Brevet FR2689056A1 — publié le 19931001

DISPOSITIF POUR LA REALISATION D'UNE STRUCTURE MOULEE COMPLEXE ET NOTAMMENT D'UN SKI ET SKI INTEGRANT CE DISPOSITIF. L'invention concerne un dispositif pour la réalisation d'une structure moulée complexe, comportant une âme centrale réalisée en un matériau moussant, notamment pour la fabrication d'un ski. Par "structure moulée complexe", il est couramment désigné une structure moulée comportant au moins des éléments de renfort ou de rigidification, éventuellement associés à des éléments mécaniques d'allègement ou d'amortissement, voire de protection et de décor. Parmi les différents procédés utilisés à ce jour pour la fabrication de structures moulées complexes, et notamment des skis, il y en est un dont le développement est sans cesse croissant, à savoir celui consistant à utiliser la pression provoquée par l'expansion d'un matériau moussant, et notamment du polyuréthane, pour obtenir le placage des différents éléments entrant dans la constitution de ces structures, contre les parois intérieures d'un moule en forme (voir par exemple PR-A-2 553 669). De manière connue, on utilise comme élément de rigidification et/ou de renfort, des matériaux textiles sous forme de nappe ou de plaque, avantageusement pré-imprégnés de résine sans solvant, qui lors de la réalisation de la structure, développent des propriétés adhésives notamment au contact du noyau central. Or l'utilisation d'un noyau central du type mousse polymérisable en association avec un élément de renfort pré-imprégné n'est pas sans poser de difficultés. En effet, des défauts d'adhérence entre ces deux éléments peuvent surgir, conduisant à l'obtention d'une structure imparfaite du point de vue de ses propriétés mécaniques. Ensuite, des phénomènes d'incompatibilité ou au contraire d'affinité surviennent quelquefois entre les éléments constitutifs de la mousse du noyau central et la résine d'imprégnation du tissu pré-imprégné, conduisant à des altérations locales de la cohésion de la structure. On a alors suggéré pour pallier ces inconvénients, d'utiliser une gaine tubulaire étirable, réalisée en un matériau compatibIe d'une part, avec la résine d'imprégnation des éléments de renfort pré-imprégnés, et d'autre part, avec le noyau central en mousse polymérisable, inséré entre lesdits éléments notamment de rigidification et à l'intérieur de laquelle sont injectés les réactifs constitutifs dudit noyau central (voir par exemple EP-A-0 430 824). Si d'un point de vue technique, l'utilisation d'une telle gaine s'avère satisfaisante, en revanche, sa mise en place dans le moule, et les conditions de fabrication résultantes s'avèrent délicates. En effet, l'injection des constituants de la mousse polymérisable, qui se présentent sous la forme d'un liquide de viscosité relativement élevée, est généralement effectuée au niveau de l'une des extrémités de la structure, et l'on observe quelquefois des disparités importantes au niveau de la densité du noyau central obtenu, inhérentes principalement à la répartition imparfaite desdits constituants de la mousse à l'intérieur de la gaine. En outre, il se pose également le problème du maintien et de l'étanchéité de la gaine au niveau de la zone d'injection lors de la phase d'injection. On a ainsi envisager de serrer celle-ci avec les parois du moule. Néanmoins, cette solution est irréalisable, compte tenu de la température desdites parois, qui induirait la fusion de la gaine, et partant, ne pourrait assurer son maintien. L'objet de l'invention a pour but de pallier cet inconvénient majeur, en proposant un dispositif, assurant d'une part un parfait maintien ainsi qu'une parfaite étanchéité de la gaine au niveau de la zone d'injection, et d'autre part, favorisant l'acheminement rapide des constituants de l'âme centrale de manière homogène et uniforme dans toute la gaine lors de la réalisation de la structure complexe. Ce dispositif pour la réalisation d'une structure moulée complexe comportant une âme centrale réalisée in situ en une résine moussante polymérisable, injectée entre deux demi-enveloppes respectivement inférieure et supérieure, et dans laquelle la résine polymérisable constitutive de l'âme centrale est injectée dans une gaine plastique étirable, mise en place dans le moule avant injection de ladite résine polymérisable, est constitué de deux éléments susceptibles de coopérer l'un avec l'autre au niveau de la zone d'injection de la résine polymérisable de l'âme centrale, et en ce que ces deux éléments définissent un canal destiné à maintenir l'extrémité d'injection de ladite gaine, de forme adaptée, sur la canalisation d'amenée de ladite résine. En d'autres termes, l'invention consiste à munir la structure en cours de réalisation, au niveau de la zone d'injection, d'un élément susceptible d'assurer un maintien étanche de la gaine sur la canalisation d'amenée des constituants de l'âme centrale, et de définir un canal propre à favoriser la progression des dits constituants dans ladite structure au voisinage de ladite zone d'injection. Ces éléments présentent donc la souplesse suffisante pour permettre leur compression par les parties supérieure et inférieure du moule sur la gaine, afin de maintenir celle-ci en parfait contact avec ladite canalisation d'amenée des constituants de la mousse, et partant, afin d'assurer son maintien et l'étanchéité de l'ensemble. En outre, ils sont isolants thermiquement, afin de ne pas transférer la chaleur du moule à ladite gaine. Selon une forme avantageuse de l'invention, lesdits éléments se prolongent à l'intérieur de la structure, le canal qu'ils définissent se prolongeant dans celle-ci en s'évasant et prenant une configuration dite en "queue de carpe". De fait, et dans une forme particulière de l'invention, une partie desdits éléments reste intégrée dans la structure après sa réalisation. Lesdits éléments sont de forme complémentaire et sont susceptibles de s'emboîter l'un dans l'autre au moyen de tétons et d'évidements complémentaires. Dans une autre forme de réalisation, l'un desdits éléments se prolonge dans la structure par un élément incorporé, de forme correspondante à l'extrémité de la structure. Avantageusement, le canal défini par les dits éléments se prolonge à l'intérieur de la structure en étant défini par des échancrures ménagées au niveau des éléments de renforts intégrés dans les demi-enveloppes inférieure et supérieure. Ainsi, chaque nappe textile pré-imprégnée, faisant partie intégrante desdites demienveloppes, comporte sur sa face en regard de l'âme centrale, un élément textile supplémentaire pré-imprégné d'une résine thermodurcissable, présentant au voisinage de l'une de leurs extrémités une découpe de forme allongée, s'étendant le long de leur ligne médiane et débouchant au niveau de l'une desdites extrémités afin de définir l'une avec l'autre un canal au niveau duquel s'étend l'extrémité de forme adaptée de la gaine, permettant l'introduction dans celle-ci desdits constitutifs de l'âme centrale. Selon une forme avantageuse de l'invention, cette structure est constituée par un ski, et l'injection des constituants de la gaine s'effectue par la spatule, l'élément inférieur de rigidification recevant en outre le prolongement de l'un des dits éléments constitutifs du dispositif conforme à l'invention, cet élément additionnel étant positionné au dessus de l'élément textile pré-imprégné, et est réalisé en matière plastique, en polyéther blockamide ou en polyuréthane thermoplastique, propre à augmenter l'épaisseur du canal. L'invention concerne également le ski intégrant ce dispositif. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure I est une représentation schématique en coupe transversale au niveau du patin d'un ski conforme à l'invention en cours de réalisation et notamment avant injection des constituants du matériau moussant. La figure 2 est une vue similaire à la figure 1, après injection et expansion du matériau moussant La figure 3 est une représentation schématique en perspective de I'élément inférieur constitutif du dispositif conforme à l'invention La figure 4 est une vue en plan de l'élément de la figure 3. La figure 5 est une représentation schématique en perspective de l'élément supérieur constitutif du dispositif conforme à l'invention. La figure 6 est une vue partielle des deux éléments des figures 3 et 5 en coopération l'un avec l'autre. La figure 7 est une vue en coupe de la figure 6, dans laquelle les éléments utilisés pour l'injection sont en place. La figure 8 est une représentation en éclaté du principe de mise en oeuvre du dispositif conforme à l'invention. La figure 9 est une représentation schématique de l'élément de renfort supérieur d'une structure conforme à l'invention. La figure 10 est une vue en coupe selon la ligne X-X de la figure 9. La figure Il est une représentation schématique de l'élément de renfort inférieur de l'invention dont la figure 12 est une vue en coupe selon la ligne XII-XII de la figure 11. La description qui suit concerne l'application du dispositif conforme à l'invention à la fabrication d'un ski. fi va de soi que l'invention ne saurait néanmoins se limiter à cette seule application. On a schématiquement représenté dans la figure 1 une coupe transversale d'un moule et d'une structure avant injection des constituants de l'âme centrale. Les références (1) et (2) désignent respectivement les parties inférieure et supérieure d'un moule en forme, la référence (3) désignant le plan de joint de celui-ci. Cette représentation est volontairement simplifiée, afin de mieux faire comprendre l'objet de l'invention. La structure comporte une demi-enveloppe inférieure (4), qui peut par exemple comprendre d'une part, la semelle (9) délimitée au niveau des bords latéraux par des carres (8), et d'autre part, un élément textile de renfort préimprégné d'une résine thermodurcissable, typiquement une résine époxyde sans solvant. La structure comprend également une demi-enveloppe supérieure (6), comportant outre le décor, également une nappe textile de renfort pré-imprégnée d'une résine thermodurcissable de la même nature que la précédente. Interposée entre les deux, on met en place et à plat une gaine (5) réalisée en matière plastique, telle que notamment du polyether block amide, étirable et susceptible de développer des propriétés d'adhérence au contact d'une part, de l'âme centrale et d'autre part, des deux demi-enveloppes. De manière connue, une fois ces différents éléments mis en place, on ferme le moule et on procède à l'injection des constituants d'un matériau moussant, et notamment du polyuréthane, à savoir un polyol et un isocyanate, et ce à l'intérieur de l'une des extrémités de la gaine. Ces constituants réagissent entre eux et s'expansent pour former une âme centrale (7) proprement dite, représentée sur la figure 2, conduisant au placage notamment de la demi-enveloppe supérieure (6) contre les parois du moule. Bien que les différents éléments décrits ci-après sont destinés à être positionnés au niveau de la spatule d'un ski, il est entendu qu'un élément analogue pourrait notamment être positionné à l'autre extrémité, notamment au niveau du talon. Selon l'invention, et comme on peut le voir sur les figures 3, 4, et 5, le dispositif d'injection des constituants de la mousse de polyuréthane comprend fondamentalement deux éléments, un élément inférieur (30), dont une partie (17) est destinée à servir d'élément intercalaire au niveau de la spatule, et un élément supérieur (31). Ces deux éléments, typiquement réalisés en matière plastique, et plus spécifiquement en polyéther block-amide ou en polyuréthane thermoplastique, par moulage, sont destinés à coopérer l'un avec l'autre, afin de définir un canal (32), dont l'usage sera décrit plus en détail ultérieurement. De fait, leur coopération est avantageusement facilitée par des tétons de positionnement (33), ménagés par exemple au niveau de l'élément inférieur (30), et destinés à coopérer avec des évidements correspondants (34), dont est muni l'élément supérieur (31). Ces deux éléments (30,31) sont avantageusement thermiquement isolants. Ces deux éléments (30,31) viennent se positionner au niveau de la zone d'injection des constituants de la mousse de polyuréthane, dans la structure à réaliser, l'extrémité cylindrique dudit canal (32) restant extérieur par rapport au volume correspondant à ladite structure. Comme on peut le voir sur les figures 3 et 5, chacun des éléments inférieur (30) et supérieur (31) présente un profil latéral composé de trois parties: - une première partie (35), de section globalement rectangulaire, au niveau de laquelle est ménagé un évidement hémicylindrique, respectivement (36) et (37), - une deuxième partie (38), de profil globalement triangulaire, continue avec ladite première partie (35), l'évidement hémi-cylindrique de cette dernière s'évasant à son niveau (39), et diminuant en profondeur, - et enfin, une troisième partie (40), continue avec la deuxième partie, également de section rectangulaire, et au niveau de laquelle l'évidement (41) décrit ci-dessus occupe la quasi-totalité de la largeur, et est de profondeur relativement réduite, typiquement deux millimètres. Dans une forme avantageuse de l'invention, l'élément inférieur (30) se prolonge au niveau de cette troisième partie (40) par deux éléments intercalaires (17), de forme correspondant à la forme de la spatule. En outre, la zone de jonction (42) entre ladite troisième partie (40) et les éléments (17) est renforcée en épaisseur, afin de favoriser le maintien par les bords des parois du moule lors de l'injection des constituants de la mousse de polyuréthane. Dans une autre forme de réalisation décrite plus en détail ci-après, ces éléments intercalaires (17) sont indépendants de l'élément inférieur (30). Comme déjà indiqué, les deux éléments (30) et (31) sont destinés à coopérer l'un avec l'autre, afin de définir un canal (32). Celui-ci reçoit lors de l'injection, l'extrémité d'une canalisation (43), de diamètre correspondant, au jeu près au diamètre dudit canal, et reliée au point d'injection des constituants de la mousse de polyuréthane. Selon une caractéristique importante de l'invention, l'extrémité ouverte de la gaine (5) est emmanchée sur l'extrémité libre de la canalisation (43) au niveau du canal (32), tel qu'on peut le voir sur la figure 7. Elle est maintenue dans cette position de manière étanche lors de l'injection, par la coopération des deux éléments (30) et (31) sous l'action de serrage des deux parties (I) et (2) du moule. De fait, ladite gaine (5) présente à ce niveau une section réduite, adaptée sensiblement au diamètre externe de ladite canalisation (43). De fait, le passage du diamètre maximum de la gaine (5), dans la quasi-totalité du ski, à un diamètre réduit (19) au niveau de la canalisation (43) s'effectue par une portion tronconique (20). Ainsi, lors de la phase d'injection des constituants de la mousse de polyuréthane, la gaine (5) est fermement maintenue au niveau de la canalisation (43) d'amenée des dits constituants. En outre, compte tenu du profil particulier des éléments d'injection (30,31), la progression de ces constituants dans la zone immédiatement adjacente à ladite canalisation (43) est assurée de manière optimum. Selon l'invention et afin de favoriser cette progression au moins dans toute la zone antérieure du ski, c'est à dire dans une zone dans laquelle l'épaisseur de la structure est relativement réduite, on réalise au sein des demienveloppes, respectivement inférieure et supérieure, des aménagements, tels que décrits en liaison avec les figures 9 à 12. Comme on peut le voir sur la figure 9, ltélément supérieur de renfort (21), constitué comme déjà dit d'une nappe textile pré-imprégnée d'une résine thermodurcissable, typiquement de résine époxyde, comporte un second élément textile de renfort (22), également pré-imprégné d'une résine thermodurcissable, et s'étendant tout le long du renfort (21). Ces deux éléments (21) et (22) sont solidarisés entre eux par tout moyen, tel que par exemple par collage, par couture, par soudage, etc... Comme on peut le voir sur cette figure 9, l'élément (22) présente au voisinage de l'extrémité (10) des éléments de renfort une échancrure (12) de forme allongée, stétendant au niveau de la ligne médiane. En outre, l'élément (21) présente également une échancrure (il), de dimension beaucoup plus réduite que ltéchancrure (12), mais néanmoins correspondant à celle-ci au niveau de Corrélativement, l'élément inférieur de renfort (14) comporte également un élément de renfort supplémentaire (13), réalisé comme ce dernier en une nappe textile pré-imprégnée d'une résine thermodurcissable, et s'étendant tout le long dudit élément (14). Comme dans le cas précédent, cet élément (13) présente une échancrure (15) de forme allongée, s'étendant au niveau de sa ligne médiane au voisinage de l'extrémité (16) desdits éléments (13,14). Ainsi, les doubles élements de renfort ainsi constitués, respectivement (21,22) et (13,14) sont destinés à être positionnés en regard l'un de l'autre, afin que les deux échancrures respectivement (12) et (15) soient positionnées en visà-vis, pour définir un canal au niveau duquel s'étend l'extrémité de la gaine, de largeur plus réduite à ce niveau. Avantageusement, lesdites échancrures (12,15) ne s'étendent pas au delà de la ligne de contact avant du ski, et ce, afin de ne pas fragiliser la structure résultante. L'orifice débouchant de la gaine coincide avec l'extrémité (36) du canal (32) ménagée par l'empilage des deux éléments (30) et (31), et au niveau duquel peut alors s'effectuer l'injection des constituants de la mousse de polyuréthane, comme décrit précédemment De fait, la progression de ces constituants ne se voit opposer qu'une faible résistance, notamment au niveau de la faible épaisseur de la structure située dans la zone de spatule du ski. Elle peut donc s'acheminer sans trop d'effort et de manière uniforme et rapide dans toute la gaine, et partant s'expanser également de manière uniforme afin de définir une structure homogène. En outre, et selon une forme avantageuse de l'invention représentée dans la figure 11, on munit également l'élément inférieur d'un intercalaire (17), réalisé notamment en matière plastique d'épaisseur légèrement plus importante que l'épaisseur des éléments de renfort, respectivement (13) et (14). Cet intercalaire dépasse légèrement de l'extrémité antérieure (16) de la demi enveloppe inférieure, et vient, dans une forme particulière de l'invention, se positionner au niveau de deux ergots prévus à cet effet dans le moule, destinés à coopérer avec des orifices (18) ménagés au niveau dudit incorporé. De fait, cet élément supplémentaire augmente l'épaisseur du canal défini par les deux échancrures (12) et (15) précédemment décrites, et favorise de la sorte l'acheminement des constituants de la mousse de polyuréthane à l'intérieur de la gaine. Cet intercalaire (17) peut être fixé par tout moyen sur l'élément de renfort (13). En outre, il adopte une forme correspondant au profil effilé de la spatule. Enfin, et comme déjà dit, la gaine présente au niveau du canal ainsi défini une section plus étroite (19,20) que dans le reste de la structure, afin de s'adapter aux dimensions dudit canal lors de l'expansion de la mousse de polyuréthane. Après expansion de la mousse dans le moule, refroidissement de ce dernier, et démoulage de la structure obtenue, on procède à l'escamotage des éléments d'injection (30) et (31), par exemple par simple section au niveau de ladite troisième partie (40). L'ensemble constitué par la canalisation (43) et le reste des éléments (30) et (31) est jeté. Ainsi, la structure définie au niveau de la spatule du ski, permet l'introduction des constituants de la mousse de polyuréthane dans des conditions satisfaisantes, propres à permettre la progression de ceux-ci jusqu'à l'extrémité opposée de la gaine, de façon à obtenir une répartition uniforme de celle-ci, et partant une densité uniforme de l'âme centrale. La structure alors obtenue présente une homogénéité, que les procédés connus à ce jour ne permettait pas d'obtenir. REVENDICATIONS Il Dispositif pour la réalisation d'une structure moulée complexe comportant une âme centrale (7) réalisée in situ en une résine moussante polymérisable, injectée entre deux demi-enveloppes respectivement inférieure (4) et supérieure (6), et dans laquelle la résine polymérisable constitutive de l'âme centrale est injectée dans une gaine plastique étirable (5), mise en place dans le moule (1,2) avant injection de ladite résine polymérisable, caractérisé en ce qu'il est constitué de deux éléments, respectivement inférieur (30) et supérieur (31), susceptibles de coopérer l'un avec l'autre au niveau de la zone d'injection de la résine polymérisable de l'âme centrale (7) dans la structure, et en ce que ces éléments (30,31) définissent un canal (32) destiné à maintenir l'extrémité d'injection de ladite gaine (5) de forme adaptée, sur la canalisation d'amenée (43) de ladite résine. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments (30,31) se prolongent à l'intérieur de la structure, le canal (32) qu'ils définissent se prolongeant dans celle-ci en s'évasant (39, 41) selon une configuration en "queue de carpe". 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les dits éléments inférieur (30) et supérieur (31) sont de forme complémentaire et sont susceptibles de s'emboîter l'un dans l'autre au moyen de tétons (33) et d'évidements complémentaires (34), ménagés respectivement sur l'élément inférieur (30) et supérieur (31). 4/ Dispositif selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que chacun desdits éléments inférieur (30) et supérieur (31) présente un profil latéral composé de trois parties: - une première partie (35), de section globalement rectangulaire, au niveau de laquelle est ménagé un évidement hémicylindrique, respectivement (36) et (37), - une deuxième partie (38), de profil globalement triangulaire, continue avec ladite première partie (35), l'évidement hémi-cylindrique de cette dernière s'évasant à son niveau (39), et diminuant en profondeur, - et enfin, une troisième partie (40), continue avec la deuxième partie, également de section rectangulaire, et au niveau de laquelle l'évidement (41) occupe la quasi-totalité de la largeur, et est de profondeur réduite. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément inférieur (30) se prolonge dans la structure par un élément intercalaire (17), de forme correspondante à la zone d'injection de la structure. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits éléments (30,31) sont réalisés par moulage en matière plastique choisie dans le groupe constitué par les polyéthers block-amide et les polyuréthanes thermoplastiques. 7/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le canal (32) défini par les dits éléments (30,31) se prolonge à l'intérieur de la structure en étant défini par des échancrures (12,15) ménagées au niveau des demi-enveloppes inférieure (4) et supérieure (6). 8/ Dispositif selon la revendication 7, dans lequel chacune des demienveloppes inférieure (4) et supérieure (6) comprend une nappe textile (21,14) pré-imprégnée d'une résine thermodurcissable caractérisé en ce que chaque nappe textile pré-imprégnée (21,14) est munie sur sa face en regard de l'âme centrale (7), un élément textile supplémentaire (22,13) pré-imprégné d'une résine thermodurcissable, présentant au voisinage de l'une de leurs extrémités (10,16) une découpe (12,15) de forme allongée, s'étendant le long de leur ligne médiane et débouchant au niveau de l'une des dites extrémités, afin de définir l'une (12) avec l'autre (15) un canal, au niveau duquel s'étend l'extrémité de forme adaptée (19) de la gaine (5), permettant l'introduction dans celle-ci des dits constitutifs de l'âme centrale (7). 9/ Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la structure moulée complexe à réaliser est un ski, et en ce que l'injection des constituants dans la gaine (5) s'effectue par la spatule, l'élément inférieur de renfort (13,14) comportant en outre un élément intercalaire (17), positionné au dessus de l'élément textile pré-imprégné (13), et propre à augmenter l'épaisseur du canal défini par les deux découpes (12,15) ménagées au niveau des éléments supplémentaires de renfort (22,13). 10/ Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les échancrures (12,15) ne s'étendent pas au delà de la ligne de contact.avant du ski. 11/ Ski alpin à structure moulée complexe caractérisé en ce qu'au niveau d'au moins l'une des ses zones de moindre épaisseur, il comporte des éléments supplémentaires de renfort (22,13) constitués par des nappes textiles pré-imprégnées d'une résine thermodurcissable sans solvant, de forme appropriée, définissant l'un avec l'autre un canal central, comblé par la mousse polymérisable constitutive de l'âme centrale (7).