Brevet FR2588760A1 — publié le 19870424

PROCEDE DE FABRICATION D'UN CADRE METALLIQUE DE RAQUETTE ET RAQUETTE OBTENUE SELON CE PROCèDE La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un cadre métallique de raquette, notamment de raquette de tennis, et en particulier, mais non exclusivement, en acier ainsi que les cadres et raquettes obtenus selon ce procédé. La plupart des raquettes de tennis sont réalisées en bois ou en matières composites. L'acier n'a été que rarement employé pour la fabrication de cadres de raquettes de tennis. Un seul modèle a été fabriqué en grandes quantités. C'est la raquette décrite dans les brevets Français NO 955 733 et 1 021 148 La raquette décrite dans ces brevets a un cadre entièrement constitué en tube d'acier à haute résistance. Elle comporte une entretoise entièrement fabriquée avec le même tube, attachée au cadre principal par soudure ou brasure. Cette raquette en comporte pas les trous habituels pour l'attache des cordes. Celles-ci, au lieu de passer dans des trous, contournent les dents d'une couronne constituée en fil d'acier. Cette couronne est elle-même attachée au cadre par un enroulement de fil d'acier qui consolide aussi l'assemblage de l'entretoise et du cadre. Cette raquette connut un grand succès. L'acier donne à son cadre une élasticité supérieure à celle obtenue avec le bois ou d'autres matériaux. Les faibles dimensions de la section du tube d'acier donnent à la raquette une résistance aérodynamique très faible et la rendent facile à manier. Cependant, certains joueurs pensent que l'élasticité du système de fil d'acier, couronne et enroulement, augmente de façon excessive l'élasticité du cordage. D'autre part, l'exécution de ce cordage exige une certaine attention de la part des cordeurs. Les raquettes fabriquées jusqu'à présent avec un cadre constitué par un tube d'acier et des cordes attachées par passage dans des trous percés dans ce cadre n'ont pas donné de bons résultats. Aucune n'a concilié la nécessité d'une solidité suffisante et l'intérêt d'une flexibilité, essentielle en jeu. Celles qui ont été fabriquées avec des sections de tube de dimensions analogues à celles des raquettes en bois se sont avérées trop rigides. Celles qui ont été fabriquées avec des tubes de sections plus faibles n'ont pas eu la solidité, la durabilité voulues, des ruptures de cadres se produisant prématurément à partir de certains trous où la frappe répétée des balles entraîne une fatigue pour l'acier. L'objet de la présente invention est un procédé de fabrication d'une raquette dont le cadre est constitué par un tube d'acier dont la section s'inscrit dans un rectangle de 16,4 x 8,65 mm, par exemple, de façon à conserver dans une grande mesure les qualités d'élasticité et de faible résistance aérodynamique de la raquette mentionnées plus haut, et dont les cordes sont attachées au cadre, de manière conventionnelle, par passage dans des trous réalisés de façon à ne pas provoquer de ruptures prématurées, ni dudit cadre, ni des cordes En raison de la nécessité de protéger les cordes du contact avec le sol dans leur passage à l'extérieur du cadre entre les trous, la section du tube comporte forcément, comme connu en soi, au moins du côté de l'extérieur du cadre une rainure assez importante. Compte tenu de la section de ce tube, de la densité de l'acier et de la nécessité de ne pas dépasser les poids demandés par les joueurs qui sont de l'ordre de 365 grammes, la paroi du tube est, forcément, très mince et, par exemple, égale à 0,5 mm Le perçage au travers de ce tube de trous, de 2 ou 3 mm de diamètre par exemple, permet le passage de 1 ou 2 cordes suivant les nécessités du schéma de cordage, des arrêts de cordes et des réparations, mais les cordes se coupent très vite, souvent même au cours du cordage au contact des bords des trous en raison de leur tension et de la faible épaisseur des parois du tube. I1 est encore plus nécessaire qu'avec des cadres en aluminium ou autres matériaux peu denses d'interposer entre les cordes et les bords coupants, des trous la paroi d'un tube en une matière plastique, présentant à la fois une certaine malléabilité et une bonne résistance aux coupures, par exemple en nylon. Mais pour conserver un passage suffisant pour les cordes au travers des petits tubes en matière plastique, soit indépendants les uns des autres, soit reliés par une bande moulée avec eux et appliquée contre le fond de la rainure prévue à l'extérieur du cadre, il faut augmenter les diamètres des trous et les porter par exemple à 4,2 mm pour les trous au travers desquels doivent passer deux cordes, 3,4 mm pour les trous dans lesquels ne passe qu'une corde. Avec une paroi de tube en plastique de 0,90 mm, il reste environ les 2,4 mm nécessaires pour passer deux cordes et 1,6 mm pour passer une corde. Malgré le choix des matières plastiques les plus appropriées pour résister à la coupure, la forte tension des cordes, augmentée par les chocs des balles en cours de jeu, exerce une forte pression sur les parois des tubes en matière plastique et même avec cette épaisseur de 0,9 mm provoque leur coupure rapide au contact des bords coupants du trou. D'autre part, avec des trous dont les diamètres sont mentionnés ci-dessus, la durabilité du cadre est limitée même si l'on adopte un plan de cordage permettant de ne prévoir que les trous les plus petits, pour le passage d'une seule corde, aux points du cadre les plus fragiles. Une utilisation normale en jeu de la raquette entraine vite l'apparition de fissures et le cadre se brise prématurément. Des essais effectués avec une machine exerçant des pressions alternées répétées sur les deux faces du cordage confirment cette fragilité. Il faut absolument réduire la dimension initiale des trous et rendre leurs bords moins coupants par poinçonnage. Selon la présente invention, le procédé de fabrication d'un cadre de raquette pour tennis ou autre jeux, constitué par un tube métallique, dont le cordage est attaché au cadre par passage des cordes au travers de trous percés dans ledit cadre, les cordes étant protégées lors de ce passage par des inserts tubulaires en matière plastique, est caractérisé en ce que certains au moins des trous sont poinçonnés et agrandis à l'aide de poinçons ovales dont le grand axe est disposé parallèlement à la direction longitudinale du tube. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé de fabrication d'un cadre de raquette pour tennis ou autres jeux, constitué par un tube profilé et dont le cordage est attaché au cadre par passage des cordes au travers de trous percés dans celui-ci, les cordes étant protégées par des inserts en matière plastique, est caractérisé en ce qu'il comprend, entre autres, les opérations suivantes - coupe d'une section droite d'un tube métallique profilé. - perçage de trous dans des endroits déterminés correspondant à la projection linéaire des trous nécessaires pour la fixation des cordes; - poinçonnage des trous - cintrage de la section pour obtenir la forme désirée de la raquette. L'entretoise est de préférence mais non obligatoirement constituée avec le même tube. Dans ce cas, elle peut être réalisée par une prolongation de la section droite de tube ci-dessus, percée et poinçonnée avant d'être coupée à la longueur voulue, cintrée et conformée pour assemblage. Ce procédé permet de limiter les diamètres -des trous initiaux, par exemple à 3,4 mm pour 2 cordes et 2,6 mm pour une corde. Selon une autre caractéristique de l'invention, lors du poinçonnage d'au moins certains des trous , le tube est protégé contre l'écrasement par une baguette épousant la forme intérieure du tube, introduite à l'intérieur du tube, le poinçonnage étant effectué au-dessus d'une fente prévue à une extrêmité de la baguette, des coulissements relatifs de longueurs correspondant aux intervalles entre trous étant effectués entre la baguette et le tube au fur et à mesure des poinçonnages. Bien entendu, I1 s'agit d'obtenir lors du poinçonnage un mouvement relatif de la baguette et du tube à poinçonner, l'élément mobile pouvant être soit la baguette, soit le cadre. Un ou plusieurs trous sont poinçonnés à l'endroit du tube où se trouve la partie fendue de la baguette empêchant l'écrasement du tube. Avant le poinçonnage des trous suivants, la baguette est retirée d'une longueur correspondant à la longueur déjà percée. De cette façon, le poinçonnage est réalisé sans écrasement et sans que la baguette se trouve coincée. La présence de la baguette coulissante évite l'écrasement du tube droit qui subit localement des pressions instantanées importantes. Les trous initiaux percés au foret ont un diamètre de seulement 3,4 mm pour le passage de deux cordes et de 2,6 mm pour le passage d'une corde. Pour que le poinçonnage soit efficace, il doit être généralement réalisé des deux cotés du tube, et en tous cas, toujours-du côté devenant après cintrage le côté extérieur du cadre. I1 peut être omis du côté opposé aux endroits où, sur le cadre formé, les cordes seront perpendiculaires au bord du cadre et par suite n'exerceront aucune pression sur ces bords. Ce poinçonnage ne pourrait pas être réalisé après cintrage du tube en forme de cadre. En effet, comme dans le cas où il est effectué sur le tube droit, il devrait être effectué avant le traitement de durcissement. Mais la malléabilité nécessaire pour permettre le travail du poinçon sur le rebord des trous implique la nécessité d'éviter la déformation de tout le tube en le soutenant des deux côtés des trous par la baguette dont l'utilité a été décrite et qui ne pourrait être employée dans le tube cintré comme elle peut l'être alors que le tube est encore rectiligne. Dans le cas d'un poinçonnage sur un tube cintré, cette opération écraserait le tube dont les parois seraient rapprochées l'une de l'autre, la largeur de la section serait réduite rendant inévitable sa déformation pendant les opérations de cordage.Au contraire, quand le poinçonnage est effectué avant cintrage, il produit un effet raidisseur sur tout le tube qui rend le cintrage plus régulier et évite l'écrasement du tube. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent: - La Fig.l, une raquette à cadre d'acier obtenue selon le procédé de l'invention. - Les Figs 2 et 3, une vue d'un tube d'acier et de sa section transversale; - La Fig.4, un schéma montrant la baguette à l'intérieur du tube lors du perçage et du poinçonnage; - La Fig.5, une vue partielle du cadre percé et poinçonné; - La Fig.6, une coupe transversale du tube après perçage et introduction d'un insert plastique de protection; - la Fig.7 une vue en coupe partielle selon la ligne Vil-Vil de la Fig.5 - La Fig.8, une coupe d'un insert selon la ligne VIII-VIII de la Fig.7 Sur la Fig.l, on n'a représenté que la tête de la raquette qui est constituée par le cadre proprement dit réalisé par cintrage d'un tube profilé 1 et, dans cet exemple, complété par une entretoise 2 fabriquée avec le même tube, soudée ou brasée sur le cadre. On distingue également sur la Fig.l un cordage 3 passant à travers des trous radiaux 4.Le cordage représenté sur la Fig.l est un cordage particulier, indépendant de l'invention. Les branches inférieures du profilé 1 sont réunies par le manche (non représenté). Le tronçon de tube profilé 1 représenté sur les Figs. 2 et 3 présente du coté externe ou coté opposé au cordage une large rainure 5 destinée à éviter le contact avec le sol de la partie des cordes 3 passant à l'extérieur du cadre et à l'extrêmité opposée au manche de celui-ci et une petite rainure 5a opposée à la rainure 5 et utile pour raidir le tube. Sur le schéma de la Fig.4, on voit une baguette 7 pouvant coulisser dans le tube 1 et dont l'extrêmité avant est fendue. On voit aussi un trou rond 4 avant poinçonnage. La Fig.5 montre deux trous percés et poinçonnés l'un, 4a pour passage de deux cordes et l'autre,4b, pour le passage d'une corde. La Fig.6 représente une section du cadre coupé à un endroit ou il a été percé et poinçonné. On distingue sur cette Fig. un insert 6 constitué par un petit tube de matière plastique destiné à éviter la coupure des cordes 3 aux endroits où elles traversent le cadre. La coupe de la Fig.7 effectuée dans le sens longitudinal du cadre montre la forme conique d'un insert et une section d'une bande 6a reliant les inserts 6 entre eux et moulée en même temps qu'eux. Elle montre aussi l'épaisseur de matière plastique à l'endroit où porte une corde 3. La Fig.8 montre la paroi d'épaisseur variable d'un insert 6 plus épaisse aux endroits où la pression des cordes est la plus grande. Le poinçonnage mentionné ci-dessus n'a pas pour seul but d'agrandir les trous. Son objet est aussi de leur donner dans une certaine mesure une- forme en entonnoir. Dans ces conditions, les tubes en matière plastique ne sont plus en contact perpendiculairement avec un bord coupant, mais sur une surface d'appui supérieure, en biais avec l'entrée des entonnoirs. Mais le poinçonnage doit être limité. Il ne peut permettre d'agrandir énormément les trous. En effet, effectuer sur un acier dont la ductilité est forcément réduite, même avant durcissement, la déformation des bords du trou par les poinçons provoque un allongement du métal qui, dès qu'il est prononcé, entraine la formation de criques qui constituent des amorces de rupture pour le cadre. Pour cette raison,selon la caractéristique essentielle de l'invention, le poinçonnage est réalisé non pas avec des poinçons à section circulaire, mais avec des poinçons à section ovale qui sont introduits dans les trous de façon à ce que le grand diamètre de leur section soit parallèle à la direction longitudinale du tube. Au total, la déformation de l'ensemble du trou peut être plus réduite qu'avec un poinçon rond, en donnant une forme d'entonnoir plus prononcée aux côtés des trous sur lesquels s'exerce la pression des cordes, aux extrêmités du grand axe de l'ovale surtout du côté extérieur du cadre. Ces poinçons ovales n'entraSnent qu'une déformation et un allongement du métal réduits, en direction transversale sur les côtés du trou en contact avec la diamètre le plus petit du poinçon, ce qui diminue considérablement le risque de formation de criques, celles-ci s'amorçant presque toujours près des extrêmités du petit axe de l'ovale. A la suite de longs essais effectués avec des trous et des poinçons de dimensions différentes, il apparaît que chaque dixième de mm. obtenu pour la diminution du trou final perpendiculairement à l'axe longitudinal du tube, soit par la diminution du trou initial, soit par la réduction du petit axe du poinçon a une influence extrêmement heureuse sur la durabilité de la raquette. Pour les trous auxquels le perçage donne des diamètres de 3,4 mm et 2,6 mm.mentionnés plus haut, on emploie des poinçons de 4,4 x 4 et 3,6 x 3,2 donnant des trous de ces dimensionsavant cintrage. Mais l'opération de cintrage du tube en forme de cadre entrain une certaine déformation générale du tube qui modifie la forme et les dimensions des trous de façon différente pour les trous percés dans la rainure 5 et pour ceux qui sont percés dans la rainure intérieure 5a et aussi pour chaque trou en raison du rayon de cintrage du tube à l'endroit où il est percé. Dans ces conditions, chaque insert doit être adapté au trou dans lequel il doit être placé. Suivant un procédé connu, les inserts sont réalisés tous ensemble, ou par groupes, par injection. Une bande de plastique les reliant entre eux se place dans la rainure extérieure du cadre. On peut alors avantageusement tirer totalement parti des dimensions particulières données aux trous par les poinçons ovales et le cintrage. Pratiquement, pour les trous percés dans la paroi extérieure 5, on trouve que le cintrage transforme approximativement les trous de 4,4 x 4 mm en trous également ovales de 4,2 x 3,8 mm et les trous de 3,6 x 3,2 mm en trous également ovales de 3,45 x 3 mm. En réservant un passage circulaire de 2,4 mm pour deux cordes dans les inserts des gros trous, on trouve la possibilité de donner à la paroi des inserts une épaisseur de (4,2 - 2,4) : 2 = O,9 mm dans pue sens longitudinal du tube (Fig.7) et de (3,8 - 2, 4 ) : 2 = 0,7 mm dans le sens transversal (Fig.5). On voit que la forme ovale des poinçons permet non seulement un poinçonnage plus accentué mais aussi une épaisseur de matière plastique un peu plus grande entre la corde et les bords des trous, aux extrémités du grand axe de l'ovale là où portent les cordes. Aux extrémités du petit axe de l'ovale, l'épaisseur de plastique de 0,7 mm est surabondante, la pression des cordes étant très faible ou nulle à ces endroits. Pour les petits trous, on peut obtenir, en réservant dans les inserts un passage circulaire de 1,6 mm pour une corde, des épaisseurs de matière plastique de (3,45 - 1,6) : 2 = 0,925 mm et (3 - 1,6) : 2 = 0,7 mm, qui permettent les mêmes remarques. En ce qui concerne les trous dans la paroi intérieure 5a du cadre, ils deviennent nettement plus petits pendant le cintrage : un trou poinçonné par un poinçon de 4,4 x 4 mm devient, en fonction du rayon de cintrage, un trou de 3,9 x 3,6 et un trou poinçonné de 3,6 x 3,2 devient un trou ovale de 3?3 x 2,9 mm ou, dans une région où le rayon de courbure de cintrage est faible, 3,2 x 3,1 mm. En laissant les passages indiqués plus haut pour une ou deux cordes, on trouve des épaisseurs de paroi de - (3,9 - 2,4) : 2 = 0,75 mm et (3,6 - 2,4) : 2 = 0,6 mm pour les gros trous et, - (3,2 - 1,6) : 2 = 0,80 mm et (2,9 - 1,6) : 2 =0,65- mm au minimum pour les petits trous. Ces épaisseurs sont surabondantes, la pression des cordes sur les bords des trous étant naturellement beaucoup plus faible que sur les bords des trous de la paroi extérieure. Elles pourraient être réduites sans inconvénient en partant de trous initiaux par exemple de 2,2 et 2,4 ou de 3 et 2,2 mm seulement et avec des poinçons ovales plus petits déformant et agrandissant très peu les trous sur les bords desquels la pression des cordes est réduite. Grâce aux moyens qui viennent d'être décrits, les diamètres des trous percés étant agrandis par poinçonnage avec un poinçon ovale, on constate que les fissures qui constituent des amorces de rupture du cadre ne se produisent plus prématurément en partie en raison de la diminution des diamètres des trous initiaux et en partie en raison de la forme donnée aux trous par le poinçonnage. La forme en entonnoir des trous, plus prononcée aux extrémités du grand axe de leur ovale (Fig.7), là où la paroi des inserts est plus fortement pressée par les cordes sur les bords des trous, en particulier du côté extérieur du cadre, diminue les risques de coupure des inserts. Les diamètres des trous dans- la paroi extérieure du cadre étant moins diminués par le cintrage que ceux des trous de la paroi intérieure, la forme extérieure des inserts peut être tronconique (Figs 6 et 7), ce qui facilite leur mise en place et permet une épaisseur de leur paroi un peu plus forte dans les trous du côté extérieur du cadre, là où elle est très désirable. Enfin la forme ovale des trous permet de donner aussi une forme ovale à la section extérieure des inserts (Fig.8) avec une épaisseur de paroi variable là où s'exerce la pression des cordes. De façon surprenante, les quelques dixièmes de mm de matière plastique qui se trouvent ajoutés là où la pression des cordes est la plus forte améliorent beaucoup la tenue des inserts et des cordes. Dans la mesure où la plasticité du métal employé pour le tube serait assez grande, les avantages ci-dessus pourraient naturelllement être augmentés en réduisant les dimensions des trous initiaux et/ou en employant des poinçons plus gros et plus ovales. Une machine spéciale permet de constater l'importante de durabilité obtenue.Avec cette machine, les raquettes sont solidement fixées par leur manche et également maintenues dans la région de l'entretoise. Des pressions successives de 25 Kgs sont exercées alternativement sur les deux côtés du cordage de façon à provoquer des flexions importantes du cadre dans la région où les ruptures de cadre sont le plus souvent constatées. Tandis que les bords des trous non poinçonnés se fendent et entrainent la rupture du cadre après environ deux heures d'essais, correspondant à 9 600 flexions, les cadres comportant des trous poinçonnés, réalisés conformément à l'invention, ne se brisent qu'après plus de sépt heures d'essais correspondant à 33 600 flexions, ces chiffres correspondant à ceux enregistrés avec les raquettes sans trous. De longs essais en Jeu confirmèrent cette solidité des cadres réalisés suivant l'invention et aussi l'absence de ruptures des cordes à leur passage dans les inserts, tels que définis plus haut. De façon surprenante, en réalisant tous les trous et les inserts d'un cadre conformément à l'invention, on constate que la très légère augmentation de matière plastique obtenue entre les cordes et le métal du cadre se traduit par une diminution appréciable du bruit et des vibrations ressenties lors du choc de la balle contre les cordes. La durabilité d'un cadre constitué par un tube d'aluminium est aussi augmentée en réduisant le diamètre de certains trous percés dans des endroits fragiles et en les agrandissant par poinçonnage. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 10 Procédé de fabrication d'un cadre de raquette pour tennis ou autre jeux, constitué par un tube métallique dont le cordage est attaché au cadre par passage des cordes au travers de trous percés dans ledit cadre, les cordes étant protégées lors de ce passage par des inserts tubulaires en matière plastique, caractérisé en ce que certains au moins des trous (4) sont poinçonnés et agrandis à l'aide de poinçons ovales dont le grand axe est disposé parallèlement à la direction longitudinale du tube (1). 20 Procédé de fabrication d'un cadre de raquette pour tennis ou autres jeux, constitué par un tube métallique dont le cordage est attaché au cadre par passage des cordes au travers de trous percés dans ledit cadre, les cordes étant protégées lors de ce passage par des inserts tubulaires en matière plastique, caractérisé en ce qu'il comprend, entre autres, les opérations suivantes - coupe d'une section droite d'un tube métallique profilé (1). - perçage au travers de cette section de trous dans des endroits déterminés correspondant à la projection linéaire des trous nécessaires pour la fixation des cordes (3); - poinçonnage d'une partie au moins des trous (4); - cintrage de la section pour obtenir la forme désirée de la raquette. 30 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lors du poinçonnage des trous (4), le tube est protégé contre l'écrasement par une baguette (7) épousant la forme intérieure du tube, introduite à l'intérieur du tube (1), le poinçonnage étant effectué à l'endroit d'une fente de la baguette (7), des coulissements relatifs de longueurs correspondant aux intervalles entre trous étant effectués entre la baguette et le tube au fur et à mesure des poinçonnages. 40 Procédé selon l'une des- Ievendications précédentes, caractérisé en ce que les trous sont percés à des diamètres compris entre 2,2 mm et 2,8 mm pour le passage d'une corde et à des diamètres compris entre 3 et 3,6 mm pour les trous permettant le passage de deux cordes, les trous étant ensuite agrandis par poinçonnage avec des poinçons ovales, la différence entre le grand et le petit diamètre des poinçons étant comprise entre 0,6 et 0,3 mm. 50 Cadre de raquette obtenu par le procédé selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que les trous percés et poinçonnés dans la paroi extérieure (5a) sont plus grands que ceux réalisés dans la paroi intérieure (5). 60 Cadre de raquette selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les inserts (6) ont une forme extérieure tronconique. 70 Cadre de raquette selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les inserts (6) ont une cqupe extérieure ovale et une paroi d'épaisseur variable, plus importante aux extrémités du grand diamètre de leur ovale qu'aux extrémités de leur petit diamètre. 80 Cadre de raquette selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les inserts sont réunis par une bande (6a) appliquée dans la rainure (5). 90 Cadre de raquette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube profilé (1) est en acier avec une paroi dont l'épaisseur est comprise entre 0,4 et 0,6 mm.