Brevet FR2464081A1 — publié le 19810306

l L'invention concerne une raquette de tennis. On a depuis toujours l'habitude de construire des raquet- tes de tennis avec un cadre fermé, de forme généralement ellip- tique ou circulaire, auquel des cordes transversales et longitu- 5 dinales entrelacées sont fixées sous une forte tension pour cons- tituer une tête de frappe souple. Dans les raquettes à cadre de bois, le manche, qui s'étend depuis la tête de frappe et se termine par une poignée, avait en général une structure massive, comprenant une partie évasée formant le coeur au voisinage 10 immédiat de la tête de frappe. Lorsqu'on utilisait un cadre métallique, fait d'une pièce tubulaire, profilée en I ou ayant un autre profil approprié en section transversale, on avait l'habitude de réunir rigidement les extrémités de la pièce constituant le cadre métallique à l'extrémité de la tête de 15 frappe du côté manche, pour compléter le contour elliptique de la tête de frappe et constituer des moyens de montageepour les cordes longitudinales du milieu. Les raquettes de tennis ainsi construites ont pour carac- téristique de présenter, dans la tête de frappe, ce qu'on 20 appelle "un point doux" qui est relativement petit en comparai- son de la surface de la tête de frappe et qui est en position nettement décentrée dans la direction longitudinale, c'est-à- dire vers le manche de la raquette. La grandeur et la situation du "point doux" ont une importance primordiale, car c'est la 25 zone dans laquelle une balle peut être frappée avec un maximum de puissance et de contrôle. Le fait qu'il soit décentré en direction du manche constitue un double inconvénient. .En premier lieu, un joueur a tendance à toucher si possible la balle avec le centre de la tête de frappe et seuls les 30 joueurs de haut niveau possèdent le degré de contrôle qui leur permet de toucher uniformément la balle plus près du manche. En second lieu, la raquette classique ne présente pas le champ que son aspect structurel laisserait supposer lorsque le joueur joue des balles difficiles à atteindre, car les quelques 35 quinze centimètres externes de la tête de frappe deviennent, au fur et à mesure qu'on se rapproche du bout de la raquette, de plus en plus "morts" et incapables de communiquer de la 2 2464081 vitesse à la balle renvoyée et à en assurer le contrôle. L'invention fournit une raquette de tennis, comprenant une poignée dont la longueur est inférieure à 40 % de la longueur totale de la raquette, un élément cadre comportant une partie 5 courbée de forme générale elliptique dont les extrémités cons- tituent des parties de coeur s'étendant à distance l'une de l'autre depuis la partie courbée et deux parties tige qui s'éten- dent entre les parties coeur et la poignée, ainsi que des cor- des longitudinales et transversales entrelacées constituant une 10 tête de frappe dans les limites dé l'élément cadre, les extré- mités de l'élément cadre n'étant unies entre elles qu'au niveau de la poignée et la tête de frappe occupant pratiquement la totalité de la surface délimitée par l'élément cadre. L'invention fournit également une raquette de tennis, 15 comprenant une poignée dont la longueur est inférieure à 40 % de la longueur totale de la raquette, un élément cadre compor- tant une partie courbée de forme générale elliptique dont les extrémités constituent des parties coeur s'étendant à distance l'une de l'autre depuis la partie courbée et des parties tige 20 qui s'étendent entre les parties coeur et la poignée, ainsi que des cordes longitudinales et transversales entrelacées constituant une tête de frappe dans les limites de l'élément cadre, les extrémités de l'élément cadre étant unies l'une à l'autre par la poignée et par une pièce d'écartement située à distance de la 25 poignée et pesant moins de 29 grammes, et la tête de frappe occupant pratiquement toute la surface de l'élément cadre limitée par la pièce d'écartement. .Ainsi, la pièce d'écartement de la raquette de tennis de l'invention peut avoir un poids se situant dans la gamme de 0 30 à 29 g, cette pièce étant supprimée ou inexistante à la limite inférieure de cette gamme. Dans une raquette de tennis réalisée selon la présente invention, le "point doux", appelé ci-après zone de basse-, vibration (L.V.A.) est considérablement agrandi et prolongé en 35 direction du bout de la raquette. Le centre de percussion de la raquette est déplacé vers l'avant en direction du bout de celle-ci et le niveau de vibration est abaissé en raison de la 3 2464081 masse réduite dans la région de la partie coeur. On peut faire varier considérablement la forme ou contour périphérique de la tête généralement elliptique, tout en maintenant cette réduction de poids dans la zone centrale de la raquette. 5 Dans la raquette suivant l'invention, la surface cordée, considérée alors que le bout de la raquette est dirigé vers le bas, présente ce qu'on pourrait appeler une périphérie "en goutte suspendue", les cordes longitudinales du milieu se pro- longeant dans la partie coeur et les cordes les plus centrales 10 étant fixées au cadre en un point plus proche de la poignée qu'il ne le serait avec un contour purement elliptique. Pour compenser l'absence d'entretoisement transversal robuste dans la partie coeur de la raquette, les cordes longitudinales peu- vent être tendues un peu plus fortement que lés cordes trans- 15 versales avec, de préférence, une tension supérieure d'environ 5 à 25 % dans-les cordes longitudinales. Cette tension a tendance à étendre et à raidir le cadre au niveau du coeur et l'effet est accentué si l'on fait diverger les extrémités de l'élément cadre entre la poignée et la partie courbée elliptique. Cette 20 divergence peut varier d'environ 5 lorsque le cadre présente une partie de courbure inversée qui constitue le coeur à envi- ron 30 lorsque des parties coeur et tige, pratiquement recti- lignes, s'unissent tangentiellement à la partie courbe ellipti- que. 25 Avec la structure à coeur ouvert, plusieurs des cordes longitudinales du milieu seront plus longues que dans une ra- quette classique comportant une tête de frappe purement ellip- tique et les deux cordes du milieu sont prolongées d'une longueur qui peut atteindre 10 cm environ. 30 Une raquette légère standard à cadre métallique, ayant la longueur courante de 68,5 cm peut peser 370 g environ. Avec les mêmes matériaux, une raquette présentant les caractéristiques de l'invention, mais semblables par ailleurs, pèsera 340 Sg environ. Pour beaucoup de joueurs de tennis, cette réduction de 35 poids est séduisante, en particulier pour le jeu au filet. L'invention est ci-après décrite de façon plus détaillée au moyen d'un exemple donné à titre d'illustration en référence aux dessins ci-annexés. 4 2464081 La figure 1 est une vue en plan d'une raquette de tennis réalisée suivant la présente invention. La figure la est une vue partielle semblable d'une raquet- te comparable à celle de la figure 1, mais comportant une poignée 5 dont la structure est modifiée. La figure 2 est une vue partielle en coupe, faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1. La figure 3 est une vue partielle en coupe, à échelle agrandie, de la partie de la raquette de la figure 1 indiquée 10 par la flèche 3, cette vue illustrant une autre modification. La figure 4 est une vue latérale de la raquette représentée sur la figure 1, avec une représentation schématique d'un premier mode de flexion de la raquette. La figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 4, 15 avec une représentation schématique d'un second mode de flexion de la raquette. La figure 6 est une représentation schématique des zones de basse, de moyenne et de haute vibration d'une raquette suivant l'état antérieur de la technique. 20 La figure 7 est une vue semblable à celle de la figure 6, mais se rapportant à la raquette de la figure 1. La figure 8 est une vue à plus grande échelle de la partie tête de la raquette de la figure 1, indiquant plusieurs "zones de vibration minimum" superposées. 25 La figure 9 est une vue composée, indiquant schématiquement le poids en différents points de la-raquette de la figure 1. La raquette représentée sur la figure 1 comprend un cadre 10 courbé de manière à constituer une partie tête de frappe 11 de forme générale elliptique, se raccordant à des prolongements de 30 forme allongée qui comprennent des parties coeur 12, 12' et des parties tige 13, 13', ces dernières étant unies rigidement à leurs extrémités par une poignée 14. Selon le tracé en traits pleins, les parties coeur 12, 12' présentent une courbure inver- sée et les parties tige 13, 13', entre la poignée 14 et les 35 parties coeur, présentent une légère divergence qui est opportu- nément de l'ordre de 50. Toutefois, on peut faire varier consi- dérablement le profil des parties coeur 12, 12', jusqu'au cas 5 2464081 extrême représenté en traits discontinus, dans lequel les parties coeur et tige 12, 13 et 12', 13' sont pratiquement rectilignes ou dans le prolongement les unes des autres et présentent une divergence atteignant 30 environ en s'unissant tangentiellement 5 à la partie tête 11. Les parties tige 13, 13' sont unies rigidement entre elles par une pièce d'écartement légère 15, en métal ou en matière plastique. La poignée 14 a une structure classique, comportant un habillage extérieur 14' d'une matière de rembourrage anti- 10 glissement, mais elle a une longueur inférieure à 40 % de la longueur totale de la raquette. La partie tête de frappe il est équipée d'un grand nombre de cordes transversales tendues 16, entrelacées avec un grand nombre de cordes longitudinales tendues 17, et on notera que 15 plusieurs des cordes 17 du milieu se prolongent dans la partie coeur de la raquette, les deux cordes 17' du milieu étant fixées sur les parties tige 13, 13' du cadre en des points voisins de la pièce d'écartement 15 ou de telle manière que ces cordes 17' traversent la pièce d'écartement. 20 Le cadre 10 peut être fait d'un grand nombre de matériaux divers, notamment de bois, de bois contreplaqué, de matières plastiques massives ou renforcées et de métaux présentant une section transversale tubulaire ou autre. A titre d'illustration, le cadre 10 représenté sur les figures 2 et 3 présente une section 25 transversale profilée en I, avec des ailes parallèles 18, 18' dans le plan de la raquette, reliées par une âme de connexion 19 perpendiculaire à ce plan. L'âme 19 est munie de trous 20 à distance approximativement régulière pour le passage des cordes 16, 17. Afin de réduire à un minimum l'usure des cordes qui pas- 30 sent à travers les trous 20, ces derniers sont garnis de préfé- rence d'élëments ou- manchons amortisseurs 21, par exemple en matière plastique. Selon la divergence des parties tige 13, 13',1'ouverture du cadre au niveau des points d'ancrage des cordes longitudinales 35 17' du milieu peut âtre plus grande que l'écart voulu entre les cordes 17, donnant lieu à une légère divergence des cordes 17' du milieu au fur et à mesure qu'elles s'approchent de leurs points d'ancrage. Cela ne nuit pas aux caractéristiques de jeu de la 6 24640-81 raquette, mais on peut, si on le désire, régler l'écart entre les cordes 17' du milieu en munissant la pièce d'écartement 15 de prolongements 15a comportant des passages 15b de réception des cordes dans l'alignement des trous 20 pratiqués dans l'âme 5 19. Au cas o des cordes voisines des cordes 17' du milieu présenteraient elles aussi une divergence si elles étaient fixées directement sur le cadre, on peut donner aux prolongementsi15a une forme telle qu'ils fassent saillie le long de l'âme 19 pour présenter des passages de guidage semblables aux passages 10 15b aux points de montage de ces cordes. Il convient toutefois de noter que toute augmentation de poids dans cette partie de la raquette doit être réduite au minimum. La figure 1 est tracée à l'échelle d'une raquette standard de 68,5 cm, mais l'invention peut être appliquée à des raquettes 15 de toutes tailles, notamment à des raquettes nettement plus cour-- tes : la pièce d'écartement 15 peut être supprimée, comme le mon- tre la figure la, auquel cas la-poignée 14 constitue la première entretoise rigide pour le cadre. Avec une telle structure, le cadre de la raquette comprendra simplement la tête de forme géné- 20 rale elliptique et la poignée, et la poignée peut être une tige unique qui aura toujours une longueur inférieure à 40 % de la lon- gueur totale de la raquette. L'absence d'entretoisement transversal entre les parties coeur 12, 12' du cadre pourrait être interprétée comme étant à 25 l'origine d'une faiblesse transversale dans cette partie de la raquette, mais une éventuelle tendance à cela est compensée par le fait qu'on donne une plus grande tension aux cordes longitudi- nales 17 qu'aux cordes transversales 16. La tension longitudinale doit être supérieure d'au moins 5 % et, de préférence, de 5 à 30 25 % environ, en partie selon le degré de divergence des parties coeur et tige 12, 13 et 12',13' du cadre. Ce surcroît de tension dans les cordes longitudinales exerce sur le cadre une force qui tend à l'étendre et semble se substituer efficacement à une- connexion robuste et rigide dans la partie coeur. L'élimination 35 de poids dans la région du coeur est un facteur décisif des per- formances remarquablement améliorées des raquettes auxquelles est appliquée la présente invention. 7 2464081 Sur la figure 1, le centre de percussion (P.C.) de la raquette apparait pratiquement dans l'alignement de la plus gran- de largeur de la partie tête 11, la L.V.A. (zone de basse vibra- tion) 22 s'étendant sur une courte distance vers le bout de la 5 raquette et sur une distance importante vers l'extrémité du côté poignée. L'exposé qui suit permettra de se faire une idée complète de l'importance qu'ont la grandeur et la situation de la L.V.A. 22. Les figures 4 et 5 représentent en une vue de chant le 10 cadre 10 et la poignée 14 de la raquette de la figure 1 et elles illustrent schématiquement un premier et un second modes respectivement de flexion du cadre de la raquette. Pour plus de clarté, la flexion a été représentée à échelle fortement exagérée et il est visible que le premier mode de flexion est très semblable à 15 celui d'un tremplin de plongée, le mouvement augmentant réguliè- rement à partir de la poignée 14 jusqu'à un maximum de vibration 23 au bout de la raquette. Il s'agit d'une vibration relativement lente -de l'ordre de 16 Hz à 30 Hz, produite dans le cadre lorsqu'une force est appliquée au niveau de la tête de la ra- 20 quette et elle ne produit pas de vibration dans la poignée 14, en raison du fait que la période de vibration est longue en com- paraison de la durée de contact de la balle. Une force appliquée à la raquette en des points situés au-dessus ou au-dessous du P.C. (céntre de percussion) produit 25 le second mode de flexion représenté sur la figure 5, dans lequel le cadre fléchit par rapport à des points fixes définis par la poignée et le P.C., qui se trouve approximativement au noeud de ce mode de flexion. La vibration au bout, représentée en 24, et entre la poignée et le P.C., représentée en 25, est 30 tres rapide, se situant entre 100 et 150 Hz et c'est ce mode de flexion qui provoque des vibrations dans la poignée 14. Une force appliquée en des points situés au-dessus du P.C. produit les premier et second moments de flexion, en phase l'un avec l'autre, donnant lieu à un effet d'addition et à une augmentation plus 35 rapide du degré de vibration lorsqu'augmente la distance du point d'impact au-dessus du P.C. que lorsqu'augmente la distance du, point d'impact au-dessous du P.C. 8 24640-8 1 Par contre, une balle qui frappe la raquette au-dessous du P.C. provoque le second mode de flexion déphasé avec le premier, d'o il résulte qu'il se produit une annulation partielle et une moindre vibration. Cette annulation influe sur la grandeur de 5 l'impulsion initiale. En outre, une analyse des modes de flexion d'une simple poutre fait apparaître l'asymétrie fondamentale d'amplitude de flexion décrite ci-dessus, en ce sens que l'amplitude de flexion à une distance donnée au-dessus du P.C. peut être beaucoup plus 10 grande que l'amplitude de flexion à la même distance au-dessous du P.C. Cela justifie le fait que, comme le montrent la figure 1 et les figures 6 et 7, la L.V.A. s'étende sur une distance importante au-dessous du P.C. et seulement sur une courte distance au-dessus du P.C. 15 Pour en venir aux figures 6 et 7, il y a lieu de considé- rer que les zones L, M et H de basse, moyenne et haute vibra- tions ne sont pas définies nettement et qu'en conséquence, la représentation en est schématique. Une basse vibration dans la zone L est à peine perceptible dans la poignée, une vibration 20 moyenne dans la zone M est perceptible, mais n'est guère désa- gréable, tandis qu'une haute vibration dans la zone H est inacceptable pour trois raisons. En premier lieu, dans la zone H, une grande partie de l'énergie qui doit être communiquée à la balle est dissipée 25 en vibrations de la raquette, ce qui fait que quand la balle quitte la face de la raquette, sa vitesse est beaucoup plus faible que lorsqu'elle quitte la L.V.A., pour la même vitesse angulaire totale de la raquette, d'o il résulte que la balle tombe en deça de la distance à laquelle le joueur voulait 30 l'envoyer. En deuxième lieu, la fréquence de vibration est suffisam- ment élevée pour provoquer un contact multiple de la balle au cours d'un seul coup frappé, ce qui fait que la position -agu- laire exacte de la face de la raquette est aléatoire au moment 35 o la balle quitte la raquette. Il en résulte que la balle prend une direction qui ne sera généralement pas celle que voulait le joueur. En troisième lieu, la force de vibration est transmise par 9 2464081 le cadre de la raquette. à la poignée de celle-ci, puis au bras du joueur. Il semble que cette forte vibration favorise l'appa- rition de tendinites, synovites et autres irritations communé- ment appelées "tennis elbow". 5 Sur la face 6 est représentée la tête d'une raquette classique comportant un cadre sous la forme d'une ellipse fermée lOa. Avec cette forme de construction, le P.C. n'est pas dans l'alignement de la plus grande largeur du cadre 10a, mais il est nettement plus près de l'extrémité du cadre du côté poignée 10 et la zone L est très petite. Une balle frappée au milieu de la tête de la raquette se trouvera dans la zone M et une partie importante de la surface de la tête de frappe est comprise dans la zone H de haute vibration. Sur la figure 7 qui représente la raquette de la figure 1 15- avec un cadre 10 à coeur ouvert, on notera que le P.C. est pra- tiquement dans l'alignement de la plus grande largeur du cadre et que la zone L est nettement plus grande que sur la figure 6. Il en résulte que la zone X est remontée et agrandie et qu'une grande partie de la zone H est effectivement repoussée hors de 20 l'extrémité de la raquette. Une comparaison des figures 6 et 7 montre très nettement pourquoi la structure de raquette suivant la présente invention ne fait pas qu'accroitre le rendement en surface utile et la précision de contrôle de la tête de frappe, mais augmente éga- 25 lement le confort du joueur en réduisant fortement le degré de vibration désagréable qui sera transmis à la poignée et, de là, au bras du joueur. . Pour faire comprendre le principe physique de la présente invention, on se réfèrera à la formule 3Q ~~~~~~~J 30J Mx r dans laquelle ` R est la distance entre la base (extrémité du côté poignée) de la raquette et le P.C. 35- J est le moment d'inertie de la raquette M est la masse de la raquette et r* est la distance entre la base de la raquette et le centre de gravité (C.G.). 10 246408 1 A titre d'illustration, une raquette de 68,5 cm de lon- gueur, telle que représentée sur la figure 1, ayant un moment d'inertie J de 614 kg.cm 2, une masse M de 340 g et une distance r de 33 cm, a une distance R de 54,6 cm ; c'est la situation 5 approximative du P.C. sur la raquette. Si l'on veut augmenter R, on peut modifier la répartition du poids dans la raquette. La manière la plus efficace pour augmenter R consiste à retirer du poids au voisinage du centre de gravité : dans ce cas 10 en effet, r n'est pratiquement pas modifié, M est réduit en proportion directe de la réduction de poids et J n'est que légèrement réduit, en raison du fait que chaque élément de masse contribue à J en proportion du carré de sa distance au centre de rotation. 15 R peut être augmenté par l'addition de poids à distance du centre de gravité. Mais il en résulte que la raquette semble lourde à manier et est désagréable à l'utilisation. L'effet de réduction de poids en différents endroits est illustré nettement sur les figures 8 et 9. Sur la figure 8 qui 20 représente à plus grande échelle la partie tête de frappe 11 de la raquette de la figure 1, ses différents éléments étant dési- gnés par les mêmes numéros de référence, 22a désigne la zone de minimum de vibration M.V.A. autour du centre de percussion P.C. de la raquette sans modification. La figure 9 représente sché- 25 matiquement en a la raquette non modifiée et en b et c l'effet d'une addition de poids aux endroits et dans les quantités indiquées : les zones correspondantes de minimum de vibration sont superposées sur la figure 8 en 22b, 22c et 22d. Sur la figure 9b, qui illustre l'addition de 29 g au C.G., 30 la situation modifiée est voisine de celle d'une raquette classique de même taille, du fait que la nouvelle structure a réduit d'environ 29 g la masse nette dans la région générale du C.G. Une comparaison de 22a et 22b et des situations d&u- P.C.-a et du P.C.-b sur la figure 8 fait nettement ressortir 35 l'avantage de la nouvelle structure. Les poids indiqués sur les figures 9c et 9d permettent de se rendre compte facilement des effets relatifs d'emplacements différents des poids. il 2464081 Diverses variantes et modifications de la raquette de tennis améliorée, telle qu'elle a été ici décrite, peuvent venir à l'esprit du spécialiste et, dans la mesure o elles entrent dans le cadre des revendications annexées, il est bien entendu qu'elles font partie de la présente invention. 12 2464081 R E V E N D I C A T I O N S l.- Raquette de tennis, comprenant une poignée dont la longueur est inférieure à 40 % de la longueur totale de la ra- quette, un élément cadre comportant une partie courbée de forme générale elliptique dont les extrémités constituent des parties 5 coeur s'étendant à distance l'une de l'autre depuis la partie courbée et deux parties tige qui s'étendent entre les parties coeur et la poignée, ainsi que des cordes longitudinales et transversales entrelacées constituant une tête de frappe dans les limites de l'élément cadre, caractérisée en ce que les extré- 10 mités de l'élément cadre ne sont unies entre elles qu'au niveau de la poignée et en ce que la tête de frappe occupe pratiquement la totalité de la surface délimitée par l'élément cadre. 2.- Raquette de tennis selon la revendication l, caracté- risée en ce que les parties coeur de l'élément cadre présentent 15 des profils à courbure inversée entre les parties tige et la partie courbée. 3.- Raquette de tennis selon la revendication 1, carac- térisée en ce que les parties coeur de l'élément cadre sont pratiquement rectilignes et s'unissent tangentiellement à la 20 partie courbée. 4.- Raquette de tennis, comprenant une poignée dont la longueur est inférieure à 40 % de-la longueur totale de la raquette, un élément cadre comportant une partie courbée de forme générale elliptique dont les extrémités constituent des 25 parties coeur qui s'étendent à distance l'une de l'autre depuis la partie courbée et des parties tige qui s'étendent entre les parties coeur et la poignée, ainsi que des cordes longitudinales et transversales entrelacées constituant une tête de frappe dans les limites de l'élément cadre, caractérisée en ce que les 30 extrémités de l'élément cadre sont unies l'une à l'autre par la poignée et par une pièce d'écartement située à distance de la poignée et pesant moins de 29 g, et en ce que la tête de frappe occupe pratiquement la totalité de la surface délimitée par l'élément cadre et par la-pièce d'écartement. 35 5.- Raquette de tennis selon la revendication 4, caracté- risée en ce que la pièce d'écartement est située entre le centre de gravité de la raquette et la poignée. 13 2464081 6.- Raquette de tennis selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les extrémités de l'élément cadre pré- sentent un profil à courbure inversée entre la pièce d'écarte- ment et la partie courbée. 7.- Raquette de tennis selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les extrémités de l'élément cadre sont pratiquement rectilignes entre la pièce d'écartement et la par- tie courbée et s'unissent tangentiellement à la partie courbée. 8.- Raquette de tennis selon l'une quelconque des reven- 10 dications 4 à 7, caractérisée en ce que la pièce d'écartement comporte des parties qui s'étendent à distance l'une de l'autre le long des extrémités du cadre dans le sens opposé à la poignée, ces parties espacées étant munies de moyens pour guider et main- tenir à distance mutuelle les cordes longitudinales du milieu 15 à leurs points d'attache sur l'élément cadre. 9.- Raquette de tennis selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisée en ce que la tension des cordes longitudinales est plus grande que la tension des cordes trans- versales, de façon à augmenter la rigidité transversale de la 20 raquette dans la région des parties coeur de l'élément cadre. 10.- Raquette de tennis selon la revendication 9, caracté- risée en ce que la tension des cordes longitudinales est supé- rieure d'environ 5 % à 25 % à la tension des cordes transversa- les. 25