EP0531233A1 - Club de golf présentant un dispositif amortisseur de vibrations - Google Patents

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EP0531233A1
EP0531233A1 EP92420284A EP92420284A EP0531233A1 EP 0531233 A1 EP0531233 A1 EP 0531233A1 EP 92420284 A EP92420284 A EP 92420284A EP 92420284 A EP92420284 A EP 92420284A EP 0531233 A1 EP0531233 A1 EP 0531233A1
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sleeve
damping device
damping
visco
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Jean Pierre Artus
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Skis Rossignol SA
Rossignol SA
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    • A63B60/00—Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A63B60/54—Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like with means for damping vibrations
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A63B49/08—Frames with special construction of the handle
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    • A63B53/12—Metallic shafts
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    • A63B60/00—Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like
    • A63B60/06—Handles
    • A63B60/16—Caps; Ferrules

Definitions

  • the invention relates to a vibration damping device for an instrument comprising a gripping handle and a striking head; it also relates to instruments equipped in this way.
  • instrument comprising a grip handle and striking head
  • tools such as hammers as well as sporting articles such as golf clubs, baseball bats, or even ski poles or bows for shooting.
  • Vibration damping devices have been known for a long time consisting of a high elasticity modulus plate assembled by gluing to the part to be damped by means of a visco-elastic material.
  • damping devices are well known and widely used in fields as varied as the suspension of machine tools, engines of all kinds.
  • document FR-A-2 575 393 of the Applicant an application of this device has been proposed to the ski industry.
  • the invention relates to a vibration damping device for an instrument comprising a grip handle and a striking head, in which the handle has a rigid tubular sleeve, coaxial with the handle, characterized in that this sleeve is connected to the handle by a visco material. elastic from zero to three millimeters (0.2 mm to 3.0 mm) thick, which is constrained by the sleeve on the handle.
  • the invention consists on the grip handle of not applying a constraint plate but of a tubular, rigid constraint sleeve, connected to the handle by a visco-elastic material of determined thickness.
  • the stress of the sleeve on the handle then serves as a vibration-absorbing device by absorbing the energy released during the strike, transforming it into heat.
  • the characteristic visco-elastic intermediate element is blocked between two elements, respectively one deformable: the handle and the other rigid non-deformable: the sleeve.
  • the characteristic visco-elastic element which is subjected to shearing, acts as a shock absorber by following the deformations of the handle.
  • viscoelastic materials are materials which lead to the reduction of the amplitude of the vibrations by degradation of part of the deformation energy in the form of heat. These materials generally have elastic moduli, in particular low YOUNG moduli, but high intrinsic damping coefficients.
  • shock absorber assembly characteristic of the invention must be positioned along the handle at a suitable location corresponding to a vibration belly or more exactly at the maximum deformation level of this vibration belly, that the man of profession determines in a known manner depending on the intended application.
  • the characteristic damper assembly is slidable along the handle, then is fixable by any appropriate means, such as screwing, clamping, along the latter, preferably at the level of a vibration belly or more exactly at the level of the maximum deformation of a belly of vibrations, determined by groping in a known manner.
  • the characteristic shock absorber assembly is positioned in a restricted space provided for this purpose on the handle.
  • section of the handle can be varied: polygonal, ovoid, circular or other.
  • the invention is particularly suitable for the handle of golf clubs, it can also be suitable for the handle of striking tools such as a hammer.
  • Figure 1 shows a golf club (iron) in summary perspective according to the invention.
  • Figures 2 and 3 show a detail of this club shown respectively in summary perspective view (Figure 2) and in section ( Figure 3) along the plane III-III ′.
  • Figure 4 is another embodiment of the invention shown in longitudinal section.
  • a golf iron according to the invention comprises a handle (1) for example of metal, terminated at its end by a handle, and connected at its other end to a head designated by the general reference (3), having a face of strike (4).
  • a fitting (5) connects the head (3) to the handle (1).
  • the shock absorber assembly characteristic of the invention designated by the general reference (10), comprises a rigid tubular sleeve (11) made of an aluminum-chromium-zinc alloy known under the name ZICRAL (registered trademark of CEGEDUR), having a modulus of elasticity of 12,000 MPa, a thickness of 0.8 mm, a height of 40 mm and an internal diameter of 12 mm.
  • ZICRAL registered trademark of CEGEDUR
  • This damper assembly (10) is positioned on the handle (15) at a location corresponding to a vibration belly determined beforehand by any known means. On a golf handle, this belly is located in the vicinity of the first third of the handle (1) starting from the head (3).
  • the rigid circular tubular sleeve (11) is connected at (15) to the handle (1) also circular by means of a second sleeve (12) coaxial both with the handle (1) and with the rigid sleeve (11) with high modulus of elasticity and the two internal and external faces of which have been previously coated with an adhesive layer, not shown, so as to promote the joining between the rigid constraint sleeve (11) and the handle (1).
  • the intermediate visco-elastic connecting layer (12) has a damping coefficient at 25 ° C tangent ⁇ between 0.4 and 1.2, preferably between 0.6 and 0.8.
  • the characteristic damping element (10) can slide temporarily along the handle (1).
  • the intermediate viscoelastic layer (12) adheres only to the external rigid sleeve (11) but does not adhere to the handle (1) to allow this sliding.
  • the operator determines by trial and error the location of the vibration belly (15) and then positions this damping element by any known means, such as screwing, gluing or clamping.
  • Figure 4 is another embodiment of the invention in which the handle (1) has a restricted (20) in which will be inserted the damping element (10) whose internal diameter corresponding substantially to the external diameter of the tube.
  • This form of execution has the advantage of keeping a regular section at the handle.

Abstract

Dispositif amortisseur de vibrations, pour instrument comprenant un manche de préhension (1) et une tête de frappe (3,4), dans lequel le manche présente un manchon tubulaire (11) rigide, coaxial au manche (1), caractérisé en ce que ce manchon (11) est relié au manche (1) par un matériau visco-élastique (12) de zérodeux à trois millimètres (0,2 à 3 mm) d'épaisseur qui est contraint par le manchon (11) sur le manche (1). Application : clubs de golf <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne un dispositif amortisseur de vibration pour instrument comprenant un manche de préhension et une tête de frappe ; elle concerne également les instruments équipés de la sorte.
  • L'expression "instrument comportant un manche de préhension et tête de frappe" englobe aussi bien des outils : marteaux, que des articles de sport tels, que des clubs de golf, des battes de base-ball, voire des bâtons de ski ou des arcs pour le tir.
  • Comme on le sait, lors de la frappe, ces instruments et plus précisément leur manche vibrent et les vibrations produites sont nuisibles à la fois pour l'opérateur et pour la précision de la frappe.
  • On connaît depuis longtemps des dispositifs amortisseurs de vibrations constitués d'une plaque de contrainte à haut module d'élasticité assemblée par collage à la pièce à amortir au moyen d'un matériau visco-élastique.
  • Ces dispositifs amortisseurs sont bien connus et largement utilisés dans les domaines aussi variés que la suspension de machine-outil, de moteurs en tout genre. Dans le document FR-A-2 575 393 du Demandeur, on a proposé une application de ce dispositif à l'industrie du ski.
  • L'invention concerne un dispositif amortisseur de vibrations pour instrument comprenant un manche de préhension et une tête de frappe, dans lequel le manche présente un manchon tubulaire rigide, coaxial au manche, caractérisé en ce que ce manchon est relié au manche par un matériau visco élastique de zérodeux à trois millimètres (0,2 mm à 3,0 mm) d'épaisseur, qui est contraint par le manchon sur le manche.
  • En d'autres termes, l'invention consiste sur le manche de préhension à ne pas appliquer une plaque de contrainte mais un manchon tubulaire, rigide de contrainte, relié au manche par un matériau visco-élastique d'épaisseur déterminée. La contrainte du manchon sur le manche, sert alors de dispositif amortisseur de vibrations par absorption de l'énergie dégagée lors de la frappe en la transformant en chaleur.
  • De la sorte, l'élément intercalaire visco-élastique caractéristique, est bloqué entre deux éléments, respectivement l'un déformable : le manche et l'autre rigide non déformable : le manchon. De la sorte, l'élément visco-élastique caractéristique, sollicité aux cisaillements, agit comme amortisseur en suivant les déformations du manche.
  • Comme on le sait, des "matériaux visco-élastiques" sont des matériaux qui conduisent à la réduction de l'amplitude des vibrations par dégradation d'une partie de l'énergie de déformation sous forme de chaleur. Ces matériaux ont généralement des modules d'élasticité notamment des modules d'YOUNG faibles, mais des coefficients d'amortissement intrinsèques élevés.
  • Il va de soi que l'ensemble amortisseur caractéristique de l'invention doit être positionné le long du manche à un endroit approprié correspondant à un ventre de vibrations ou plus exactement au niveau de déformée maximum de ce ventre de vibrations, que l'homme de métier détermine de manière connue en fonction de l'application envisagée.
  • Avantageusement en pratique :
    • le manchon rigide présente un module d'élasticité E supérieur à 10000 MPa, et une épaisseur comprise entre 0,1 et 3 mm, de préférence au voisinage de 1 mm ; en effet, on a observé que si le module d'élasticité est inférieur à 10000 MPa, le manchon rigide n'agit pas comme une plaque de contrainte et l'amortissement est moins efficace ; de même, si l'épaisseur est inférieure à 0,1 mm, on n'obtient plus aucun effet d'amortissement, alors que si elle excède 3 mm, on augmente inutilement le coût et le poids sans amélioration correspondante ;
    • le manchon rigide à haut module d'élasticité est choisi dans le groupe comprenant les alliages d'aluminium, les alliages d'aluminium-chrome-zinc, les matériaux thermodurcissables stratifiés armés de fibres de verre ou de carbone, les matériaux thermoplastiques armés de fibres de verre ou de carbone ;
    • le matériau visco-élastique se présente sous la forme d'un manchon coaxial au manche et au manchon rigide, d'épaisseur comprise entre 0,2 et 3 mm, de préférence au voisinage de 0,8 mm ; en effet, on a observé que si la couche de matériau visco-élastique est inférieure à 0,2 mm, on n'obtient plus aucun effet d'amortissement, et que si cette couche excédé 3 mm, on n'obtient aucune amélioration proportionnelle ;
    • dans une forme de réalisation avantageuse, le matériau visco-élastique intermédiaire se présente sous forme d'un empilement de couches élémentaires ou d'une juxtaposition de couches dont l'ensemble est revêtu sur ses deux faces, respectivement interne et externe, d'une couche adhésive destinée à reliée ce manchon respectivement à la face externe du manche et à la face interne du manchon rigide ;
    • le matériau visco-élastique est choisi dans le groupe comprenant les caoutchoucs butyles, les élastomères de synthèse, seuls, en mélange ou chargés.
  • Dans une variante d'exécution, l'ensemble amortisseur caractéristique est coulissable le long du manche, puis est fixable par tous moyens appropriés, tels que vissage, bridage, le long de celui-ci, de préférence au niveau d'un ventre de vibrations ou plus exactement au niveau de la déformée maximum d'un ventre de vibrations, déterminée par tatonnements de manière connue.
  • Dans une autre variante d'exécution, l'ensemble amortisseur caractéristique est positionné dans un restreint ménagé à cet effet sur le manche.
  • Il va de soi que la section du manche peut être variée : polygonale, ovoïde, circulaire ou autre.
  • Si l'invention est particulièrement adaptée au manche de clubs de golf, elle peut l'être aussi au manche d'outils de frappe tels qu'un marteau.
  • 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.
  • La figure 1 montre un club de golf (fer) en perspective sommaire conforme à l'invention.
  • Les figures 2 et 3 montrent un détail de ce club représenté respectivement en vue perspective sommaire (figure 2) et en coupe (figure 3) selon le plan III-III′.
  • La figure 4 est une autre forme d'éxécution de l'invention montrée en coupe longitudinale.
  • Un fer de golf conforme à l'invention comprend un manche (1) par exemple en métal, terminé à son extrémité par une poignée, et relié à son autre extrémité à une tête désignée par la référence générale (3), présentant une face de frappe (4). Un emmanchement (5) relie la tête (3) au manche (1).
  • L'ensemble amortisseur caractéristique de l'invention, désigné par la référence générale (10), comprend un manchon tubulaire rigide (11) en un alliage d'aluminium-chrome-zinc connu sous la dénomination ZICRAL (marque déposée de CEGEDUR), présentant un module d'élasticité de 12000 MPa, une épaisseur de 0,8 mm, une hauteur de 40 mm et un diamètre intérieur de 12 mm.
  • Cet ensemble amortisseur (10) est positionné sur le manche (15) en un endroit correspondant à un ventre de vibrations déterminé préalablement par tous moyens connus. Sur un manche de golf, ce ventre est situé au voisinage du premier tiers du manche (1) en partant de la tête (3).
  • Le manchon tubulaire rigide circulaire (11) est relié en (15) au manche (1) également circulaire au moyen d'un second manchon (12) coaxial à la fois au manche (1) et au manchon rigide (11) à haut module d'élasticité et dont les deux faces respectivement interne et externe ont été préalablement revêtues d'une couche adhésive non représentée de manière à favoriser la solidarisation entre le manchon rigide de contrainte (11) et le manche (1). La couche intermédiaire visco-élastique (12) de liaison présente un coefficient d'amortissement à 25 °C tangente δ compris entre 0,4 et 1,2, de préférence compris entre 0,6 et 0,8.
  • En positionnant l'ensemble amortisseur (10) le long du manche (1) au point de déformée maximale du ventre de vibrations (15), on constate une nette amélioration de l'amortissement des vibrations.
  • Dans une variante non représentée, l'élément amortisseur caractéristique (10) peut coulisser provisoirement le long du manche (1). Pour ce faire, la couche visco-élastique intermédiaire (12) adhère seulement au manchon rigide externe (11) mais n'adhère pas au manche (1) pour permettre ce coulissement. L'opérateur détermine par tâtonnements la localisation du ventre de vibrations (15) et positionne alors cet élément amortisseur par tous moyens connus, tels que vissage, collage ou bridage.
  • La figure 4 est une autre forme d'exécution de l'invention dans laquelle le manche (1) présente un restreint (20) dans lequel viendra s'insérer l'élément amortisseur (10) dont le diamètre interne correspondant Sensiblement au diamètre externe du tube. Cette forme d'éxécution présente l'avantage de conserver une section régulière au manche.

Claims (9)

1/ Dispositif amortisseur de vibrations, pour instrument comprenant un manche de préhension (1) et une tête de frappe (3,4),dans lequel le manche présente un manchon tubulaire (11) rigide, coaxial au manche (1), caractérisé en ce que le manchon (11) est relié au manche (1) par un matériau visco-élastique (12) de zérodeux à trois millimètres (0,2 à 3,0 mm) d'épaisseur, qui est contraint par le manchon (11) sur le manche (1).
2/ Dispositif amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon rigide (11) présente un module d'élasticité E supérieur à 10000 MPa, une épaisseur comprise entre zéroun et trois millimètres (0,1 et 3 mm), et est choisi dans le groupe comprenant les alliages d'aluminium, les alliages d'aluminium- chromezinc, les matériaux thermodurcissables stratifiés armés de fibres de verre ou de carbone, les matériaux thermoplastiques armés de fibres de verre ou de carbone.
3/ Dispositif amortisseur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau visco-élastique (12) intermédiaire est formé d'une superposition de couches élémentaires revêtues sur ses deux faces respectivement interne et externe d'une couche adhésive destinée à le relier au manche (1) et au manchon rigide (11).
4/ Dispositif amortisseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau visco-élastique est choisi dans le groupe comprenant les caoutchoucs butyles, les élastomères de synthèse, seuls, en mélange ou chargés.
5/ Dispositif amortisseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble amortisseur (10) est coulissable provisoirement le long du manche (1), puis est fixable le long de celui-ci au niveau de la déformée maximum d'un ventre de vibrations.
6/ Dispositif amortisseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (5) est positionné dans un restreint (20) ménagé à cet effet sur le manche (1).
7/ Club de golf dont le manche (1) présente un élément amortisseur de vibrations selon l'une des revendications 1 à 6.
8/ Club de golf selon la revendication 7, comprenant une tête et un manche, caractérisé en ce que l'élément amortisseur de vibrations est disposé au voisinage du premier tiers du manche en partant de la tête.
9/ Outil de frappe dont le manche de préhension présente un élément amortisseur selon l'une des revendications 1 à 6.
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