Brevet FR2594788A1 — publié le 19870828

l LATTES CQMPOSITE ETALLO-PLASTIQLISPOUR VOILES L'invention concerne des lattes composite métallo-plastiques pour voiles permettant de réaliser un profil prédéterminé de celles-ci lors de leur utilisation. Les lattes utilisées jusqu'ici, en particulier sur les planches à voile, sont en général sensiblement rectilignes lors de l'utilisation. Cependant, pour augmenter la force vélique, il est avantageux que la voile ait un profil cintré, en forme d'aile d'avion. Pour résoudre ce problème, avec une latte de section transversale rectan- gulaire et de hauteur (- longueur du rectangle de section droite) sensible- ment constante, la demanderesse a trouvé que les lattes doivent être cons- tituies de deux peaux métalliques, d'épaisseur constante et d'une âme en matière plastique dont l'épaisseur initialement nulle à une des extrémités augmente, puis diminue, pour redevenir nulle à l'autre extrémité. De façon plus précise, il a été trouvé que le moment d'inertie global (I) d'une section droite quelconque par rapport au grand axe du rectangle, doit être proportionnel au produit du rayon de courbure (R) du profil de la voile au point considéré et de la flèche correspondante (y). Le facteur de proportionnalité dépend des modules d'Young des matériaux utilisés et de la force appliquée à chaque extrémité de la latte pour im- poser le profil cintré considéré. Ce facteur peut être déterminé empiriquement. Par exemple pour une latte dont les peaux sont en alliage d'Al (de préférence à durcissement struc- tural de type 2000, 6000 ou 7000, selon les désignations de l'Aluminium Association) et comprenant une âme en matière plastique, le coefficient de proportionnalité (k) est compris entre 8.10 -5 et 21.10 5 mm2. Pour éviter des contraintes de flexion excessives dans la partie métalli- que, et pour obtenir par conséquent une bonne tenue à la fatigue, la latte doit être mince dans les parties à faible rayon de courbure, en particu- lier au voisinage du mâlt. Pour répondre i cet objectif complémentaire, une latte selon l'invention est donc constituée de 2 feuillards minces, d'épaisseur constante, de for- me rectangulaire allongée, superposés et assemblés l'un I l'autre à chacune de leur extrémité sur une certaine longueur, disposés (symétriquement) par rapport à leur plan de Jonction commua, et remplis dabs la partie cen- trale située entre ces deux extrémités jointes par une matière plastique, d'épaisseur variable. L'épaisseur de la matière plastique donc du complexe, est déterminée de façon que la relation: I - kRy soit vérifiée en tout point, lors de son utilisation. Dans les parties métalliques d'extrémités assemblées l'une sur l'autre, c'est la variation de la largeur et/ou de l'épaisseur utile des bandes métalliques qui permet la vérification de la relation ci-dessus. La matière plastique utilisée peut être soit compacte ou soit sous forme de mousse. Si nécessaire, la matière plastique d'âme peut être allégée par introduction de corps légers (par exemple microbilles de verre creuses) ou encore ren- forcée par adjonction de fibres courtes ou longues à haut module d'élas- ticité (verre, carbone, SiC,etc...). En l'absence de contraintes, la latte présente un plan de si.trise mé- dian; elle ne se cintre que sous l'effet des efforts appliqués à ses 2 extrémités et/ou du vent sur la voile. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple suivant, illustré par les figures I à 7. La figure I représente, une voile de planche à voile rigidifiée par des lattes. La figure 2 représente un profil recherché pour la voile, sous l'influen- ce du vent et des tensions d'extrémité F. La figure 3 représente la constitution d'une latte conforme à l'inven- tion, relative à l'exemple donné ci-après. La figure 4 représente la vue en plan de la latte de la figure 2. La figure 5 représente la coupe de la latte suivant la ligne AA de la figure 4. La figure 6 représente une coupe de la latte, suivant la ligne BB de la figure 4. 5. La figure 7 représente une variante d'extrémité de la latte. Les cotes figurant sur les dessins sont en mm. La figure 1 représente la voile (1) d'une planche à voile, fixée sur un mnit (3) et rigidifiée par des lattes (2), dont le profil en long, lors de l'utilisation, est représenté sur la figure 2. La figure 2 représente un profil souhaité de la voile (1), sous l'effet du vent et des forces de cintrage (F) appliquées aux extrémités de la lat- te. En chaque point P de ce profil, dont on connait l'abscisse curviligne, OP, on peut déterminer la flèche y, perpendiculairement à la corde OQ, de longueur L, et le rayon de courbure R. EXEMPLE Les figures 3 et 4 représentent un exemple d'exécution d'une latte selon 1 ' invention. Celle-ci est constituée de 2 feuillards (4,4') en alliage d'Al 7075 T6 (selon la désignation de l'Aluminium Association) de 0,6 mm d'épaisseur, collés entre eux dans les zones-d'extrémité ab et cd. Dans ces zones, l'épaisseur totale est constante et voisine de 1,2 mm. Dans la zone bc est intercalée une âme (5) en mousse de polyuréthane, d'épaisseur variable, de manière à obtenir le moment d'inertie recherché. Les épaisseur totales sont données à la figure 3, en fonction de la dis- tance à l'extrémité avant (O) de la latte (2). Dans les zones ab et cd la variation du moment d'inertie est obtenue par une variation de la hauteur de la latte, comme cela est représenté à la figure 4. Comme il est avantageux que la latte ait une hauteur constante sur toute sa longueur, on peut dans une variante représentée à la figure 7, faire varier le moment d'inertie aux extrémités (zones ah et cd) par un évide- ment axial (6). Une autre manière de faire varier le Dment d'inertie dans les zones ab et cd est de pratiquer une rainure axiale (7) de largeur constante ou va- riable dans chacun des deux feuillards (4,4'). Ces rainures assemblées constituent les évents (7) d'extrimité d'évacua- tionade l'air emprisonné dans le moule formg par les deux feuillards (4, 4') lors de l'injection de -l'me en matière plastique (5). Pour faciliter l'utilisation des lattes, les extrémités 0 et Q peuvent être recouvertes d'embouts plastiques (8,8') surmoulés ou rapportés sur lesdites extrémités, comme cela est représenté en traits interrompus sur la figure 4. La latte dont la forme et les dimensions sont reportées aux figures 3 et 4 a été obtenue de la façon suivante: Les deux feuillards, préalablement oxydés anodiquement en milieu phospho- rique et munis d'évents (7) à leurs extrémités, ont été recouverts dans la zone bc d'un primaire d'accrochage HEMILCAR G de la société HELMIMTIN GmbH, 6780 PIRMASENS (RFA). Ceux-ci ont ensuite été collés à leurs extrémités ab et cd avec une colle acrylique 329/737 de la Sté Locktite. L'ensemble a ensuite été placé contre les parois d'un moule de forme, les feuillards étant écarté par des cales en polyuréthane. Une fois le moule fermé, on y a injecté une mousse de polyuréthane obtenue par le mélange de polyol PBA 4140 (ICI) contenant un catalyseur et un agent d'expansion, et d'isocyanate SUPRASEC DNR (ICI). Après polymérisation à 60'C, 15 min, le produit a été démoulé. L'objet de l'invention n'est évidemment pas limité aux lattes pour planches l voile. Il peut 8tre appliqué à toute utilisation o il est nécessaire d'obtenir une poutre souple, très déformable et élastique, ayant un profil d'utilisation prédéterminé, par exemple les voiles de voiliers, d'ailes volantes, d'U.L.M., de cerfs-volants, etc... REVENDICATIONS 1. Latte pour voile caractérisée en ce qu'elle est constituée de deux peaux métalliques (4,4') externes d'épaisseur constante, et d'une aie (5) en matière plastique dont l'épaisseur, inlitialement nulle vers l'une des extrémités augmente puis diminue pour redevenir nulle vers l'autre extré- mité. 2. Latte selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle vérifie la relation I - kRy, o I est le moment d'inertie de la section droite de la latte par.rapport à son axe de symétrie, parallèle au grand côté, R est le rayon de courbure local de la latte lors de l'utilisation,. y est la flèche locale de la latte, lors de l'utilisation et k un coef- ficient de proportionnalité. 3. Latte selon la revendication I ou 2, caractérisée en ce que les peaux j5 métalliques sont en alliages d'Al des séries 2000, 6000,:7000 à l'état traité et en ce que 8.]0-5 t k x 21.10-5 mm2. 4. Latte selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la hauteur des zones d'extrémités (ab, cd), o l'âme est absente, est va- riable. 5. Latte selon l'une des revendications] à 4, caractérisée en ce que les zones d'extrémités (aib, cd) sont munies d'une échancrure longitudinale (6). 6. Latte selon l'une des revendications I à 4, caractérisée en ce que les extrémités de chaque feuillard (4,4') sont munies de rainures (7), internes formant évents. 7. Latte selon l'une des revendications J à 6, caractérisée en-ce que la matière plastique est une résine polyuréthane. 9. Latte suivant l'une des revendications I à 7, caractérisée en ce que la matière plastique est allégée.par.:des:billes de verre; 10. Latte suivant l'une des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que la matière plastique est renforcée par des fibres courtes ou longues à. haut module d'élasticité. 11l. Latte suivant l'une des revendications 1 à 10 caractérisée en ce qu'el- le est munie d'embouts plastiques (8,8'), rapportés ou surmoulés à ses ex- trémités (OQ).