Brevet FR2758171A1 — publié le 19980710

TITRE: SUSPENSION COMPOSITE La présente invention concerne les procédés pour réaliser des suspensions élastiques destinées à relier deux objets pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre qui sont essentiellement constituées par au moins une pièce en forme de C dont les deux extrémités sont aptes à être respectivement montées en association avec les deux objets, et plus particulièrement les procédés pour réaliser des suspensions élastiques comprenant une pièce en C constituée d'un empilement de couches de matériau composite. Il existe des suspensions qui sont essentiellement constituées d'une pièce en C réalisée par un empilement de couches de matériau composite. Pour réaliser une telle pièce en C , on utilise une embase en forme de C sur la surface extérieure de laquelle on dépose une multitude de couches de matériau composite pour constituer en définitive un empilement de bandes. Dans certains cas, il est même possible d'intercaler entre deux bandes une âme en matériau neutre. L'empilement est ensuite maintenu à une certaine température, avantageusement sous pression, pour obtenir la polymérisation des résines qui imprègnent les bandes de matériau composite. Lorsque la polymérisation est terminée et que l'empilement de bandes a pris une consistance solide, on peut le dégager de l'embase en C . On conçoit que l'empilement de telles bandes de matériau composite sur la face extérieure d'une embase en C est relativement long à réaliser et, surtout, ne permet pas d'obtenir des pièces de suspension élastique en C de façon automatique au moyen de machines outils ou analogues de grande productivité. La présente invention a pour but de mettre en oeuvre un procédé pour réaliser des suspensions élastiques destinées à relier deux objets pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre qui comportent essentiellement une pièce en forme de C constituée d'un empilement de couches en matériau composite, qui pallie les inconvénients mentionnés ci-dessus des procédés de l'art antérieur et qui permet de réaliser ces suspensions de façon plus automatique. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé pour réaliser des suspensions élastiques destinées à relier deux objets pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre et qui comportent essentiellement une pièce en forme de C constituée d'un empilement de couches de matériau composite, caractérisé par le fait qu'il consiste - A réaliser un mandrin ayant une surface extérieure définie sur une surface cylindrique et une section transversale de forme sensiblement elliptique ou analogue. - A réaliser, sur la surface extérieure du mandrin, un enroulement d'au moins une bande de matériau composite imprégné d'une substance polymérisable, ledit enroulement étant effectué en maintenant le plan de la bande sensiblement parallèle à l'axe de la surface cy lindrique pour obtenir un empilement de couches du matériau composite, - A couper ledit empilement en deux parties suivant un plan passant sensiblement par l'axe de la surface cylindrique et contenant le petit axe de l'ellipse, pour obtenir deux pièces sensiblement en C , - A solidariser chacune des deux extrémités des deux pièces en C avec des moyens d'accrochage aux objets, et - A laisser se polymériser les deux parties d'empilement. Selon une autre caractéristique de la présente invention, I'empilement est maintenu sous pression pendant la polymérisation, Selon une autre caractéristique de la présente invention, le procédé consiste ,à intercaler, entre deux couches de matériaux composites, au moins une âme 60 en un matériau neutre. C'est à dire ne comportant pas ou peu de fibres dans le sens principal. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la polymérisation est effectuée en maintenant l'empilement sur le mandrin. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard de dessins annexés à titre illustatif, mais nullement limitatif, dans lesquels: - Les figures 1,2 et 3 représentent des moyens permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention et illustrent différentes phases de ce procédé. - La figure 1 représente un mandrin 1 dont la surface extérieure 2 est définie sur une surface cylindrique d'ace 3 et dont la section transversale, c'est à dire définie dans un plan perpendiculaire à l'axe 3, affecte sensiblement la forme d'une el- lipse 4. Il est cependant précisé que, dans le cadre de la présente description, le terme d'ellipse est utilisé pour définir de façon simple la forme générale de la section transversale du mandrin 1, mais qu'il ne doit pas être pris comme une définition limitative de la forme de cette section transversale. Toutes formes qui puissent être rattachées à une forme elliptique pourront être utilisées, par exemple des formes comme celle qui est illustrée notamment sur les figures 1 et 2, constituées de deux arrondis réunis par deux portions sensiblement rectilignes, des formes oblongues, etc. L'homme du métier saura définir la forme qui conviendra pour obtenir la suspension en C souhaitée. De même, le mandrin peut avoir une structure qui lui permette de prendre différentes formes et/ou dimensions, par exemple de s'allonger pour obtenir des branches du C de plus grande longueur et /ou de se dilater pour des pièces en C plus larges? Sur la surface extérieure 2 du mandrin 1 est effectué un enroulement d'une bande 5 de maténau composite imprégné d'une substance polymérisable, par exemple d'une résine ou analogue telle que de l'epoxy, du vinylester, du polyester. Ces matériaux composites et substances polymérisables sont bien connus en eux-mêmes et ne seront pas plus amplement définis ici. L'enroulement de la bande 5 s'effectue autour du mandrin 1 à la manière d'un bobinage autour d'un noyau, en maintenant le plan de la bande 5 sensiblement parallèle à l'axe 3 de la surface cylindrique définie ci-avant, de façon à appliquer la bande à plat sur la surface extérieure du mandrin, comme représenté sur la figure 1. L'enroulement est effectué jusqu'à obtenir un empilement 50 d'un nombre déterminé de couches de matériaux composites. Il a été mentionné ci-dessus que l'enroulement est réalisé avec une bande 5 mais il est évident que cette bande 5 peut ne pas être d'un seul tenant et qu'elle peut être constituée d'une pluralité de morceaux de bande aboutés les uns aux autres, et notamment de filaments placés côte à côte. Eventuellement, si nécessaire, une ou plusieurs âmes 60 en matériau neutre, par exemple des cales en vinylester, sont intercalées entre deux couches successives, par exemple au voisinage des deux extrémités 6 et 7 définies sur le grand axe 8 de l'ellipse. Quand l'enroulement est terminé, on enserre les portions d'empilement 51, 52 situées aux deux extrémités 6, 7 au moyen respectivement de deux moules en creux 12,13 figure 2, qui sont solidarisés au mandrin 1 au moyen par exemple de cavaliers 14 ou de vérins ou de vessies qui prennent appui sur les faces opposées 15, 16 du mandrin, comme illustré sur la figure 3. Pour faciliter leur mise en place et leur démontage, ces moules en creux 12, 13 peuvent être constitués de plusieurs éléments assemblés entre eux ou mieux être élastique. Eventuellement même, entre les cavaliers 14 et le bord extérieur des moules, peuvent être intercalés des moyens de ressorts, ou plus avantageusement des patins réglables 15 comme illustrés sur la figure 3, de façon à pouvoir appliquer, sur les moules en creux 12, 13 par rapport au mandrin 1, des forces d'une intensité déterminée et donc exercer sur les deux portions d'empilement 51, 52 une pression voulue. Quand les deux portions d'empilement 51, 52 sont enserrées entre le mandrin 1 et les moules en creux 12, 13, I'empilement 50 est coupé en deux parties 21, 22 suivant un plan de coupe médian 20 passant sensiblement par l'axe 3 de la surface cylindrique et contenant le petit axe 23 de l'ellipse (ou de la pièce oblongue ou analogue). Chaque extrémité libre 24 des deux parties d'empilement 21, 22 est alors recourbée et/ou enroulée autour, par exemple, d'un tube creux ou analogue et solidarisée avec lui pour constituer un moyen de fixation qui pourra être utilisé pour fixer la suspension élastique en C sur l'un des deux objets pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre, par exemple le châssis d'un véhicule par rapport à un essieu ou analogue. Les moyens de fixation, schématiquement représentés en 26, des extrémités 24 avec les deux objets peuvent prendre différentes formes. Comme ils sont bien connus en eux-mêmes, ils ne seront pas plus amplement décrits ici et l'homme du métier saura adopter pour eux la structure qui répondra aux besoins de la fixation de la suspension, à la nature des objets et à leurs fonctions. Ces moyens de fixation 26 sont eux aussi enserrés dans des portions de moules 27 afin de les soumettre éventuellement à une pression déterminée lors de la polymérisation des extrémités 24 enroulées comme explicité ci-après. Le procédé selon l'invention consiste ensuite à laisser se polymériser les substances polymérisables pour obtenir en définitive un empilement 50 solide et compact, tout en ayant l'élasticité voulue qui, de façon connue, lui est conférée par le matériau composite. La polymérisation peut être obtenue de différentes façons. Par exemple à la température ambiante, en maintenait les deux parties d'empilement 21, 22 sous pression entre le mandrin et les moules en creux 12 et 13. Elle peut aussi être obtenue en soumettant par exemple les deux parties d'empilement à un traitement thermique programmé, éventuellement même en les maintenant sans pression pendant une première période et en appliquant cette pression pendant une seconde période subséquente lorsque la température est optimale. Lorsque la polymérisation est terminée et que les deux parties d'empilement 21, 22 sont solidifiées, les deux moules en creux 12, 13 sont retirés, par exemple en les écartant si leur structure est prévue pour obtenir ce résultat, et les deux parties d'empilement sont dégagées du mandrin 1. On obtient ainsi deux pièces en C qui sont aptes à former des suspensions élastiques en C comme définies dans le préambule de la présente description. A la lecture de description ci-dessus, il apparaît que le procédé selon l'invention est intéressant et présente de nombreux avantages par rapport à ceux de l'art antérieur. En effet, il est évident que l'empilement 50 qui, bien entendu, comporte un grand nombre de couches de matériaux composites peut être obtenu par la technique du bobinage en animant le mandrin 1 d'un mouvement de rotation autour de son axe 3 et en débitant la bande de matériau composite en la tirant d'une ou plusieurs bobine débitrice. On peut donc appliquer de la tension et optimiser le drapage. En outre, le mandrin 1 peut, comme décrit ci-dessus, jouer le rôle de la partie mâle d'un moule de compression en deux parties, les deux moules en creux 12, 13 en constituant les parties femelles venant s'appliquer sur la surface extérieure de l'empilement 50. Ce procédé est aussi avantageux notamment dans le cas de la réalisation de suspensions pour véhicules automobiles ou analogues qui, de façon connue, nécessitent très souvent des couples de suspension élastiques ayant des caractéristiques fonctionnelles très voisines sinon identiques. Le procédé décrit ci-dessus permet d'obtenir ce résultat puisque, les deux suspensions étant réalisées à partir d'un même enroulement, elles ne pourront que répondre aux critères définis ci-dessus. REVENDICATIONS 1- Procédé pour réaliser des suspensions élastiques destinées à relier deux objets pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre et qui comportent essentiellement une pièce en forme de C constituée d'un empilement (50) de couches de matériaux composites, caractérisé par le fait qu'il consiste - A réaliser un mandrin (1) ayant une surface extérieure (2) définie sur une surface cylindrique et une section transversale de forme sensiblement elliptique ou analo gue. - A réaliser, sur la surface extérieure (2) du mandrin (1), un enroulement d'au moins une bande (5) de matériau composite imprégné d'une substance polyméri sable, ledit enroulement étant effectué en maintenant le plan de la bande sensible ment parallèle à l'axe (3) de la surface cylindrique (2) pour obtenir un empilement (50) de couches du matériau composite, - A couper ledit empilement (50) en deux parties (21, 22) suivant un plan (20) pas sant sensiblement par l'axe (3) de la surface cylindrique (2) et contenant le petit axe (23) de l'ellipse, pour obtenir deux pièces sensiblement en C . - A solidariser chacune des deux extrémités (24) des deux pièces en C avec des moyens d'accrochage (26) aux objets, et - A laisser se polymériser les deux parties d'empilement (21, 22). 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux parties d'empilement (21, 22) sont maintenues sous pression pendant la polymérisation. 3- Procédé selon l'un des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il consiste à intercaler, entre deux couches de matériau composite, au moins une ame (60) en un matériau neutre. 4- Procédé selon l'un des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la polymérisation est effectuée en maintenant ledit empilement (50) sur ledit mandrin.