Brevet FR2704764A1 — publié le 19941110

MANCHE POUR CLUB DE GOLF ET PROCEDE DE FABRICATION La présente invention concerne un manche pour club de golf et son procédé de fabrication. Elle se rapporte plus particulièrement à un manche de club réalisé en matériaux composites et qui comprend au moins une masse d'inertie concentrée. Lors de la pratique du jeu de golf, le joueur frappe sa balle pour la déplacer, avec un outil appelé club de golf, constitué par un manche, appelé communément par son terme anglais "shaft", et qui comprend à son extrémité inférieure, une tête, tandis que son extrémité supérieure est équipée d'une poignée appelée souvent par son terme anglais "grip". Le golfeur, pour amener la balle dans le trou, utilise plusieurs types de clubs qui se différencient les uns des autres par la forme de leur tête avec laquelle la balle est frappée, et la longueur de leur manche. Pendant le mouvement précédant le choc du club sur la balle, le manche subit une flexion qui conditionne la position à l'impact. I1 se propage aussi des phénomènes vibratoires particulièrement désagréables pour le joueur, qui ressent, après le choc de la balle, un inconfort qui lui réduit la confiance qu'il porte en son club, pour le coup suivant. Grâce aux développements des nouveaux matériaux composites, les caractéristiques de raideur en torsion et flexion peuvent être plus facilement contrôlées et ajustées aux valeurs désirées. Les constructeurs peuvent jouer sur l'orientation des fibres (0/450), sur la nature des fibres (verre, carbone, kevlar), sur la quantité et le nombre de nappes pour effectuer par drappage, des manches aux caractéristiques désirées. L'inconvénient majeur reste néanmoins que la prise en compte de certains paramètres, notamment de raideurs, a pour conséquence de ne pas pouvoir satisfaire d'autres exigences, notamment celles concernant l'équilibrage du manche, et par conséquent du club monté. L'équilibrage doit s'entendre au sens large et consiste à régler à la valeur souhaitée, la masse, et aux valeurs et positions souhaitées, le centre de gravité et l'inertie du manche. Le respect simultané des exigences de raideur et de masse est parfois délicat. Ainsi, dans les manches fabriqués en matériau composite, une façon de régler certains paramètres d'équilibrage peut consister à ajouter aux endroits voulus, des portions de nappes fibreuses supplémentaires.Par cette opération, il résulte inévitablement des modifications des caractéristiques de raideurs initialement choisies car l'adjonction de matière est importante, compte-tenu de la faible densité du matériau composite. L'un des objets de l'invention est donc de proposer une solution simple et économique permettant de modifier efficacement les caractéristiques de la masse du manche, sans modifier les caractéristiques générales de raideurs globales du manche. Un autre objet est de faciliter l'équilibrage d'un club de golf dont le manche est réalisé en matériau composite. Un objet complémentaire est de pouvoir modifier facilement la masse du manche (et du club) sans changer les caractéristiques du centre de gravité et d'inertie. Un objet complémentaire est de pouvoir modifier aisément la masse et l'inertie du manche (et du club) sans changer les caractéristiques du centre de gravité. Ainsi, le procédé de fabrication d'un manche pour club de golf du type comprenant un conduit central ayant une masselotte, et limité par la surface interne d'une paroi cylindrique réalisée en matériau composite, est selon l'invention caractérisé en ce que ledit procédé consiste à enrouler autour d'un mandrin, une épaisseur de fibres préimprégnées de résine, et dans une étape préalable à l'enroulement, à disposer entre la face externe du mandrin et ladite épaisseur, au moins une masselotte. Selon une autre caractéristique, le procédé consiste à enrouler autour du mandrin, au moins une première nappe de fibres préimprégnées de résine, et dans une étape préalable à l'enroulement, à placer au moins une masselotte sur ladite première nappe, ladite ou lesdites masselottes étant placées sur la face de la nappe destinée à former la face interne du manche. selon une caractéristique complémentaire, dans une autre étape préalable, on prépare la ou les masselottes sous forme d'une bande en matériau de forte densité que l'on colle sur la première nappe. Ladite bande en matériau de forte densité comprenant avantageusement une couche de colle ou un adhésif double face. Dans une étape complémentaire, l'enroulement de la nappe de fibres pré-imprégnées se fait autour d'un mandrin qui est préalablement et avant l'enroulement, recouvert d'une vessie tubulaire élastique et étanche, réalisée en matériau élastomère. Selon une disposition préférée du procédé, après l'enroulement de la nappe de fibres, - on dispose le mandrin ainsi revêtu dans un moule dont l'empreinte définit la forme finale du manche à réaliser, - on effectue ensuite une opération de moulage en appliquant au moins une pression interne exercée par l'introduction d'un fluide à l'intérieur de la vessie entre celle-ci et le mandrin, de façon à compacter la structure composite contre l'empreinte du moule, ledit moule étant chauffé pour permettre la polymérisation de la résine et ainsi, la réalisation du manche et le collage des masselottes. L'invention concerne aussi un manche pour club de golf du type comprenant un conduit central limité par la surface interne d'une paroi cylindrique réalisée en matériau composite, ledit conduit central comprenant au moins une masselotte, qui est caractérisé en ce que la ou les masselottes sont constituées par une feuille de matériau déformable de haute densité à partir d'une feuille mise en forme et qui est collée sur la surface interne de la paroi du manche. Selon une caractéristique complémentaire, la densité du matériau de la ou des masselottes est supérieure à la densité du matériau composite constituant la paroi du manche, et avantageusement la densité du matériau de-la ou des masselottes est deux à quinze fois supérieure à la densité du matériau composite constituant la paroi du manche. Selon un mode d'exécution, la masselotte constitue une paroi tubulaire non fermée sur sa périphérie, tandis que dans une variante, elle constitue un enroulement tubulaire. Selon une autre disposition, la masselotte est constituée par au moins deux masselottes.identiques, disposées symétriquement de part et d'autre de l'axe du manche, tandis que dans une variante, le manche comprend trois masselottes identiques, réparties uniformément dans le conduit central. 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'exemples non limitatifs. Les figures 1 à 3 illustrent un premier mode de réalisation d'un manche de club de golf selon l'invention. La figure 1 est une vue générale de face d'un club équipé du manche, la figure la étant une vue de détail en coupe longitudinale. La figure 2 est une vue en coupe du manche selon II-II, à plus grande échelle. La figure 3 est une vue partielle en perspective avec arrachement. Les figures 4 et 5 sont des vues similaires aux figures 2 et 3, montrant une variante d'exécution. Les figures 6 et 7 sont des vues illustrant une autre variante dans des vues similaires aux figures 2 et 3. Les figures 8 à 17 représentent différentes étapes du procédé de fabrication d'un manche selon l'invention. Les figures 18 à 21 représentent plus en détail, la zone du manche comprenant les masselottes lors du procédé de fabrication. Les figures 18 et 19 représentent cette zone avant mise en pression, la figure 18 étant une coupe longitudinale, tandis que la figure 19 est une vue en coupe selon AA. Les figures 20 et 21 représentent cette zone après mise en pression, la figure 20 étant une coupe longitudinale, tandis que la figure 21 est une vue en coupe selon AA. Les figures 22 à 24 illustrent une variante de réalisation. La figure 22 est une vue similaire à la figure 2. La figure 23 est une vue similaire à la figure 3. La figure 24 est une vue similaire à la figure 13. Avant de décrire le procédé de fabrication selon l'invention et afin de mieux comprendre le procédé, nous allons, dans un premier temps, décrire plusieurs modes d'exécution d'un manche de club. Comme le montre la figure 1, un club de golf est constitué par un manche (1) dont l'extrémité inférieure comprend une tête (2), tandis que son extrémité supérieure porte une poignée (3). Généralement, l'extrémité inférieure du manche est engagée dans un prolongement latéral de la tête, appelé cou (4), alors que la poignée est constituée par un manchon en matériau synthétique, tel que du caoutchouc synthétique. Le manche (1) du club de golf est constitué par un tube cylindrique légèrement conique, pour être plus gros à son extrémité supérieure (5) qu'à son extrémité inférieure (6). Il comprend par ailleurs une partie inférieure (7) destinée à s'engager dans le cou (4) de la tête (2) du club, tandis qu'il comprend une partie supérieure (8) engagée dans la poignée (3).La partie centrale (9) se prolonge vers le bas par une zone intermédiaire inférieure (10), et vers le haut, par une zone intermédiaire supérieure (11). Le tube constituant le manche est, de façon connue en soi, formé par une paroi cylindrique (12) comprenant une surface externe (13) et une surface interne (14) formant un conduit central (15). Selon une caractéristique de l'invention, la paroi cylindrique (12) est en matériaux composites et le conduit central (15) comprend au moins une masselotte d'inertie (M). Ainsi, le manche (1) est par exemple réalisé en fibres noyées dans une résine organique polymérisée. Les matériaux utilisés sont avantageusement des fibres de carbone pré-imprégnées de résine époxyde, mais d'autres fibres telles que des fibres de verre ou du type aramides, peuvent être bien entendu utilisées. Selon le mode d'exécution préféré, le masselottage du manche est disposé au niveau de la partie centrale (9) de celui-ci, les masselottes (M1, M2, M3) étant situées à proximité du centre de gravité (G) qu'aurait le manche (1) seul, sans le masselottage. Ainsi et par exemple, les masselottes se trouvent à une distance (LM) de l'extrémité supérieure (5) du manche, égale à environ la moitié de la longueur totale (L) du manche. Selon une caractéristique de l'invention, les masselottes sont disposées dans le conduit central (15) et selon la réalisation proposée aux figures 1 à 3, ledit conduit central (15) comprend localement trois masselottes périphériques (M1, M2, M3) identiques.Chacune des masselottes est constituée par une paroi d'épaisseur (e), de largeur (la) et de longueur (lg) et est réalisée par exemple en matériau de haute densité, tel que du plomb. Chaque masselotte est par exemple obtenue par découpage dans une plaque de plomb d'une plaquette aux dimensions de la masselotte et est solidarisée avec la surface interne (15) de la paroi (12) du manche. Les trois masselottes (M1, M2, M3) sont avantageusement réparties à l'intérieur du manche de façon régulière, pour que leurs centres de gravité respectifs (g) soient disposés sur des axes (al, a2, a3) formant entre eux, un angle de 120 degrés. Cette répartition assure ainsi une symétrie autour de l'axe (XX') général du manche. Chaque masselotte (Ml, M2, M3) peut avoir une épaisseur (e) comprise entre 0,1 mm et 1 mm, une largeur (la) comprise entre 5 mm et 25 mm et une longueur (lg) comprise entre 10 mm et 300 mm. La masse totale des trois masselottes étant comprise entre 3g et 10g pour un manche d'une masse de 50g à 90g. A titre d'exemple, pour un manche de 70 grammes et de centre de gravité (G), on peut prévoir une masse totale de la ou des masselottes, de 10 grammes, la ou lesdites masselottes étant disposées à proximité dudit centre de gravité (G). Les figures 4, 5, 6 et 7 sont des vues similaires aux figures 2 et 3 montrant deux variantes d'exécution des masselottes. Selon la variante illustrée aux figures 4 et 5, le manche (1) comprend seulement deux masselottes (M1 ,M2) identiques disposées symétriquement de part et d'autre de l'axe (xi'), tandis que selon la variante des figures 6 et 7, il n'a qu une seule masselotte (M') ayant la forme partielle d'un tube non fermé sur sa périphérie pour présenter une ouverture (O). Le procédé de fabrication du manche consiste à disposer et solidariser la ou les masses sur la face interne de la première couche de fibres pré-imprégnées de résine, que l'on enroule autour d'un mandrin avec d'autres couches de fibres du même type, afin de former le manche après réticulation et retrait du mandrin. La face interne de la première couche formant la surface interne (14) du manche. On entend par masselotte, un élément de haute densité ou tout du moins dont la densité est deux à quinze fois supérieure à la densité moyenne du matériau constituant la paroi du manche. Mais de préférence, la densité du matériau constituant la masselotte est huit fois supérieure à la densité moyenne de la paroi, pour en limiter l'encombrement. Le matériau est avantageusement du plomb, mais peut être de toute matière. Ainsi, on peut utiliser des masselottes en résine plastique ou en élastomère chargé de particules métalliques de haute densité. Nous décrirons ci-après le procédé de fabrication selon l'invention, dans un mode préféré illustré par les figures 8 à 24. Il comprend une étape de fabrication d'une vessie tubulaire élastique (22) de longueur de préférence au moins égale à la longueur du manche désiré. Les vessies sont de préférence fabriquées en élastomère pouvant être mis en oeuvre par trempage. Cette technique est connue de l'homme de l'art dans le domaine notamment des gants, vessies et pièces en caoutchouc de faible épaisseur, de forme complexe, et dont les caractéristiques essentiellement demandées sont : une grande aptitude à l'allongement et une étanchéité parfaite aux gaz et liquides. Parmi les élastomères utilisables dans le cadre de l'invention, on peut citer les latex, néoprènes ou élastomères siliconés. L'utilisation d'une vessie en latex est préférée par la demanderesse. Comme le montre la figure 8, on se sert pour cela, d'une pièce ou gabarit (20) qui est plongée dans un bain coagulant de nitrate de calcium par exemple, puis dans un bain (21) de latex. Après coagulation, la vessie (22) subit une étape de cuisson d'environ 10 minutes entre 700C et 800C. Cette technique permet d'obtenir des vessies d'épaisseur faible, de l'ordre de 0,2 à 0,3 mm. Après refroidissement, la vessie est disposée sur un mandrin (23) rigide de moulage dont la longueur est au moins égale à celle du manche à obtenir (figure 10). Parallèlement à cette étape de fabrication de la vessie, on prépare les différentes couches de nappes de fibres imprégnées de résine (N1, N2, N3, N4) que l'on place côte à côte, comme cela est illustré à la figure 11. On réalise dans une autre étape, les trois masselottes (Ml, M2, M3), par exemple par découpage dans une bande (24) de plomb, l'une des faces de la bande et par exemple la face inférieure comprenant une couche de colle ou un adhésif double face (25). Les trois masselottes ainsi découpées et faites de feuilles de plomb, sont collées sur la première couche (N1) constituant la couche intérieure du manche, comme cela est illustré à la figure 13. L'étape suivante illustrée par la figure 14, consiste à habiller le mandrin (23) de nappes de fibres imprégnées de résine organique. Les matériaux utilisés dans le cadre de l'invention sont des fibres de carbone pré-imprégnées d'époxyde de la société Hexcel-Genin du type T6T-135 ou T6M-135, par exemple. Bien entendu, le procédé peut s'appliquer au moulage de manches en utilisant d'autres fibres telles que fibres de verre, polyaramides ou autres (céramique, boron, polyéthylène). L'habillage du mandrin (23) est réalisé par enroulage d'une développée (26) de nappe(s) de fibres orientées selon les caractéristiques désirées. On obtient ainsi une structure composite (27) en forme de tronc de cône de plusieurs couches de nappes de fibres. Le mandrin (23) formé et illustré par la figure 15 est par exemple revêtu d'un habillage (27) constitué d'un empilage de 12 à 15 couches de fibres pré-imprégnées. Comme le montrent les figures 15 à 17, le mandrin (23) est ensuite disposé dans un moule (28) dont l'empreinte (29) va déterminer la forme finale externe du manche. L'opération de moulage est réalisée en chauffant le moule et en appliquant une pression interne exercée par l'introduction d'un gaz à l'intérieur de la vessie élastique (22), de façon à compacter la structure composite (27) sur l'empreinte (29) du moule (28). Le cycle de moulage varie selon la nature et la réactivité des matériaux pré-imprégnés utilisés. A titre d'exemple, pour des pré-imprégnés époxydes, le moule est chauffé jusqu'à 1500C, puis refroidi jusqu'à température ambiante. Le temps de chauffage et de refroidissement est respectivement de 7 et 2 minutes. La mise sous pression s'effectue entre 1200C et 1400C pendant la phase de chauffage et est maintenue stabilisée jusqu'à la fin du cycle de moulage. On utilise pour cela une pression d'air comprimé entre 10 et 12 bars environ. La figure 17 montre la disposition des différents constituants à la périphérie du mandrin après l'injection d'un fluide comprimé, tel que l'air comprimé à l'intérieur de la vessie. Après ouverture du moule, le mandrin (23) peut être facilement retiré sans outillage particulier, du seul fait de l'espace réalisé par le compactage, et dégagé entre le mandrin (23) et la vessie (22) entourée de la structure composite (27). Les figures 18 à 21 représentent plus en détail, la zone du manche où sont localisées les masselottes. Les figures 18 et 19 représentent cette zone avant mise en pression et chauffage, les figures 20 et 21 la représentant après mise en pression. Avant la mise en pression, on constate que la structure composite (27) est enroulée avec les masselottes (M1, M2, M3) autour du mandrin (23) comprenant la vessie (22). Ladite structure composite (27) comprend localement au niveau des masselottes, une saillie (270). De plus, il existe un espace (e) entre la structure composite et la surface de l'empreinte externe du moule.Lors de la mise en pression, la vessie (22) se gonfle et déforme alors la structure composite (27) dans l'espace (e), pour la plaquer contre la paroi (29) du moule (28), les trois masselottes prenant alors leurs places respectives et ce, grâce à la souplesse du matériau des masselottes qui peuvent se déformer. La réticulation de la résine de la première nappe (N1) assure le collage des masselottes sur la surface interne (14) du manche (1, 12). Les figures 22 à 24 illustrent une variante d'exécution d'un manche de club selon laquelle, la masselotte (M") est constituée par un enroulement, sur plus d'un tour, d'une bande en matériau de forte densité. Les figures 22 et 23 sont des vues similaires aux figures 2 et 3, la figure 24 étant une vue similaire à la figure 13. Ainsi, la masselotte (M") est par exemple constituée initialement par une bande découpée dans une feuille de plomb qui est collée en partie sur la première couche (N1) constituant la couche intérieure du manche. Le collage de ladite bande étant tel que la bande fasse saillie hors de la première couche (N1) afin que cette bande, dans l'opération suivante, s'enroule en premier autour du mandrin et ce, avant que ne s'enroule ladite première couche (N1). On notera que la ou les masselottes sont donc constituées par une feuille de matériau déformable de haute densité, à partir d'une feuille mise en forme et collée sur la surface interne de la paroi du manche. Par procédé d'enroulement, on entend le roulage de nappes ou l'enroulement filamentaire. Par ailleurs, on ne sortirait pas du cadre de l'invention, si la ou les masselottes étaient, dans une étape préalable à l'enroulement, disposées autour du mandrin, c'est-à-dire disposées sur sa face externe, et non collées sur la première nappe, comme cela est représenté à la figure 13. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un manche pour club de golf du type comprenant un conduit central (15) limité par la surface interne (14) d'une paroi cylindrique (12) réalisée en matériau composite, ledit conduit central comprenant au moins une masselotte, caractérisé en ce que ledit procédé consiste à enrouler autour d'un mandrin, une épaisseur de fibres pré-imprégnées de résine, et dans une étape préalable à l'enroulement, à disposer entre la face externe du mandrin (23) et ladite épaisseur, au moins une masselotte (M, M', M", M1, M2, M3). 2. Procédé de fabrication d'un manche pour club de golf selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit procédé consiste à enrouler autour du mandrin (23), au moins une première nappe (N1) de fibres préimprégnées de résine, et dans une étape préalable à l'enroulement, à placer au moins une masselotte (M, M', M", M1, M2, M3) sur ladite première nappe, ladite ou lesdites masselottes étant placées sur la face de la nappe destinée à former la face interne du manche. 3. Procédé de fabrication d'un manche pour club de golf selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans une autre étape préalable, on prépare la ou les masselottes (M, M1, M2, M3) sous forme d'une bande en matériau de forte densité que l'on colle sur la première nappe (N1). 4. Procédé de fabrication d'un manche pour club de golf selon la revendication 3, caractérisé en ce que la bande en matériau de forte densité comprend une couche de colle ou un adhésif double face (25). 5. Procédé de fabrication d'un manche pour club de golf selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mandrin (23) est préalablement et avant l'enroulement, recouvert d'une vessie (23) tubulaire, élastique et étanche, réalisée en matériau élastomère. 6. Procédé de fabrication d'un manche pour club de golf selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'après l'enroulement de la nappe de fibres, - on dispose le mandrin ainsi revêtu dans un moule (28) dont l'empreinte (29) définit la forme finale du manche à réaliser, - on effectue ensuite une opération de moulage en appliquant su moins une pression interne exercée par l'introduction d'un fluide à l'intérieur de la vessie entre celle-ci et le mandrin (23), de façon à compacter la structure composite contre l'empreinte (29) du moule (28), ledit moule étant chauffé pour permettre la polymérisation de la résine et ainsi, la réalisation du manche et le collage des masselottes. 7. Manche pour club de golf du type comprenant un conduit central (15) limité par la surface interne (14) d'une paroi cylindrique (12) réalisée en matériau composite, ledit conduit central comprenant au moins une masselotte (M, M', M", M1, M2, M3), caractérisé en ce que la ou les masselottes (M, M', M", M1, M2, M3) sont constituées par une feuille de matériau déformable de haute densité à partir d'une feuille mise en forme et qui est collée sur la surface interne (14) de la paroi (12) du manche (1). 8. Manche pour club de golf selon la revendication 7, caractérisé en ce que la densité du matériau de la ou des masselottes est supérieure à la densité du matériau composite constituant la paroi (12) du manche. 9. Manche pour club de golf selon la revendication 8, caractérisé en ce que la densité du matériau de la ou des masselottes est deux à quinze fois supérieure à la densité du matériau composite constituant la paroi (12) du manche. 10. Manche pour club de golf selon la revendication 9, caractérisé en ce que la densité du matériau de la ou des masselottes est sept fois supérieure à la densité du matériau composite constituant la paroi (12) du manche. 11. Manche pour club de golf selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la masselotte (M') constitue une paroi tubulaire non fermée sur sa périphérie. 12. Manche pour club de golf selon la revendication 7, caractérisé en ce que la masselotte (M") constitue un enroulement tubulaire. 13. Manche pour club de golf selon la revendication 7, caractérisé en ce que la masselotte (M) est constituée par au moins deux masselottes (M1, M2). 14. Manche pour club de golf selon la revendication 13, caractérisé en ce que le manche comprend deux masselottes (M1, M2) identiques, disposées symétriquement de part et d'autre de l'axe (xi') dudit manche. 15. Manche pour club de golf selon la revendication 13, caractérisé en ce que le manche comprend trois masselottes (M1, M2, M3) identiques, réparties uniformément dans le conduit central (15). 16. Manche pour club de golf selon l'une quelconque des revendications 7 à 15, caractérisé en ce que la ou les masselottes (M, M', M", M1, M2, M3) sont situées dans la partie centrale (9) du manche (1). 17. Manche pour club de golf selon la revendication 16, caractérisé en ce que la ou les masselottes (M, M', M", M1, M2, M3) sont disposées sensiblement au niveau du centre de gravité (G) du manche. 18. Manche pour club de golf selon l'une quelconque des revendications 7 à 17, caractérisé en ce que la ou les masselottes sont constituées d'une feuille de plomb d'épaisseur comprise entre 0,1 et 3 millimètres, de largeur comprise entre 5 et 40 millimètres et de longueur comprise entre 10 et 300 millimètres. 19. Manche pour club de golf selon l'une quelconque des revendications 7 à 17, caractérisé en ce que la ou les masselottes sont constituées par un empilage de couches de matériau composite comprenant une résine chargée de particules métalliques de haute densité. 20. Manche pour club de golf selon l'une quelconque des revendications 7 à 19, caractérisé en ce qu'il est fabriqué selon le procédé de fabrication selon une quelconque des revendications 1 à 7.