre source appropriée d'air chaud sous pression. Dans le bouchon 20 se trouve une soupape de sortie réglable 22 au moyen de laquelle
<Desc/Clms Page number 8>
l'échappement de l'air peut être réglé pour contrôler la pression à l'intérieur de la carcasse.
De l'air chaud est alors amené par le tuyau d'air chaud 21 à l'intérieur de la carcasse sous une pression appropriée pour allonger la carcasse axialement, et en même temps la dilater circonférentiellement comme c'est représenté sur la fig.5.
La soupape 22 est réglée et la source de pression choisie de telle manière que la paroi du tube est dilatée en substance dans la mesure indiquée schématiquement sur la fig. 5 où les ondu- lations se trouvent en contact avec le fil de l'armature sur une aire de la crête représentant un arc d'environ 60 .
L'arrivée d'air chaud est poursuivie jusqu'à ce que cet air ait évaporé le dissolvant et soudé les ondulations à la gaine de l'armature sur la surface de la crête mentionnée. Le temps nécessaire varie suivant les circonstances et peut être déterminé empiriquement pour répondre à n'importe quelles conditions particulières.
La carcasse est alors relâchée et se contracte partielle- ment, mais ne se rétracte pas complètement car la chaleur qui lui a été appliquée pendant le soudage n'est pas suffisante pour ramollir le tube 12 suffisamment pour provoquer un affaissement complet.
On -place alors la carcasse dans un réservoir d'eau chaude à une température réglée thermostatiquement entre 165 et 180 F (74 et 82 C). Les extrémités de la carcasse du tuyau flexible peuvent être obturées pour empêcher l'entrée de l'eau. La chaleur ainsi. appliquée ramollit les parois du tube et permet à. l'armature de le contracter pour l'amener dans la position représentée sur la Fig. l.
La carcasse est laissée dans le réservoir pendant quelques secondes et est ensuite enlevée et refroidie ou laissée à refroidir.
Dans le tuyau flexible ainsi formé il n'y a pas de danger que les spires de l'armature quittent les ondulations où elles sont logées lorsqu'on coude fortement le tuyau ou qu'on l'allonge
<Desc/Clms Page number 9>
fortement,mais, et ceci n'est pas la qualité la moins importante, l'extensibilité et la flexibilité du tuyau flexible ne sont pas altérées et sa paroi n'est pas affaibilie par le soudage.
La fig. 6 montre schématiquement un autre dispositif pour souder le tube à l'enveloppe du serpentin d'armature en chauffant ce dernier par chauffage par résistance.
A cet effetle tuyau flexible est supporté par un long banc 25 présentant dans sa surface une auge peu profonde de lon- gueur suffisante pour 'recevoir le tuyau flexible allongé. En dessous du banc ,se trouve un moteur électrique 26 actionnant un treuil 27 destiné à enrouler ou dérouler simultanément deux câbles 28 et '29. Le câble 28 passe autour de poulies 30 et 31 pour attaquer une,extrémité du tuyau flexibletandis que le câble 29 passe sur des poulies 32 et 33 pour attaquer l'autre extrémité du tuyau flexible. Les extrémités des câbles 28 et 29 portent des crochets ou des pinces 34 et 35 qui sont ainsi aussi reliés à des conducteurs électriques flexibles 36 et 37 reliés par l'intermé- diaire d'un mécanisme de commande 38 aux bornes d'amenée 39.
Le tuyau flexible à souder est placé dans l'auge et les extrémités de son armature sont dépouillées du chlorure de vinyle et repliées pour former des crochets. Les pinces ou crochets 34 et 35 sont attachés aux extrémités dénudées de l'armature du tuyau et le moteur 27 est alors mis en marche pour enrouler les câbles 28 et 29, en exerçant ainsi une traction sur les extrémités opposées du tuyau flexible en sens inverse l'une de l'autre de ma- nière à étirer le tuyau.
Le moteur est agencé pour actionner par l'intermédiaire d'engrenages des interrupteurs fin de course (non représentés), de telle sorte que lorsque le tuyau.flexible a été étiré dans la mesure voulue, un interrupteur fin de course provoque la mise hors circuit du moteur et l'envoi d'un courant aux conducteurs flexibles 36 et 37 et dans le serpentin d'armature.
Le courant de la source 39 peut être du courant continu ou du courant alternatif à la fréquence normale de la distribution.
Le mécanisme de commande 38 comprend une minuterie qui, après un.
<Desc/Clms Page number 10>
laps de temps approprié, coupe le courant dans l'armature, et, après un nouveau laps de temps pendant lequel le tuyau peut refroidir, met le moteur en circuit en sens inverse pour permettre au tuyau flexible de revenir à sa longueur normale.
Le chauffage de l'armature a pour effet de ramollir la gaine de chlorure de polyvinyle, de la rendre visqueuse et de la scuder au tube 10, à la crête des ondulations. Le tuyau flexible est maintenu en extension jusqu'à ce qu'il soit refroidi suffisaient pour que les surfaces qui viennent en contact par après ne se soudent pas entre elles.
Fig. 7 montre une autre forme d'exécution de l'invention où le soudage à la crête des ondulations est effectué par chauffage diélectrique.
L'appareil comprend une table 40 portant une paire de mâchoires de serrage isolées 41. Immédiatement au-dessus de la table se trouve une électrode extérieure tubulaire 42 moulée de façon que son axe soit vertical. A une certaine-distance au-dessus de l'électrode 42, le cylindre à double effet 43 d'un vérin hydraulique est porté par une poutre ou un bras surélevé.
Le plongeur 44 du vérin hydraulique porte un moteur électrique 45 dont l'arbre 46 comprend une partie isolante 47 et porte à son extrémité inférieure un écrou 48 conformé de façon à coopérer avec la rainure hélicoïdale du tuyau flexible, de telle sorte que l'écrou peut être vissé sur l'extrémité du tuyau et la maintenir.
L'électrode extérieure 42 est reliée à une borne (de préférence la borne sous tension) d'une génératrice à haute fréquence 49, tandis que l'autre borne, de préférence mise à la terre, est reliée par un conducteur flexible 50 ou par un balai coulissant à une électrode intérieure 51 s'étendant vers le bas coaxialement à l'intérieur et au-delà de l'écrou 48.
Le soudage s'opère comme suit. Le préposé à l'appareil présente une extrémité du tuyau flexible à l'écrou 48 et met le moteur 45 en marche de manière à faire tourner l'écrou pour
<Desc/Clms Page number 11>
le visser sur le tuyau. Le moteur est mis hors circuit automatique- ment par un interrupteur fin de course approprié. Le cylindre 43 est alors actionné pour élever l'écrou 48 dans une position intermédiaire où les mâchoires de serrage 41 sont amenées à saisir la face extérieure du tuyau flexible à une distance appropriée de son extrémité., Le cylindre 43 est de nouveau actionné pour élever l'écrou dans une position finale, en tendant ainsi la partie du tuyau flexible située entre l'écrou 48 et les mâchoires de serrage 41.
Lorsque le plongeur 44- atteint sa position finale, un interrup- teur fin de course l'arrête et met en circuit la génératrice 49 de manière à effectuer le chauffage diélectrique de la partie du tuyau flexible comprise entre l'écrou 48 et les mâchoires 41.
Après un laps de temps approprié, la génératrice est mise hors circuit automatiquement et on laisse refroidir le tuyau flexible, après quoi le cycle mentionné est renversé, c'est-à-dire que l'écrou 48 est abaissé dans sa position intermédiaire, les mâchoires de serrage sont écartées, l'écrou est abaissé dans sa position initiale et le moteur 45 est excité en sens inverse pour dévisser l'écrou de l'extrémité du tuyau flexible.
La disposition représentée sur la fig. 8 ressemble beau- coup à celle de la fig. 7 et les parties correspondantes portent les mêmes chiffres de référence. Toutefois, dans ce cas, l'écrou 48 et le moteur 45 sont supprimés; l'extrémité de l'armature du tuyau flexible est dénudée et on la relie .électriquement à un crochet 52 qui est à son tour relié électriquement au conducteur 50 de la source à haute fréquence. L'extrémité de l'armature est simple- ment accrochée au crochet 52, aucune rotation n'est nécessaire pour la fixer.11. et le fil métallique d'armature lui-même tient lieu d'électrode intérieure pour le chauffage diélectrique.
Le fonctionnement du dispositif de la fig. 8 est semblable à celui du dispositif de la fig. 7. L'extrémité de l'armature est accrochée au crochet 52 et les mâchoires de serrage 41 sont fermées pour serrer une partie du tuyau flexible comportant un nombre
<Desc/Clms Page number 12>
approprié de spires depuis son extrémité. Le cylindre 43 est alors actionne peur tendre cette partie du tuyau et la tirer è l'inté- rieur de l'électrode extérieure, après quoi la tension à haute fréquence est appliquée entre l'électrode extérieure et le fil métallique de l'armature. Après une période appropriée, le courant est coupé et après une nouvelle pause pour refroidissement, le cy- lindre 43 est actionné pour abaisser l'extrémité du tuyau flexible et les pinces ou mâchoires 41 sont écartées.
Le dispositif représenté sur les figs. 9 et 10 est sem- blable sous certains rapports à celui de la fig. 7, mais est monté horizontalement, emploie le chauffage par induction et est agencé pour traiter les deux extrémités du tuyau flexible simultanément.
Un cylindre à double effet 60 porte un plongeur 61 supportant une paire de moteurs électriques 62 dont les arbres 63 sont pourvus à leurs extrémités des écrous 64 destinés à être vissés sur les extrémités du tuyau flexible. Chacun des arbres 63 passe dans un inducteur 65 tel qu'un enroulement hélicoïdal formé d'un tube conducteur à l'intérieur duquel on fait circuler un agent de refroi- dissement. Les inducteurs 65 sont raccordés à une génératrice à haute fréquence 66. Du côté des inducteurs opposé à celui où se trouvent les moteurs 62,est monté un cylindre à double effet 67 servant à actionner deux paires de mâchoires de serrage 68.
Le.fonctionnement est dans l'ensemble semblable à celui de l'appareil de la fig. 7, c'est-à-dire que le préposé présente les deux extrémités du tuyau flexible aux deux écrous 64 et met en marche les moteurs 62 pour visser les écrous sur ces extrémités.
Ensuite,on actionne le cylindre 60 pour amener les écrous dans une position intermédiaire, on ferme les mâchoires de serrage 68 et on actionne le cylindre 60 pour amener les écrous dans une position finale, de manière à mettre en extension les parties d'extrémité du tuyau flexible. L'inducteur est ensuite excité de façon à chauffer le serpentin d'armature par induction à haute fréquence, et après un laps de temps prédéterminé il est de nouveau mis hors circuit pendant
<Desc/Clms Page number 13>
qu'on laisse refroidir 1* armature, après quoi le cycle des opérationr: est renversée
Dans une autre variante, non représentée, le tuyau flexi-
EMI13.1
ble est chauffé sur toute sa longueur au moyen d'un- inducteur.
Dans ce but le tuyau flexible est chauffé sur un long mandrin isolé et ses -frémîtes sont fixées par des écrous comme il a été cecrit pour les :L ;s 7 y 9 et 10. Une bobine d'induction mobile est ?.l3s déplacée ci?r.n bout à l'autre du tuyau flexible à une vitesse a?:'-'./.-:'.'3.'3 pour chauffer chaque partie a tour de rôle et souder ainsi les des ondulations à armature.
REVENDICATIONS. eo-: r?: r::.- w:.s: b?w et extensible comprenant un serpentin dE-rrature halicollfai élastique et un tube profondément ondulé constitue ^,??⯠"=EY.?r'.:1-é: t,. '..'!2Cj ':?.'Lâ e'e élastomère mince et présentant des ondulations dent les concavités sont tournées alternativement vers l'intérieur et eds 1J extérieur les ondulations à concavités tournées vers ls extérieur étant inoccupées tandis que les autres contiennent le fil du s'ïCn'G'i1 d9cW:
f'!a.L'ürea caractérisé en ce que sur une partie au moins du tuyau flexible l'armature est soudée au tube le long d-'une aire située à la crête des ondulations à l'en- droit où les surfaces seraient en tout cas en contact dans la position d'extension de tuyau, tandis que les surfaces sont libres de se séparer dans les aires adjacentes où elles se trouvent en con- tact dans la. position normale, mais non dans la., position d'extension..