Brevet FR2568171A1 — publié le 19860131

La présente invention concerne un procédé pour la réalisation d'une nappe constituée de fils formés de filaments résistants, tels que fibres de verre, de carbone, de bore ou analogues ,et liés entre eux par une résine synthétique durcissable. Elle concerne également un procédé pour la réalisation d'un élément tubulaire au moyen d'une telle nappe de fibres résistantes, ainsi que l'élé- ment tubulaire obtenu par la mise en oeuvre de ce dernier procédé. On sait qu'il existe actuellement deux méthodes pour réaliser un élément tubulaire constitué de fibres résistantes enrobées de résine synthétique polymérisable. De tels élé- ments sont par exemple destinés à la réalisation de cannes a pêche, de mâts, de poteaux, etc... La première technique connue consiste à enrouler sur un mandrin dont la surface extérieure correspond à la surface intérieure de l'élément tubulaire a obtenir, une multitude de filaments provenant d'autant de bobines qui se dévident. Certains de ces filaments sont enroulés en hélice sur le mandrin, tandis que d'autres sont disposés longitudinalement par rapport a celui-ci. Un tel procédé connu est délicat à mettre en oeuvre du fait du grand nombre de bobines se dévidant simultanément. De plus, ce procédé convient plus à une fabrication en série de grandes longueurs qu'a une fabrication de produits devant comporter des particularités. Notamment, il est difficile avec la mise en oeuvre de ce procédé, d'effectuer des renforts, des surépaisseurs, etc... L'autre technique connue consiste à partir d'un tissu de fibres résistantes imprégnées de résine thermodurcissable et à enrouler guis polymériser ce tissu sur un mandrin. Cependant, cette deuxième technique soulève également des difficultés. En effet, il est nécessaire de réaliser un nombre de tours complets du mandrin avec le tissu, de sorte que l'on peut être amené à mettre plus de tissu que les caractéristiques du produit fini ne l'imposeraient. Par ailleurs, le poids des différents tissus varie par échelon, de sorte qu'il n'est pas possible d'appliquer la quantité de matière juste nécessaire sur le mandrin. Enfin, les tissus préimprégnés de résine synthétique se présentent selon des tailles standards, ce qui entraîne de pertes lors de la coupe et de la préparation~de la forme de tissu a enrouler sur le mandrin. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients des deux méthodes connues, rappelées ci-dessus, et de permettre d'utiliser, pour la réalisation d'un élé- ment tubulaire, juste ce qu'il faut de matière de base, c'est- -dire de fibres résistantes enrobées de résine synthétique. A cette fin, selon l'invention, le procédé pour la réalisation d'une nappe constituée de fils formés de filaments résistants, tels que fibres de verre, fibres de carbone, fibres de bore ou analogues, et liés entre eux par une résine synthétique durcissable, est remarquable en ce qu'on applique sur un support au moins un fil continu enrobé de ladite résine en lui faisant suivre un motif comportant une pluralité de portions allongées proches les unes des autres et sensiblement parallèles entre elles et en ce qu'on soumet ledit motif a une pression de direction au moins approximativement orthogonale audit support. Ainsi, selon l'invention, on obtient une nappe dans laquelle des portions allongées de fils sont parallèles entre elles et sont liées par la résine synthétique du fait de la pression exercée sur ledit motif. On voit donc que, selon l'invention, on peut réaliser simplement une nappe de fibres à la dimension désirée, ne nécessitant pas de chutes au moment de l'enroulement sur le mandrin. La densité, c'est-a-dire la distance séparant des portions allongées de fils, peut être ajustée aux caractéristiques désirées pour l'élément tubulaire a réaliser. Afin notamment d'obtenir les densités importantes désirées, on peut appliquer sur ledit support plusieurs couches superposées d'au moins un fil continu enrobé de résine, chaque couche étant constituée d'un motif comportant une pluralité de portions allongées au moins sensiblement parallèles et lesdites portions allongées d'un motif ~d'une couche étant parallèles aux portions allongées correspondantes des motifs des autres couches. Ainsi, par la multiplication des couches, on peut obtenir de fortes densités en un seul enroulement autour du mandrin, et sans perte. De préférence, dans le cas d'une nappe comportant plusieurs couches superposées, il est avantageux qu'une portion allongée de fils d'une couche se trouve entre deux portions allongées de fils d'une couche adjacente. Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, on peut choisir un support se présentant sous la forme d'une plaque sur laquelle on réalise avec le fil un motif ressemblant à une grecque très allongée dans une direction. Par exemple, la plaque de support est fixe et comporte des pions a ses extrémités opposées autour desquels vient s'enrouler ledit fil. Eventuellement, après application de la pression, les extrémités de la nappe sont coupées pour éliminer les portions de fils transversales reliant lesdites portions allongées. Cependant, dans un mode de réalisation avantageux, ledit support est rotatif et lesdites portions de fils allongées sont constituées par des spires de fils s'enroulant sur ledit support. Pour obtenir la nappe, il suffit alors de couper l'enroulement obtenu parallèlement à l'axe de rotation dudit support. Un tel support peut pa#r exemple être un tambour. Cependant, pour éviter tout éventuel roulage naturel de la nappe, il est avantageux que le support soit constitué par une plaque montée rotative autour d'un axe de son plan. La mise en oeuvre d'un tel support permet donc d'obtenir soit une nappe dont la longueur est le double de la longueur de la plaque après coupe à une extrémité, soit deux nappes dont chacune a la longueur de la plaque, après une coupe a chacune des extrémités de celle-ci. On voit ainsi quergrace a l'invention, on peut réaliser une nappe de fibres résistantes adaptées de façon précise a l'élément que l'on veut réaliser. Aussi, selon un autre aspect de la présente invention, le procédé pour la réalisation d'un élément tubulaire au moyen de nappe de fibres résistantes enrobées de résine durcissable, par enroulement de ladite nappe autour d'un mandrin, puis durcissement de ladite résine, est remarquable en ce que lton réalise ladite nappe selon le procédé décrit ci-dessus. De préférence, lors de la réalisation de cet élément tubulaire, on enroule des fibres résistantes en hélice sur le mandrin, avant enroulement de ladite nappe sur celui-ci. On peut également enrouler des fibres résistantes en hélice sur ladite nappe, après enroulement de celle-ci sur le mandrin. On obtient ainsi, selon l'invention, des éléments tubulaires qui comportent la quantité et la qualité de matière juste adaptée aux caractéristiques et propriétés qu'ils doivent présenter. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des réfé- rences identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue en perspective schématique illustrant un mode de réalisation du procédé selon l'invention. La figure 2 est une coupe transversale agrandie du support de la figure 1, portant des spires de fibres résistantes. La figure 3 illustre, en perspective schématique, le début de la réalisation d'un élément tubulaire selon l'invention. La figure 4 illustre la fin de la réalisation de l'élément tubulaire de la figure 3. Le mode de réalisation du procédé selon l'invention, montré par la figure 1, met en oeuvre une plaque de support 1 pouvant tourner autour d'un axe médian X-X passant par son plan, sous l'action de moyens non représentés. Cette plaque de support 1 présente par exemple une forme rectangulaire et est pourvue de bords latéraux 2 et 3 parallèles a l'axe X-X. Pour des raisons de soustension des fibres, il peut être avantageux que la plaque de support 1 soit plus épaisse au droit de l'axe X-X qu'au voisinage de ses bords 2 et 3. Sur le support 1 est enroulé un fil 4 provenant d'une bobine unique 5. Si le fil de la bobine 5, qui est constitué de filaments résistants, n'est pas imprégné d'origine d'une résine synthétique thermodurcissable, le fil 4 passe dans un bac 6 contenant une telle résine 7, de sorte qu'a sa sortie du bac 6, le fil est enrobé de résine. Le fil passe de plus dans un baladeur 8 susceptible de mouvements de va-et-vient parallèlement a l'axe X-X. On comprend ainsi que lorsque le support 1 tourne autour de son axe X-X et que le baladeur 8 se déplace, du fil 4 soit déroulé de la bobine 5 et vienne s'enrouler sur le support 1 en formant des spires 9. Comme on peut le voir sur la figure 2, qui représente une coupe longitudinale du support 1 pourvu d'enroulement de fil 4, celui-ci peut être disposé en plusieurs couches superposées, de façon que le fil d'une couche se trouve entre deux fils d'une couche adjacente Lorsque de la façon mentionnée ci-dessus, on obtient un nombre de spires déterminé d'avance, on peut arrêter la rotation du support 1 et couper les spires 9, par exemple suivant une ligne x-x passant par le bord 3, pour obtenir une nappe composée de parties allongées rectilignes de fils 4 noyés dans une résine synthétique 7. Pour cela, il suffit de mettre en alignement les parties des spires 9 se trouvant de part et d'autre du support 1. Avant ou après coupe des spires 9, les enroulements de fil sont soumis a calandrage pour donner a la nappe une épaisseur déterminée et assurer la liaison entre fils par la résine. Pour fabriquer un élément tubulaire selon l'invention, a partir d'une telle nappe 10 (voir la figure 3), il suffit de rouler la nappe 10, obtenue par coupe selon la ligne x-x de l'enroulement des spires 9 sur un mandrin adéquat 11. A ce moment, les spires ouvertes et alignées 9 sont parallèles a l'axe Y-Y du mandrin 11. Avant enroulement de la nappe 10 sur la mandrin 11, on peut revêtir celui-ci d'enroulements hé-licoîdaux 12 (représentés schématiquement sur la figure 3) de fibres imprégnées de résine, par exemple de façon a conférer à l'élément tubulaire a obtenir sa résistance a l'écrasement. De plus, l'enroulement hélicoïdal 12 facilite le démoulage de l'élément du mandrin 11. Après enroulement de la nappe 10 sur le mandrin 11, on peut de plus enrouler sur ladite nappe 10, des enroulements hélicoldaux extérieurs supplémentaires 13 (représentés schématiquement sur la figure 4) de fibres imprégnées de résine, pour participer également a la résistance a la compression du tube. Ensuite, la nappe 10 et les enroulements hélicoidaux de fibres synthétiques imprégnées de résine 12 et 13 sont polymérisés pour obtenir l'élément tubulaire cherché. Enfin, l'ensemble 10,12,13 est démoulé du mandrin 11 puis fini pour donner l'élément tubulaire cherché. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la réalisation d'une nappe constituée de fils (4) formés de filaments résistants tels que fibres de verre, fibres de carbone, fibres de bore ou analogues, et liés entre eux par une résine synthétique durcissable (7), caractérisé en ce qu'on applique sur un support (1) au moins un fil continu (4) enrobé de ladite résine (7) en lui faisant suivre un motif comportant une pluralité de portions allongées (9) proches les unes des autres et au moins sensiblement parallèles entre elles et en ce qu'on soumet ledit motif à une pression au moins approximativement orthogonale audit support. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique sur ledit support (1) plusieurs couches superposées d'au moins un fil continu (4) enrobé de résine (7), chaque couche étant constituée d'un motif comportant une pluralité de portions allongées au moins sensiblement parallèles et lesdites portions allongées d'un motif d'une couche étant parallèles aux portions allongées correspondantes des motifs des autres couches. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un portion allongée de fil d'une couche se trouve entre deux portions allongées de fil d'une couche adjacente. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que ledit support est une plaque, sur laquelle ledit fil dessine une grecque allongée. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que ledit support (1) est rotatif et en ce que lesdites portions allongées sont constituées par des spires (9) de fils s'enroulant sur ledit support. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que ledit support est une plaque (1) montée rotative autour d'un axe X-X de son plan. 7 - Procédé pour la réalisation d'un élément tubulaire au moyen d'une nappe de fibres résistantes enrobées de résine durcissable, par enroulement de ladite nappe (10) autour d'un mandrin (11), puis durcissement de ladite résine, caractérisé en ce que l'on réalise ladite nappe selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 a 6. 8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on enroule des fibres résistantes en hélice (12) sur le mandrin avant enroulement de ladite nappe sur. celui-ci. 9 - Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'on enroule des fibres résistantes en hélice (13) sur la nappe, après enroulement de celle-ci sur le mandrin. 10 - Elément tubulaire et notamment élément de canne à pS*e, obtenu par la mise en oeuvre du procédé de l'une quelconque des revendications 7 a 9.