FR 2541620 A1 19840831 FR 8403017 A 19840228 Elément en matière plastique renforcée par des fibres et taraudé intérieurement et son procédé de fabrica- tion La présente invention est relative à un élé- ment en matière plastique renforcéepar des fibres et taraudé intérieurement, et à son procédé de fabrica- tion Plus particulièrement, l'invention concerne un élément en matière plastique renforcéepar des fibres et taraudé intérieurement comprenant un corps creux et un taraudage,d'une pièce avec celui-ci, ménagé sur la surface intérieure de l'alésage, et ayant une structu- re intérieure remarquable dans laquelle au moins une paire de groupes de brins imprégnés de résine unifiés et se croisant sont disposés en étant sensiblement per- pendiculaires à l'axe de l'élément, l'invention visant également un procédé de fabrication de cet élément. On utilise beaucoup des métaux ou des allia- ges métalliques, tels que le fer et l'acier inoxydable comme matériaux pour former des éléments filetés tels que des boulons et des écrous Des boulons et des écrous métalliques sont utilisés comme moyens de fixa- tion dans une grande diversité d'applications englobant la fabrication de jouets, et la construction de bati- ments industriels ou commerciaux de grandes dimensions. Mais l'usage des boulons et des écrous métalliques pose inévitablement de gravex problèmes L'un de ces problèmes est la corrosion Pour l'instant, on utili- se encore souvent des boulons et des écrous métalli- ques dans des environnements corrosifs L'utilisation de boulons et d'écrous métalliques dans des usines chimiques, dans des usines de traitement des eaux ou des égouts, etc, entraîne souvent des dangers graves. En outre, des boulons et des écrous métalliques ne con- viennent pas pour être utilisés dans des bâtiments de navigation, tels qu'un bateau, un bâtiment de navi- gation fabriqué, etc, puisqu'ils viennent incessam- ment en contact avec l'eau de mer, ce qui entraîne la destruction des bâtiments Un autre problème important réside dàns la conductivité électrique et thermique des boulons et écrous métalliques Il y a un certain nombre d'applications o il faut que les boulons et écrous ne soient pas conducteurs de la chaleur et de l'électricité Des exemples de ces applications sont la fabrication de dispositifs ou d'équipements élec- triques lourds et la construction de dispositifs de transport électriques tels que des voitures pour un train électrique, des voitures automobiles, etc Dans ces applications, les boulons et écrous doivent être revêtus d'une matière isolante Mais les boulons et écrous métalliques isolés qui sont utilisés couram- ment sont encore peu satisfaisants à de nombreux égards. Pour ce qui concerne des métaux résistant à la corrosion, qui peuvent être utilisés comme matiè- res pour constituer des boulons et des écrous, il est bien connu que le titane est un métal qui est relati- vement résistant à la corrosion En outre, en raison de sa faible densité, le titane est considéré comme utile pour former des boulons et des écrous Mais le titane est non seulement coûteux, mais également dif- ficile à usiner C'est pour cette raison que l'utili- sation de boulons et d'écrous en titane est restreinte à des domaines particuliers, par exemple à l'industrie aérospatiale Pour ce qui concerne des boulons et écrous non conducteurs, on a proposé récemment des boulons et écrous en céramique, en raison du progrès rapide de l'industrie céramique Mais des boulons et des écrous en céramique n'ont pas encore été fabriqués d'une manière satisfaisante. Pour résoudre le problème de la corrosion, on a proposé des boulons et des écrous en résine syn- thétique Mais ces boulons et écrous en résine synthé- tique ont une résistance mécanique très médiocre, en comparaison de ceux qui sonten métal, et c'est pour- quoi ils ne peuvent pas remplacer d'une manière effi- cace des boulons et écrous en métal dans le domaine d'application o il est nécessaire d'avoir une grande résistance mécanique C'est pourquoi l'application des boulons et écrous en résine est restreinte à un domai- ne o l'on exige impérativement de la résistance à la corrosion, mais o la résistance mécanique n'a pas d'importance. Dans le domaine de la fabrication de disposi- tifs ou d'équipements électriques lourds, on a propo- sé comme écrou qui doit avoir une résistance mécanique excellente et de bonnes propriétés isolantes, des écrous en matière plastique renforcée par des fibres. Pour ce quiconcerne des écrous en matière plastique renforcée par des fibres utilisés habituel- lement, ils sont en général produits par le procédé suivant: on imprègne un tissu de fils de fibres de verre qui a une épaisseur de 0,1 à 0,25 mm, à l'aide d'une résine On exprime ensuite la résine du tissu de fils imprégné de résine en le faisant passer entre des rouleaux, de manière à ajuster la teneur en fibres de verre à 60 % en poids, ou à peu près Puis on traite le tissu imprégné de résine pour faire que la résine soit semi-durcie On obtient ainsi un maté- riaux sensiblement non collant, semi-rigide (feuille préimprégnée) On empile une pluralité, par exemple plusieurs dizaines de ces feuilles préimprégnées, dans l'empreinte d'un moule, et on les soumet à un moulage par compression, tout en chauffant, en obte- nant un article en forme de plaques On découpe l'article en forme de plaque ainsi obtenu en une pièce ayant une forme déterminée à l'avance et une dimen- sion déterminée à l'avance, puis on fait suivre d'un alésage et d'un taraudage, pour obtenir un écrou. Par le procédé mentionné ci-dessus, dans le- quel on utilise un tissu de fils ayant une épaisseur de 0,1 à 0,25 mm, on ne peut pas obtenir un écrou ayant une résistance mécanique suffisante, à moins de prévoir un filetage ayant un pas de 1 à 2 mm Dans le cas d'un écrou dont le filetage a un pas de 1 à 2 mm, les tissus de fils ayant chacun une épaisseur de 0,1 à 0,25 mm peuvent s'étendre, dans chacun des filets et, en conséquence, on peut obtenir le renforcement du filetage Un écrou muni d'un filetage ayant un pas de 1 à 2 mm convient pour coopérer avec un boulon ayant une dimension de M 10 à M 25 (dimension suivant les normes japonaises Bo 2 05), ou ayant une dimension plus grande, dont le filetage a-un pas de 1 à 2 mm 'C'est- à-dire que, par le procédé mentionné ci-dessus, on obtient un écrou ayant une résistance mécanique suffi- sante seulement quand on souhaite fabriquer un écrou destiné à recevoir la partie filetée d'un boulon ayant une dimension de M 10 ou M 25, ou ayant une dimension plus grande En outre, ce procédé a les inconvénients suivants Il est fastidieux, et cela prend beaucoup de temps d'empiler dans une empreinte de moule un grand nombre (généralement de 30 à 80) de feuilles préimprégnêes avant la compression En outre, il faut utiliser un tissu de fils coûteux C'est pourquoi, par le procédé classique mentionné ci-dessus, il est impossible d'avoir un écrou qui présente une résis- tance mécanique élevée et qui peut être préparé avec une grande productivité et avec un faible coût. En conséquence, l'invention a principalement pour objet un élément en matière plastique renforcée de fibres, à taraudage intérieur, quiprésente une grande résistance mécanique et qui peut être préparé avec une grande productivité et à un coût faible. L'invention vise également un procédé de fabrication d'un élément en matière plastique renfor- cée par des fibres et taraudé intérieurement, du type mentionné ci-dessus, procédé qui peut être effectué facilement. Ces buts et avantages de l'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront au cours de la description détaillée qui va suivre, en regard du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en plan partiel,à échelle agrandie,d'un matériau à mouler semblable à une feuille, à partir duquel un élément en matière plastique renforcéepar des fibres et taraudé intérieu- rement, suivant l'invention, est fabriqué; la figure 2 est une vue en plan partiel,à échelle agrandie illustrant un mode de stratification préféré utilisé suivant l'invention, suivant lequel un couple de matériaux à mouler en forme de feuilles est mis sous la forme d'un stratifié de façon à ce que les brins de filaments de fibres de matériaux à mouler mutuellement adjacents à la manière d'un stra- fié, se croisent respectivement sous un angle de e,; la figure 3 est une vue en coupe verticale d'un élément en matière plastique renforéepar des fibres et taraudé intérieurement, suivant la présente invention; la figure 4 est une vue en élévation d'un man- drin autour duquel sont enroulées partiellement des bandes de brins de filaments de fibres, cette figure montrant l'étape intermédiaire au cours de l'enroule- ment hélicoïdal; la figure 5 est une vue en élévation d'un man- drin sur lequel est formé un motif complet de bandes de brins de filaments de fibres; la figure 6 est une vue schématique en pers- pective d'une machine à enrouler des filaments, qui est destinée à être utilisée dans le procédé suivant l'invention; la figure 7 est une vue en coupe, avec arra- chement partiel, d'un mandrin équipé de plusieurs broches; la figure 8 est une vue schématique en pers- pective d'un appareil utilisé pour mesurer la résis- tance à la traction d'un élément taraudé intérieure- ment; et la figure 9 est une vue schématique en éléva- tion d'un appareil utilisé pour mesurer la résistance au couple d'un élément taraudé-intérieurement. L'invention a pour objet un élément en matiè- re plastique renforiee par des fibres et taraudé inté- rieurement, comprenant un corps creux ayant une por- tion formant corps et un alésage central constitué par un espace libre qui y est formé et qui s'étend longitudinalement par rapport à l'axe de l'élément, et un filetage d'une pièce avec le corps et ménagé sur la surface intérieure de l'alésage central, caracté- risé en ce que: la portion formant corps comprend au moins une couche choisie parmi (I) une couche comprenant plusieurs brins imprégnés de résine,-disposés de manière sensiblement parallèle, (Il) une double couche comprenant une premiè- re couche unitaire, composée de plusieurs brins impré- gnés de résine disposés d'une manière sensiblement parallèle, et une seconde couche unitaire composée de plusieurs brins imprégnés de résine disposés d'une manière sensiblement parallèle, la première couche unitaire et la seconde couche unitaire étant empilées l'une sur l'autre de façon à ce que les brins impré- gnés de résine de la première couche unitaire croisent ceux de la seconde couche unitaire, sous un angle a défini par la formule O (III) une couche à motifs en chevrons compre- nant plusieurs premiers groupes de brins, comprenant chacun plusieurs brins imprégnés de résine disposés sensiblement d'une manière parallèle, et plusieurs seconds groupes de brins comprenant chacun plusieurs brins imprégnés de résine disposés d'une manière sensi- blement parallèle, les premiers groupes de brins coopé- rant avec les seconds groupes de brins pour former une structure à motifs en chevrons, dans laquelle les pre- miers groupes de brins croisent les seconds groupes de brins sous un angle (M) défini par la formule sous la condition que là oi la portion for- mant corps est constituée de la couche (I) seule, cette portion formant corps comprend plusieurs couches (I), et que là o la portion formant corps comprend plu- sieurs couches, ces couches sont stratifiées et uni- fiées de façon à ce que les brins imprégnés de résine de couches, mutuellement adjacentes à la manière d'un 2 2541620 stratifié, se croisent les unes les autres sous un angle (y) défini par la formule O que, dans le cas o les couchesmutuellement adjacen- tes à la manière d'un stratifié, sont chacune des couches (I), les brins imprégnés de résine des couches (I) mutuellement adjacentes à la manière d'un strati- fié se croisent les unes les autres sous un angle ( 5) défini par la formule O chaque brin imprégné de résine comprenant plu- sieurs filaments de fibres et une résine thermodurcie. Au dessin, on notera que les mêmes signes de référence désignent les mêmes parties ou portions dans toutes les figures 1 à 9. Comme représenté à la figure 3, un élément en matière plastique renforcéepar des fibres et tarau- dé intérieurement, suivant l'invention, a une portion formant corps (qui ne porte pas de référence), et un alésage central 2 s'étendant longitudinalement par rapport à l'axe de l'élément La portion formant corps comprend plusieurs couches 4 Chacune des couches 4 est au moins une couche choisie parmi: une couche (I) qui comprend plusieurs brins imprégnés de résine disposés d'une manière sensiblement parallèle; une double couche (II) qui comprend une première couche unitaire composée de plusieurs brins imprégnés de ré- sine disposés d'une manière sensiblement parallèle et une seconde couche unitaire composée de plusieurs brins imprégnés de résine disposés d'une manière sen- siblement parallèle; et une couche à motifs en che- vrons (III) qui comprend plusieurs premiers groupes de brins comprenant chacun plusieurs brins imprégnés de résine disposés de manière sensiblement parallèle- et plusieurs seconds groupes de brins comore- nant chacun plusieurs brins imprégnés de résine dispo- sés de manière sensiblement parallèle, les premiers groupes de brins coopérant avec les seconds groupes de brins pour former une structure à motifs en chevrons. Pour ce qui concerne chacune des couches (I), doubles couches (II) et couches (III) àÉmotifs en chevrons, chaque brin imprégné de résine comprend plusieurs filaments de fibres et une résine thermodurcie A la figure 3, la référence 5 désigne une résine thermodur- cie Pour ce qui concerne la double couche 2, la pre- mière couche unitaire et la seconde couche unitaire sont empilées l'une sur l'autre de façon à ce que les brins imprégnés de-résine de la première couche uni- taire croisent les brins imprégnés de résine de la seconde couche unitaire en faisant un angle (a) dé- fini par la formule O un angle ( 5) défini par la formule 5 Suivant l'invention, là o la portion formant corps comprend la couche ( 1) seule, la portion formant corps comprend plusieurs couches (I) Dans ce cas, les couches (I) sont appliquées suivant un stratifié et sont unifiées de façon à ce que les brins imprégnés de résine de couches (I) mutuellement adjacentes à la façon d'un stratifié se croisent respectivement sous un angle ( 6) défini par la formule O D'autre part, quand la portion formant corps comprend plusieurs doubles couches (II), les doubles couches (Il) sont stratifiées et unifiées de façon à ce que les brins imprégnés de résine de couches unitaires adjacentes mutuellement à la façon d'un stratifié se croisent respectivement sous un angle (y') défini par la formule O en chevrons (III), ces couches sont disposéss à la ma- nière d'un stratifié et unifiées de façon à ce que les groupes de brins de couches mutuellement adjacen- tes à la façon d'un stratifié se croisent respective- ment sous un angle (y") défini par la formule 0 couches mutuellement adjacentes à la façon d'un stra- tifié, se croisent entre eux e comme expliqué ci-des- sus à propos du cas o la partie formant corps comprend plusieurs doubles couches (II) et du cas o la partie formant corps comprend plusieurs couches à motifs en chevrons (III) En outre, pour ce qui concerne les cas o la partie formant corps comprend en combinai- son 1) au moins une couche ( 1) et au moins une double couche (Il), 2) au moins une couche (I) et au moins une couche à motifs en chevrons (III), ou 3) au moins une couche (I), au moins une dou- ble couche (II) et au moins une couche à motifs en chevrons (III), est valable la même explication que celle ci-dessus à propos de la structure stratifiée, pour ce qui concerne l'angle sous lequel les brins (ou les groupes de brins) imprégnés de résine de couches mutuellement adjacentes à la façon d'un stratifié, se croisent en- tre elles, sauf pour une partie o lés cou- ches (I) sont disposées de manière mutuellement adjar centes à la façon d'un stratifié Dans cette partie, ou ès parties, l'angle sous lequel les brins imprégnés de résine de couches (I) adjacentes mutuellement à la manière d'un stratifié, se croisent entre eux, ne doit pas être égal à O (zéro) Compte tenu de la ré- sistance mécanique que doit avoir un élément en matiè- re plastique renforcée de fibres et taraudé intérieure- ment, chacun des angles mentionnés ci-dessus, (a), (f), (y'), (y") et ( 6) est de préférence égal à 900. Pour ce qui concerne la stratification de plusieurs couches ( 1), la raison pour laquelle l'angle ( 6) ne doit pas être égal à O sera expliquée ci-dessous Si l'angle ( 6) est égal à 0, le renforcement par les brins de filaments de fibres s'exerce seulement sui- vant une direction unique Dans un tel-cas, on ne peut atteindre que difficilement un effet de renforcement suffisant par les brins des filaments de fibres. La couche, ou chaque couche, telle que men- tionnée ci-dessus, est disposée en étant sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'élément, tel que repré- senté à la figure 3 Un taraudage formé sur la surface intérieure de l'alésage central 2, peut être n'importe quel taraudage classique, l'alésage central 2 étant destiné à recevoir la partie filetée, d'un élément conjugué fileté extérieurement, c'est-à-dire d'un boulon ayant le même filetage classique. Pour ce qui concerne chacune des couches (I), (II) et (III), on en donnera une explication plus détaillée ci-dessous. En se reportant à la figure 1, celle-ci mon- tre un mode de réalisation préféré d'un matériau à mouler semblable à une feuille en lequel on fabrique un élément en matière plastique renforcéepar des fi- bres et taraudé intérieurement, suivant l'invention. Le matériau à mouler semblable à une feuil- le, tel que représenté, est un matériau préparé par un procédé suivant lequel on utilise la technique de l'enroulement de filaments, cette méthode étant dé- crite plus bas A la figure 1, la référence l désigne une bande de plusieurs brins imprégnés de résine. La double couche (II), qui comprend une pre- mière couche unitaire et une seconde couche unitaire empilées l'une sur l'autre, correspond à une couche constituant une partie désignée par "A" En faisant l'hypothèse que la seconde couche unitaire est une couche posée sur la première couche unitaire, la se- conde couche unitaire ne peut pas être vue dans la partie "A" A la figure 1, la couche (I), qui comprend plusieurs brins imprégnés de résine disposés d'une ma- nière sensiblement parallèle, peut être considérée comme la première couche unitaire représentée à la portion "A", pourvu que la seconde couche unitaire ne soit pas présente sous la première couche unitaire. La couche (III) à motifs en chevrons correspond à une couche constituant une portion désignée par "B". Comme représenté, plusieurs groupes de premiers brins coopèrent avec plusieurs groupes de seconds brins, pour former une structure à motifs en chevrons. Dans un mode de réalisation préféré suivant l'invention, les couches (I), (II) et (III) sont pré- parées par un procédé suivant lequel on utilise la technique d'enroulement de filaments (qui sera décrite plus bas) Dans ce cas, chacune des couches (I) et des couches unitaires constituant la double couche (II) a une structure suivant laquelle plusieurs bandes, comprenant chacune un nombre déterminé à l'avance de brins imprégnés de résine, sont disposées côte à côte et la couche (III) a une structure dans laquelle plu- sieurs premières bandes, comprenant chacune un nombre déterminé à l'avance de brins imprégnés de résineet plusieurs secondes bandes, comprenant chacune un nom- bre déterminé à l'avance de brins imprégnés de résine, coopèrent les unes avec les autres pour former une structure à motifs en chevrons Dans ces cas, plusieurs bandes sont disposées parallèlement, des bandes mutuel- lement adjacentes latéralement étant sensiblement en contact les unes avec les autres Les bandes mutuelle- ment adjacentes latéralement peuvent se chevaucher légèrement les unes les autres On peut également uti- liser une disposition doebandesdans laquelle un petit intervalle est présent entre chaque bande mutuellement adjacente latéralement, dans la mesure o la présence d'un tel petit intervalle n'a pas d'effet nuisible sur la résistance mécanique de l'élément en matière plastique taraudé intérieurement qui est obtenu. En se reportant maintenant à la figure 2, on voit un mode de réalisation préféré de l'invention pour ce qui concerne l'angle sous lequel les brins im- prégnés de résine de couches adjacentes mutuellement à la façon d'un stratifi 6 ése croisent entre eux Pour faciliter la compréhension, la figure 2 représente deux matériaux à mouler semblables à une feuille, obtenus chacun par le procédé suivant lequel on utilise la technique d'enroulement de filaments, qui sera expliquée plus bas Comme représenté à la figure 2, les bandes de brins 1,1 imprégnées de résine de ces deux matériaux à mouler semblables à une feuille se croisent entre elles suivant un angle de 9 Q 0. Dans l'élément en matière plastique renforcée de fibres et taraudé intérieurement, suivant l'inven- tion, les filaments de fibres et la résine thermodur- cie sont présents, de préférence, en un rapport en volume de 30/70 à 70/30. Dans un mode de réalisation préféré de l'in- vention, on fabrique un élément en matière plastique renforcée de fibres et taraudé intérieurement, par un procédé qui consiste: 254162 O (a) à disposer, dans une empreinte de moule, un matériau à mouler semblable à une feuille, ou plu- sieurs de ces matériaux à mouler semblables à une feuille placés l'un sur l'autre, le matériau à mouler semblable à une feuille étant un matériau obtenu par un procédé qui consiste à v (i) soumettre un ou plusieurs brins impré- gnés de résine, combinés en une bande, à un ou à plu- sieurs cycles d'enroulement hélicoïdal, pour obtenir sur la surface d'un mandrin une couche de brins impré- gnés de résine enroulés hélicoldalement ayant une épaisseur déterminée à l'avance, le brin imprégné de résine ou chaque brin imprégné de résine comprenant plusieurs filaments de fibres et une résine thermo- durcissable, le cycle ou chaque cycle d'enroulement hélicoïdal étant défini comme un enroulement unitaire ou comme une pluralité d'enroulements unitaires pour former un motif complet qui est constitué de plusieurs premières bandes disposées parallèlement, les bandes mutuellement adjacentes latéralement étant sensible- ment en contact l'une avec l'autre, et de plusieurs secondes bandes disposées parallèlement, les bandes mutuellement adjacentes latéralement étant sensiblement en contact l'une avec l'autreet qui inclut un motif en chevrons, les premières et secondes bandes étant croisées, l'enroulement unitaire ou chaque enroule- * ment unitaire étant effectué sous un angle d'hélice de 45 à 87,50, (ii) à découper la couche le long de l'axe longitudinal du mandrin, puis à développer celle-ci sous la forme d'une feuille, et (iii) à découper la couche en forme de feuille en une ou en plusieurs sections ayant chacune une forme déterminée à l'avance, en obtenant ainsi un ou plusieurs matériaux à mouler semblables à une feuille; (b) à soumettre le matériau à mouler sembla- ble à une feuille ou la pluralité de matériaux à mou- ler semblables à une feuille, à un moulage par com- pression tout en chauffant, en obtenant ainsi une feuille en matière plastique composite renforcée par des fibres, (c) à découper, dans la feuille en matière plastique composite renforcée par des fibres, une pièce ayant la forme souhaitée et une dimension souhaitée, l'axe de la pièce étant sensiblement per- pendiculaire à la feuille de matière plastique compo- site renforcée par des fibres, (d) à former un alésage suivant la longueur axiale de la pièce, et (e) à tarauder la surface intérieure de l'alésage. Le procédé décrit ci-dessus sera explicité ci-dessous en détail A la figure 6, on donne un schéma illustrant l'installation utilisée pour le pro- cédé mentionné ci-dessus. Plusieurs brins de filaments de fils 13 sont tirés d'une cantre 8, en passant par un guide 9, pour aller dans un bain de résine 10 o les brins sont im- prégnés de résine Ainsi, chaque brin passe dans cha- cune des filières 12 en carbure, qui ont un diamètre déterminé à l'avance et qui sont alignées le long d'un côté du bain de résine, de manière à régler la quantité de résine portée par chaque brin à une valeur conve- nable Après avoir passé dans les filières 12, chaque brin imprégné de résine passe dans un guide semblable à un peigne (non représenté) et dans un guide semi- circulaire (non représenté) qui sont portés par un chariot il se déplaçant transversalement Les brins sont associés en une bande ayant une largeur détermi- née à l'avance Les brins sont associés en une bande de façon que la distance entre chaque brin adjacent latéralement devienne égale à zéro (O) Ensuite, l'extrémité de la bande est fixée d'une manière con- venable à une portion d'extrémité d'un mandrin 3. On fait ensuite tournerle mandrin 3 à une vitesse donnée, et au fur et à mesure que le mandrin 3 tourne, on déplace latéralement le chariot 11 en va-et-vient, le long de l'axe longitudinal du mandrin, de manière à enrouler hélicoldalement la bande autour du man- drin 3. On peut également utiliser un seul brin de filament de fibres. Grâce à plusieurs allées et venues du chariot 11, se déplaçant transversalement, la bande est enrou- lée en plusieurs enroulements unitaires, en formant à la surface du mandrin un motif croisé qui est cons- titué de plusieurs premières bandes 6 et de plusieurs secondes bandes 7, et qui inclut un motif en che- vrons formé en croisant la première bande 6 et la seconde bande 7, comme représenté à la figure 4. L'expression "enroulement unitaire" signifie un enrou- lement autour du mandrin effectué par un seul mouve- ment de va-et-vient du chariot l A la figure 4, les premières bandes 6 et les secondes bandes 7 sont disposées respectivement de façon à ce que des bandes mutuellement adjacentes latéralement soient sensible- ment en contact l'une avec l'autre Suivant l'inven- tion, en effectuant un enroulement unitaire ou plu- sieurs enroulements unitaires, on obtient un cycle d'enroulement hélicoïdal L'achèvement d'un cycle d'enroulement hélicoïdal donne, sur la surface du mandrin, un motif complet qui est constitué de plu- sieurs premières bandes disposées parallèlement et de plusieurs secondes bandes disposées parallèlement, et qui inclut un motif en chevrons, les premières et secondes bandes étant entrecroisées Il peut y avoir un cas oa un seul enroulement unitaire donne, sur la surface du mandrin, un motif complet Mais le cas ci-dessus est très rare Habituellement, un motif complet est formé en effectuant plusieurs enroulements unitaires Le motif complet formé sur la surface du mandrin 3, par un cycle d'enroulement hélicoïdal, est représenté à la figure 5 Dans un tel motif com- plet, toutes les bandes mutuellement adjacentes laté- ralement sont sensiblement en contact les unes avec les autres, ou sont légèrement à chevauchement l'une avec l'autre A moins que cela ne donne un effet né- faste sur la résistance mécanique d'un élément taraudé intérieurement, il peut y avoir un petit espace entre des bandes adjacentes latéralement Après avoir effec- tué un cycle, ou plusieurs cycles, d'enroulements hélicoïdaux, on peut obtenir sur la surface du man- drin une couche de brins imprégnés de résine enroulés hélicoldalement ayant une épaisseur déterminée à l'avance. A la figure 5, "s' désigne un angle d'hélice. Le terme "angle d'hélice" désigne, dans le présent mé- moire, l'angle aigu formé par l'intersection de la bande sur le corps du mandrin et d'uneligne sur le corps du mandrin parallèle à l'axe longitudinal de celui-ci. Suivant l'invention, l'enroulement unitaire de la bande doit étre effectué sous un angle d'hélice de 450 à 87,50 C pour la raison qui sera mentionnée plus bas. La forme de la section droite du mandrin est en général circulaire Suivant la présente invention, un mandrin circulaire ayant un diamètre de 50 cm à cm environ et une longueur de 1 m à 6 m environ est utilisé en général Mais on peut également utiliser 254162 O un mandrin dont la section droite est polygonale. Après avoir achevé l'enroulement, c'est-à- dire quand une couche de brins imprégnés de résine enroulés en hélice, ayant une épaisseur déterminée est formée sur la surface du mandrin, on découpe la couche sur le mandrin au moyen de moyens de découpage convenables, suivant l'axe longitudinal du mandrin, et on développe ensuite en une forme semblable à une feuille L'épaisseur de la couche à former sur le mandrin varie suivant les besoins, suivant le diamè- tre du mandrin, etc, mais en général elle est de 3 mm à 10 mm environ Le procédé de préparation d'une telle couche de brins imprégnés de résine, par la technique d'enroulement de filaments, est connu par exemple par les demandes de brevets publiées au Japon sous les Nos 54-30422 et 54- 35232 et par les demandes de brevets mises à l'inspection publique au Japon sous les Nos 55-103925 et 55-103926 On soumet ensuite la couche à un chauffage pour faire passer la résine au "stade BI' Le "stade B" signifie un stade intermédiaire dans la réaction de durcissement d'une résine thermodurcissable, stade dans lequel la résine se ramollit, mais ne-fond pas quand elle est chauffée En modifiant l'état de la résine pour la faire passer au "stade B"', on peut éviter d'avoir à exprimer une quantité de résine en excès au moment du moulage par compression Les conditions utilisées pour modifier l'état de la résine et la faire passer au "stade B", peuvent être variables, suivant la natu- re de la résine On découpe ensuite la couche en plu- sieurs sections ayant chacune une forme déterminée à l'avance, de manière à obtenir plusieurs matériaux à mouler semblables à une feuille Un ou plusieurs des matériaux à mouler semblables à une feuille ainsi formés sont disposés dans une empreinte de moule et sont soumis à un moulage par compression, tout en chauffant pour obtenir une feuille composite On effectue en général le moulage par compression sous une pression de 30 à 100 kg/cm, et de préférence de 50 à 80 kg/cm, à une température de 100 à 1500 C, et de préférence de 110 à 1200 C pendant 30 minutes à minutes, et de préférence pendant pendant 60 minu- tes environ On découpe une pièce ayant une forme con- venable et une dimension convenable dans la feuille composite, l'axe de la pièce étant sensiblement per- pendiculaire à la feuille composite On soumet ensuite la pièce à une opération d'alésage, pour former un alésage central s'étendant suivant une direction axiale de celle-ci Ensuite, on soumet la surface in- térieure de l'alésage central à une opération de tarau- dage On peut effectuer le taraudage par n'importe quelle technique classique de taraudage' par exemple à l'aide d'un taraud. Dans le cas o on moule par compression plu- sieurs matériaux à mouler semblables à une feuille, il vaut mieux qu'ils soient stratifiés de façon à ce que les brins de matériaux à mouler, semblables à une feuille et mutuellement adjacents à la manière d'un stratifié, s'entrecroisent entre eux sous un angle de 90 , comme représenté à la figure 2 Ceci parce qu'un élément taraudé intérieurement, fabriqué à partir de la feuille composite ayant une telle structure strati- fiée, a une résistance mécanique qui est très bonne. Mais la manière dont sont stratifiés plusieurs matériaux à mouler en forme de feuilles n'est pas limitée à ce qui vient d'être indiqué, c'est- à-dire qu'on peut également stratifier plusieurs matériaux à mouler en forme de feuilles, de façon à ce que les brins imprégnés de résine de matériaux à mouler, mutuel- lement adjacents à la manière d'un stratifié, s'en- trecroisent entre eux sous un angle allant de O' à 9 Q 00 Le dispositif d'enroulement pour effectuer l'enroulement hélicoïdal peut être n'importe quel dis- positif du commerce C'est ainsi, par exemple, que l'on peut utiliser une machine d'enroulement de fila- ments de type WII, de la Société Maclean Anderson Co, Etats-Unis d'Amérique Le dispositif d'enroulement comprend plusieurs jeux d'engrenages ou commandes électriques qui peuvent être réglés pour produire un angle d'hélice désiré, et tout motif souhaité Quand on utilise plusieurs brins, les brins sont associés en une bande dont la largeur est comprise entre 0,5 cm et 20 cm environ La finesse du brin est comprise, en général, entre 200 et 17600 Tex Le nombre de brins utilisés pour former une bande est généralement com- pris entre 1 et 100, et de préférence entre 1 et 50. Comme filament de fibres à utiliser suivant l'invention, on peut mentionner des filaments en fi- bres de verre, des filaments en fibres de carbone, des filaments en fibres d'aramide, des filaments en fibres de bore, des filaments en carbure de silicium, etc On préfère cependant utiliser des filaments de fibres ayant chacun un module de rupture de 6000 kg/ mm 2 à 120 000 kg/mm 2 et une résistance à la traction 2 2 de 100 kg/mm à 550 kg/mm Du point de vue économi- que, des filaments en fibres de verre sont préférés de beaucoup en raison de leur disponibilité à bas prix. Comme résines thermodurcissables à utiliser suivant l'invention, on peut mentionner des résines époxy, des résines de polyester insaturé, des résines d'époxy acrylate, des résines phénoliques, etc. Des résines préférées sont des résines époxy Cepen- dant, on peut utiliser, suivant les besoins, n'impor- te quelle autre résine thermodurcissable La viscosité de la résine est comprise en général entre 0,1 et 15 poises, et de préférence entre 1 et 5 poises Quand on utilise des résines époxy, on peut leur incorpo- rer un agent durcisseur Comme agent durcisseur, on peut utiliser un anhydride d'acide tel que l'anhydri- de méthyltétrahydrophtalique, le MHAC (anhydride méthylhimique), le HHPA (anhydride hexahydrophtalique), le PA (anhydride phtalique), le THPA (anhydride tétra- hydrophtalique), le MHHPA (anhydride méthylhexahydro- phtalique), le NMA (anhydride méthylnadique), des poly- amides aliphatiques, tels que la tétraéthylène penta- mine, la tétraéthylène têtramine et l'Alaldite HT-830 et HY-850 (marque de polyamine aliphatique fabriquée par Ciba); et des polyamines aromatiques En outre, on peut incorporer un accélérateur de durcissement. Comme accélérateur de durcissement, on peut utiliser une N-( 4 'méthoxybenzylidène)-4-alcoylamine (dont le radical alcoyle a de 4 à 7 atomes de carbone), le 1-benzyl-2-méthyl imidazole, le 2-éthyl-4-méthyl imidazole, le 2,4,6-tris(diméthylaminométhyl)phénol ou le chlorure de tétradécyldiméthylbenzyle ammonium. On peut en outre incorporer un additif à la résine. Comme exemples d'additifs, on peut mentionner du car- bonate de calcium, de l'alumine, de l'argile, de la silice fondue, de la poudre de verre, de la poudre de fibres de verre et des pigments La température de la résine dépend de la nature de celle-ci, mais en général, la température de la résine est comprise en- tre la température ambiante et 40 C. Les filaments de fibres et la résine thermo- durcie sont présents dans le brin imprégné de résine en un rapport volumique de 30/70 à 70/30, et de pré- férence de 50/50 à 63/37 Un tel rapport volumique des filaments de fibres et de la résine thermodurcie dans le brin imprégné de résine peut être obtenu en faisant passer chaque brin quittant le bain dans cha- cune des filières 12 ayant un diamètre déterminé à l'avance, de sorte que le rapport de la quantité pon- dérale de résine aux brins non imprégnés est ajusté à une valeur convenable La relation entre le rapport pondéral et le rapport volumique sera donnée ci-après. Si la quantité des filaments de fibres dans les brins imprégnés de résine est inférieure à 30 % en volume, l'effet de renforcement obtenu par les filaments de fibres est insuffisant En revanche, si les filaments de fibres représentent une quantité plus grande que % en volume, il est impossible de noyer les fila- ments de fibres dans une matrice de résine. L'angle d'hélice doit être compris entre 450 et 87,50 L'enroulement sous un angle d'hélice in- férieur à 450 est désavantageux, parce que l'opération d'enroulement a un angle ci'hë 1 ice si petit est difficile. En outre, un matériau à mouler semblable à une feuille, obtenu en effectuant un enroulement sous un angle d'hélice inférieur à 45 ,a un motif qui est sensible- ment le même que celui d'un matériau à mouler sembla- ble à une feuillq obtenu en effectuant un enroulement sous un angle d'hélice correspondant à l'angle complé- mentaire de ce petit angle d'hélice, c'est-à-dire in- férieur à 45 C'est pourquoi il est sans objet de prendre à charge d'effectuer un enroulement à un si petit angle d'hélice. En revanche, quand l'angle d'hélice est plus grand que 87,50, la première bande et la seconde bande deviennent presque parallèles Dans un tel cas, quand on empile plusieurs matériaux à mouler semblables à une feuille, préparés chacun en effectuant un enroule- ment à un tel angle d'hélice, de manière à ce que les premières bandes et les secondes bandes de matériaux à mouler en forme de feuilles, mutuellement adjacentes à la manière d'un stratifié, soient orientées respec- tivement dans la même direction, l'élément taraudé intérieurement obtenu finalement a une résistance mécanique médiocre. Quand l'angle d'hélice est compris entre 450 et 600, les bandes sont aptes à glisser sur le mandrin aux deux portions d'extrémité de celui-ci, en changeant la direction d'enroulement, ou en faisant tourner la direction de déplacement latéral du chariot qui se déplace transversalement Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir plusieurs broches 14 ou boulons en fer aux deux portions d'extrémité du mandrin, com- me représenté à la figure 7. Du point de vue de la facilité de l'opération d'enroulement, il vaut mieux que l'angle d'hélice soit de 75 à 850 En outre, un matériau à mouler semblable à une feuille, obtenu en effectuant un en- roulement à un tel angle d'hélice grand de 750 à 85 a l'avantage que, pendant le moulage par compression, la première bande et la seconde bande peuvent glisser chacune vers l'extérieur, suivant une direction per- pendiculaire à la direction longitudinale de la bande, de manière à agrandir l'angle défini par le côté inté- rieur de la première bande et celui de la seconde bande, et donc à faire en sorte que la matière à mou- ler se dispose dans l'empreinte du moule, même si elle est placée de telle façon qu'il subsiste un petit espace entre chacun des deux côtés de la matière à mou- ler et la paroi de l'empreinte, la première bande et la seconde bande glissent chacune vers l'extérieur, dans la direction mentionnée ci-dessus, au cours du moulage par compression, de sorte que l'empreinte est finalement entièrement emplie du matériau à mouler. Du point de vue de la résistance mécanique d'un élément taraudé intérieurement, il vaut mieux que l'angle d'hélice soit de 450 Cependant, comme mentionné ci-dessus, un enroulement sous un angle d'hélice de 45 est relativement difficile à effec- tuer, en raison de la nécessité de prévoir des bro- ches pour empêcher des bandes de glisser du mandrin. Suivant un autre mode de réalisation de l'in- vention, on fabrique un élément en matière plastique renforcéede fibres et taraudé intérieurement par un procédé qui-consiste: (a) à mettre plusieurs matériaux à mouler en forme de feuille l'un sur l'autre et à les placer dans l'empreinte d'un moule, les matériaux à mouler en forme de feuille étant obtenus en découpant une feuille préimprégnée unidirectionnellement, en plu- sieurs sections ayant chacune une forme déterminée à l'avance, cette feuille préimprégnée unidirectionnel- lement comprenant plusieurs brins imprégnés de résine, disposés sensiblement parallèlement, les brins impré- gnés de résine comprenant chacun plusieurs filaments de fibres et une résine thermodurcissable, semi-durcie, la mise en place de cette pluralité de matériaux à mou- ler semblables à une feuille l'un sur l'autre étant effectuée de manière à ce que les brins imprégnés de résine de matériaux à mouler semblables à une feuille, mutuellement adjacents à la manière d'un stratifié, se croisent entre eux sous un angle défini par la for- mule O l'autre à un moulage par compression, tout en chauf- fant, pour obtenir ainsi une feuille en matière plas- tique composite renforcée par des fibres, (c) à découper, dans cette feuille en matiè- re plastique composite renforcée par -des fibres, une pièce ayant une forme souhaitée et une dimension souhaitée, l'axe de la pièce étant sensiblement perpen- diculaire a la feuille en matière plastique composite renforcée par des fibres, (d) à former un alésage suivant la longueur axiale de la pièce, et (e) à tarauder la surface intérieure de l'alésage. Pour ce qui concerne le procédé mentionné ci- dessus, la "feuille préimprégnée unidirectionnelle" utilisée comme matériau à mouler est bien connue dans la technique et est décrite dans de nombreuses publi- cations La technique générale des feuilles préimpré- gnées est donnée dans "Handbook of Reinforced Plastics", pages 89 à 92, édité par Association For Reinforced Plastic Engineering, Japon Pour ce qui concerne le pro- cédé de préparation d'une feuille préimprégnée unidi- rectionnelle, on connaît divers procédés En général, ces procédés sont classés en deux groupes, c'est-à- dire ( 1) un procédé dans lequel on imprègne des fila- ments de fibres dans une composition de résine liquide, et ( 2) un procédé dans lequel on imprègne des filaments de fibres dans une solution de résine préparée en dis- solvant une composition liquide ou solide de résine dans un solvant Une feuille préimprégnée unidirection- nelle à utiliser suivant l'invention peut être prépa- rée avantageusement par ce dernier procédé ( 2), mais cela n'est pas limitatif Comme exemple de ce dernier procédé, on peut mentionner un procédé décrit dans la demande de brevet japonais mise à l'inspection publi- que sous le No 50-105772 Il est également possible de préparer une feuille préimprégnée unidirectionnel- le en utilisant la technique d'enroulement de fila- ments Dans ce cas, on peut préparer une feuille pré- imprégnée unidirectionnelle, par exemple par le pro- cédé suivant: On imprègne un nombre déterminé à l'avance de brins de filaments de fibres, dans une solution de résine obtenue en dissolvant une résine dans un sol- vant pour celle-ci, puis on enroule le ou les brins imprégnés de résine autour du mandrin, circonféren- tiellement d'une extrémité du mandrin à l'autre, sui- vant une direction déterminée à l'avance, en obtenant une couche de brins imprégnés de résine sur la surface du mandrin On chauffe ensuite la couche pour éliminer le solvant, puis on découpe la couche le long de l'axe longitudinal du mandrin, pour l'enlever du manu drin, en obtenant une feuille préimprégnée unidirec- tionnelle dans laquelle plusieurs brins de filaments de fibres sont disposés d'une manière sensiblement parallèle L'angle d'enroulement, c'est-à-dire l'angle sous lequel le ou les brins de filaments de fibres est ou sont enroulés autour du mandrin est, de préférence, compris entre 70 et 90 par rapport à l'axe longitudinal du mandrin. Comme on le comprend facilement par l'expli- cation ci-dessus, un élément en matière plastique ren- forcéede fibres et taraudé intérieurement suivant l'invention comprend au moins une paire entrecroisée de groupes unifiés de brins de filaments de fibres, chaque groupe comprenant plusieurs brins de filaments de fibres disposés d'une manière sensiblement parallè- le Un élément en matière plastique taraudé intérieu- rement, suivant l'invention, qui a cette structure intérieure remarquable, jouit d'une excellente résis- tance mécanique due au fait qu'un effet de renforce- ment suffisant est atteint grâce aux filaments de fibres, tant dans la portion formant corps, que dans le filetage. L'invention procure également un procédé sim- plifié de fabrication d'un élément en matière plastique renforcé_de fibres, à taraudage intérieur, en utili- sant la technique d'enroulement de filaments En opposition aux procédés classiques, dans lesquels on utilise un tissu de fils coûteux et un certain nombre de feuilles -préimprégnées comme matériau à mouler préparé à partir de ce tissu sont empilées pour le moulage par compression, dans le procédé sui- vant l'invention, on peut obtenir un-matériau à mouler semblable à une feuille, ayant une épaisseur suffisan- te, simplement et facilement en enroulant des brins de filaments de fibres autour du mandrin et, ainsi, on peut se dispenser de l'empilage fastidieux d'un grand nombre de matériaux à mouler mis en oeuvre dans le procédé classique à feuilles préimprégnées de tissus de fils, cependant qu'en outre l'utilisation de filaments de fibres qui sont peu coûteux, en com- paraison d'un tissu de fils, entraîne une grande diminution du coût de production. Les exemples suivants illustrent l'inven- tion. Le rapport pondéral des filaments de fibres à la résine thermodurcie, dans un élément taraudé in- térieurement, peut être mesuré par le procédé suivant. On soumet un élément taraudé intérieurement à un trai- tement thermique pour éliminer, par combustion, la résine thermodurcie On effectue le traitement thermi- que à une température telle que la résine thermodur- * cie est brûlée, mais que les filaments de fibres res- tent tels qu'ils sont Après avoir brûlé la résine thermodurcie, on pèse les filaments de fibres Le pourcentage en poids des filaments de fibres de l'élément taraudé intérieurement peut être obtenu par l'équation: - W Gw = W x 100 (%) w W Gw: pourcentage pondérai de filaments de fibres WI: poids d'un élément taraudé intérieure- ment W: poids de filaments de fibres. g Le pourcentage pondérai de la résine thermo- durcie de l'élément taraudé intérieurement peut être obtenu par l'équation: W W R l O % R WI 9 x 100 (%) w WI Rw:pourcentage pondéral de résine thermo- durcie WI, Wg: tel que défini ci-dessus. Comme mentionné ci-dessus, suivant l'fnven- tion, les filaments de fibres et la résine thermodur- cie sont présents dans l'élément taraudé intérieure- ment en un rapport volumique de 30/70 à 70/30 On peut effectuer la conversion du pourcentage pondérai en pourcentage volumique en utilisant l'équation suivante: Pr Gw G = r v 10 l O OpG (p pr) Gv: pourcentage volumique de filaments de fibres Gw: pourcentage pondérai de filaments de fibres pg:densité d'un filament de fibre Pr: densité de la résine thermodurcie. Exemples 1 et 2 et exemple comparatif 1 24 brins de filaments de fibres de verre ayant une finesse de 2009 Tex (No 1062-15, fabriqués et vendus par la Société PPG Industries, Inc Etats- Unis d'Amérique) sont tirés dans un bain de résine contenant 100 parties en poids d'AER 354 (marque d'une résine époxy fabriquée et vendue par la Société Asahi Kasei Kogyo K K, Japon), 75 parties en poids de HN 2200 (marque d'anhydride méthyltétrahydrophta- lique, fabriqué et vendu par la Société Hitachi Chemical Co, Ltd, Japon) servant d'agent durcissant et 2 parties en poids d'ATC-3 (marque de N-( 4 '-méthoxy- benzylidène)-4-alcoylaniline dont le radical alcoyle a de 4 à 7 atomes de carbone, fabriqué et vendu par la Société ICI Japon Ltd, Japon) servant d'accéléra- teur de durcissement, en sorte que les brins sont im- prégnés de la résine On retire chacun des brins du bain et on le fait passer dans une filière en carbure ayant un diamètre de 1,26 mm, de sorte que la quanti- té de résine portée par le brin est réglée à 23 + 1 % en poids, par rapport au poids total de la résine et du brin On réunit ensuite les brins en une bande ayant une largeur de 6,4 cm en les faisant passer dans un guide semblable à un peigne et dans un guide semi-circulaire disposé sur un chariot ayànt un mouve- ment transversal, et on enroule-uniformément la bande autour d'un mandrin cylindrique tournant, ayant un diamètre de 92 cm et une longueur de 180 cm, sous un angle d'hélice de 85 , en formant ainsi une couche de brins imprégnés de résine à la surface du mandrin. On découpe ensuite la couche des brins le long de l'axe longitudinal du mandrin et on développe cette couche pour-la mettre sous la forme d'une feuille. Le poids de la couche est de 12 kg par m 2. On laisse reposer la couche semblable à une feuille ainsi obtenue à 40 C pendant huit heures, de manière à ce que l'état de la résine incluse dans la couche devienne le stade B On découpe ensuite la couche semblable à une feuille en plusieurs sections ( 30 cm x 30 cm) On prend trois sections et on les empile dans un moule chauffé à 1250 C et ayant une 254162 * empreinte de 30 cm de longueur, de 30 cm de largeur et de 5 cm d'épaisseur, de façon à ce que les pre- mières bandes et les secondes bandes de chaque sec- tion adjacente à la manière d'un stratifié soient orientées respectivement dans la même direction. Puis on fait suivre d'un moulage par compression, sous une pression de 50 kg/cm 2 pendant une heure, pour obtenir une feuille composite (dénommée ci- après "feuille A"). D'autre part, on prend un autre jeu de trois sections parmi la pluralité de sections mentionnées ci-dessus On empile ces sections dans le même moule que celui utilisé ci-dessus de manière à ce que les premières bandes et les secondes bandes de la section disposée au milieu soient respectivement entrecroisées avec les premières bandes et les secondes bandes des deux autres sections en faisant un angle de 90 , puis on fait suivre d'un moulage par compression dans les mêmes conditions que mentionné ci-dessus On obtient ainsi une autre feuille composite (dénommée ci-après "feuille B")). Les épaisseurs des feuilles obtenues ci-des- sus sont de 15 mm et de 15,5 mm, respectivement On découpe cinq pièces de forme carrée ( 22 mm x 22 mm) dans chacune des feuilles composites obtenues ci-des- sus et on soumet chacune de ces pièces à une opération d'alésage au moyen d'un alésoir, en formant ainsi un alésage central s'étendant dans une direction axiale de la pièce La surface intérieure de l'alésage ména- gé dans chaque pièce est soumise à une opération de taraudage au moyen d'un taraud de manière à ménager un taraudage destiné à recevoir un filetage d'un boulon M 10 (pas: 1,5 mm) On obtient ainsi cinq écrous, à partir de chaque feuille A et de chaque feuille B. A des fins de comparaison, on fabrique sensi- blement de la même manière que décrit ci-dessus quatre écrous ayant chacun un taraudage destiné à rece- voir un filetage d'un boulon M 10 (pas: 1,5 mm), si ce n'est que l'on utilise, au lieu de la feuille A et de la feuille B, du NIKOLYTE NL-EG(G 1 O) (marque d'un stratifié de tissu de fils de verre, fabriquée et venduepar la Société NIKKO KASEI Co, Ltd, Japon) ayant une épaisseur de 15 mm (dénommé ci-après "feuil- le C") On prépare la feuille C en comprimant un stratifié de 64 feuilles préimprégnées de tissu de fils de verre. On mesure la résistance à la traction de cha- cun des écrous obtenus ci-dessus en utilisant un dis- positif d'essai représenté à la figure 8 Le procédé de mesure de la résistance à la traction sera expli- qué brièvement ci-dessous, en se référant à la figure 8. Une cellule de charge (non représentée) est prévue au-dessus d'un gabarit supérieur 17 Les deux gabarits 17 et 17 ' sont tirés en direction opposée de manière à appliquer une force de traction, à un boulon 15 et à des écrous 16 et 16 ' (les mêmes écrous) par l'intermédiaire de pièces intercalaires 18 et 18 ' On augmente la force de traction jusqu'à ce que le taraudage de l'un ou de tous les écrous soit écrasé ou que le corps du boulon soit cassé On mesure, au moyen de la cellule de charge, la charge sous la- quelle a lieu l'écrasement du taraudace de l'un des écrous ou de tous les écrous, ou la rupture du corps du boulon. Le boulon utilisé pour déterminer la résis- tance à la traction des écrous est un boulon M 10 (pas: 1,5 mm) qui a été fabriqué par un procédé qui consiste à imprégner un tissu de fils d'une solution ? 541620 de résine thermodurcissable dans un solvant pour celle-ci, à chauffer le tissu imprégné de résine obtenu ci-dessus pour éliminer le solvant, en obte- nant ainsi une feuille préimprégnée sensiblement non collante et semidurcie, à enrouler la feuille pré- imprégnée ainsi obtenue, à chauffer et à comprimer la feuille préimprégnée enroulée dans un moule pour fabriquer une barre rigide ayant une section droite circulaire et à fileter la surface de la barre rigide Le diamètre et la longueur du boulon sont respectivement de 10 mm et de 120 mm. Les résultats obtenus sont consignés au tableau 1. TABLEAU 1 e j Résistance Allongement Rsistance Echantillon à la à l'instant o traction de la Partie cassée No traction rute (tonne) rupture (tonne (m) (mm) 1 1,65 2,95 Corps du boulon 2 1,75 2,98 idem Ecrous fabriqués 1,50 31 Taraudage de Présente à partir de l'écrou invention la feuille A (épais 4 1,40 2,38 Corps du boulon seur:15 mm) 1,40 2,53 Taraudage de l'écrou Moyenne 1,54 2,79 1 1,60 2,58 Taraudage l,60 2,/583 de l'écrou 2 1,45 2,33 Corps du boulon Ecrous fabriqués 3 1,25 1,90 Taraudage Présente à partir de de l'écrou invention la feuille B (épais 4 1,60 2,83 idem seur 1 ,5 mm) 5 1,50 2,78 idem Moyenne 1,48 2,48 w w ru Ln &N 0 % ru C> TABLEAU 1 (suite 1) Ecani l Résistance Allongement Echantillon à la à linstant No traction de la Parties cassées No traction utr (tonnes) rupture (ram) 1 1,10 I Taraudage 1 1,10 1 d,85 e l'écrou 2 1410 2,65 idem Ecrous fabriqués Exemple à partir de 3 1,25 2,63 idem comparatif la feuille C (épais- seur: 4 1,15 2,50 idem mm) Moyenne 1,15 2,41 w Ln 0 % rca Il résulte de ce qui précède que les éléments taraudés intérieurement (écrous)suivant l'invention ont une résistance à la traction élevée, en comparai- son d'écrous préparés par le procédé classique, dans lequel on utilise des feuilles préimprégnées de tissu de fils de verre. EXEMPLES 3, 4 et 5 On fait passer 24 brins de filaments de fi- bres de verre, ayant une finesse de 2009 Tex (No. 1062-15, fabriqués et vendus par la Société PPG Industries, Inc, EtatsUnis d'Amérique), dans un bain de résine contenant 100 parties en poids d'un mélange de résine époxy lmélange 4:1 de AER 331 (marque d'une résine époxy fabriquée et vendue par la Société Asahi Kasei Kogyo K K, Japon): DER 438 (marque d'une résine époxy fabriquée et vendue par la Société Dow Chemical, Etats-Unis d'Amérique) (rapport en poids)l, parties en poids de HN 2200 comme agent durcissant et 2 parties en poids d'ATC-3 comme accélérateur de durcissement, en sorte que les brins sont imprégnés de la résine On retire les brins du bain et on fait passer chaque brin dans une filière en carbure ayant un diamètre de 1,26 mm, de sorte que la quantité de résine portée par le brin est réglée à 23 % en poids par rapport au poids total de la résine et du brin. Ensuite, on réunit les brins en une bande ayant une épaisseur de 6,4 cm, en les faisant passer sur un guide semblable à un peigne et sur un guide semi- circulaire, porté par un chariot ayant un mouvement transversal et la bande est enroulée uniformément autour d'un mandrin cylindrique tournant, d'un diamè- tre de 92 cm et d'une longueur de 180 cm, sous un angle d'hélice de 750, formant ainsi une couche des brins imprégnés de résine à la surface du mandrin. On découpe ensuite la couche des brins le long de l'axe longitudinal du mandrin et on la développe en une forme semblable à une feuille Le poids de la couche est de 12 kg par m 2. On fait passer la resine contenue dans la couche semblable à une feuille au stade B, de la même manière qu'aux exemples 1 et 2, puis on découpe la couche en plusieurs sections ( 48 cm x 48 cm) On prend trois sections et on les empile dans un moule chauffé à 1200 C et ayant une empreinte de 50 cm de longueur, de 50 cm de largeur et de 5 cm de hauteur, de manière à ce que les premières bandes et les secondes bandes de chaque section,adjacente à la manière d'un strati- fié, soient orientées respectivement dans la même di- rection, puis on fait suivre d'un moulage par compres- sion sous une pression de 80 kg/cm 2 pendant une heure. On obtient ainsi une feuille composite ayant une épaisseur de 16 mm (dénommée ci-après "feuille D"). On prépare une autre feuille composite (dé- nommée ci-après "feuille E"), sensiblement de la même manière que pour la préparation de la feuille D, si ce n'est que l'enroulement des brins est effectué sous un angle d'hélice de 850. On prépare encore une autre feuille composi- te (dénommée ci-après "feuille F"), sensiblement de la même façon que celle qui a été utilisée pour la préparation de la feuille E, si ce n'est que l'on empile les trois sections prises dans la couche en forme de feuille, de manière à ce que les premières bandes et les secondes bandes de la section disposée au milieu soient croisées respectivement avec les premières bandes et les secondes bandes des deux au- tres sections, sous un angle de 90 . L'épaisseur de chacune des feuilles obtenues ci-dessus est de 16 mm Dans chacune de ces feuilles, on découpe quatre pièces de forme carrée ( 22 m x 22 mm). On soumet chacune de ces pièces à une opération d'alésage au moyen d'un alésoir, en formant ainsi un alésage central s'étendant dans une direction axiale de ces pièces On soumet la surface intérieure de l'alésage formé dans chaque pièce à une opération de taraudage, au moyen d'un taraud, de manière à ménager un taraudage destiné à recevoir un filetage d'un boulon M 12 (pas * 1,75 mm) On obtient ainsi quatre écrous à partir de chaque feuille D, E et F. On mesure la résistance au couple de chacun des écrous ainsi obtenu en utilisant un appa- reil d'essai représenté à la figure 9. Deux écrous (les mêmes écrous) 19 et 19 ' à examiner sont vissés sur deux portions-d'extrémité d'un boulon M 12 en fer (pas: 1,75 mm), avec une paire de rondelles 21 et 21 ' prévues en-dessous La référence 25 désigne une pièce intercalaire On visse l'écrou 19 à l'aide d'une clé 22 exerçant un couple, tandis que l'écrou 19 ' est fixé dans un étau 24 On augmente le couple jusqu'à ce que-le taraudage de l'un ou des deux écrous 19, 19 ' se rompe et on mesure le couple auquel le taraudage se rompt, par un dispo- sitif de mesure 23 La résistance au couple est défi- nie comme le couple pour lequel se produit la rupture du taraudage de l'un ou des deux écrous. Les résultats obtenus sont consignés au tableau 2. TABLEAU 2 Echantillon Résistance au Résistance au No couple trouve couple moyenne (kg/cm) (kg/cm) 1 850 Ecrous fabriqués 2 1100 à partir de la 3 900 913 feuille D 3 900 913 feuille D (Epaisseur: 4 800 16 mm) Ecrous fabriqués 1 800 àpartir de la 2 900 feuille E (épaisseur: 3 1000 975 16 mm) 4 1200 4 1200 Ecrous fabriqués 1 1700 à partir de la 2 1700 pfeuille F 3 1450 1613 (épaisseur 16 mm 4 1600 w oe al. ot Il résulte de ce qui précède que les écrous préparés à partir de la feuille F, qui sont obtenus en empilant trois sections de manière à ce que les premières bandes et les secondes bandes de la section disposée au milieu soient, respectivement, croisées avec les premières bandes et les secondes bandes des deux autres sections sous un angle de 90 , présen- tent des résistances au couple plus élevées que celles d'écrous préparés à partir des feuilles D et F. EXEMPLES 6 et 7 On prépare les feuilles G et H sensiblement de la même façon que celles utilisées pour préparer la feuille A à l'exemple 1, si ce n'est qu'on utilise des brins en filaments de fibres de carbone (No 6 K, fabriqués et vendus par la Société Asahi Nihon Carbon, Co., Japon), au lieu de brins de filaments de fibres de verre Les épaisseurs des feuilles G et H sont res- pectivement de 10 mm et de 20 mm On découpe cinq' pièces de forme carrée ( 22 mm x 22 mm) dans chacune des feuilles composites obtenues ci-dessus, et on sou- met chacune de ces pièces à une opération d'alésage au moyen d'un alésoir, en formant ainsi un alésage central s'étendant suivant une direction axiale des pièces On soumet la surface intérieure de l'alésage formé dans chaque pièce à une opération de taraudage au moyen d'un taraud, de manière à y ménager un tarau- dage destiné à recevoir un filetage d'un boulon M 12 (pas: 1,75 mm) On obtient ainsi cinq écrous à partir de chaque feuille G et H. On soumet les écrous ainsi obtenus à la mesure de la résistance-au couple par le même procédé que celui mentionné aux exemples 3, 4 et 5 Les résul- tats obtenus sont consignés au tableau 3. TABLEAU 3 Echantillon Résistance au Résistance au No couple trouvé couple moyenne (kg/cm) (kg/cm) I 650 Ecrous fabriqués 2 550 à partir de la 3 600 596 feuille G 3 600 596 feuille G (épaisseur: 4 580 mm) 5 600 l Omin) 5 600 1 800 Ecrous fabriqués 2 800 à partir de la 3 1100 980 feuille H (épaisseur: 4 1000 mm) 5 1200 O n ru % o EXEMPLE 8 ET EXEMPLE COMPARATIF 2 On trempe un brin de filament de carbone (fabriqué et vendu par la Société Asahi Nihon Carbon Coo, Japon) dans une solution comprenant 100 parties en poids d'Epikote B x 210 (marque d'une résine époxy fabriquée et vendue par la Société Shell Chemical Co, Japon), 3 parties en poids d'un composé complexe au trifluorure de bore et à la monoéthylamine servant d'agent durcisseur et 70 parties en poids de méthyléthylcétone servant de solvant On enroule en- suite circonférentiellement le brin sur un mandrin cylindrique tournant, ayant un diamètre de 50 cm et ayant sa surface recouverte d'une feuille de démoulage. On effectue l'enroulement d'une extrémité du mandrin àl'autre, avec un pas tel que l'espace compris entre chaque spire adjacente est de 1 mm, en obtenant ainsi une couche du brin enroulé circonférentiellement, à la surface du mandrin Après avoir achevé l'enroulement, on laisse le brin enroulé circonférentiellement à 40 C, jusqu'à ce que la quantité de méthyléthylcétone ait diminué jusqu'à 1 % ou jusqu'à une valeur inférieu- re On découpe ensuite la couche le long de l'axe longitudinal du mandrin et on la développe en une for- me semblable à une feuille La couche semblable à une feuille, ainsi obtenue, comprend plusieurs brins dis- posés d'une manière sensiblement parallèle On recou- vre ensuite la couche semblable à une feuille d'une feuille de démoulage et on la soumet à une compres- sion au moyen d'un rouleau de compression, sous une pression linéaire de 5,5 kg/cm, en obtenant ainsi une feuille préimprégnée unidirectionnelle. On découpe ensuite la feuille obtenue ci- dessus en plusieurs sections de forme rectangulaire ( 16 cm x 7 cm), et on empile 60 sections dans une ca- vité de forme rectangulaire ( 16 cm x 16 cm) ménagée au centre d'une pièce intercalaire en fer semblable à une plaque ( 30 cm x 30 cm x 12 mm) qui est prévue sur un moule plat On chauffe le moule à 1750 C Les sections sont disposées de manière à ce que les brins de chaque section adjacente à la manière d'un stratifié soient entrecroisés entre eux sous un angle de 90 Puis on moule par compression les 60 sections sous une pression de 312,5 kg/cm 2, pendant une heure, en obtenant une feuille composite (dénommée ci-après "feuille I"). On prépare une feuille J sensiblement de la même façon que mentionné cidessus, si ce n'est que l'on empile les 60 sections de manièreà ce que les brins de toutes les sections adjacentes à la manière d'un stratifié soient orientées dans la même direction. On découpe cinq pièces de forme carrée ( 22 mm x 22 mm) dans la feuille I et on soumet chacune de ces pièces à une opération d'alésage, au moyen d'un alésoir, en formant un alésage central s'étendant sui- vant une direction axiale des pièces On soumet la surface intérieure de l'alésage formé dans chaque pièce à une opération de taraudage au moyen d'un taraud, de manière à y ménager un taraudage apte à recevoir un filetage d'un boulon M 12 (pas 1,75 mm). On obtient ainsi cinq écrous à partir de la feuille I. On soumet les écrous ainsi obtenus à une mesure de la résistance au couple par le même procédé que celui mentionné aux exemples 3, 4 et 5 Lés résul- tats obtenus sont consignés au tableau 4. TABLEAU 4 Résistance au Résistance au Echantillon Ea Notlo couple trouvé couple moyenne No 4 1050 w ru Ln 0 % o D'autre part, on découpe cinq pièces de forme carrée ( 22 mm x 22 mm) dans la feuille J, et on soumet chacune de ces pièces à une opération d'alésage au moyen d'un alésoir Au cours de l'alésage, toutes les pièces se cassent - REVENDICATIONS 1 Elément en matière plastique renforcée par des fibres et taraudé intérieurement, comprenant un corps creux ayant une portion formant corps et un alésage central constitué par un espace libre qui y est formé et qui s'étend longitudinalement par rapport à l'axe de l'élément, et un filetage d'une pièce avec le corps et ménagé sur la surface intérieure de l'alésage central, caractérisé en ce que: la portion formant corps comprend au moins une couche choisie parmi (I) une couche comprenant plusieurs brins imprégnés de résine, disposés de manière sensihlemen 1- pa-allèle, (II) une double couche comprenant une pre- mière couche unitaire, composée de plusieurs brins imprégnés de résine disposés d'une manière sensiblement parallèle, et une seconde couche unitaire composée de plusieurs brins imprégnés de résine disposés d'une manière sensiblement parallèle, la première couche unitaire et la seconde couche unitaire étant empilées l'une sur l'autre de façon à ce que les brins impré- gnés de résine de-la première couche unitaire croisent ceux de la seconde couche unitaire, sous un angle a défini par la formule O comprenant plusieurs premiers groupes de brins, com- prenant chacun plusieurs brins imprégnés de résine disposés sensiblement d'une manière parallèle, et plusieurs seconds groupes de brins comprenant chacun plusieurs brins imprégnés de résine disposés d'une ma- nière sensiblement parallèle, les premiers groupes de brins coopérant avec les seconds groupes de brins pour former une structure à motifs en chevrons, dans laquelle les premiers groupes de brins croisent les seconds groupes de brins sous un angle (e) défini par la formule 5 cue là o la portion formant corps comprend plu- sieurs couches, ces couches sont stratifiées et uni- fiées de façon à ce que les brins imprégnés de résine de couchesimutuellement adjacentes à la manière d'un stratifié, se croisent les unes les autres sous un angle (Y) défini par la formule O (I), les brins imprégnés de résine des couches (I),mu- tuellement adjacentes à la manière d'un stratifié, se croisent les unes les autres sous un angle ( 6) défini par la formule O chaque brin imprégné de résine comprenant plu- sieurs filaments de fibres et une résine thermodurcie. 2 Elément suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les angles (a), (e), (y) et ( 6) sont chacun de 90 environ. 3 Elément suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les filaments de fibres et la résine 4,7 thermodurcie sont présents dans l'élément taraudé inté- rieurement en un rapport volumique de 30/70 à 70/30. 4 Elément suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la résine est une résine époxy, une résine de polyester insaturé, une résine d'époxy acry- late ou une résine phénolique. Elément suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les filaments de fibres ont chacun une résistance à la traction de 100 à 550 kg/mm etun module de rupture de 6000 à 120 000 kg/mm 6 Elément suivant la revendication 1, carac- térise en ce que les filaments de fibres sont choisis parmi les filaments de fibres de verre, les filaments de fibres aramides, les filaments de fibres de carbone, les filaments de fibres de bore et les filaments de carbone de silicium. 7 Procédé de fabrication d'un élément en ma- tière plastique renforcéepar des fibres de verre et taraudé intérieurement, caractérisé en ce qu'il con- siste (a) à disposer, dans une empreinte de moule, un matériau à mouler semblable à une feuille, ou plu- sieurs de ces matériaux à mouler semblables à une feuille placés l'un sur l'autre, le matériau à mouler semblable à une feuille étant un matériau obtenu par un procédé qui consiste à: (i) soumettre un ou plusieurs brins impré- gnés de résine, combinés en une bande, à un ou à plu- sieurs cycles d'enroulement hélicoïdal, pour obtenir sur la surface d'un mandrin une couche de brins impré- gnée de résine enroulés hélicoldalement ayant une épaisseur déterminée à l'avance, le brin imprégné de résine ou chaque brin imprégné de résine comprenant plusieurs filaments de fibres et une résine thermodur- cissable, le cycle ou chaque cycle d'enroulement hélicoldal étant défini comme un enroulement unitai- re ou comme une pluralité d'enroulements unitaires pour former un motif complet qui est constitué de plu- sieurs premières bandes disposées parallèlement, les bandes mutuellement adjacentes latéralement étant sensiblement en contact l'une avec l'autre, et de plusieurs secondes bandes disposées parallèlement, les bandes mutuellement adjacentes latéralement étant sensiblement en contact l'une avec l'autre,et qui in- dlut un motif en chevrons, les premières et secondes bandes étant croisées, l'enroulement unitaire ou cha- que enroulement unitaire étant effectué sous un angle d'hélice de 450 à 87,50, (ii) à découper la couche le long de l'axe longitudinal du mandrin, puis à développer cel- le-ci sous la forme d'une feuille, et (iii) à découper la couche en forme de feuille en une ou en plusieurs sections ayant chacune une forme déterminée à l'avance, en obtenant ainsi un ou plusieurs matériaux à mouler semblables à une feuille; (b) à soumettre le matériau à mouler sembla- ble à une feuille ou la-pluralité de matériaux à mou- ler semblables à une feuille, à un moulage par com- pression tout en chauffant, en obtenant ainsi une feuille en matière plastique composite renforcée par des fibres, (c) à découper, dans la feuille en matière plastique composite renforcée par des fibres, une pièce ayant une forme souhaitée et une dimension souhaitée, l'axe de la pièce étant sensiblement per- pendiculaire à la feuille de matière plastique compo- site renforcée par des fibres, (d) à former un alésage suivant la longueur axiale de la pièce, et (e) à tarauder la surface intérieure de l'alésage. 8 Procédé suivant la revendication 7, carac- térisé en ce qu'il consiste, après le stade (ii) et avant le stade (iii), à chauffer la couche semblable à une feuille pour faire passer la résine au stade B. 9 Procédé suivant la revendication 7, carac- tërisé en ce qu'il consiste à disposer la pluralité de matériaux à mouler semblables à une feuille dans l'empreinte, à stratifier cette pluralité de matériaux à mouler semblables à une feuille, de manière à ce que les brins imprégnés de résine de matériaux mutuellement adjacents sous forme d'un stratifié se croisent entre eux, sous un angle de 90 o Procédé suivant la revendication 7, carac- térisé en ce que chaque brin imprégné de résine con- tient les filaments de fibres et la résine thermodur- cissable en un rapport volumique de 30/70 a 70/30. 1 l Procédé suivant la revendication 7, carac- térisé en ce que la résine thermodurcissable est une résine époxy, une résine de polyester insaturé, une résine d'époxy acrylate ou une résine phénolique. 12 Procédé suivant la revendication 7, ca- ractérisé en ce que les filaments de fibres ont cha- cun une résistance à la traction de 100 et 550 kg/mm 2 et un module de rupture de 6000 à 120 000 kg/Imm. -I 3 -Procédé suivant la revendication 7, ca- ractérisé en ce que les filaments de fibres sont des filaments en fibres de verre, des filaments en fibres d'aramide, des filaments en fibres de carbone, des filaments en fibres de bore ou des filaments en fibres de carbure de silicium. 14 Procédé de fabrication d'un élément en matière plastique renforcée par des fibres et taraudé 41620 intérieurement, caractérisé en ce qu'il consiste (a) à mettre plusieurs matériaux à mouler en forme de feuilles l'un sur l'autre et à les placer dans l'empreinte d'un moule, les matériaux à mouler en forme de feuilles étant obtenus en découpant une feuille préimprégnée unidirectionnellement en plu- sieurs sections ayant chacune une forme déterminée à l'avance, cette feuille préimprégnée unidirectionnel- lement comprenant plusieurs brins imprégnés de résine, disposes sensiblement parallèlement, les brins impré- gnés de résine comprenant chacun plusieurs filaments de fibres et une résine thermodurcissable, semidurcie, la mise en place de cette pluralité de matériaux à mouler semblables à une feuille l'un sur l'autre étant effectuée de manière à ce que les brins impré- gnés de résine de matériaux à mouler semblables à une feuille, mutuellement adjacents à la manière d'un stratifié, se croisent entre eux sous un angle défini par la formule O l'autre à un moulage par compression, tout en chauf- fant, pour obtenir ainsi une feuille en matière plas- tique composite renforcée par des fibres, (c) à découper, dans cette feuille en matière plastique composite renforcée par des fibres, une pièce ayant une forme souhaitée et une dimension souhaitée, l'axe de la pièce étant sensiblement per- pendiculaire à la feuille en matière plastique compo- site renforcée par des fibres, (d) à former un alésage suivant la lon- gueur axiale de la pièce, et (e) à tarauder la surface intérieure de l'alésage. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que chaque brin imprégné de résine contient les filaments de fibres et la résine thermo- durcissable en un rapport volumique de 30/70 à /30. 16 Procédé suivant la revendication 14, ca- ractérisé en ce que la résine thermodurcissable est une résine époxy, une résine de polyester insaturé, une résine d'apoxy acrylate, ou une résine phénolique. 17 Procédé suivant la revendication 14, ca- ractérisé en ce que les filaments de fibres ont chacun un module de rupture de 100 à 550 kg/mm 2 et une résis- tance à la traction de 6000 à 120 000 kg/mm 18 Procédé suivant la revendication 14, ca- ractérisé en ce que les filaments de fibres sont des filaments de fibres de verre, des filaments de fibres aramides, des filaments de fibres de carbone, des fila- ments de fibres de bore ou des filaments de fibres de carbure de silicium.