Brevet FR2619340A1 — publié le 19890217

La présente invention concerne des éléments tubulaires, et plus particulièrement des éléments tubulaires creux cylindriques, ou sensiblement cylindriques, ou coniques ou sensiblement coniques, ainsi que ceux qui peuvent présenter une certaine révolution autour d'un axe, ces éléments trouvant des applications pour la réalisation de cannes, notamment de cannes du type "cannes à pêche". Dans de nombreux domaines très variés, il est actuellement utilisé différentes sortes d'éléments tubulaires aptes à remplir de nombreuses fonctions. Par exemple, dans les industries de production d'énergie, par exemple d'électricité, pour atteindre avec toute la sécurité voulue des endroits où est établi un potentiel électrique élevé, dans le domaine des transports où l'utilisation de perches est nécessaire, par exemple pour relier les tramways aux pantographes. De tels éléments tubulaires sont même utilisés dans le domaine sportif, par exemple pour le saut à la perche, le delta-plane, le vol à voile, etc... Mais il existe d'autres domaines dans lesquels sont utilisés de nombreux éléments tubulaires devant répondre à certains critères comme le fléchissement et la résistivité. Tel est le cas de la pêche. Il existe déjà de nombreuses réalisations de cannes à pêche légères et présentant les qualités de souplesse et de résistance mécanique nécessaires pour pouvoir pêcher dans les meilleures conditions. Cependant, notamment pour la pêche au coup, ces cannes sont parfois très longues et, même si les éléments tubulaires les constituant sont légers, leur maintien et leur manipulation pendant des temps assez longs deviennent pénibles. Aussi, toute conception d'éléments tubulaires de poids réduit par rapport à ceux de mêmes dimensions et de mêmes qualités, notamment celles mentionnées ci-avant, est le gage d'un plus grand attrait. De plus, pour la pêche de concours, tout ce qui peut contribuer à l'amélioration des conditions de pêche est alors très apprécié par les participants. La présente invention a pour but de réaliser un élément tubulaire, notamment pour cannes et plus particulièrement pour cannes à pêche, qui présente une structure permettant de réaliser des cannes très légères possédant en particulier des qualités de souplesse et de résistance importantes, en permettant l'utilisation de matériaux, que la technologie moderne a mis au point, connus pour leur résistance et leur légèreté, pour augmenter d'autant les qualités mentionnées ci-avant. Plus précisément, la présente invention concerne un élément tubulaire défini par une surface fermée, caractérisé par le fait qu'il comporte - une pluralité de premiers enroulements hélicoidaux dans un premier sens, cesdits premiers enroulements étant définis sur ladite surface en ayant tous sensiblement un même premier pas et en étant séparés les uns des autres sensiblement d'une même première valeur de distance, - une pluralité de deuxièmes enroulements hélicoidaux dans un deuxième sens, opposé audit premier, cesdits deuxièmes enroulements étant définis sur ladite surface en ayant tous sensiblement un même deuxième pas et en étant séparés les uns des autres sensiblement d'une même deuxième valeur de distance, cesdits deuxièmes enroulements étant réalisés en coopération avec lesdits premiers enroulements et lesdites première et deuxième valeurs desdits pas étant nettement supérieures aux valeurs desdites première et deuxième distances, et - des moyens pour solidariser les deux dites pluralités de premiers et de deuxièmes enroulements. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente un mode de réalisation d'élément tubulaire selon l'invention pouvant constituer un tronçon de canne à pêche. La figure 2 représente, à grande échelle et sous forme écorchée, un morceau de l'élément selon la figure 1. La figure 3 représente une coupe transversale de l'élément des figures 1 et 2 selon la ligne III-III de la figure 2. Les figures représentent un élément tubulaire 1 affectant sensiblement la forme d'une surface conique 2 de révolution autour d'un axe 3, cet élément pouvant avantageusement constituer un tronçon de canne à pêche au coup, par exemple du type de celles utilisées par les pêcheurs de concours. Cet élément tubulaire 1 est principalement constitué, dans sa structure, par une pluralité de premiers enroulements hélicoidaux 4, 5, 6,... épousant la surface conique 2 et dans un premier sens. Ces premiers enroulements ont tous sensiblement le même pas et sont séparés les uns des autres, suivant une direction parallèle à l'axe 3, sensiblement d'une même première valeur de distance X. Cet élément comprend en outre une deuxième pluralité de deuxièmes enroulements hélicordaux 7, 8, 9,... épousant la surface conique 2 et dans un deuxième sens, opposé au sens des premiers enroulements 4, 5, 6,... Ces deuxièmes enroulements ont tous sensiblement le même deuxième pas et sont séparés les uns des autres sensiblement d'une même deuxième valeur de distance Y. Ils sont réali- sés en coopération avec les premiers enroulements 4, 5, 6,..., en pouvant être simplement déposés sur ces premiers, ou bien, si cela est nécessaire pour certaines applications, en étant tressés avec eux, les uns passant alternativement sur et sous les autres. Les valeurs des pas, respectivement des premiers et deuxièmes enroulements, sont très grandes, et nettement supérieures aux valeurs des première et deuxième distances X et Y définies ci-avant. Les deux pluralités d'enroulements sont solidarisées pour pouvoir définir un élément rigide ayant une forme comme celle illustrée à titre d'exemple, notamment conique de révolution. Ces enroulements sont constitués de mèches de fibres longitudinales dans des matériaux comme de la fibre de verre, de bore ou de carbone. Si les enroulements sont en fibres de carbone, les moyens pour les solidariser sont constitués par de la résine epoxy qui, dans un pre-mier temps, les imprègne, et dont on produit ensuite la polymérisation par chauffage. Après solidification, les parties communes des enroulements se trouvent collées et forment alors un treillis indéformable. Le mode de réalisation de ces éléments permet d'obtenir une structure composée de fibres longitudinales presque parallèles à l'axe 3, essentiellement du fait des pas de longueurs importantes donnant des angles d'enroulement très faibles, mais en laissant entre les mèches de fibres des espaces sensiblement en forme de parallélogrammes 10, 11, 12... ne comportant pas de matière, ce qui contribue à la réalisation d'un élément plus léger que s'il avait une paroi pleine, comme celle des cannes, notamment à pêche, connues actuellement. Il est à souligner qu'une telle structure d'éléments de canne composés de fibres orientées presque longitudinalement permet de donner à ces éléments la flexion nécessaire pour obtenir, par exemple, le fouetté, c'est à-dire l'effet de fouet, qualité essentielle pour une canne à pêche. Cependant, il est également important que cet élément ait une certaine rigidité transversale, par exemple pour résister à l'écrasement. C'est ainsi que l'élément 1 comprend en plus un troisième enroulement hélicoidal 13 disposé sur les première et deuxième pluralités d'enroulements. Ce troisième enroulement 13 a une troisième valeur de pas et deux spires consécutives sont séparées par une troisième valeur de distance 2. En fait, cette distance est égale au pas de ce troisième enroulement diminué de la valeur de l'épaisseur de la mèche de fibre constituant l'enroulement. De plus, la valeur de ce troisième pas est très inférieure à celle des deux premier et deuxième pas, par exemple de l'ordre du quart d'une diagonale d'un parallélogramme 10, 11, 12, celle qui est sensiblement parallèle à l'axe 3, c'est-à-dire le quart de l'une des distances X et Y, sans pour autant que ces espaces soient occultés, pour conserver la caractéristique de légèreté d'un tel élément tubulaire 1. Il a été décrit un exemple dessréalisation possible. Mais, pour des facilités de réalisation et pour obtenir une structure homogène ayant les mêmes qualités techniques pour toutes positions de l'élément tubulaire 1, il est avantageux que les première et deuxième valeurs de pas soient sensiblement égales, de même que les première et deuxième valeurs de distance X et Y entre deux enroulements consécutifs de même sens, comme cela apparaît très clairement sur la figure 2. Dans ce cas, les espaces 10, 11, 12,... délimités par les mailles des mèches de fibres sont des losanges. Comme mentionné ci-avant, un tel élément tubulaire 1 trouve une application très intéressante pour la réalisation de cannes à pêche, et plus particulièrement pour celles qui sont formées de plusieurs tronçons assemblables, la figure 1 représentant plus spécialement un tel tronçon de canne à pêche. Pour pouvoir assembler ces tronçons par emboitement en friction mâle-femelle, chaque partie d'extrémité de l'élément 1 comporte un quatrième enroulement 14, 15 disposé sur une certaine longueur à partir de chaque extrémité 16, 17. Ces quatrièmes enroulements sont à spires jointives, pour obtenir des parties d'extrémités plus rigides et plus lisses et pouvoir réaliser un emboîtement comme mentionné ci-dessus. Bien entendu, dans une réalisation avantageuse, les quatrièmes enroulements 14, 15 sont réalisés en continuité du troisième enroulement 13, simplement en changeant la valeur du pas, de façon que les spires viennent au contact l'une de l'autre, cette réalisation étant d'autant plus avantageuse qu'elle permet une mise en oeuvre automatique. A titre d'exemple, pour la réalisation d'un tronçon de canne à pêche d'environ 150 cm de long et 3 cm de dia mètre, les pas des premiers et deuxièmes enroulements peuvent être de l'ordre de 50 cir, le pas du troisième enroulement de l'ordre de 0,5 cit, tandis que deux des premiers et deuxièmes enroulements consécutifs dans un même sens d'enroulement sont distants d'environ 2 cm et que les fibres utilisées ont une largeur de 0,2 cm. Quant au quatrième enroulement d'extrémité, il a une longueur d'une dizaine de centimètres. Comme cela a déjà été explicité, la majeure partie de la paroi latérale de l'élément tubulaire est ajourée par des espaces sensiblement en forme de losanges 10, 11, 12,... Dans certains cas, ceci peut être une gêne, par exemple lorsque ces éléments sont utilisés dans des endroits où des particules peuvent pénétrer à l'intérieur des éléments. Pour pallier cet éventuel inconvénient, l'élément 1 peut comporter une chambre ou poche étanche 18 gonflable disposée à l'intérieur de la partie comportant ces espaces ajourés, en s'appuyant contre les surfaces intérieures des premiers et deuxièmes enroulements hélicoidaux, et avantageusement à l'intérieur d'au moins une partie des enroulements à spires jointives 14, 15 aux deux extrémités 16, 17, pour éviter que des particules solides puissent s'introduire, malgré tout, dans le centre de l'élément tubulaire 1. Cette chambre étanche peut être réalisée, par exemple, en caoutchouc et comporte des moyens pour la gonfler avec un fluide sous pression qui peut être, toujours dans le souci de la recherche de la légèreté, un gaz plus léger que l'air comme de l'hélium ou analogue.Cette chambre est également avantageuse dans le cas d'une canne à pêche dont il peut arriver, par exemple, que l'un des tronçons tombe dans l'eau. Il peut alors flotter et être aisément récupéré par son propriétaire. Bien entendu, un élément comme celui illustré sur les figures peut être réalisé à partir d'un mandrin dont la surface latérale affecte la forme de l'élément tubulaire souhaité. Les différents enroulements hélicoidaux sont ensuite déposés, généralement de façon automatique à l'aide d'appareils permettant de régler la valeur du pas d'enroulement pour obtenir les caractéristiques telles que définies précédemment. Cette technique de formation d'enroulements hélicoidaux sur un mandrin étant connue en elle-même, elle ne sera pas décrite ici plus en détail. L'élément tubulaire selon l'invention tel que décrit ci-aessus est très intéressant pour obtenir les qualités de flexion et de résistance, et donc de fouetté, notamment demandées pour les cannes à pêche, mais aussi pour les longs éléments tubulaires utilisés dans d'autres domaines, par exemple en agriculture et même dans l'industrie. Dans une variante de réalisation, la poche étanche 18 peut être remplacée par une paroi continue légère, par exemple elle-même formée par enroulement de fibres à spi res jointives sur le mandrin d'enroulement. Cette paroi intérieure peut présenter des caractéristiques mécaniques complémentaires de celles des enroulements 4 à 9 et 13. On remarquera que les différents enroulements peuvent être éventuellement constitués par des fibres de natures différentes, en fonction des caractéristiques mécaniques recherchées pour les cannes. PEVEMD1CATIONS 1 - Elément tubulaire (1) défini par une surface fermée (2), caractérisé par le fait qu'il comporte - une pluralité de premiers enroulements hélicordaux (4, 5, 6) dans un premier sens, cesdits premiers enroulements étant définis sur ladite surface en ayant tous sensiblement un même premier pas et en étant séparés les uns des autres sensiblement d'une même première valeur de distance (X), - une pluralité de deuxièmes enroulements hélicoidaux (7, 8, 9) dans un deuxième sens, opposé audit premier, cesdits deuxièmes enroulements étant définis sur ladite surface en ayant tous sensiblement un même deuxième pas et en étant séparés les uns des autres sensiblement d'une même deuxième valeur de distance (Y), cesdits deuxièmes enroulements étant réalisés en coopération avec lesdits premiers enroulements et lesdites première et deuxième valeurs desdits pas étant nettement supérieures aux valeurs desdites première et deuxième distances, et - des moyens pour solidariser les deux dites pluralités de premiers enroulements et de deuxièmes enroulements. 2 - Elément selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un troisième enroulement hélicoïdal (13) sur lesdits premiers et deuxièmes enroulements (4, 5, 6 ; 7, 8, 9), cedit troi sième enroulement ayant une troisième valeur de pas, deux spires consécutives de cet enroulement étant séparées par une troisième valeur de distance (Z), lesdites valeurs de troisième pas et de distance (Z) étant sensiblement de l'ordre de grandeur desdites première et deuxième valeurs de distance (X, Y) par rapport à celles des pas desdits premiers et deuxièmes enroulements. 3 - Elément selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdites première et deuxième valeurs de pas sont sensiblement égales. 4 - Elément selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdites première et deuxième valeurs de distance (X, Y) sont sensiblement égales. 5 - Elément selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ladite troisième distance (Z) est sensiblement égale au quart de l'une des deux dites première et deuxième distances (X, Y). 6 - Elément selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que lesdits enroulements sont réalisés à l'aide de mèches d'un matériau en fibres. 7 - Elément selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit matériau est l'un des matériaux suivants, fibre de verre, de bore, de carbone et combinaison de certains de ces matériaux. 8 - Elément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un quatrième enroulement (14, 15) situé sur les premiers et deuxièmes enroulements (4, 5, 6 ; 7, 8, 9) sur une certaine longueur d'au moins une extrémité (16, 17) de ladite surface (2), cedit quatrième enroulement étant à spires jointives. 9 - Elément selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que ledit quatrième (14, 15) et troisième (13) enroulements sont réalisés en continuité l'un de l'autre dans un même matériau par changement de pas. 10 - Elément selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé par le fait qu'il comporte un cinquième enroulement (14, 15) situé à l'autre extrémité (16, 17) de ladite surface fermée (2), ledit enroulement étant à spires jointives et en continuité dudit troisième enroulement (13) par changement de pas. 11 - Elément selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il comporte une chambre étanche gonflable (18) disposée dans au moins une partie du volume délimité par lesdits premiers et deuxièmes enroulements (4, 5, 6 ; 7, 8, 9) enveloppant ladite surface. 12 - Elément selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ladite chambre étanche (18) est gonflée avec un fluide sous pression. 13 - Elément selon la revendication 12, caractérisé par le fait que ledit fluide est un gaz plus léger que l'air.