Procédé pour le traitement d'un tuyau flexible extensible renforcé
La présente invention a pour objet un procédé pour le traitement d'un tuyau flexible extensible renforcé utilisé notamment pour un aspirateur de poussière, soit du type cylindrique horizontal, soit du type à manche de commande muni d'un raccord pour le nettoyage au-dessus du plancher.
Le procédé selon l'invention se rapporte au traitement d'un tuyau flexible extensible renforcé comprenant un enroulement de renforcement hélicoïdal élastique en fil métallique enveloppé d'un revêtement en une matière élastomère et d'un tube profondément ondulé de matière mince élastomère muni d'ondulations hélicoïdales s'ouvrant vers l'intérieur et vers l'extérieur, la dernière ondulation étant inoccupée tandis que la première contient l'enroulement de renforcement.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on chauffe le tuyau par un chauffage électrique servant à produire de la chaleur dans la matière du tuyau pour souder ensemble les surfaces en contact du tube et du revêtement du renforcement.
Dans une mise en oeuvre préférée du procédé, le tube est maintenu étendu alors qu'il est traité de manière à dégager partiellement l'ondulation du fil de l'enroulement et de limiter la liaison au sommet de l'ondulation où ils sont en contact dans la position étendue. Ce caractère forme l'objet du brevet suisse
No 335271.
Dans une autre mise en oeuvre particulière, le chauffage est effectué par un chauffage diélectrique à haute fréquence. Dans ce but, un courant électrique haute fréquence peut être appliqué à une paire d'électrodes, l'une à l'intérieur et l'autre entourant la partie du tuyau à traiter. Dans une variante, le fil d'enroulement de renforcement peut être lui-même utilisé comme une électrode.
Dans une autre variante, la chaleur est produite au moins partiellement dans le fil de renforcement.
Ceci peut être réalisé par chauffage par induction ou alternativement en faisant passer un courant électrique à travers l'enroulement en reliant directement ses extrémités à l'alimentation.
Dans un tuyau pour aspirateur de poussière, on constate souvent que les parties d'extrémité adjacentes aux organes d'accouplement rigides doivent supporter un traitement plus rude; elles sont, par exemple, davantage pliées que les autres parties du tuyau et la titulaire a déjà proposé divers procédés pour former ces parties d'extrémité du tuyau différemment du reste, de manière à supporter les traitements plus rudes. Par exemple, selon le brevet suisse No 330799, les ondulations des parties d'extrémité du tuyau sont plus profondes que celles des autres parties du tuyau. Dans certains cas cependant, ceci présente des difficultés et il peut être désirable de fabriquer le tuyau avec une ondulation de profondeur uniforme sur toute sa longueur.
Le procédé objet de l'invention est applicable notamment dans le cas où seules les parties d'extrémité d'un tron çon de tuyau sont traitées de manière à lier l'enroulement de renforcement au tube.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, plusieurs mises en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un tuyau en position relâchée.
La fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1 montrant le tuyau plié de sorte qu'un côté est étendu.
La fig. 3 est une vue à plus grande échelle,
d'une partie de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue à plus grande échelle
d'une partie de la fig. 2.
La fig. 5 illustre une mise en oeuvre du procédé selon laquelle le renforcement est lié au tube par un chauffage électrique à résistance sur toute la longueur du tuyau.
La fig. 6 illustre une autre mise en oeuvre du procédé selon laquelle une extrémité du tuyau est liée par un chauffage diélectrique.
La fig. 7 illustre une variante de ce procédé.
Les fig. 8 et 9 sont des vues schématiques en élévation et en bout respectivement, illustrant une autre mise en oeuvre du procédé selon laquelle des parties d'extrémité du tuyau sont liées par chauffage par induction.
Le tuyau représenté a une forme générale semblable à celui décrit dans les brevets suisses
Nos 324812 et 330799, et peut être fabriqué d'une façon générale de la même manière. Le tuyau 10 est formé à partir d'un tube mince 11 en une matière élastomère thermoplastique (c'est-à-dire une matière analogue à du caoutchouc synthétique) telle que du chlorure de polyvinyle et d'un enroulement hélicoïdal de renforcement 12 formé d'un fil de ressort 13 gainé ou recouvert d'une matière élastomère thermoplastique 14, de préférence, la même matière que le tube 11.
Dans la fabrication du tuyau décrit brièvement ci-après, l'enroulement de renforcement 12 est prétendu de manière à avoir tendance à se refermer lorsqu'il est libre et, comme indiqué aux fig. 1 et 3, le tube il est ondulé avec une ondulation hélicoïdale 15 s'ouvrant vers l'extérieur et une ondulation correspondante 16 s'ouvrant vers l'intérieur. Le fil de l'enroulement s'étend dans l'ondulation 16 et dans la condition normale non étendue représentée aux fig. 1 et 3 des spires adjacentes de l'enroulement ne sont séparées que par les deux épaisseurs de la paroi du tube 11 entrant en ligne de compte. Dans la position normale représentée aux fig. 1 et 3 l'ondulation entoure étroitement le fil sur au moins la moitié de sa circonférence.
Les extrémités du tuyau sont fixées à des éléments d'accouplement métalliques (non représentés) et en particulier dans les parties d'extrémité du tuyau adjacentes à ces accouplements le tuyau risque d'être plié brusquement et une spire de l'enroulement de renforcement peut être déplacée de son ondulation propre. Pour empêcher ceci, le fil de l'enroulement de renforcement 12 est lié à la paroi du tube 11 à l'endroit de la circonférence du fil qui tend toujours à être en contact avec le tube même lorsque le tuyau est étendu à son maximum.
En conséquence, les surfaces opposées du revêtement du renforcement et du tube sont liées en
semble le long d'une aire 18 s'étendant le long de la
crête où elles tendent à être en contact même lors
que le tuyau est allongé à son maximum. Le long de la partie 19 de la circonférence du fil, de part et
d'autre de la crête 18, la paroi du tube peut être
séparée du fil de renforcement de sorte qu'il n'y a pas de tendance à une surtension ou à une déchirure lorsque le tube est étendu.
Lorsque le tuyau est plié brusquement comme représenté à la fig. 2, la paroi du tube peut se dégager elle-même du fil, de manière à aplanir l'ondu
lation et à permettre à cette partie du tuyau de s'étendre sur une distance appréciable. De façon semblable, lorsqu'une partie du tuyau est allongée comme un tout, la paroi du tube peut se dégager elle-même du renforcement pour aplanir l'ondulation. En pratique cependant, même s'il n'y a pas de liaison, le tube et le renforcement resteraient en contact, le long d'une aire de largeur appréciable le long de la crête de l'ondulation même si le tuyau est étendu à son maximum, l'étalement des ondulations de l'extérieur de la courbure à la fig. 2 étant tel qu'il est difficilement atteint en pratique.
En reliant le renforcement au tube le long de cette aire on élimine toute possibilité pour ce renforcement d'être déplacé d'une ondulation à une autre tandis qu'on évite en même temps le danger de surtension et même de déchirement de la paroi du tube et la flexibilité ainsi que l'extensibilité du tuyau ne sont pas affaiblies.
La fabrication du tuyau représenté peut être exécutée conformément aux descriptions auxquelles on s'est référé ci-dessus et il est inutile d'entrer ici dans le détail. En bref, le fil 13 de l'enroulement de renforcement 12 est revêtu d'une gaine 14 soit avant, soit après que le fil a été enroulé pour former un enroulement hélicoïdal prétendu, de sorte que ses spires tendent à venir en contact les unes avec les autres.
L'enroulement de renforcement est ensuite placé sur un mandrin et est étendu de deux à quatre fois sa longueur naturelle. Le mandrin peut comporter un recouvrement élastique disposé de manière à être gonflé pour serrer l'enroulement en position avec les spires distribuées de façon appropriée, soit uniformément, soit non uniformément.
Le tube élastomère 1 1 qui présente un diamètre intérieur normal plus petit que celui de l'enroulement 12 est ensuite gonflé de manière à se contracter autour de l'enroulement.
L'enroulement de renforcement est ensuite dégagé et peut se contracter longitudinalement en amorçant les ondulations du tube élastomère 11.
La carcasse est ensuite placée dans un réservoir d'eau chaude à une température entre 70 et 850 C commandée thermostatiquement. Les extrémités de la carcasse du tuyau peuvent être bouchées pour empêcher l'eau d'entrer. La chaleur ainsi appliquée ramollit les parois du tube et permet au renforcement de se contracter à la position représentée à la fig. 1.
La carcasse est maintenue dans le réservoir pendant
quelques secondes et enlevée puis refroidie ou laissée
refroidir.
La fig. 5 montre schématiquement une disposition pour relier le tube au revêtement de l'enroulement de renforcement par chauffage électrique de l'enroulement.
Dans ce but, le tuyau est supporté sur un banc présentant une gouttière étroite de longueur suffisante pour recevoir le tuyau lorsqu'il est étendu.
Un moteur électrique 26 monté sous le banc entraîne une poulie 27 disposée de manière à enrouler simultanément ou dérouler simultanément deux câbles 28 et 29. Le câble 28 passe autour de poulies
30 et 31 pour être accroché à une extrémité du tuyau tandis que le câble 29 passe autour de poulies 32 et 33 destinées à venir s'accrocher à l'autre extrémité du tuyau. Les extrémités des câbles 28 et 29 portent des crochets ou pinces 34 et 35 qui sont également reliées à des conducteurs électriques flexibles 36 et 37 connectés par une boîte de commande 38 à des bornes d'alimentation 39.
En fonctionnement, le tuyau est disposé dans la gouttière avec les extrémités de son renforcement dénudées et recourbées pour former des crochets.
Les crochets 34 et 35 sont fixés aux extrémités dénudées du renforcement et le moteur 27 est ensuite mis en marche pour enrouler les câbles 28 et 29, tirant ainsi les extrémités opposées du tuyau dans des sens opposés de manière à étirer le tuyau. Le moteur est agencé de manière à actionner par l'intermédiaire d'un mécanisme des interrupteurs limiteurs (non représentés), de sorte que lorsque le tuyau a été étendu à la longueur appropriée, un interrupteur limiteur met hors circuit le moteur et fait passer un courant dans les conducteurs flexibles 36 et 37 à travers l'enroulement de renforcement. Le courant provenant de la source 39 peut être soit continu, soit alternatif de fréquence normale.
Le mécanisme de contrôle 38 comprend un dispositif à temps qui, à la fin d'une période appropriée, coupe le courant à travers le renforcement et après un intervalle pendant lequel les matières peuvent se refroidir, enclenche le moteur en sens inverse pour permettre au tuyau de revenir à sa longueur normale.
Le chauffage du renforcement fait fondre le revêtement de chlorure de polyvinyle qui devient collant et se soude au tube 10 aux crêtes des ondulations. Le tuyau est maintenu étiré jusqu'à ce que la matière soit suffisamment refroidie pour s'assurer que les surfaces qui, par la suite, viennent en contact, ne soient pas reliées ensemble.
La fig. 6 représente une autre mise en oeuvre dans laquelle la liaison des crêtes est réalisée par chauffage diélectrique. Dans ce cas, la liaison est confinée aux extrémités du tuyau.
L'appareil comprend une table 40 portant une paire de mâchoires isolées 41. Immédiatement audessus de la table est montée une électrode extérieure tubulaire 42 avec son axe vertical. A une
certaine distance de l'électrode 42 se trouve un cylindre 43 à double action d'un bélier ou vérin hy
draulique porté par un bras ou poutre supérieur. Le piston 44 du vérin porte un moteur électrique 45
dont l'arbre 46 comprend une partie isolée 47 et porte à son extrémité inférieure un écrou 48 fa çonné de manière à coopérer avec une rainure hélicoïdale du tuyau, de sorte que l'écrou puisse être vissé sur l'extrémité de celui-ci, et maintenir cette extrémité.
L'électrode extérieure 42 est reliée à une borne (de préférence la borne active) d'un générateur haute fréquence 49 tandis que l'autre borne, de préférence reliée à la terre, est connectée par un conducteur flexible 50 ou par un balai coulissant à une électrode intérieure 51 faisant saillie vers le bas coaxialement à l'intérieur et au-delà de l'écrou 48.
Le fonctionnement est le suivant. L'opérateur présente une extrémité du tuyau à l'écrou 48 et met en marche le moteur 45 de manière à faire tourner l'écrou pour le visser sur le tuyau. Le moteur est déclenché automatiquement au moyen d'un interrupteur limiteur approprié. Le cylindre 43 est ensuite actionné pour soulever l'écrou 48 à une position intermédiaire à laquelle les mâchoires 41 sont amenées pour serrer à l'extérieur du tuyau à une distance convenable de son extrémité. Le cylindre 43 est de nouveau actionné pour soulever l'écrou à une position finale allongeant par là la partie du tuyau entre l'écrou 48 et les mâchoires de serrage 41.
Alors que le piston 44 atteint sa position finale, un interrupteur limiteur l'arrête et enclenche le générateur 49 de manière à effectuer le chauffage diélectrique de la portion du-tuyau entre l'écrou 48 et les mâchoires 41. Après un intervalle de temps convenable, le générateur est automatiquement déclenché et le tuyau est laissé refroidir, après quoi le cycle est inversé, c'est-à-dire que l'écrou 48 est abaissé dans sa position intermédiaire, les mâchoires de serrage sont retirées, l'écrou est abaissé vers sa position initiale et le moteur 45 est mis en marche dans le sens inverse pour dévisser l'écrou de l'extrémité du tuyau.
La disposition représentée à la fig. 7 est très semblable à celle de la fig. 6 et les parties correspondantes portent les mêmes chiffres de références.
Dans ce cas cependant, l'écrou 48 et le moteur 45 sont supprimés et l'extrémité du renforcement du tuyau est dénudée et reliée électriquement à un crochet 52 qui, à son tour, est connecté électriquement au conducteur 50 de la source haute fréquence. L'extrémité du renforcement est simplement recourbée sur le crochet 52, aucune rotation n'étant nécessaire pour la fixer et le fil de renforcement lui-même sert d'électrode intérieure pour le chauffage par diélectrique.
Le fonctionnement de cette mise en oeuvre du procédé est semblable à celle de la fig. 6. Ainsi, l'extrémité du renforcement est accrochée sur le crochet 52 et les mâchoires de serrage 41 sont fermées pour serrer une partie du tuyau avec un nombre approprié de spires à partir de son extré mité. Le cylindre 43 est ensuite actionné pour allonger cette partie du tuyau et la tirer dans l'électrode extérieure sur quoi la tension haute fréquence est appliquée entre l'électrode extérieure et le fil de renforcement. Après une période convenable, le courant est interrompu et après une autre pause pour le refroidissement, le cylindre 43 est actionné pour abaisser l'extrémité du tuyau et les mâchoires 41 sont retirées.
La disposition représentée aux fig. 8 et 9 est semblable en quelques points à celle de la fig. 6, mais le montage est horizontal et utilise le chauffage par induction, en outre, les deux extrémités du tuyau peuvent être traitées simultanément. Ainsi, un cylindre à double action 60 porte un piston ou vérin 61 supportant une paire de moteurs électriques 62 dont les arbres 63 portent à leurs extrémités des écrous 64 destinés à se visser sur les extrémités du tuyau. Chacun des arbres 63 traverse un inducteur 65 tel qu'un enroulement hélicoïdal formé par un tube conducteur dans lequel circule un milieu refroidissant. Les inducteurs 65 sont reliés à un générateur haute fréquence 66. Sur le côté des inducteurs
éloignés des moteurs 62 se trouve un cylindre à double effet 67 servant à actionner deux paires de mâchoires de serrage 68.
Le fonctionnement de ce dispositif est généralement semblable à celui de l'appareil de la fig. 6, c'est-à-dire que l'opérateur présente les deux extrémités du tuyau aux deux écrous 64 et met en marche les moteurs 62 pour visser les écrous sur les extrémités du tuyau. Après quoi le cylindre 60 est actionné pour déplacer les écrous dans une position intermédiaire, les mâchoires de serrage 68 sont fermées et le cylindre 60 est actionné pour déplacer les écrous dans une position finale, tirant ainsi les parties d'extrémité du tuyau. L'inducteur est ensuite excité pour chauffer l'enroulement de renforcement par induction à haute fréquence et après un temps prédéterminé il est de nouveau interrompu tandis
que le renforcement est laissé refroidir, après quoi le cycle est inversé.
Dans une autre disposition non représentée, la longueur complète du tuyau est chauffée au moyen
d'un inducteur. Dans ce but, le tuyau est dirigé sur un long mandrin isolé et les extrémités sont fixées
par des écrous comme décrit en référence aux fig. 6, 8 et 9. Un enroulement d'induction se déplaçant est ensuite agencé de façon à passer d'une
extrémité à l'autre du tuyau à une vitesse appropriée
pour chauffer chaque partie à son tour et assurer la liaison de la crête de l'ondulation avec le renforcement.