Brevet FR2505445A1 — publié le 19821112

L'invention concerne un tuyau pour des conduits de ventilation tels que ceux que l'on rencontre à bord d'un avion. Elle concerne, plus particulièrement, un processus de fabrication d'une armature assurant d'excellentes performances d'utilisation d'un tel tuyau. Le demandeur a déjà proposé un tuyau souple, léger, qui offre une bonne résistance mécanique aux valeurs moyennes de pression d'un fluide et des pertes de charge tout à fait acceptables à l'écoulement de ce dernier. Un tel tuyau comporte, en effet, une paroi souple et mince, armée d'un fil métallique conformé en hélice pour suppléer à la faible tenue mécanique de cette paroi et résulte des opérations qui suivent - on forme, sur un mandrin, un tube par collage des bords longitudinaux d'une bande découpée dans un panneau de tissu souple et mince, imprégné d'élastomère, - on engage sur ce tube un fil conformé en hélice de dimen sions appropriées à celles du tube et du mandrin, - on applique une couche d'un mélange ad hoc d'élastomère et de solvant sur le tube et les spires de l'hélice, - on évapore le solvant pour lier le fil au tube. On obtient ainsi un tuyau léger, souple, étanche, susceptible d'être aisément coudé, débité en tronçons pour réaliser des conduits adaptés à des ventilations nécessaires à bord de véhicules tels que des camions, des avions ou des appareils de nature électronique pour des fusées aérospatiales. Or, l'inventeur a incidemment compris qu'il était possible - de réduire, de façon sensible, le prix de revient de ce tuyau, - d'améliorer les particularités de résistance mécanique et les performances d'utilisation de ce tuyau. Ainsi, l'invention propose un processus de fabrication d'un tuyau tel que celui mentionné plus haut. Ce processus est remarquable en ce que on utilise comme armature du tube en tissu un copeau qui résulte d'une opération de tournage adéquate d'une barre en métal de nature convenable. L'inventeur a en effet constaté, de façon tout à fait fortuite, - que parmi des copeaux de décolletage (qui constituent tradi tionnellement un déchet de fabrication) certains d'entre eux peuvent être utilisés comme armature de tube souple - que des conditions judicieuses de tournage de barres en acier de nature convenable procurent des copeaux en forme d'hélice qui présentent des particularités élastiques et mé caniques qu'on ne peut pas toujours obtenir à partir d'un fil de section circulaire. L'invention concerne également une armature en forme d'hélice qui peut être façonnée, par "tournage" d'une barre, sous la forme d'un copeau dont les particularités (section, diamètre de l'hélice,...) sont fonction de conditions d'emploi d'un tuyau tel que celui mentionné plus haut. Une telle armature résulte avantageusement d'un choix convenable des paramètres de tournage - forme du bec d'attaque de l'outil de coupe, - valeur de l'avance transversale du chariot porte-outil, - vitesse longitudinale de chariotage, - vitesse d'entraînement en rotation de la barre. On peut obtenir ainsi des armatures de tube dont la forme, en section transversale, est bien différente de celle d'un cercle, ce qui procure des tuyaux capables de supporter, sans déformations sensibleus - des rayons de cintrage plus petits, - des pressions de fluide plus grandes que ceux que l'on applique généralement aux tuyaux équivalents qui résultent de la technique connue. De plus, les tuyaux ainsi obtenus peuvent supporter des dépressions notables alors que les tuyaux connus ne peuvent être soumis qu'à des dépressions assez faibles. Enfin, on peut choisir avantageusement, comme matière pour la fabrication d'une telle armature, l'acier inoxydable; le "tournage" procurant des modifications physiques de la matière tout à fait comparables à celles d'un traitement thermique. Certes, on sait que l'énergie nécessaire à une opération produisant des copeaux se retrouve en partie sous forme de chaleur emmagasinée dans ces derniers. Mais, alors que les paramètres de tournage sont traditionnellement réglés en vue d'un état de surface ou d'un temps d'usinage prédéterminé, il n'était pas évident, à priori, que ces paramètres pouvaient être réglés pour procurer des particularités requises par une armature de tube. L'invention sera mieux comprise si l'on se réferre à la description qui va suivre en regard des dessins annexés. Sur ces dessins - la figure 7 représente en perspective, avec arrachement partiel, un tronçon de tuyau résultant d'un processus de fabrication conforme à l'invention; - la figure 2 représente, en coupe transversale, une armature équipant le tuyau de la figure 1 ; - les figures 3a et 3b représentent, de façon schématique, respectivement en élévation latérale et en plan, une barre soumise à une opération de tournage qui procure une arma ture de tuyau conforme à l'invention ; - les figures 4a et 4b représentent, respectivement en plan et en élévation latérale, un outil de tournage destiné à procurer une armature conforme à l'invention ; - les figures 5a à 5c sont des schémas de tuyaux, relatifs aux avantages de l'invention. Sur la figure 1, on reconnait un tuyau 1 de section circulaire dont la paroi 2 présente, sur sa face externe des "anneaux" 3. Cette paroi 2 est, en effet, de nature composite et comporte: - un tube souple 4 qui résulte du collage de deux bords longitudinaux 4c d'une bande de tissu mince, imprégné d'un élastomère (épaisseur de l'ordre du dixième de millimètre), - des spires 3 d'un élément filiforme, conformé en hélice; ces spires 3 étant régulièrement réparties de place en place, suivant un pas "h" sur la face externe du tube 4 pour armer ce dernier et lui conférer une forme de tuyau, - une couche 5 d'un élastomère convenable, intimement lié à celui du tube 4 et incorporant les spires 3. On remarquera (figure 2) que la section transversale des spires 3 de cette armature en forme d'hélice est grosso-modo rectangulaire. Cette armature est réalisée comme suit (figures 3a, 3b). Sur un tour (non représenté) dont le chariot est équipé d'un outil de coupe "C", on "monte" (par exemple entre pointes "P1, P2") une barre 6. Le bec de l'outil "C" présente, en élévation (figure 4b) une face frontale 8, concave dans le sens de la dépouille, qui correspond à un rayon "R1" en formant tout le long du bord de coupe 9 un angle d'affûtage approprié à l'attaque de l'acier inoxydable, par exemple. On règle l'avance transversale "t" de l'outil "C" (figure 3b) à une valeur de deux à trois dixième de millimètre environ puis on règle l'avance de chariotage (flèche a) et la vitesse d'entraînement en rotation (flèche V) de la barre 6 de façon à obtenir un copeau 7 en hélice dont les spires présentent un pas voisin de celui de l'armature de la figure 1. On indiquera que l'on obtient un copeau dont le diamètre "d" est pratiquement le double du rayon "R1" de la face en dépouille de l'outil "C" et l'on comprend qu'il n'y a pas de difficultés particulières pour réaliser une armature 3 appropriée au tuyau 1 décrit plus haut; il suffit d'adapter - le rayon d'affûtage "R1" au diamètre "d" du tuyau 1, - les vitesses d'avance "a" et de rotation "V" au pas "h", - la largeur "I" et l'épaisseur "e" de l'armature étant respec tivement égales à la largeur "I" du bec d'attaque 9 et à l'avance tranversale "t" de l'outil "C". Au sujet de ces deux derniers paramètres : largeur, épaisseur, on réalise comparativement aux fabrications classiques à base de fils de section circulaire, une économie sensible de matière (environ 10% en poids) en augmentant la largeur "I" et en réduisant l'épaisseur "e" autant que possible, compte tenu de la résistance au déchirement du copeau. On conçoit, en effet, que pour armer un tube en tissu très mince, cette forme "rectangulaire" correspond à une meilleure distribution de matière (pour une section) que la forme circulaire. En outre, la forme pratiquement rectangulaire de l'armature 3 permet des rayons de cintrage (figures Sa, 5b) plus petits et plus réguliers que ceux de tuyaux armés de "fiis circulaires" ; les bords en regard des spires consécutives venant s'épauler mutuellement dans la partie de rayon minimal R2 alors qu'un fil circulaire (figure 5c) tend à être chassé par ceux qui l'enserrent. De la sortes, des plis exagérés de tissu sont évités sur le rayon intérieur R2 du cintrage, ce qui évite des pertes de charge d'autant plus importante que le diamètre du tuyau est plus petit. Dans le cas où l'on choisit l'acier inoxydable, on indiquera que la barre 6 est livrée à "l'état recuit" qui est traditionnellement bien approprié à des opérations d'usinage. Le "tournage" fait donc passer l'acier inoxydable de cet état recuit (pour lequel l'effet de ressort est médiocre) à "l'état écroui" pour lequel cet effet de ressort est tout à fait convenable. Ces résultats sont particulièrement avantageux pour les appareils électroniques utilisés en espace clos (à bord de sous-marins, de fusées spatiales, ...) ; la ventilation nécessaire à ces appareils étant assurée par des tuyaux de petits diamètres (6 à 10 mm) alors que l'acier inoxydable est pratiquement amagnétique à l'état écroui. Enfin, on pourrait adapter le façonnage d'un outil "C" à une section de copeau présentant, par exemple, une courbure transversale désirée pour certaines applications particulières. On peut donc réaliser par tournage de barres, de façon très économique sur des tours automatiques de décolletage, des armatures 3 variées, assurant des performances d'utilisation et de prix de revient que ne pourraient pas assurer les armatures en fil dont le diamètre, au plus égal à un millimètre (du fait de conditions de légèreté), entraîne des fabrications délicates sous forme de ressort à boudin. Mais, cette fabrication d'armature 3 peut très avantageusement être combinée à la fabrication, par exemple par décolletage, d'éléments divers, notamment en acier inoxydable (raccords, boulons, ... > . On récupère ainsi une matière première qui constitue usuellement un déchet ainsi qu'une partie substantielle de l'énergie et de la main d'oeuvre nécessaire à une opération de tournage. Les précisions du tableau ci-dessous complètent les résultats mentionnés plus haut. Diamètre #m/m 6 10 20 40 60 80 "de tuyau" Section de Im/m 1,5 2 2,5 3 3,5 4 l'armature Pas de hm/m 2,5 3 3,5 4 5 6 l'armature Poids du gr/m 25 40 75 150 215 330 mètre linéaire Pression pbarrs 8 7 4,8 2,5 2 1,5 L'invention ayant maintenant été exposée et son intérêt justifié sur des exemples détaillés, le demandeur s'en réserve l'exclusivité, pendant toute la durée du brevet, sans limitation autre que celle des termes des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un tuyau de ventilation, souple, léger, consistant à - former sur un mandrin un tube (4) par collage des bords longitudinaux d'une bande découpée dans un panneau de tissu souple, mince, imprégné d'élastomère, - engager sur ce tube une armature filiforme (3), en hélice, de dimensions appropriées à celles du tube sur son mandrin, - appliquer une couche (5) d'un mélange d'élastomère et de solvant sur le tube et l'armature, puis évaporer le solvant pour lier l'armature audit tube, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une armature résultant d'une opération adéquate de tournage d'une barre (6) de nature convenable. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature est en acier inoxydable. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'armature présente une section pratiquement rectangulaire. 4. Processus de fabrication d'une armature destinée à la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, à partir d'une barre en métal convenable, montée sur un tour à chariot et à l'ale d'un outil monté sur ledit chariot, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un outil "C" dont la face d'affûtage en dépouille (8) présente une courbure correspondant au diamètre de l'armature. 5. Processus selon la revendication 6, permettant d'obtenir une armature en hélice présentant une section et un pas prédéter minés, caractérisé en ce qu'il consiste à régler - l'avance transversale de l'outil, d'une part, - la vitesse d'avance de chariotage et la vitesse d'entraînement en rotation, d'autre part, respectivement en fonction de l'épaisseur et du pas de l'armature. 6. Tuyau de ventilation résultant de la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature présente une section pratique ment rectangulaire. 7. Tuyau selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'armature est en acier inoxydable.