CA1277687C - Raquette de tennis en materiau stratifie - Google Patents

Raquette de tennis en materiau stratifie

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Abstract

Cadre pour raquette de tennis ou autre jeu en matériau du type formé par enroulement de nappes ou de tissus de fibres imprégnées de résine synthétique autour d'un mandrin en matériau alvéolaire ou autour d'une chambre à air légèrement gonflée. Le cadre est constitué, pour au moins deux de ses zones, manche et panier, par des éléments qui se font suite d'une zone à l'autre, mais sont différenciés par la nature du mandrin, et par la nature des fibres des nappes textiles enveloppant ce mandrin, le raccordement des deux zones du cadre étant fait par chevauchement local des enveloppes des mandrins, et les zones d'arrêt des branches dans le manche étant décalées axialement.

Description

~ ~:7t761~7 L'invention concerne le domaine des raquettes utilisées pour la pratique de sports nécessitant la frappe d'un objet, notamment d~une balle. Elle vise donc particulièrement les raquettes de tennis, squash, badminton, etc...Parmi ces raquettes, nombreuses sont celles dont le cadre et le manche sont constitués en 5matériaux composites avec stratification de fibres et de résine synthétique.
La plupart de ces raquettes en matériaux composites (notammen-t fibres de verres, fibres de carbone) sont réalisées par enroulement de tissus ou de nappes de ces fibres préimprégnées de résine autour d'un mandrin constitué en unmatériau alvéolaire (mousse synthétique ou autres) ou autour d'une chambre à air10légèrement gonflée. Les nappes de matériaux préimprégnés s'étendent sur toute la longueur du mandrin et, par voie de conséquence, sur toute la longueur du cadre (manche, branches, panier et éventuellement ~?ont) de la raquette. Des pièces réalisées en matériaux préimprégnés sont éventuellement adjointes pour réaliser des renforcements locaux.
15Selon un autre mode de réalisation des raquettes en matériaux compo-sites statifiés, des tresses de fibres sont disposées autour d'un mandrin flexible, gonflable ou déformable à la chaleur, et cette armature fibreuse est imprégnée par injection de résine sous pression Dans ce cas également, les tresses de fibres s'étendent sur la totalité de la longueur du cadre et les seules discontinuités de 20structure sont constituées par d'éventuels renforts locaux.
Ces deux procédés conduisent à utiliser des matériaux coûteux tels que fibre de carbone dans des zones du cadre de la raquette, où ils ne sont pas nécessaires pour la résistance et le fonc~ionnement de cette raquette. D'autre part, I'orientation des fibres est uniforme sur toute la longueur du cadre, alors 25que leur orientation devrait être adaptée à la direction des contraintes, lesquelles sont évidemment différentes d'une partie à l'autre du cadre.
De plus, dans le cas des raquettes à mandrin flexible, imprégnées par injection de résine sous pression, le mandrin se comprime sous l'effet de la pression de la résine, et cette compression, sous l'effet des pertes de charges, va 30en augmentant en direction du point d'injection. Il en résulte un excès de résine allant décroissant du point d'injection à l'évent de sortie. Cet excès de résine, inutile pour la résistance de la raquette, est pénalisant pour son poids.
L'invention remédie à ces inconvénients. Elle a pour objet une raquette de tennis ou autre jeu en matériau stratiEié, du type formé par I ,'`, j ~ 7~8t7 enroulement de nappes ou de tissus de fibres imprégnées de résine synthétique autour d'un mandrin en matériau alvéolaire ou autour d'une chambre à air légèrement gon-flée, caractérise en ce qu'il est constitué, pour au moins deux de ses zones, manche et armature principale, par des éléments qui se font suite d'une zone à l'autre, mais sont différenciés à la fois par la nature du mandrin et par la nature des fibres des nappes textiles enveloppant ce mandrin, le raccordement des deux zones du cadre étant ait par chevauchement local des enveloppes des mandrins, et en ce que dans la zone du manche, les arrêts des deux branches et du mandrin du manche sont décalés axialement l'un par rapport à l'autre.
L'armature principale comporte le panier et les deux branches.
De préférence, les arrets, dans la zone du man-che, des nappes textiles enveloppant les mandrins des deux branches, sont eux aussi décalés axialement l'un par rapport à l'autre.
Le cadre comporte de préférence, quatre zones d'agencement différent, à savoir: le panier, les deux branches, le pont et le manche. Il peut également compor-ter trois zones d'agencement différent, à savoir: le panier et les deux branches, le pont et le manche, ou deux zones d'agencement différent, à savoir: le panier et les deux branches d'une part, et le manche d'autre part.
Un précollage éventuel bout à bout des éléments de mandrin peut f~aciliter le montage et renforcer la liai-son des éléments du cadre.
Cet agencement peut, conformément à l'invention, être adopté non seulement pour un cadre de raquette formé
par deux seuls élements: un panier et un manche, mais aussi pour tout cadre, quel que soit son type. C'es-t ainsi que sont réalisables:
- 2 -.~. ~ .

~.~77687 - des cadres de raquettes dont le manche est raccordé au panier par une ou deux branches, les branches pouvant avoir la même constitution que le panier et être différentes du manche, ou les branches pouvant avoir une constitution différente non seulement du manche, mais aussi du panier;
- et des cadres de ~raquettes comportant un panier, une ou deux branches, un pont et un manche qui diffèrent tous par leur agencement.
Dans tous les cas, un cadre de raquette con~
forme ~ l'invention est réalisé avec un coût moindre de matière et un rappor-t résistance/poids amélioré grâce au choix judicieux de la nature et de l'orientation des fibres en fonction des contraintes mécaniques propres à chaque région du cadre.
En outre, dans le cas des cadres fabriqués à
base de tresses sur mandrin flexible et dont la résine est injectée sous pression, la sélection de la nature du matériau constituant le mandrin, notamment en utilisant un matériau peu compressible dans la région proche du point d'injection, permet d'uniformiser le taux d'impré-gnation par la résine au niveau strictemen-t nécessaire pour la qualité mécanique du matériau stratifié.
L'invention sera bien comprise, et ses avanta-ges et autres caractéristiques ressortiront, au c~urs~
~5 de la description qui suit, en référence aux dessins sché-matiques annexés représentant, à titre d'exemp~es non limitatifs, deux ~L~776~

formes d'exécution de ce cadre de raquette, dans le cas d'une raquette de tennis:
Figure 1 est une vue partielle, en coupe horizontale longitudinale, de la première forme d'exécution, Figures 2,3,4 et 5 en sont, à plus grande échelle, des vues en coupe transversale suivant II-II, 111-111, IV-IV et V-V de figure 1, Figure 6 est une vue partielle, en coupe horizontale longitudinale, de la seconde forme d'exécution, Figures 7 et 8 sont des vues en coupe transversale suivant VII-VII e t VIII-VIII de figure 6.
Comme cela est connu en soi, ce cadre de raquette est constitué par un panier I, deux branches 2, un pont 3 et un manche 4. L'ensemble 1,2 forme l'armature principale du cadre.
Conformément à l'invention:
- le panier 1 est formé par enroulement de nappes de fibres de carbone 5 autour d'un mandrin 6 en mousse de polyéthylène, les fibres de carbone 5 ayant, par rapport à l'axe du mandrin, une orientation ~;
- chacune des deux branches 2 est formée par enroulement de nappes de fibres de verre et de carbone 7 autour d'un mandrin 8 en mousse de polyuréthane semi-rigide, les fibres de l'enroulement 7 formant un angle 1~ par rapport à l'axe longitudinal de la branche;
- le pont 3 est aussi formé par enroulement de nappes de fibres de verre et de carbone 9 autour d'un mandrin 10; mais ici, le mandrin est constituéen mousse de polyuréthane rigide, et les fibres de l'enroulement forment, par rapport à l'axe longitudinal du pont, un angle ~ pouvant être différents des angles ~ et ~ précédents;
- les zones d'arrêt 17,18 des mandrins 8 des deux branches 2 dans le mandrin 12 du manche 4, sont décalées l'une par rapport à l'autre selon l'axe longitudinal de la raquette, ce qui évite d'avoir une zone de rupture brutale etgarantit par suite une résistance suffisante du manche à la cassure;
- les zones d'arrêt 19,20, dans .le manche 4, des nappes textiles 7 qui enveloppent les mandrins 8 de ces deux branches 2, sont elles aussi décalées axialement l'une par rapport à l'autre;

1~7~

- le manche 4 est formé par enroulement de nappes de fibres de verre 11 autour d'un mandrin 12 en mousse acrylique, la direction des fibres formant par rapport à l'axe du mandrin un angle ~;
- par ailleurs, pour chacune de ces zones, les fibres de chaque nappe peuvent former par rapport à l'axe du mandrin des angles différents (exem-ple: ~1 = ' ~<2 = 45) suivant les différentes contraintes appliquées à cha-cune de ces zones.
Il est clair que la nature et l'agencement des quatre parties consti-tutives du cadre de la raquette varient de l'une à l'autre. Il est ainsi possible de donner à chaque ~one du cadre des caractéristiques tenant compte des con-traintes de cette zone. Cela permet, en outre, d'abaisser à la fois le poids et le prix du cadre par suppression de la résine inutile. Cela permet, de plus, dans le cas des cadres nécessitant une injection de résine, d'obtenir une bonne répartition de la résine dans toutes les zones du cadre.
Dans tous les cas, la liaison entre les diverses zones du cadre est efficace. Elle est, en effet, réalisée par chevauchement local des enroulements de fibres d'une zone du cadre sur l'autre; il en est ainsi en 13 pour le raccordement du panier 1 avec les branches 2, en 14 pour le raccordement du pont 3 avec le panier 1 et les branches 2, et en 15 pour le raccordement du manche 4 avec les branches 2. Cette liaison par chevauchement et par l'impré-gnation consécutive de résine peut, d'ailleurs, être complétée par un collage, bout à bout, des mandrins des diverses parties du cadre.
Les figures 6 à 8 montrent une variante de réalisation du cadre de raquette des figures I à 5. Pour ce cadre de raquette:
- le pont 3 est par exemple identique à celui de la raquette précédente, et est donc formé par habillage du mandrin 10, lui-même en mousse rigide, par deux tresses 9 en fibres de verre et de carbone; ces tresses sont coupées un peuplus longues que l'armature 10, de sorte que leurs fibres d'extrémité viennent se répartir sur les branches 2 et le panier 1, et sont solidarisées par la résine - I'armature principale du cadre, constituée des deux branches 2 et du panier 1, possède un mandrin unique et continu 8, en mousse souple telle qu'une mousse de polyéthylène; ce mandrin forme un noyau souple sur lequel sont tressées successivement trois épaisseurs de fibres: une épaisseur centrale 21 à
haut pourcentage de fibres de carbone (par exemple 70 % de fibres de carbone ~ ..

1~77G~37 pour 30 % de fibres de verre), prise en sandwich entre deux fines tresses 22,23 de fibres de verre; comme précédemment, les zones d'arrêt 17,18 et 19,20 des extrémités du mandrin 8 et de son habillage 7 constitué par les trois nappes textiles 21,22,23, dans le manche 4 sont décalées axialement l'une par rapport àI'autre pour éviter de créer une zone de concentration de contrainte et donc de rupture privilégiée;
- le mandrin 12 du manche 4 est toujours constitué d'une mousse rigide, telle qu'une mousse acrylique, et son habillage 11 est constitué de deux grossestresses 24,25, en fibre de verre, ces tresses grossières étant beaucoup moins onéreuses que celles constituant l'habillage 7 des branches 2 et du panier 1; sur les figures 7 et 8, les dimensions relatives en épaisseurs ne sont pas respectées pour ne pas nuire à la clarté du dessin, mais en réalité les tresses 24 et 25 sont nettement plus épaisses que les tresses 22 et 23.
Comme précédemment, la liaison entre le manche 4 et les branches 2 est assurée par chevauchement, sur quelques centimètres, des tresses 7 par les tresses 11. Cette liaison par chevauchement des nappes textiles 7 et 11 et par imprégnation de résine est avantageusement complétée par collage, bout à bout, des mandrins 8 et 12.
Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas aux deux formes d'exécution de ce cadre de raquette qui ont été ci-dessus indiquées à titre d'exemples: elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation.On peut par exemple ajouter des morceaux de tresse supplémentaires en -tete du panier et à la base du pont pour renforcer localement la raquette dans les zonesles plus sollicitées.

Claims (8)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Cadre pour raquette de tennis ou autre jeu en matériau stratifié, du type formé par enroulement de nappes ou de tissus de fibres imprégnées de résinesynthétique autour d'un mandrin en matériau alvéolaire ou autour d'une chambre àair légèrement gonflée, caractérisé en ce qu'il est constitué, pour au moins deux de ses zones, manche et armature principale, par des éléments qui se font suite d'une zone à l'autre, mais sont différenciés à la fois par la nature du mandrin et par la nature des fibres des nappes textiles enveloppant ce mandrin, le raccor-dement des deux zones du cadre étant fait par chevauchement local des enveloppesdes mandrins, et en ce que dans la zone du manche, les arrêts des deux branches et du mandrin du manche sont décalés axialement l'un par rapport à l'autre.
2. Cadre pour raquette de tennis selon la revendication 1, caractérisé en ce que les arrêts, dans la zone du manche, des nappes textiles enveloppant les mandrins des deux branches, sont eux-aussi décalés axialement l'un par rapport àl'autre.
3. Cadre pour raquette de tennis selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte quatre zones d'agencement différent, à savoir: le panier, les deux branches, le pont et le manche.
4. Cadre pour raquette de tennis selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte trois zones d'agencement différent, à savoir: le panier et lesdeux branches, le pont et le manche.
5. Cadre pour raquette de tennis selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux zones d'agencement différent, à savoir: le panier et les deux branches d'une part, et le manche d'autre part.
6. Cadre pour raquette de tennis selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mandrin du panier est en mousse de polyéthylène, le mandrin des deux branches est en mousse de polyuréthane semi-rigide, le mandrin du pont est en mousse de polyuréthane rigide, et le mandrin du manche est en mousse acrylique, et en ce que les fibres d'enroulement du panier sont en carbone et ont une direction .alpha., les fibres d'enroulement des deux branches sont en verre e t en carbone et font un angle .beta. avec l'axe longitudinal de ces branches, les fibres d'enroulement du pont sont en verre et en carbone et font un angle ? différent du précédent avec l'axe longitudinal de ce pont, et les fibres d'enroulement du manche sont en verre et font un angle .delta. avec l'axe longitudinal du manche.
7. Cadre pour raquette de tennis selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le mandrin de l'armature principale comportant le panier et les deux branches est en une mousse souple, formant un noyau souple sur lequel sont successivement tressées trois épaisseurs de fibres, dont une épaisseur centrale à majorité de fibres de carbone comprise entre deux fines épaisseurs substantiellement de fibres de verre, en ce que le mandrin du manche est en mousse rigide et est à son tour habillé
de deux grosses tresses substantiellement en fibres de verre qui viennent chevaucher localement les extrémités des trois épaisseurs de fibres de l'armature principale.
8. Cadre pour raquette de tennis selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le mandrin de l'armature principale comportant le panier et les deux branches est en une mousse de polyéthylene, formant un noyau souple sur lequel sont successivement tressées trois épaisseurs de fibres, dont une épaisseur centrale à majo-rité de fibres de carbone comprise entre deux fines épais-seurs substantiellement de fibres de verre, en ce que le mandrin du manche est en mousse acrylique et est à
son tour habillé de deux grosses tresses substantiellement en fibres de verre qui viennent chevaucher localement les extrémités des trois épaisseurs de fibres de l'arma-ture principale.
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