Brevet FR2614409A1 — publié le 19881028

"Lame d'épée". Traditionnellement, les lames d'épée ont, en section transversale, une forme en accent circonflexe représentée figure 1 et des dimensions qui vont en se réduisant depuis la soie jusqu'à l'extrémité libre de la lame. Lorsque l'on examine cette section en accent circonflexe au titre de la résistance des matériaux, et par rapport à un plan x'-x comprenant la fibre neutre et séparant la partie 2 de la lame travaillant en extension, à savoir les ailes de la partie travaillant en compression, à savoir la côte 3, on constate que la surface de la première 2 est supérieure à celle de la seconde 3, ce qui conduit à des moments d'inertie différents. On constate également que la zone neutre, hachurée à la figure 1, c'est à dire la zone travaillant peu, comporte beaucoup de matière alourdissant inutilement la lame. Un autre inconvénient de cette section en accent circonflexe est la présence aux extrémités des ailes 2 d'arêtes 4 oui subissent les contraintes d'extension les plus élevées et favorisent ainsi, lorsque le métal atteint un niveau élevé de fatigue, le départ de criques pouvant amorcer la rupture transversale de la lame. Enfin, et il s'agit d'un inconvénient économique très important, la section en accent circonflexe combinée avec les variations de dimensions dans les diverses sections transversales obligent à réaliser la lame manuellement, par absence de toute surface de référence permettant une mécanisation de sa fabrication. L'invention a pour objet de fournir une nouvelle section de lame d'épée supprimant les concentrations de contrainte sur les arêtes, allégeant la lame et permettant sa fabrication par des moyens industriels et à moindre coût. A cet effet, la lame d'épée, selon l'invention, présente en section transversale, en tous points de sa longueur, une forme dont les moments d'inertie, par rapport au plan d'inertie transversal contenant la fibre neutre, sont sensiblement égaux, cette forme étant composée, d'une part, dans la côte travaillant en compression, d'une section élémentaire polygonale présentant au moins deux faces parallèles au plan d'inertie, et deux faces latérales perpendiculaires aux deux précédentes, et d'autre part, dans la zone -des ailes 26 1 4 4 0 9 travaillant en flexion, de deux sections élémentaires, espacées également et de part et d'autre du plan médian vertical de la lame, ayant chacune une forme polygonale présentant au moins deux faces parallèles au plan d'inertie et deux faces latérales perpendiculaires à ces deux dernières faces, ces deux dernières sections élémentaires constituant, sur la longueur de la lame, des cordons d'extension qui sont reliés chacun à la côte par des plots de concentration des contraintes, accumulant la fatigue résultant des sollicitations sur la lame, et disposées de manière à être sécantés par le plan d'inertie. Ainsi, la lame est composée d'une côte de section polygonale reliée par les plots de contrainte à deux cordons d'extension espacées dont la somme des moments d'inertie par rapport au plan d'inertie est égale au moment d'inertie de la côte dans la même section transversale. Il en résulte que lors des assauts et du combat, les contraintes affectant la lame, d'une part se répartissent régulièrement sur les faces planes parallèles au plan d'inertie, ce qui évite la formation de criques sur ses faces et, d'autre part, se transmettent en partie aux plots de concentration qui enregistrent et accumulent ainsi la fatigue du matériau de la lame. Audelà d'une certaine valeur de fatigue les plots les plus affectés cèdent en informant l'utilisateur qu'il faut rebuter la lame, et en évitant la rupture de cette lame, dangereuse pour l'adversaire. Enfin, grâce à la présence des faces parallèles sur les diverses sections élémentaires de la lame, la fabrication de celle-ci peut être réalisée de manière industrielle par des machines d'usinage à commande numérique, ce qui permet, par l'automatisation intégrale des phases d'usinage d'abaisser le coût de cette fabrication, et d'obtenir une parfaite reproductibilité des formes et dimensions. - Dans une forme d'exécution de l'invention, les plots de concentration de contraintes reliant les diverses sections élémentaires de la lame sont délimitées par des usinages réalisés dans deux nervures disposées en "V" l'une par rapport à l'autre reliant chacune la côte à l'un des cordons d'extension et ayant une section transversale rectangulaire. De ce fait, la lame présente en section transversale une 261440 9 forme en "t", qui lui donne une allure générale similaire à celle d'une épée traditionnelle bien qu'elle s'en distingue par des qualités supérieures. * Avantageusement, les usinages délimitant les plots de concentration de contraintes sont constitués par deux rangées longitudinales superposées de lumières oblongues décalées d'un pas constant, disposées parallèlement à l'axe longitudinal de la lame et de part et d'autre de celui-ci, les lumières de l'une des rangées étant décalées par rapport à celles de l'autre rangée. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple non limitatif une forme d'exécution de cette lame d'épée. Figure 1 est une vue de côté en coupe transversale d'une lame d'épée traditionnelle, Figures 2 et 3 sont des vues en coupe transversale de deux sections espacées de la lame selon l'invention, Figure 4 est une vue partielle de côté suivant la flèche 4 de figure 2. Comme le montre les figures 2 et 3, la lame d'épée selon l'invention présente en section transversale une forme composée, au niveau de la côte, d'une section élémentaire A et, au niveau des ailes, de sections élémentaires B. La section élémentaire A présente une forme polygonale comprenant deux faces lOa-lDb parallèles entre elles et au plan d'inertie x'-x et deux faces latérales 12a-12b, parallèles entre elles et perpendiculaires aux faces lOa-O10b précitées et au plan d'inertie x'-x. La section élémentaire A comprend également, de part et d'autre de la face lob, deux faces transversales 13a-13b inclinées et constituant le dos de la côte. Chacune des sections élémentaires B présentent également une forme polygonale délimitée par deux faces planes 14a-14b parallèles entre elles et parallèles au plan d'inertie x'-x, par deux faces planes latérales 15a15b parallèles entre elles mais perpendiculaires aux faces 14a-14b et par des faces inclinées 16a-16b et 16c délimitant des chanfreins sur les cordons d'extension ainsi formés. Chacune des sections élémentaires B est reliée à la section élémentaire A par une nervure désignée de façon générale par 17. Les figures 2 et 3 montrent que ces nervures forment un "V'" régulier de part et d'autre du plan médian vertical P de la lame et qu'elles sont sécantées par le plan x'-x. Plus précisément, ces nervures 17 comportent des usinages 18 délimitant entre eux des plots de concentration de contraintes 19 accumulant la fatigue résultant de sollicitations exercées sur la lame et aptes à céder au-delà d'une certaine valeur de cette fatigue. La figure 4 montre que les usinages 18 sont constitués par deux rangées longitudinales superposées de lumières oblongues. Les deux rangées sont disposées parallèlement à l'axe longitudinal de la lame et de part et d'autre de cet axe. Dans chaque rangée, les lumières 18 sont réparties avec un pas constant p et les lumières de l'une des deux rangées sont décalées d'un demi pas par rapport à celles de l'autre rangée pour constituer les plots 19, de faibles dimensions, aptes à céder pour une valeur de fatigue du métal bien que sécantés par le plan d'inertie x'-x. De façon connue, la section élémentaire A comporte une rainure intérieure 20 apte à recevoir un conducteur électrique détectant les touches lors du combat. Les figures 2 et 3, correspondant à deux sections transversales disposées respectivement à proximité de l'extrémité libre de la lame et à proximité de la soie, montrent bien que malgré les variations dimensionnelles des sections élémentaires de la lame, cette lame conserve sur toute sa longueur des faces planes lOa-lOb, 12a-12b, 15a-15b, 14a-14b, permettant son usinage par des machines outils courantes ou robotisées, ce qui n'était pas le cas avec les lames comportant la section représentée à la figure 1. Ce mode d'usinage permet de faire varier à la demande les dimensions des sections transversales élémentaires et ainsi de faire varier la rigidité de la lame et, la position des zones flexibles, donc d'adapter la lame aux désirs de l'utilisateur. Cet avantage, nouveau par rapport aux lames forgées ayant des caractéristiques irrégulières, est reproductible d'une lame à une autre puisqu'il ne dépend que des dimensions transversales données à la lame par l'usinage. De plus, il permet de fabriquer toute une gamme de lames se différenciant par leur longueur, leur flexibilité, la position des zones flexibles mais possédant chacune des caractéristiques reproductibles, donc étalonnées. Par ailleurs, lors d'un combat, les sollicitations d'extension et de compression, de même que les chocs s'exerçant sur la lame, ne peuvent plus se concentrer sur les arêtes, mais au contraire se répartissenet sur les surfaces planes 14a et lob, et éventuellement 15a, ce qui supprime toute possibilité de concentration de contraintes favorisant le départ de criques lorsque la lame atteint un taux de fatigue important. Au contraire, la fatigue se concentre en partie sur les plots 19 qui, à partir d'un taux de fatigue donné, dépendant des caractéristiques du métal utilisé mais.aussi de la position de la section considérée sur la longueur de la lame, cèdent en assurant la séparation locale de l'un des cordons par rapport à la côte, ce qui prévient l'utilisateur qu'il faut rebuter la lame. I1 faut également noter que, grâce à la présence de nervures 17 reliant les cordons latéraux à la côte, la lame possède peu de matière de part et d'autre du plan d'inertie x'-x et est donc plus légère qu'une lame traditionnelle. Bien que ne pouvant être réalisée par tout autre moyen, les lumières 18 sont avantageusement exécutées par usinage au laser. REVENDICATION5 1. Lame d'épée caractérisée en ce qu'elle présente, en section transversale et en toute zone de sa longueur, une.forme dont les moments d'inertie par rapport au plan d'inertie transversal(x'-x) contenant la fibre neutre, sont sensiblement égaux, cette forme étant composée, d'une part, dans la côte (3) travaillant en compression, d'une section élémentaire polygonale (A) présentant au moins deux faces (10a-lOb) parallèles au plan d'inertie, et deux faces latérales (12a-12b) perpendiculaires aux deux précédentes, et, d'autre part, dans la zone des ailes (2) travaillant en flexion, de deux sections élémentaires (B) espacées également et de part et d'autre du plan médian vertical (P) de la lame, ayant chacune une forme polygonale présentant au moins deux faces (14a-14b) parallèles au plan d'inertie, et deux faces latérales (15a-15b) perpendiculaires à ces deux faces, ces deux dernières sections élémentaires constituant, sur la longueur de la lame, des cordons d'extension qui sont reliés chacun à la côte (3j par des plots de concentration de contraintes (19), accumulant la fatigue résultant des sollicitations sur la lame, et disposés de manière à être sécantés par le plan d'inertie(x'-x) 2. Lame d'épée selon la revendication 1 caractérisée en ce que les plots de concentration de contraintes (19) reliant les diverses sections élémentaires (A et B) de la lame sont délimitées par des usinages (18) réalisés dans deux nervures (17), disposées en "V" l'une par rapport à l'autre, reliant chacune la côte (3) à l'un des cordons d'extension (2) et ayant une section transversale rectangulaire. 3. Lame d'épée selon l'ensemble des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que les usinages (18) délimitant les plots de concentration de contraintes (19) sont constitués par deux rangées longitudinales superposées de lumières oblongues (18), décalées d'un pas constant, disposés parallèlement à l'axe longitudinale de la lame et de part et d'autre de celui-ci, les lumières de l'une des rangées étant décalées par rapport à celles de l'autre rangée.