Brevet FR2703255A1 — publié le 19941007

La présente invention concerne des corps creux à paroi mince destinés à abriter un ou plusieurs inserts Un exemple typique de telles pièces est constitué par des têtes de clubs de golf moulées en matière thermoplastique injectable à l'intérieur desquelles doit être disposée une masse dont il faut pouvoir ajuster à la fois la valeur et la position afin d'optimiser la fonction du centre de gravité et la masse de la pièce obtenue, donc, finalement, la grandeur et la direction de la force que lui imprimera le joueur lors de son utilisation. Le document FR-A-2 645 447 décrit des têtes de clubs de golf réalisées à partir d'un corps creux moulé en matière plastique, ouvert sur une face On dispose à l'intérieur de cette cavité la masse qui conférera au club l'inertie nécessaire, et on referme ensuite le corps avec une pièce d'obturation qui lui est assemblée de manière appropriée Ce procédé permet d'obtenir des clubs de golf en matière thermoplastique injectée ayant une masse appropriée en valeur et en position dans la tête, mais leur fabrication est relativement compliquée et coûteuse. On a également proposé dans le document FR-A- 2 657 530 de réaliser des têtes de clubs de golf à partir d'un corps creux fermé en matière plastique dans lequel est aménagé un orifice de remplissage permettant d'introduire une matière appropriée, comme par exemple une matière expansible de type connu Mais, outre que ce procédé est également relativement coûteux, il ne permet pratiquement pas d'ajuster à volonté la valeur et encore moins la position de la masse d'intérieur de la tête de golf. Une autre forme de réalisation proposée par le document FR-A-2 625 107 consiste à mouler en une seule opération, avec le volume et la forme souhaitée, la pièce complète dans laquelle on introduit durant le moulage des pièces amovibles créant des cavités plus ou moins importantes dans la pièce moulée Ce procédé ne permet pas non plus un ajustage précis de la valeur de la masse de la tête de golf obtenue, ni de la fonction de son centre de gravité. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients cités ci-dessus en permettant de réaliser, en une seule opération de moulage, des corps creux en matière plastique à l'intérieur desquels il est possible de disposer à volonté au moins un insert de forme, de volume et de masse appropriés, à un endroit prédéterminé et choisi. On peut réaliser de telles pièces grâce à la technologie bien connue du moulage avec noyau fusible, décrite dans les documents FR-A-1 366 921 et FR-A-2 477 462 au nom de la demanderesse, et appliquée aux corps creux en matière plastique possédant un insert dans les documents FR- A-2 556 645 et 2 559 096 au nom de la demanderesse, ainsi que dans le document DE-A-1 807 193. Selon cette technologie, on surmoule le ou les inserts destinés à être disposés à l'intérieur du corps en matière thermo-plastique avec un noyau réalisé en un métal tendre fusible dont le point de fusion est judicieusement choisi pour pouvoir résister à la phase d'injection de l'enveloppe en matière plastique, mais est tel que ce noyau peut être mis en fusion après le moulage de la pièce et extrait de celle-ci par simple écoulement du métal fondu, sans nuire à la forme et à l'intégrité de l'enveloppe. Cette technologie s'applique particulièrement bien à la fabrication des têtes de clubs de golf en matière plastique, l'insert de dimension et de masse approprié étant au préalable surmoulé avec un noyau fusible et cet ensemble étant alors disposé dans l'empreinte de l'enveloppe à mouler o il est maintenu en place par une broche appropriée retenue dans ledit noyau fusible, qui créé dans l'enveloppe extérieure ainsi moulée un trou qui sera obturé par la suite par un bouchon approprié, comme on le verra ci-après. L'injection de la pièce se fera avantageusement n un point situé à l'opposé de l'emplacement o se situe la broche de maintien de l'ensemble formé par l'insert et son noyau fusible, ou tout au moins en un point tel que les effets résultant des pressions de remplissage élevées tendent à repousser l'ensemble sur son assise sur ladite broche de maintien. Il peut être intéressant dans certains cas d'utiliser cette broche pour aménager un artifice de transfert de calories par circulation de fluide, caloduc ou procédé analogue, pour réguler ainsi la température de l'ensemble formé par l'insert et le noyau fusible pendant la phase d'injection et de refroidissement de la pièce, afin d'éviter tout début de fusion de la partie fusible du noyau. Dans une variante de réalisation, il peut être avantageux de remplacer la broche de maintien de l'ensemble insertlnoyau fusible par une excroissance du noyau fusible lui-même, ayant la forme appropriée pour pouvoir monter ledit ensemble en position convenable à l'intérieur de l'empreinte de moulage de la pièce. On utilisera avantageusement le trou de passage créé dans l'enveloppe du corps creux moulé par la broche de maintien ou par l'excroissance du noyau fusible pour évacuer après moulage le métal en fusion provenant de la partie fusible du noyau, soit simplement par gravité, soit, dans les cas difficiles dus à la forme ou à la position de l'insert, ou à la présence de nervures à l'intérieur du corps creux, par soufflage ou aspiration avec des moyens appropriés Le contrôle de l'évacuation totale du métal fondu pourra se faire par pesage ou par un moyen électrique ou radiographique classique bien connu, en cas de doute sur l'évacuation complète de la partie fusible du noyau. Il peut enfin être avantageux dans certains cas d'utiliser une ou plusieurs broches complémentaires pour maintenir l'ensemble constitué par l'insert et son noyau fusible dans la bonne position à l'intérieur de l'empreinte pendant la phase d'injection de la matière plastique, ces broches de maintien pouvant être repoussées en cours de moulage, soit par la matière plastique injectée elle-même, soit par un dispositif d'asservissement, comme cela est décrit en détail dans le document FR-A- 2 556 645 au nom de la demanderesse. D'autres aspects avantageux de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit d'une forme de réalisation d'un corps creux selon l'invention, fournie à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un corps creux selon l'invention; la figure 2 représente une vue schématique en coupe du moulage de 11 ensemble formé par l'insert et son noyau fusible; la figure 3 représente une vue schématique en coupe du maintien par une broche du même ensemble; les figures 4 a et 4 b représentent un schéma de principe de deux méthodes d'évacuation du métal fondu provenant du noyau fusible; la figure 5 représente une vue schématique en coupe d'une variante de réalisation d'un corps creux selon l'invention; la figure 6 représente un schéma de principe de retenue avec des broches complémentaires de l'ensemble formé par l'insert et le noyau fusible. La figure 1 représente schématiquement en coupe une tête de club de golf selon la présente invention, comportant essentiellement un corps creux extérieur 1, réalisé de préférence en matière thermoplastique injectée, totalement fermé, et un insert 2 disposé à l'intérieur du corps 1 o il est maintenu prisonnier, par exemple par des nervures telles que 3 venant de moulage avec le corps creux 1. L'insert 2 peut comporter une ou plusieurs pièces assemblées et réalisées en tout matériau approprié, pouvant par exemple, être un métal, ou une matière plastique, ou autre Elle occupe une partie du volume interne de la pièce et sa masse et sa position fixe sont ajustées de manière à conférer à la tête de club de golf les caractéristiques souhaitées et appropriées pour l'envoi de la balle Une queue 4, solidaire de l'insert 2, peut permettre par la suite le montage de la tête sur le manche du club de golf. Pour réaliser une pièce de ce type, on utilisera le procédé du noyau fusible décrit dans les brevets mentionnés ci-avant Selon ce procédé, on surmoule d'abord l'insert 2 avec un métal tendre fusible ayant un point de fusion convenablement choisi, comme cela est représenté schématiquement sur la figure 2, pour obtenir un ensemble 5 constitué par l'insert 2 et la partie fusible surmoulée 51. Durant cette phase de surmoulage, on maintient l'insert 2 en position, par exemple au moyen de sa queue 4, avec le même dispositif qui servira par la suite à positionner l'ensemble du noyau dans le moule de surmoulage de l'enveloppe 1. Le surmoulage une fois effectué, on chauffe la pièce à une température convenable permettant de fondre le métal fusible constituant la partie 51 du noyau 5, sans pour autant affecter la matière plastique constituant l'enveloppe 1 du corps creux dont il faut éviter un début de fusion ou de déformation, et on vide le métal ainsi fondu par un trou 6, ménagé dans ledit corps creux 1 en un endroit choisi Ce trou 6 pourra ensuite être obturé de manière appropriée, comme on le verra par la suite. La figure 3 illustre le cas o le noyau 5 formé par l'insert 2 et la partie fusible 51 ne peut pas être maintenu dans l'empreinte de surmoulage de l'extérieur, la queue 4 étant par exemple inexistante, insuffisante ou mal placée Dans ce cas on utilisera une broche 7 pénétrant dans le métal fusible 51 en un endroit convenable pour soutenir l'ensemble du noyau 5 dans l'empreinte de surmoulage Cette broche 7 assure le maintien dans la position convenable, radiale, axiale, ou autre, à l'intérieur de l'empreinte, de l'ensemble 5 constitué par 1 'insert 2 et le noyau fusible 51 L'injection se fera de préférence en un point situé à l'opposé de cette broche 7 afin que les effets résultant des pressions de remplissage élevées tendent à repousser l'ensemble 5 sur son assise sur cette broche 7 Comme cela est bien connu dans la technique de moulage par injection, on aménagera du côté opposé au point d'injection des évents convenablement dimensionnés pour éviter des brûlures ou surchauffes de matière, par exemple autour de la ou des broches supports complémentaires 10 (figure 6) ou de la queue 4 de l'ensemble 5 (figure 2 >. Par ailleurs la broche 7 peut être avantageusement aménagée pour permettre un transfert de calories par circulation de fluide, caloduc ou tout autre moyen, en vue de réguler la température du noyau pendant la phase de refroidissement de la matière injectée et éviter une fusion prématurée du noyau fusible, ou encore, inversement, pour réchauffer par la suite le noyau fusible 51 et faciliter son évacuation de la pièce terminée. La broche 7 peut également être remplacée dans certains cas par une excroissance venue avec la partie fusible 51 du noyau, de forme appropriée pour maintenir l'ensemble 5 dans l'empreinte durant le moulage. Le trou 8 créé dans l'enveloppe 1 du corps creux pour le passage de la broche 7 ou du prolongement de la partie fusible 51 ci-dessus décrite, sera utilisé avantageusement pour évacuer par la suite le métal fondu provenant de la partie fusible 51 du noyau 5, après le moulage de l'enveloppe 1, comme cela est illustré sur les figures 4 a et 4 b. Comme le montre la figure 4 a, on choisit une position permettant un écoulement par gravité du métal fondu, en tenant compte de la présence des inserts ou des nervures de retenue 3 internes au corps creux 1, ainsi que des formes internes de la cavité pour obturer une évacuation totale du métal fondu. Si une évacuation par gravité ne suffit pas, l'orifice 8 peut permettre le passage ou l'adaptation d'embouts de soufflage ou d'aspiration, comme cela est illustré sur la figure 4 b. A la fin de l'écoulement du métal fondu, et en cas de doute, on peut avoir recours à une méthode de contrôle par pesage de la pièce ou par un moyen électrique ou radiographique classique pour vérifier que tout le métal de la partie fusible 51 a bien été évacué. Lorsque tout le métal fondu a été évacué, le trou de passage 8 est obturé par une pastille ou un bouchon 9, comme cela est illustré sur la figure 5 Cette pastille 9 peut être clipsée, soudée, collée ou fixée par toute autre méthode convenable Le bouchon 9 peut reconstituer facilement la forme extérieure de l'enveloppe 1 de la tête de club de golf, ou bien avoir une utilisation fonctionnelle pour le marquage, un repérage quelconque, ou même le remplissage éventuel du corps creux. Dans certains cas, comme le montre la figure 6, pour éviter un déplacement de l'ensemble 5 formé par le ou les inserts 2 et le noyau fusible 51, durant la phase d'injection dans la matière plastique qui met en jeu des pressions importantes nécessitées pour le remplissage correct de l'empreinte lors de la réalisation de pièces à parois minces, il peut être avantageux d'utiliser une ou plusieurs broches complémentaires 10 pour maintenir ledit ensemble 5 dans sa position exacte à l'intérieur de l'empreinte de moulage de l'enveloppe 1 du corps creux Ces broches peuvent être repoussées, soit par la matière plastique elle-même durant l'injection, soit par un dispositif d'asservissement, comme cela est enseigné par le document FR-A-2 556 645, mentionné ci-dessus. La mise en oeuvre du procédé selon la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation qui viennent d'être décrites, mais peut donner lieu à de nombreuses variantes sans sortir du cadre de la présente invention La forme et la position des broches de maintien de l'ensemble 5 formé par le ou les inserts 2 et la partie fusible 51 du noyau peuvent par exemple être très variables. De même, ledit ensemble 5 peut être réalisé par l'assemblage de plusieurs pièces. REVENDICATIONS 1) Corps creux, tel qu'une tête de club de golf, en matière thermoplastique moulée, comportant un insert emprisonné permettant d'ajuster la position du centre de gravité et la masse de la pièce, caractérisé en ce qu'il est constitué par une enveloppe mince ( 1) moulée en une seule pièce entourant totalement au moins un insert ( 2) retenu prisonnier à l'intérieur de celle-ci dans une position fixée par des nervures ou des aspérités ( 3) venant de moulage sur la face interne de l'enveloppe ( 1). 2) Procédé de réalisation d'un corps creux selon la revendication 1 par la technologie du noyau fusible, caractérisé en ce qu'un noyau en métal tendre fusible ( 51) est au préalable surmoulé sur le ou les inserts ( 2) pour former un ensemble ( 5) qui est disposé dans l'empreinte de surmoulage de l'enveloppe ( 1) du corps creux. 3) Procédé de réalisation d'un corps creux selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble ( 5) constitué par le ou les inserts ( 2) et le noyau fusible ( 51) est retenu en position dans l'empreinte de surmoulage de l'enveloppe ( 1) par une broche ( 7) enfoncée dans ledit noyau fusible ( 51). 4 > Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la broche de maintien ( 7) de l'ensemble ( 5) est aménagée pour servir de moyen de transfert de calories dans ledit ensemble ( 5). ) Procédé pour la réalisation d'un corps creux selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble ( 5) constitué par le ou les inserts ( 2) et le noyau fusible ( 51) est retenu dans l'empreinte de surmoulage de l'enveloppe ( 1) par une excroissance venant de moulage avec ledit noyau fusible ( 51). 6 > Procédé pour la réalisation d'un corps creux selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le trou ( 8) de passage de labroche ( 7) ou de l'excroissance du noyau fusible ( 51) est obturé ensuite par une pastille d'obturation ( 9) de forme appropriée. 7) Procédé pour la réalisation d'un corps creux selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 ci-dessus, caractérisé en ce que l'injection de l'enveloppe mince ( 1) du corps creux est effectuée en un point situé sensiblement à l'opposé de l'emplacement o se situe la broche ( 7) ou l'excroissance du noyau fusible ( 51) destiné à maintenir l'ensemble ( 5) en place dans l'empreinte de surmoulage de l'enveloppe mince ( 1) durant l'injection. 8) Procédé pour la réalisation d'un corps creux selon l'une quelconque des revendications 3 à 7 ci-dessus, caractérisé en ce que le trou de passage ( 8) créé par la broche ( 7) ou l'excroissance du noyau fusible ( 51) durant le surmoulage de l'enveloppe ( 1) est utilisé pour évacuer le métal en fusion dudit noyau fusible ( 51) après moulage de la pièce, soit par gravité, soit par soufflage ou aspiration. 9) Procédé pour la réalisation d'un corps creux selon l'une quelconque des revendications 3 à 8 ci-dessus, caractérisé en ce que l'ensemble ( 5) constitué par le ou les inserts ( 2) et le noyau surmoulé ( 51) est maintenu en outre en position dans l'empreinte de surmoulage de l'enveloppe ( 1) du corps creux par au moins une broche complémentaire repoussée ou retirée durant l'injection de la matière plastique.