Brevet FR2594345A1 — publié le 19870821

ARMATURE ~ NOTAMMENT POUR ARTICLES DE SPORTS EN MATIERE SYNTHETIQUE. La présente invention a pour objet une armature destinée en particulier, mais non exclusivement, à être introduite dans le moule de fabrication d'un article de sport en matière synthétique, thermoplastique ou thermodurcissable, telle qu'une raquette de tennis ou un club de golf. Les caractéristiques des matières synthétiques actuellement sur le marché, sont insuffisantes pour répondre aux nombreux désiderata des joueurs. De tels articles posent donc un problème particulier dans la mesure où ils sont appelés à résister à des efforts violents, généralement de faible durée, tant en traction qu'en torsion ou flexion. C'est pour cette raison que les matieres thermoplastiques facilement moulables doivent être renforcées par une armature intérieure. Il est connu de réaliser de telles armatures par des fibres tissées ou non, enduites de résines synthétiques telles que des résines epoxy par exemple. C'est ainsi que des fibres de verre, d'aramide (polyamide aromatique) carbone, ou bore imprégnées selon des procédés divers et connus ont déjà été utilisées en tant que fibres d'armature. Mais, les caractéristiques des produits obtenus sont fonction des caractéristiques des fibres et de leur orientation. On sait par exemple qu'utilisées de manière unidirectionnelle, c'est-à-dire la force s'appliquant dans une direction unique et constante, les fibres aramides imprégnées sont recommandées en traction, alors que les fibres de carbone sont recommandées en flexion, les composites obtenus étant des matériaux anisotropes. L'orientation et le choix des fibres doivent donc correspondre à celles des contraintes subies. Mais malheureusement, dans le cas particulier des articles de sport, les contraintes ne sont pas unidirectionnelles.Par exemple, dans le cas des cadres de raquettes, on constate d'une part des contraintes de flexion transversales dues au cordage, des contraintes de tension longitudinale dues au choc de la balle, et également de torsion faisant appel à ur résistance en traction par suite du décentrage accidentel de la balle. Dans le cas des club de golf, à la flexion lors du choc du fer sur la balle, se superpose toujours une torsion du fait du décentrage du fer. Des essais mécaniques ont montré que la résistance en flexion maximum, lorsque l'orientation des fibres est perpendiculaire à celle de la contrainte, tombe jusqu'à une valeur proche de celle du liant lorsque l'orientation de la contrainte est parallèle à l'orientation des fibres. De même, ces essais montrent que la résistance en torsion est optimum quand les fibres sont orientées à 450 des contraintes. Outre les caractéristiques de résistance en torsion et traction exigées par les joueurs, ceux-ci demandent en plus que le poids de tels articles soit strictement limité. C'est pour cette raison que sont apparues des structures creuses. Les armatures actuellement utilisées ne donnent pas pleine satisfaction. En effet, dans le cas de fibres unidirectionnelles, utilisées en section pleine ou creuse, il existe des problèmes de positionnement à l intérieur du moule, et lors du perçage des trous nécessaires au cordage de la raquette, ces fibres perdent leur continuité, et par suite leur efficacité. Les tissus bidirectionnels enroulés sur un mandrin léger sont inefficaces dans une direction et provoquent un alourdissement sans avantages particuliers en torsion. Les tresses classiques n'apportent en flexion que 50% de la possibilité des fibres et conduisent également à une augmentation de poids ou à l'utilisation de fibres évoluées et à prix élevé. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et de proposer une armature résistant parfaitement tant aux efforts de traction qu'aux efforts de torsion. Selon la présente invention, l'armature, notamment pour articles de sport, réalisée par moulage de matières syntétiques, est caractérisée en ce qu'elle est constituée par une tresse à l'intérieur de laquelle sont introduites des fibres longitudinales. Pratiquement, l'armature est tressée sur un ou plusieurs fils longitudinaux s'étendant parallèlement à l'axe de l'armature. Ainsi, on obtient un ensemble cohérent dans lequel les fibres longitudinales sont plus spécialement destinées à répondre aux sollicitations résultant de flexions transversales (notamment dans le cas d'une raquette de tennis), les fibres transversales étant plus spécialement destinées à répondre aux sollicitations en torsion résultant par exemple du choc de la balle. Les fibres employées peuvent être de même nature et, par exemple, constituées uniquement de fibres de verre. Mais de préférence, elles sont constituées en deux matériaux différents sélectionnés pour leurs caractéristiques propres aux efforts à soutenir.C'est ainsi que de préférence les fibres longitudinales sont des fibres de carbone ou de bore unidirectionnelles, alors que les fibres transversales treevées sont des fibres de verre olj d'aramide. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tresse de fibres de verre ou d'aramide est tressée selon un angle compris entre 30 et 600 par rapport à l'axe de l'armature. Le nombre de fibres longitudinales peut être quelconque, mais il est avantageusement pair pour des raisons de symétrie. Dans le cas d'une structure creuse, la disposition des fibres longitudinales résistant à la flexion doit être excentrée au maximum pour obtenir le meilleur moment d'inertie possible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif en regard des figures qui représentent - la figure 1, une vue en plan d'une longueur d'armature - la figure 2, une vue en coupe par un plan perpendiculaire à l'axe de l'armature - la figure 3, une vue de détail montrant le tressage des fibres transversales sur une fibre longitudinale. Sur la figure 1, on distingue une tresse 2 par exemple en Kevlar à l'intérieur de laquelle sont incorporés quatre multifilaments parallèles 1, constitués par exemple de 6000 à 12000 fibres de carbone haute- résistance. Pour des nécessités de résistance au pliage, les multifilaments de carbone peuvent être protégés par une microtresse 3 par exemple en fibres de verre. La tresse 2 peut être constituée de fibres de verre ou d'aramide formant avec l'axe A de l'armature un angle compris entre 30 et 60C et avantageusement égal à 450. Le nombre des fibres est tel qu'après une imprégnation de 40% en poids de résine époxide, sous une pression de Ikg par cm2, l'épaisseur de la tresse soit comprise entre 1 et 3mm.Le diamètre proprement dit de la tresse est par exemple compris entre 5 et 20mm avec un poids compris entre 70 et 130g par mètre linéaire. La figure 2 est une vue en bout de l'armature selon l'invention qui, dans l'exemple représenté, inclut quatre multifilaments 1 unidirectionnels. Comme cela apparaît mieux sur la figure 3, la tresse est formée de manière à ce que ces fibres viennent ' alternativement s'enrouler autour d'un multifilament 1 respectivement à gauche et à droite. Cette opération peut facilement être réalisée sur une machine à tresser classique. Sur la figure 3, on voit que les filaments 2a s'enroulent à droite autour du multifilament 1 alors que les multifilaments 2b s'enroulent à gauche autour de ce même multifilament. Ainsi, les multifilaments 1 sont parfaitement intégrés à la tresse dont ils forment une partie constitutive, la mâture présentant ainsi un caractère homogène. Bien entendu, les fibres 2a et 2b sont elles-mêmes entrelacées tout au long de la tresse. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans sortir pour celà du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Armature, notamment pour articles de sport moulés en matière synthétique, présentant un axe .central, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une tresse (2), à l'intérieur de laquelle est introduit au moins un multifilament (1) longitudinal, parallèle à l'axe de l'armature. 2. armature selon la revendication 1, caractérisée en ce que les multifilaments (1) sont régulièrement répartis à l'intérieur de la tresse (2). 3. Armature selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les fibres constituant la tresse (2) sont inclinées sur l'axe de l'armature d'un angle compris entre 30 et 600. 4. Armature selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tresse (2) et les fibres longitudinales (1) sont constituées de matériaux différents. 5. Armature selon la revendication 4, caractérisée en ce que les fibres longitudinales sont constituées par des multifilaments de carbone ou de bore. 6. Armature selon la revendication 4, caraotérisée en ce que les fibres tressées sont des fibres de verre ou d'aramide. 7. Article de sport tel que raquette de tennis ou club de golf, caractérisé en ce qu'il comprend une armature selon l'une quelconque des revendications précédentes moulée à l'intérieur de l'article.