Brevet FR2662390A1 — publié le 19911129

L'invention concerne un procédé et un dispositif de surmoulage d'un élément en matière plastique sur un manche et son application à la fabrication des crosses de hockey, des club de golf et des manches d'outils à chocs. Le surmoulage d'élément en matière plastique sur un autre élément, généralement métallique, est connu dans l'industrie ; toutefois, cette technique est réservée à certaines applications et à la combinaison d'éléments reli- ces dans des matières ayant des caractéristiques physiques assez proches, ou peu sensibles à la variation de certains paramètres. En effet, il est très difficile, par exemple, de surmouler, sur une assez grande longueur, une matière plastique, qui doit, normalement, être injectée à une température d'environ 200 C, sur un élément métallique dont le coefficient de dilatation est, par nature, très different de celui de la matière plastique.En conséquence, les risques de décollage lors du refroidissement sont très grands, même lorsqu'on a pris la précaution d'amener, pré alablement, l'élément support, ou insert, à une tempero- ture avoisinant telle de la matière plastique lors de son injection. Il résulte de cette situation une certaine susceptibilité des ensembles surmoulés à la désolidarisation, tout parti culierement lorsque des efforts importants doivent être retransmis d'un élément de la combinaison à outre : surtout lorsqu'il s'agit de sollicitation à la torsion ou à I arrachement. Cette désolidarisation, même lorsqu'elle n'est pas perceptible à l'usager, se prête, cependant, à des infiltrations d'eau susceptibles d'entraîner des des trustions par le gel lorsqu i I s'agit de crosses de hockey sur glace, ou par pourrissement dans les cas les plus courants. Pour pallier ces difficultés, il a été développé, au cours des années O, dans le domaine de la fabrication des clubs de golf notamment, une technique de surmoulage à la tempé- rature ambiante d'une tête en résine époxyde sur une canne. Toutefois, compte-tenu de la fragilité aux chocs de ce matériqu après solidification, celui-ci a dû être renforcé de fibres de verre : une telle technique est décri te dans @ le brevet US-A-3.253.071, ayant pour objet un procédé de fabrication de clubs de golf. Cependant, la résine époxyde exige des temps de sol idi fication assez longs et les fibres de verre doivent être concentrées vers l'extrémité de la tête du club pour augmenter sa résistance aux chocs et ne pas réduire le coefficient d'adhérence de la résine sur le manche.Outre les contraintes que cela introduit au niveau de la fabrication en série, il faut soul igner que la résine époxyde a un très faible coefficient d'élasticité et a, de ce fait, des réactions assez dures au moment de la frappe. Pour remédier à cette situation et permettre la fabrication de cannes et de crosses de toutes sortes (golf, hoc key, bats de base-bal 1 et de cricket, etc. > en série, dans des conditions rentables, il a été développé une technique de surmoulage d'un élément de frappe en matière plastique sur I 'extrémité spécialement conformée d'une canne, en vue d'obtenir, outre une bonne solidarisation des éléments, des réactions appropriées de la matière selon le sens d'ap pI ication des efforts ; cette technique est décrite dans le brevet GB-A-1.121.051.Toutefois, étant donné la rigidité de la matièreplastique utilisée, l'extrémité surmoulée de la canne étai t conformée selon deux languettes para I lèles, percées d'orifices, afin d'obtenir une certaine flexibilité de I 'assemblage au niveau du surmoulage, sans pour autant introduire des risques de désolidarisation à la fati- gue.Cependant, avec un tel montage et étant donné la rigi dite du matériau surmoule, les chocs ne sont pas absorbés sur toute la longueur des languettes, du fait de leur fle xibilité, mais sont > au contraire, répartis dans la sec- tion séparant la partie surmoulée du reste de la canne ; ce qui se traduit par une grande sensibilité de ce montage à la rupture a la fatigue et par une certaine inadéquation avec le but poursuivi, qui était, rappelons-le, d'introduire artificiellement une certaine flexibilité dans l'élément de frappe. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif permettant d'ob tenir par l'intermediaire d'une matière plastique, offrant les caractéristiques physico-chimiques adéquates, surmoulée dans des conditions particulières sur des embouts de manches ou de cannes spécialement conformés, un élément de frappe, répondant aux exigences d'une grande diversité de moyens, destiné à transmettre des chocs. Le procédé de surmoulage d'un élément en matière plastique sur l'une des extrémités spécialement conformée d'un manche ou d'une canne, consistant, pour I 'essentiel, à in jecter sous pression la matière plastique, fluidifiée par chauffage, dans l'empreinte d'un moule, dans laquelle a été préalablement introduite l'extrémité conformée spé- cillement d'un manche ou d'une canne, puis à assurer le dé- moulage dès l'obtention d'une solidification suffisante de la matière plastique utilisée, se caractérise en ce qu'il consiste > principalement, après avoir introduit les granulés de matière plastique dans la trémie de la presse, à: - chauffer la matière plastique, au niveau de la trémie, à une température de 2000 C, - élever la température, au cours du transfert vers la buse d'injection, afin d'obtenir la température finale de 2200C, - assurer I ' injection, sous une pression de 90 à 120 bars, à une vitesse d'injection maximum de 360 mm/seconde, pour une rotation de vis de 300t/mn, - maintenir la pression pendant 120 secondes, jusqu'à obtention de la solidification, - démouler. Le dispositif, permettant l'application du procédé selon l'invention, se caractérise en ce qu'il comporte une presse d'injection à vis, un moule à empreinte multiple, avec canal d'insertion de l'extrémité du manche ou de la canne concerné, des manches ou des cannes dont l'extrémi- té, destinée à recevoir le surmoulage, a une forme de tronc de pyramide à angle arrondi, comportant plusieurs bourrelets régulièrement répartis, et en ce que I 'élément, rapporte par surmoulage, est réalisé en polyesteruré- thanne. La partie en forme de tronc de pyramide, destinée à rece- voir le surmoulage, est disposée de façon que ses grands côtés soient situés dans le sens d'application des chocs. Le procédé et le dispositif seion l'invention s'appliquent à la fabrication des crosses de hockey, des clubs de golf, des bats de cricket et de base-ball, des maillets de cro- quet et de polo et des manches d'outils à chocs, tels que pioches, mai 1 lets, etc. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement enceci que la nature de la matière plasti que uti I isée, notamment sa fluidité, assure une excellente pénétration dans les fibres du bois, lors de l'injection à chaud, sous pression, qui confère une excellente solidari- sation de I 'ensemble, accrue, encore, par la conformation particulière de la partie destinée à recevoir le surmoulage et à l'orientation de celle-ci par rapport à la direction d'application des chocs ; la dureté de la matière permet d'obtenir une bonne transmission des chocs, sans géné- ration de phénomènes sonores dus à des vibrations parasites ; la matière plastique utilisée présente une excellente résistance au gel et à I 'eau, tant au niveau du manche que de l'élément surmoulé lui-même, et se prête, comptetenu, notamment, de sa fluidité, à des temps de cycle de moulage tres courts, agrémentés d'un démoulage aisé, permettant, ainsi, une production en série dans des conditions particulièrement avantageuses. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre, d'une application du procédé et du dispositif selon l'invention à la réalisation de crosses de hockey, donnée à titre d'exemple non limitatif au regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue de côté, en coupe par tiel le, d'une canne de hockey, au niveau de sa crosse, - la figure 2 représente une vue de face, en coupe par- tiel le, d'une canne de hockey, au niveau de sa crosse. Les figures représentent une canne de hockey, réal isée selon I 'invention, constituée principalement d'un manche 110 dont l'une des extrémités comporte une partie en forme de tronc de pyramide à angle arrondi il munie de bourrelets 12, sur laquez le est surmoulée la crosse 20 dont le bec 21 est orienté dans le sens de la plus grande dimension de la partie en forme de tronc de pyramide 11. Il yavait un préjugé certain à surmonter par l'homme de mé- tier, c'est-à -dire le fabricant d'articles de jeux collectifs de plein air, tels que crosses de hockey, clubs de golf, bats de base-ball, etc., et de manchesd'outi Is, pour accepter l'idée d'utiliser une matière plastique, telle que le polyesteruréthanne, pour fabriquer, par surmou lage, des articles tels que des crosses de hockey ou des embouts de pioche, car cette matière étai t, jusqu'alors, ré- serrée principalement au domaine de la chaussure, étant donné, notamment, son excellente résistance à l'abra- Si on. Or, Si l'on examine maintenant plus en detai I les figures 1 et 2, on remarque que l'une des extrémités de la canne 10 de la crosse de hockey a été amincie selon un tronc de prisme de section rectangulaire 11 comportant des bourrelets 12 s opposant au desengagement accidentel ul trieur en cas de décollement de l'élément surmoulé 20, constitué, dans cet exemple, de la crosse proprement dite, dont le bec 21 est situé dans I" a I i gnement des grands côtés du tronc de prisme 11, afin d'assurer une bonne transmission des chocs à la canne.Il suffit donc, pour que cette indexation soit respecten lors du surmoulage, que l'empreinte du moule comporte un canal d'insertion épousant la forme de la partie en forme de tronc de pyramide 11 réalisée à l'une des extrémités de la canne 10. Le positionnement longitudinal de cette partie sera grandement facilité par la présence des bourrelets 12 qui s'inséreront exactement dans des rainures, reproduisant la même forme en creux, réal idées dans les parois du canal d'insertion du moule. Le procédé et le dispositif selon l'invention sont destinés principalement à la fabrication de bats de cricket et de base-ball, de clubs de golf, de crosses de hockey sur glace et sur gazon, de maillets de croquet et de polo et de manches d'outi Is, mais ils pourraient, sous réserve d'adaptations mineures, s'appliquer à d'autres domaines industriels. Revendications. 1. Procédé de surmoulage d'un élément en matière plastique sur l'une des extrémités spécialement conformée d'un manche ou d'une canne, consistant, pour I 'essentiel, à injacter, sous pression, la matière plastique, fluidifiée par chauffage, dans l'empreinte d'un moule, dans laquelle a été préaloblement introduite l'extrémité conformée spécialement d'un manche ou d'une canne, puis à asssurer le démoulage dès l'obtention d'une solidification suffisante de la matière plastique utilisée, caractérisé en ce qu'il consiste principalement, après avoir introduit les granules de matière plastique dans la trémie de la presse, à:: -chauffer la matière plastique, au niveau de la trémies à une température de 2000 C, - élever la température, au cours du transfert vers la buse d'injection, afin d'obtenir la température finale de 2200C, - assurer I' injection, sous une pression de 90 à 120 bars, à une vitesse d' injection maximum de 360 mm/seconde, pour une rotation de vis de 330t/mn, - maintenir la pression pendant 120 secondes, jusqu'à obtention de la solidification, - démouler. 2. Dispositif permettant l'appl ication du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une presse d'injection à vis, un moule à empreinte multiple, avec canal d'insertion de l'extrémité du manche ou de la canne concernez des manches ou des cannes (10) dont l'ex trémité destinée à recevoir le surmoulage a une forme de tronc de pyramide à angle arrondi (11 > comportant plusieurs bourrelets (12) régulièrement répartis et en ce que l'élément surmoulé (20) est réalisé en polyesteruré- thanne. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie en forme de tronc de pyramide (11), destinée à recevoir l'élément surmoulé (20), est disposée de faucon que ses grands côtés soient situés dans le sens d' app I i ca- tion des chocs. 4. Application du procédé et du dispositif, selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, à la fabrication des crosses de hockey. 5. Application du procédé et du dispositif, selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, aux clubs de golf. 6. Application du procédé et du dispositif, selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, aux bats de cricket et de base-ball. 7. Application du procédé et du dispositif, selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, aux maillets de croquet et de polo. 8. Application du procédé et du dispositif, selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, aux manches d'outils à chocs, tels que pioches maillets etc.