Brevet FR2680694A1 — publié le 19930305

DISPOSITIF AMORTISSEUR DE VIBRATIONS POUR INSTRUMENT A MANCHE ET TETE DE FRAPPE. L'invention concerne un dispositif amortisseur de vibration pour instrument comprenant un manche de pré- hension et une tête de frappe; elle concerne également les instruments équipés de la sorte. L'expression "instrument comportant un manche de préhension et tête de frappe" englobe aussi bien des outils: marteaux, que des articles de sport tels, que des clubs de golf, des battes de base-ball voire des bâtons de ski. Comme on le sait, lors de la frappe, ces instru- ments et plus précisément leur manche vibrent et les vi- brations produites sont nuisibles à la fois pour l'opé- rateur et pour la précision de la frappe. On connaît depuis longtemps des dispositifs amor- tisseurs de vibrations constitués d'une plaque de con- trainte à haut module d'élasticité assemblée par collage à la pièce à amortir au moyen d'un matériau visco-élas- tique. - Ces dispositifs amortisseurs sont bien connus et largement utilisés dans les domaines aussi variés que la suspension de machine-outil, de moteurs en tout genre. Dans le document FR-A-2 575 393 du Demandeur, on a pro-30 posé une application de ce dispositif à l'industrie du ski. L'invention concerne un dispositif amortisseur de vibrations pour instrument comprenant un manche de pré- hension et une tête de frappe qui se caractérise en ce qu'il se compose d'un ensemble amortisseur constitué par un manchon tubulaire rigide à haut module d'élasticité, coaxial au manche, relié à celui-ci par un matériau visco élastique qui contraint le manchon sur le manche. 5 En d'autres termes, l'invention consiste sur le manche de préhension à ne pas appliquer une plaque de contrainte mais un manchon tubulaire, rigide de con- trainte, relié au manche par un matériau visco-élasti-10 que. Comme on le sait, des "matériaux visco-élastiques" sont des matériaux qui conduisent à la réduction de l'amplitude des vibrations par dégradation d'une partie15 de l'énergie de déformation sous forme de chaleur Ces matériaux ont généralement des modules d'élasticité notamment des modules d'YOUNG faibles, mais des coeffi- cients d'amortissement intrinsèques élevés. Il va de soi que l'ensemble amortisseur caractéris- tique de l'invention doit être positionné le long du manche à un endroit approprié correspondant à un ventre de vibrations que l'homme de métier déterminera de ma- nière connue en fonction de l'application envisagée.25 Avantageusement en pratique le manchon rigide présente un module d'élasticité E supérieur à 10000 M Pa, et une épaisseur comprise entre 0,1 et 3 mm, de préférence au voisinage de 1 mm; en effet, on a observé que si le module d'élasticité était inférieur à 10000 M Pa, le manchon rigide n'agit pas comme une plaque de contrainte et l'amortissement est moins efficace; de même, si l'épaisseur est inférieure à 0,1 mm, on n'obtient plus aucun effet d'amortissement, alors que si elle excède 3 mm, on augmente inutilement le coût sans amélioration correspondante; le manchon rigide à haut module d'élasticité est choisi dans le groupe comprenant les alliages d'alumi- nium, les alliages d'aluminium-chrome-zinc (zicral), les matériaux thermodurcissables stratifiés armés de fibres 5 de verre ou de carbone, les matériaux thermoplastiques armés de fibres de verre ou de carbone; le matériau visco-élastique se présente sous la forme d'un manchon coaxial au manche et au manchon rigi- de, d'épaisseur comprise entre 0,2 et 3 mm de préférence10 au voisinage de 0,8 mm; en effet, on a observé que si la couche de matériau viscoélastique était inférieure à 0,2 mm, on n'obtenait plus aucun effet d'amortissement, et que si cette couche excédait 3 mm, on obtenait aucune amélioration proportionnelle;15 dans une forme de réalisation avantageuse, le matériau visco-élastique intermédiaire se présente sous forme d'un empilement de couches élémentaires ou d'une juxtaposition de couches dont l'ensemble est revêtu sur ses deux faces, respectivement interne et externe, d'une20 couche adhésive destinée à reliée ce manchon respectivement à la face externe du manche et à la face interne du manchon rigide; le matériau visco-élastique est choisi dans le groupe comprenant les caoutchoucs butyles, les élastomé- res de synthèse, seuls, en mélange ou chargés. Dans une variante d'exécution, l'ensemble amortis- seur caractéristique est coulissable le long du manche, puis est fixable par tout moyen approprié tel que vissa-30 ge, bridage, le long de celui-ci, de préférence au ni- veau d'un ventre de vibrations. Dans une autre variante d'exécution, l'ensemble amortisseur caractéristique est positionné dans un res- treint ménagé à cet effet sur le manche Il va de soi que la section du manche peut être variée: polygonale, ovoïde, circulaire ou autre. L'invention est particulièrement adaptée au manche de clubs de golf, ou au manche d'outils de frappe tels qu'un marteau. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent à l'appui des figu- res annexées. La figure 1 montre un club de golf (fer) en pers- pective sommaire conforme à l'invention. Les figures 2 et 3 montrent un détail de ce club représenté respectivement en vue perspective sommaire (figure 2) et en coupe (figure 3) selon le plan III- III'. La figure 4 est une autre forme d'exécution de l'invention montrée en coupe longitudinale. Un fer de golf conforme à l'invention comprend un manche ( 1) par exemple en métal, terminé à son extrémité par une poignée, et relié à son autre extrémité à une tête désignée par la référence générale ( 3), présentant une face de frappe ( 4) Un emmanchement ( 5) relie la tête ( 3) au manche ( 1) L'ensemble amortisseur caracté-25 ristique de l'invention, désigné par la référence géné- rale ( 10), comprend un manchon tubulaire rigide ( 11) en un alliage d'aluminium-chrome-zinc connu sous la dénomi- nation zicral, présentant un module d'élasticité de 12000 M Pa, une épaisseur de 0,8 mm, une hauteur de 40 mm et un diamètre intérieur de 12 mm. Cet ensemble amortisseur ( 10) est positionné sur le manche ( 15) en un endroit correspondant à un ventre de vibrations déterminé préalablement. Le manchon tubulaire rigide circulaire ( 11) est relié en ( 15) au manche ( 1) également circulaire au moyen d'un second manchon ( 12) coaxial à la fois au manche ( 1) et au manchon rigide ( 11) à haut module d'é- 5 lasticité et dont les deux faces respectivement interne et externe ont été préalablement revêtues d'une couche adhésive non représentée de manière à favoriser la soli- darisation entre le manchon rigide de contrainte ( 11) et le manche ( 1) Le manchon intermédiaire visco-élastique10 ( 12) présente un coefficient d'amortissement à 25 C tangente ô compris entre 0,4 et 1,2, de préférence com- pris entre 0,6 et 0,8. En positionnant l'ensemble amortisseur ( 10) le long du manche ( 1) à un ventre de vibrations ( 15), on consta- te une nette amélioration de l'amortissement des vibra- tions. Dans une variante non représentée, l'élément amor- tisseur caractéristique ( 10) peut coulisser le long du manche ( 1) Pour ce faire, le manchon visco-élastique intermédiaire ( 12) adhère seulement au manchon rigide externe ( 11) mais n'adhère pas au manche ( 1) pour permettre ce coulissement L'opérateur détermine par tâ-25 tonnements la localisation du ventre de vibrations ( 15) et positionne alors cet élément amortisseur par tout moyen connu tel que vissage ou bridage. La figure 4 est une autre forme d'exécution de l'invention dans laquelle le manche ( 1) présente un restreint ( 20) dans lequel viendra s'insérer l'élément amortisseur ( 10) dont le diamètre externe correspondant sensiblement au diamètre externe du tube Cette forme d'exécution présente l'avantage de conserver pour le35 manche une section régulière. REVENDICATIONS 1/ Dispositif amortisseur de vibrations, pour ins- trument comprenant un manche de préhension ( 1) et une tête de frappe ( 3,4), caractérisé en ce qu'il se compose d'un élément amortisseur constitué par un manchon tubu- laire ( 11) rigide à haut module d'élasticité, coaxial au manche ( 1), relié à celui-ci par un matériau visco-élas- tique ( 12) qui contraint le manchon ( 11) sur le manche10 ( 1). 2/ Dispositif amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon rigide ( 11) présente un module d'élasticité E supérieur à 10000 M Pa et une15 épaisseur comprise entre 0,1 et 3 mm. 3/ Dispositif amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le manchon rigide ( 11) à haut module d'élasticité est choisi dans le groupe comprenant20 les alliages d'aluminium, les alliages d'aluminiumchrome-zinc (zicral), les matériaux thermodurcissables stratifiés armés de fibres de verre ou de carbone, les matériaux thermoplastiques armés de fibres de verre ou de carbone.25 4/ Dispositif amortisseur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau visco-élastique ( 12) se présente sous la forme d'un manchon ( 12) de 0,2 à 3 mm d'épaisseur, formé d'une superposition de couches30 élémentaires revêtues sur ses deux faces respectivement interne et externe d'une couche adhésive destinée à le relier au manchon ( 1) et au manchon rigide ( 11). / Dispositif amortisseur selon l'une des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau élas- tique est choisi dans le groupe comprenant les caout- choucs butyles, les élastomères de synthèse, seuls, en mélange ou chargés. 6/ Dispositif amortisseur selon l'une des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ensemble amor- tisseur ( 10) est coulissable le long du manche ( 1), puis est fixable le long de celui-ci à un niveau sélectionné, 5 notamment au niveau d'un ventre de vibrations. 7/ Dispositif amortisseur selon l'une des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément amor- tisseur ( 5) est positionné dans un restreint ( 20) ménagé10 à cet effet sur le manche ( 1). 8/ Dispositif amortisseur selon l'une des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce que le manche de préhension a une section polygonale, ovoïde ou circulai-15 re. 9/ Club de golf dont le manche ( 1) présente un élément amortisseur de vibrations selon l'une des reven- dications 1 à 8. / Outil de frappe dont le manche de préhension présente un élément amortisseur selon l'une des reven- dications 1 à 8.