Brevet FR2608444A1 — publié le 19880624

Raquette de tennis La présente invention se rapporte à une raquette de jeu de balle, plus particulièrement destinée au jeu de tennis, cette raquette étant pourvue d'un dispositif d'amortissement des vibrations. Les qualités de jeu d'une raquette sont détermirées par un assez grand nombre de critères que l'on peut, en général, classer en deux catégories: - les critères de performance: rendement, nervosité, raideur, etc. - les critères de confort du joueur: douceur, maniabilité, etc. Certains critères, par exemple la tolérance au décentrage d'impact de balle, peuvent toutefois entrer dans les deux catégories. Ces deux catégories du critères sont le plus souvent antinomiques, de sorte que, la plupart du temps, on ne peut améliorer le confort qu'au détriment des performances et vice-versa. On sait qu'un système soumis à ureperturbation vibre autour d'une ou plusieurs fréquences propres qui sont caractéristiques de sa structure et résultent de sa distribution de masse et de raideur. Le comportement résultant de cet ensemble de vibrations est la somme des déplacements qui sont générés, dans diverses directions, par les fréquences de résonance de cette structure. Ces déplacements sont minimaux aux endroits appelés couramment "noeuds" de vibration, et maximaux aux endroits appelés couramment "ventres" de vibration. Ce comportement vibratoire serait infini en l'absence de toute propriété amortissante de la structure. D'une manière générale, tout sys- tème physique est soumis à un ou plusieurs types d'amortissement tant que l'énergie y est dispersée soit par friction, soit par d'autres systèmes dissipatifs, par exemple visco-élastiques, ou à hystérésis. On a pu montrer que, dans le cas du joueur de tennis, les vibrations qui lui sont transmises par l'intermédiaire de sa raquette après un impact de balle sont directement corrélées à sa perception du compor- tement de son engin. Dans la gamme de fréquence allant de 0 à 1000 Hz, gamme dans laquelle l'homme est fortement réceptif aux vibrations, les raquettes de tennis vibrent selon plusieurs directions et fréquences, qui correspondent à ce qu'il sera dans la suite convenu d'appeler "modes vibratoires propres". C'est ainsi qu'on a pu mettre en évidence sept modes vibratoires propres fortement corrélés au comportement en jeu de la raquette: - trois se situent dans une direction perpendiculaire au plan de la raquette; ce sont les modes de flexion simple perpendiculaires au plan longitudinal médian de la raquette - deux se situent dans le plan de la raquette; ce sont les modes de flexion latérale; - deux autres sont des couplages entre des vibrations de flexion perpendiculaire au plan longitudinal médian de la raquette, et de torsion par rapport à son axe longitudinal médian. A titre d'illustration de quelques uns de ces modes vibratoires, on a représenté schématiquement sur les dessins joints: - en figure I le premier mode vibratoire propre d'une raquette 1, vue selon la direction F de la figure 4, dans une direction perpendiculaire au plan 2 de cette raquette: il s'agit d'une flexion simple orthogonale à ce plan 2; - en figure 2 le second mode vibratoire propre de cette raquette 1, en flexion simple perpendiculaire à ce plan 2; - en figure 3 le troisième mode vibratoire propre de cette raquette 1, en flexion simple perpendiculaire à ce plan 2; - en figure 4 le premier mode vibratoire propre de cette raquette 1, vue en plan, en flexion latérale par rapport à son axe longitudinal y'y dans son plan 2; - en figure 5 son second mode vibratoire propre, toujours en flexion latérale par rapport à y'y dans le plan 2. Les modes vibratoires propres sur lesquels il est le plus important d'agir sont, bien sûr, les modes de plus forte énergie, c'est-à-dire ceux qui génèrent des déformations importantes de la structure. Il convient donc d'influer en priorité sur les trois premiers modes de flexion perpendiculaires au plan de la raquette, sur les deux premiers modes de flexion dans le plan de la raquette, ainsi que sur le premier mode de couplage des vibrations de flexion perpendiculaire au plan de la raquette et de torsion par rapport à son axe longitudinal. Il est déjà connu, pour régler les qualités de jeu, de prévoir sur une raquette de tennis des moyens relativements complexes pour amortir les vibrations. C'est ainsi qu'il est connu de rapporter des éléments amortis- seurs, relativement complexes et en outre encombrants, en des endroits choisis sur le cadre de la raquette. L'invention vise, par des moyens simples et peu onéreux, à régler sêlectivement l'amortissement d'une raquette de tennis en appliquant sur celle-ci, en des emplacement déterminés, un élément amortisseur dont le coefficient d'amortissement se trouve être optimal dans la plage de température et de fréquence de fonctionnement de la raquette. Elle se rapporte donc à une raquette de jeu de balle, plus particulièrement destinée au jeu de tennis, du type comportant au moins un élément amortisseur de vibrations qui est positionné localement sur la raquette, sur une surface relativement réduite et dans une ou des zones déterminées de celle-ci. Cet élément amortisseur de vibrations est constitué d'une part d'une plaque en matériau visco-élastique dont le coefficient d'amortissement est d'au moins 0,5 dans une plage de fonctionnement s'étalant en température de 10 à 30 C et en fréquence de 0 à 1000 Hz, et d'autre part d'une plaque de contrainte dont le module est très élevé par rapport à celui du matériau visco-élastique, la plaque en matériau viscoélastique étant collée entre la raquette et la plaque de contrainte. Avantageusement, l'épaisseur de la plaque en matériau visco-élastique se situe entre 0,5 et 1,2 mm, le coefficient d'amortissement de ce matériau visco-élastique est compris entre 0,8 et 1,2 et l'épaisseur de la plaque de contrainte est comprise entre 0,5 et 1,2 mm. Par exemple, chaque amortisseur comporte une plaque de con- trainte en Zicral, d'une épaisseur de 0,6 mm, qui est collée sur une lame de matériau visco-élastique d'une épaisseur de 0,8 mm, et de coefficent d'amortissement nommé généralement /2, de l'ordre de 1,2, optimal dans une plage de températures comprises entre 10 et 30 C et pour des fréquences de vibrations comprises entre 10 et 1000 Hz. Cette raquette peut donc comporter au moins un amortisseur viscoélastique, travaillant au cisaillement, qui est placé dans la zone o le matériau visco-élastique situé entre la raquette et la plaque de contrainte en Zicral est le plus sollicité en déformation de cisaillement: il absorbe et dissipe ainsi une grande quantité d'énergie qui n'est pas restituée à la structure. On modifie alors l'effet de la vibration, diminuant l'amplitude de déplacement de la structure. Pour réaliser cette raquette, on place le ou les amortisseurs, conjugués éventuellement, sur le pont, sur les branches, sur les côtés des branches, ou sur toute autre partie de la raquette se trouvant dans des zones susceptibles de fournir une grande énergie au matériau visco-élastique constituant la partie inférieure de l'élément amortisseur. 260844 4. Suivant sa position sur la raquette, l'amortisseur réduit l'amplitude de certains modes vibratoires, ce qui provoque une modification des sensations du joueur. C'est ainsi que pour amortir l'amplitude du premier mode de vibration en flexion perpendiculaire au plan de la raquette, on positionne le système amortisseur sur la face extérieure et/ou intérieure des branches de la raquette, depuis la partie avant de la poignée jusqu'à l'emplanture du pont. On ressent alors la raquette comme étant plus souple, avec un contact de balle plus long. En positionnant le système amortisseur sur le pont ou de part et d'autre du pont et/ou sur la tête ou de part et d'autre de la tête du panier, symétriquement par rapport à la fois à l'axe longitudinal de la raquette et/ou au plan de la raquette, on amortit à la fois l'amplitude des deuxième et troisième modes de vibration en flexion perpendiculaires au plan médian de la raquette, ainsi que l'amplitude du premier mode de vibration couplant la flexion perpendiculaire au plan médian de la raquette et la torsion par rapport à l'axe longitudinal médian de la raquette. La raquette paraît à la fois plus nerveuse et ayant un rendement amélioré. Pour des raisons de décoration, ces formes strictement symétriques peuvent être légèrement modifiées. En positionnant le système amortisseur sur les faces du panier, couplées par paires, symétriquement à la fois par rapport au plan longi- tudinal médian de la raquette et par rapport à la ligne nodale du premier mode de flexion perpendiculaire au plan de la raquette, on amortit préféren- tiellement l'amplitude de la vibration de ces modes dans la zone du panier. La raquette paraît alors plus stable au moment de l'impact entre la balle et le cordage. De toute façon, l'invention sera bien comprise, et ses avantages ainsi que d'autres caractéristiques ressortiront, au cours de la description suivante de quelques exemples non limitatifs de réalisation de cette raquette, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels Figure 6 est une vue en plan de cette raquette, Figure 7 est une vue en plan agrandie du pont de cette raquette, Figure 8 est une vue en coupe selon VIII-VIII de la figure 7. En se reportant à la figure 6, cette raquette de tennis I est composée d'une poignée 12 prolongée par deux branches 6,7 qui portent le panier 3, dont la partie inférieure forme le pont 4. Le panier 3 porte lui-même le tamis 5, composé de cordes longitudinales et transversales et formant la surface de frappe. Comme on le voit mieux sur les figures 7 et 8, il a été fixé par collage, sur les deux faces du pont 4 qui sont parallèles au plan de la raquette 1, une paire d'amortisseurs visco-élastiques identiques 8,9. Chacun de ces deux amortisseurs, par exemple l'amortisseur 8, est formé d'une plaque 10 en matériau visco-élastique sur laquelle est collée une plaque de contrainte 11, en Zicral par exemple. Chaque amortisseur, tel que 8, est collé à plat sur le pont 4 par la face de la plaque 10 qui est opposée à la plaque de contrainte Il. Les plaques 10 et Il sont de même forme et dimensions et leur pourtour épouse celui de la surface du pont 4 sur lequel la plaque 10 est collée, en lui étant toutefois légèrement inférieur. L'épaisseur de la plaque est de 0,8 mm et son coefficient d'amortissement / est de 1,2 dans la plage de températures comprise entre 10 et 300C, qui est la plage d'utilisation la plus fréquente de la raquette. La plaque de contrainte de Zicrat Il a une épaisseur de 0,6 mm. Chaque amortisseur, 8 ou 9, est totalement symétrique par rapport à l'axe longitudinal y'y de la raquette et peut donc être considéré comme composé d'un couple d'amortisseurs 81,82 symétriques par rapport à cet axe y'y et travaillant au cisaillement et en opposition. Il y a dans ce cas de figure un couple 8,9 d'amortisseurs placés chacun de part et d'autre du pont. Avec cette disposition, chaque paire d'amortisseurs 81,82 amortit les modes vibratoires qui prennent naissance dans le plan de la raquette, ce qui augmente le confort du joueur. L'invention n'est bien évidemment pas limitée à cette forme de réalisation. On peut prévoir, en plus des amortisseurs 8,9 ou au lieu de ceux-ci, des amortisseurs analogues 14,15,16,17 collés, préférentiellement de manière symétrique par rapport à l'axe y'y, sur les faces latérales exté- rieures, et/ou intérieures, des deux branches 6,7. Ces amortisseurs 14 à 17 amortissent les modes vibratoires perpendiculaires au plan de la raquette, ce qui tend à améliorer ses performances. On peut aussi prévoir, seuls ou combinés avec d'autres en d'autres endroits, des amortisseurs 18 rapportés en tête du panier 3, et/ou des amortisseurs 19,20 rapportés sur le panier 3, par exemple au milieu de celui-ci, de part et d'autre de l'axe y'y. Dans chaque cas, au lieu d'avoir des paires d'amortisseurs couplés 8,9, un sur chaque face de la raquette, on peut n'avoir qu'un amortisseur sur une seule face, par exemple l'amortisseur 8 uniquement et pas l'amortisseur 9. La symétrie par rapport à l'axe y'y n'est que préférentielle. Cette raquette peut donc comporter, à titre d'exemples préférentiels: - au moins un élément amortisseur 8 et/ou 9 fixé sur le pont 4 de la raquette 1, - deux éléments amortisseurs 8 et 9 couplés et fixés de part et d'autre du pont 4, - au moins un élément amortisseur 18 et/ou 19 et/ou 20 fixé sur le panier 3, - au moins un élément amortisseur 18 fixé en tête du panier 3, - deux éléments amortisseurs 18 couplés et fixés en tête du panier 3 de part et d'autre du plan 2 de celui-ci, - au moins deux éléments amortisseurs 19,20 couplés et fixés sur le panier 3 de part et d'autre de l'axe longitudinal y'y de la raquette, - quatre amortisseurs 19,20 couplés et fixés sur le panier 3 de part et d'autre de son plan 2 ainsi que de son axe longitudinal y'y, - au moins un élément amortisseur 14 et/ou 15 et/ou 16 et/ou 17 fixé à l'intérieur ou à l'extérieur d'une branche 6 et/ou 7 de la raquette, - deux éléments amortisseurs 16 et 17 couplés et fixés à l'inté- rieur des deux branches 6,7, - deux éléments amortisseurs 14 et 15 couplés et fixés à l'exté- rieur des deux branches 6,7, - quatre éléments amortisseurs 14 à 17 couplés et fixés à l'intérieur et à l'extérieur des deux branches 6,7, ou une autre combinaison en positions et dimensions de ces éléments amortisseurs. Il a été décrit une raquette i à pont inversé 4, mais cette raquette peut être de tout autre sorte, par exemple à pont perpendiculaire à l'axe y'y, à pont de courbure inverse de celle de la tête du panier, à pont présentant deux courbures opposées et de sens contraire, etc... REVENDICATIONS 1. Raquette de jeu de balle, plus particulièrement destinée au jeu de tennis, du type comportant au moins un élément amortisseur de vibra- tions rapporté sur la structure de la raquette, caractérisée en ce que cet élément amortisseur de vibrations (8,9,14 à 17,18 à 20) est constitué d'une part d'une plaquette en matériau visco-élastique dont le coefficient d'amor- tissement t est d'au moins 0,5 dans une plage de fonctionnement s'éta- lant en température de 10 à 30 C et en fréquence de 0 à 1000 Hz, et d'autre part d'une plaque de contrainte (11) dont le module est très élevé par rapport à celui du matériau visco-élastique, la plaque (10) en matériau visco-élastique étant collée entre la raquette (1) et la plaque de contrainte (11), et en ce que cet élément amortisseur est positionné localement sur la raquette, sur une surface relativement réduite et dans une ou des zones déterminées de celle-ci. 2. Raquette selon la- revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur de la plaque (10) en matériau visco-élastique se situe entre 0,5 et 1,2 mm, en ce que le coefficient d'amortissement /3 du matériau viscoélastique est compris entre 0,8 et 1,2, et en ce que l'épaisseur de la plaque de contrainte est comprise entre 0,5 et 1,2 mm. 3. Raquette selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'épaisseur de la plaque (10) en matériau visco-élastique est de l'ordre de 0,8 mmm, et en ce que son coefficient d'amortissement / est de l'ordre de 1,2. 4. Raquette selon la revendication 3, caractérisée en ce que la plaque de contrainte (11) est en Zicral et a une épaisseur de l'ordre de 0,6 mm. 5. Raquette selon l'une des revendications I à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un élément amortisseur (8 et/ou 9) fixé sur le pont (4) de la raquette (1). 6. Raquette selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte deux éléments amortisseurs (8 et 9) couplés et fixés de part et d'autre du pont (4). 7. Raquette selon l'une des revendications I à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un élément amortisseur (18 et/ou 19 et/ou 20) fixé sur le panier (3). 8. Raquette selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un élément amortisseur (18) fixé en tête du panier (3). 9. Raquette selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte deux éléments amortisseurs (18) couplés et fixés en tête du panier (3) de part et d'autre du plan (2) de celui-ci. 10. Raquette selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux éléments amortisseurs (19,20) couplés et fixés sur le panier (3) de part et d'autre de l'axe longitudinal (y'y) de la raquette. Il. Raquette selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comporte quatre amortisseurs (19,20) couplés et fixés sur le panier (3) de part et d'autre de son plan (2) ainsi que de son axe longitudinal (y'y). 12. Raquette selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un élément amortisseur (14 et/ou 15 et/ou 16 et/ou 17) fixé à l'intérieur ou à l'extérieur d'une branche (6 et/ou 7) de la raquette. 13. Raquette selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comporte deux éléments amortisseurs (16 et 17) couplés et fixés à l'inté- rieur des deux branches (6,7). 14. Raquette selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comporte deux éléments amortisseurs (14 et 15) couplés et fixés à l'exté- rieur des deux branches (6,7). 15. Raquette selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comporte quatre éléments amortisseurs (14 à 17) couplés et fixés à l'intérieur et à l'extérieur des deux branches (6,7).