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"Tuyau souple très résistant"
La présente invention concerne un tuyau souple du type comportant un élément tubulaire intérieur souple recouvert d'une série de fils métalliques peu inclinés sur l'axe, eux-mêmes en- veloppés par des clients servant à augmenter la.
résistance circulaire, le tout étant enfermé dans une gaine externe en Ratière plastique* La demande de brevet des Etats-Unis a'Amérique, N 771 984, du 5 Novenbre 1958, au nom de Cadwallader,
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décrit un tuyau souple de ce type. Ce genre de tuyau est prévu poux* loger un élément ou câble central dans un.tuba en matière plastique ayant' une faible résistance au glissement*
Le tube fabriqué conformément à la de* mande de brevet précitée consiste, en gros, en un fourreau en matière plastique en un matériau à faible résistance au glissement, tel que le Téflon.
De façon précise, le tube intérieur en Téflon est recouvert d'un bobinage à spires rapprochées de fila peu inclinés sur l'axe, pair exemple d'un pas de 30 on, constituant une gain* supportant les efforts de tension. Pour augmenter la résistance circulaire ou à la compression d'un tel tuyau, on entoure la gaine en fils de grand pas d'une série de torons de verre ou de fila métalliques enroulés avec un faible pas, par exemple de 12,5 mm.
Que l'on utilise des torons de verre ou du fil métallique enroulés avec un faible pas, ce genre de tuyau s'avère beaucoup plus résistant à la tension qu'à la compression. De façon précise, avec huit torons de verre enroulés avec un faible pas,on obtient un tube dont la résistance à la rupture et à la compression est de 340 kg et da- vantage, suivant la dimension du tuyau. Ce m$me tuyau se romprait pour des tensions dépassant de beaucoup 1400 kg.
On peut augmenter la résistance à la com- pression d'un tel tuyau en remplaçant les torons de verre par de la corde d'instruments de musique
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d'un diamètre de par exemple 0,4 mm, pour un tuyau ' d'un alésage de 4,75 mm. 'Une telle substitution et l'emploi do fils métalliques d'un diamètre de
1,1mm enroulés suivant un grand pas, permettant d'obtenir un tuyau qui cède sous les effets de compression aux environs de 1090 kg. Toutefois, le' tuyau commence à céder pour une compression d'en. : viron 910 à 955 kg, et devient inutilisable une fois qu'on l'a soumis à un tel effort de rupture..
Et même cette amélioration de la résistance à la compression est insuffisante dans certains milieux soumis à dos efforts de compression importante.
C'est ainsi que dans les commandes de direction de moteurs hors-bord, lea efforts de compression instantanés dépassent fréquemment, dans les canalisations de type oonnu, la charge do compression limita de tuyaux utilisant des tubes intérieurs en matière plastique. Dans le cas d'une commando de direction do moteur hors- bord, il est fréquent que, dans le mécanisme de direction, il y ait un gain mécanique dans le rap- port de 16 à 1 entre! le volant et le moteur. De la sorte, la force do direction exercée par l'opéra- teur est multipliée par seize, ce qui dans des conditions strictes peut imposer au tuyau dos et- forts élevés.
Une autru source d'efforts importante supportés par le tuyau dans do talles conditions réside dans le retour des charges imposées au mo- tour. C'est ainsi, par exemple, qu'une vague frappant un moteur peut soumettre le tuyau de com-
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mande à des efforts momentanés importants de com- pression qui provoquent sa rupture.
Par ailleurs, on sait depuis longtemps fabriquer un tuyau souple ayant une très grande résistance à la compression dans différentes direc- tiens, utilisant un tube intérieur à un seul en- roulement ou du type à ruban dont les spires sont jointives. Un tel tube intérieur est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2 187 873, du 23 Janvier 1940, au nom de Bratz.
Un tel tubo possède une résistance de colonne considérable. Jusqu'à la réalisation du tuyau objet du prient brevet, los efforts pour profiter de la faible résistance au frottement et de l'étanchéité aux saletés des tubes intérieurs en matière plastique ont été faits aux dépens de la résistance à la compression du tuyau et se sont avères infructueux dans certains cas.
La présonte invention concerne un tuyau souple utilisant un tel tube intérieur en matière, plastique et remarquable pour sa très forte résis- tanco à la compression.
Dans la présente invention, le tube inté- rieur souple on matière plastique est recouvert d'un bobinage à spires très rapprochées de fils mé- talliques très peu inclinés sur l'axe qui constitue une gaine supportant les efforts de tension. Cette gaine est elle-même recouverte d'une première cou- che d'éléments enroulés suivant un faible pas dans
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un sons, et d'une seconde couche d'éléments enrou- lés égalaient suivant un faible pas dans le sens opposé et recouvrant la première couche. comme pour les tuyaux do type connu, l'ensemble est enfermé dans uno gaine on matière plastique.
Par opposition avec lo tuyau cité plus haut, dans lequel tous les fils enroulés suivant un faible pas ont la même sens par rapport à la gaine do tension, ce tuyau commençant à céder sous les efforts de compression aux environs de 910 kg, le tuyau selon l'invention, qui fait appel à des fils de même dimension et en cône nombre mais repartis en doux couchûs distinctes enroulées dans des sens opposés, ne cède sous les efforts de compression qu'au delà de 1400 kg.
Un autre avantage du tuyau selon l'in- vention résida dans le fait que, grâce à la manière nouvelle d'enrouler les fils à pas faible, la li- mite d'élasticité se trouve à quelques kilogrammes de la limite de rupture sous l'effet de la compres- sion. Etant donné qu'un tel tuyau, quelle que soit son application, est inutilisable lorsque l'on a dépassé la licite d'élasticité, il est avantageux que cotte limite soit aussi voisine que possible du point de rupture.
D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention rassortiront de la des- cription qui va suivre, faite en regard des des- sins annexés et donnant à titre explicatif mais
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nullement limitatif une forme de réalisation de la canalisation salon l'invention*
Sur cas dessins :
- la figura 1 est une vue du tube, avec arrachement - la figure 2 est une coupe faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1 - la figure 3 est une vue partielle mon- trant, déroulés en partie, les couches de fils en- roulas suivant un pas faible*
Sur la figure 1, un tuyau souple 10 se compose d'un tube intérieur souple 12 en matière plastique, réalise on tout matériau approprié ayant une faible résistance au frottement, et en ou- tre chimiquement inerte sous l'effet do l'eau, de l'huile ou autres substances auxquelles le tuyau risque d'être exposé en cours d'utilisation.
Une âme 14 mo il* dans le tube 12 peut Être constituée par un élément à nouvoment de va-et-vient ou tournant, ou les doux.
Des fils métalliques 16 à spires rappro- chées sont enroulés autour du tube intérieur 12 suivant une hélice à long pas (par exemple d'un pas de 30 en) et constituent une gaina désistant aux efforts de tension. L'expression fils 16 à spires rapprochées ne signifie pas que les spires voisines se touchant.En réalité, et comme le mon- tro bien la figure 2, il vaut mieux laisser un certain intervalle entre les spires pour réduire de façon importante le frottement entre fila
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quand on courbe le câble, ce qui permet au tube du donourur très souple.
Lorsque les fila enroulés suivant un grand pas bout sorrés ou se touchent
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do aanière à constituer uno gaine formée, le fret- tucumt entre fila an contact diminue oonsi4érable- aoat la aouplosse du tuyau et en particulier, sa tendance à revenir du lui¯n±ne rcotiligno. En défini- tive, l'expression fila à spires rapprochéos earou- lés suivant un grand pas signifie simplement le jeu total entra fils voisina est insuffisant pour permettre d'intercaler entro ces fils un autre fil de
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m3ma diaètrl3.
Le cnlibre des fila jij varie, bien enten- du, en fonction de la dimension et do la rigidité à donner au tuyau. Par exemple, avec un tube plastique
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de 4175 ma de diantre intérieur, on pout utilisor 21 fils unroulus suivant un grand pas, d'un diamè- tro de 1,1 mm.
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Ld tuyau tel qu-3 décrit jusqu'à présont peut loger do façon arao ible l'âne ou câble 14 dans le tube 12 on matière plastique, et il peut égaleront supporter dos efforts de tension. La partie suivante du tuyau se compose des deux groupes
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de fils métalliques 18 ut 20 enroulés autour do la gaine 16.
Dans la forme de réalisation décrite, la première couche ou couche intérieure 18 se con- pose de quatre fila enroules suivant un faibla pas, tandis que la seconde couche (couche 20) re-
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couvrant la première 09- do m8no constituée par quatre fils enroulus suivant lo môme pas mais
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dans le sons opposa de manière à être croisse avoo eaux de la première séria* Les fils croisas 18 et 20 empêchent les fils 16 enroulés suivant un grand pas de se dic- tondre ou se tordra sous l'effet de la compression, et ils augmentant ainsi do façon appréciable la résistance circulaire de l'ensemble du tuyau.
L'importance du croiseront des doux cou- ches 18 et 20 de fils enroulés suivant un faible pas, en combinaison avec des fils 16 sous-jacents enroulés suivant un long pas, a déjà été prouvée de façon très natte on montrant que des fils on- roulis suivant un faible pas dans un seul sens donnent un tuyau qui cède sous les efforts do com- pression aux environs de 910 kg, tandis que ai l'on répartit cas fils on deux couches dont la moitié est enrouler dans un sons et l'autre moitié dans l'outre sons, on obtient une amélioration d'envi- ron 50 lA do la résistance à la compression, ce qui conduit à environ 1400 kg.
Il est important que cotte amélioration considérable de la résistance la compression du tuyau soit obtenue sans faire appel à un plus grand nombre d'éléments et sans augnontor le poids total ni la prix de rovient.
Il est à remarquer également que les fila constituant les couches intérieures 18 et extérieures 20 n'ont pas besoin d'être entrela- cés mais qu'il suffit de les déposer on couches distinctes, ce qui simplifia considérablement la fabrication du tuyau et augmonte do beaucoup la
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vitesse do cotte fabrication par rapport au cas due fils tissas.
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On peut bien entendu codifier l'incli- naiaon dos fila 18 et LOt nais on a constaté qu'un pas do 12 mm était satisfaisant. En d'autres ter- mes, le fil fait un tour couplet sur une longueur d 12 mm comptée suivant l'axe du tuyau.
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Conrje cela apparaît bien sur les figuras 1 et 3, la gaina de tension 16 est enroulée à droite. Il est avantageux que les fils de la première couche 18 de fils montés suivant un faible pas soient enroulés dans le sens inversa du sens de
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ooux do la gaine (c'ost-a-dire & gauche dans le cas préaont). On estime qu'un tel nontage contri- bue égalemant à augmenter do façon surprenante la
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résistance du tuy-au à la compression.
Il est important de notur que les file 18 ot 20 enroulés suivant un faible pas ont un
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dioaètru bion inférieur tu cului de$ fils j2 forte- ment inclina aur l'axe. En général, leur diamètre
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est à pou près la moitié de celui des fils 16.
II y a dû nobrux uvintagos à pouvoir utllisor dus fils 3nroulés suivant un faible pas dont le di3;,.ètrv soit faible. Couw signalé, la façon tout nouille dont sont disposés les fils 8 at 2 "n.1-.1I..nt,; d'environ 50 % la ra18t.noO A la oonpr8Dion. De plus, grcc à Jour faible dia- mètre, ces fils peuvent être installas en dévi-
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dant des bobinas, ooaao c'est le cas pour la
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poso du fila toxtilos ou la boudinaga de tîbres.
Oola est op6cialouont important quand ces fils doivent être enroulas suivant un faible pas.
Quand le fil monté suivant un faible pas est plus lourd, il douando pour être enroula beaucoup plue
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do tonps qu'il n'en faut; pour, montt.,ll" les fils 16 enroulas suivant un grand pas, ce qui raluntit la fabrication. Au contraire, on peut enrouler les
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fils 18 et 20, suivant un faible pas à,iqu près à la uece vitoese que los fila 16 enroulés suivant un grerid pas co qui assure une fabrication rapide.
On réalise on outre uno diminution du prix de revient ot du poids en utilisant les fils 18 ut 20 de faible diamètre.
On acheva le tuyau 10 on oxtrudnt une
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gaine plastique 2â i colle-ci peut dtre en toute natièro plastique appropriée possédant les proprié- té physiques voulues compatibles avec la destina- tion du tuyau. On peut citer coolie t1o.t6r1aux 8atls... faisants 1 10 "Nylon", le '(T4floaM le pol1éth;ylno. le polypropylènet atc, Couav le aontyont bien les figure$ 1 et 2, la gaine plastique est xtru60 pour pouvoir s'introduire dana les insteraticoo entre lés file 18 1". t 20. Do catt-e ll'Wn1èro la Saine est fixée fer- momant au tuyau. De plus, lce spires do fila et 20 conservant 1' orientation qu'ils avaient au dé- but.
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En .r'5umé, l'invoation fournit uno 40:.1- binaieon nouvelle 49416monte dispoada de Baniè*1*
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à profiter d'un tube intérieur à résistance au
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glissement! très faible, se qui en mame tape donne un tuyau ayant une résistance la compression au,
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périouru d'au moins 50 bzz à cella dos tuyaux analo- sues utilisas jusqu'à ce jour.