Brevet FR2953007A1 — publié le 20110527

-1-PROCEDE DE FABRICATION DE BRANCHES D'ARC DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine de la fabrication des branches d'arc utilisées pour former notamment un arc de type « recurve », c'est-à-dire un arc dont les branches sont recourbées à leurs extrémités pour augmenter la raideur de l'arc et ainsi la vitesse de projection d'une flèche. De tels arcs peuvent notamment être démontables et comporter des branches amovibles fixées sur une poignée par un moyen mécanique. Ces branches peuvent donc être démontées pour faciliter le transport de l'arc notamment. L'invention vise plus particulièrement la fabrication des branches formées par un collage de plis de part et d'autre d'un noyau. Un tel noyau peut notamment être réalisé en bois ou en mousse synthétique et présenter une épaisseur décroissante du talon à la pointe de la branche. Par le terme de noyau, on désigne également un ensemble formé par au moins un pli. Par ailleurs, de tels plis sont constitués par des fils de renfort liés par une matrice. Une telle matrice est généralement formée par une résine thermodurcissable de type époxyde notamment. Les plis peuvent être pré-imprégnés avant leur mis en place sur le noyau. Ils peuvent également être imprégnés de résine une fois placés sur le noyau. La matrice peut également être formée par une résine thermoplastique. Dans ce cas, les plis peuvent comprendre, en plus des fils de renfort, des fils ou filaments thermoplastiques mélangés avec les fils ou filaments de renfort, la liaison renfort/matrice se faisant par fusion de la résine thermoplastique. TECHNIQUES ANTERIEURES Tel que décrit dans le document US-5 718 212, il est connu de réaliser des branches d'arc à poulies en superposant des plis sur un noyau. De tels plis se présentent généralement sous la forme de nappes de fils orientés selon une même direction ou sous la forme de tissus. - 2 Dans l'archerie, on désigne la raideur en flexion d'une branche d'arc par le terme de puissance et elle s'exprime en livres (Lbs). Généralement, il est possible de faire varier la puissance de ces branches en modifiant la forme ou l'épaisseur du noyau. De façon générale, les branches comportent des puissances comprises entre 10 Lbs et 50 Lbs. Cependant, dans le cas des procédés de fabrication en moule fermé, l'épaisseur finale de la branche est fixée par l'empreinte du moule, et par conséquent, avec ce type de procédé de fabrication, il est nécessaire d'avoir autant de moules que de branches correspondant à une puissance déterminée fonction de l'épaisseur du noyau. Ainsi, un objectif de l'invention est de permettre de réaliser des branches d'arc présentant plusieurs puissances distinctes au moyen d'un même moule fermé. Par conséquent, la forme et l'épaisseur des branches sont identiques entre deux branches de puissance différente. DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention concerne donc un procédé de fabrication de branches d'arc constituées d'un complexe comportant des plis rapportés sur un noyau. Un tel procédé permet de réaliser au moins deux branches d'épaisseur identique et de puissance différente, et selon lequel : • on positionne dans un même moule des complexes comportant différentes séquences d'empilement des plis sur le noyau, le nombre et la nature des plis étant identiques d'une séquence d'empilement à l'autre ; • on traite les complexes pour assembler les plis entre eux et avec le noyau. Autrement dit, un tel procédé de fabrication permet de réaliser des branches d'arc de différentes puissances avec un même nombre total de plis et avec un nombre égal de plis de même nature. On change donc uniquement le positionnement des plis à l'intérieur de la séquence d'empilement sur le noyau. Un tel noyau est alors commun à au moins deux branches d'arc réalisées par le procédé de fabrication et présentant des puissances différentes. Ce noyau peut notamment être formé par un ou plusieurs plis. 2953007 -3 Par ailleurs, le traitement est réalisé dans un moule qui peut être en résine, en aluminium ou en acier. Un tel moule permet ainsi d'appliquer une pression sur les complexes formés par les plis rapportés sur un noyau. Une telle pression peut notamment 5 être de huit bars et permet d'améliorer la cohésion des plis. On réalise également le chauffage des complexes à l'intérieur du moule à une température comprise entre 120 et 150°C de façon à faire réticuler la résine qui peut être soit pré imprégnée sur les plis, soit injectée directement à l'intérieur du moule lors de la phase de traitement. Dans ce cas, on parle alors d'un procédé par voie humide. 10 De plus, chaque séquence d'empilement des plis d'un complexe peut être asymétrique de part et d'autre du noyau. Par conséquent, le nombre ou la nature des plis situés au niveau d'une face interne d'une branche d'arc peuvent être différents de ceux situés au niveau d'une face externe d'une même branche d'arc. En revanche, entre deux branches 15 d'arc distinctes, chaque séquence d'empilement des plis comporte le même nombre de plis et présente des plis de même nature. Ainsi, entre deux branches distinctes, on peut modifier la position d'un pli par rapport aux autres plis d'une face de la branche mais également par rapport au noyau. Dans ce 20 cas, un pli peut donc être déplacé d'une face à l'autre d'une branche sans que le nombre total de plis ou leur nature ne soit modifiés entre les deux branches comportant des séquences d'empilement différentes. Par suite, le nombre ou la nature des plis sur la face interne ou externe peuvent être différents entre deux branches distinctes. 25 Avantageusement, les plis peuvent comporter des fils de renfort formés dans un matériau choisi parmi le groupe comportant le verre, le carbone et l'aramide. De tels matériaux permettent en effet de conférer aux branches d'arc une excellente résistance en flexion et confèrent une raideur importante. En pratique, au moins un des plis peut être formé par une nappe de fils orientés selon une même direction. Dans ce cas, on parle alors de nappes unidirectionnelles. Celles-ci 30 2953007 -4- sont découpées et positionnées en regard du noyau avec une certaine inclinaison par rapport à la direction longitudinale des branches. Selon un mode de réalisation particulier, les complexes peuvent comporter au moins 5 deux nappes de fils présentant des orientations différentes. En effet, les nappes unidirectionnelles peuvent être orientées avec une inclinaison comprise entre -90° et +90° par rapport à la direction longitudinale de la branche. Les inclinaisons peuvent ainsi être opposées de façon à équilibrer l'arc en torsion lors d'une 10 sollicitation en flexion de la branche. Ainsi, on peut notamment positionner les nappes unidirectionnelles à -45° et +45° pour équilibrer une branche. Avantageusement, les complexes peuvent comporter chacun une première nappe de fils agencés parallèlement par rapport à une direction longitudinale des branches à réaliser 15 et une seconde nappe de fils agencés perpendiculairement par rapport à cette direction longitudinale. En d'autres termes, des nappes unidirectionnelles peuvent être agencées avec une inclinaison perpendiculaire entre elles. Les nappes dont la direction des fils est parallèle à 20 la direction longitudinale des branches, permettent de participer à la raideur en flexion de la branche, tandis que les nappes, dont les fils sont agencés perpendiculairement par rapport à la direction des branches, jouent le rôle des nappes intercalaires et participent faiblement à la raideur de la branche en flexion. 25 En pratique, on peut modifier la puissance des branches en intervertissant le positionnement des au moins deux nappes dans la séquence d'empilement. En effet, plus la nappe présentant les fils parallèles à la direction de l'arc, est éloignée de la fibre neutre de la branche, c'est-à-dire du centre du noyau, plus on augmente la 30 puissance de la branche. De même, en rapprochant la nappe comportant des fils orientés perpendiculairement par rapport à la direction longitudinale de la branche de la fibre neutre, on augmente également la puissance de la branche en question. 2953007 -5- Selon un mode de réalisation particulier, au moins un des plis peut être formé par un tissu. Autrement dit, les plis comportent des fils orientés selon au moins deux directions qui 5 peuvent notamment être perpendiculaires. En pratique, le tissu peut être orienté à 45° par rapport à la direction longitudinale des branches réalisées. De cette manière, on augmente la rigidité en torsion de la branche. 10 Des tissus peuvent également être positionnés au niveau des couches externes des complexes et permettent également de conférer un aspect visuel homogène au niveau de la surface visible des branches. DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES 15 La manière de réaliser l'invention et les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif mais non limitatif, à l'appui des figures dans lesquelles : - les figures 1 et 2 sont des vues éclatées en coupe de deux complexes réalisés selon un 20 premier mode de réalisation et pouvant être utilisés pour fabriquer deux branches d'arc distinctes selon le procédé conforme à l'invention ; - les figures 3 et 4 sont des vues éclatées en coupe de deux complexes réalisés selon un second mode de réalisation et pouvant être utilisés pour fabriquer deux autres branches d'arc distinctes selon le procédé conforme à l'invention ; 25 - la figure 5 est une vue éclatée en perspective du complexe conforme à celui de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue en coupe du traitement réalisé sur un complexe et permettant de générer une branche d'arc. MANIERE DE DECRIRE L'INVENTION Comme déjà évoqué, l'invention concerne un procédé de fabrication de branches d'arc comportant des plis rapportés sur un noyau. Tel que représenté à la figure 1, le complexe 1 comporte un noyau 3 sur lequel on rapporte des plis 2, 12, 22 sur chacune de ses deux faces. Selon cet exemple de réalisation, les plis 2 sont positionnés directement en regard du noyau 3, puis un pli 12 vient recouvrir ces trois premiers plis 2. Selon ce mode de réalisation, les plis 2 et 12 peuvent être formés chacun par une nappe de fils orientés selon une même direction, c'est-à-dire par des nappes unidirectionnelles. Deux plis 22 formés chacun par un tissu viennent ensuite recouvrir et former la face extérieure du complexe 1. La figure 1 présente un complexe 1 formé par des plis agencés symétriquement de part et d'autre du noyau 3, cependant l'invention ne se limite pas à cet exemple et selon d'autres modes de réalisation les plis peuvent également être agencés de façon dissymétrique par rapport au noyau 3. Tel que représenté à la figure 2, la position du pli 12 dans la séquence d'empilement peut être modifiée par rapport à celle de la figure 1. Ainsi, dans ce cas, en partant du noyau 3, le pli 12 est positionné en troisième position entre deux plis 2. Le fait de rapprocher le pli 12 de la fibre neutre du noyau 3 permet, par exemple, d'augmenter la puissance de sa branche. Par conséquent, le complexe 11 permet de réaliser une branche dont la puissance est supérieure à celle obtenue au moyen du complexe 1 décrit en figure 1. Selon un autre mode de réalisation et tel que représenté à la figure 3, les plis 202, 212, 222 du complexe 21 agencés au niveau de la face externe de la branche d'arc à réaliser peuvent être en nombre supérieur par rapport aux plis 2, 12, 22 agencés au niveau de la face interne de la branche d'arc. -6 2953007 -7- Cependant, et tel que représenté à la figure 4, le complexe 31 comporte la même séquence d'empilement des plis 2, 12, 22, 202, 212, 222. Ainsi, par rapport au complexe 21 de la figure 3, seules les positions relatives des plis entre eux sont modifiées. La nature et le nombre total de plis restent bien les mêmes entre les deux 5 complexes 21, 31, cependant le changement dans la position relative des plis permet de faire varier la puissance obtenue par les branches formées par ces deux complexes 21, 31. Tel que représenté à la figure 5, les plis 2 de la figure 1 peuvent être formés par des premières nappes 102 de fils agencés parallèlement par rapport à une direction 10 longitudinale 10 des branches réalisées. La seconde nappe 112 présente, quant à elle, des fils agencés perpendiculairement par rapport à la direction longitudinale 10 des branches. Par ailleurs, les deux plis 22 peuvent être formés par un tissu 122 et positionné au niveau de la face externe des branches, c'est-à-dire au niveau de la position la plus 15 éloignée par rapport au noyau 3 dans la séquence d'empilement. Tel que représenté à la figure 6, une fois le complexe 1 réalisé, on le positionne dans un moule 30 formé par deux matrices 32, 33. On met ensuite sous pression les deux matrices 32, 33 et on chauffe de manière à faire réticuler la résine permettant de 20 solidariser entre eux les plis. La résine peut soit pré imprégner les différents plis, soit être injectée dans le moule 30 au moment de l'étape de traitement. Un tel moule 30 permet également de traiter tout complexe, et en particulier le complexe 11, présentant une séquence d'empilement des plis sur le noyau différente de 25 celle du complexe 1. Il ressort de ce qui précède qu'un procédé de fabrication de branches d'arc conformes à l'invention présente de nombreux avantages, et notamment : - il permet de réaliser des branches d'arc présentant différentes puissances dans un 30 même moule ; - il permet de réaliser différentes puissances d'arc avec un nombre limité de plis de nature différente ; 2953007 -8- - il permet de faciliter la confection des complexes, les découpes des plis étant identiques, seule la séquence d'empilement changeant d'une branche à l'autre de puissance différente ; - l'opération de drapage des plis dans le moule est facile à réaliser pour un 5 opérateur qui n'a qu'un nombre limité de plis de nature différente à utiliser. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication de branches d'arc constituées d'un complexe (1, 11, 21, 31) comportant des plis (2, 12, 22, 102, 112, 122, 202, 212, 222) rapportés sur un noyau (3), 5 ledit procédé permettant de réaliser au moins deux branches d'épaisseur identique et de puissance différente, et selon lequel : • on positionne dans un même moule (30) des complexes (1, 11, 21, 31) comportant différentes séquences d'empilement des plis (2, 12, 22, 102, 112, 122, 202, 212, 222) sur le noyau (3), le nombre et la nature des plis (2, 12, 22, 102, 112, 122, 10 202, 212, 222) étant identiques d'une séquence d'empilement à l'autre ; • on traite les complexes (1, 11, 21, 31) pour assembler les plis (2, 12, 22, 102, 112, 122, 202, 212, 222) entre eux et avec le noyau (3). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque séquence 15 d'empilement des plis (2, 12, 22, 202, 212, 222) d'un complexe (21, 31) est asymétrique par rapport au noyau (3). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plis (2, 12, 22, 102, 112, 122, 202, 212, 222) comportent des fils de renfort formés dans un matériau choisi parmi 20 le groupe comportant le verre, le carbone et l'aramide. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un desdits plis (2, 12, 202, 212) est formé par une nappe de fils (102, 112) orientés selon une même direction. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits complexes (1, 11, 21, 31) comportent au moins deux nappes de fils (102, 112) présentant des orientations différentes. 30 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits complexes comportent chacun une première nappe (102) de fils agencés parallèlement par rapport à une direction longitudinale (10) des branches à réaliser, et une seconde nappe (112) de fils 25 10 2953007 - 10 - agencés perpendiculairement par rapport à ladite direction longitudinale (10) des branches à réaliser. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on modifie la puissance des 5 branches en intervertissant le positionnement des au moins deux nappes (102, 112) dans la séquence d'empilement. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un desdits plis (22, 222) est formé par un tissu (122). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le tissu (122) est orienté à 45° par rapport à une direction longitudinale (10) des branches à réaliser.