Brevet FR2687925A1 — publié le 19930903

PROCEDE DE FABRICATION D'UN SKI ET SKI OBTENU PAR CE PROCEDE La présente invention concerne un perfectionnement pour la fabrication des skis utilisés pour les sports d'hiver. On connait déjà différents types de ski et il en existe de très nombreuses variantes Ceux-ci sont constitués par une poutre de forme allongée dont l'extrémité avant est courbée vers le haut pour constituer une spatule, l'extrémité arrière l'étant aussi, mais plus légèrement, pour constituer le talon. Les skis actuels ont généralement une structure composite dans laquelle sont combinés différents matériaux, de manière que chacun d'eux intervienne de façon optimale compte-tenu de la distribution des contraintes mécaniques lors de l'utilisation du ski Ainsi, la structure comprend généralement des éléments de protection périphériques formant la face supérieure et souvent même les faces latérales du ski, des éléments internes de résistance ou lames de résistance, constitués en un matériau ayant une grande résistance et une grande raideur La structure comprend également des éléments de remplissage tels qu'un noyau en structure alvéolaire, et une semelle de glissement formant la face inférieure du ski et assurant un bon glissement sur la neige Ces éléments sont assemblés par collage ou par injection, l'assemblage s'effectuant généralement à chaud dans un moule présentant souvent la forme du ski. Lors de cet assemblage, les différents éléments sont disposés les uns après les autres dans le moule, et la manipulation de ceux-ci est délicate. Ceci est particulièrement vrai pour les couches de renfort non polymérisées ainsi que pour le film de collage qui n'a que quelques dixièmes de millimètre d'épaisseur, et qui doit être manipulé avec d'infinies précautions. La présente invention veut résoudre ces inconvénients et propose un procédé de fabrication d'un ski comprenant une étape principale consistant à assembler en chauffant dans un moule, les éléments suivants, entre autres: une semelle de glisse, des carres métalliques, au moins un élément de renfort inférieur, un noyau, au moins un élément de renfort supérieur et un élément de protection et de décoration, étant caractérisé en ce que l'un au moins des éléments de renfort est constitué par une couche de renfort proprement dite comprenant sur l'une de ses faces, un film solide de colle lui étant solidarisé et présentant de bonnes propriétés d'adhésion avec l'élément avec lequel il est destiné à entrer en contact et à adhérer lors de l'étape d'assemblage. Selon une disposition particulière, le procédé consiste à assembler un sous-ensemble inférieur constitué d'une semelle de glisse, de carres métalliques et d'au moins un élément de renfort inférieur, et un sous- ensemble supérieur constitué d'un élément de protection et de décoration et d'au moins un élément de renfort supérieur, ainsi que d'un noyau. Selon un mode d'exécution, on utilise, lors de l'assemblage, un élément de renfort et d'assemblage comprenant sur chacune de ses faces, un film solide de colle. Selon une caractéristique complémentaire, avant l'étape d'assemblage, est mise en oeuvre une étape préalable pendant laquelle est réalisé l'élément de renfort et d'assemblage Cette étape préalable consistant à solidariser à chaud sur au moins l'une des faces de la couche de renfort, le film de collage, et pendant cette étape préalable, l'ensemble de renfort et d'assemblage est polymérisé pour être rigide et facilement manipulable et mis aux dimensions d'utilisation. Pendant l'étape principale d'assemblage, une première étape est mise en oeuvre qui consiste à placer dans un moule le sous-ensemble supérieur, l'élément de renfort et d'assemblage réalisé dans l'étape préalable et le sous-ensemble inférieur, puis est mise en oeuvre une deuxième étape qui consiste à fermer le moule et chauffer. L'invention concerne aussi le ski mis en oeuvre par le procédé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés, qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue latérale du ski selon l'invention. La figure 2 est une coupe transversale selon T-T de la figure 1. La figure 3 est une variante de la figure 2. La figure 4 est une vue montrant les différents sous-ensembles constituant la structure du ski de la figure 3. La figure 4 a est une vue montrant à plus grande échelle un détail de construction de l'élément intermédiaire de renfort et d'assemblage. La figure 5 illustre l'étape préalable du procédé selon l'invention. La figure 6 montre en perspective l'élément de renfort et d'assemblage réalisé lors de l'étape préalable. Les figures 7 à 8 illustrent l'étape principale d'assemblage du procédé. Les figures 7 a et 7 b illustrent la première étape du procédé. La figure 8 illustre l'étape principale d'assemblage proprement dite du procédé selon l'invention. Les figures 9 et 10 illustrent des variantes de réalisation de l'élément de renfort et d'assemblage. La figure 9 a représente à plus grande échelle des détails de construction de la figure 9. Les figures 11 à 16 illustrent une variante du procédé selon l'invention. La figure 11 est une vue similaire à la figure 5 du procédé précédent. La figure 12 est une vue similaire à la figure 6 du procédé précédent. Les figures 13, 14, 15 et 16 illustrent les différentes étapes successives du procédé selon la variante. Le ski représenté à la figure 1 et fabriqué selon le procédé de l'invention, est constitué par une poutre ( 1) de forme allongée comprenant de façon connue en soi, à l'avant, une zone relevée constituant la spatule ( 2) et à l'arrière, une partie légèrement relevée constituant le talon ( 3) La structure du ski peut être du type sandwich avec par exemple des lames de flexion parallèles et disposées de part et d'autre d'un noyau, ou du type à caisson avec lame de résistance enveloppant le noyau sur les quatre faces, ou de tout autre type. A la figure 2, on a représenté un exemple de structure de type "sandwich" d'un ski selon l'invention il comprend notamment un noyau ( 5) disposé entre un élément de renfort inférieur ( 10) rigide et un élément de renfort supérieur ( 4) rigide également, une semelle de glissement ( 8), des carres métalliques ( 7) et une couche superficielle ( 11) recouvrant le renfort supérieur pour former le décor du ski Le ski comprenant par ailleurs un deuxième élément de renfort inférieur ( 9). Selon l'invention, le ski est fabriqué par un procédé de moulage au cours duquel lors de l'étape consistant à disposer les éléments dans le moule, l'un au moins des renforts comprend déjà sur l'une au moins de ses faces et avantageusement sur ses deux faces, un film solide de collage qui lui est solidaire Par exemple et comme le montre la figure 2, des éléments de renfort inférieur ( 9, 10) et des éléments de renfort supérieur ( 4) sont tels que chacune des faces est recouverte d'un film solide de collage ( 15, 16) préalablement à l'opération d'assemblage et moulage des éléments, pour former le ski fini. Les couches de renfort ( 4, 9, 10) peuvent être de tous types tels que des couches de matériaux composites comme de la fibre de verre, fibre de carbone avec de la résine époxy ou polyester ou une couche en alliage métallique. Le noyau ( 5) peut être de la mousse chargée ou non, du bois ou du nid d'abeille métallique ou en plastique. La couche superficielle ( 11), monocouche ou multicouche assurant le décor peut être en polyamide, en acrylonitrile-butadiène- styrène ou autre, tel qu'en matériau thermoplastique. A la figure 3, on a représenté un autre exemple de structure comprenant un renfort supérieur ( 4) rigide, en forme de coque à section en "U" renversé formant une paroi supérieure ( 40) et deux parois latérales ( 41, 42) recouvrant un noyau ( 5), l'ensemble étant fermé à sa partie inférieure par un ensemble inférieur ( 6) comportant les carres métalliques ( 7), une couche ( 8) de glissement généralement en polyéthylène ainsi que des éléments de renfort inférieur ( 9, 10) Une couche supérieure superficielle ( 11) recouvre le renfort supérieur pour former le décor du ski. Dans l'exemple des figures 3 et 4, le ski est constitué par un assemblage de deux sous-ensembles: un sous-ensemble supérieur ( 12) et un sous-ensemble inférieur ( 13) L'assemblage étant réalisé selon l'invention grâce à un ensemble intermédiaire de renfort et d'assemblage ( 14). Le sous-ensemble supérieur ( 12) comprend par exemple le noyau ( 5) recouvert de sa couche de renfort ( 4), puis de la couche superficielle ( 11), tandis que le sous-ensemble inférieur ( 13) comprend la couche de glissement ( 8), les carres métalliques ( 7) et la couche de renfort inférieure ( 9). L'ensemble de renfort et d'assemblage ( 14) est constitué d'une couche de renfort ( 10) comprenant à sa surface supérieure ( 100) un film de collage supérieur ( 15) et à sa surface inférieure ( 101), un film de collage inférieur ( 16) La couche de renfort ( 10) est par exemple une couche de tissu de verre, de carbone ou de Kevlar imprégnée d'une résine thermoplastique ou thermodurcissable, tandis que les films de collage inférieur ( 16) et supérieur ( 15) sont des couches de matière plastique thermofusibles à base de polymère(s) ou copolymère(s) greffé(s) On peut avantageusement utiliser des films de polymère(s) ou copolymère(s) greffé(s) par action d'acide carboxylique, d'anhydride d'acide carboxylique, ou d'ester d'acide carboxylique, par exemple par l'acide acrylique, par l'acide méthacrylique ou par l'acide maléique Le film peut notamment être réalisé en polyéthylène greffé, par exemple en polyéthylène greffé par l'anhydride maléique Le film peut aussi être constitué d'un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA) greffé par action d'acide carboxylique ou d'anhydride d'acide carboxylique ou de la famille de polyether-bloc-amide (PBA) Bien entendu, la nature des films est identique dans l'exemple donné pour un ski de type "sandwich", comme on l'a dit précédemment. Les éléments de renfort ( 4, 9, 10) de l'exemple de la figure 2 et l'ensemble de renfort et d'assemblage ( 14) de l'exemple des figures 3 et 4 sont mis en oeuvre lors d'une étape préalable pendant laquelle est solidarisé par plaquage à chaud sur chaque surface ( 100, 101) de la couche de renfort ( 10), les films de collage ( 15, 16) Le plaquage à chaud peut se faire en continu. Le dispositif donné à titre d'exemple à la figure 5 et destiné à préparer l'élément de renfort, comprend un rouleau ( 17) de tissu de verre ( 170), deux rouleaux ( 18, 19) de film de collage, un bac d'imprégnation ( 20) comprenant la résine ( 21), suivi d'une presse chauffante ( 22) Ainsi, dans l'étape préalable, la couche de tissu de verre ( 170) passe tout d'abord dans le bac d'imprégnation ( 20) pour être imprégnée de résine ( 21) Avant son passage dans la presse, la couche de tissu de verre ( 170) reçoit sur sa face supérieure, un film supérieur ( 15) et sur sa face inférieure, un film inférieur ( 16), et la presse chauffante assure d'une part la polymérisation de la résine ( 21) imprégnée, et d'autre part, l'adhésion des deux films de collage ( 15, 16) A la sortie de la presse chauffante, il en ressort une plaque de renfort qui est polymérisée et qui est ensuite découpée aux dimensions appropriées à son utilisation pour constituer l'élément de renfort du ski ( 4, 9, 10, 14) Le découpage se faisant par un outil de découpe ( 23). Les figures 7 et 8 illustrent l'étape principale de moulage proprement dit du procédé, appliqué à l'exemple des figures 3 et 3 a, qui consiste dans une première étape (figures 7 a et 7 b), à mettre en place les différents sous-ensembles dans le moule ( 30) et dans une deuxième étape (figure 7), le moule ( 30) est ensuite fermé par un couvercle ( 31), mis sous pression et chauffé de façon traditionnelle, le ski étant ensuite retiré du moule. il va de soi que le film de colle peut être du type monocouche ou multicouche, comme cela est représenté à la figure 9 Selon cette variante, la couche de colle comprend une première couche ( 15 a, 16 a) formant la face de collage avec le renfort ( 10) et une deuxième couche ( 15 b, 16 b) formant la face d'assemblage avec les sous-ensembles supérieur ( 12) et inférieur ( 13) A titre d'exemple, on peut utiliser un film bicouche d'épaisseur 150 microns, constitué de deux couches de polyether-bloc-amide (PBA) de rhéologies différentes Ainsi, la couche ( 15 a) peut être un film en PEBAX 3533 et la couche ( 15 b), un film en PEBAX 4533. La figure 10 illustre une variante de réalisation dans laquelle l'élément de renfort comprend une seule couche de renfort ( 10) comprenant une seule couche de colle ( 15). Dans le cas d'un élément de renfort en forme par exemple de U renversé, comme l'élément de renfort ( 40) de la figure 3 d'un ski de type caisson, on peut prévoir de réaliser le renfort par un procédé de pultrusion A la figure 11 est illustré le dispositif permettant de réaliser l'élément de renfort par le procédé de pultrusion Il comprend plusieurs rouleaux ( 24) de fils continus de verre ( 240), lesquels sont imprégnés dans un bain de résine ( 25), puis introduits dans une filière ( 26) dont la section d'entrée a la forme de la section du renfort à réaliser La filière est chauffée de façon à assurer la polymérisation de la résine Avant la sortie de filière et avant refroidissement complet de la résine, un film solide de collage ( 15, 16) est plaqué sur chacune des faces de renfort ( 27) Comme le dispositif de la figure 5, un outil de découpe ( 29) est prévu en fin de fabrication. La figure 12 illustre un exemple d'élément de renfort ( 4) ainsi réalisé Les figures 13 à 16 illustrent à titre d'exemple, l'étape préalable de moulage du sous-ensemble supérieur ( 12) intervenant dans l'étape principale de moulage des figures 6 et 7. Dans un premier temps, l'élément de protection et décoration ( 11), puis l'élément de renfort ( 4) sont mis en place dans la première partie ( 40) d'un moule, comme le montre la figure 13 La seconde partie ( 41) du moule est disposée sur la première, puis le noyau ( 5) est injecté dans l'espace ainsi formé par l'assemblage des parties de moule, comme le montre la figure 15 La solidarisation du renfort sur le noyau ( 15) et l'élément de protection et décoration ( 11) est assuré par chauffage dans le moule. Enfin, après refroidissement, le sous-ensemble supérieur ( 12) ainsi formé est démoulé comme le montre la figure 16. Les couches de renfort peuvent être de toute nature et notamment métalliques, et par exemple en aluminium. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons et d'autres variantes sont également possibles sans pour autant sortir du5 cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un ski comprenant une étape principale consistant à assembler en chauffant dans un moule, les éléments suivants, entre autres: une semelle de glisse ( 8), des carres métalliques ( 7), au moins un élément de renfort inférieur ( 9, 14), un noyau ( 5), au moins un élément de renfort supérieur ( 4), un élément de protection et de décoration ( 11), caractérisé en ce que l'un au moins des éléments de renfort ( 4, 9, 10, 14) est constitué par une couche de renfort proprement dite comprenant sur l'une de ses faces, un film solide de colle ( 15) lui étant solidarisé dans une opération préalable et présentant de bonnes propriétés d'adhésion avec l'élément avec lequel il est destiné à entrer en contact et à adhérer lors de l'étape d'assemblage. 2 Procédé de fabrication selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on dispose dans le moule, la semelle de glisse ( 8), les carres ( 7) et éventuellement un ou plusieurs éléments de renfort inférieur(s) constituant un premier sous- ensemble inférieur ( 13) pré-assemblé; et l'élément de protection et de décoration ( 11) et le (les) élément(s) de renfort supérieur(s) ( 4) constituant un second sous- ensemble supérieur ( 12) pré-assemblé; et un élément de renfort et d'assemblage ( 14) entre le premier et le second sous-ensemble, constitué par une couche de renfort ( 10) comprenant sur l'une de ses faces au moins, le film solide de colle ( 15, 16). 3 Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on utilise, lors de l'assemblage, un élément de renfort et d'assemblage ( 14) comprenant sur chacune de ses faces, un film solide de colle ( 15, 16). 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise dans l'élément de renfort ( 10), une couche ( 170) de tissu de verre ou de carbone imprégnée de résine ( 21) thermoplastique ou thermodurcissable. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise un film ( 15, 16) à base de polymère ou copolymère greffé par action d'acide carboxylique, d'anhydride d'acide carboxylique ou d'ester d'acide carboxylique. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise un film ( 15, 16) à base de polymère ou copolymère greffé par action d'acide acrylique. 7 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise un film ( 15, 16) à base de polymère ou copolymère greffé par action d'acide métacrylique. 8 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise un film ( 15, 16) à base de polymère ou copolymère greffé par action d'anhydride d'acide maléique. 9 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise un film ( 15, 16) à base de polymère ou copolymère greffé par combinaison d'acide acrylique et/ou d'acide métacrylique et/ou d'anhydride maléique. 10 Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le film à base polymère est en polyéthylène. 11 Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le film est à base de copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle. 12 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film ( 15, 16) est du type monocouche. 13 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film ( 15, 16) est du type multicouche comportant au moins une première couche ( 15 a, 16 a) formant la face de collage avec le renfort et une deuxième couche ( 15 b, 16 b) formant la face d'assemblage avec les sous-ensembles. il 14 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 13, caractérisé en ce qu'avant l'étape d'assemblage, est mise en oeuvre une étape préalable pendant laquelle est réalisé l'élément de renfort et d'assemblage ( 14). 15 Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'étape préalable consiste à solidariser à chaud sur au moins l'une des faces de la couche de renfort ( 10), le film de collage ( 15, 16). 16 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'étape préalable consiste à solidariser à chaud sur les deux faces ( 100, 101) de la couche de renfort ( 10), un film de collage ( 15, 16). 17 Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que pendant l'étape préalable, l'ensemble de renfort et d'assemblage est polymérisé par chauffage. 18 Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'étape d'assemblage consiste dans une première étape, à placer dans un moule le sous-ensemble supérieur ( 12), l'élément de renfort et d'assemblage ( 14) réalisé dans l'étape préalable et le sous-ensemble inférieur ( 13), et dans une deuxième étape, à fermer le moule et chauffer. 19 Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'avant l'étape d'assemblage, est mise en oeuvre une étape préalable pendant laquelle est réalisé le sous-ensemble supérieur ( 12). Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'étape préalable de réalisation du sous-ensemble supérieur ( 12) consiste aux étapes successives suivantes: on réalise un élément de renfort ( 40) en forme de U renversé, par pultrusion et plaquage à chaud sur chaque face de renfort ( 27) d'un film solide de collage ( 15, 16), on dispose dans une premier partie ( 40) d'un moule, l'élément de protection et de décoration ( 11), puis l'élément de renfort ( 4), on dispose la seconde partie ( 41) du moule sur la première et l'on injecte dans l'espace ainsi formé, le noyau ( 5), on chauffe le moule de façon à réaliser la solidarisation des éléments entre eux, et enfin on laisse refroidir et on démoule le sous-ensemble supérieur ( 12). 21 Ski mis en oeuvre par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.