FR2953007A1 - Method for fabricating bow limbs to form recurve bow, involves treating laminates to assemble folds between laminates and with core, where folds comprise reinforcing yarns formed of material such as glass, carbon and aramid - Google Patents
Method for fabricating bow limbs to form recurve bow, involves treating laminates to assemble folds between laminates and with core, where folds comprise reinforcing yarns formed of material such as glass, carbon and aramid Download PDFInfo
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Abstract
Description
-1-PROCEDE DE FABRICATION DE BRANCHES D'ARC -1-PROCESS FOR MANUFACTURING ARC BRANCHES
DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine de la fabrication des branches d'arc utilisées pour former notamment un arc de type « recurve », c'est-à-dire un arc dont les branches sont recourbées à leurs extrémités pour augmenter la raideur de l'arc et ainsi la vitesse de projection d'une flèche. De tels arcs peuvent notamment être démontables et comporter des branches amovibles fixées sur une poignée par un moyen mécanique. Ces branches peuvent donc être démontées pour faciliter le transport de l'arc notamment. TECHNICAL FIELD The invention relates to the field of the manufacture of the arc branches used to form in particular a "recurve" type arc, that is to say an arc whose branches are bent at their ends to increase the stiffness of the arc and thus the speed of projection of an arrow. Such arches can in particular be dismountable and comprise removable branches fixed on a handle by mechanical means. These branches can be disassembled to facilitate the transportation of the bow in particular.
L'invention vise plus particulièrement la fabrication des branches formées par un collage de plis de part et d'autre d'un noyau. Un tel noyau peut notamment être réalisé en bois ou en mousse synthétique et présenter une épaisseur décroissante du talon à la pointe de la branche. Par le terme de noyau, on désigne également un ensemble formé par au moins un pli. The invention relates more particularly to the manufacture of the branches formed by a bonding of folds on either side of a core. Such a core may in particular be made of wood or synthetic foam and have a decreasing thickness of the heel to the tip of the branch. By the term "core" is also meant an assembly formed by at least one fold.
Par ailleurs, de tels plis sont constitués par des fils de renfort liés par une matrice. Une telle matrice est généralement formée par une résine thermodurcissable de type époxyde notamment. Les plis peuvent être pré-imprégnés avant leur mis en place sur le noyau. Ils peuvent également être imprégnés de résine une fois placés sur le noyau. Moreover, such folds consist of reinforcing son bonded by a matrix. Such a matrix is generally formed by a thermosetting resin of the epoxy type in particular. The folds can be pre-impregnated before they are placed on the core. They can also be impregnated with resin once placed on the core.
La matrice peut également être formée par une résine thermoplastique. Dans ce cas, les plis peuvent comprendre, en plus des fils de renfort, des fils ou filaments thermoplastiques mélangés avec les fils ou filaments de renfort, la liaison renfort/matrice se faisant par fusion de la résine thermoplastique. The matrix may also be formed by a thermoplastic resin. In this case, the plies may comprise, in addition to the reinforcing threads, thermoplastic threads or filaments mixed with the reinforcing threads or filaments, the reinforcement / matrix bond being made by melting the thermoplastic resin.
TECHNIQUES ANTERIEURES Tel que décrit dans le document US-5 718 212, il est connu de réaliser des branches d'arc à poulies en superposant des plis sur un noyau. De tels plis se présentent généralement sous la forme de nappes de fils orientés selon une même direction ou sous la forme de tissus. - 2 Dans l'archerie, on désigne la raideur en flexion d'une branche d'arc par le terme de puissance et elle s'exprime en livres (Lbs). Généralement, il est possible de faire varier la puissance de ces branches en modifiant la forme ou l'épaisseur du noyau. De façon générale, les branches comportent des puissances comprises entre 10 Lbs et 50 Lbs. PRIOR ART As described in the document US Pat. No. 5,718,212, it is known to produce compound bow branches by superimposing folds on a core. Such folds are generally in the form of son plies oriented in the same direction or in the form of fabrics. - 2 In the archery, the flexural stiffness of an arc branch is referred to as power and is expressed in pounds (Lbs). Generally, it is possible to vary the power of these branches by changing the shape or thickness of the core. In general, the branches have powers of between 10 Lbs and 50 Lbs.
Cependant, dans le cas des procédés de fabrication en moule fermé, l'épaisseur finale de la branche est fixée par l'empreinte du moule, et par conséquent, avec ce type de procédé de fabrication, il est nécessaire d'avoir autant de moules que de branches correspondant à une puissance déterminée fonction de l'épaisseur du noyau. However, in the case of closed mold manufacturing processes, the final thickness of the branch is fixed by the mold cavity, and therefore, with this type of manufacturing process, it is necessary to have as many molds only branches corresponding to a given power depending on the thickness of the core.
Ainsi, un objectif de l'invention est de permettre de réaliser des branches d'arc présentant plusieurs puissances distinctes au moyen d'un même moule fermé. Par conséquent, la forme et l'épaisseur des branches sont identiques entre deux branches de puissance différente. Thus, an object of the invention is to make it possible to produce arc branches having several different powers by means of the same closed mold. Therefore, the shape and thickness of the branches are identical between two branches of different power.
DESCRIPTION DE L'INVENTION DESCRIPTION OF THE INVENTION
L'invention concerne donc un procédé de fabrication de branches d'arc constituées d'un complexe comportant des plis rapportés sur un noyau. Un tel procédé permet de réaliser au moins deux branches d'épaisseur identique et de puissance différente, et selon lequel : • on positionne dans un même moule des complexes comportant différentes séquences d'empilement des plis sur le noyau, le nombre et la nature des plis étant identiques d'une séquence d'empilement à l'autre ; • on traite les complexes pour assembler les plis entre eux et avec le noyau. The invention therefore relates to a method of manufacturing arc branches consisting of a complex comprising folds reported on a core. Such a method makes it possible to produce at least two branches of identical thickness and of different power, and according to which: • Plates are placed in the same mold with different stacking sequences of the folds on the core, the number and the nature of the folds being identical from one stacking sequence to another; • the complexes are treated to assemble the folds with each other and with the core.
Autrement dit, un tel procédé de fabrication permet de réaliser des branches d'arc de différentes puissances avec un même nombre total de plis et avec un nombre égal de plis de même nature. On change donc uniquement le positionnement des plis à l'intérieur de la séquence d'empilement sur le noyau. Un tel noyau est alors commun à au moins deux branches d'arc réalisées par le procédé de fabrication et présentant des puissances différentes. Ce noyau peut notamment être formé par un ou plusieurs plis. 2953007 -3 Par ailleurs, le traitement est réalisé dans un moule qui peut être en résine, en aluminium ou en acier. Un tel moule permet ainsi d'appliquer une pression sur les complexes formés par les plis rapportés sur un noyau. Une telle pression peut notamment 5 être de huit bars et permet d'améliorer la cohésion des plis. On réalise également le chauffage des complexes à l'intérieur du moule à une température comprise entre 120 et 150°C de façon à faire réticuler la résine qui peut être soit pré imprégnée sur les plis, soit injectée directement à l'intérieur du moule lors de la phase de traitement. Dans ce cas, on parle alors d'un procédé par voie humide. 10 De plus, chaque séquence d'empilement des plis d'un complexe peut être asymétrique de part et d'autre du noyau. Par conséquent, le nombre ou la nature des plis situés au niveau d'une face interne d'une branche d'arc peuvent être différents de ceux situés au niveau d'une face externe d'une même branche d'arc. En revanche, entre deux branches 15 d'arc distinctes, chaque séquence d'empilement des plis comporte le même nombre de plis et présente des plis de même nature. In other words, such a manufacturing method makes it possible to make arc branches of different powers with the same total number of plies and with an equal number of plies of the same kind. So we only change the positioning of the folds within the stacking sequence on the core. Such a core is then common to at least two arc branches made by the manufacturing method and having different powers. This core may in particular be formed by one or more plies. In addition, the treatment is carried out in a mold that can be made of resin, aluminum or steel. Such a mold thus makes it possible to apply pressure on the complexes formed by the folds reported on a core. Such pressure may be in particular eight bars and improves the cohesion of the folds. The complexes are also heated inside the mold at a temperature of between 120 and 150 ° C. so as to crosslink the resin, which may either be pre-impregnated on the plies or injected directly into the mold during of the treatment phase. In this case, it is called a wet process. In addition, each stacking sequence of the folds of a complex may be asymmetrical on either side of the core. Therefore, the number or nature of the folds located at an inner face of an arc branch may be different from those located at an outer face of the same arc branch. On the other hand, between two distinct arc branches, each stacking sequence of the folds has the same number of folds and presents folds of the same kind.
Ainsi, entre deux branches distinctes, on peut modifier la position d'un pli par rapport aux autres plis d'une face de la branche mais également par rapport au noyau. Dans ce 20 cas, un pli peut donc être déplacé d'une face à l'autre d'une branche sans que le nombre total de plis ou leur nature ne soit modifiés entre les deux branches comportant des séquences d'empilement différentes. Par suite, le nombre ou la nature des plis sur la face interne ou externe peuvent être différents entre deux branches distinctes. Thus, between two distinct branches, it is possible to modify the position of a fold relative to the other folds of one face of the branch but also with respect to the core. In this case, a fold can therefore be moved from one side to the other of a branch without the total number of folds or their nature being changed between the two branches having different stacking sequences. As a result, the number or nature of the folds on the inner or outer side may be different between two distinct branches.
25 Avantageusement, les plis peuvent comporter des fils de renfort formés dans un matériau choisi parmi le groupe comportant le verre, le carbone et l'aramide. Advantageously, the plies may comprise reinforcing son formed in a material chosen from the group comprising glass, carbon and aramid.
De tels matériaux permettent en effet de conférer aux branches d'arc une excellente résistance en flexion et confèrent une raideur importante. En pratique, au moins un des plis peut être formé par une nappe de fils orientés selon une même direction. Dans ce cas, on parle alors de nappes unidirectionnelles. Celles-ci 30 2953007 -4- sont découpées et positionnées en regard du noyau avec une certaine inclinaison par rapport à la direction longitudinale des branches. Such materials indeed make it possible to give the arc branches excellent flexural strength and impart a high degree of stiffness. In practice, at least one of the folds may be formed by a sheet of son oriented in the same direction. In this case, we speak of unidirectional layers. These are cut and positioned facing the core with a certain inclination with respect to the longitudinal direction of the branches.
Selon un mode de réalisation particulier, les complexes peuvent comporter au moins 5 deux nappes de fils présentant des orientations différentes. According to a particular embodiment, the complexes may comprise at least two sheets of son having different orientations.
En effet, les nappes unidirectionnelles peuvent être orientées avec une inclinaison comprise entre -90° et +90° par rapport à la direction longitudinale de la branche. Les inclinaisons peuvent ainsi être opposées de façon à équilibrer l'arc en torsion lors d'une 10 sollicitation en flexion de la branche. Ainsi, on peut notamment positionner les nappes unidirectionnelles à -45° et +45° pour équilibrer une branche. Indeed, the unidirectional sheets can be oriented with an inclination of between -90 ° and + 90 ° with respect to the longitudinal direction of the branch. The inclinations can thus be opposed so as to balance the arc in torsion during a bending stress of the branch. Thus, it is possible in particular to position the unidirectional sheets at -45 ° and + 45 ° to balance a branch.
Avantageusement, les complexes peuvent comporter chacun une première nappe de fils agencés parallèlement par rapport à une direction longitudinale des branches à réaliser 15 et une seconde nappe de fils agencés perpendiculairement par rapport à cette direction longitudinale. Advantageously, the complexes may each comprise a first sheet of son arranged parallel to a longitudinal direction of the legs to be made 15 and a second sheet of son arranged perpendicularly to this longitudinal direction.
En d'autres termes, des nappes unidirectionnelles peuvent être agencées avec une inclinaison perpendiculaire entre elles. Les nappes dont la direction des fils est parallèle à 20 la direction longitudinale des branches, permettent de participer à la raideur en flexion de la branche, tandis que les nappes, dont les fils sont agencés perpendiculairement par rapport à la direction des branches, jouent le rôle des nappes intercalaires et participent faiblement à la raideur de la branche en flexion. In other words, unidirectional sheets can be arranged with a perpendicular inclination between them. The plies, whose direction of the yarns is parallel to the longitudinal direction of the branches, make it possible to participate in the flexural stiffness of the limb, whereas the plies, the threads of which are arranged perpendicularly with respect to the direction of the limbs, play the the role of the intercalary sheets and participate weakly in the stiffness of the branch in flexion.
25 En pratique, on peut modifier la puissance des branches en intervertissant le positionnement des au moins deux nappes dans la séquence d'empilement. In practice, the power of the branches can be modified by inverting the positioning of the at least two layers in the stacking sequence.
En effet, plus la nappe présentant les fils parallèles à la direction de l'arc, est éloignée de la fibre neutre de la branche, c'est-à-dire du centre du noyau, plus on augmente la 30 puissance de la branche. De même, en rapprochant la nappe comportant des fils orientés perpendiculairement par rapport à la direction longitudinale de la branche de la fibre neutre, on augmente également la puissance de la branche en question. 2953007 -5- Selon un mode de réalisation particulier, au moins un des plis peut être formé par un tissu. Indeed, the more the web having the son parallel to the direction of the arc, is away from the neutral fiber of the branch, that is to say from the center of the core, the greater the power of the branch. Similarly, by bringing the web having son oriented perpendicular to the longitudinal direction of the branch of the neutral fiber, the power of the branch in question is also increased. According to a particular embodiment, at least one of the plies may be formed by a fabric.
Autrement dit, les plis comportent des fils orientés selon au moins deux directions qui 5 peuvent notamment être perpendiculaires. In other words, the pleats comprise yarns oriented in at least two directions which may in particular be perpendicular.
En pratique, le tissu peut être orienté à 45° par rapport à la direction longitudinale des branches réalisées. De cette manière, on augmente la rigidité en torsion de la branche. In practice, the fabric can be oriented at 45 ° with respect to the longitudinal direction of the branches made. In this way, the torsional rigidity of the branch is increased.
10 Des tissus peuvent également être positionnés au niveau des couches externes des complexes et permettent également de conférer un aspect visuel homogène au niveau de la surface visible des branches. Fabrics may also be positioned at the outer layers of the complexes and also provide a uniform visual appearance at the visible surface of the limbs.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES 15 La manière de réaliser l'invention et les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif mais non limitatif, à l'appui des figures dans lesquelles : - les figures 1 et 2 sont des vues éclatées en coupe de deux complexes réalisés selon un 20 premier mode de réalisation et pouvant être utilisés pour fabriquer deux branches d'arc distinctes selon le procédé conforme à l'invention ; - les figures 3 et 4 sont des vues éclatées en coupe de deux complexes réalisés selon un second mode de réalisation et pouvant être utilisés pour fabriquer deux autres branches d'arc distinctes selon le procédé conforme à l'invention ; 25 - la figure 5 est une vue éclatée en perspective du complexe conforme à celui de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue en coupe du traitement réalisé sur un complexe et permettant de générer une branche d'arc. SUMMARY DESCRIPTION OF THE FIGURES The manner of carrying out the invention and the advantages which result from it will emerge clearly from the description of the embodiment which follows, given as an indication but without limitation, in support of the figures in which: FIGS. 1 and 2 are exploded sectional views of two complexes made according to a first embodiment and which can be used to manufacture two distinct arch branches according to the process according to the invention; - Figures 3 and 4 are exploded sectional views of two complexes made according to a second embodiment and can be used to manufacture two other separate arc branches according to the method according to the invention; Figure 5 is an exploded perspective view of the complex according to that of Figure 1; - Figure 6 is a sectional view of the processing performed on a complex and for generating an arc branch.
MANIERE DE DECRIRE L'INVENTION HOW TO DESCRIBE THE INVENTION
Comme déjà évoqué, l'invention concerne un procédé de fabrication de branches d'arc comportant des plis rapportés sur un noyau. As already mentioned, the invention relates to a method of manufacturing arc branches having folds reported on a core.
Tel que représenté à la figure 1, le complexe 1 comporte un noyau 3 sur lequel on rapporte des plis 2, 12, 22 sur chacune de ses deux faces. Selon cet exemple de réalisation, les plis 2 sont positionnés directement en regard du noyau 3, puis un pli 12 vient recouvrir ces trois premiers plis 2. Selon ce mode de réalisation, les plis 2 et 12 peuvent être formés chacun par une nappe de fils orientés selon une même direction, c'est-à-dire par des nappes unidirectionnelles. Deux plis 22 formés chacun par un tissu viennent ensuite recouvrir et former la face extérieure du complexe 1. As shown in Figure 1, the complex 1 comprises a core 3 on which pleats 2, 12, 22 are reported on each of its two faces. According to this embodiment, the folds 2 are positioned directly facing the core 3, then a fold 12 comes to cover these first three folds 2. According to this embodiment, the folds 2 and 12 may each be formed by a sheet of threads oriented in the same direction, that is to say by unidirectional sheets. Two folds 22 each formed by a fabric are then covered and form the outer face of the complex 1.
La figure 1 présente un complexe 1 formé par des plis agencés symétriquement de part et d'autre du noyau 3, cependant l'invention ne se limite pas à cet exemple et selon d'autres modes de réalisation les plis peuvent également être agencés de façon dissymétrique par rapport au noyau 3. FIG. 1 shows a complex 1 formed by folds arranged symmetrically on either side of the core 3, however, the invention is not limited to this example and according to other embodiments the folds can also be arranged in such a way that asymmetrical with respect to the core 3.
Tel que représenté à la figure 2, la position du pli 12 dans la séquence d'empilement peut être modifiée par rapport à celle de la figure 1. Ainsi, dans ce cas, en partant du noyau 3, le pli 12 est positionné en troisième position entre deux plis 2. Le fait de rapprocher le pli 12 de la fibre neutre du noyau 3 permet, par exemple, d'augmenter la puissance de sa branche. Par conséquent, le complexe 11 permet de réaliser une branche dont la puissance est supérieure à celle obtenue au moyen du complexe 1 décrit en figure 1. As shown in FIG. 2, the position of the fold 12 in the stacking sequence can be modified with respect to that of FIG. 1. Thus, in this case, starting from the core 3, the fold 12 is positioned in the third position. position between two folds 2. The fact of bringing the fold 12 of the neutral fiber of the core 3 allows, for example, to increase the power of its branch. As a result, the complex 11 makes it possible to produce a branch whose power is greater than that obtained by means of the complex 1 described in FIG.
Selon un autre mode de réalisation et tel que représenté à la figure 3, les plis 202, 212, 222 du complexe 21 agencés au niveau de la face externe de la branche d'arc à réaliser peuvent être en nombre supérieur par rapport aux plis 2, 12, 22 agencés au niveau de la face interne de la branche d'arc. -6 2953007 -7- Cependant, et tel que représenté à la figure 4, le complexe 31 comporte la même séquence d'empilement des plis 2, 12, 22, 202, 212, 222. Ainsi, par rapport au complexe 21 de la figure 3, seules les positions relatives des plis entre eux sont modifiées. La nature et le nombre total de plis restent bien les mêmes entre les deux 5 complexes 21, 31, cependant le changement dans la position relative des plis permet de faire varier la puissance obtenue par les branches formées par ces deux complexes 21, 31. According to another embodiment and as shown in Figure 3, the folds 202, 212, 222 of the complex 21 arranged at the outer face of the arc branch to achieve may be greater in number than the folds 2 , 12, 22 arranged at the inner face of the arc branch. However, and as represented in FIG. 4, the complex 31 comprises the same stacking sequence of the folds 2, 12, 22, 202, 212, 222. Thus, with respect to the complex 21 of the 3, only the relative positions of the folds between them are modified. The nature and the total number of folds remain the same between the two complexes 21, 31, however the change in the relative position of the folds makes it possible to vary the power obtained by the branches formed by these two complexes 21, 31.
Tel que représenté à la figure 5, les plis 2 de la figure 1 peuvent être formés par des premières nappes 102 de fils agencés parallèlement par rapport à une direction 10 longitudinale 10 des branches réalisées. La seconde nappe 112 présente, quant à elle, des fils agencés perpendiculairement par rapport à la direction longitudinale 10 des branches. As shown in Figure 5, the folds 2 of Figure 1 may be formed by first plies 102 of son arranged parallel to a longitudinal direction 10 of the branches made. The second ply 112 has, for its part, son arranged perpendicular to the longitudinal direction of the branches.
Par ailleurs, les deux plis 22 peuvent être formés par un tissu 122 et positionné au niveau de la face externe des branches, c'est-à-dire au niveau de la position la plus 15 éloignée par rapport au noyau 3 dans la séquence d'empilement. On the other hand, the two folds 22 may be formed by a fabric 122 and positioned at the outer face of the branches, i.e., at the furthest position from the core 3 in the d sequence. stacking.
Tel que représenté à la figure 6, une fois le complexe 1 réalisé, on le positionne dans un moule 30 formé par deux matrices 32, 33. On met ensuite sous pression les deux matrices 32, 33 et on chauffe de manière à faire réticuler la résine permettant de 20 solidariser entre eux les plis. La résine peut soit pré imprégner les différents plis, soit être injectée dans le moule 30 au moment de l'étape de traitement. As shown in FIG. 6, once the complex 1 has been produced, it is positioned in a mold 30 formed by two dies 32, 33. The two dies 32, 33 are then pressurized and heated so as to crosslink the resin for joining the folds together. The resin may either pre-impregnate the various plies or be injected into the mold 30 at the time of the treatment step.
Un tel moule 30 permet également de traiter tout complexe, et en particulier le complexe 11, présentant une séquence d'empilement des plis sur le noyau différente de 25 celle du complexe 1. Such a mold 30 also makes it possible to treat any complex, and in particular the complex 11, having a stacking sequence of folds on the core different from that of the complex 1.
Il ressort de ce qui précède qu'un procédé de fabrication de branches d'arc conformes à l'invention présente de nombreux avantages, et notamment : - il permet de réaliser des branches d'arc présentant différentes puissances dans un 30 même moule ; - il permet de réaliser différentes puissances d'arc avec un nombre limité de plis de nature différente ; 2953007 -8- - il permet de faciliter la confection des complexes, les découpes des plis étant identiques, seule la séquence d'empilement changeant d'une branche à l'autre de puissance différente ; - l'opération de drapage des plis dans le moule est facile à réaliser pour un 5 opérateur qui n'a qu'un nombre limité de plis de nature différente à utiliser. It follows from the foregoing that a method for manufacturing arc branches according to the invention has many advantages, and in particular: it makes it possible to produce arc branches having different powers in the same mold; it makes it possible to produce different arc powers with a limited number of folds of different nature; It makes it possible to facilitate the making of the complexes, the cutouts of the plies being identical, only the stacking sequence changing from one branch to the other of different power; the pleat draping operation in the mold is easy to perform for an operator who has only a limited number of plies of different nature to use.
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2009
- 2009-11-26 FR FR0958415A patent/FR2953007B1/en active Active
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| FR2953007B1 (en) | 2011-11-18 |
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