Brevet FR2576983A1 — publié le 19860808

L'invention se rapporte à un procédé d'assemblage d'éléments tubulaires places bout à bout par engagement, dans l'une des extrémités d'un des éléments d'un manchon porté par l'extrémité en vis à vis de l'autre élément jusqu'à appui des éléments les uns sur les autres par leurs faces extrêmes Elle se rapporte également aux éléments ainsi assemblés et plus spécialement mais non exclusivement aux éléments qui, après avoir ainsi été assembles bout à bout, constituent un mat dont l'extrémité porte un appareil à effet directif tel, par exemple, une camera, un projecteur, une antenne radio-electrique. Elle s'applique plus particulièrement mais non limitativement à de tels éléments qui sont réalisés en matériau composite et notamment par enroulement autour d'un mandrin de fibres et/ou de tissus imprégnés de résine thermodurcissable, puis par polymérisation de cet ensemble dans lequel les dites fibres consistent par exemple en des fibres de verre etjou de carbone. Le manchon permettant l'assemblage bout à bout des éléments a classiquement la forme d'un cylindre de révolution rapporte pratiquement sans jeu dans l'une des extrémités de chaque élément, puis bloqué par exemple, par collage, tandis qu'il pénètre avec jeu dans l'autre extrémité d'un élément semblable. Les éléments ont évidemment une forme complémentaire à celle de ce manchon. Lorsqu'un tel mât supporte un appareil à effet directif, il est important que l'orientation qui, initialement, lui a été donnée, soit conservée pendant le montage puis pendant l'utilisation du dit mat, et ce quelles que soient les sollicitations exterieures et en particulier quelles que scient la direction et la force du vent. Pour arriver à ce résultat, il est connu soit de verrouiller mécaniquement les éléments entre eux, par exemple, par goupillage à travers les manchons tandis que les éléments appuient l'un sur l'autre par des coupes qui, dans ce cas, sont généralement droites, soit plus simplement, de réaliser les faces extrêmes des éléments par des coupes biaises (FR-A-2.393.129) dont l'inclinaison peut varier par exemple entre quinze et quarante cinq degrés, ce qui, dans tous les cas, par l'effort de la pesanteur assure, par appui des éléments les uns sur les autres, un auto-positionnement de ces éléments entre eux. Dans le cas tant de coupes droites que de coupes biaises, les contraintes de flexion imposées au mat provoquent malheureusement une contrainte d'évasement au moins de l'extrémité de l'élément dans laquelle le manchon pénètre avec jeu. Dans le cas de mât en matériau composite, sous cette contrainte, ce mat tend à se fissurer voire à éclater ce qui réduit à néant sinon l'assemblage au moins le guidage des éléments les uns par rapport aux autres. Pour tenter de remédier à cet inconvénient, il est connu de renforcer la structure de la paroi de chaque élément, en procédant lors de sa fabrication à un arrangement particulier des fibres constitutives et ce, au moins dans la zone extrême concernée. Si elle renforce effectivement la structure de la paroi des éléments, cette disposition particulière des- fibres n'entrave malheureusement pas totalement la formation d'amorces de rupture. En outre, on comprend que lors de la réalisation de coupes biaises par tronçonnage d'une poutre selon des plans inclinés par rapport à son axe, quel que soit le renforcement éventuellement prévu, on sectionne dans cette zone toutes les fibres enroulées transversalement et que, de ce fait, la résistance à l'eclatement de la paroi de l'élément dans chacune de ces zones de coupe biaise, se trouve considérablement affaiblie. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un procédé d'assemblage qui donne aux éléments, qui sont appuyés les uns sur les autres par des coupes droites ou biaises, une résistance mécanique à l'éclatement qui est optimale. A cet effet, l'invention a pour objet un élément du type précité notamment caractérisé en ce qu'au moins à l'extrémité recevant le manchon de manière amovible, on réserve un évidement périphérique entre les faces périphériques intérieure de l'élément et extérieure du manchon et ce sur une fraction de la longueur de l'emmanchement mesurée à partir de la face extrême de l'element. Elle a également pour objet les éléments assemblés selon ce procédé. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1 : une vue en perspective d'un élément, - figure 2 : une vue partielle en coupe longitudinale d'un assemblage de deux éléments. En se reportant au dessin, on voit qu'un élément de mat I est principalement constitué d'un tube 2 en forme de cylindre de révolution d'axe longitudinal 3. Tel que cela est connu, l'une des extrémités 4, 5 de l'élément 1 se prolonge par un manchon 6 en forme de cylindre de révolution et solidaire de cette extrémité 4. Ce manchon 6 est destiné à être engagé dans l'extrémité complémentaire de l'element suivant, laquelle extrémité est semblable à l'extrémité 5 de l'élément 1. Naturellement, les dimensions extérieures du manchon 6 et les dimensions intérieures de l'extrémité 5 correspondent. Ces éléments 1 appuient les uns sur les autres par leurs faces extrêmes 7, 8 qui sont planes et soit normales à l'axe 3 du tube 2, soit inclinées par rapport à celui-c de maniére à assurer un auto-positionnement entre eux des éléments montés bout à bout. De préférence, les faces extrêmes 7, 8 de chaque élément sont sensiblement parallèles entre elles. L'éventuelle inclinaison de ces surfaces 7, 8 est généralement comprise entre quinze et quarante cinq degrés. Les extrémités des éléments 1 s'étendant sur une certaine longueur à compter de ces faces 7, 8 qu'elles soient planes et normales ou inclinées sont ci-après dénommées zone de coupe 9. De manière connue, la paroi 10 du tube 2 est de préférence constituée de couches de fibres (non représentées) liées entre elles par polymérisation d'une résine thermodurcissable dont elles ont généralement été imprégnées. Ces fibres sont classiquement orientées selon des directions sécantes et par exemple longitudinalement et transversalement à l'axe 3 selon des arrangements connus de l'homme de l'art. De préférence, le manchon 6 est également en matériau composite et notamment en matériau analogue à celui du tube 2. Il se présente globalement sous la forme d'un cylindre de révolution 12, d'axe confondu avec celui 3 d'un tube 2. L'homme de l'art est à même de déterminer la longueur d'emmanchement du manchon 6 tant à l'extrémité 4 que 5 d'un tube 2 et donc la longueur totale du cylindre 12 qui constitue ce manchon 6. En examinant une coupe longitudinale de l'élément 1, on remarque que le manchon 6 est rapporté par emboitement dans l'extrémité 4 de l'élément 1, c'est à dire dans l'extrémité précitée du tube 2. De préférence, les dimensions intérieures du tube 2, au niveau de l'extrémité 4 logeant définitivement le manchon 6 sont telles qu'à l'emboltement de celui-ci, on réalise un relatif blocage en position du dit manchon. Cependant, tel que cela est connu, pour éviter tout dégagement intempestif du manchon 6 de son logement, on parfait le blocage à l'aide d'une colle adéquate (non representee). Cette colle est par exemple interposée au montage du manchon 6 dans le tube 2 entre les faces périphériques intérieure 13 et extérieure 14 respectivement du tube 2 et du manchon 6 et ce, dans leur zone de contact 15. Par contre, pour permettre un demontage aisé, au niveau de l'extrémité 5 recevant de manière amovible le manchon 6, les dimensions internes du tube 2 sont, par rapport aux dimensions externes du manchon, telles que l'emboîtement se fait avec un certain jeu. On sait que lorsqu'un mat (non represente) constitue par assemblage d'éléments 1 superposés est sollicité en flexion, des contraintes d'éclatement s'etablissement dans la zone de coupe 9 soit à l'entrée de l'élément Du fait du jeu plus important tendant a réduire l'appui à un point, ces contraintes s'établissent de manière plus marquée à l'extrémité 5 recevant le manchon 6 de manière amovible et donc avec Jeu qu'à l'extrémité 4 ou le manchon est emboîté à force voire collé. On sait également que dans les elements en matériau composite, au moins certaines des fibres s'interrompent l'entrée de l'élément et la résistance y est donc moins importante qu'un jeu plus profondément dans l'élément. Afin, néanmoins, d'obtenir un emboitement résistant parfaitement aux sollicitations extérieures, selon la caractéristique essentielle, au moins à l'extreité 5 recevant le manchon de manière amovible, un évidement périphérique 18 est réservé entre les faces périphériques intérieure 13 de l'élément et extérieure 14 du manchon et ce sur une fraction de la longueur de l'emmanchement mesurée à partir de la face extrême 7, 8 de l'élément De ce fait, la zone de contact 15 entre la face externe périphérique 14 du manchon 6 et la face intérieure périphérique 13 d'un tube 2, débute dans l'extrémité considerée, non pas à l'entrée mais un peu plus profondément pour dépasser la zone de fragilité ou zone de coupe 9. Dans le cas ou l'élément 1 présente à ses extremites 4, 5 des faces extrêmes 7, 8 qui sont inclinées sur son axe 3, il est caractérisé en ce que cet évidement présente à partir de cette extrémité une longueur au moins égale à la hauteur de la coupe biaise. Cet évidement périphérique 18 est de préférence constitue par une gorge 19 présentée en bonne place sur le manchon 6. Bien entendu, la profondeur transversale "P@' de l'évidement 18 est telle qu'elle autorise toute déformation élastique en flexion d'un manchon 6 sans toutefois que le fond 21 de cet évidement entre en contact avec la face intérieure 13 du tube 2. L'épaisseur transversale "EH de la paroi 17 du manchon 6 sera bien entendu suffisante pour que l'évidement 18 ne constitue pas un affaiblissement notable de sa structure et donc de sa résistance mécanique à la flexion et au cisaillement. L'homme de l'art est à même de déterminer les dimensions des différentes sections transversales du tube 2 et du manchon 6 afin d'obtenir les conditions optimales de résistance. I1 est évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'entre décrit et représenté et qui n'a été donne qu'à titre d'exemple. En particulier, on peut sans sortir du cadre de celle-ci modifier la disposition de l'évidement 18 et notamment le réserver non plus dans le manchon 6 mais dans le tube 2. On pourrait aussi réserver un évidement 18 à la fois dans le manchon et dans le tube 2. Ces dispositions seraient en effet susceptibles d'assurer la même fonction technique ou sur une fonction technique équivalente. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage d'éléments tubulaires placés bout à bout par engagement, dans l'une des extrémités d'un des éléments d'un manchon porté par l'extrémité en vis à vis de l'autre élément jusqu'à appui des éléments les uns sur les autres par leurs faces extrêmes qui sont réalisées par des coupes droites ou biaises lesquels éléments sont plus particulièrement mais non exclusivement, réalisés en matériau composite et notamment par enroulement autour d'un mandrin de fibres et/ou de tissus imprégnés de résine thermodurcissable, puis par polymérisation de cet ensemble dans lequel, à son entrée, au moins certaines des fibres s 'interrompent et la résistance est de ce fait moins importante qu'un peu plus profondément dans llelement, dans lequel élément les dimensions intérieures du tube (2) au niveau de l'extrémité (4) logeant définitivement le manchon (6) sont telles qu'à l'emboîtement de celui-ci on réalise de préférence un relatif blocage en position du dit manchon, tandis qu'au niveau de l'extrémité (5) recevant de manière amovible le manchon (S), les dimensions intérieures du tube (2) sont par rapport aux dimensions extérieures du manchon telles que l'emboîtement se fait de préférence avec un certain jeu, ce procédé étant CARACTERISE en ce qu'au moins à l'extremite (5) recevant le manchon (6) de manière amovible, on réserve un évidement périphérique (18) entre les faces périphériques intérieure (13) de l'élément et extérieure (14) du manchon (6) et ce sur une fraction de la longueur de l'emmanchement mesurée à partir de la face extrême de l'élément. 2. élément en vue de la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 et de ce fait destiné à être assemblé avee au moins un élément semblable placé au bout du premier et ces par engagement, dans l'une des extrémités d'un des eleents d'un manchon porté par l'extrémité en v#s à vis de l'autre élément jusqu'à appui des eléments les uns sur les autres par leurs faces extrêmes sont réalisées par des coupes droites ou biaises, lequel élément est réalisé en matériau composite et notamment par enroulement autour d'un mandrin de fibres et/ou de tissus imprégnés de résine thermodurcissable, puis par polymérisation de cet ensemble dans lequel, à son entrée, au moins certaines des fibres s'interrompent, et la résistance y est de ce fait moins importante qu'unpeu plus profondément dans l'élément, dans lequel élément les dimensions intérieures du tube (2) au niveau de l'extrémité (4) logeant définitivement le manchon (6) sont telles qu'à l'emboîtement de celui-ci on réalise de préférence un relatif blocage en position du dit manchon, tandis qu'au niveau de l'extrémité (5) recevant de manière amovible le manchon (6), les dimensions intérieures du tube (2) sont par rapport aux dimensions extérieures du manchon telles que l'emboltement se fait de préférence avec un certain jeu, cet élément étant CARACTERISE en ce qu'au moins l'une des faces interne (13) de l'élément (1) et externe (14) du manchon (6) a une forme telle qu'au moins à l'extrémité (5) recevant le manchon (6) de manière amovible, qu'au montage, elle réserve un évidement périphérique (18) entre les faces périphériques intérieure (13) de l'élément et extérieure (14) du manchon (6) et ce sur une fraction de la longueur de l'emmanchement mesurée à partir de la face extrême de l'élément. 3. Element selon la revendication 2 caractérisé en ce que cet évidement périphérique (18) est constitué d'une gorge (19) creusée en bonne place sur le manchon (6). 4. Elément selon la revendication 2 ou 3 qui, à ses extrémités (4, 5) a des faces extrêmes (7, 8) qui sont inclinées sur son axe (3), caractérisé en ce que l'évidement périphérique (18) présente, à partir de l'extrémité considérée une longueur au moins égale à la hauteur de la coupe biaise.