Brevet FR2737127A1 — publié le 19970131

CLUB DE GOLF PRESENTANT UN DISPOSITIF AMORTISSEUR DE VIBRATIONS. Domaine Technique L'invention concerne un nouveau type de club de golf présentant un dispositif amortisseur de vibrations. Comme on le sait, un club de golf comprend essentiellement trois parties, à savoir un manche comportant à son extrémité libre une poignée, généralement dénommée "grip", et à son autre extrémité une tête de frappe de la balle. Lors de la frappe de la balle, ces clubs, et plus précisément leur manche, se déforment en flexion et en torsion, puis, vibrent. Les vibrations produites sont nuisibles au confort du joueur. Techniques antérieures Dans le document EP-B-O 531 233, correspondant au document US-A5 277 423, le Demandeur a décrit un club de golf dont le manche présente un dispositif amortisseur constitué par un manchon tubulaire rigide coaxial, relié à ce manche par un matériau visco-élastique, qui est contraint par le manchon sur le manche. Pour être efficace, un tel dispositif doit présenter une largeur suffisante, afin que les déformations du manche, provoquées par le choc résultant de la frappe de la balle, puissent créer un effet de cisaillement dans le matériau visco-élastique. Mais celà modifie le poids et les répartitions des masses du club. L'invention vise un perfectionnement à ces clubs de golf. Description sommaire de l'Invention Ce club de golf comprenant un manche, terminé à une extrémité par une poignée, et à l'autre extrémité par une tête de frappe, dans lequel au moins le manche comporte sur partie de sa longueur un dispositif amortisseur de vibrations, relié au manche par un matériau viscoélastique, se caractérise en ce que le dispositif amortisseur de vibrations se présente sous la forme d'une lame, reliée par au moins une de ses deux extrémités au manche, l'une au moins des deux extrémités étant fixée par l'intermédiaire d'un matériau visco-élastique. En d'autres termes, l'invention consiste à ménager sur un manche de club de golf et éventuellement également sur la tête au moins une lame permettant de résister à une déformation pour obtenir une liaison cisaillante dans un matériau visco-élastique. L'expression "lame" désigne une bande continue, relativement étroite et dont l'épaisseur est relativement faible par rapport à la longueur. Si le plus généralement, la section est rectangulaire, elle peut aussi être circulaire, à l'instar d'un trait ou d'un fil. Dans une forme d'exécution préférée, la lame caractéristique est reliée au manche par ses deux extrémités. Dans une variante, la lame est reliée par une de ses extrémités au bas du manche et par l'autre extrémité à la tête de frappe. Comme on le sait, un "matériau visco-élastique" est un matériau qui vise à réduire l'amplitude des vibrations par dissipation d'une partie de l'énergie de déformation sous forme de chaleur. Avantageusement, ce matériau présente un module d'élasticité, notamment un module de Young E faible (107 à 1010 N/m2), mais un coefficient d'amortissement intrinsèque à température ambiante élevé (par exemple compris entre 0,4 et 1,2). En pratique, ce matériau visco-élastique est choisi dans le groupe comprenant les caoutchoucs butyles et les élastomères de synthèse, seuls ou en mélange ou chargés, présentant une épaisseur comprise entre 0,05 mm et cinq millimètres, de préférence voisine de un millimètre. La lame caractéristique est soit rigide, c'est-à-dire raide en traction et en compression, soit seulement inextensible, c'est-à-dire raide uniquement en traction (c'est le cas d'un trait ou d'un fil), soit inextensible mais déformable en compression par flambage afin de donner un effet ressort lors du retour en position initiale. Cette lame est choisie dans le groupe comprenant les lames d'acier pour ressort, les cordes à piano, les lames en alliage d'aluminium ou en matériau composite. Dans un mode d'exécution, la lame est en acier et présente une épaisseur comprise entre 0,3 et 1 millimètre, une largeur comprise entre un et dix millimètres et une longueur comprise entre vingt et trois cents millimètres. Dans une première forme d'exécution, la lame est rigide et est sensiblement parallèle à la surface extérieure, par exemple aux génératrices du manche sur laquelle elle est solidarisée aux deux extrémités par un matériau visco-élastique pour obtenir un effet amortisseur optimal. Dans une forme de réalisation, les caractéristiques mécaniques, modules de Young E notamment, de ces deux matériaux visco-élastiques sont différentes l'une de l'autre. Dans une autre forme d'exécution, la lame rigide est fixée fermement au manche à une extrémité, par exemple au moyen d'une vis, d'un collage ou d'une soudure, et à son autre extrémité élastiquement au moyen du matériau visco-élastique caractéristique. Dans une variante, au moins une des deux extrémités de la lame est fixée au manche par au moins un plot visco-élastique travaillant en traction au cisaillement et comportant une butée actionnant la lame en compression. Si le plus généralement, la lame est rectiligne et est parallèle à la surface extérieure du manche, elle peut également, tout en étant parallèle à la surface extérieure du manche, épouser la forme d'une hélice, ce qui est avantageux pour obtenir un effet combiné d'amortissement de la flexion et de la torsion du manche. De même, le dispositif amortisseur caractéristique peut comporter une pluralité de lames parallèles équidistantes, avantageusement parallèles à la surface extérieure du manche. Dans une première forme d'exécution, la lame est plane et rectiligne. Dans une variante, elle présente à ses deux extrémités des jambages orthogonaux qui se logent dans des plots visco-élastiques disposés sur le manche. Dans une seconde forme d'exécution, la lame épouse en section la forme d'un U ou d'une gouttière. Ainsi, lorsque la lame est rigide, c'est-à-dire raide en traction et en compression, lors des flexions du manche, cette lame résiste à la déformation de ce manche par l'intermédiaire du (ou des) plot viscoélastique dont la surface inférieure est fixée sur le manche, alors que la surface supérieure est liée à la lame rigide, en procurant donc un effet de cisaillement à l'intérieur de la couche en matériau visco-élastique. Dans un autre mode d'exécution, la lame rigide caractéristique est reliée au manche par au moins un manchon tubulaire rigide de contrainte, relié à son tour au manche par au moins une bague en un matériau visco-élastique, comme cela est décrit dans le document EP-B-0 531 233 du Demandeur visé dans le préambule. Avantageusement, les deux extrémités de la lame sont reliées au manche par un manchon du type en question et la lame rigide disposée entre ces deux manchons est destinée à contraindre les bagues visco-élastiques situées sous ces deux manchons, au cours des déformations du manche. Dans une autre variante d'exécution, la lame est flexible, c'est-à-dire qu'elle reste inextensible mais peut se déformer en compression par flambage, et présente un coude dirigé vers l'extérieur pour orienter le sens des déformations. De la sorte, à l'impact de la balle, le manche se déforme, notamment en flexion. Cette flexion génère sur le rayon interne des contraintes de compression, et sur le rayon externe des contraintes de traction. Du côté où s'exerce la compression, dans un premier temps la lame flambe, puis ensuite elle procure un effet ressort apprécié pour accélérer le retour en position de repos du club. Ainsi, lorsque la lame épouse la forme d'une bande, éventuellement coudée, lors des compressions, elle se comporte comme un ressort, alors qu'en traction, le système travaille en cisaillement dans le plot viscoélastique. En revanche, si la lame épouse la forme d'un trait ou d'un fil, lors des déformations, le système ne travaille pas du tout en compression, mais cisaille à la traction. Dans un mode de réalisation, le dispositif est disposé au voisinage du tiers inférieur du manche, de préférence sur un ventre de vibrations. En effet, à cet endroit, on observe des déformations maximales qui entraînent alors soit un effet maximum de cisaillement des plots viscoélastiques, soit un flamblage optimal de la lame, soit la combinaison des deux effets. Comme déjà dit, si le plus généralement, la lame caractéristique est reliée au manche par ses deux extrémités, elle peut également être reliée seulement par une extrémité au bas du manche et par l'autre à la tête de frappe. 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 figures annexées. Brève description des figures La figure 1 illustre en perspective sommaire un fer de golf réalisé conformément à l'invention. Les figures 2 et 3 montrent un détail de la partie caractéristique de ce club, représentée respectivement coupe longitudinale (figure 2), et en section transversale (figure 3) suivant III-III' de la figure 2. La figure 4 est une variante à plusieurs lames caractéristiques montrée en coupe transversale semblable à la figure 3. La figure 5 illustre en coupe longitudinale une autre forme d'exécution de l'invention. La figure 6 illustre un autre mode d'exécution de l'invention montré en figures 7 et 8 en cisaillement en flexion simple. La figure 9 illustre en coupe longitudinale un autre mode d'exécution de l'invention dont le fonctionnement en flexion simple est illustré aux figures 10 et 11. La figure 12 illustre un autre mode d'exécution de l'invention. Les figures 13 et 14 illustrent respectivement en vue longitudinale et en section XIV-XIV un autre mode d'exécution de l'invention avec manchon. Les figures 15 et 16 montrent respectivement en vue de face et en vue de côté une autre forme d'exécution de l'invention. Manière de réaliser l'Invention Le club de golf montré à la figure 1 du type "fer" comprend essentiellement un manche (1), en métal ou en matériau composite, terminé à son extrémité libre par une poignée (2) et relié au bas à son autre extrémité par un emmanchement (3) à une tête (4) présentant une face de frappe inclinée (5) striée. Selon l'invention, le manche présente, par exemple dans le premier tiers de sa longueur à compter de l'emmanchement (3), un ensemble amortisseur désigné par la référence générale (10) constitué d'une lame (11) reliée par ses deux extrémités (12) et (13) au manche et parallèle à une génératrice du manche (1). La lame (11) épouse la forme transversale d'une gouttière, dont l'une des extrémités (12) est reliée au manche (1) par un collage ou analogue, et dont l'autre extrémité (13) est reliée au manche (1) par un plot (18) en un matériau visco-élastique. Dans une forme de réalisation pratique, la lame (11) est plane et rigide, en acier ayant une épaisseur de un millimètre (1 mm), une largeur de quatre millimètres pour une longueur voisine de 60 millimètres. Le plot (18) a une hauteur d'environ deux millimètres. Ce plot (18) en matériau visco-élastique présente un taux d'amortissement à 25"C, tangente delta, compris entre 0,6 et 0,8. Dans cette forme de réalisation illustrée à la figure 2, le plot de raccordement (18) est collé par sa base inférieure au manche (1) et par sa surface supérieure à la lame (11). L'autre extrémité (12) est fixée au manche (1) par une vis (16). Dans une autre variante d'exécution représentée à la figure 4, le dispositif amortisseur est formé de trois lames en forme de gouttière, respectivement (11', 11" et 11"') analogues à (11), décalées de 1200. Dans la forme d'exécution de la figure 5, la lame caractéristique (11) parallèle au manche (1) est reliée à celui-ci par ses deux extrémités (12) et (13) au moyen de plots (20,21) visco-élastiques analogues à (18). Dans la forme d'exécution représentée aux figures 6 à 8, le dispositif amortisseur (10) comprend comme précédemment une lame rigide (11) comprenant à chaque extrémité une petite branche latérale (15,17) perpendiculaire. Au repos, la lame (11) est parallèle aux génératrices du manche (1). Les extrémités (25,26) des branches (15,17) sont noyées dans deux plots (30,31) en un matériau visco-élastique, collé par sa base au manche (1). Lors d'un impact d'une balle sur la tête de frappe (4), le manche (1) fléchit, c'est-à-dire se cintre comme montré à la figure 7. Puis, comme ce manche est élastique, du fait de l'effet vibratoire il revient à sa position d'origine, puis se cintre de l'autre côté comme montré à la figure 8. La lame rigide caractéristique (11) restant à longueur constante D, les plots visco-élastiques (30,31) absorbent alors ces déformations par effet de cisaillement. Dans la forme d'exécution illustrée aux figures 9 à 11, la lame est flexible et est désignée par la référence (50). Elle a une épaisseur de 0,4 mm, une longueur de 80 mm et une largeur de 4 mm. Elle prend appui en compression à ses deux extrémités (51,52) sur deux butées respectivement (55,56). En outre, cette lame (50) est reliée au manche (1) par deux couches (57,58) en matériau visco-élastique de deux millimètres d'épaisseur. Lors d'une flexion dans le sens montré à la figure 10, la lame (50), située sur la zone comprimée du manche, flambe, c'est-à-dire qu'elle se courbe comme montré pour compenser la déformation du manche. Ce flambage engendre un effet ressort dynamisant le retour de flexion du manche. En revanche, lorsque la déformation du manche passe de l'autre côté (figure 11) (zone étirée du manche), la déformation s'effectue comme montré par traction sur les plots visco-élastiques (espace E), provoquant ainsi un effet de cisaillement. La figure 12 illustre un autre mode avantageux de réalisation de l'invention. Comme on le sait, à l'impact, le manche (1) est également soumis à un moment de torsion figuré par la flèche M. Pour compenser cette déformation, la lame caractéristique référencée (60) épouse la forme d'une hélice enroulée autour de l'axe du manche (1) et dont les deux extrémités (61,62) sont reliées au manche (1) par deux couches respectivement (65) et (66) en matériau visco-élastique analogue à (57,58). Dans la forme d'exécution de l'invention montrée aux figures 13 et 14, le dispositif amortisseur comprend deux manchons tubulaires, respectivement (70,71) coaxiaux au manche (1). Ce manchon (70,71) rigide épouse la forme d'une bague et est réalisé en métal ou en matériau composite, et de préférence en un alliage aluminium/chrome/zinc connu sous la dénomination ZICRAL (marque déposée de CEGEDUR), présentant un module d'élasticité de 70 000 MPa et une épaisseur de 0,8 mm, une largeur de cinq millimètres. Ce manchon rigide externe (70,71) est relié au manche (1) par une couche (75) de un millimètre d'épaisseur en un matériau visco-élastique présentant un taux d'amortissement à 250C tangente delta compris entre 0,6 et 0,8. Une couche adhésive non représentée favorise l'adhésion de la couche visco-élastique (75), respectivement aux parois externes du manche (1) et à la face interne du manchon de contrainte (70,71). Selon la caractéristique de l'invention, ces deux manchons (70,71) sont reliés entre eux par une lame rigide ou flexible (76) réalisée dans un matériau inextensible. Cette lame (76) d'épaisseur voisine de 0,50 mm, de largeur de cinq millimètres pour une longueur de 80 mm, présente un coude (77) dirigé à l'extérieur, pour orienter le sens des déformations de flambage lors du cintrage du manche consécutif à la frappe de la balle. Comme déjà dit, le dispositif amortisseur caractéristique de l'invention est disposé sur le manche dans une zone de déformation maximum, ou ventre de vibrations, et ce pour obtenir l'effet maximum d'amortissement. En pratique, ce ventre est situé au voisinage du premier tiers du manche (1) en partant de la base de raccordement (3) de la tête (4). Si le plus généralement, le dispositif amortisseur dépasse de la périphérie du manche, il peut aussi être disposé dans un retreint ou un méplat ménagé à cet effet dans le manche. Lorsque la lame caractéristique a la forme d'un fil ou d'un trait, l'effet de flambage est inexistant. En revanche, comme le fil est inextensible (c'est-à-dire non étirable), le dispositif fonctionne en traction. Dans la variante d'exécution montrée aux figures 15 et 16, la lame caractéristique (100), analogue à (11) est reliée par son extrémité (101) supérieure, par l'intermédiaire d'une couche (102) en matériau viscoélastique au bas (6) du manche (1) juste en dessus du raccordement (3), alors que l'autre extrémité (103), toujours par l'intermédiaire d'une couche visco-élastique (104) est reliée à la tête de frappe (4), par exemple au niveau de l'arête supérieure au voisinage de la base du cou. Cette forme d'exécution présente l'avantage d'amortir les vibrations générées par les déformations de torsion et de flexion qui apparaissent dans la zone disposée entre la tête de club et le bas du manche. REVENDICATIONS 1/ Club de golf comprenant un manche (1), terminé à une extrémité par une poignée (2) et à l'autre extrémité par une tête de frappe (4), dans lequel au moins le manche (1) comporte sur partie de sa longueur un dispositif amortisseur de vibrations (10), relié au manche (1) par un matériau visco-élastique, caractérisé en ce que le dispositif amortisseur de vibrations (10) se présente sous la forme d'une lame (11), reliée par au moins une de ses deux extrémités (12,13) au manche (1), l'une au moins des deux extrémités (12,13) étant fixée par l'intermédiaire d'un matériau visco-élastique. 2/ Club de golf selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame (11) est rigide. 3/ Club de golf selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame (11) est flexible. 4/ Club de golf selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lme (11) est reliée au manche (2) par ses deux extrémités (12,13). 5/ Club de golf selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la lame (11) est sensiblement parallèle à la surface extérieure du manche (1). 6/ Club de golf selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lame rigide (11) est fixée à ses deux extrémités (12,13) au manche (1) au moyen d'un matériau visco-élastique (20,21). 7/ Club de golf selon l'une des revendications 2 et 4, caractérisé en ce que la lame rigide (11) est fixée fermement au manche (1) à une extrémité au moyen d'une vis (15), par collage, ou par soudure, et à son autre extrémité (17) au moyen d'un matériau visco-élastique (18). 8/ Club de golf selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque extrémité de la lame rigide (11) est reliée au manche par au moins un plot visco-élastique (30,31) travaillant en traction au cisaillement. 9/ Club de golf selon l'une des revendications 2 et 4, caractérisé en ce que le manche (1) présente une pluralité de lames rigides (11,11',11") équidistantes, parallèles à la surface extérieure du manche. 10/ Club de golf selon l'une des revendications 2, 4 à 9, caractérisé en ce que la lame rigide (11) présente deux petites branches latérales (15,17) perpendiculaires, noyées dans un plot (30,31) en un matériau viscoélastique, collé à son tour sur le manche (1). 11/ Club de golf selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lame épouse la forme d'une hélice (60) parallèle à la surface extérieure du manche. 12/ Club de golf selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'hélice (60) est fixée par ses deux extrémités (61,62) au manche (1) par un matériau visco-élastique (65,66). 13/ Club de golf selon la revendication 4, dont le manche (1) comporte un manchon tubulaire rigide (70) coaxial au manche, disposé entre la tête de frappe (4) et la poignée (2), relié au manche (1) par au moins une bague en un matériau visco-élastique (75), caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième manchon tubulaire (71) rigide, coaxial, lié au manche également par un matériau visco-élastique, les deux manchons tubulaires (70,71) étant reliés entre eux par au moins une lame (76) rigide. 14/ Club de golf selon la revendication 13, caractérisé en ce que la lame flexible (76) présente un coude (77) cintré, dirigé vers l'extérieur pour orienter le sens des déformations. 15/ Club de golf selon l'une des revendications 1, 3 et 11 à 14, caractérisé: - en ce que la lame flexible est réalisée dans le groupe comprenant les lames d'acier pour ressort, les cordes à piano, et les matériaux composites, et présente une épaisseur comprise entre 0,3 et 1 millimètre, une largeur comprise entre un et dix millimètres et une longueur comprise entre vingt et cent cinquante millimètres; - et en ce que le matériau visco-élastique de liaison a une épaisseur comprise entre 0,05 mm et cinq millimètres, et présente un coefficient d'amortissement à température ambiante compris entre 0,4 et 1,2. 16/ Club de golf selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif amortisseur de vibrations est disposé dans un retreint ou un méplat ménagé à cet effet dans le manche (I). 17/ Club de golf selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le dispositif amortisseur est disposé au voisinage du tiers inférieur du manche (1). 18/ Club de golf selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame (11) est reliée par une de ses extrémités au bas du manche (1) et par son autre extrémité à la tête de frappe (4).