FR2716377A1 - Cadre pour raquette de jeu en matière thermoplastique renforcée de fibres, enroulée en filament. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un cadre de raquette de jeu tel que raquette de tennis, formé par enroulement en hélice d'une mèche de matière en filament et de matière thermoplastique sur un mandrin allongé pour former un tube. Le tube est positionné dans un moule ayant la forme d'un cadre de raquette de jeu et des parties auxiliaires de manche et d'arceau sont ajoutées. Cette préforme est chauffée pour faire fondre la matière thermoplastique alors que l'intérieur du tube est mis sous pression. La préforme est ensuite refroidie et durcie pour former le cadre de raquette de jeu.

Description

t

La présente invention concerne un cadre enroulé en filament destiné à une raquette de jeu telle qu'une raquette de tennis, une raquette de racquetball, une ra- quette de squash, une raquette de badminton etc. De ma- nière plus particulière, la présente invention concerne un cadre de raquette de jeu qui est formé par enroulement filamentaire d'une mèche de fibres et de matière thermo- plastique.

Toutes les raquettes en matière thermoplastique couramment produites sont constituées de couches consti- tuant des manchons tressés de filaments en matière ther- moplastique et de fibres de renforcement mélangés. Ces manchons tressés en deux dimensions sont réalisés en cou- ches pour constituer une préforme de raquette et sont en- suite chauffés dans un moule pour produire un cadre de raquette de jeu. Le procédé de tressage s'ajoute au coût de production d'une préforme, est limité à des angles d'enroulement relativement importants, et fournit un des- sin tissé volumineux qui transforme en boucles les fibres supportant la charge, en réduisant ainsi les résistances à la compression et au cisaillement.

Le brevet US N 5 176 868 décrit la fabrication d'un cadre à partir d'une mèche ou filasse de fibres, par exemple des fibres de carbone, et de matériau thermoplas- tique. La mèche peut être formée de fibres de graphite et de filaments en matière plastique mélangés ou enroulés ensemble ou à partir de fibres qui sont revêtues d'une poudre de matière thermoplastique. Cependant, le seul procédé de fabrication d'une forme de raquette qui soit décrit dans le brevet est le tressage de la mèche pour former un manchon tressé.

Des rubans unitaires de matière thermoplastique sont disponibles pour fabriquer des produits composites.

Les matériaux bruts de cette forme sont rigides, plats, et ne peuvent pas être mis en forme sans l'application de chaleur. Des tubes et des tuyaux composites fabriqués à l'aide de rubans unitaires étroits de matière thermoplas- tique sont produits par l'addition d'une source de cha- leur intense, de manière typique une flamme de torche ou- verte ou un faisceau laser, sont enroulés en filament à des niveaux de vitesse élevée pour éviter la surchauffe d'une zone locale. Un tube composite en matière thermo- plastique réalisé par ce procédé n'est pas une préforme souple et ne peut pas être formé sous forme de raquette de jeu pour son insertion dans le moule.

L'enroulement filamentaire est un procédé bien connu pour former des produits à partir d'un matériau en filament tel qu'une fibre de graphite, une fibre de verre etc. Dans le procédé d'enroulement filamentaire, le maté- riau en filament est enroulé autour d'un mandrin rotatif pour former un tube. Le matériau en filament peut avoir la forme d'une mèche qui est formée de plusieurs fila- ments ou de fibres continues. Le matériau en filament est revêtu de résine avant ou après enroulement. Le tube enroulé est placé dans un moule ayant la forme du produit fini, et le moule est chauffé pour faire durcir la ré- sine. Un procédé en variante consiste à enrouler en fila- ment des fibres de renforcement sous la forme d'une pré- forme et à charger la préforme dans un moule pour moulage par transfert de résine (RTM) ou moulage par injection avec réaction (RIM). Le procédé RTM est utilisé unique- ment pour les résines thermodurcissables. Le procédé RIM a été exploré en injectant des renforcements tressés avec des monomère de polyamide pour former un cadre de ra- quette de tennis.

Des parties en filament enroulé sont normale- ment fabriquées en enroulant des couches discrètes de ma- tériau sur un mandrin, en utilisant un trajet hélicoidal ou géodésique. Chaque couche est constituée d'un strati- fié équilibré à deux épaisseurs formé à partir d'un des- sin d'enroulement à plusieurs parcours. Le nombre de par- cours requis pour chaque couche est calculé à partir de la largeur de bande du matériau et de l'angle d'enroule- ment de sorte que le dessin se ferme et qu'une épaisseur constante soit obtenue dans la couche. Des couches diffé- rentes peuvent être enroulées selon des angles diffé- rents, mais chaque couche est constituée de manière typi- que d'une épaisseur formant un angle +a et d'une épais- seur formant un angle -a par rapport à l'axe longitudinal du mandrin rotatif, du fait du déplacement transversal en va et vient du chariot de la machine d'enroulement.

Un enroulement filamentaire habituel produit des couches discrètes ou une lame de fibres. Les couches ont tendance à se déplacer les unes par rapport aux au- tres lorsque l'article enroulé est soumis à une contrainte pendant son enlèvement du mandrin et pendant le chargement du tube enroulé dans le moule. Aussi, les pro- priétés physiques de l'article sont souvent limitées par les caractéristiques de cisaillement entre les couches, appelé cisaillement interlaminaire.

Des raquettes de tennis ont été produites par enroulement habituel filamentaire. Par exemple la publi- cation du brevet européen n 0 470 896 décrit la mise en forme d'un cadre de raquette de tennis en enroulant des fibres de verre, de carbone ou d'autres matériaux.

Le brevet US N 4 871 491 décrit l'enroulement filamentaire d'une préforme à partir d'une mèche de fi- bres de carbone et d'une mèche de fibres de matière ther- moplastique qui sont mélangées. La colonne 13, ligne 17 à 18, fait référence à l'utilisation d'un mélange de fibres pour former des cadres de raquette, mais aucun processus spécifique de mise en forme des cadres de raquette n'est décrit. La colonne 13, ligne 20 à 57, fait référence à des applications d'enroulement de filament. Cependant, aucune préforme spécifique n'est décrite, et le brevet établit que la mèche de fibres de carbone/fibres de ma- tière thermoplastique est chauffée aussitôt après qu'elle touche le mandrin pour être fondue ou faire fondre la ma- tière thermoplastique.

Par la suite on va utiliser les définitions suivantes: PARCOURS: une traversée complète du mécanisme d'alimentation de fibre d'une machine d'enroulement d'un filament, ENTREMELER: séquencer les parcours d'enroulement à partir de deux ou plus de deux dessins de manière arbitraire comme voulu par le concepteur. Chaque parcours est appliqué de manière individuelle de telle sorte que toute combinaison et séquence d'angle d'enroulement pro- venant des dessins puisse être appliquée. Aucune couche ou lame discrète n'existe.

MECHE: faisceau non torsadé de filaments con- tinus EPAISSEUR: une seule passe sur une machine d'enroulement filamentaire dans laquelle la fibre est ap- pliquée dans une direction par rapport à l'axe du man- drin.

COUCHE: Typiquement formée d'une série de par- cours d'enroulement entraînant un dessin fermé constitué de deux épaisseurs, un d'angle +a et l'autre d'angle -a.

LAME: épaisseur unique ou couche située dans un stratifié constitué d'une série de couches.

La présente invention forme une préforme de ca- dre de raquette par enroulement filamentaire d'une mèche de fibres et de matière thermoplastique. La matière ther- moplastique est sous forme de fibres extrudées (ou impré- gnées par fusion), de fibres revêtues par fusion d'une poudre de matière thermoplastique ou de mélanges de fi- bres composites de fibres polymériques thermoplastiques et de fibres de renforcement. Les matériaux filamentaires sont traités par enroulement filamentaire en préforme de cadre par enroulement sur un mandrin, dans lequel ni les matériaux ni les mandrins ne sont chauffés. La préforme non fondue est chargée dans un moule de raquette, o de la chaleur et une pression sont appliquées pour former un cadre de raquette de jeu. L'utilisation de matières ther- moplastiques en tant que matrice polymérique aboutit à des améliorations des propriétés dominantes de la résine comportant les résistances à l'impact, à la pression et au cisaillement. Pour des composites constitués à l'aide d'une matrice thermoplastique, le processus d'enroulement filamentaire améliore les propriétés du matériau de sorte que les fibres de renforcement sont 1) continues, 2) en- roulées selon une manière qui place une bande de matériau large, plate et mince, réduisant ainsi le bouclage et améliorant la résistance mécanique, 3) enroulées sans restriction d'angle ni d'épaisseur en aboutissant à une réalisation par couches plus forte, plus légère et plus souple et 4) enroulées selon un dessin destiné à réduire la surface de recouvrement par comparaison avec un tres- sage, dans lequel le recouvrement est continu ce qui peut entraîner des défauts au niveau du cisaillement. La rigi- dité et la résistance mécanique du tube en matière compo- site thermoplastique sont améliorées par le processus d'enroulement filamentaire. Le processus d'enroulement filamentaire aboutit à une préforme différente de celle du procédé de découpe, rattachement et enroulement en rouleau d'un ruban préimprégné thermodurci unidirectionnel (procédé habituel) ou du procéde de découpe, ratta- chement et mise en couches de manchons tressés tubulaires à l'aide soit d'une résine thermodurcie soit d'une résine thermoplastique ou de la préforme non imprégnée utilisée dans les procédés RTM ou RIM.

Le mode préféré de réalisation utilise un pro- céde d'enroulement entremêlé pour former la préforme.

Lorsqu'une préforme est enroulée par le procédé d'enrou- lement entremêlé, le concept de couche discrète ne s'ap- plique pas. Chaque parcours est appliqué sur le mandrin de manière individuelle de telle sorte que toute combi- naison et séquence d'angle d'enroulement puisse être ap- pliquée. Des parcours ou enroulements adjacents sont sé- parés longitudinalement le long du mandrin. Ce procédé peut appliquer, mais ceci n'est pas nécessaire, une série complète de parcours de telle sorte qu'un angle d'enrou- lement quelconque recouvre éventuellement la surface superficielle complète de la partie. La séquence des par- cours d'enroulement selon des angles d'enroulement diffé- rents est arbitraire comme voulu par le concepteur. Ce séquencement ou cet entremêlement arbitraire des parcours entraîne un entrelaçage des fibres selon trois dimen- sions. Aucune couche ni lame discrète n'existe. Le procé- dé d'enroulement entremêlé fournit une quantité impor- tante de fibres s'entrelaçant pour maintenir l'intégrité de la préforme pendant sa manipulation et réduit la ten- dance du stratifié à être défectueux au niveau du ci- saillement interlaminaire. De plus, une augmentation de la rigidité de la préforme ainsi que du cadre moulé de raquette de jeu résulte de l'enroulement du filament par le procédé à entremêlement.

Le procédé suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - l'étape consistant à enrouler en hélice comporte l'enroulement en hélice de la mèche sur un mandrin allongé pour former un tube, dans lequel des séries de parcours nécessaires pour la conception d'un dessin d'en- roulement sont entremêlées de telle sorte que chaque par- cours d'enroulement soit réalisé en séquence de manière arbitraire; - l'étape consistant à enrouler en hélice com- porte l'enroulement d'une mèche de matériau en filament sur un mandrin allongé pour former un tube dans lequel certains des parcours de la conception du dessin d'enrou- lement sont entremêlés de telle sorte que chaque parcours d'enroulement est réalisé en séquence de manière arbi- traire, et certains des parcours de la conception du des- sin d'enroulement sont enroulés de manière habituelle; - une couche intérieure est enroulée en hélice de manière habituelle en étant suivie d'un enroulement avec entremêlement des parcours restants du stratifié; - une couche extérieure est enroulée en hélice de manière habituelle, sur un enroulement entremêlé des parcours restants du stratifié; - à la fois une couche intérieure et une couche extérieure sont enroulées en hélice de manière habi- tuelle, le reste des parcours étant enroulé de manière entremêlée entre ces deux couches; - le procédé comporte l'enroulement d'une fibre selon un angle constant par rapport à l'axe central du mandrin, conne déterminé par l'action combinée de la vi- tesse de rotation du mandrin et de la vitesse transver- sale du chariot de la machine d'enroulement, et la modi- fication de l'angle d'enroulement au niveau d'une posi- tion choisie au niveau du mandrin pour obtenir des pro- priétés choisies du stratifié de la raquette; - le procédé comporte l'addition de parties de renforcement du stratifié au niveau d'emplacements choi- sis pour améliorer les propriétés du cadre de raquette moulée; - plus d'une mèche est enroulée pour chaque parcours; les mèches utilisées pour former le matériau de renforcement en filament sont de préférence du gra- phite soit seul soit en combinaison avec des fibres choi- sies parmi le verre, 1l'aramide, le bore et des polymères, ces fibres étant utilisées seules dans un parcours d'en- roulement choisi ou en combinaison avec d'autres matières de renforcement en filament dans le même parcours, par- fois appelé enroulement hybride; - la matrice thermoplastique comporte des fila- ments de matière thermoplastique; - la matrice en matière thermoplastique com- porte des poudres thermoplastiques qui sont recouvertes sur des fibres de graphite; - la mèche a la forme d'un ruban plat; - la mèche est formée par extrusion de fibres de graphite et de matière thermoplastique; et - la mèche est extrudée sous la forme d'un ru- ban plat.

On va maintenant décrire des modes de réalisa- tion de la présente invention, à titre d'exemple unique- ment, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schémati- que d'un filament enroulé en hélice autour d'un mandrin, - la figure 2 est une représentation schémati- que de l'enroulement habituel d'un filament, - la figure 3 est une représentation schémati- que d'un dessin d'enroulement en hélice habituel repré- sentant la première de trois couches de filaments, la première couche (à deux épaisseurs) étant constituée d'enroulements selon un angle +a et selon un angle -a; - la figure 3a est une vue en coupe de la pre- mière couche de la moitié du mandrin, - la figure 3b est une représentation schémati- que de la couche médiane de filaments enroulés selon un angle de 0 , - la figure 3c est une vue en coupe de la cou- che médiane, - la figure 3d est une vue schématique d'un dessin d'enroulement en hélice habituel représentant la troisième couche de filaments, - la figure 3e est une vue en coupe des trois couches formant un dessin fermé, - la figure 4 est une vue schématique d'un pro- cédé d'enroulement entremêlé, - la figure 5 est une vue schématique d'un dessin d'enroulement entremêlé représentant pour des raisons de clarté uniquement les quelques parcours initiaux, - la figure 5a est une vue en coupe du dessin de la figure 5, - la figure 6a est une vue en coupe d'un dessin d'enroulement habituel de trois couches de filaments, - la figure 6b est une vue en coupe d'un dessin d'enroulement entremêlé pour former le stratifié, - la figure 6c est une vue en coupe d'une con- ception de combinaison constituée d'une couche intérieure enroulée de manière habituelle, recouverte par des par- cours enroulés entremêlés, - la figure 7 est une vue représentant une mè- che formée de fibres de renforcement et de filaments de matière thermoplastique, - la figure 8 est une vue d'extrémité de la mè- che de la figure 7, - la figure 9 est une vue à plus grande échelle d'une mèche formée de fibres de renforcement et de matière thermoplastique en poudre, - la figure 10 est une vue représentant une mè- che extrudée constituée de fibres de renforcement et de matière thermoplastique, - la figure 11 est une vue représentant le tube enroulé pendant la mise en place des parcours initiaux du matériau, - la figure 12 est une vue de dessus d'un moule de cadre de raquette de tennis, et - la figure 13 est une vue avant d'un cadre de raquette de tennis.

La figure 1 représente un filament enroulé en hélice dans lequel des mèches 11 sont enroulées sur un mandrin rotatif 12 recouvert d'une vessie gonflable 17 tubulaire en matière plastique. Les machines d'enroule- ment de filament sont bien connues et ne nécessitent pas d'être décrites ici. De telles machines d'enroulement comportent de manière habituelle un mandrin allongé, en- traîné en rotation, et un chariot d'alimentation de fila- ment qui est monté pour se déplacer longitudinalement en va et vient le long de la longueur du mandrin. Le chariot se déplace le long du mandrin dans une première direction pour déposer une mèche de filament selon un trajet héli- coïidal d'angle constant, ou trajet géodésique, et se dé- place ensuite dans la direction opposée pour déposer le filament selon un angle négatif par rapport à la passe précédente. Dans un enroulement habituel à plusieurs par- cours, après que le premier parcours ait été réalisé, les filaments appliqués ne sont pas adjacents et des parcours supplémentaires doivent être effectués avant que le des- sin ne commence à déposer des filaments adjacents les uns aux autres. Ce trajet hélicoïdal est poursuivi sur le nombre de parcours nécessaires pour fermer le dessin dans les deux directions de traversée du filament. Lorsque ce dessin initial devient fermé et que la couche initiale est terminée, alors des couches supplémentaires sont en- roulées de manière analogue comme voulu par le concep- teur.

Sur la figure 2, le premier parcours d'un maté- riau en filament est indiqué par la mèche lla qui s'étend en faisant un angle de manière typique compris entre pra- tiquement +0 et +45 par rapport à l'axe longitudinal 13 du mandrin. Le second parcours de matériau en filament est enroulé dans la direction opposée et est indiqué par la mèche 11b qui s'étend en formant un angle d'approxima- tivement -0 à -45 par rapport à l'axe du mandrin. Des :1 parcours successifs de matériau en filament, indiqué par les mèches l1c, 11d, lie, 11f, etc. sont enroulés de ma- nière analogue jusqu'à ce que le dessin soit fermé. Ces enroulements forment la première et la seconde épaisseurs ou la couche initiale autour du mandrin. Lorsque le des- sin est fermé à l'aide de ces première et seconde épaisseurs, cette couche initiale est suivie de couches suc- cessives agencées de manière analogue jusqu'à ce que soit terminé le stratifié constitué de diverses couches de fi- laments enroulés.

Les figures 3 et 3a représentent la couche ini- tiale constituée d'un dessin d'enroulement en hélice ha- bituelle dans lequel à la fois l'épaisseur d'angle posi- tif et l'épaisseur d'angle négatif, par rapport à l'axe central 13 du mandrin d'enroulement, sont fermées. Dans cet exemple on suppose que l'angle d'enroulement a est de 45 et que le diamètre du mandrin est tel qu'un total de 9 parcours aient été calculé pour fermer le dessin. Une vue en coupe de la moitié du mandrin 12 est donnée repré- sentant les deux épaisseurs de filament à 45 . La longueur de l'arc 14 formé par les deux angles d'enroulement +a et -a est basée sur la largeur de la bande et sur l'angle d'enroulement du filament.

Les figures 3b et 3c représentent la couche mé- diane d'un dessin d'enroulement habituel, dans lequel l'angle d'enroulement 5 est 0O par rapport à l'axe cen- tral 13 du mandrin 12, c'est à dire parallèle à ce der- nier. Une vue en coupe de la moitié du mandrin 12 est donnée représentant dans cet exemple un total de 12 par- cours nécessaires pour fermer ce dessin d'enroulement à 0 . La longueur de l'arc 15 sera égale à la longueur de la largeur du filament.

La figure 3d représente la troisième couche de cette structure stratifiée dans laquelle l'angle d'enrou- lement y par rapport à l'axe central 13 du mandrin est appliqué sur le mandrin à la fois à l'épaisseur d'angle positif et à l'épaisseur d'angle négatif, comme sur la figure 3. Dans cet exemple, on a choisi y comne état égal à 45 , et donc 9 parcours sont nécessaires pour fermer le dessin. Sur la figure 3e, on a représenté une vue en coupe du stratifié terminé constitué de la vessie gonfla- ble, de la première couche 16 de filament enroulé selon un angle de a, de la deuxième couche 18 de filament en- roulé selon un angle de + , et de la troisième couche 19 de filament enroulé selon un angle de iy.

Le tube de filament enroulé est ensuite mis en forme selon une préforme de raquette et inséré dans un moule, chauffé pour faire s'écouler la résine thermoplas- tique, puis refroidi pour constituer un cadre rigide renforcé de fibres. Il est courant dans la fabrication des raquettes d'insérer des épaisseurs de renforcement cons- tituées à la fois de parties de fibres découpées selon un angle de 0 et/ou 90 entre les couches de filaments aux divers emplacements des zones formant tamis et poignée du cadre.

La figure 4 représente un procédé d'enroulement entremêlé de filaments pour former un cadre de raquette de jeu. L'invention est expliquée par rapport à un cadre de raquette de tennis, mais l'invention peut être utili- sée pour former des cadres d'autres types de raquette de jeu telles que des raquettes de racquetball, des raquet- tes de squash, des raquette de badminton, etc. Comme sur la figure 1, un mandrin 12 habituel entraîné de manière à pouvoir tourner est recouvert d'une vessie gonflable 17 en matière plastique tubulaire. Dans un exemple d'enroulement entremêlé, le premier parcours du matériau en filament est indiqué par une mèche 20, enroulée selon un angle de +a par rapport à l'axe longitu- dinal du mandrin rotatif, et une mèche 21 enroulée selon un angle de -a par rapport à l'axe du mandrin. Dans le parcours suivant, une mèche 22 est aussi enroulée selon l'angle +a et une mèche 23 est enroulée selon l'angle - a. Le parcours suivant choisi par le concepteur peut avoir un dessin d'enroulement différent. Une mèche 24 est enroulée selon un angle +0 et une mèche 25 est enroulée selon un angle -p. Les angles des parcours successifs sont arbitraires et comportent des parcours provenant de certains ou de tous les dessins choisis par le concep- teur.

La figure 5 représente un exemple de stratifié enroulé avec entremêlement qui constitue une combinaison de filaments à 45 et 0 . Dans ce dessin, 16 parcours de filaments à 45 sont nécessaires pour obtenir un dessin fermé et 12 parcours de filaments à 0 sont nécessaires pour fermer. Le concepteur a choisi d'entremêler les par- cours de manière à alterner ces deux dessins à chaque fois que quatre parcours sont réalisés. Sur la figure 5a, la coupe du stratifié résultant indique la position des bandes 26 à 45 et des bandes 27 à 0 .

Les figures 6a à 6c représentent une vue en coupe montrant trois dessins possibles qui peuvent être appliqués dans l'enroulement filamentaire d'une raquette de jeu. Sur la figure 6a, un tube enroulé habituel est représenté ayant une épaisseur de stratifié de T1. Ce tube enroulé de la technique antérieure comporte trois couches telles que décrites en relation avec la figure 3.

Sur la figure 6b, un tube enroulé constitué d'une série de parcours enroulés selon un dessin entremêlé, tel que décrit en relation avec la figure 5 est représenté, ayant une épaisseur de stratifié de T2. Afin de fournir une ré- sistance supplémentaire au niveau des trous de cordage qui seront percés dans le cadre réalisé, il peut être souhaitable de former une couche intérieure ou extérieure entièrement fermée, ou les deux, constituée de filaments enroulés de manière habituelle. Sur la figure 6c, une conception combinée est présentée comportant une couche intérieure formée par un enroulement habituel en hélice suivi d'une série de parcours enroulés en utilisant un entremêlement de deux dessins ayant une épaisseur de stratifié résultante de T3. Afin de commander le poids final du stratifié formant préforme, l'épaisseur totale 28 doit être la même pour chaque option, c'est à dire T1 = T2 = T3.

Les figures 7 et 8 représentent une mèche 34 qui peut être utilisée pour un enroulement de filament ou préforme de cadre de raquette. La mèche comporte plu- sieurs fibres mélangées 35 qui comportent des fibres de renforcement et des fibres de matière thermoplastique ou filaments. Les fibres de renforcement sont de préférence des fibres de graphite mais d'autres fibres peuvent être utilisées, soit seules soit en combinaison, telles que des fibres de verre, d'aramide, de bore, etc. Toute ma- tière thermoplastique habituelle peut être utilisée pour les fibres de matière thermoplastique. Des matières don- nées à titre d'exemple comportent le Nylon 6, le Nylon 6/6, et le polypropylène.

La mèche peut comporter tout nombre voulu de fibres de renforcement et de matière thermoplastique, par exemple 3000, 6000 et 12000 ou jusqu'à 50000 ou plus. Le rapport entre les fibres de renforcement et les fibres de matière thermoplastique peut aussi être modifié en fonc- tion des propriétés physiques qui sont souhaitées. La mè- che 34 a de préférence une forme analogue à un ruban plat qui a une largeur W (voir figure 7) et une épaisseur T (voir figure 8) qui est nettement plus petite que la largeur.

La figure 9 représente une autre mèche 36 qui comporte plusieurs fibres de renforcement 37 constituées de graphite ou analogue, chacune étant revêtue de poudre thermoplastique 38. Les fibres de renforcement peuvent être recouvertes par toute technique habituelle de revê- tement, par exemple revêtement par fusion. La mèche 36 revêtue de poudre a aussi la forme préférée d'un ruban plat comme la mèche 34.

La figure 10 représente une mèche extrudée 40 qui comporte des fibres de renforcement 41 constituées de graphite ou analogue et une matrice 42 de matière thermo- plastique. La mèche est formée par la technique d'extrusion habituelle et a aussi la forme préférée analogue à un ruban plat.

Les mèches de fibres de renforcement/matière thermoplastique qui sont représentées sont disponibles dans le commerce et ont été utilisées pour produire d'au- tres produits. Cependant, de telles mèches n'ont pas été utilisées antérieurement pour fabriquer des cadres de ra- quette de jeu. Des mèches de fibres et filaments de ma- tière thermoplastique mélangés sont disponibles auprès de Cypec Industries sous le nom de Comingled Ultramid (nom commercial déposé) /G 30-500 Hybrid Yarn. Des mèches de fibres revêtues de poudre thermoplastique sont disponi- bles auprès de Custom Composite Materials Inc. sous le nom de Towflex (nom commercial déposé). Des mèches de fi- bres extrudées et de matière thermoplastique sont dispo- nibles auprès de Polymer Composites Inc, sous le nom de Fiber Rod (nom commercial déposé).

De telles mèches sont sèches et souples, et la préforme enroulée est aussi sèche et souple. Cependant, la préforme enroulée en filament maintient son intégrité structurelle après l'enlèvement du mandrin et pendant la manipulation ultérieure.

En se reportant aux figures 11 et 12, le tube enroulé 44 et la vessie 17, située à l'intérieur du tube, sont enlevés du mandrin et placés dans un moule 45 qui a une cavité de moulage 48 ayant la forme d'un cadre de raquette de tennis. En variante, le tube peut être enroulé directement sur le mandrin sans vessie, et la vessie peut être insérée à l'intérieur du tube après que le tube ait été enlevé du mandrin. La cavité de moulage 48 comporte une partie 49 formant tête en forme de tamis et une par- tie 50 formant manche dans laquelle sont positionnées les deux extrémités du tube enroulé. Une partie formant ar- ceau séparé (non représenté) est inséréedans la partie 51 formant arceau de la cavité et est reliée aux parties adjacentes du tube enroulé.

Les extrémités de la vessie s'étendent a l'ex- térieur du moule et sont reliées à un collecteur de pres-.

sion 52 conformément à la technique habituelle de moulage de raquette. Le moule est fermén et chauffé alors que le tube enroulé est appuyé à force contre la surface de la cavité de moulage par mise en pression de la vessie.

Les mèches qui sont utilisées pour former le tube enroulé sont de préférence constituées de fibres de graphite. Cependant d'autres fibres peuvent être utili- sés, soit seules soit en combinaison, tel que des fibres de verre, d'aramide, de bore, de polymère, etc. L'entremêlement arbitraire des parcours d'en- roulement fournis par la technique d'enroulement entremê- lé a pour résultat un entrelaçage des fibres selon trois dimensions. Les fibres entrelacées maintiennent l'inté- grité de la structure du tube enroulé après que le tube ait été enlevé du mandrin, en particulier si le tube est formé d'une fibre sèche qui n'a pas été préhumidifiée à l'aide de résine. Les fibres entrelacées réduisent aussi la tendance du tube à être défaillant dans le mode à ci- saillement interlaminaire du fait qu'aucune couche dis- crète n'existe. De plus, cet entrelacement de fibres con- tinues, augmente la rigidité de la raquette de jeu mou- lée.

La figure 13 représente le cadre 53 de raquette moulée après qu'il ait été enlevé du moule. Le cadre com- porte une partie de tête 54, une partie 55 formant man- che, une partie 56 formant coeur et un arceau 57. La raquette est terminée de manière habituelle en perçant des trous pour cordage dans la tête et l'arceau, en enroulant un élément de saisie autour du manche, et en cordant la tête.

Bien que dans la description qui précède on ait

donné une description détaillée d'un mode spécifique de réalisation de la présente invention à des fins d'illus- tration, il doit être compris que la plupart des détails donnés ici peuvent être modifiés de manière importante par l'homme du métier sans sortir du domaine et de la portée de la présente invention.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication d'un cadre de ra- quette de jeu, caractérisé en ce qu'il comporte les éta- pes consistant à : préparer une mèche de matériau de renforcement en filament avec une matrice de matière thermoplastique, enrouler en hélice la mèche de manière habi- tuelle sur un mandrin allongé pour former un tube, enlever le mandrin du tube enroulé, positionner la préforme dans un moule ayant la forme d'un cadre de raquette de jeu, chauffer la préforme à une température située au niveau des points de fusion de la matière thermoplas- tique, ou au-dessus de ceux-ci, tout en mettant sous pression l'intérieur de la préforme, permettre à la préforme de refroidir et de dur- cir, et enlever du moule le cadre de raquette de jeu.

2. Procédé de fabrication d'un cadre de ra- quette de jeu selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape consistant à enrouler en hélice comporte l'enroulement en hélice de la mèche sur un mandrin allongé pour former un tube, dans lequel des séries de par- cours nécessaires pour la conception d'un dessin d'enrou- lement sont entremêlées de telle sorte que chaque par- cours d'enroulement soit réalisé en séquence de manière arbitraire.

3. Procédé de fabrication d'un cadre de ra- quette de jeu, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape consistant à enrouler en hélice comporte l'enroulement d'une mèche de matériau en filament sur un mandrin allongé pour former un tube dans lequel certains des parcours de la conception du dessin d'enroulement sont entremêlés de telle sorte que chaque parcours d'en- roulement est réalisé en séquence de manière arbitraire, et certains des parcours de la conception du dessin d'enroulement sont enroulés de manière habituelle.

4. Procédé selon la revendication 3, caractéri- sé en ce qu'une couche intérieure est enroulée en hélice de manière habituelle en étant suivie d'un enroulement avec entremélement des parcours restants du stratifié.

5. Procédé selon la revendication 3, caractéri- sé en ce qu'une couche extérieure est enroulée en hélice de manière habituelle, sur un enroulement entremêlé des parcours restants du stratifié.

6. Procédé selon la revendication 3, caractéri- sé en ce qu'à la fois une couche intérieure et une couche extérieure sont enroulées en hélice de manière habi- tuelle, le reste des parcours étant enroulé de manière entremêlée entre ces deux couches.

7. Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce qu'il comporte l'enroulement d'une fibre selon un angle constant par rapport à l'axe central du mandrin, comme déterminé par l'action combinée de la vitesse de rotation du mandrin et de la vitesse transversale du cha- riot de la machine d'enroulement, et la modification de l'angle d'enroulement au niveau d'une position choisie au niveau du mandrin pour obtenir des propriétés choisies du stratifié de la raquette.

8. Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce qu'il comporte l'addition de parties de renfor- cement du stratifié au niveau d'emplacements choisis pour améliorer les propriétés du cadre de raquette moulée.

9. Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que plus d'une mèche est enroulée pour chaque parcours.

10. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les mèches utilisées pour former le maté- riau de renforcement en filament sont de préférence du graphite soit seul soit en combinaison avec des fibres choisies parmi le verre, l'aramide, le bore et des poly- mères, ces fibres étant utilisées seules dans un parcours d'enroulement choisi ou en combinaison avec d'autres ma- tières de renforcement en filament dans le même parcours, parfois appelé enroulement hybride.

11. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la matrice thermoplastique comporte des filaments de matière thermoplastique.

12. Procédé selon la revendication 11, caracté- risé en ce que la matrice en matière thermoplastique com- porte des poudres thermoplastiques qui sont recouvertes sur des fibres de graphite.

13. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la mèche a la forme d'un ruban plat.

14. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la mèche est formée par extrusion de fi- bres de graphite et de matière thermoplastique.

15. Procédé selon la revendication 14, caracté- risé en ce que la mèche est extrudée sous la forme d'un ruban plat.