Brevet FR2830482A1 — publié le 20030411

La présente invention concerne une structure renforcée par des fibres de carbone ayant un ou plusieurs éléments de transmission de force. Pour fixer des structures supplémentaires à des composants liés par des fibres de renforcement en carbone ou autres matières, on procède fréquemment par collage ou encore on les fixe par vissage ou rivetage. L'inconvénient de ces techniques connues est soit d'affaiblir la matière de la pièce en utilisant des vis ou des rivets, soit d'avoir une liaison par la forme, insuffisante dans le cas de la technique du collage. La présente invention a pour but de développer des structures renforcées par des fibres de carbone planes ou courbes, comportant des éléments permettant de transmettre ou d'induire des efforts. Ce problème est résolu selon l'invention par une structure du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que les éléments de transmission de force sont tubulaires ou en forme de profil creux avec une section de profil s'écartant d'une section annulaire, les éléments de transmission de force sont réalisés chacun d'un ou plusieurs tubes tressés en fibres de carbone engagés l'un sur l'autre, les tubes tressés en fibres de carbone sont élargis chaque fois à une extrémité pour former une bride et les brides sont intégrées lors de la fabrication de la forme préalable de la structure renforcée de fibres de carbone entre deux nappes multi-axiales dans la structure renforcée de fibres de carbone, et après imprégnation et prise de la structure, on a une liaison par la forme dans la structure renforcée par des fibres de carbone. La solution selon l'invention repose sur le fait que les éléments pour induire les efforts sont réalisés par un ou plusieurs tubes en fibres de carbone tressés. Les tubes tressés sont élargis à une extrémité pour former une bride. Par cette bride, les éléments pour induire les efforts sont intégrés par une liaison par la forme entre les moyens multiples de la structure multi-axiale renforcée par des fibres de carbone. L'insertion d'éléments de transmission d'efforts entre les couches multiaxiales se fait lors de la fabrication de la forme préalable de la structure renforcée par des fibres de carbone. Selon l'invention, dans une structure renforcée de fibres de carbone ayant plus de deux nappes multi-axiales, les éléments de transmission de force sont intégrés avec leur bride entre les deux nappes multiaxiales intérieures. Mais on peut aussi prévoir la bride entre deux nappes multi-axiale ou, dont au moins une nappe multi-axiales fait partie d'une nappe multi-axiale située plus à l'extérieur. Grâce à l'utilisation de tubes en fibres de carbone tressés, les éléments pour induire ou transmettre les efforts se réalisent avec une mise en oeuvre réduite en outil et en temps. La souplesse des tubes tressés permet avantageusement d'intégrer des éléments de transmission d'efforts dans des structures de forme complexe renforcées par des fibres de carbone. Vis-à-vis de la fixation d'éléments de transmission d'efforts par un collage effectué à la suite des éléments à la surface de la structure renforcée par des fibres de carbone, la solution selon l'invention offre l'avantage de nécessiter une étape de procédé en moins car les éléments induisant les efforts, selon l'invention sont intégrés dans la structure renforcée de fibres de carbone au moment de la réalisation de la forme préalable. Un autre avantage vis-à-vis des éléments de transmission d'efforts, collés, est que les éléments selon l'invention pour induire les efforts permettent de transmettre des forces plus importantes à la structure CFK. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation de l'invention représenté dans les dessins dans lesquels : - la figure 1 montre une partie d'une structure renforcée par des fibres de carbone avec un élément de transmission de force selon l'invention, - la figure 2 montre le principe de construction de la forme préalable pour une structure renforcée par des fibres de carbone avec des élé- ments selon l'invention pour induire les forces, - la figure 3 montre la construction de la forme préalable au moment où cette forme préalable est engagée sur le corps de support 10, son ex- trémité en appui étant en forme de bride 8 par déformation du tube tressé en fibres de carbone. La structure renforcée par des fibres de carbone 1 représentée partiellement à la figure 1 comporte quatre nappes multi-axiales 2, 3,4, 5, superposées. Un élément de transmission de force 6 intégré à cet endroit à la structure renforcée de fibres de carbone 1 est par exemple un tube de section circulaire de longueur limitée. Ce tube 7 est tressé en fibres de carbone. L'exemple de réalisation présenté correspond à une structure à une couche pour l'élément de transmission d'efforts 6 qui, suivant l'épaisseur de paroi requise, peut être remplacée par une structure à plusieurs couches ; pour cela, on engage deux ou plusieurs tubes 7 tres- sés en fibres de carbone les uns sur les autres. L'élément de transmission de force 6 comporte à son extrémité intégrée dans la structure renforcée de fibres de carbone, une bride 8 obtenue par déformation. La bride 8 maintient l'élément de transmission de force 6 entre les nappes multi-axiales internes 3,4. En variante à l'élément de transmission de force 6 représenté ci-dessus, on peut également réaliser les tubes tressés avec des sections tubulaires autres qu'une section circulaire car les tubes tressés sont très souples ; on peut par exemple avoir un profil creux de section rectangulaire. Dans une structure renforcée de fibres de carbone on peut également intégrer de cette manière plusieurs éléments de transmission de force 6 si cela est nécessaire. Dans la structure renforcée de fibres de carbone décrite ci-après à l'aide de la figure 2, on a intégré par exemple deux éléments de transmission de force 6. A la place de l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, la structure renforcée de fibres de carbone peut être composée de plus ou moins de quatre nappes multi-axiales ; on peut également envisager un nombre impair ; il faut utiliser au moins deux nappes entre lesquelles on intègre la bride de l'élément de transmission de force. La figure 2 montre la structure d'une forme préalable (encore appelée préforme) pour une structure renforcée par des fibres de carbone avec des éléments de transmission de force selon l'invention. La construction de la forme préalable se fait sur un dispositif de mise en place 9 comportant par exemple deux organes de support 10 de forme cylindrique, en saillie, pour réaliser selon l'invention deux éléments de transmission de force. La section des organes de support cylindriques 10 est définie en fonction de la section intérieure de l'élément de transmission de force, tubulaire ou profilé. Dans cet exemple de réalisation, on a deux nappes multiaxiales 2,3 sous la bride 8 de l'élément de transmission de force 6 et deux nappes multi-axiales 4,5 au-dessus de celles-ci. Dans les nappes multiaxiales 2-5, dans les positions prévues pour les éléments de transmission de force on a découpé chaque fois deux ouvertures circulaires 11. Le diamètre des ouvertures 11 des nappes multi-axiales inférieures est par exemple défini suivant le diamètre des organes d'appui 10 pour que ceux-ci puissent juste traverser les orifices. Le diamètre des orifices supérieurs 11 est choisi par exemple en fonction du diamètre extérieur du ou des tubes tressés en fibres de carbone 7, engagés l'un sur l'autre. En variante, le diamètre des ouvertures 11 peut également être légèrement supérieur aussi longtemps que la bride 8 de l'élément de transmission de force 6 est encore tenue suffisamment entre les nappes multi-axiales. La figure 3 montre la construction de la forme préalable au moment où les tubes tressés avec une extrémité en forme de bride 8 sont engagés sur les organes de support 10. Les nappes multi-axiales inférieures 2,3 sont placées à ce moment sur le dispositif de mise en place 9 et les tubes tressés 7 sont emmanchés sur les organes de support 10 traversant les ouvertures 11 des nappes multi-axiales 2,3. Lorsqu'on emmanche les tuyaux tressés souples 7, en exerçant une poussée suffisante, on élargit l'extrémité inférieure de chaque tube tressé 7 et on l'écarte pour former la bride 8. Avant d'élargir la bride du tube tressé en fibres de carbone 7, celui-ci peut être maintenu réuni par un moyen de liaison de tube ou un ruban que l'on décroche pour que seulement la future zone formant la bride s'élargisse lors de la mise en place. Ensuite, on place les deux nappes multi-axiales supérieures 4,5 avec leurs orifices 11 par-dessus les tubes tressés 7 emmanchés et on imprègne la forme préalable de manière usuelle avec de la résine puis on fait prendre la structure renforcée de fibres de carbone 1. REVENDICATIONS 10) Structure renforcée par des fibres de carbone ayant un ou plusieurs éléments de transmission de force, caractérisée en ce que les éléments de transmission de force sont tubulaires ou en forme de profil creux avec une section de profil s'écartant d'une section annulaire, les éléments de transmission de force (6) sont réalisés chacun d'un ou plusieurs tubes tressés en fibres de carbone (7) engagés l'un sur l'autre, les tubes tressés en fibres de carbone (7) sont élargis chaque fois à une extrémité pour former une bride (8) et les brides sont intégrées lors de la fabrication de la forme préalable de la structure renforcée de fibres de carbone (1) entre deux nappes multi-axiales (2,3, 4,5) dans la structure renforcée de fibres de carbone (1), et après imprégnation et prise de la structure, on a une liaison par la forme dans la structure renforcée par des fibres de carbone. 2 ) Structure renforcée par des fibres de carbone selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans une structure renforcée de fibres de carbone ayant plus de deux nappes multi-axiales (2,3, 4,5), les éléments de transmission de force (6) sont intégrés avec leur bride (8) entre les deux nappes multi-axiales intérieures (3,4). 3 ) Structure renforcée par des fibres de carbone selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans une structure renforcée de fibres de carbone ayant plus de deux nappes multi-axiales (2,3, 4,5), les éléments de transmission de force (6) sont intégrés avec leur bride (8) entre deux nappes multi-axiale (2 et 3) ou (4 et 5), dont au moins une nappe multi-axiales (2 ou 5) fait partie d'une nappe multi-axiale située plus à l'extérieur.