Brevet FR2703913A1 — publié le 19941021

Tête de club de golf du type fer amortie. La présente invention concerne une tête de club de golf du type fer. L'invention comprend également un club muni d'une telle tête. Plus précisement, I'invention se rapporte à une tête de fer comportant un ensemble de parois définissant une cavité interne fermée, à savoir notamment une paroi d'impact dont la périphérie se raccorde, de toute part, à d'autres parois dudit ensemble. Une telle construction est décrite à travers un mode particulier dans la demande française de brevet FR-A-2654641 de la demanderesse et présente l'avantage de faciliter la répartition des masses à la périphérie et en arrière de la face d'impact. D'une manière- connue en soi, la cavité peut être remplie d'une mousse en matériau expansé afin d'améliorer la sonorité de la tête et de régler l'équilibrage du club en final. II s'avère néanmoins que de telles constructions sont perturbantes pour le joueur en raison des vibrations parasites engendrées par le choc de la balle sur la face d'impact.Ces vibrations présentes dans une plage de fréquence, comprise entre 1 et 30 KHZ, ont une influence importante sur la notion complexe et difficilement appréhendable du "feeling" ressenti par le joueur. En tout cas, la réduction des vibrations contribue d'une manière non négligeable, à l'amélioration du "feeling" du club. Ainsi, la demanderesse a pu mesurer que les constructions de fer en acier, c'est-à-dire obtenues d'une seule pièce sont naturellement plus amorties dans la plage de fréquence mentionnée. II n'est donc pas étonnant de s'apercevoir que les joueurs professionnels préfèrent jouer ce type de fers. En revanche, la répartition des masses ne peut pas être optimisée de la même façon que sur un fer dit "creux", c'est-à-dire présentant une cavité interne fermée. Le but de la présente invention est donc de proposer un perfectionnement aux fers creux en garantissant une réduction des vibrations parasites tout en conservant les avantages liés à la présence de la cavité permettant la répartition des masses et l'augmentation du moment d'inertie de la tête dans toutes les directions. Secondairement, un autre objet est de pouvoir obtenir des nuances de son à l'impact plus fines que sur les fers "creux" traditionnellement mousses. Pour cela, I'invention concerne une tête de club du type fer comprenant un corps métallique creux présentant une cavité interne fermée définie par un ensemble de parois dont une paroi d'impact raccordée périphériquement, de toute part, à d'autres parois, caractérisé en ce que la surface interne de ladite paroi d'impact est recouverte d'une couche de faible - épaisseur en résine viscoélastique ayant des propriétés d'amortissement ; ladite- couche n'occupant qu'en partie seulement ladite cavité interne fermée. Les moyens d'amortissement localisés directement en contact de la plaque d'impact permettent la dissipation des amplitudes des vibrations parasites. Le matériau viscoélastique est sollicité en cisaillement car étant en contact avec la paroi d'impact, il suit les vibrations de la paroi. Son module étant plus faible, les déformations du matériau sont plus importantes que celles de la paroi. Selon une disposition de l'invention, I'épaisseur de la couche de résine est comprise en moyenne entre 1 et 8 mm et sa densité comprise entre 1,5 et 2.- Ainsi, la masse rapportée sur la plaque d'impact est négligeable par rapport à la masse disponible répartie à la périphérie et en arrière de cette plaque. Selon une autre disposition, le volume occupé par la couche de résine ne dépasse pas 50%, de préférence est compris entre 25 et 35%, du volume total de la cavité interne fermée. Selon une disposition complémentaire, le volume restant disponible de la cavité est rempli par une mousse en matière plastique expansée de densité inférieure à 1. La mousse assure, en partie au moins, le maintien de la résine contre la surface de la plaque d'impact, en occupant l'espace restant, dont les interstices dus au retrait de la résine. La mousse permet aussi de régler l'équilibrage du club et également améliore la sonorité. La mousse sert également de contreplaque en appui sur la couche viscoélastique et permet d'augmenter le taux de cisaillement dans le matériau viscoélastique. Selon une disposition- avantageuse, les bords de la couche de résine sont logés en- partie au moins dans une gorge périphérique continue ou non, ménagée à l'intérieur de la cavité, à proximité de la paroi d'impact. Selon une autre disposition, la résine amortissante est choisie de façon à pouvoir être mise en oeuvre par moulage à faible pression ou par gravité selon le procédé de réaction injection moulage (RIM). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés, qui ne sont- donnés qu'à titre d'exemple non limitatifs. 1 la figure 1 est une vue en perspective d'une tête du type fer selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe selon (A-A') de la tête de la figure I - la figure 3 est une vue d'une variante de la figure 2 - la figure 3a est une vue de détail de la vue de la figure 3 - les figures 4 et 5 illustrent un exemple du procédé de fabrication d'une tête selon l'invention. La figure 4 montre l'étape de construction du corps métallique et d'assemblage de la paroi d'impact aux autres parois du corps.La figure 5 montre l'étape de coulée de la couche de résine à l'intérieur de la cavité interne selon (C, C') - les figures 6 et 7 montrent une variante de réalisation des figures 4 et 5 pour un autre type d'assemblage de tête - la figure 8 est une vue similaire à celle de la figure 2 selon une variante - la figure 8a est une vue de détail de la vue de la figure 8 - la figure 9 est une vue similaire à la vue de la figure 8 selon une variante - la figure 10 est une vue selon (B-lB') de la vue de la figure 9. La tête de fer selon l'invention, illustrée à la figure 1 et 2, comprend un corps métallique (1) creux constitué entre autre, d'une paroi frontale ou d'impact (10) sur laquelle sont portés les coups. Cette paroi d'impact (10) a une épaisseur suffisante pour assurer à elle-seule la résistance au choc. Dans le cas de l'acier, I'épaisseur est comprise entre 2,5 et 4 mm environ. Les bords périphériques- de la paroi d'impact (10) se raccordent aux autres parois (11, 12, 13) du corps stétendant en arrière de la paroi d'impact. - Dans le cas illustré, les autres parois comprennent une paroi (11) constituant la semelle, une autre (12) constituant la paroi arrière, et une dernière (13) constituant la paroi de la pointe de la tête. A l'inverse, côté talon de la tête, le corps est prolongé par un cou (3) sur lequel est destiné à coopérer un manche (non représenté). L'épaisseur des parois peut être variable permettant une répartition déterminée des masses. Le corps (1) réunit de façon solidaire et monobloc ces parois (10, 11, 42, 13) de façon à ménager une cavité interne fermée (2). D'une manière générale, le corps peut être réalisé en acier, en bronze, en titane, aluminium, en cuproberilium ou autres alliages fréquemment utilisés. La surface interne (100) de la paroi d'impact (10) est recouverte d'une couche (4) de résine viscoélastique ayant de bonnes propriétés d'amortissement à température ambiante dans les fréquences de vibration comprise entre 1 et 30 KHZ. L'épaisseur (e) de la couche (4) peut être comprise entre 1 et 8 mm. La densité du matériau est de l'ordre de 1,5 à 2 et sa dureté est inférieure ou égale à 40 Shore D. A titre d'exemple, on peut citer l'utilisation de résines élastomères du type PU. Le reste du volume de la cavité (2) est rempli avantageusement par une mousse en matière plastique expansée et de densité inférieure à 1. La mousse s'appuie sur la couche (4) et permet son maintien. Elle sert de contreplaque en augmentant le phénomène de cisaillement de la couche 4. La figure 3 illustre une variante selon laquelle la cavité (2) est munie d'une gorge périphérique (20) dans laquelle sont insérés les bords (40) de la couche de résine (4). La gorge peut s'étendre de façon continue sur toute la périphérie, à proximité de la plaque d'impact ou au contraire peut être discontinue et ne s'étendre que sur une partie de la périphérie. La mousse sert notamment de moyen de retenue de la plaque et occupe les interstices dus au phénomène de retrait de -la résine (figure 3a). Les figures 4 et 5 illustrent un exemple de procédé de fabrication d'une tête du type fer selon l'invention. Une première étape consiste à réaliser séparément la paroi d'impact (10) sous forme d'un premier élément et le reste du corps sous forme d'un second élément (5) comprenant les autres parois (11, 12, 13) solidaires du cou (3). Il est avantageux de- réaliser ces deux éléments en acier par moulage. La technique du moulage permet de réaliser simplement des lests (6, 7) solidaires des parois (11, 12, 13) et en surépaisseur vers l'intérieur de la cavité (2). Dans l'exemple illustré, les deux lests (6, 7) sont espacés l'un de l'autre et localisés respectivement dans la région de la pointe (côté "toe") et dans la région du talon (côté- "heel") de la tête. Cette répartition particulière, connue en soi, permet d'augmenter l'inertie latérale de la tête, conférant davantage de tolérance et de précision lors des coups décentrés. Bien entendu, elle n'est donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et une autre répartition des masses pourrait être envisagée. Une seconde étape du procédé consiste à assembler et à souder les deux éléments moulés entre eux. Pour cela, I'élément principal (5) comprend un rebord périphérique (50) sur lequel prend appui la paroi d'impact (10). Les lests (6, 7) sont distants d'une certaine distance (e1) de la surface interne (100) de la paroi d'impact (10). L'espace formé entre les lests (6, 7) et la surface, fait office de gorge (20) pour servir de moyen de retenue de la couche de résine mise en oeuvre lors de I'étape suivante. La figure 5 illustre cette étape, dans laquelle on introduit par coulage à faible pression ou par gravité selon le procédé RIM, la résine constituée de deux composants réagissant 'in situ' sans expansion. Avant réaction, la résine se présente sous une forme- liquide de faible viscosité.Elle se répartit ainsi naturellement sur la surface (100) et forme une couche- d'épaisseur sensiblement constante. La matière est introduite par un orifice de remplissage (120) de la paroi arrière (12) communiquant avec la cavité interne. Pendant le remplissage et pendant toute la période de durcissement de la résine, la tête est maintenue dans la position horizontale. Dans un autre mode de réalisation, on peut prévoir que la tête soi maintenue dans une position selon une certaine inclinaison par rapport à l'horizontale de façon à réaliser une couche d'épaisseur non constante permettant de favoriser l'amortissement dans une certaine zone de la tête (plutôt en "heel" ou plutôt en "toe"l par exemple). On peut également prévoir que la couche de matériau viscoélastique soit un matériau thermoplastique. Dans ce cas, la mise en oeuvre peut se faire par injection du matériau à l'état fondu à travers l'orifice (20). La solidarisation se fait après refroidissement dans la cavité. Dans tous les cas, le matériau employé n'a pour fonction que de dissiper les vibrations engendrées sur la face et n'a pas du tout des caractéristiques permettant de renforcer la paroi d'impact dont la résistance est suffisante. Les figures 6 et 7 illustrent un second exemple qui diffère de celui des figures 4 et 5 par le fait que la tête est de conception légèrement différente. La première étape consiste à réaliser séparément la paroi arrière (12) sous - forme d'un premier élément et le. reste du corps sous forme d'un second élément (8) comprenant les autres parois (11, 12) et la paroi d'impact (10) solidaires du cou (3). Les deux éléments peuvent être réalisés par moulage. Le- second élément comprend avantageusement un lest principal (9) solidaire de la paroi de la pointe 13 et en surépaisseur vers l'intérieur de la cavité (2). La seconde étape-consiste à souder les deux éléments entre eux. Le second élément (8) peut comprendre un rebord périphérique (80) sur lequel prend appui la paroi arrière (12). On coule ensuite la matière destinée à former la couche de résine viscoélastique à travers un orifice (130) ménagé dans la paroi latérale (13) et communiquant avec la cavité interne (2). Pendant que Fa résine est encore liquide, la tête est stockée dans une position où la face est disposée selon un plan horizontal, jusqu'à durcissement complet de la résine. Bien entendu, on peut prévoir d'autres solutions de remplissage de la couche de résine, sans pour autant sortir du cadre de l'inventioh. Par exemple, on peut prévoir que le cou (3) comprenne un alésage qui communique à l'intérieur de la cavité ; le remplissage s'effectuant, alors par l'introduction d'une buse d'injection à l'intérieur de l'alésage jusque dans la cavité, par exemple. Une dernière étape commune à tous les modes décrits précédemment (non illustrée) consiste avantageusement à injecter une mousse de remplissage en matière plastique s'expansant 'in situ', telle qu'une mousse de polyuréthane. Cette dernière a pour objet d'améliorer le son de la frappe, de compléter le maintien de la couche de résine, de servir de contreplaque et éventuellement de permettre en plus le réglage de l'équilibrage du club dans le cas où l'ensemble manche/grip est monté sur la tête. Les mêmes orifices (120, 130) de remplissage que pour le cas de la résine peuvent être utilisés. Après injection, l'orifice est obturé par un bouchon rapporté puis vissé, clipé ou collé, par exemple. La figure 8 montre un exemple dans lequel la surface interne (100) est structurée et comprend des nervures (101) afin d'améliorer la capacité amortissante par une augmentation des efforts de cisaillement dans le matériau. Elles permettent aussi d'améliorer la solidité du contact entre la- couche de résine et- la surface interne (100) de la paroi d'impact et éviter ainsi les risques de décollement à l'endurance du club. La figure 8a illustre la déformation de. la paroi d'impact (10) du au phénomène vibratoire après le choc de la balle. Lors de l'enfoncement de la paroi vers l'intérieur de la tête, par rapport au plan de face (P) ; les forces respectives (fl et f2) présentes au-voisinage de la surface (41), côté mousse, s'opposent aux forces (fil: et f'2) présentes au voisinage de la surface- (42), côté paroi (10) ; engendrant un effet de cisaillement -important de la couche de résine. Dans la variante des figures 9 et 10, la paroi arrière (12) est munie de plusieurs nervures (121) faisant saillie à l'intérieur de la cavité (2). Les nervures s'étendent dans une partie de l'épaisseur de la couche de résine (4). Elles sont, de préférence, localisées dans la région centrale de la paroi d'impact, où les amplitudes de déplacement du matériau viscoélastique sont maximales. Leur rôle est celui d'engendrer des efforts de cisaillement supplémentaires à l'intérieur de la couche de résine le long des nervures et d'augmenter ainsi la capacité d'amortissement de la tête. Bien entendu, on peut prévoir une variante où les nervures (101) de la paroi d'impact sont associées aux nervures (121) de la paroi arrière dans la même tête. Les nervures (101) de la paroi d'impact peuvent être remplacées par tout autre mode de structuration tel que le nid d'abeille par exemple. Naturellement, d'autres mises en oeuvres de l'invention peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre des revendications ciaprès REVENDICATIONS 1 - Tête de club du type fer comprenant un corps métallique creux (1) présentant une cavité interne fermée (2) définie par un ensemble de parois (10, 11, 12, 13), dont une paroi d'impact (10) raccordée périphériquement, de toute part, à d'autres parois (11, 12, 13), caractérisée en ce que la surface interne (100) de la paroi d'impact (10) est recouverte d'une couche (4) de faible épaisseur en résine viscoélastique ayant des propriétés d'amortissement ; ladite couche (4) n'occupant qu'en partie seulement ladite cavité interne fermée (2). 2 - Tête du type fer selon la revendication I, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche de résine (4) est comprise entre 1 et 8 mm et sa densité, entre 1,5 et 2. 3 - Tête du type fer selon la revendication 2, caractérisée en ce que le volume de la couche de résine (4) ne dépasse pas 50% du volume total de la cavité interne fermée (2). 4 - Tête du type fer selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que le volume restant disponible de la cavité interne (2) est rempli par une mousse en matière plastique expansée de densité inférieure à 1. 5 - Tête du type fer selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bords (40) de la couche de résine sont logés, en partie au moins, dans une gorge (20) périphérique continue ou non ménagée à l'intérieur de la cavité et à proximité de la paroi d'impact (10). 6 - Tête de fer selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la résine amortissante est choisie de façon à pouvoir être mise en oeuvre par moulage à faible pression oupar gravité selon le procédé de réaction injection moulage (RIM). 7 - Tête de fer selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi d'impact (10) et/ou arrière (12) comprend(comprennent) des nervures internes. (101, 121) faisant saillie à l'intérieur de la cavité.