EP0275805A1 - Raquette de tennis - Google Patents
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- A63B60/54—Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like with means for damping vibrations
Definitions
- the present invention relates to a ball game racket, more particularly intended for the game of tennis, this racket being provided with a vibration damping device.
- the playing qualities of a racket are determined by a fairly large number of criteria which can, in general, be classified into two categories: - performance criteria: performance, nervousness, stiffness, etc. - the player's comfort criteria: softness, maneuverability, etc.
- any physical system is subjected to one or more types of damping as long as the energy is dispersed there either by friction, or by other dissipative systems, for example viscoelastic, or hysteresis.
- the own vibrational modes on which it is most important to act are, of course, the modes of higher energy, that is to say those which generate significant deformations of the structure.
- the invention aims, by simple and inexpensive means, to settle selectively the damping of a tennis racket by applying to it, at determined locations, a damping element whose damping coefficient is found to be optimal in the temperature range and operating frequency of the racket. It therefore relates to a ball game racket, more particularly intended for the game of tennis, of the type comprising at least one vibration damping element which is positioned locally on the racket, on a relatively small surface and in one or in specific zones. of it.
- This vibration damping element consists on the one hand of a plate of visco-elastic material whose damping coefficient is at least 0.5 in an operating range ranging in temperature from 10 to 30 ° C.
- the thickness of the plate of visco-elastic material is between 0.5 and 1.2 mm
- the damping coefficient of this visco-elastic material is between 0.8 and 1.2
- the thickness of the stress plate is between 0.5 and 1.2 mm.
- each shock absorber has a Zicral stress plate, 0.6 mm thick, which is bonded to a blade of visco-elastic material 0.8 mm thick, and with a damping coefficient generally called ⁇ , of the order of 1.2, optimal in a temperature range between 10 and 30 ° C and for vibration frequencies between 10 and 1000 Hz.
- This racket can therefore comprise at least one visco-elastic damper, working in shearing, which is placed in the area where the visco-elastic material located between the racket and the Zicral stress plate is the most stressed in shear deformation: it thus absorbs and dissipates a large amount of energy which is not returned to the structure. The effect of the vibration is then modified, reducing the amplitude of movement of the structure.
- the shock absorber (s), possibly combined, are placed on the bridge, on the branches, on the ribs of the branches, or on any other part of the racket located in areas capable of supplying great energy to the material. visco-elastic constituting the lower part of the damping element.
- the shock absorber reduces the amplitude of certain vibration modes, which causes a modification of the player's sensations.
- the damping system is positioned on the outside and / or inside of the arms of the racket, from the front part of the handle. to the root of the bridge. We then feel the racket as being more flexible, with a longer ball contact.
- the shock absorber system By positioning the shock absorber system on the deck or on either side of the deck and / or on the head or on either side of the basket head, symmetrically with respect to both the longitudinal axis of the racket and / or at the plane of the racket, the amplitude of both the second and third modes of vibration in flexion perpendicular to the median plane of the racket is damped, as well as the amplitude of the first mode of vibration coupling the flexion perpendicular to the plane racket median and torsion with respect to the median longitudinal axis of the racket.
- the racket appears both more nervous and with improved performance. For reasons of decoration, these strictly symmetrical shapes can be slightly modified.
- this tennis racket 1 is composed of a handle 12 extended by two branches 6,7 which carry the basket 3, the lower part of which forms the bridge 4.
- the basket 3 itself carries the sieve 5, composed of longitudinal and transverse ropes and forming the striking surface.
- each of these two shock absorbers is formed of a plate 10 of visco-elastic material on which a stress plate 11 is bonded, in Zicral for example.
- Each damper, such as 8, is glued flat to the deck 4 by the face of the plate 10 which is opposite to the stress plate 11.
- the plates 10 and 11 are of the same shape and dimensions and their periphery matches that of the surface of the bridge 4 on which the plate 10 is glued, while being slightly lower thereto.
- the thickness of the plate 10 is 0.8 mm and its damping coefficient ⁇ is 1.2 in the temperature range between 10 and 30 ° C, which is the most frequent use range of the racket.
- the stress plate of Zicral 11 has a thickness of 0.6 mm.
- Each shock absorber, 8 or 9 is completely symmetrical with respect to the longitudinal axis y'y of the racket and can therefore be considered to be composed of a pair of shock absorbers 81, 82 symmetrical with respect to this axis y, y and working in shear and in opposition. In this case there is a pair 8.9 of shock absorbers each placed on either side of the bridge.
- each pair of dampers 81.82 dampens the vibration modes which arise in the plane of the racket, which increases the comfort of the player.
- the invention is obviously not limited to this embodiment. It is possible to provide, in addition to the dampers 8, 9 or instead of these, similar dampers 14, 15, 16, 17 bonded, preferably symmetrically with respect to the axis y, y, on the external lateral faces. , and / or interior, of the two branches 6,7. These shock absorbers 14 to 17 dampen the vibration modes perpendicular to the plane of the racket, which tends to improve its performance.
- shock absorbers 18 attached to the top of the basket 3, and / or shock absorbers 19,20 attached to the basket 3, for example in the middle thereof , on either side of the y'y axis.
- shock absorber 8 instead of having pairs of shock absorbers coupled 8.9, one on each side of the racket, it is possible to have only one shock absorber on one side, for example shock absorber 8 only and not the damper 9.
- the symmetry with respect to the y'y axis is only preferential.
- This racket can therefore include, as preferred examples: - at least one damping element 8 and / or 9 fixed on the deck 4 of the racket 1, - two damping elements 8 and 9 coupled and fixed on either side of the bridge 4, - at least one damping element 18 and / or 19 and / or 20 fixed on the basket 3, at least one damping element 18 fixed at the top of the basket 3, - two damping elements 18 coupled and fixed at the head of the basket 3 on either side of the plane 2 thereof, - at least two damping elements 19,20 coupled and fixed to the basket 3 on either side of the longitudinal axis y'y of the racket, - four shock absorbers 19,20 coupled and fixed to the basket 3 on either side of its plane 2 as well as its longitudinal axis y'y, - at least one damping element 14 and / or 15 and / or 16 and / or 17 fixed inside or outside of a branch 6 and / or 7 of the racket, - two damping elements 16 and 17 coupled and fixed inside the two branches 6,7
- a racket 1 with an inverted bridge 4 has been described, but this racket can be of any other kind, for example with a bridge perpendicular to the axis y'y, with a bridge of curvature opposite to that of the head of the basket, with a bridge having two opposite and opposite curvatures, etc.
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Abstract
Description
- 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 détermines 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 de critère 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 une perturbation 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 système physique est soumis à un ou plusiers 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 comportement 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'om 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 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 1 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 qui 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 amortisseurs, 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 sélectivement 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 dans 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 visco-élastique étant collée entre la raquette et la plaque de contrainte. Avanrageusement, 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 contrainte 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 coefficient d'amortissement nommé généralement β, de l'ordre de 1,2, optimal dans une plage de températures comprise entre 10 et 30°C et pour des fréquences de vibrations entre 10 et 1000 Hz.
- Cette raquette peut donc comporter au moins un amortisseur visco-élastique, travaillant au cisaillement, qui est placé dans la zone où le matériau visco-élastique situé entre la raquette et la plaque de contraînte 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 côtes 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.
- 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 longitudinal médian de la raquette et par rapport à la ligne nodale du premier mode de flexion perpendiculaire au plan de la raquette, on amortit préférentiellement 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 1 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 duex faces du pont 4 qui sont parallèles au plan de la raquette 1, une paire d'amortisseurs visco-élastiques identiques 8,9. Chacun des 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 11.
- Les plaques 10 et 11 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 10 est de 0,8 mm et son coefficient d'amortissement β est de 1,2 dans la plage de températures comprise entre 10 et 30°C, qui est la plage d'utilisation la plus fréquente de la raquette. La plaque de contrainte de Zicral 11 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 étre 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 de 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 extérieures, 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'intérieur des deux branches 6,7,
- deux éléments amortisseurs 14 et 15 couplés et fixés à l'extérieur 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 dimension de ces éléments amortisseurs. - Il a été décrit une raquette 1 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...
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