WO2020128369A1 - Corde composite - Google Patents

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WO2020128369A1
WO2020128369A1 PCT/FR2019/053211 FR2019053211W WO2020128369A1 WO 2020128369 A1 WO2020128369 A1 WO 2020128369A1 FR 2019053211 W FR2019053211 W FR 2019053211W WO 2020128369 A1 WO2020128369 A1 WO 2020128369A1
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WO
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layers
fibrous
rope
composite
thickness
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/053211
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English (en)
Inventor
Stéphane E BETRANCOURT
Brahim CHEIKH-BELLA
Antoine G. GRONIER
Original Assignee
S.Ara Composite
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by S.Ara Composite filed Critical S.Ara Composite
Priority to EP19848797.7A priority Critical patent/EP3899312A1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/366—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers made of fibre-reinforced plastics, i.e. characterised by their special construction from such materials
    • F16F1/3665—Wound springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F16F2224/0241—Fibre-reinforced plastics [FRP]

Definitions

  • the present presentation relates to a composite rope as well as a spring
  • Such a composite rope is particularly particularly useful for manufacturing springs, in the automotive field in particular.
  • Such composite springs are thus produced from a composite rope, formed from a plurality of fibrous layers impregnated with resin, wound around one another, shaped and then solidified by polymerization of the resin.
  • the fibers of the different layers pass through a resin bath after the winding of each new fibrous layer, which is very tedious and generates significant losses of resin.
  • the layers can be wound one by one in a discontinuous process during which the same rope during manufacture will have to run in full in a wrapping device as many times as layers to be superimposed: such a process allows very good regularity of the winding and control of each layer at the cost of an extremely long cycle time.
  • the cord traverses during its manufacture, continuously and in a single pass, a plurality of covering modules winding each fibrous layer one after the other.
  • Such a continuous process offers a much shorter cycle time but requires the installation of as many covering modules as there are layers to be superimposed, which is very bulky and very expensive.
  • the composite cords intended to produce springs are formed of fibrous layers of constant thickness wound
  • the present disclosure relates to a composite cord, in particular for helical spring, comprising several fibrous layers, comprising a fibrous reinforcement and an organic matrix, wound alternately clockwise and counterclockwise around and along a longitudinal direction cord, in which at least two fibrous layers have different thicknesses.
  • each fibrous layer consists of one or more successive sublayers, all of them wound in the same direction. Indeed, for thicker layers, it is easier to superimpose several sub-layers of reduced thicknesses rather than depositing the entire thickness of the layer at once. In particular, from a certain thickness, the ribbons to be deposited may be too thick, which
  • the layers can be numbered from the inside to the outside of the rope, the first layer being the innermost and the last layer being the outermost; the same goes for the underlayers.
  • At least two fibrous layers are provided.
  • each fibrous layer comprises between 1 and 4 fibrous sublayers. The inventors have indeed found that beyond four sub-layers, the impact of the grouping on the final spring becomes significant and potentially unfavorable.
  • the sublayers of at least one fibrous layer all have the same thickness. In this way, it is possible to use the same ribbon model for the different sublayers of the layer, which simplifies the manufacturing process. Preferably, this is the case within each fibrous layer.
  • At least certain sublayers of at least one fibrous layer have different thicknesses.
  • all the sub-layers have the same thickness. In this way, it is possible to use the same ribbon model for all of the rope underlays, which simplifies the manufacturing process.
  • the thickness of each layer is a multiple of the thickness of the thinnest layer: we can then reason indifferently in terms of layer thicknesses than numbers of sublayers within each layer, especially in conjunction with
  • each sublayer comprises several juxtaposed fibrous ribbons.
  • each fibrous sublayer is independently selected from:
  • each fibrous layer is wound in a direction forming an angle with the axial direction.
  • the ribbons, and more generally the fibers, forming each fibrous layer are inclined relative to the axial direction.
  • This orientation can be identical or different depending on the fibrous layers. It is between 10 and 80 °, more frequently between 40 and 50 °.
  • the sublayers of at least one fibrous layer all have the same orientation.
  • the fibrous layer has a homogeneous structure throughout its thickness. Preferably, this is the case within each fibrous layer.
  • the rope includes an axial core. Such a core provides a central structure of the rope, extending axially, without inclination, and in particular makes it possible to provide support for the first fibrous layer.
  • the core includes a bundle of fibers twisted or braided together, a hollow tube and / or a bar.
  • the thinnest fibrous layer is the thinnest fibrous layer
  • the thickest fibrous layer is the thickest fibrous layer
  • the thickness of the thinnest fibrous layer has a thickness at least three times greater, preferably four times greater, than the thickness of the thinnest fibrous layer.
  • the thickest fibrous layer is the thickest fibrous layer
  • At least two fibrous layers are provided.
  • these two fibrous layers are
  • the thickness of the fibrous layers is decreasing from the inside to the outside of the rope, at least from the first fibrous layer to the antepenultimate fibrous layer of the rope, preferably at least until the penultimate fibrous layer of the cord.
  • decreasing it is meant that the thickness has strictly decreased between the beginning and the end of the interval considered and that no layer has a thickness strictly higher than the previous layer in this interval; however, two successive layers may possibly have the same thickness.
  • the inventors have established that the grouping of layers has a lower impact the less the grouped layers are loaded.
  • the inventors have thus established that it was preferable to group more layers towards the center of the rope, and fewer layers towards its surface. However, due to side effects, the last layer and the penultimate layer may derogate from this decrease.
  • the number of sublayers within each fibrous layer is decreasing from the inside to the outside of the rope, at least from the first fibrous layer to the antepenultimate fibrous layer of the cord, preferably at least until the penultimate fibrous layer of the cord.
  • the thickness of the last layer is the thickness of the last layer
  • the penultimate fibrous is strictly greater than the thickness of the penultimate fibrous layer. Indeed, in certain applications, for example that of a helical spring for automobile suspension, the penultimate layer works in compression and undergoes significant constraints: provide a layer of greater thickness, wound in the opposite direction, therefore working in traction, over this penultimate layer thus makes it possible to maintain and resist the pressure forces of the latter, thus reducing the risk of a surface burst of the rope.
  • the number of sublayers of the last fibrous layer is strictly greater than the number of fibrous sublayers of the penultimate fibrous layer.
  • the fibers of the fibrous layers are glass, carbon, kevlar, aramid or flax fibers.
  • the matrix of the fibrous layers is a thermosetting resin, for example of the epoxy type. It may contain a hardener and / or additives.
  • the present disclosure also relates to a composite spring, formed using a composite cord according to any one of the embodiments
  • the present disclosure also relates to an installation for manufacturing a rope, comprising at least two covering modules each comprising a wheel, mounted in a rotary manner and provided with a central passage provided to allow the passage of a rope to guiper, and at least one reel of composite tape mounted on said wheel, in which the wheel of at least one wrapping module is driven clockwise and the wheel of at least one other wrapping module is driven in the direction counterclockwise, wherein said at least two wrapping modules are configured to each surround the wrapping cord with a separate fibrous layer, these fibrous layers having different thicknesses.
  • At least one covering module is
  • At least one covering module is configured to:
  • At least one covering module is configured to:
  • This distribution tool can for example be one of the distribution tools presented in patent application FR 18 73608.
  • the installation further includes a
  • the installation comprises a module for supplying or producing a core, provided upstream of the first covering module.
  • This presentation also relates to a method of manufacturing a
  • composite rope comprising the winding of several fibrous layers, comprising a fibrous reinforcement and an organic matrix, alternately clockwise and counterclockwise, one above the other around and along a longitudinal direction of the rope to be manufactured, in which at least two fibrous layers have different thicknesses.
  • the winding of each fibrous layer comprises the winding of one or more successive sublayers, all wound in the same direction.
  • At least two fibrous layers are provided.
  • all the sub-layers have the same thickness.
  • the sublayers of at least one fibrous layer are all wound in the same orientation.
  • the method includes providing or making a core around which the fibrous layers are wound.
  • At least two fibrous layers are provided.
  • the thickness of the fibrous layers is decreasing from the inside to the outside of the rope, at least from the first fibrous layer to the antepenultimate fibrous layer of the rope, preferably at least until the penultimate fibrous layer of the cord.
  • the thickness of the last layer is the thickness of the last layer
  • fibrous is strictly greater than the thickness of the penultimate fibrous layer.
  • At least two fibrous layers are provided.
  • the fiber material and / or the material of the matrix of these layers may be different.
  • the fibers of certain layers can be glass fibers; the fibers of other layers can be carbon fibers. Hybrid strings are thus obtained comprising several different materials.
  • all of the fibrous layers have the same material.
  • the core is produced in a first
  • the layers wound in a first direction are made of a first material while the layers wound in a second direction are made of a second material, different from the first material.
  • the fibers and / or the matrix of the layers may vary.
  • the core is produced in a first
  • the layers wound in a first direction are made of a second material and that the layers wound in a second direction are made of a third material, these three materials being different.
  • the layers of odd rank include a first material while the layers of even rank include a second material absent from the layers of odd rank.
  • the layers of odd rank include first fibers formed in a first material while the layers of even rank include second fibers formed in a second material.
  • the first fibers are glass fibers while the second fibers are carbon fibers, or vice versa.
  • the core includes fibers of the same material as the layers of even rank.
  • fibrous intended to be wound on the rope can in particular be single threads, bundles of threads, bands etc.
  • FIG 1 is an overall diagram of a rope manufacturing installation according to the description.
  • FIG 2 is a front view of a covering module of this installation.
  • FIG 3 is a sectional view of a composite rope according to the description.
  • FIG 4 is a perspective view of a spring according to the description.
  • FIGS 5A and 5B illustrate the first test results.
  • FIGS 6A and 6B illustrate second test results.
  • FIG 7 illustrates third test results.
  • FIG 8 illustrates fourth test results. Description of the embodiments
  • FIG 1 shows a rope manufacturing installation 1 according to the description.
  • It comprises a core production module 10, provided at the upstream end of the installation 1, that is to say at the right end in FIG 1, a succession of covering modules 20, and a drive device 30, provided at the downstream end of the installation 1, that is to say at the left end of FIG 1.
  • the core embodiment module 10 comprises a wheel 1 1 provided with a
  • the 'soul 14 takes the form of a strand of son turned together; however, the core 14 could also take the form of a braid, a rod, or even a tube.
  • the core threads are glass fibers, titrating at 1200 tex, impregnated with an epoxy resin.
  • the drive device 30 comprises a drum 31 driven in rotation by a motor.
  • the free end of the core 14 is fixed on the drum 31 and the latter is rotated, which tends the core 14 and causes the latter to travel downstream before it is wound around the drum 31.
  • each covering module 20 comprises a wheel 21 provided with a central passage 21 to Each covering module 20 is inserted between the core production module 10 and the device drive 30, the axis of rotation A of all the covering modules 20 being aligned with the axis of rotation of the core-making module 10.
  • the core 14, and more generally the cord during manufacture 24 thus crosses each covering module 20 by extending along the common axis of rotation A of all the modules 20 before being wound around the drum 31 of the device
  • Each covering module 20 comprises one or more sets 22a, 22b, 22c of coils 22, each set of coils being intended to form an undercoat
  • the coils 22a, 22b, 22c are presented in separate plans ; however, in practice, it is possible to install all the coils 22a, 22b, 22c in the same plane and then distribute their ribbons 23 in different rows using a distribution tool 40 and / or pulleys.
  • this distribution tool can be configured as one of the distribution tools presented in the patent application
  • the ribbons 23 include a fibrous reinforcement impregnated with a matrix
  • each ribbon 23 takes the form of a strip 5 mm wide and 0.38 mm thick.
  • a ribbon 23 is drawn from each reel 22 of the same set 22a, 22b, 22c and applied to the rope during manufacture 24, the different ribbons 23 of the same set of reels 22a, 22b, 22c being distributed by so as to juxtapose them, as much as possible without overlap or gap, so as to form a fibrous layer 52-1, 52-2, ..., 52-10 uniform.
  • the different sub-layers 51 -1, 51 -2, ..., 51 -26 of the same covering module 20 form a common uniform layer 52-1, 52-2, ..., 52-10 .
  • each covering module 20 makes it possible to add to the incoming cord a plurality of fibrous sub-layers 51 -1, 51 -2, ..., 51 -26 all wound in the same direction, thus forming a additional fibrous layer 52-1, 52-2, ...,
  • the successive covering modules 20 rotate in opposite directions in order to deposit fibrous layers 52-1, 52-2, ..., 52-10 having different winding directions.
  • a layer 52-1, 52-2, ..., 52-10 would require a very large total number of ribbons, exceeding the carrying capacity of the covering modules used, it would be possible to provide two successive covering modules rotating in the same direction, the sub-layers of the fibrous layer in question were then distributed between these two covering modules.
  • the structure of the final rope 50 thus obtained is visible in FIG 3. It therefore comprises a core 14, extending in the axial direction A and having an axial orientation, and a superposition of fibrous layers 52-1, 52-2, ..., 52-10, wound alternately clockwise and counterclockwise, each consisting of one or more sublayers 51 -1, 51 -2, ..., 51 -26.
  • the final cord 50 comprises a core 14 and 10 fibrous layers 52-1, 52-2, ..., 52-10, each comprising between 1 and 4 sublayers 51 - 1, 51 -2, ..., 51 -26 for a total of 26 sublayers 51 -1, 51 -2, ..., 51 -26 organized according to the following table.
  • all the sub-layers 51 -1, 51 -2, 51 -26 have the same thickness, ie 0.38 mm in the present example, which corresponds to the thickness of the ribbons 23.
  • the number of sublayers 51 -1, 51 -2, ..., 51 -26 within layers 52-1, 52 -2, ..., 52-10 is decreasing from the inside to the outside of the rope 50, in other words that the thickness of the layers 52-1, 52-2, ..., 52-10 is decreasing from inside to the outside of the rope 50.
  • the last layer 52-10 has three sub-layers 51 -24, 51 -25, 51 -26, that is to say a thickness three times greater than the penultimate layer 52- 9.
  • all the sub-layers 51 -1, 51 -2, ..., 51 -26 are oriented at 45 °, in one direction or the other: however, it should be understood that this value is approximate and may vary slightly (more or less 10% typically) depending on the underlay 51 -1, 51 -2, ..., 51 -26 considered, to take into account in particular the diameter of the rope 24 at this time of the making.
  • a helical spring 60 (thus visible in FIG. 4) is thus obtained having a stiffness comparable to that of metal springs of the same characteristics.
  • This spring I is confronted with a comparative example C comprising 21 layers organized according to a strict alternation, that is to say without any grouping, according to the following table. All the other characteristics of this comparative spring C, in particular its materials, its dimensions and its shaping, are identical to spring I.
  • FIGS 5A and 5B illustrate the curve 71, 71 ’of the force exerted by the spring studied as a function of its height;
  • FIG 5A gives the results for the spring I according to the description and
  • FIG 5B gives the results for the comparative spring C.
  • the grouping of the sub-layers of the spring I therefore has no influence on its
  • FIGS. 6A and 6B illustrate these second results of tests in which the local elongation of the fibers, in non-dimensioned relative values, is plotted for each layer as a function of the position of the fibers considered along the spring, from the lower end of the spring (turn 0) to its upper end (turn 4). More precisely, in each transverse plane along the curvilinear direction of the spring, the elongation of the fibers has been measured at the point of the layer considered to be the most intrados, in other words the point directed towards the axis of the spring.
  • the curves 72, 72 ’located above the abscissa axis correspond to the layers working in traction while the curves 72, 72’ located below the abscissa axis correspond to the layers working in compression.
  • the grouping of the sub-layers of the spring I therefore has no influence, or
  • FIG. 7 illustrates on the same graph the local elongation of the fibers, in the same transverse plane 72a corresponding to the transverse plane undergoing the greatest tensile stresses, of each of the layers working in traction 73a, 73a 'of the spring I and comparative spring C.
  • FIG 8 illustrates on the same graph the local elongation of the fibers, in the same transverse plane 72a, of each of the layers working in compression 74a, 74a 'of the spring I and of the comparative spring C.

Abstract

Corde composite, ressort composite formé à l'aide d'une telle corde composite, installation de fabrication et procédé de fabrication d'une telle corde composite, ladite corde composite comprenant plusieurs couches fibreuses (52-1, 52-2,..., 52- 10), comportant un renfort fibreux et une matrice organique, enroulées alternativement dans le sens horaire et dans le sens a nti horaire autour et le long d'une direction longitudinale (A) de la corde (50), dans laquelle au moins deux couches fibreuses (52-1, 52-2) possèdent des épaisseurs différentes.

Description

Description
Titre de l'invention : Corde composite
Domaine Technique
[0001 ] Le présent exposé concerne une corde composite ainsi qu’un ressort
composite formé à l’aide d’une telle corde composite. Il concerne également une installation de fabrication et un procédé de fabrication d’une telle corde
composite.
[0002] Une telle corde composite est notamment particulièrement utile pour fabriquer des ressorts, dans le domaine automobile notamment.
Technique antérieure
[0003] L’industrie automobile requiert la fabrication de ressorts de grandes tailles et de fortes raideurs pour la suspension des véhicules routiers. Historiquement, ces ressorts automobiles sont réalisés en métal. Toutefois, depuis quelques années, afin notamment d’obtenir d’importants gains de masse, des développements ont été menés pour produire de tels ressorts en matériaux composites.
[0004] De tels ressorts composites sont ainsi réalisés à partir d’une corde composite, formée d’une pluralité de couches fibreuses imprégnées de résine, enroulées les unes autour des autres, mise en forme puis solidifiée par polymérisation de la résine. Dans certains procédés, les fibres des différentes couches passent dans un bain de résine après l’enroulement de chaque nouvelle couche fibreuse, ce qui est très fastidieux et génère des pertes importantes de résine.
[0005] A ce jour, parmi les procédés pré-imprégnés connus, les couches peuvent être enroulées une par une dans un procédé discontinu au cours duquel la même corde en cours de fabrication devra défiler intégralement dans un dispositif de guipage autant de fois que de couches à superposer : un tel procédé permet une très bonne régularité de l’enroulement et un contrôle de chaque couche au prix d’un temps de cycle extrêmement long. [0006] Selon un autre procédé, la corde traverse au cours de sa fabrication, de manière continue et en un seul passage, une pluralité de modules de guipage enroulant chaque couche fibreuse les unes à la suite des autres. Un tel procédé continu offre un temps de cycle beaucoup plus court mais exige la mise en place d’autant de modules de guipage que de couches à superposer, ce qui est très encombrant et très coûteux.
[0007] En effet, à ce jour, les cordes composites destinées à réaliser des ressorts sont formées de couches fibreuses d’épaisseur constante enroulées
alternativement dans un sens puis dans l’autre, en général avec la même orientation en valeur absolue, typiquement 45°. Eneffet, une telle alternance de sens d’enroulement à épaisseur constante permet une alternance régulière et fine de couches en compression et de couches en traction dans le ressort final, ce qui est considéré à ce jour comme la meilleure façon de maximiser la tenue mécanique du ressort final.
[0008] Il existe donc un réel besoin pour une corde composite permettant de
résoudre, au moins en partie, les inconvénients inhérents aux méthodes connues précitées.
Exposé de l’invention
[0009] Le présent exposé concerne une corde composite, notamment pour ressort hélicoïdal, comprenant plusieurs couches fibreuses, comportant un renfort fibreux et une matrice organique, enroulées alternativement dans le sens horaire et dans le sens antihoraire autour et le long d’une direction longitudinale de la corde, dans laquelle au moins deux couches fibreuses possèdent des épaisseurs différentes.
[0010] Ainsi, dans la présente corde, on rompt avec la configuration classique d’une alternance stricte horaire-antihoraire à épaisseur constante. En effet,
contrairement à ce qui était communément admis dans le domaine jusqu’à ce jour, les recherches et expérimentations menées par les inventeurs ont abouti à la conclusion qu’une alternance horaire-antihoraire à épaisseur constante n’était pas indispensable pour assurer une tenue mécanique suffisante pour respecter les cahiers des charges des constructeurs automobiles : ainsi, les inventeurs ont établi qu’il était possible de prévoir certaines couches plus épaisses que d’autres sans entraîner un déséquilibre sensible de la corde et, ainsi, sans pénaliser outre mesure l’efficacité et la tenue du ressort final.
[0011 ] Dès lors, il devient possible de réduire fortement le nombre de couches de la corde, ce qui simplifie grandement cette dernière. En particulier, il est possible de réduire fortement le nombre de modules de guipage contrarotatifs puisque le nombre de changement de sens de l’enroulement est fortement réduit et qu’un changement de module de guipage n’est nécessaire que lors d’un tel
changement de sens d’enroulement. En conséquence, il est possible de réduire le coût et l’encombrement de l’installation de fabrication de corde ; compte tenu de la réduction du nombre de modules de guipage, elle entraîne également une réduction des coûts d’exploitation, liés notamment au réglage et à la
maintenance des modules, ainsi que des pertes en début et fin de production.
[0012] Dans certains modes de réalisation, chaque couche fibreuse se compose d’une ou plusieurs sous-couches successives, toutes enroulées dans le même sens. En effet, pour des couches plus épaisses, il est plus facile de superposer plusieurs sous-couches d’épaisseurs réduites plutôt que de déposer la totalité de l’épaisseur de la couche en une seule fois. En particulier, à partir d’une certaine épaisseur, les rubans à déposer risqueraient d’être trop épais, ce qui
compliquerait leur application et risquerait de générer des défauts. Toutefois, il convient de noter que, selon les rubans utilisés, il est possible que la
démarcation entre les sous-couches déposées successivement ne soit plus, ou pratiquement plus, visible dans le produit fini. Les couches peuvent être numérotée de l’intérieur vers l’extérieur de la corde, la première couche étant ainsi la plus interne et la dernière couche étant la plus externe ; il en va de même pour les sous-couches.
[0013] Dans certains modes de réalisation, au moins deux couches fibreuses
possèdent des nombres de sous-couches différents. En effet, les inventeurs ont établi que les performances souhaitées de la corde pouvaient être obtenues sans que les couches fibreuses successives aient nécessairement le même nombre de sous-couches. Ainsi, pour faire varier l’épaisseur de la couche fibreuse, il suffit de faire varier le nombre de sous-couches au sein de cette couche fibreuse. [0014] Dans certains modes de réalisation, chaque couche fibreuse comprend entre 1 et 4 sous-couches fibreuses. Les inventeurs ont en effet constaté qu’au-delà de quatre sous-couches, l’impact du regroupement sur le ressort final devenait sensible et potentiellement défavorable.
[0015] Dans certains modes de réalisation, les sous-couches d’au moins une couche fibreuse possèdent toutes la même épaisseur. De cette manière, il est possible d’utiliser le même modèle de ruban pour les différentes sous-couches de la couche, ce qui simplifie le procédé de fabrication. De préférence, cela est le cas au sein de chaque couche fibreuse.
[0016] Toutefois, dans d’autres modes de réalisation, au moins certaines sous- couches d’au moins une couche fibreuse possèdent des épaisseurs différentes.
[0017] Dans certains modes de réalisation, toutes les sous-couches possèdent la même épaisseur. De cette manière, il est possible d’utiliser le même modèle de ruban pour toutes les sous-couches de la corde, ce qui simplifie le procédé de fabrication. Dans un tel cas, on comprend que l’épaisseur de chaque couche est un multiple de l’épaisseur de la couche la moins épaisse : on peut alors raisonner indifféremment en termes d’épaisseurs de couches que de nombres de sous- couches au sein de chaque couche, en particulier en liaison avec les
caractéristiques décrites dans le présent exposé.
[0018] Dans certains modes de réalisation, chaque sous-couche comprend plusieurs rubans fibreux juxtaposés.
[0019] Dans certains modes de réalisation, chaque sous-couche fibreuse est
enroulée selon une direction formant un angle avec la direction axiale. Autrement dit, les rubans, et plus généralement les fibres, formant chaque couche fibreuse sont inclinés par rapport à la direction axiale. Cette orientation peut être identique ou différente selon les couches fibreuses. Elle est comprise entre 10 et 80° , plus fréquemment entre 40 et 50° .
[0020] Dans certains modes de réalisation, les sous-couches d’au moins une couche fibreuse possèdent toutes la même orientation. Ainsi, la couche fibreuse possède une structure homogène dans toute son épaisseur. De préférence, cela est le cas au sein de chaque couche fibreuse. [0021 ] Dans certains modes de réalisation, la corde comprend une âme axiale. Une telle âme assure une structure centrale de la corde, s’étendant axialement, sans inclinaison, et permet notamment de fournir un support pour la première couche fibreuse.
[0022] Dans certains modes de réalisation, l’âme comprend un faisceau de fibres tournées ou tressées ensemble, un tube creux et/ou une barre.
[0023] Dans certains modes de réalisation, la couche fibreuse la moins épaisse
possède une épaisseur comprise entre 0,2 et 1 mm, de préférence entre 0,3 et 0,6 mm, de préférence encore entre 0,35 et 0,45 mm.
[0024] Dans certains modes de réalisation, la couche fibreuse la plus épaisse
possède une épaisseur au moins trois fois supérieure, de préférence quatre fois supérieure, à l’épaisseur de la couche fibreuse la moins épaisse.
[0025] Dans certains modes de réalisation, la couche fibreuse la plus épaisse
possède une épaisseur comprise entre 1 et 3 mm, de préférence entre 1 ,2 et 2 mm, de préférence encore entre 1 ,4 et 1 ,6 mm.
[0026] Dans certains modes de réalisation, au moins deux couches fibreuses
possèdent une épaisseur strictement supérieure à l’épaisseur de la couche fibreuse la moins épaisse, ces deux couches fibreuses étant de préférence successives. Les inventeurs ont en effet établi qu’il était possible de regrouper plusieurs couches aussi bien dans un sens d’enroulement que dans l’autre.
[0027] Dans certains modes de réalisation, ces deux couches fibreuses sont
successives. En particulier, dans de tels modes de réalisation, plusieurs couches successives peuvent être enroulées dans le même sens puis, juste après, plusieurs couches successives peuvent être enroulées dans l’autre sens. Les inventeurs ont en effet établi qu’une telle configuration était possible et tout particulièrement intéressante pour les couches les plus internes de la corde.
[0028] Dans certains modes de réalisation, l’épaisseur des couches fibreuses est décroissante de l’intérieur vers l’extérieur de la corde, au moins depuis la première couche fibreuse jusqu’à l’antépénultième couche fibreuse de la corde, de préférence au moins jusqu’à l’avant-dernière couche fibreuse de la corde. Par « décroissante », on entend que l’épaisseur a strictement décrue entre le début et la fin de l’intervalle considéré et qu’aucune couche ne possède une épaisseur strictement supérieure que la couche précédente dans cet intervalle ; toutefois, deux couches successives peuvent éventuellement avoir la même épaisseur. En effet, les inventeurs ont établi que le regroupement de couches a un impact d’autant plus faible que les couches regroupées sont moins chargées
mécaniquement : les inventeurs ont ainsi établi qu’il était préférable de regrouper plus de couches vers le centre de la corde, et moins de couches vers sa surface. Toutefois, en raison d’effets de bord, la dernière couche et l’avant-dernière couche peuvent déroger à cette décroissance.
[0029] En particulier, dans certains modes de réalisation, le nombre de sous- couches au sein de chaque couche fibreuse est décroissant de l’intérieur vers l’extérieur de la corde, au moins depuis la première couche fibreuse jusqu’à l’antépénultième couche fibreuse de la corde, de préférence au moins jusqu’à l’avant-dernière couche fibreuse de la corde.
[0030] Dans certains modes de réalisation, l’épaisseur de la dernière couche
fibreuse est strictement supérieure à l’épaisseur de l’avant-dernière couche fibreuse. En effet, dans certaines applications, par exemple celle d’un ressort hélicoïdal de suspension automobile, l’avant-dernière couche travaille en compression et subit d’importantes contraintes : prévoir une couche d’épaisseur plus importante, enroulée dans le sens opposé, travaillant donc en traction, par dessus cette avant-dernière couche permet ainsi de maintenir et de résister aux efforts de pression de cette dernière, réduisant ainsi le risque d’un éclatement superficiel de la corde.
[0031 ] En particulier, dans certains modes de réalisation, le nombre de sous- couches de la dernière couche fibreuse est strictement supérieur au nombre de sous-couche fibreuses de l’avant-dernière couche fibreuse.
[0032] Dans certains modes de réalisation, les fibres des couches fibreuses sont des fibres de verre, de carbone, de kevlar, d’aramide ou de lin.
[0033] Dans certains modes de réalisation, la matrice des couches fibreuses est une résine thermodurcissable, par exemple du type époxy. Elle peut contenir un durcisseur et/ou des additifs. [0034] Le présent exposé concerne également un ressort composite, formé à l’aide d’une corde composite selon l’un quelconque des modes de réalisation
précédents.
[0035] Le présent exposé concerne également une installation de fabrication d’une corde, comprenant au moins deux modules de guipage comportant chacun une roue, montée de manière rotative et munie d’un passage central prévu pour permettre le passage d’une corde à guiper, et au moins une bobine de ruban composite montée sur ladite roue, dans laquelle la roue d’au moins un module de guipage est entraînée dans le sens horaire et la roue d’au moins un autre module de guipage est entraînée dans le sens antihoraire, dans laquelle lesdits au moins deux modules de guipage sont configurés pour entourer chacun la corde à guiper d’une couche fibreuse distincte, ces couches fibreuses possédant des épaisseurs différentes.
[0036] Dans certains modes de réalisation, au moins un module de guipage est
configuré pour entourer la corde à guiper d’au moins deux sous-couches fibreuses distinctes et successives.
[0037] Dans certains modes de réalisation, au moins un module de guipage
comprend au moins deux bobines montées sur la roue dudit module de guipage selon deux rangs différents.
[0038] Dans certains modes de réalisation, au moins un module de guipage
comprend au moins deux bobines, montées sur la roue dudit module de guipage selon un unique rang, et un outil de répartition monté sur la roue dudit module de guipage de sorte à répartir les rubans issus desdites deux bobines sur deux rangs différents. Cet outil de répartition peut par exemple être l’un des outils de répartition présentés dans la demande de brevet FR 18 73608.
[0039] Dans certains modes de réalisation, l’installation comprend en outre un
dispositif d’entraînement axial de la corde.
[0040] Dans certains modes de réalisation, l’installation comprend un module de fourniture ou de réalisation d’une âme, prévu en amont du premier module de guipage.
[0041 ] Le présent exposé concerne également un procédé de fabrication d’une
corde composite, comprenant l’enroulement de plusieurs couches fibreuses, comportant un renfort fibreux et une matrice organique, alternativement dans le sens horaire et dans le sens antihoraire, les unes par-dessus les autres autour et le long d’une direction longitudinale de la corde à fabriquer, dans lequel au moins deux couches fibreuses possèdent des épaisseurs différentes.
[0042] Toutes les caractéristiques et avantages de chacun des modes de réalisation de la corde présentés ci-dessus peuvent être transposés à ce procédé de fabrication de corde.
[0043] En particulier, dans certains modes de réalisation, l’enroulement de chaque couche fibreuse comprend l’enroulement d’une ou plusieurs sous-couches successives, toutes enroulées dans le même sens.
[0044] Dans certains modes de réalisation, au moins deux couches fibreuses
possèdent des nombres de sous-couches différents.
[0045] Dans certains modes de réalisation, toutes les sous-couches possèdent la même épaisseur.
[0046] Dans certains modes de réalisation, les sous-couches d’au moins une couche fibreuse sont toutes enroulées selon la même orientation.
[0047] Dans certains modes de réalisation, le procédé comprend la fourniture ou la réalisation d’une âme autour de laquelle les couches fibreuses sont enroulées.
[0048] Dans certains modes de réalisation, au moins deux couches fibreuses
possèdent une épaisseur strictement supérieure à l’épaisseur de la couche fibreuse la moins épaisse, ces deux couches fibreuses étant de préférence successives.
[0049] Dans certains modes de réalisation, l’épaisseur des couches fibreuses est décroissante de l’intérieur vers l’extérieur de la corde, au moins depuis la première couche fibreuse jusqu’à l’antépénultième couche fibreuse de la corde, de préférence au moins jusqu’à l’avant-dernière couche fibreuse de la corde.
[0050] Dans certains modes de réalisation, l’épaisseur de la dernière couche
fibreuse est strictement supérieure à l’épaisseur de l’avant-dernière couche fibreuse.
[0051 ] Dans certains modes de réalisation, au moins deux couches fibreuses
possèdent des matériaux différents. Plus précisément, le matériau des fibres et/ou le matériau de la matrice de ces couches peut être différent. Par exemple, les fibres de certaines couches peuvent être des fibres de verre ; les fibres d’autres couches peuvent être des fibres de carbone. On obtient ainsi des cordes hybrides comprenant plusieurs matériaux différents.
[0052] Dans d’autres modes de réalisation, toutes les couches fibreuses possèdent le même matériau.
[0053] Dans certains modes de réalisation, l’âme est réalisée dans un premier
matériau et l’ensemble des autres couches est réalisé en un deuxième matériau, différent du premier matériau.
[0054] Dans certains modes de réalisation, les couches enroulées dans un premier sens sont réalisées dans un premier matériau tandis que les couches enroulées dans un deuxième sens sont réalisées dans un deuxième matériau, différent du premier matériau. Ici encore, les fibres et/ou la matrice des couches peuvent varier.
[0055] Dans certains modes de réalisation, l’âme est réalisée dans un premier
matériau, les couches enroulées dans un premier sens sont réalisées dans un deuxième matériau et que les couches enroulées dans un deuxième sens sont réalisées dans un troisième matériau, ces trois matériaux étant différents.
[0056] Dans certains modes de réalisation, les couches de rang impair incluent un premier matériau tandis que les couches de rang pair incluent un deuxième matériau absent des couches de rang impair.
[0057] Dans certains modes de réalisation, les couches de rang impair incluent de premières fibres formées dans un premier matériau tandis que les couches de rang pair incluent de deuxièmes fibres formées dans un deuxième matériau. Par exemple, les premières fibres sont des fibres de verre tandis que les deuxièmes fibres sont des fibres de carbone, ou vice-versa.
[0058] Dans certains modes de réalisation, l’âme inclut des fibres du même matériau que les couches de rang pair.
[0059] Dans le présent exposé, les termes « axial », « radial », « tangentiel »,
« intérieur », « extérieur » et leurs dérivés sont définis par rapport à l’axe central, longitudinal, de la corde, cette direction longitudinale étant considérée de manière curviligne le cas échéant. On entend par « plan axial » un plan passant par cet axe central et par « plan radial » un plan perpendiculaire à cet axe central ; enfin, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au défilement de la corde dans l’installation de fabrication de corde.
[0060] Dans le présent exposé, on entend par « ruban » tout type de structure
fibreuse destinée à être enroulée sur la corde : il peut notamment s’agir de fils uniques, de faisceaux de fils, de bandes etc.
[0061 ] Les caractéristiques et avantages précités, ainsi que d'autres, apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, d'exemples de réalisation de la corde, du ressort et de l’installation de fabrication de corde proposés. Cette description détaillée fait référence aux dessins annexés.
Brève description des dessins
[0062] Les dessins annexés sont schématiques et visent avant tout à illustrer les principes de l’exposé.
[0063] Sur ces dessins, d’une figure (FIG) à l’autre, des éléments (ou parties
d’élément) identiques sont repérés par les mêmes signes de référence. En outre, des éléments (ou parties d'élément) appartenant à des exemples de réalisation différents mais ayant une fonction analogue sont repérés sur les figures par des références numériques incrémentées de 100, 200, etc.
[Fig. 1 ] La FIG 1 est un schéma d’ensemble d’une installation de fabrication de corde selon l’exposé.
[Fig. 2] La FIG 2 est une vue de face d’un module de guipage de cette installation.
[Fig. 3] La FIG 3 est une vue en coupe d’une corde composite selon l’exposé.
[Fig. 4] La FIG 4 est une vue en perspective d’un ressort selon l’exposé.
[Fig. 5A-5B] Les FIG 5A et 5B illustrent des premiers résultats de test.
[Fig. 6A-6B] Les FIG 6A et 6B illustrent des deuxièmes résultats de test.
[Fig.7] La FIG 7 illustre des troisièmes résultats de test.
[Fig. 8] La FIG 8 illustre des quatrièmes résultats de test. Description des modes de réalisation
[0064] Afin de rendre plus concret l’exposé, un exemple d’installation de fabrication de corde est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Il est rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple.
[0065] La FIG 1 représente une installation de fabrication de corde 1 selon l’exposé.
Elle comprend un module de réalisation d’âme 10, prévu à l’extrémité amont de l’installation 1 , c’est-à-dire à l’extrémité droite sur la FIG 1 , une succession de modules de guipage 20, et un dispositif d’entraînement 30, prévu à l’extrémité aval de l’installation 1 , c’est-à-dire à l’extrémité gauche de la FIG 1.
[0066] Le module de réalisation d’âme 10 comprend une roue 1 1 munie d’une
pluralité de bobines 12. Un fil 13 est tiré de chaque bobine 12 et la roue 11 est entraînée en rotation de sorte à tourner ensemble les fils 13 des différentes bobines 12, formant ainsi un toron d’âme 14. Dans le présent exemple, l’âme 14 prend la forme d’un toron de fils tournés ensemble ; toutefois, l’âme 14 pourrait également prendre la forme d’une tresse, d’un jonc, ou encore d’un tube. De plus, dans le présent exemple, les fils de l’âme sont des fibres de verres, titrants à 1200 tex, imprégnées d’une résine époxy.
[0067] Le dispositif d’entraînement 30 comprend un tambour 31 entraîné en rotation par un moteur. L’extrémité libre de l’âme 14 est fixée sur le tambour 31 et ce dernier est mis en rotation, ce qui tend l’âme 14 et entraîne le défilement de cette dernière vers l’aval avant son enroulement autour du tambour 31.
[0068] Comme cela est visible sur les FIG 1 et 2, chaque module de guipage 20 comprend une roue 21 munie d’un passage central 21 a Chaque module de guipage 20 est inséré entre le module de réalisation d’âme 10 et le dispositif d’entraînement 30, l’axe de rotation A de tous les modules de guipage 20 étant aligné sur l’axe de rotation du module de réalisation d’âme 10. L’âme 14, et plus généralement la corde en cours de fabrication 24, traverse ainsi chaque module de guipage 20 en s’étendant le long de l’axe de rotation commun A de tous les modules 20 avant de s’enrouler autour du tambour 31 du dispositif
d’entraînement 30. [0069] Chaque module de guipage 20 comprend un ou plusieurs jeux 22a, 22b, 22c de bobines 22, chaque jeu de bobines étant destiné à former une sous-couche
51 -1 , 51 -2, ..., 51 -26 distincte de la corde finale 50. Dans le présent exemple, pour des raisons de simplification de l’exposé, les bobines 22a, 22b, 22c sont présentées dans des plans distincts ; toutefois, en pratique, il est possible d’installer toutes les bobines 22a, 22b, 22c dans le même plan et de répartir ensuite leurs rubans 23 selon différentes rangées à l’aide d’un outil de répartition 40 et/ou de poulies. En particulier, cet outil de répartition peut être configuré comme l’un des outils de répartition présentés dans la demande de brevet
FR 18 73608.
[0070] Les rubans 23 comprennent un renfort fibreux imprégné d’une matrice
organique. Dans le présent exemple, il s’agit de fibres de verres, titrants à 1200 tex, imprégnées d’une résine époxy; chaque ruban 23 prend la forme d’une bande de 5 mm de largeur et de 0,38 mm d’épaisseur.
[0071 ] Un ruban 23 est tiré de chaque bobine 22 d’un même jeu 22a, 22b, 22c et appliqué sur la corde en cours de fabrication 24, les différents rubans 23 du même jeu de bobines 22a, 22b, 22c étant répartis de manière à les juxtaposer, autant que possible sans chevauchement ou interstice, de sorte à former une couche fibreuse 52-1 , 52-2, ..., 52-10 uniforme. Ainsi, les différentes sous- couches 51 -1 , 51 -2, ..., 51 -26 d’un même module de guipage 20 forment une couche uniforme commune 52-1 , 52-2, ..., 52-10.
[0072] En conséquence, lorsque la roue 21 du module de guipage 20 est entraînée en rotation, les rubans 23 de chaque bobine 22 sont déposés et enroulés autour de la corde en cours de fabrication 24, défilant pour sa part d’amont en aval grâce au dispositif d’entraînement 30, de manière à former une ou plusieurs sous-couches fibreuses 51 -1 , 51 -2, ..., 51 -26 additionnelles sur la corde en cours de fabrication 24.
[0073] Ainsi, chaque module de guipage 20 permet d’ajouter à la corde entrante une pluralité de sous-couches fibreuses 51 -1 , 51 -2, ..., 51 -26 toutes enroulées dans le même sens, formant ainsi une couche fibreuse supplémentaire 52-1 , 52-2, ...,
52-10 et augmentant en conséquence le diamètre de la corde en cours de fabrication 24. [0074] En particulier, dans cet exemple, les modules de guipage 20 successifs tournent dans des sens opposés afin de déposer des couches fibreuses 52-1 , 52-2, ..., 52-10 ayant des directions d’enroulement différentes. Toutefois, dans l’hypothèse où une couche 52-1 , 52-2, ..., 52-10 nécessiterait un nombre total de rubans très important, dépassant la capacité d’emport des modules de guipage utilisés, il serait possible de prévoir deux modules de guipage successifs tournant dans le même sens, les sous-couches de la couche fibreuse en question étaient alors réparties entre ces deux modules de guipage.
[0075] Ainsi, module de guipage 20 après module de guipage 20, de nouvelles
couches fibreuses 52-1 , 52-2, ..., 52-10 sont déposées et le diamètre de la corde 24 croit jusqu’à atteindre une corde finale 50 s’enroulant sur le tambour 31 du dispositif d’entraînement 30. A cet égard, naturellement, on comprend que l’augmentation du diamètre de la corde 24 est exagérée sur la FIG 1.
[0076] La structure de la corde finale 50 ainsi obtenue est visible sur la FIG 3. Elle comprend donc une âme 14, s’étendant dans la direction axiale A et possédant une orientation axiale, et une superposition de couches fibreuses 52-1 , 52-2, ..., 52-10, enroulées alternativement dans le sens horaire et le sens antihoraire, constituées chacune d’une ou plusieurs sous-couches 51 -1 , 51 -2, ..., 51 -26.
[0077] Plus précisément, dans le présent exemple, la corde finale 50 comprend une âme 14 et 10 couches fibreuses 52-1 , 52-2, ..., 52-10, comportant chacune entre 1 et 4 sous-couches 51 -1 , 51 -2, ..., 51 -26 pour un total de 26 sous-couches 51 -1 , 51 -2, ..., 51 -26 organisées selon le tableau suivant.
[0078] [Table 1 ]
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001
[0079] On note ainsi que toutes les sous-couches 51 -1 , 51 -2, 51 -26 possèdent la même épaisseur, soit 0,38 mm dans le présent exemple, ce qui correspond à l’épaisseur des rubans 23.
[0080] On note également qu’à l’exception de la dernière couche 52-10, le nombre de sous-couches 51 -1 , 51 -2, ..., 51 -26 au sein des couches 52-1 , 52-2, ..., 52-10 est décroissant de l’intérieur vers l’extérieur de la corde 50, autrement dit que l’épaisseur des couches 52-1 , 52-2, ..., 52-10 est décroissant de l’intérieur vers l’extérieur de la corde 50. La dernière couche 52-10 possède pour sa part trois sous-couches 51 -24, 51 -25, 51 -26, soit une épaisseur trois fois plus importante que l’avant-dernière couche 52-9.
[0081 ] On note que toutes les sous-couches 51 -1 , 51 -2, ..., 51 -26 sont orientées à 45°, dans un sens ou dans l’autre : toutefois, il feut comprendre que cette valeur est approximative et peut légèrement varier (de plus ou moins 10% typiquement) selon la sous-couche 51 -1 , 51 -2, ..., 51 -26 considérée, pour tenir compte notamment du diamètre de la corde 24 à ce moment de la fabrication.
[0082] Une fois la corde finale 50 ainsi obtenue, elle est mise en forme, par exemple selon une forme hélicoïdale, puis chauffée au sein d’un four pour activer la polymérisation de la résine et, ainsi, figer la corde dans la forme voulue : on obtient ainsi un ressort hélicoïdal 60 (visible sur la FIG. 4) possédant une raideur comparable à celles de ressorts métalliques de mêmes caractéristiques.
[0083] Des résultats de tests vont maintenant être décrits afin de montrer que le regroupement de certaines sous-couches de la corde n’influe que très peu sur les performances du ressort final.
[0084] Ces tests concernent un ressort I selon l’exposé comprenant une âme et 10 couches fibreuses comportant chacune entre 1 et 3 sous-couches pour un total de 21 sous-couches organisées selon le tableau suivant.
[0085] [Table 2]
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000018_0001
[0086] Ce ressort I est confronté à un exemple comparatif C comprenant 21 couches organisées selon une alternance stricte, c’est-à-dire sans aucun regroupement, selon le tableau suivant. Toutes les autres caractéristiques de ce ressort comparatif C, notamment ses matériaux, ses dimensions et sa mise en forme, sont identiques au ressort I.
[0087] [Table 3]
Figure imgf000018_0002
Figure imgf000019_0001
[0088] Au cours d’un premier test, la force exercée par le ressort I d’une part et le ressort comparatif C d’autre part a été mesurée dans plusieurs états de compression de ces derniers. Les FIG 5A et 5B illustrent alors la courbe 71 , 71’ de la force exercée par le ressort étudié en fonction de sa hauteur ; la FIG 5A donne les résultats pour le ressort I selon l’exposé et la FIG 5B donne les résultats pour le ressort comparatif C.
[0089] Les points 71 a, 71 a’ correspondent à l’état au repos : la hauteur de chacun des ressorts est ainsi identique, environ 340 mm, pour une force nulle. Les points 71 b, 71 b’ correspondent à l’état complètement comprimé, également appelé « position choc », autrement dit à l’état dans lequel les spires successives du ressort sont jointives. Les points 71 c, 71 c’ correspondent à l’état de compression nominal, qui est un état de compression prédéterminé situé dans la plage de compression normale du ressort en conditions normales d’utilisation. [0090] Il apparait ainsi que les courbes 71 et 71’ sont linéaires dans tout le domaine de compression de chacun des ressorts I, C avec des pentes, correspondant à la raideur de chacun des ressorts I, C, très proches, mesurées à 53,05 N/mm pour le ressort I et 52,90 N/mm pour le ressort comparatif C.
[0091 ] Le regroupement des sous-couches du ressort I n’influe donc pas sur sa
raideur.
[0092] Au cours d’un deuxième test, l’allongement local des fibres de chacune des couches des ressorts I et C a été mesuré dans l’état complètement comprimé, c’est-à-dire la position choc. Les FIG 6A et 6B illustrent ces deuxièmes résultats de tests dans lesquels l’allongement local des fibres, en valeurs relatives non dimensionnées, est tracé pour chaque couche en fonction de la position des fibres considérées le long du ressort, depuis l’extrémité inférieure du ressort (spire 0) jusqu’à son extrémité supérieure (spire 4). Plus précisément, dans chaque plan transverse le long de la direction curviligne du ressort, on a mesuré l’allongement des fibres au niveau du point de la couche considérée le plus intrados, autrement dit le point dirigé vers l’axe du ressort. On observe ainsi des courbes 72 pour chacune des 10 couches du ressort I et des courbes 72’ pour chacune des 21 couches du ressort comparatif C.
[0093] Les courbes 72, 72’ situées au-dessus de l’axe des abscisses correspondent aux couches travaillant en traction tandis que les courbes 72, 72’ situées au- dessous de l’axe des abscisses correspondent aux couches travaillant en compression.
[0094] Il apparait ainsi que les différentes courbes 72 du ressort I suivent des profils particulièrement voisins de ceux des différentes courbes 72’ du ressort
comparatif C.
[0095] Le regroupement des sous-couches du ressort I n’influe donc pas, ou
pratiquement pas, sur la manière dont travaillent les différentes couches du ressort.
[0096] La FIG 7 illustre sur le même graphe l’allongement local des fibres, dans le même plan transverse 72a correspondant au plan transverse subissant les plus fortes contraintes de traction, de chacune des couches travaillant en traction 73a, 73a’ du ressort I et du ressort comparatif C. En réalisant une interpolation, il est alors possible d’obtenir la courbe 73, 73’ correspondant à l’allongement des fibres travaillant en traction en fonction de leur distance à la direction curviligne du ressort.
[0097] Il apparait ainsi que ces deux courbes 73, 73’, correspondant pourtant au plan transverse subissant les contraintes les plus fortes, sont particulièrement proches.
[0098] De manière analogue, la FIG 8 illustre sur le même graphe l’allongement local des fibres, dans le même plan transverse 72a, de chacune des couches travaillant en compression 74a, 74a’ du ressort I et du ressort comparatif C. En réalisant une interpolation, il est alors possible d’obtenir la courbe 74, 74’ correspondant à l’allongement des fibres travaillant en compression en fonction de leur distance à la direction curviligne du ressort.
[0099] Il apparait à nouveau que ces deux courbes 74, 74’ sont particulièrement proches.
[0100] Ainsi, ces différents résultats de test confirment que le regroupement de
certaines sous-couches de la corde n’influe que très peu sur les performances du ressort final.
[0101 ] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des
changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation
illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être
considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
[0102] Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Corde composite, notamment pour ressort hélicoïdal, comprenant
plusieurs couches fibreuses (52-1, 52-2, ..., 52-10), comportant un renfort fibreux et une matrice organique, enroulées alternativement dans le sens horaire et dans le sens antihoraire autour et le long d'une direction
longitudinale (A) de la corde (50),
dans laquelle au moins deux couches fibreuses (52-1, 52-2) possèdent des épaisseurs différentes, et
dans lequel l'épaisseur des couches fibreuses (52-1, 52-2, ..., 52-10) est décroissante de l'intérieur vers l'extérieur de la corde (50), au moins depuis la première couche fibreuse (52-1) jusqu'à l'antépénultième couche fibreuse (52-8) de la corde (50), de préférence au moins jusqu'à l'avant-dernière couche fibreuse (52-9) de la corde (50).
[Revendication 2] Corde composite selon la revendication 1, dans laquelle chaque couche fibreuse (52-1, 52-2, ..., 52-10) se compose d'une ou plusieurs sous-couches successives (51-1, 51-2, ..., 51-26), toutes enroulées dans le même sens, et
dans laquelle au moins deux couches fibreuses (52-1, 52-2, ..., 52-10) possèdent des nombres de sous-couches (51-1, 51-2, ..., 51-26) différents.
[Revendication 3] Corde composite selon la revendication 2, dans laquelle toutes les sous-couches (51-1, 51-2, ..., 51-26) possèdent la même épaisseur.
[Revendication 4] Corde composite selon la revendication 2 ou 3, dans
laquelle les sous-couches (51-1, 51-2, ..., 51-26) d'au moins une couche fibreuse (52-1, 52-2, ..., 52-10) possèdent toutes la même orientation.
[Revendication 5] Corde composite selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, comprenant une âme axiale (14), cette âme (14) comprenant un faisceau de fibres tournées ou tressées ensemble, un tube creux et/ou une barre.
[Revendication 6] Corde composite selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, dans laquelle au moins deux couches fibreuses (52-1, 52-2) possèdent une épaisseur strictement supérieure à l'épaisseur de la couche fibreuse la moins épaisse (52-9), ces deux couches fibreuses (52-1, 52-2) étant de préférence successives.
[Revendication 7] Corde composite selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, dans lequel l'épaisseur de la dernière couche fibreuse (52-10) est strictement supérieure à l'épaisseur de l'avant-dernière couche fibreuse (52-9).
[Revendication 8] Corde composite selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, dans laquelle au moins deux couches fibreuses possèdent des matériaux différents.
[Revendication 9] Corde composite selon la revendication 8, dans laquelle les couches enroulées dans un premier sens sont réalisées dans un premier matériau tandis que les couches enroulées dans un deuxième sens sont réalisées dans un deuxième matériau, différent du premier matériau.
[Revendication 10] Ressort composite, formé à l'aide d'une corde composite (50) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
[Revendication 11] Procédé de fabrication d'une corde composite,
comprenant l'enroulement de plusieurs couches fibreuses (52-1, 52-2, ..., 52- 10), comportant un renfort fibreux et une matrice organique, alternativement dans le sens horaire et dans le sens antihoraire, les unes par-dessus les autres autour et le long d'une direction longitudinale (A) de la corde à fabriquer (50),
dans lequel au moins deux couches fibreuses (52-1, 52-2) possèdent des épaisseurs différentes, et
dans lequel l'épaisseur des couches fibreuses (52-1, 52-2, ..., 52-10) est décroissante de l'intérieur vers l'extérieur de la corde (50), au moins depuis la première couche fibreuse (52-1) jusqu'à l'antépénultième couche fibreuse (52-8) de la corde (50), de préférence au moins jusqu'à l'avant-dernière couche fibreuse (52-9) de la corde (50).
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