Brevet FR2671756A1 — publié le 19920724

La présente invention est relative à un perfectionnement apporte aux objets des demandes de brevet français n0 90 10 108 du 8 août 1990 et 90 15 226 du 5 décembre 1990 du même déposant qui concernent la réalisation d'un élément souple tubulaire cylindrique ou conique destiné à être moulé, selon lequel on enroule des mèches de fibres résistantes imprégnées de résine synthétique, durcissable autour d'un boyau souple gonflable, et qui se caractérise en ce qu'on constitue le boyau souple soit en enfilant une gaine gonflable sur un mandrin rigide, soit en enroulant des spires partiellement superposées d'un matériau plastique autour du mandrin entraîné en rotation, et en ce qu'on bobine les mèches de fibres résistantes sur le boyau avant de séparer du mandrin l'élément souple tubulaire ainsi obtenu. Selon la présente invention, on fabrique une nappe plane de fibres pré-imprégnées de résine en recouvrant, dans un premier temps, un mandrin entraîné en rotation, par une gaine sur laquelle seront, dans un deuxième temps, bobinées selon des angles variables à la demande des fibres pré-imprégnées, l'ensemble étant en fin de bobinage, retiré du mandrin puis tranché ou tranché directement surale mandrin selon une génératrice pour être mis à plat et constituer la nappe finale désirée dont l'anisotropie aura été contrôlée en agissant sur les angles de dépose des fils. Actuellement, des nappes de fibres pré-imprégnées sont obtenues à partir de fils imprégnés et juxtaposés. Ces nappes de fibres imprégnées sont anisotropes, les fils étant tous orientés unidirectionnellement Enfin, pour préparer une nappe de quelque 30 cm de large en fibres de carbone de 6000 filaments de diamètre 5 microns par filament, il faudra quelque 160 bobines montées sur un cantre. L'immobilisation financière de ces 160 bobines est importante et renchérit le prix de la nappe obtenue. Selon la présente invention, pour réaliser une nappe éventuellement multicouche de fibres orientées en tout point à la demande, une seule bobine de fils préalablement enduit sera nécessaire, réduisant ainsi l'immobilisation financière. Pour bien faire comprendre le dispositif selon l'invention, on en décrira ci-après, brièvement, deux exemples d'exécution sans caractère limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels: ~les figures 1 et 2 présentent en vue schématique deux réalisations différentes du procédé de préparation de l'enveloppe conforme à l'invention; - les figures 3 et 4 présentent des nappes planes de fils tissés et orientés selon des axes différents, conférant au produit final une anisotropie contrôlée. Conformément à l'invention, on propose ainsi un procédé économique pour fabriquer une nappe ayant des caractéristiques mécaniques corrigées selon les orientations des fibres constitutives permettant ainsi, lors de l'utilisation de la dite nappe, par moulage ou roulage de conférer au produit final les caractéristiques mécaniques souhaitées. En référence à la figure 1 sur un mandrin creux (1) percé de trous (a), on enroule une feuille d'un produit plastique (2) ou de papier servant de support à la nappe ou on enfile une gaine également plastique ou de papier, puis on bobine des mèches de fibres (3) de verre, de carbone,d'aramides ou autres, préalablement imprégnées de résine. A l'issue de cette opération d'enroulement, on tranchera selon la génératrice (AB) l'enveloppe obtenue qui, mise à plat, se présentera comme une nappe. Selon la figure 2 sur la feuille support (4) enroulée sur le mandrin (5) entraîné en rotation, on enroule des mèches de fibres (6) selon un pas constant sur une partie seulement de l'enveloppe support (4), puis on enroule des mèches de fibres (7), de nature différente des mèches (6), selon des angles différents (7a), (7b), (7c), qui sont obtenus en faisant varier la vitesse de rotation du mandrin creux d'entraînement (5) lors de la dépose de la mèche le long du mandrin, à vitesse constante autour de l'enveloppe (4). ll est clair que lorsqu'on tranchera selon l'axe (CD), une génératrice du mandrin cylindrique (5), on obtiendra une nappe dont les caractéristiques seront différentes en tous ses points, selon qu'elle sera formée d'une ou deux couches superposées des mèches de fibres différentes (6) et (7) enroulées selon des angles différents, conférant à la nappe finale non isotrope des caractéristiques mécaniques, cependant contrôlées. On pourra, soit trancher l'enveloppe souple directement sur le mandrin pour dérouler la nappe, soit, si le mandrin est cylindrique ou conique, décoller le boyau (2), (4) plaqué par les mèches (3), (6), (7) en injectant de l'air sous pression dans le mandrin creux et percé de trous (a) pour la séparer du mandrin avant de fendre l'élément tubulaire souple pour le mettre à plat n est clair également que le mandrin (5) peut être de forme diverse par exemple, soit conique, oblong ou complexe, formes conférant à la nappe obtenue en final des caractéristiques mécaniques différentes. Les figures 3 et 4 présentent des nappes de mèches (8), (9), de fibres qui ont été déposées sur le support souple (10) selon des pas constants. I1 est clair que les caractéristiques d'anisotropie de la nappe représentée sur la figure 3 seront différentes des caractéristiques de la nappe représentée sur la figure 4, étant entendu que les mèches de fibres (8) et (9) ont les mêmes caractéristiques mécaniques, étant constituées par exemple de fibres de carbone de mêmesnature et dimensions préparées sur un même mandrin de forme cylindrique. Si la forme du mandrin avait été oblongue, les caractéristiques de la nappe eussent été également différentes. REVENDICATIONS 1) Procédé pour la réalisation d'une nappe souple destinée à être moulée caractérisé en ce qu'après avoir préparé un élément souple tubulaire en enroulant des mèches de fibres résistantes (3), (6), (7), (8), (9) imprégnées de résine synthétique durcissable autour d'un boyau souple (2), (4) recouvrant un mandrin rigide (1), (5) entraîné mécaniquement en rotation, on sépare le dit élément tubulaire souple du mandrin, puis on le fend pour le développer et former ainsi une nappe souple. 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on fend l'élément tubulaire souple en le tranchant directement sur le mandrin pour développer la nappe souple ainsi obtenue. 3) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on fend l'élément tubulaire souple en le tranchant selon une génératrice (AB), (CL)), directement sur le mandrin pour développer la nappe souple ainsi obtenue. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mandrin rigide (1), (5) peut être de forme diverse permettant de conférer à la nappe souple obtenue, certaines caractéristiques mécaniques permettant de contrôler son anisotropie. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que le pas d'enroulement des mèches imprégnées (3), (7) sur le boyau souple (2), (4) est constant conférant à la nappe obtenue certaines caractéristiques mécaniques permettant de contrôler son anisotropie. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, et 4, caractérisé en ce que le pas d'enroulement des mèches imprégnées (3), (7) sur le boyau souple (2), (4) est variable conférant à la nappe obtenue certaines caractéristiques mécaniques permettant de contrôler son anisotropie. 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que des mèches imprégnées (6), (7) de nature différente peuvent être superposées conférant à la nappe obtenue certaines caractéristiques mécaniques permettant de contrôler son anisotropie. 8) Nappe souple de mèches de fibres résistantes imprégnées de résine, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé défini à l'une quelconque des revendications 1 à 7.