Brevet FR2625107A1 — publié le 19890630

TETE DE CLUB DE GOLF Comme celà est bien connu, les Joueurs de golf pratiquent ce sport avec trois types d'instruments appelés "clubs" formés d'un manche plus ou moins long, à l'extrémité duquel se trouve fixée la "tête" avec laquelle ils frappent la balle. Ces trois types de clubs sont: - les "bois" formés des manches les plus longs et de têtes qui sont encore souvent en bois, d'o leur nom. Le "driver" ou "numéro 1" a le manche le plus long permettant d'imprimer le maximum possible de vitesse à la balle placée sur un petit support appelé "tee". Les autres bois sont numérotés de 2 à 7 en fonction de la longueur moins grande de leur manche et de l'inclinaison de plus en plus grande de la face de leurs têtes plus petites que celles du n 1; - les "fers", dont les manches sont encore plus courts et dont les têtes sont en métal; - le "putter" permettant de faire simplement rouler la balle Jusqu'au trou des "greens'". Dans le passé, les têtes des "bois" étaient fabriquées, usinées dans des blocs d'un bois généralement d'un type appelé "persimon", ou constituées par des couches de bois et de résine, et protégées du contact avec le sol par des plaques métalliques. Les têtes de "fers" et de "putters" étaient constituées de pièces métalliques généralement forgées. Mais auJourd'hui, beaucoup de "fers" et de "putters" ont des têtes moulées et beaucoup de "bois" ont des têtes également moulées en métal ou en matières plastiques renforcées par des fibres généralement en graphite. -2- D'autre part, avec des manches plus légers maintenant disponibles, surtout avec ceux constitués avec des polymères renforcés de fibres diverses telles que graphite ou bore, il est possible d'obtenir assez de puissance avec des clubs de plus en plus légers, à condition naturellement de disposer de têtes également plus légères. En même temps, pour permettre, aux débutants et aux joueurs de force moyenne, ne frappant pas toujours la balle par le centre de la face du club, d'obtenir avec ces manches et ces têtes légères les meilleurs résultats possibles, il est souhaitable, en particulier pour les "bois", d'augmenter la zone de la face du club o le contact de la balle permet une bonne restitution d'énergie avec le moins possible de vibrations et de sensation de choc. Les fabricants sont alors amenés à augmenter le moment d'inertie du club en rotation autour de son axe d'équilibre longitudinal. C'est surtout pour ces raisons, recherche de légèreté et augmentation du moment d'inertie, que les têtes constituées en métal comportent un vide central important à l'intérieur d'une paroi assez mince, et que les têtes en matières plastiques renforcées comportent aussi des vides, par exemple obtenus par le moulage de deux parties assemblées par vissage et collage, et que, pour ces têtes et aussi pour les têtes formées de couches de bois et de résine, la charge constituée par les plaques les protégeant du contact avec le sol est parfois augmentée avec des opérations manuelles importantes, par des pièces en plomb ou en cuivre ou des vis fixées soit à la "pointe" de la tête, soit à l'arrière de la tête, ou enfin par de petits réservoirs plus ou moins remplis de poudre de plomb. Mais il faut constater que de nombreux joueurs de golf, et en particulier beaucoup des meilleurs, préfèrent employer encore pour les "no 1" des têtes dont le volume est souvent -3- important, sans vide, et qui sont peu chargées par exemple seulement par une seule vis au centre de leur face inférieure. Récemment, beaucoup de Joueurs ont, par contre, obtenu de bons résultats avec des "bois n 3" et surtout "n0 5" ou "n0 7", formés avec des têtes en métal ou matière plastique renforcée. Il faut noter ici qu'il est habituel et logique pour ces "bois", autres que le "n 1", d'utiliser des têtes plus petites et en même temps plus lourdes que celles du "n 1", de façon à obtenir avec des manches plus courts, le même "swing weight" que pour le "n 1" (cette expression désignant la mesure faite avec des balances spéciales, de l'effort demandé aux joueurs pour manier le club, exécuter le mouvement de la frappe de la balle). Dans ces conditions, ces têtes plus petites et plus lourdes que celles du "n 1" ont des vides moins importants et une paroi plus épaisse. Mais, avec les têtes plus grosses et plus légères des "bois n 1", la plupart des joueurs se plaignent d'un manque de puissance avec les têtes métalliques dont la face frappant la balle est mince, et aussi avec les têtes creuses en matières plastiques renforcées. Il est intéressant de noter ici que, dans le brevet américain n 3 390 881 décrivant une tête constituée par un noyau en bois et un insert recouverts par une couche de polyuréthane moulée autour du noyau, il est dit que: "Des (têtes de) clubs entièrement moulées avec des résines synthétiques ont été produites commercialement, mais en fonction des standards habituels de performance pour clubs de golf, elles n'ont pas été satisfaisantes. Des exemples de ces plastiques sont le nylon, l'ABS, et les polycarbonates. Parce que la densité de ces plastiques est supérieure à celle du bois, il a été nécessaire de prévoir une cavité centrale dans ces têtes. Des désavantages importants de cette construction -4- sont qu'elle ne produit pas le son désiré à l'impact et que ses caractéristiques dynamiques particulièrement au point de vue distance ne sont pas aussi bonnes que celles obtenues avec des (têtes de) clubs conventionnels en bois". Au contraire, conformément au brevet américain n 4 326 716, avec des mélanges de polyuréthane permettant d'obtenir non seulement une dureté supérieure à celle du bois, mais aussi une résilience et une résistance à l'abrasion exceptionnelles, il a été possible d'obtenir, sans plaque métallique de protection, et avec très peu d'opérations manuelles, des têtes de "bois n0 3, 5, 7", par exemple donnant des résultats encore meilleurs que ceux possibles avec toute autre solution mais aussi avec des têtes de "bois n0 1" entièrement fabriquées par moulage en une seule opération et sans cavité centrale, des résultats égaux ou supérieurs à ceux obtenus avec des têtes en persimon, sous réserve que ces têtes de "bois n 1" aient un volume de l'ordre de 165 cm3 donnant, sans charges, un poids de 205 g seulement, pour les clubs les plus légers ou les plus longs. La présente invention concerne de préférence les tètes de "bois" moulées, conformément au brevet ci-dessus no 4 326 716, mais aussi celles constituées en d'autres matières et accessoirement les têtes de "fers" et de "putters". Selon la présente invention, la tête de club de golf est caractérisée en ce que son poids varie grâce à l'insertion dans le moule de pièces de préférence cylindriques pouvant être retirées du moule et de la tête après moulage. Son objet est de permettre d'augmenter le volume des têtes des "bois n 1" et leur moment d'inertie par des procédés réalisant, par et pendant le moulage, des allégements ne présentant pas les inconvénients des vides centraux habituels et permettant aussi d'augmenter le poids des têtes plus petites des autres "bois", et en même temps, pour les têtes de tous les types de clubs, d'obtenir, aussi par et pendant le moulage, avec le minimum d'opérations manuelles coûteuses, les répartitions de poids les meilleures pour augmenter la surface de la zone de frappe efficace et agréable pour les joueurs les moins adroits, sans diminuer les résultats souhaités par les meilleurs joueurs frappant régulièrement la balle par le centre de la face des clubs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent: - la figure 1, la vue schématique, pendant son moulage d'une tête de "bois no 1" d'un volume de 175 cm3 conforme à l'invention; - la figure 2, une vue de la partie arrière de cette tête terminée; - la figure 3, une vue de la face de cette tête; - la figure 4, une vue de la partie arrière d'une tête d'un "bois no 1" conforme à l'invention d'un volume de 180 cm3; - la figure 5, la vue schématique d'une tête d'un "bois no 3" d'un volume de 140 cm3 conforme à l'invention; - la figure 6, une vue de la partie arrière d'un "fer no 6" conforme à l'invention; - la figure 7, une vue de la partie arrière d'un "putter" conforme à l'invention. Sur la figure 1, on voit que deux trous 5 et 6 ont été percés dans la paroi du moule 2 pour introduire dans celui-ci deux cylindres 3 et 4 dont les axes sont orientés de façon à se trouver dans un plan approximativement perpendiculaire à la surface de la partie du moule formant la face 1 de la tête du club frappant la balle. Après l'opération de moulage, ces deux cylindres seront retirés et la tête moulée 11 comportera à sa partie arrière deux cavités cylindriques du même diamètre que celui des cylindres 3 et 4 ne débouchant pas au travers de la face 1 de la tête. -6- Avec un volume de 175 cm3 pour une tête de "bois no 1" et une densité par exemple de 1,226 pour un mélange de polyuréthane par exemple décrit dans le brevet américain no 4 326 716, on aurait, sans aucun allègement, un poids de 175 x 1,226 = 214,55 g, c'est-à-dire un poids trop élevé pour permettre d'obtenir par exemple un swing weight acceptable avec l'emploi des manches des types et de la longueur utilisés aujourd'hui par les meilleurs Joueurs, et les plus grands. Au contraire, en faisant pénétrer des noyaux cylindriques de 1,4 cm de diamètre, d'une longueur de 4 cm dans le moule, en réservant une épaisseur de plus de un centimètre entre le fond des cavités créées par le retrait des cylindres et la paroi de la face 1 de la tête, on obtient un allègement de 1,4 x 1,4 x 3,1416 x 4 x 1,226 x 2 = 15,098 g 2 2 permettant d'avoir pour la tête un poids inférieur à 205 g, même en prévoyant de combler les cavités avec de la mousse expansée très légère et en les obturant par des dépôts de résine epoxy ou de petits bouchons collés ou vissés. Placés à l'arrière de la tête, ces bouchons ne subissent aucun choc et sont du reste repoussés vers l'avant et maintenus en place par la frappe de la balle. Naturellement, pour obtenir des poids entre 214,55 g et 205 g, il suffit de réduire la longueur de la partie des cylindres introduite dans le moule. On peut aussi conserver la profondeur des cavités et augmenter la longueur et la densité des bouchons, et obtenir alors des poids supérieurs à 214,55 g. Ces bouchons peuvent éventuellement être réunis en une pièce unique constituant une partie de l'arrière de la tête. TouJours pour obtenir une zone centrale peu dense et en même temps des zones plus denses à l'avant et à la périphérie de la -7- tête, il est possible de prévoir des cavités telles que celles créées par les cylindres Sa et 4a représentés sur la figure 1. Dans ce cas, les têtes ont toujours des cavités centrales profondes fermées par des bouchons légers. Les variations et augmentations de poids des têtes nécessaires pour équiper certains clubs, sont alors obtenues par le remplissage des cavités créées par les cylindres 3a et 4a avec des pièces collées ou vissées plus ou moins denses, par exemple en nylon, en aluminium ou en cuivre et/ou plus ou moins creuses suivant le poids que l'on veut obtenir. Sur la figure 2, on voit l'emplacement 7 et 8, et éventuellement 7a et 8a, des bouchons obturant les cavités. Sur la figure 3, la position des cercles pointillés 9 et 10 représentant les orifices qui seraient créés sur la face des têtes en prolongeant au maximum la partie des cylindres introduite dans le moule, fait ressortir que l'allégement des têtes est obtenu, comme celà est désirable, surtout dans la partie centrale et supérieure de la tête. Sur la figure 4, représentant une tête 12 de "bois n 1" d'un volume de 180 cm3, on a, sans allégement, un poids de 220,68 g. Dans les mêmes conditions que pour la tête de 175 cm3, mais avec trois cylindres formant les cavités 13, 14 et 15, au lieu de deux, du même diamètre de 1,4 cm. Comme on le voit sur la figure 4, on obtient un allégement de 22,64 g permettant d'obtenir un poids inférieur à 205 g. Les mêmes procédés que pour le premier exemple permettent d'obtenir des poids de têtes plus élevés. Sur la figure 5, la tête 16 de 140 cm3 du "bois n 3", moulée sans charge ni allégement avec le même mélange de polyuréthane que celui des têtes de "bois n0 1" ci-dessus, ne pèse que 171,64 g, ce qui est très inférieur au poids nécessaire de 210 g environ, pour un "bois no 3". -8- Pour charger cette tête, on introduit, comme pour les "bois no 1", des cylindres 17 et 18, par exemple d'un diamètre de 0,4 cm au travers des trous 21 et 22 de la paroi du moule 2. Puis, on fixe par léger vissage des pièces ou inserts 19 et 20 par exemple en cuivre, à l'extrémité des cylindres, avant de fermer le moule. Après moulage, le dévissage et le retrait des noyaux cylindriques 17, 18, on obtient pour la tête compte-tenu des inserts, par rapport au poids de 171,64 g, une augmentation de poids qui sera la différence entre le poids des inserts et les poids du volume de polymère remplacé par les inserts et du volume en polymère des cylindres retires. En supposant que les cylindres ont une longueur de 2 cm (dans le moule) et que l'on désire un poids total de 210 g pour la tête du "bois n 3" 16, ce qui est normal pour obtenir avec un manche plus court le même swing weight que pour le "bois n 1" avec une tête de 205 g, il est possible de préciser le poids P de chaque insert à l'aide de la formule suivante: 210171,64 = P-P x 1,226 (densité polymère) 8,9 (densité du cuivre + 0,4 x 0, 4 x 3,1416 x 2 x 1,22 2 2 qui donne: P = 22,60 g. Le poids de la tête peut naturellement être diminué ou augmenté en diminuant ou en augmentant le volume des masses 19 et 20 et augmenté en comblant par exemple par des vis en cuivre les cavités laissées par le retrait des cylindres 17 -et 18. --9-- Dans les deux exemples de tête de "bois n0 1" ci-dessus, on aurait naturellement pu obtenir des résultats aussi bons avec des cylindres (et des cavités) plus nombreux avec des diamètres plus petits. Avec une tête de volume supérieur à, par exemple, 180 cm3 on devrait et on pourrait naturellement obtenir l'allègement nécessaire en augmentant le nombre et/ou le diamètre des cylindres (et des cavités). Dans l'exemple de tête 16 de "bois n 3", les deux pièces 19 et 20 pourraient être réunies en une seule pièce alors allongée, plus légère en son milieu qu'en ses extrémités et maintenue dans le moule par un seul petit cylindre. TouJours en ce qui concerne la tête 16 de "bois n 3", il est aussi possible de remplacer les cylindres 17 et 18 de 0,4 cm de diamètre, par des cylindres plus gros de 1,2 cm de diamètre et de simplement combler les cavités créées par des cylindres de plomb. Il est possible de déterminer le poids P de chaque cylindre de plomb à partir de la formule suivante: 210-171,64 = P- P x 1,226 (densité du polymère) ,3 (densité du plomb) ce qui donne: P = 21,78 g. Chaque cylindre créant les cavités devra pénétrer dans le moule et créer dans la pièce une cavité d'une longueur de: L = 21,78 = 21,78 = 1,87 cm 0, 6 x 0,6 x 3,1416 x 10,3 11,64 -10- D'autre part, il faut noter que, presque aussi bien que les bouchons 7 et 8 de la tête 11 du "bois n0 1", les cylindres de plomb seront heureusement et fortement appliqués au fond des trous par l'impact de la frappe et son sens. Des résultats analogues peuvent être obtenus de la même manière pour aJuster les poids des têtes des autres "bois no 2, 4, 5, 6 ou 7", et aussi avec des têtes moulées avec d'autres polymères renforcés ou non par des fibres quelconques, les allégements étant toujours réalisés dans la partie centrale de la tête et les charges étant éloignées de cette partie centrale. Les allégements effectués conformément à l'invention, pour le "bois no 1", laissent, entre les cavités, derrière la face 1 de la tête frappant la balle, des cloisons à peu près perpendiculaires à la face maintenant sa rigidité, et permettant pratiquement la même restitution d'énergie qu'une tête sans vides avec un son beaucoup plus mat et agréable que celui des têtes comportant une importante cavité centrale sans cloisonnement. La disposition des charges hors de la partie centrale et/ou près de la surface extériedre de la tête, augmente son moment d'inertie et la surface de la zone de la face permettant une frappe efficace et agréable avec le minimum de sensation de choc et de vibration. Enfin, les variations de poids sont essentiellement obtenues par le moulage avec le même moule et sans multiples opérations manuelles ultérieures et coûteuses ne donnant pas les mêmes garanties de durabilité que les solutions caractéristiques de l'invention. Sur les figures 6 et 7, des têtes 23 d'un "fer" et 25 d'un "putter" 22, fabriquées toutes deux par moulage, on voit des rangées de cavités 24 allégeant la partie arrière supérieure et centrale de ces têtes de façon à augmenter leur moment - 11d'inertie et la zone de frappe efficace et agréable tout en maintenant par le cloisonnement entre les cavités 24 et 26 respectivement, une bonne restitution d'énergie pour la partie centrale des faces et en obtenant un son plus agréable et moins de vibrations qu'avec une large zone simplement amincie. Pour obtenir un résultat analogue avec une tête moins épaisse et d'un volume extérieur plus réduit, il est aussi possible, en particulier pour les "putters", de ne pratiquer les cavités que hors de la partie centrale ou sur toute la surface arrière de la tête et de placer alors, dans les cavités éloignées de la partie centrale, des pièces de forte densité. Au point de vue fabrication, il est d'autre part possible d'obtenir, avec le même moule, des têtes de poids différents pour le même type de "fer" ou de "putter", sans opération manuelle après moulage, en avançant plus au moins profondément les petits cylindres créant les cavités dans l'intérieur du moule exactement comme pour le "bois n 1". Pratiquement, les cylindres peuvent être solidaires et avancer ensemble dans les trous du moule, et pour les "fers", il est possible d'obturer l'ensemble des cavités par un remplissage de résine epoxy ou une petite plaque en matière plastique donnant à l'arrière du club une surface unie utile au point de vue aérodynamique. D'une façon générale, pour tous les types de tête, il est possible de prévoir, sur une partie de la longueur des cylindres, un pas de vis. Dans ce cas, le retrait des cylindres doit se faire avec une rotation et laisse une partie filetée dans la tête permettant le vissage des bouchons ou des charges. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention, notamment avec utilisation d'autres polymères. -12- REVENDICATIONS 1. Tête de club de golf, moulée en une seule opération dans un m.oule lui donnant un volume et une forme déterminés, caractérisée en ce que son poids est variable et fixé par et pendant le moulage, par la création de zones de densités différentes dans ladite tête, grâce à l'introduction, avant le moulage, et plus ou moins profondément dans le moule, au travers de trous percés dans la partie de la paroi du moule formant la partie arrière de la tête, d'une ou plusieurs pièces indépendantes du moule, retirées du moule et de la tête avant démoulage, en créant dans la tête des cavités plus ou moins profondes. 2. Tête de club de golf selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ou les pièces introduites dans le moule, sont des cylindres coulissant dans des trous du moule percés de façon à ce que les cavités créées par le retrait des cylindres se trouvent dans la partie centrale de la tête et que leurs axes soient dans des plans sensiblement perpendiculaires à la face de frappe. 3. Tête de club de golf selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux cavités dont le fond est proche de la partie supérieure de la face frappant la balle, la matière moulée entre les cavités constituant un cloisonnement perpendiculaire à la face de frappe et à la face supérieure de la tête, de façon à les renforcer et à rigidifier la face de frappe. 4. Tête de club de golf selon la revendication 1, en un matériau polymère renforcé ou non, caractérisée en ce que sur la, ou les pièces amovibles introduites dans le moule, sont montés des inserts restant à l'intérieur de la tête après le retrait des pièces amovibles. -13- 5. Tête de club de golf en matériau polymère renforcé ou non selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les cavités ou les parties de cavité situées au voisinage de la face et dans la partie centrale de la tête sont comblées par des matières ou pièces dont la densité est inférieure à celle du polymère moulé. 6. Tête de club de golf moulée selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les cavités ou les parties de cavités situées à la partie arrière de la tête et/ou hors de la partie centrale sont plus ou moins comblées par des pièces ou matières dont la densité est supérieure à 7. 7. Tête de club de golf selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la ou les pièces créant les cavités sont des cylindres dont certains au moins comportent un pas de vis sur une partie de leur longueur.