Brevet FR2683728A1 — publié le 19930521

La production de balles de golf comprend plusieurs étapes différentes, suivant le type de la balle, par exemple à trois, deux ou une pièce Conformément au procédé classique, un noyau élastomérique plein ou 5 composite est réalisé, et un revêtement extérieur à fossettes est formé autour du noyau. Un procédé de former un revêtement de balle de golf est le moulage par injection Le noyau est placé centralement dans une cavité de moule en deux parties et il est maintenu en position centrale par des broches rétrac- tables La composition de revêtement telle qu'un ionomère est chauffée pour devenir liquide et introduite à force dans la cavité du moule en passant dans des canaux situés autour du plan de joint entre les deux moitiés du moule. Après refroidissement et enlèvement du moule, la balle de golf comporte encore un certain nombre de carottes ou bavures solidifiées de matière de revêtement excédentaire qui sortent des canaux et du plan de joint des demi-moules Ces bavures ou carottes doivent être enlevées de la balle lors d'une opération séparée de meulage. L'opération de meulage est imprécise et engendre parfois des irrégularités sur la surface de la balle Après que les bavures ont été éliminées, la balle est peinte au moyen d'une composition de peinture connue pour acquérir une finition brillante. Etant donné que des bavures sont formées sur la ligne du joint pendant l'opération de moulage, il est impossible de former des fossettes s'étendant à travers ou à proximité immédiate du plan de joint En conséquence, le nombre de configurations possibles de fossettes est limité. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4653758 décrit l'utilisation de deux demi-revêtements présentant des surfaces complémentaires ondulées Bien que ceci permette d'améliorer la symétrie des fossettes, la balle présente encore des bavures et aucune fossette ne peut être placée sur la jonction entre les deux demi-revêtements. Un autre problème apparaît avec l'injection ou le moulage de revêtements de balles de golf en particulier lorsqu'un certain nombre de cavités opposées sont utilisées dans une seule machine Très souvent, les demimoules de la totalité des moules ne peuvent pas être amenés en alignement précis avant et pendant l'opération d'injection Il en résulte des défauts, tels qu'un joint imparfait au niveau du plan de joint, ou une balle qui n'est pas ronde, ou encore une surface extérieure qui n'est pas concentrique au10 noyau intérieur sphérique Tous les problèmes ci- dessus donnent des balles au comportement incohérent. Conformément à l'invention, des demi-moules opposés présentent des surfaces inclinées d'engagement qui alignent les demi-moules avec précision autour du plan de joint lorsque les demi-moules sont fermés sous-pression. L'un des demi-moules possède un degré limité de liberté latérale de mouvement pour faciliter cet alignement Ceci élimine la fuite du polymère liquide autour du plan de joint pendant l'injection, et permet des tolérances très étroites au niveau du plan de joint, de sorte qu'aucun joint visible ne se forme pendant l'opération de moulage. La matière liquide du revêtement est injectée à l'un des pôles ou aux deux pôles par l'intermédiaire d'une ou plusieurs entrées chauffées, qui sont alimentées en continu en matière fondue liquide de revêtement, de manière que ne se forme aucune carotte ou bavure froide devant être ensuite éliminée. Etant donné que le revêtement est réalisé sans joint, il est possible de mouler des fossettes sur le plan de joint ou à proximité immédiate de celui-ci De plus, le moulage peut avoir lieu dans un plan horizontal, ce qui facilite l'enlèvement des balles finies..Le moulage des balles de golf conforme à l'envention est réalisé avec un degré élevé de fiabilité et de précision, donnant des balles de golf ayant des caractéristiques uniformes et sans défaut. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la Figure 1 est une vue en coupe verticale d'un moule de balles de golf en deux parties selon l'invention; la Figure 2 est une vue en coupe verticale du moule de balles de golf selon l'invention; la Figure 3 est une vue de côté de l'appareil représenté sur la Figure 2; la Figure 4 est une vue à échelle agrandie des cavités du moule à proximité du plan de joint du moule; et la Figure 5 représente une balle de golf présentant des fossettes formées le long du plan de joint conformément à l'invention.15 Comme montré sur la Figure 1, les demi-moules et 12 sont globalement cylindriques autour d'un axe défini par des flèches 14 Chaque demi-moule 10 et 12 est retenu dans un plateau, seul le plateau inférieur 16 étant représenté pour le demi- moule 12 sur la Figure 1 pour plus de clarté Chacun des demi-moules comporte deux épaulements cylindriques extérieurs espacés 18 et 20 qui sont ajustés dans des alésages circulaires correspondants des plateaux. Les épaulements 18 et 20 et le plateau 16 définissent une chambre étanche 21 pour la circulation d'un liquide de refroidissement après le moulage par injection. Les demi-moules 10 et 12 sont représentés dans une position séparée et sont rapprochés l'un de l'autre suivant un axe 14 de fermeture afin que le moule soit fermé sous une pression élevée suivant un plan ou une ligne de joint circulaire défini par les bords circulaires tel que 22 Chaque demi-moule comporte un certain nombre de broches 24 et 26 qui font saillie dans les cavités hémisphériques 34 et 36 des demi-moules pour supporter un noyau élastomérique préformé 28 d'une réalisation classique en une pièce ou en deux pièces L'un, 12, des demi-moules comporte aussi une broche d'éjection 30 destinée à permettre l'éjection de la balle après le refroidissement et la séparation des moules. L'un des demi-moules ou les deux présentent une entrée pour l'introduction d'un polymère liquide chaud dans la cavité du moule Une entrée chauffée 32 s'étend jusqu'à la cavité du moule, en un ou plusieurs emplacements éloignés du plan de joint et de préférence en un ou plusieurs pôles suivant l'axe 14. Les cavités ou surfaces hémisphériques 34 et 36 de dimensions identiques des demi-moules 10 et 12 compor- tent plusieurs saillies convexes (non représentées) qui forment des fossettes concaves dans la surface de la balle de golf pendant l'opération de moulage Les demi-moules sont séparés et un noyau élastomérique 28 est placé dans la cavité du moule et supporté centralement par les broches 24 et 26 Le noyau 28 peut être formé d'une composition d'élastomère homogène d'un type connu ou peut être composé de couches, c'est-à-dire un noyau central entouré d'en- roulements de caoutchouc En variante, le noyau peut être supprimé et une balle d'une seule pièce peut être formée uniquement par injection. Les demi-moules sont fermés pour définir une coque sphérique limitant un espace entre le noyau et les parois du moule Un polymère liquide chaud est alors injecté par l'intermédiaire de l'entrée 32 dans l'espace entourant le noyau Les polymères utilisés pour former le revêtement peuvent comprendre des compositions thermodur- cissables et thermoformables telles que des ionomères ou d'autres élastomères ou polymères naturels et synthétiques et des mélanges de ceux-ci Une ventilation des gaz est possible à travers les positions des broches. Après l'injection de la matière de revêtement à travers l'entrée, le moule est refroidi par circulation d'un fluide de refroidissement dans les canaux 21 et les broches 24 et 26 sont retirées vers une position affleurant la surface du moule, afin qu'un revêtement continu soit moulé autour de la balle Les têtes des broches 24 et 26 peuvent simuler des saillies simples afin d'éviter le problème d'une configuration irrégulière de fossette Après refroidissement, le moule est ouvert et la balle de golf est enlevée. Comme montré sur la Figure 2 et 3, les demi- moules 10 et 12 sont supportés et logés dans des plateaux et 16 les entourant L'un des plateaux 15 est fixé rigidement à un distributeur 50 présentant un alésage central 52 qui reçoit une buse classique d'injection qui se ferme et s'ouvre pour conduire un polymère fondu vers le moule La buse et le collecteur contiennent un élément chauffant destiné à maintenir le polymère dans un état fondu entre les cycles d'injection Le collecteur 50 peut contenir des passages multiples pour alimenter plusieurs moules Le polymère fondu est chauffé et fourni sous pression par une extrudeuse classique. Le plateau inférieur 16 est mobile axialement et est monté sur un chariot 54 qui se déplace sur deux colonnes axiales espacées 56 et 58 Un centrage supplémen- taire entre les demi-moules est assuré par plusieurs guides qui comprennent des fourreaux verticaux 60 recevant de façon coulissante des colonnes 62 disposées le long de la périphérie du moule Bien que cela ne soit pas représenté pour plus de brièveté, il est courant de placer plusieurs moules dans une paire opposée de supports ou de plateaux afin de mouler plusieurs balles en une seule opération, par exemple comme montré d'une façon générale dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 04558499. Conformément à l'invention, des éléments individuels d'alignement sont prévus entre les demi-moules de chaque paire pour assurer un centrage très précis entre les demi-moules de chaque paire suivant le plan de joint, et pour empêcher la formation d'un joint visible au niveau du plan de joint Les moyens d'alignement comprennent un moyen destiné à aligner les demi-moules autour d'un premier axe passant par les pôles du moule tandis que le moule est fermé, et un second moyen destiné à permettre un mouvement limité entre les demi- moules dans des directions à peu près perpendiculaires au premier axe. Comme montré sur les Figures 1 et 2, l'un, 10, des demi-moules présente un épaulement ou une surface 40, tronconique ou diminuant vers l'intérieur, qui est concentrique à l'axe 14 de fermeture du moule L'autre demi-moule 12 présente une gorge ou paroi complémentaire 42, tronconique ou s'évasant vers l'extérieur, qui est également concentrique à l'axe 14 Les surfaces 40 et 42 sont également concentriques à la ligne ou au plan de joint circulaire 22 Les surfaces 40 et 42 sont espacées vers l'extérieur et s'étendent vers l'extérieur à partir de surfaces plates respectives 43 et 45 en forme de disque s'étendant horizontalement depuis le plan ou la ligne de joint Lorsque le moule est fermé, les surfaces opposées 43 et 45 viennent en contact étanche dans le plan de joint. L'angle de conicité des surfaces 40 et 42 est sensiblement le même Par conséquent, lorsque les demi- moules sont fermés sous haute pression avant une injection, les surfaces 40 et 42 viennent en engagement d'ajustage ou de verrouillage préférentiel et servent à aligner les demi- moules avec une haute précision au niveau du plan de joint.25 Pour s'adapter en outre à un défaut d'aligne- ment axial possible entre les demi-moules, un mouvement latéral limité est permis entre les demi-moules dans des directions perpendiculaires à l'axe 14, ou dans une direction indiquée globalement par une flèche 44 On peut y parvenir en permettant à l'un des demi-moules de flotter quelque peu dans son plateau de support L'engagement entre des ouvertures circulaires du plateau 16, opposées aux épaulements cylindriques 18 et 20, empêche normalement un mouvement de côté ou latéral, ainsi qu'un mouvement vertical ou angulaire du demi- moule 12 dans le plateau En établissant un jeu limité entre ces surfaces opposées, de l'ordre de 0,05 à environ 0,20 mm, un mouvement latéral suffisant est permis Ce mouvement limité permet à un élément du moule de flotter quelque peu, de façon contrainte, c'est-à-dire dans une seule direction ou dans des directions qui sont perpendiculaires à l'axe 14 de fermeture en réponse aux forces d'alignement générées par l'engagement conique de centrage entre les surfaces inclinées d'alignement. En raison de la haute précision d'alignement au plan de joint, le revêtement de la balle de golf est moulé avec un degré élevé de précision et d'exactitude De plus, du fait du meilleur alignement, il est possible de réaliser des demi-moules dans lesquels des saillies ou bossages s'étendent à travers du plan de joint ou coupent le plan de joint du moule. La Figure 4 est une vue à échelle agrandie d'une cavité de moulage de la présente invention Les deux demi-moules 10 et 12 comportent chacun plusieurs saillies ou bossages convexes 70, et les demi-moules s'engagent suivant un plan ou une ligne de joint 22 Les bossages des moules tels que 72 et 74 sont placés sur ou à proximité immédiate du plan de joint 22, cette particularité ne pouvant pas être réalisée précédemment du fait des procédés imprécis de moulage.25 Une balle de golf typique réalisée au moyen d'un moule selon l'invention est représentée sur la Figure La balle 80 présente plusieurs fossettes 82, comprenant des fossettes telles que 82 a et 82 b qui coupent l'équateur ou la ligne de plan de joint 84, ou en sont étroitement adjacentes Par conséquent, il est possible de concevoir et fabriquer des balles de golf présentant de plus grandes variétés de configurations de fossettes qu'avec les procédés précédents dans lesquels l'équateur était dépourvu de fossettes. Un autre avantage et un autre résultat propres à la présente invention sont la possibilité de produire une balle de golf totalement finie par le procédé de la présente invention Une fois enlevée du moule, la balle peut être utilisée telle qu'elle se présente alors sans qu'il soit nécessaire de procéder, après le moulage, à un5 meulage suivant la ligne de joint, ou à une application de peinture Comme décrit précédemment, un meulage peut être à l'origine d'imperfections devant être recouvertes de peinture De plus, l'application de peinture est elle-même imprécise et a pour résultat la formation d'un revêtement10 extérieur irrégulier sur la balle. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil, au procédé et à la balle de golf décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé pour former un revêtement extérieur sans joint d'une balle de golf ( 80), dans lequel deux demi- moules ( 10, 12) sont fermés sous haute pression suivant un axe central ( 14) pour former une cavité, les demi-moules s'engageant suivant un plan de joint commun ( 22), et un polymère liquide chaud étant injecté dans la cavité, puis refroidi, le procédé étant caractérisé en ce que, lorsque les demi-moules sont fermés, des surfaces inclinées ( 40, 42) situées entre les demi-moules viennent en contact l'une avec l'autre pour amener les demi-moules en engagement précis,et l'un des demi-moules est autorisé à flotter perpendiculairement à l'axe afin de permettre un centrage autour de l'axe. 2 Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en outre en ce que le polymère liquide chaud est injecté dans le moule en un emplacement éloigné du plan de joint. 3 Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le polymère liquide chaud est injecté autour d'un noyau solide ( 28) situé dans le moule pour former un revêtement à fossettes autour du noyau. 4 Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le moule est ouvert et fermé suivant un axe horizontal. Appareil pour former des revêtements sans joint sur des balles de golf, dans lequel deux demi-moules ( 10, 12) sont fermés autour d'un axe central ( 14) sous haute pression pour former une cavité de moule ayant un plan de joint ( 22), et une matière plastique liquide est injectée dans le moule et solidifiée, l'appareil étant caractérisé par des surfaces opposées ( 40, 42) d'alignement entre les cavités de moule, les surfaces étant inclinées et s'ajustant entre elles par action de coin lors de la fermeture du moule pour aligner les demi-moules avec précision autour de l'axe et suivant le plan de joint, l'un des demi- moules pouvant effectuer un mouvement limité dans une direction perpendiculaire à l'axe afin de permettre un alignement précis. 6 Appareil selon la revendication 5, carac- térisé en ce que les surfaces opposées d'alignement comprennent une surface inclinée ( 40) s'étendant autour de l'un des demi-moules, et une surface conique complémentaire ( 42) s'étendant autour de l'autre demi-moule. 7 Appareil selon la revendication 6, carac- térisé en ce que les surfaces opposées d'alignement sont concentriques avec la ligne de joint. 8 Appareil selon la revendication 5, carac- térisé en ce que les surfaces inclinées sont situées à l'écart de la ligne de joint. 9 Appareil selon la revendication 5, carac- térisé en outre en ce qu'un orifice ( 32) d'injection pour le polymère liquide est prévu dans le moule en un emplace- ment éloigné de la ligne de joint. Balle de golf ayant une surface extérieure formée entre deux demi- moules ( 10, 12) assemblés suivant une ligne de joint commune ( 22), la surface extérieure de la balle de golf présentant un certain nombre de fossettes ( 82), la balle de golf étant caractérisée en ce que certaines des fossettes ( 82 a, 82 b) coupent la ligne de joint. 11 Balle de golf formée par moulage entre deux demi-moules ( 10, 12) en contact suivant une ligne de joint ( 22), caractérisée en ce que la balle de golf est sans joint et est dépourvue de bavures dans la zone corres- pondant à la ligne de joint ( 84) lorsqu'elle est enlevée du moule.