Brevet FR2701851A1 — publié le 19940902

Description L'invention concerne un matelas de gymnastique composé de plusieurs couches, adapté notamment à la gymnastique au sol ou aux agrès, etc. Dans le cas de nombreux exercices sportifs, notamment dans le cas de ceux au cours desquels le sportif doit exécuter des sauts ou o il peut arriver que le sportif tombe ou doive se laisser tomber, on utilise pour recouvrir le sol des matelas dits de gymnastique et de sport En gymnastique, cela est habituel et indispensable, par ex. pour les exercices aux agrès, au sol etc. Les principales propriétés de ces matelas qui nous intéressent sont l'intensité de la force de réaction F Omax, la profondeur d'empreinte Sein et la hauteur de rebondissement Sr ck qui constituent une mesure pour l'amortissement et donc pour l'annihilation d'énergie On sait que ces propriétés s'inscrivent dans un certain rapport les unes par rapport aux autres Elles sont importantes pour le sportif et pour sa santé, et dans une certaine mesure, elles influent également sur ses performances physiques. Ainsi, il faudrait que S ein ne soit pas trop élevée, car sinon la personne qui se réceptionne sur le matelas le percerait ou risquerait de le percer En revanche, il faudrait tenir compte du fait que, pour certains types de sports, une Sr ck élevée serait avantageuse pour l'athlète, alors que F Omax et donc la force qui agit sur les athlètes ne devrait pas être trop élevée Par conséquent, il est souhaitable notamment pour la gymnastique au sol et aux agrès d'avoir une force de réaction la plus faible possible et une hauteur de rebondissement la plus haute possible, une profondeur d'empreinte pas trop importante et un amortissement le plus faible possible, ce qui correspond une nouvelle fois à une hauteur de rebondissement élevée. En dépit des nombreux efforts pour les améliorer, les matelas connus du type de ceux dont il est ici question ne répondent pas à toutes les attentes en ce qui concerne la force de réaction et la profondeur d'empreinte ou une combinaison avantageuse des propriétés mentionnées cidessus À ce propos, il convient de citer le matelas dit de réception selon le document DE-OS 3320346, qui possède une couche centrale composée de plusieurs mousses élastiques plaquées les unes contre les autres et présentant différentes épaisseurs ainsi que différents comportements d'amortissement, sachant que pour les couches extérieures à alvéoles fermées, il est recommandé d'utiliser une mousse polyoléfinique et pour la couche intermédiaire à alvéoles ouvertes, une mousse de polychlorure de vinyle mou Étant donné que, lors de l'élaboration de ce matelas, on s'est avant tout concentré en ce qui concerne l'application préférentielle sur le fait de créer une disposition dont le poids soit le plus faible possible et qui présente un amortissement élevé et une hauteur de rebondissement la plus faible possible, il semble évident que les améliorations portant sur la force de réaction et sur la profondeur d'empreinte que lon a souhaité apporter pour le domaine d'application qui prévaut dans le cas présent ne peuvent pas être obtenues. Il convient d'apprécier à peu près de la même manière le matelas de judo selon le document DE-OS 2649789 et le matelas de réception selon le document DE-OS 2540036, qui sont également essentiellement conçus pour d'autres domaines d'application et pour lesquels on met en avant d'autres qualités De plus, la construction de certains d'entre eux est très coûteuse en raison des éléments accessoires nécessaires. Étant donné que, dans certains cas, les composants sont moins élastiques, il est souvent impossible de les enrouler de la façon la plus serrée possible, comme cela est, par ex, souhaitable pour le stockage ou le transport. Par conséquent, le but de la présente invention consiste à créer un matelas du type de celui évoqué dans le présent document, qui soit avant tout destiné à la gymnastique au sol ou aux agrès, dont la hauteur de rebondissement soit élevée tout en étant de réalisation peu coûteuse, dont les données concernant la profondeur d'empreinte ne soient pas trop élevées, de manière à obtenir un mélange optimal d'amortissement et d'élasticité De plus, le matelas doit pouvoir être enroulé de façon serrée. Pour atteindre le but mentionné ci-dessus, l'invention prévoit dans le cas du nouveau matelas de gymnastique composé de plusieurs couches de mousse de matière plastique dont les matériaux présentent différentes propriétés, que le matelas comporte sous une couche de recouvrement, par exemple sous la forme d'un tapis ou analogue, une couche supérieure en polyéthylène moussé et réticulé dont l'allongement à la rupture dans la direction longitudinale soit de 250-320 N/mm 2, de préférence de 280 N/mm 2, et dans la direction transversale de 270-330 N/mm 2, de préférence de 300 N/mm 2, ce qui engendre des parois cellulaires particulièrement élastiques et une élasticité de rebondissement extrêmement élevée, et sous cette dernière, une couche dépaisseur quasi identique en polyéthylène moussé plus rigide présentant un allongement à la rupture dans la direction longitudinale d'environ 70- 80 N/mm 2, ainsi qu'un allongement à la rupture dans la direction transversale d'environ 85-90 N/mm 2 et donc des parois cellulaires plus dures, une élasticité de rebondissement et une profondeur d'empreinte moindres, sachant que les deux couches sont composées du matériau connu sous le nom commercial de 'Trocellen". Une couche inférieure en polyéthylène moussé et éventuellement réticulé présentant également une élasticité de rebondissement extrêmement élevée peut être opportunément prévue sous la couche en polyéthylène moussé plus rigide et peut être étroitement liée à la couche située directement au-dessus de celle-ci, par exemple par liage dit à la flamme ou éventuellement aussi par collage La couche supérieure se distingue par une élasticité de rebondissement élevée, ce qui constitue un avantage particulier pour les gymnastes La couche située en dessous de celle-ci est plus rigide et limite donc quelque peu la profondeur d'empreinte, de sorte que les déplacements élastiques ne sont pas trop importants Elle constitue en même temps une protection pour éviter de transpercer le matelas De plus, la couche citée précédemment a une action stabilisante, dans la mesure o elle agit pour ainsi dire de façon 'élastique en surface", qui présente l'avantage d'éviter que des sauteurs ne subissent des dommages corporels ou ne se blessent lorsque leurs jambes effectuent en plus une certaine torsion en touchant le matelas, car cette deuxième couche limite en tant que "couche de stabilisation" la pénétration plus ou moins ponctuelle des extrémités du sauteur dans la couche inférieure tendre En plus de tout cela, le nouveau matelas peut être enroulé de façon serrée Le stockage et le transport en sont facilités, ce qui est tout à fait avantageux pour la pratique actuelle du sport Lorsqu'il fait froid, la nouvelle bande est plus facile à poser que les matelas connus qui sont plus rigides et dont les extrémités ne reposent pas aussi bien et aussi à plat sur le sol. L'épaisseur totale du matelas selon l'invention s'élève opportunément à environ 35-40 mm, sachant que chacune des deux couches extérieures peut présenter une épaisseur d'environ 12 mm Les couches peuvent chacune être réalisées avec des pores identiques ou approximativement identiques également dans le but d'améliorer le comportement du matelas, sachant qu'au moins la couche supérieure présente une pellicule extérieure. Rien que pour des raisons esthétiques, il est recommandé de réaliser les couches de différentes couleurs, sachant que la couche en polyéthylène moussé plus rigide qui présente une élasticité de rebondissement inférieure peut être opportunément de couleur claire par rapport aux autres couches et, de préférence, blanche. Un exemple de réalisation de l'objet de l'invention est représenté sur le dessin Les figures montrent: Figure 1 une représentation en perspective d'un matelas de gymnastique selon linvention vu de devant et Figure 2 une représentation partielle et vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 de la disposition selon la figure 1. Le matelas de gymnastique 1 selon la figure 1 ou 2 est composé de plusieurs couches, à savoir d'une couche supérieure 2 en polyéthylène moussé et réticulé, une couche 3 sensiblement moins épaisse en polyéthylène moussé plus rigide située sous la précédente, et enfin une couche inférieure 4 en polyéthylène moussé La couche supérieure 2 est réalisée de telle manière qu'elle possède une élasticité de rebondissement extrêmement élevée et que son comportement dans ce domaine correspond approximativement à celui du caoutchouc spongieux À cet effet, le matelas est fabriqué en polyéthylène dont le coefficient d'allongement à la rupture dans la direction longitudinale est de 250- 320 N/mm 2, de préférence de 280 N/mm 2, et dans la direction transversale de 270-330 N/mm 2, de préférence de 300 N/mm 2, alors que la couche 3 en polyéthylène moussé plus rigide qui est située en dessous de celle-ci et qui a une épaisseur analogue possède une élasticité de rebondissement moindre ainsi qu'une profondeur d'empreinte Sein inférieure, sachant qu'elle présente un coefficient d'allongement à la rupture dans la direction longitudinale d'environ 70-80 N/mm 2 et dans la direction transversale d'environ 85-90 N/mm 2 Elle possède des parois cellulaires plus dures, une élasticité de rebondissement inférieure et une profondeur d'empreinte moindre Pour cette(ces) couche(s), il est possible de choisir un matériau qui est, par ex, disponible dans le commerce sous le nom de "Trocellen". En outre, il convient d'évoquer que la couche supérieure 2 présente une résistance à la traction dans la direction longitudinale d'environ 0,23 N/mm 2 et dans la direction transversale d'environ 0,17 N/mm 2, alors que pour la couche 3 située en dessous de celle-ci, les valeurs correspondantes dans la direction longitudinale s'élèvent à environ 0,18 N/mm 2 et dans la direction transversale à environ 0,16 N/mm 2 En ce qui concerne la tension de compression en cas de déformation, on a établi les valeurs suivantes: dans le cas de la couche supérieure 2 pour une déformation de 10 %, environ 9 k Pa, pour une déformation de 25 % environ 20 k Pa, pour une déformation de 53 % environ 65 k Pa, alors que dans le cas de la couche 3 située en dessous de cette dernière, les valeurs correspondantes sont pour une déformation de 10 % d'environ 20 k Pa, pour une déformation de 25 % d'environ 35 k Pa, pour une déformation de 50 % d'environ k Pa À ce propos, on part des définitions suivantes: "l'allongement à la rupture" est le quotient de la variation de la longueur au moment de la rupture et de la longueur originale de l'échantillon LW, et la "tension de compression en cas de déformation" est le quotient de la force établie lors de chaque déformation et de la section transversale d'origine. Les deux couches 2 et 3 évoquées ci-dessus sont étroitement liées, par ex par liage à la flamme Ce type de liaison est particulièrement avantageux, mais parfois il est également possible, si les circonstances le permettent, de relier les couches 2 et 3 entre elles par collage Mais cette dernière liaison n'est pas tellement avantageuse pour les objectifs en question. La troisième couche, dans le cas de l'exemple de réalisation représenté sur le dessin, la couche inférieure 4, est également composée de polyéthylène moussé et éventuellement réticulé et possède, tout comme la couche supérieure 2, une élasticité de rebondissement extrêmement élevée Elle est également étroitement liée à la couche qui se trouve directement au-dessus d'elle, par exemple par liage dit à la flamme Dans ce cas également, il est possible de prévoir éventuellement une liaison par collage, si nécessaire. Le matelas ainsi fabriqué présente une force de réaction maximale, ce qui esfavantageux pour les gymnastes qui se réceptionnent sur ce matelas La couche plus rigide 3 située en dessous, qui contribue également à réduire la profondeur d'empreinte bien que ce phénomène ne soit pas trop marqué, sert à réduire l'amortissement De plus, cette couche 3 contribue à limiter les déplacements élastiques, et en même temps, elle constitue également une sécurité pour éviter de transpercer le matelas Étant donné que cette couche du milieu a un effet stabilisant, les sauteurs qui, en se réceptionnant, effectuent simultanément une torsion ne sont pas aussi fortement exposés aux blessures, comme cela peut être le cas avec des matelas traditionnels, car cette couche provoque désormais une certaine "élasticité en surface" et peut empêcher les parties du corps du sauteur de pénétrer de façon ponctuelle dans le matelas lorsque celui-ci se réceptionne sur ce dernier Bien entendu, on peut se passer de la troisième couche 4 située en dessous de la précédente lorsque les circonstances le permettent et éventuellement aussi pour des raisons d'économies. Il est opportun de réaliser le matelas avec une épaisseur de 35-40 mm, comme cela est habituel par ailleurs, sachant que pour un matelas 1 d'une épaisseur totale de 35-40 mm, les deux couches extérieures 2, 4 peuvent chacune présenter une épaisseur d'environ 12 mm Il convient d'ajouter que les couches 2, 3, 4 sont chacune réalisées avec des pores identiques ou approximativement identiques La couche supérieure 2 possède d'une manière connue une pellicule extérieure qui est formée dès la fabrication des couches. Comme évoqué précédemment, le nouveau matelas se distingue également par le fait qu'il peut facilement être enroulé de façon serrée. Pour obtenir avant tout un aspect extérieur agréable, il est possible de réaliser les couches 2, 3, 4 de différentes couleurs, sachant que la couche 3 composée de polyéthylène moussé plus rigide qui présente une élasticité de rebondissement inférieure est opportunément de couleur claire par rapport aux autres couches 2, 4 et, de préférence, blanche. Par ailleurs, la couche supérieure 2 ou les couches supérieures sont recouvertes d'un tapis 8 réalisé à la manière d'un non-tissé qui est relié aux plaques de mousse situées en dessous, par ex, au moyen de colle ou également par liage à la flamme. Des essais ont montré que, par rapport aux matelas utilisés habituellement à des fins similaires, la hauteur de rebondissement Sr ck des matelas fabriqués selon la proposition de la demande de brevet est supérieure d'environ 20 % ou plus, alors que Sein et F Omax sont approximativement identiques; par conséquent, on obtient un mélange optimal des propriétés. Revendications 1 Matelas de gymnastique adapté à la gymnastique au sol, qui se compose de plusieurs couches en matière plastique moussée présentant différentes propriétés, caractérisé en ce qu'il présente sous une couche de recouvrement, par ex. sous la forme d'un tapis ou analogue, une couche supérieure ( 2) en polyéthylène moussé et réticulé dont l'allongement à la rupture dans la direction longitudinale s'élève à 250 - 320 N/mm 2, de préférence à 280 N/mm 2, et dans la direction transversale à 270 - 330 N Jmm 2, de préférence à 300 N/mm 2, ce qui fait que les parois cellulaires sont particulièrement élastiques et l'élasticité de rebondissement est extrêmement élevée, et sous cette couche supérieure se trouve une couche ( 3) d'épaisseur approximativement identique en polyéthylène moussé plus rigide présentant un allongement à la rupture dans la direction longitudinale d'environ 70 80 N/mm 2 et un allongement à la rupture dans la direction transversale d'environ 85 90 N/mm 2 et donc des parois cellulaires plus rigides, une élasticité de rebondissement inférieure et une profondeur d'empreinte moindre, sachant que les deux couches sont opportunément composées du matériau connu sous le nom commercial de "Trocellen". 2 Matelas de gymnastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche supérieure ( 2) est composée d'un matériau ayant une tension de compression qui, pour une déformation de 10 % s'élève environ à 8-10 k Pa, pour une déformation de % à environ 18-22 k Pa et pour une déformation de 50 % à environ 60-70 k Pa, alors que les valeurs correspondantes de la couche située en dessous de celle-ci sont d'environ 18-22 k Pa pour une déformation de 10 %, d'environ 30-40 k Pa pour une déformation de 25 % et d'environ 80-100 k Pa pour une déformation de 50 %. 3 Matelas de gymnastique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte tout en bas une couche inférieure ( 4) en polyéthylène moussé et, le cas échéant, réticulé présentant également une élasticité de rebondissement extrêmement élevée, connu, par exemple sous le nom commercial "Trocellen", qui présente des valeurs concernant l'allongement à la rupture et la tension de compression correspondant approximativement aux valeurs de la couche supérieure ( 2). 4 Matelas de gymnastique selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les différentes couches sont chaque fois étroitement reliées à la couche qui se trouve directement au-dessus, par exemple par liage à la flamme ou éventuellement aussi par collage. 5 Matelas de gymnastique selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la somme des épaisseurs des deux couches extérieures ( 2, 4) présentant une élasticité de rebondissement extrêmement élevée se situe dans un rapport d'environ 2: 1 par rapport à l'épaisseur de la couche du milieu ( 3). 6 Matelas de gymnastique selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour une épaisseur totale du matelas ( 1) comprise entre 35 et 40 mm environ, les deux couches extérieures ( 2, 4) présentent chacune une épaisseur d'environ 10-12 mm. 7 Matelas de gymnastique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les couches ( 2, 3, 4) sont chacune réalisées avec des pores identiques ou approximativement identiques et en ce qu'au moins la couche supérieure ( 2) possède une pellicule extérieure. 8 Matelas de gymnastique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les couches ( 2, 3, 4) sont de différentes couleurs, sachant que la couche ( 3) est composée de polyéthylène moussé plus rigide présentant une élasticité de rebondissement moindre et présente une couleur claire par rapport à celle des autres couches ( 2, 4), de préférence, blanche. 9 Matelas de gymnastique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la couche supérieure ( 2) ou les couches supérieures est (sont) recouverte(s) d'un tapis ( 8) réalisé la manière d'un non-tissé, qui est relié aux plaques de mousse situées en dessous, par exemple au moyen de colle ou par liage à la flamme.