FR2709441A1

FR2709441A1 - Elément tubulaire en matériau composite.

Info

Publication number: FR2709441A1
Application number: FR9410551A
Authority: FR
Inventors: Okada Muneki
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1995-03-10
Anticipated expiration: 2014-09-02
Also published as: ITMI941803A1; DE4430980B4; DE4430980A1; GB2281491B; ITMI941803A0; GB9417703D0; GB2281491A; FR2709441B1; IT1279371B1; US5721030A

Abstract

La présente invention a pour objet un élément tubulaire en matériau composite formé de plusieurs couches contenant des fibres de carbone imprégnées de résine, les couches étant appliquées les unes par-dessus les autres. L'élément tubulaire selon l'invention comprend une couche intérieure A formée de fibre de carbone et de résine et ayant une configuration tubulaire, une couche intermédiaire B contenant plusieurs couches formées de fibre de carbone et de résine, l'une au moins desdites couches contenant de la fibre de carbone de brai; et une couche extérieure C formée de fibre de carbone et de résine et ayant une configuration tubulaire. L'une au moins des couches formant ensembles la couche intermédiaire contient de la fibre de carbone de brai. Application: utilisation comme canne à pêche, tige de club de golf, entres autres.

Description

Arrière-plan de l'invention Domaine de l'invention

La présente invention concerne un élément tubulaire en matériau com-

posite comprenant un enroulement de plusieurs couches de préimprégné pour l'uti-

lisation, par exemple, comme canne à pêche ou comme tige de club de golf. Dans un élément tubulaire classique du type décrit ci-dessus, une couche intermédiaire de l'élément est formée en enroulant un préimprégné de fibre

de carbone du type PAN.

Avec la construction ci-dessus, l'élément tubulaire donne un module

d'élasticité progressivement plus élevé avec l'augmentation de la flèche de l'élé-

ment, tendant ainsi à perdre progressivement sa flexibilité. Par exemple, le tableau 1 et la figure 1 indiquent les rapports act entre les valeurs mesurées et les

valeurs calculées théoriquement (c'est-à-dire les valeurs théoriques) de la flèche.

Pour obtenir les valeurs théoriques de la flèche, un module d'élasticité obtenu par une expérience de flexion utilisant une plaque plane est nouvellement calculé par sa conversion en une teneur volumétrique de la quantité de fibre de carbone et ensuite la valeur théorique est dérivée de ce module élastique de flexion (indiqué dans les tableaux 1, 2 et 4). Cependant, dans de nombreux cas, la valeur mesurée et la valeur théorique de la flèche ne sont pas en accord l'une avec l'autre, par exemple à cause de variations possibles de la quantité de fibre de carbone ou de la quantité de résine en raison de la composition des matières utilisées. Comme on

peut le comprendre clairement d'après la figure 1, dans le cas d'un élément tubu-

laire constitué d'un préimprégné de fibre de carbone de PAN, le rapport aL entre la valeur mesurée et la valeur théorique de la flèche devient plus faible lorsque la

charge utilisée dans l'expérience augmente, c'est-à-dire lorsque la flèche aug-

mente. Ceci signifie que lorsque la flèche augmente, le module élastique mesuré devient plus élevé que celui utilisé dans le calcul théorique, conduisant ainsi à une

diminution de flexibilité.

Pour cette raison, avec la canne à pêche classique ayant une couche intermédiaire formée de fibre de carbone de PAN, lorsque la canne est soumise à une flexion par la traction du poisson, la canne perd sa flexibilité, de sorte qu'elle

ne donne plus une élasticité suffisante pour compenser la force de traction relati-

vement élevée exercée par le poisson, de sorte que la ligne a tendance à casser ou le poisson à se décrocher de l'hameçon. En outre, à cause de la différence entre la flèche lorsqu'un poisson est accroché à l'hameçon et lorsqu'il n'y a pas de poisson

accroché, la canne donne des sensations différentes, qui rendent la pêche difficile.

De manière semblable, si l'on utilise l'élément tubulaire décrit ci-

dessus comme tige d'un club de golf, lorsque la face du club est frappée fortement dans le sol, la tige du club subit une flexion importante et perd en même temps

beaucoup de sa flexibilité, de sorte que la tige du club peut être facilement endom-

magée.

Une méthode convevable pour résoudre les inconvénients décrits ci-

dessus est l'utilisation de la fibre de carbone de brai dans la direction longitudinale

de la couche intermédiaire.

Tableau 1 Charge (g) Flèche W (mm) act (%) Module élastique de flexion mesurée calculée (t/mm2)

80,3 84,0 95,5

PAN 60 t 400 166,8 177,6 93,9 29,90

600 259,3 276,4 93,8

87,0 86,9 100,1

PAN 55 t 400 181,3 183,8 98,6 28,50

600 281,5 288,6 97,5

91,0 94,0 96,8

PAN 50 t 400 191,3 198,8 96,2 25,00

600 298,0 312,1 95,5

97,5 96,8 100,7

PAN 46 t 400 203,8 204,9 99,4 23,40

600 317,3 321,7 98,6

106,3 107,9 98,5

PAN 40 t 400 221,0 228,5 96,7 19,50

600 344,0 358,9 95,8

110,3 114,7 96,1

PAN 35 t 400 230,3 245,1 93,9 17,60

600 359,5 384,9 93,4

124,8 125,0 99,8

PAN 30 t 400 263,5 269,6 97,7 15,30

600 410,0 419,9 97,6

a = (flèche mesurée/flèche calculée) x 100 Le tableau 2 et la figure 2 montrent des caractéristiques concernant les flèches W de cannes ayant une couche intermédiaire formée d'un préimprégné

contenant de la fibre de carbone de brai imprégnée de résine.

Dans la figure 2, comparé au rapport entre la flèche mesurée et la flèche théorique pour une charge de 200 g, le rapport act reste pratiquement inchangé pour une charge de 400 g. En outre, en comparaison avec le cas de la charge de 400 g, les caractéristiques sont améliorées à tous points de vue pour la

charge de 600 g. Ceci signifie que l'élément tubulaire conserve encore une élasti-

cité suffisante lorsque la flèche W, c'est-à-dire le degré de flexion, augmente de manière importante. Par conséquent, si cet élément tubulaire est utilisé comme

canne à pêche, cette canne peut vaincre une traction importante exercée brusque-

ment par un poisson.

Cependant, si l'élément tubulaire est formé seulement de la fibre de carbone de brai, l'élément ne peut pas donner une résistance mécanique suffisante

tout en étant capable de donner une élasticité élevée. Ensuite, si cet élément tubu-

laire est soumis à une force de flexion, la portion fléchie de l'élément tubulaire est aplatie de sorte que la section droite de l'élément tubulaire est déformée en une forme pratiquement ovale. Avec ceci, une couche interne de la portion de grand axe de cette section pratiquement ovale est soumise à une force de compression,

tandis que la couche externe de celle-ci est soumise à une force de traction.

Ensuite, si cette force de flexion est augmentée, l'élément tubulaire formé seule-

ment de fibre de carbone de brai a tendance à se fissurer.

Donc, pour permettre l'utilisation de l'élément tubulaire, par exemple comme canne à pêche, il est nécessaire que l'élément ait un module d'élasticité

élevé tout en conservant la résistance mécanique nécessaire.

En conséquence, la présente invention a principalement pour objet de

surmonter les inconvénients de la technique antérieure décrits ci-dessus en propo-

sant un élément tubulaire à utiliser, par exemple comme canne à pêche ou club de

golf, qui est supérieur à la fois en contrôlabilité et en résistance.

Tableau 2

Charge (g) Flèche W (mm) " (%) Module élastique de flexion mesurée calculée (t/mm2)

89,8 94,7 94,8

brai 60 t 400 190,8 200,4 95,2 27,70

600 307,0 314,6 97,6

86,8 87,4 99,3

brai 65 t 400 182,0 184,8 98,5 31,00

600 288,3 290,1 99,4

77,5 83,6 92,7

brai 70 t 400 163,5 176,8 92,5 33,50

600 257,5 275,1 93,6

75,5 79,6 94,8

brai 75 t 400 159,5 166,9 95,6 36,00

600 250,3 261,8 95,6

a = (flèche mesurée/flèche calculée) x 100 S Résumé de l'invention Pour atteindre l'objet ci-dessus, selon la présente invention, un élément tubulaire comprend une couche intérieure, une couche intermédiaire et une couche extérieure. La couche intermédiaire est formée par enroulement d'un préimprégné

comprenant de la fibre de carbone de brai imprégnée avec une résine et enrou-

lement d'un autre préimprégné comprenant de la fibre de carbone de PAN impré-

gnée par une résine.

Le tableau 3 donne les caractéristiques des fibres de carbone de brai et de PAN typiques. Comme on peut le voir dans le tableau 3, la fibre de carbone de PAN donne une résistance à la compression plus élevée que la fibre de carbone de

brai, tout en donnant un module élastique de traction plus faible que cette dernière.

Tableau 3

Module élastique de Résistance à la compression traction dans le sens de la fibre Fibre de carbone de brai 60 t/mm2 53 kg/mm2 Fibre de carbone de PAN 40 t/mm2 120 kg/mm2 En outre, le tableau 4 et la figure 3 indiquent les caractéristiques de flexion de divers composites ayant chacun une couche intermédiaire formée par

enroulement d'un préimprégné contenant de la fibre de carbone de brai et recou-

vrement par enroulement d'un préimprégné contenant de la fibre de carbone de PAN. Tableau 4 Charge (g) Flèche W (mm) ac (%) Module élastique mesurée calculée de flexion (t/mm2) Composite 1 200 88,5 91,2 97,0 Couche extérieure: PAN 40 t 400 187,5 193,0 97,2 Couche intérieure: brai 70 t 600 297,8 302,9 98,2 Composite 2 200 89,3 92,3 96,7 Couche extérieure: brai 70 t 400 187,8 195,2 96,2 Valeurs mesurées Couche intérieure: PAN 40 t 600 297,8 308,9 96,4 pour brai 33,5, Composite 3 200 88,3 91,3 96,7 PAN 19,5 Couche extérieure: PAN 40 t Couche moyenne: brai 70 t 400 183,3 193, 2 94,8 Couche intérieure: PAN 40 t 600 289,8 303,4 95,5 Dans la figure 3, dans le cas d'un élément composite 1, avec la charge de 600 g provoquant une flèche importante, le rapport act de la flèche mesurée à la

flèche théorique est voisin de 100 %. Autrement dit, en abaissant le module élas-

tique mesuré de l'élément tubulaire, cette valeur mesurée est proche du module élastique théorique utilisé dans le calcul de la flèche théorique. Dans le cas de l'élément composite 2, lorsque l'on fait varier la charge de 200 g à 400 g puis 600 g, le rapport varie à peine. Par conséquent, le module élastique de cet élément peut être considéré comme pratiquement constant. Dans le cas d'un autre élément composite 3, bien que le module élastique dépasse la valeur théorique pour la charge de 400 g, le module approche à nouveau légèrement la valeur théorique

pour la charge de 600 g.

Comme décrit ci-dessus, il a été confirmé qu'il est possible de tirer avantage du module élastique élevé inhérent dans la fibre de carbone de brai même

lorsque la fibre de carbone de brai est utilisée en combinaison avec la fibre de car-

bone de PAN.

En conséquence, si l'élément tubulaire décrit ci-dessus est utilisé comme canne à pêche, cette canne peut conserver une flexibilité suffisante même lorsque la canne est fléchie par la traction d'un poisson, de sorte que la canne peut résister suffisamment à une force de traction plus grande, ce qui permet d'éviter la rupture de la ligne ou le décrochement de l'hameçon du poisson. En outre, si cet élément est utilisé comme tige de club de golf, il y a rarement endommagement de la tige puisque ses couches intérieure et extérieure peuvent conserver une résistance suffisante, même lorsque la tige est soumise à une force de réaction

importante provoquant une flexion notable.

Ces objets, caractéristiques et effets de l'invention et d'autres, appa-

raîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée des modes de mise

en oeuvre avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente graphiquement les rapports de flexion d'éléments tubulaires classiques utilisant une fibre de carbone de PAN, la figure 2 représente graphiquement les rapports de flexion d'éléments tubulaires utilisant une fibre de carbone de brai dans une couche intermédiaire, la figure 3 représente graphiquement les rapports de flexion d'éléments composites, la figure 4 est une vue de la structure d'un appareil de mesure de la flèche, la figure 5 illustre graphiquement en coordonnées x-y un élément

tubulaire en flexion représenté comme étant divisé en plusieurs segments de lon-

gueur égale, la figure 6 est une vue en perspective d'un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention dans lequel un élément tubulaire est formé par enroulement de préimprégné, la figure 7 est une vue en coupe d'un élément tubulaire selon le mode de mise en oeuvre de la figure 6, la figure 8 est une vue en perspective d'un autre mode de mise en oeuvre de l'invention dans lequel un élément tubulaire est formé par enroulement de préimprégné, la figure 9 est une vue en coupe de l'élément tubulaire selon le mode de mise en oeuvre de la figure 8 et la figure 10 est une vue en coupe d'un élément tubulaire selon un autre mode de mise en oeuvre dans lequel l'élément tubulaire a une couche intermédiaire

à structure multicouches.

Description des modes de mise en oeuvre préférés

Avant de décrire les modes de mise en oeuvre préférés de l'invention, on décrira la méthode utilisée dans la mesure des flèches W représentées dans les

tableaux 1, 2 et 4.

Comme indiqué dans la figure 4, un appareil de mesure de la flèche X comprend une table de montage 3 à laquelle est fixé un échantillon 1 découpé dans un morceau de i m de long, une barre ronde 5 qui est fixée au gros bout de

l'éprouvette 1, une autre barre ronde 7 qui est fixée à l'extrémité libre de l'éprou-

vette 1, un poids 9 et un élément de lecture 11. La table de montage 3 a une rigidité

suffisante pour ne pas modifier les mesures à effectuer.

Quant à l'éprouvette 1 qui a donné les résultats du tableau 4, dans un élément composite 1, on a utilisé une fibre de carbone de PAN pour former les couches intérieure et extérieure A et C. Cette fibre de carbone de PAN a un module élastique de 24 t/mm2, une densité de fibres de carbone de 27,5 g/m2 et une teneur en résine de 42 % en poids; et une couche intermédiaire B de l'éprouvette 1 est formée d'une combinaison d'une fibre de carbone de PAN et d'une fibre de carbone de brai, la fibre de carbone de PAN ayant un module d'élasticité de 40 t/mm2, une densité de fibres de carbone de 150 g/m2 et une teneur en résine de 24 % en poids, la fibre de carbone du type brai ayant un module d'élasticité de 70 t/mm2, une densité de fibres de carbone de 150 g/m2 et une teneur en résine de 25 % en poids,

respectivement.

Dans l'élément composite 2, en comparaison avec l'élément compo-

site 1 décrit ci-dessus, dans la couche intermédiaire B, l'ordre de disposition de la fibre de carbone de PAN et de la fibre de carbone de brai est inversé entre la face

intérieure et la face extérieure.

L'élément composite 3 a une couche intermédiaire B à trois couches et les couches intérieure et extérieure de cette couche intermédiaire sont formées de

fibre de carbone de PAN. Les couches intérieure et extérieure A et C de cet élé-

ment composite 3 sont les mêmes que celles de l'élément composite 1. La fibre de carbone de PAN utilisée dans cet élément composite 3 a un module d'élasticité de t/mm2, une densité de fibres de carbone de 75 g/m2 et une teneur en résine de 24 % en poids. Les barres rondes 5 et 7 comprennent un matériau étiré à découpe

conique ayant un module d'élasticité de 24 t/mm2 et une teneur en fibres de car-

bone de 50 % en volume.

Ensuite, avant les mesures des flèches W, on calcule les flèches W théoriques avec un module d'élasticité fixe. Comme indiqué dans la figure 5, l'éprouvette 1, la barre ronde 5 et la barre ronde 7 sont divisées en 200 segments de

longueur égale. Ensuite, en appliquant l'expression de la flexion couramment uti-

lisée dans le domaine de la résistance des matériaux, on obtient des angles de flexion. Puis, en utilisant les angles de flexion ainsi obtenus et en appliquant le calcul différentiel, on obtient les flèches W. Dans le cas o l'éprouvette ou la barre a une longueur relativement courte, celle-ci est divisée en 100 segments de même

longueur au lieu de 200.

En particulier, le calcul est effectué en utilisant l'expression générale: de/ds = M/EI dans laquelle 0 est l'angle de flexion, S est la longueur, M est le moment de

flexion, E est le module d'élasticité et I est le moment secondaire sectionnel, res-

pectivement. Si l'expression ci-dessus est appliquée à chacun des n segments, on a alors A01/AS1 = M1/E1 x I1 AOn/ASn = Mn/En x In o AOk est l'angle formé entre le segment d'ordre k et le segment d'ordre k + 1, ASk est la longueur du segment d'ordre k, Ek est le module élastique au milieu du segment d'ordre k, Ik est le moment secondaire sectionnel au milieu du segment d'ordre k,

Mk est le moment dû à la charge au milieu du segment d'ordre k.

Dans ce qui précède, ASk est déterminé par la longueur du segment, Ek est déterminé par la composition du matériau au milieu du segment, Ik est déterminé par les diamètres intérieur et extérieur au milieu du segment et Mk est déterminé par la distance horizontale du milieu du segment au point

d'application de la charge et la grandeur de la charge.

On obtient à partir de ce qui précède l'angle A0k. Ensuite, comme indiqué dans la figure 5, si les coordonnées x-y de la position d'ordre k et de la position d'ordre k + 1 sont (Xk, Yk) et (Xk + 1, Yk + 1), respectivement, les positions des segments sont alors exprimées par: Xk + 1 = Xk + ASk cos (00 - Si = 1,k A0i)

Yk + 1 = Yk + ASk sin (00 - Si = 1,k A0i).

Ainsi, on peut calculer (Xn, Yn), et l'on peut déduire les flèches W. Le tableau 4 indique les valeurs obtenues théoriquement comme décrit cidessus et les valeurs mesurées. La figure 3, qui a été tracée à partir des données du tableau 4, montre que les flèches mesurées des matériaux sont plus proches des valeurs obtenues théoriquement par application d'une charge de 600 g que par application

d'une charge de 400 g. Ceci indique qu'avec ces structures composites, en compa-

raison avec les structures de fibre de carbone de PAN, l'augmentation du module d'élasticité sous une charge élevée est limitée, donnant ainsi des caractéristiques

d'élasticité améliorées.

On décrira maintenant en détail des modes de mise en oeuvre préférés d'un élément tubulaire selon la présente invention en référence aux dessins annexés. Comme indiqué dans la figure 6(a) et la figure 7, la couche intérieure A, la couche intermédiaire B et la couche extérieure C tubulaires sont formées chacune par enroulement d'un préimprégné contenant une fibre de carbone 13 imprégnée de résine 15. Dans ce cas l'orientation d'alignement Si de la fibre de carbone de la couche intérieure A est réglée pratiquement suivant la périphérie de l'élément tubulaire, tandis que l'orientation d'alignement Sm de la fibre de carbone de la couche intermédiaire B est réglée pratiquement suivant l'axe de l'élément

tubulaire.

La couche intérieure A et la couche intermédiaire B sont toutes deux formées par enroulement d'un préimprégné. D'autre part, pour former la couche extérieure C, comme indiqué dans la figure 6(b), le préimprégné est mis sous forme d'un ruban de préimprégné Ct ayant une largeur d'environ 5 mm et ce ruban de préimprégné Ct est enroulé de manière que l'orientation So des fibres de la

couche extérieure soit alignée pratiquement dans la direction périphérique de l'élé-

ment tubulaire et également à spires jointes sans recouvrement. Dans le cas de cette construction utilisant l'enroulement du ruban Ct de largeur inférieure à celle de la feuille, la tension d'enroulement agit uniformément sur toute la largeur du ruban Ct, de sorte que l'on peut avantageusement éviter, par exemple, la formation de rides. En conséquence, il est possible de produire un contact plus solide entre la couche extérieure C et la couche intermédiaire B, améliorant ainsi la résistance de tout le jonc. Incidemment, si on le désire, l'orientation d'alignement des fibres So de la couche extérieure C peut être réglée pratiquement suivant l'axe de l'élément

tubulaire.

Après ce qui précède, un ruban de polyester, bien que non représenté, est enroulé en recouvrement sur la couche extérieure C et cuit. Après cette cuisson, le ruban de polyester est retiré et l'on peint la surface de l'élément tubulaire pour

obtenir ainsi l'élément final, par exemple une canne à pêche.

Dans ce mode de mise en oeuvre particulier, la couche intermédiaire B comprend une première couche Bo en contact avec la couche extérieure C, une seconde couche Bm en contact avec la face intérieure de la première couche Bo et une troisième couche Bi en contact avec la face intérieure de la seconde couche Bm. Ensuite, la première couche Bo et la troisième couche Bi sont formées de fibre

de carbone de PAN, tandis que la seconde couche Bm est formée de fibre de car-

bone de brai. Autrement dit, la couche intermédiaire B est formée d'une structure à

trois couches dans laquelle les enroulements d'au moins deux couches de pré-

imprégné comprenant la fibre de carbone de PAN imprégnée de résine sont reliées entre elles par la couche de préimprégné de fibre de carbone de brai ayant un module d'élasticité supérieur à celui de la fibre de carbone de PAN. Avec cette

construction, par la combinaison ingénieuse du module élastique élevé, c'est-à-

dire de la rigidité élevée propre à la fibre de carbone de brai et de la résistance mécanique supérieure propre à la fibre de carbone de PAN, l'élément tubulaire

ayant cette structure sera moins vulnérable, par exemple, aux fissures internes.

On donne ci-après des exemples de spécifications des préimprégnés

formant les couches respectives.

1l

Pour les préimprégnés constituant la couche intermédiaire B, les spéci-

fications des préimprégnés contenant la fibre de carbone de PAN sont: module élastique 40 t/mm2, densité de fibres de carbone 75 g/m2, teneur en résine 24 % en poids; tandis que les spécifications du préimprégné contenant la fibre de carbone de brai sont: module élastique 70 t/mm2, densité de fibres de carbone 150 g/m2, teneur en résine 25 % en poids. D'autre part, le préimprégné contenant la fibre de carbone de PAN pour former la couche intérieure A a les spécifications suivantes: module élastique 30 t/mm2, densité de fibres de carbone 30 g/m2, teneur en résine % en poids. Le ruban de préimprégné contenant la fibre de carbone de PAN pour former la couche extérieure C a les spécifications suivantes: module élastique

t/mm2, densité de fibres de carbone 23 g/m2 et teneur en résine 40 % en poids.

Chacun des préimprégnés de la couche intermédiaire B est formé à une épaisseur d'environ 0,2 mm, tandis que chacun des préimprégnés des couches

intérieure et extérieure A et C est formé à une épaisseur d'environ 0,03 mm, res-

pectivement.

La combinaison de fibres de carbone décrite ci-dessus est donnée à

titre d'exemple seulement et peut être modifiée selon les besoins.

Les figures 8 et 9 représentent un second mode de mise en oeuvre de la présente invention. Dans ce mode de mise en oeuvre, la couche intermédiaire B a une structure à deux couches B1 ou B2 consistant seulement en la première couche Bo et la seconde couche Bm ou en la seconde couche Bm et la troisième couche Bi, respectivement. Dans ce cas, cependant, les deux couches formant la structure à deux couches B1, B2 sont toutes deux formées de préimprégnés ayant une fibre de

carbone de brai, l'orientation d'alignement de la fibre étant réglé pratiquement sui-

vant l'axe de l'élément tubulaire. Cette fibre de carbone de brai a, par exemple, les spécifications suivantes: module élastique 60 à 75 t/mm2, densité de fibres de carbone 150 g/m2, teneur en résine 25 % en poids. Dans le cas de la structure de ce mode de mise en oeuvre, les fibres de carbone de PAN des couches intérieure et

extérieure A et C orientées suivant la périphérie agissent pour compenser la résis-

tance insuffisante de la fibre de carbone de brai de la couche intermédiaire B. Les spécifications du préimprégné ayant la fibre de carbone de PAN pour former la couche intérieure A sont: module élastique 30 t/mm2, densité de fibres de carbone g/m2, teneur en résine 40 % en poids; tandis que le ruban de résine contenant la fibre de carbone de PAN et formant la couche extérieure C a les spécifications suivantes: module d'élasticité 24 t/mm2, densité de fibres de carbone 27,5 g/m2 et

teneur en résine 42 % en poids.

Ou bien encore, comme indiqué dans la figure 10, la couche intermé-

diaire B peut avoir toute autre structure multicouche ayant un nombre désiré de couches de fibre de carbone de PAN et de couches de fibre de carbone de brai à

l'état mélangé.

Outre ce qui précède, quel que soit le nombre de couches formant la

couche intermédiaire B, la fibre de carbone de brai utilisée dans cette couche inter-

médiaire B peut donner un module d'élasticité sensiblement supérieur à 60 t/mm2, tandis que la fibre de carbone de PAN utilisée de la même manière peut donner un module d'élasticité sensiblement inférieur à 60 t/mm2. Un élément tubulaire ayant

cette structure peut aussi donner des caractéristiques avantageuses.

Il est entendu que l'invention n'est nullement limité aux formes de réalisation particulières décrites à titre d'illustration et que l'homme de l'art peut y apporter diverses modifications et divers changements sans toutefois s'écarter du

cadre et de l'esprit de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Elément tubulaire en matériau composite, formé de plusieurs couches contenant des fibres de carbone imprégnées de résine, les couches étant appliquées les unes par-dessus les autres, caractérisé en ce qu'il comprend une couche intérieure A formée de fibre de carbone et de résine et ayant une configuration tubulaire; une couche intermédiaire B contenant plusieurs couches formées de fibre de carbone et de résine, l'une au moins desdites couches contenant de la fibre de carbone de brai; et une couche extérieure C formée de fibre de carbone et de résine et

ayant une configuration tubulaire.

2. Elément tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que

ladite couche intermédiaire contient au moins une couche de préimprégné conte-

nant la fibre de carbone de brai imprégnée de résine et une autre couche de pré-

imprégné contenant de la fibre de carbone de PAN imprégnée de résine, ladite fibre de carbone de PAN ayant un module d'élasticité inférieur à celui de ladite

fibre de carbone de brai.

3. Elément tubulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce

que ladite fibre de carbone formant les couches respectives de ladite couche inter-

médiaire a une orientation des fibres pratiquement dans la direction de l'axe dudit

élément tubulaire.

4. Elément tubulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite couche intermédiaire contient deux couches de préimprégné contenant de la fibre de carbone de PAN imprégnée de résine et une autre couche de préimprégné contenant de la fibre de carbone de brai ayant un module d'élasticité supérieur à celui de ladite fibre de carbone de PAN; et lesdites deux couches de préimprégné contenant la fibre de carbone de PAN sont liées entre elles par ladite autre couche

de préimprégné contenant la fibre de carbone de brai.

5. Elément tubulaire selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit module d'élasticité de ladite fibre de carbone de brai formant ladite couche intermédiaire est de pas moins de 60 t/mm2, tandis que ledit module

d'élasticité de ladite fibre de carbone de PAN est de pas plus de 60 t/mm2.

6. Elément tubulaire selon l'une quelconque des revendications 2 à 5,

caractérisé en ce que ladite couche intérieure et ladite couche extérieure sont for-

mées respectivement par enroulement d'une couche de préimprégné contenant la

fibre de carbone de PAN imprégnée de résine.

7. Elément tubulaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit préimprégné formant ladite couche intérieure et ladite couche extérieure est

enroulé de telle manière que ses fibres de carbone de PAN soient orientées prati-

quement dans la direction de la périphérie dudit élément tubulaire.

8. Elément tubulaire selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ladite couche extérieure est formée par enroulement en spirale d'un ruban de

préimprégné sur la surface extérieure de ladite couche intermédiaire.