Brevet FR2771935A1 — publié le 19990611

CLUB POUR LA PRATIQUE DU GOLF. Domaine technique L'invention concerne un nouveau type de club pour la pratique du golf. Technique antérieure Comme on le sait, un club de golf comprend essentiellement deux parties, respectivement une tête de frappe striée, généralement métallique, et un manche relié par son extrémité inférieure à la tête de frappe et présentant à son extrémité supérieure libre une poignée. En pratique, le manche est soit en métal, notamment en acier ou en alliage léger, par exemple à base de titane, soit en un matériau composite, le plus souvent à base de fibres de carbone. On sait que lors du mouvement de swing , sous l'influence de la vitesse et du poids de la tête de frappe, dans un premier temps, le manche se déforme en se cintrant, puis dans un deuxième temps, se redresse en restituant cette énergie de déformation lors de l'impact. En d'autres termes, le manche se comporte comme un fouet qui restitue une énergie additionnelle lors de l'impact sur la balle, améliorant ainsi la distance de projection. Les golfeurs utilisent des manches de différentes rigidités en fonction de leur puissance et de leur style de jeu. De la sorte, les fabricants de manches adaptent les caractéristiques de flexion de ces manches en intervenant sur la structure, sur le dimensionnel ou sur la forme des manches. Dans le document US-A-5 308 062, on a proposé de répartir le long du manche des zones de rigidité variable pour obtenir ainsi des sensations et des comportements différents (voir aussi US-A-5 265 872). Pour obtenir une sensation de confort, on a suggéré que les manches soient amortis. On peut ainsi faire appel soit à des aménagements internes au manche, tels qu'une colonne de fluide à haute viscosité insérée dans le creux du manche (voir document US-A-5 316 300), soit à des dispositifs placés à l'extérieur du manche (voir US-A-5 277423 du Demandeur). On a également proposé d'obtenir des effets de fouet en insérant entre deux portions du manche ou entre le manche et la tête ou la poignée, une portion élastique (voir documents JP-A-09070453 et JP-A-1-157775). Toutefois, comme la tête de frappe n'est pas bloquée en torsion, cela nuit à la précision de la trajectoire de la balle. On connaît par ailleurs des manches à répartition de flexibilité spécifique présentant le long du manche des modifications de sections (voir notamment document US-A-5 496 028 et FR-A-2 706 777), cela pour optimiser les effets de fouet, sans nuire à la précision de la trajectoire. L'invention vise un nouveau type de club pour la pratique du golf permettant d'obtenir un effet de fouet amélioré, et par là d'augmenter la distance de projection de la balle. Brève description de l'invention L'invention concerne un club pour la pratique du golf comprenant une tête de frappe et un manche, relié par son extrémité inférieure à la tête de frappe et présentant à son extrémité supérieure libre une poignée, caractérisé : d'une part, en ce que le manche présente sur sa longueur comprise entre la tête et la poignée, au moins une bague en un matériau à grande limite élastique, serrée dans un évidement formé par deux parois solidarisées au manche; et d'autre part, en ce que cette bague présente une épaisseur H minimum d'au moins deux millimètres et un rapport de cette épaisseur H sur sa largeur L compris entre: 0,5 rapport dans lequel l'épaisseur~ désigne la hauteur de la section de la bague élastique, à savoir la distance entre sa surface de contact au manche et la face la plus éloignée de l'axe longitudinal du manche, et dans lequel la largeur L désigne la section de la bague mesurée dans un plan parallèle à l'axe du manche. En d'autres termes, l'invention consiste à disposer sur la surface extérieure du manche, une bague à grande limite élastique, de sorte que durant le mouvement de descente du swing , le manche en se cintrant, déforme la bague caractéristique de l'invention pour la comprimer ou l'étirer entre deux parois enserrant la bague, dont l'écartement se modifie en fonction du cintrage du manche. De la sorte, lors du mouvement de descente du club, l'énergie emmagasinée lors de la compression de la bague, sera intégralement restituée lors de l'impact. Dans la suite de la description et dans les revendications, par matériau à grande limite élastique , on désigne un matériau qui, soumis à des sollicitations de compression-traction, tend, dès qu'il ne subit plus de contrainte, à reprendre rapidement et complètement sa forme initiale, c'est-àdire pratiquement sans hysteresis, pour ainsi favoriser le retour du manche à sa forme initiale. Par ailleurs, avec ces matériaux, le rapport entre l'énergie restituée par ce matériau après déformation et l'énergie qui lui a été fournie pour le déformer, est rapidement restitué en quasi-totalité, c'est-à-dire dans un temps minimum. On fait appel à des rriatériaux qui présentent une limite élastique, c'est-àdire une capacité d'allongement sans rupture supérieure à 10 %. Comme matériau à grande limite élastique, dénommé également hyper élastique , on utilise des matériaux présentant une haute élasticité caoutchoutique, c'est-à-dire des matériaux élastomériques, dont le coefficient d'amortissement à 25"C présente une tangente 6 comprise entre 0,1 et 0,4, de préférence de 0,15. On peut utiliser des matériaux compressibles ou incompressibles. Les matériaux compressibles présentent la particularité de modifier leur volume en fonction des sollicitations. En revanche, les matériaux incompressibles présentent la propriété de rester à volume constant quelles que soient les sollicitations, mais ont la possibilité de faire varier leur forme. Avantageusement, en pratique: la bague élastique caractéristique de l'invention est disposée à l'extérieur du manche en excroissance et est contrainte sur le manche par des rondelles fixées rigidement sur celui-ci; la bague élastique caractéristique disposée à l'extérieur du manche, est logée dans un évidement prévu à cet effet dans l'épaisseur du manche; de préférence, cet évidement épouse la forme d'une rainure ménagée dans une section du manche, sans modifier l'épaisseur des parois, de manière à ne pas affecter les propriétés mécaniques du manche; la bague élastique est réalisée en un matériau compressible présentant une structure homogène, de sorte que la restriction progressive de l'évidement, donc de son volume, comprime de plus en plus la bague, exerçant ainsi un effort croissant contre les parois de l'évidement, tendant à inciter le manche à reprendre rapidement sa position initiale; - la rainure est excentrée par rapport à l'axe longitudinal du manche, ce qui permet de modifier la rigidité du manche et d'obtenir un réglage anisotropique; la bague en matériau élastique caractéristique de l'invention est en un matériau élastomérique, dont le coefficient d'amortissement à 25"C, tangente 6 est de 0,15 ; ce matériau est ainsi résilient à haute fréquence, ce qui est utile, puisque les fréquences d'un club de golf lors de l'impact sont de l'ordre de 2 KHz. Le plus généralement, la bague se présente comme un tore de section variée, telle que carrée, rectangulaire, triangulaire, trapézoïdale, elliptique, etc... En pratique, la bague se présente sous la forme d'un tore circulaire à section constante. Dans une version améliorée, la section peut être variable, respectivement mince d'un côté puis progressivement croissante pour passer par un maximum diamétralement opposé, puis progressivement décroissante. Si le plus généralement, la bague est formée d'un seul matériau, elle peut également être formée de secteurs accolés de matériaux différents (deux ou plus, voire même de secteurs de matériaux de dureté Shore progressivement variable d'un secteur à l'autre. Si H désigne la hauteur de la section de la bague élastique caractéristique, c'est-à-dire la distance entre sa surface d'appui sur le manche et sa surface la plus éloignée de l'axe longitudinal du manche, ou encore la distance mesurée selon un plan perpendiculaire à l'axe du manche, et si L désigne la largeur de la section de la bague élastique, c'est-à-dire la distance mesurée dans un plan parallèle à l'axe du manche, la bague caractéristique de l'invention répond à la formule suivante: 0,5 En effet, on a observé que si ce rapport HIL est inférieur à 0,5, la section devient trop large par rapport à l'épaisseur, ce qui occasionne des risques de flambage avant la compression, et ce qui annihile l'effet de fouet; en revanche, si ce rapport est supérieur à 10, la section de la bague devient trop mince, donc l'écrasement est minime, et on n'obtient aucun effet de fouet sensible. Pour éviter d'utiliser des bagues élastiques trop volumineuses, notamment en diamètre extérieur, donc en cote H, et pour rester dans une plage correcte HIL, on peut disposer plusieurs bagues élastiques parallèles avec interposition de bagues rigides. Pour obtenir un comportement élastique, la bague doit avoir un minimum de matière, donc une épaisseur H d'au moins deux millimètres et une largeur L d'au moins un millimètre. En pratique, la bague est collée contre toutes les parois de l'évidement, ce qui permet d'obtenir un effet sur la face comprimée du manche ainsi que sur la face opposée par étirement, ce qui amplifie ainsi l'effet de fouet. Le plus généralement, les bagues élastiques caractéristiques de l'invention, sont ménagées sur le manche dans les zones correspondant aux différents ventres de flexions relatifs aux différents modes de vibration, à savoir notamment (figure 1) : dans le premier tiers du manche à partir de la tête, c'est-à-dire à l'endroit où le manche a un faible diamètre (Dl); dans la partie centrale (D2) enfin, sur la partie haute, notamment au voisinage de la poignée (D3). Dans une forme d'exécution, l'évidement ménagé dans le manche destiné à recevoir la bague caractéristique, peut présenter une largeur variable sur la circonférence du manche. On peut ainsi, au montage de la tête sur le manche, choisir l'effet dynamique du manche en orientant le positionnement de la tête à l'extrémité du manche en fonction de l'effet de fouet recherché, sans modifier de façon notable le comportement statique, c'est-à-dire les caractéristiques mécaniques de flexion et de torsion imposées par le règlement du Royal and Ancient Golf Club ofSt. Andrews : Appendix Il-4-lb-Shaft . 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 est une représentation schématique d'un club de golf type fer conforme à l'invention. La figure 2 est une représentation détaillée de la portion recevant la bague caractéristique selon l'invention. La figure 3 montre la manière dont la bague caractéristique se comporte lors du mouvement de swing . Les figures 4,5 et 6 illustrent différentes formes de bagues toriques caractéristiques selon l'invention, respectivement à section circulaire, carrée ou trapézoîdale. La figure 7 est une représentation schématique d'une autre forme d'exécution de l'invention avec bagues élastiques caractéristiques parallèles juxtaposées. Les figures 8 et 9 montrent différentes formes d'exécution d'un évidement ménagé dans le manche conformément à l'invention. Manières de réaliser l'invention En se référant à la figure 1, comme on le sait, un club de golf, par exemple du type fer , désigné par la référence générale (1), comprend essentiellement une tête de frappe (2) généralement métallique, et dont la face de frappe est striée. Cette tête est reliée à un manche (3) qui présente à son extrémité supérieure libre une poignée (4). La référence (10) désigne la bague caractéristique de l'invention. En se référant àla figure 2, le dispositif conforme à l'invention comprend une gorge (11) radiale, ménagée dans la section du manche (3) à une hauteur appropriée le long de ce manche. Cet évidement (11) en forme de gorge forme une nervure (6) à l'intérieur du creux (5) ménagé à l'intérieur du manche, de manière à ce que au droit de la gorge (11), l'épaisseur de parois reste sensiblement constante. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, cette gorge (11) reçoit une bague torique (12) en un matériau élastomérique, par exemple en caoutchouc, dont le coefficient d'amortissement à 25"C présente une tangente 6 de 0,15. Cette bague (12) de section torique épouse parfaitement les contours des parois de l'évidement (11). Avantageusement, la bague (12) est collée contre les parois de l'évidement (11). Dans ce cas, la section de la bague torique est circulaire, donc l'épaisseur L est égale à la hauteur H. Lors du mouvement de swing , plus précisément au départ de la descente (voir figure 3), comme on le sait, le manche (3) se cintre vers le haut comprimant ainsi la bague (12) du côté intérieur (7). En revanche, du côté extérieur (8) du manche (3), la gorge (11) s'élargit pour provoquer l'étirement de la bague (12). Au moment de l'impact sur la balle, la résistance de la balle ajoute une contraintes supplémentaire qui a pour effet d'augmenter le cintrage du manche, donc d'augmenter la compression de la bague caractéristique jusqu'à une valeur d'équilibre des forces correspondant à une déformation du manche par cintrage d'amplitude maximale puis, il y a renversement des efforts et inversion du sens de déformation, c'est-à-dire que l'énergie emmagasinée se libère en propulsant la balle par la face de frappe de la tête, la bague se détend en cherchant à retrouver le plus rapidement possible sa forme initiale. Cet effet de dynamisation du manche permet d'améliorer les performances des clubs tout en augmentant la vitesse initiale de la balle, donc la distance parcourue par celle-ci avec en outre une précision optimale. Dans une forme d'exécution perfectionnée montrée aux figures 3 et 4, le dispositif peut comporter deux bagues toriques (12,12') parallèles, serrées dans la gorge (11) usinée pour permettre de laisser les faces internes du manche lisses. Dans des variantes montrées aux figures 5 et 6, la bague caractéristique peut avoir une section carrée (15) (figure 5), voire trapézoïdale (16) (figure 6). Dans la forme d'exécution montrée à la figure 7, le dispositif comporte une pluralité de bagues (12,12',12") interposées entre des bagues d'appuis rigides (20,21,22,23). Dans ce cas, le dispositif caractéristique de l'invention peut être disposé sur tout manche standard, puisqu'il est disposé sur la paroi extérieure de celuici. Il suffit que les bagues élastiques (12,12',12") soient bloquées par des bagues rigides (20,21,22,23) dont, au moins les deux extérieures sont rigidement fixées ou solidarisées sur le manche (3) par tout moyen adapté tel que collage, soudure, sertissage, etc... Dans une variante non illustrée, les évidements caractéristiques successifs peuvent épouser une forme d'accordéon, pour d'une part augmenter les surfaces de contact entre les bagues et les parois, et d'autre part, jouer un rôle de limitateur de flexion. Si les gorges (12,12', 12") ont la même largeur, celle-ci peut également être variable. Si le plus généralement (figures 2 à 7), l'évidement caractéristique a une section constante, il peut également avoir une largeur variable (figure 8), voire même être excentrée par rapport à l'axe longitudinal du manche (figure 9). Dans une variante non représentée, la gorge (il) de la figure 8 peut être accouplée à une bague torique (12) dont la section épouse celle de la gorge, à savoir minimum en haut, puis progressivement croissante pour être maximum au point diamétralement opposé. Le dispositif de l'invention est particulièrement adapté aux clubs de golf de frappe où l'on recherche la distance, que ce soit des fers ou des bois. REVENDICATIONS 1/ Club (1) pour la pratique du golf comprenant une tête de frappe (2) et un manche (3), relié par son extrémité inférieure à la tête de frappe et présentant à son extrémité supérieure libre une poignée (4), caractérisé: d'une part, en ce que le manche présente sur sa longueur comprise entre la tête et la poignée, au moins une bague en un matériau à grande limite élastique, serrée dans un évidement formé par deux parois solidarisées au manche; et d'autre part, en ce que cette bague présente une épaisseur H minimum d'au moins deux millimètres et un rapport de cette épaisseur H sur sa largeur L compris entre: 0,5 rapport dans lequel l'épaisseur u désigne la hauteur de la section de la bague élastique, à savoir la distance entre sa surface de contact au manche et la face la plus éloignée de l'axe longitudinal du manche, et dans lequel la largeur L désigne la section de la bague mesurée dans un plan parallèle à l'axe du manche. 2/ Club selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague élastique (12) est disposée à l'extérieur du manche (3) en excroissance et est contrainte par des parois rapportées (20,21,22,23) fixées rigidement sur le manche. 3/ Club selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague élastique (12) est disposée à l'extérieur du manche (3) dans un évidement en forme de gorge (11) ménagé à cet effet dans la section du manche (3). 4/ Club selon la revendication 3, caractérisé en ce que la gorge (11) est excentrée par rapport à l'axe longitudinal du manche. 5/ Club selon la revendication 3, caractérisé en ce que la gorge (11) a une largeur variable d'un côté et de l'autre de l'axe longitudinal du manche. 6/ Club selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (12) en matériau à grande limite élastique est en un matériau élastomérique dont le coefficient d'amortissement à 25"C présente une tangente 6 comprise entre 0,1 et 0,4. 7/ Club selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (12) présente une largeur L d'au moins un mitre. 8/ Club de golf selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (12) est un tore de section variée, telle que carrée, circulaire, triangulaire ou trapézoïdale, rectangulaire ou elliptique. 9/ Club de golf selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (12) est collée contre les parois de l'évidement (11). 10/ Club de golf selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge (11) formant évidement est ménagée dans les zones du manche de flexion maximale.