FR2785547A1 - Composite frame for games racquet has damping insert between upper and lower halves of racquet frame - Google Patents

Abstract

The composite frame for a games racquet is made from upper (1) and lower (2) half frames, each with an undulating joint surface. The joint has an insert sandwich layer of vibration damping material (8) glued by a layer of resin or adhesive (7). The composite fibre web has a reinforcement (9).

Description

RAQUETTE A ARCHITECTURE COMPOSITE ANTI-VIBRATOIRE
La présente invention concerne une raquette à structure composite permettant de maitriser les déformations de sa structure et d'augmenter le renvoi de balle et/ou de mieux amortir les vibrations.RACKET WITH ANTI-VIBRATORY COMPOSITE ARCHITECTURE
The present invention relates to a racket with a composite structure making it possible to control the deformations of its structure and to increase the return of the ball and / or to better absorb vibrations.

II est bien connu que les raquettes actuelles sont réalisées en matériaux composites pour améliorer la rigidité et la résistance du cadre tout en offrant une masse réduite. Toutefois l'architecture des raquettes est peu évoluée. Les seules améliorations notables à ce jour sont des variations de section du cadre. Toutes ces raquettes vibrent exagérément, comportent des déformations structurales intenses affectant l'énergie de renvoi de balle, et offrent une fragilité relative causée par le perçage du cadre pour le passage des cordes, faiblesse souvent compensée en partie par une augmentation de matière qui élève d'autant le poids de la raquette. It is well known that current rackets are made of composite materials to improve the rigidity and resistance of the frame while offering a reduced mass. However, the architecture of snowshoes is little advanced. The only notable improvements to date are variations in the section of the frame. All these rackets vibrate exaggeratedly, contain intense structural deformations affecting the ball return energy, and offer a relative fragility caused by the piercing of the frame for the passage of the strings, a weakness often compensated in part by an increase in material which raises d 'the weight of the racket.

La présente invention permet de remédier à ces inconvénients. The present invention overcomes these drawbacks.

Dans une matérialisation préférentielle, la raquette selon l'invention se compose d'un ensemble constitué de deux demi-cadres, I'un supérieur l'autre inférieur assemblés par leur interface réciproque. L'assemblage des deux demi-cadres est réalisé par un des moyens connu à ce jour tel que colle, vis, soudures, ou autres articulations rigides ou semi-rigides. II comporte les passages de cordes. En effet, la frappe d'une balle dans le tamis de la raquette provoque une flexion suivant son axe longitudinal. L'architecture du cadre selon l'invention repartie sur les parties supérieures et inférieures du cadre les importantes contraintes de compression et de traction qui engendrent des déformations de la section. In a preferred embodiment, the racket according to the invention consists of an assembly consisting of two half-frames, one upper the other lower assembled by their reciprocal interface. The assembly of the two half-frames is achieved by one of the means known to date such as glue, screws, welds, or other rigid or semi-rigid joints. It includes the passage of strings. Indeed, the striking of a ball in the sieve of the racket causes a flexion along its longitudinal axis. The architecture of the frame according to the invention spreads over the upper and lower parts of the frame the large compressive and tensile stresses which generate deformations of the section.

Lors de la frappe, il résulte des contraintes de cisaillement maximales de la matière situées dans la partie médiane du cadre. Elles sont ici dissipées dans le micro glissement induit au niveau de l'interface des deux demi-cadres. Une texture amortissante placée entre les deux demi-cadres au niveau de l'interface, permet d'amortir encore plus les vibrations. Par exemple, une raquette réalisée en fibre de graphite enduite de résine sera très rigide, offrira un excellent renvoi de balle, mais vibrera beaucoup. Pour amortir ces vibrations, la texture amortissante sera alors composée de fibre de verre ou autre matériau moins raide que la fibre de graphite. Ainsi, les contraintes au cisaillement dans l'axe médian du cadre seront réduites tout en conservant, voire en augmentant, la rigidité suvant 1'axe radial du cadre parallèle au tamis. Pour faciliter sa mise en place, la texture est préférentiellement incorporée à un des deux demi-cadres. Un liant a base de colle synthétique, assurant la cohésion des deux sections, peut également avoir une propriété visco-élastique propre à améliorer I'absortion des vibrations en modifiant la raideur ou le comportement vibratoire de la raquette. Pour diminuer le coût de fabrication, ce liant peut aussi tre de mme nature que le liant utilisé pour la fabrication des deux demi-cadres. Une variante prévoit que chaque demi-cadre est constitué d'une tresse tubulaire, dont l'orientation des fibres est différente selon la partie du cadre de la raquette qu'elle compose. Ainsi, par exemple, les parties latérales de chaque demi-cadre sont composées de fibres tressées et orientées à quarante cinq dégrés par rapport à l'axe longitudinal de la raquette afin d'assurer une bonne rigidité tubulaire. Afin de limiter la flexion de la raquette suivant son axe longitudinal, la partie opposée à l'interface a ses fibres disposées unidirectionnellement suivant la direction de I'axe du cadre de la raquette. La partie du cadre située au niveau de l'interface comporte elle des fibres de nature moins raide, afin de limiter les contraintes de cisaillement de matière au voisinage de I'axe central médian de la structure du cadre. Les deux tresses tubulaires, celles formant le demi-cadre supérieur et celles formant le demi cadre inférieur, peuvent tre cousues entre elles au niveau de la partie destinée à former leur interface, notamment au niveau des noeux vibratoires répartis suivant I'axe longitudinal de la raquette. Evidemment, dans ce dernier cas, la raquette est constituée d'une paire de demi cadres assemblés qu'il faudra mouler et cuire ensemble. Pour obtenir un très fort amortissement structural de cadre de la raquette, une bande de matériau à fort coefficient d'amortissement peut tre introduit au niveau de l'interface entre les deux demi-cadres, et principalement au niveau des ventres vibratoires suivant l'axe longitudinal de la raquette.When striking, it results from the maximum shear stresses of the material located in the middle part of the frame. They are here dissipated in the micro sliding induced at the interface of the two half-frames. A shock absorbing texture placed between the two half-frames at the interface level, makes it possible to dampen vibrations even more. For example, a racket made of resin coated graphite fiber will be very rigid, offer excellent ball return, but will vibrate a lot. To dampen these vibrations, the damping texture will then be composed of fiberglass or other less stiff material than graphite fiber. Thus, the shear stresses in the central axis of the frame will be reduced while retaining, or even increasing, the rigidity along the radial axis of the frame parallel to the sieve. To facilitate its implementation, the texture is preferably incorporated into one of the two half-frames. A binder based on synthetic glue, ensuring the cohesion of the two sections, can also have a visco-elastic property capable of improving the absorption of vibrations by modifying the stiffness or the vibratory behavior of the racket. To reduce the manufacturing cost, this binder can also be of the same nature as the binder used for the manufacture of the two half-frames. A variant provides that each half-frame consists of a tubular braid, the orientation of the fibers of which differs according to the part of the frame of the racket it composes. Thus, for example, the lateral parts of each half-frame are composed of braided fibers and oriented at forty-five degrees relative to the longitudinal axis of the racket in order to ensure good tubular rigidity. In order to limit the bending of the racket along its longitudinal axis, the part opposite the interface has its fibers arranged unidirectionally along the direction of the axis of the racket frame. The part of the frame situated at the interface level comprises fibers of a less stiff nature, in order to limit the shear stresses of material in the vicinity of the central central axis of the frame structure. The two tubular braids, those forming the upper half-frame and those forming the lower half-frame, can be sewn together at the level of the part intended to form their interface, in particular at the level of the vibratory knots distributed along the longitudinal axis of the racket. Obviously, in the latter case, the racket consists of a pair of assembled half frames that will have to be molded and baked together. To obtain very high structural damping of the racket frame, a strip of material with a high damping coefficient can be introduced at the interface between the two half-frames, and mainly at the level of the vibratory bellies along the axis. longitudinal of the racket.

Ce matériau peut tre un élastomère, une lame de bois, ou n'importe quel autre matériau amortissant fortement les vibrations. Une fois que les deux demi cadres sont assemblés, une opération de perçage des trous permettant le passage des cordes intervient. Mais, afin de ne pas affaiblir la structure du cadre, il est beaucoup plus avantageux de positionner des inserts dans le moule au niveau du plan de joint afin d'obtenir directement de moulage les trous de passage des cordes. Lorsque le plan de joint est parallèle au plan du tamis, la corde venant du tamis traverse le cadre, contourne une partie du cadre et revient en direction du tamis, elle prend alors appui sur le bord central externe médian du cadre et exerce une forte pression sur ce dernier. Afin que la corde ne se presse pas directement au niveau du plan de joint, les axes de passages de cordes sont aménagés dans un seul demi cadre ou alternativement en dessous et au dessus du dit plan de joint. Une variante prévoit que le plan de joint est préférentiellemnt décalé entre chaque trou. Pour cela, chaque interface comporte des ondulations alternées de part et d'autre du plan du tamis pour emboiter les demi cadres. Idéalement, localement, le pas des ondulations est en phase avec chaque espacement constitué entre deux cordes consécutives, ou multiple de cordes.This material can be an elastomer, a strip of wood, or any other material which strongly absorbs vibrations. Once the two half frames are assembled, a hole drilling operation allows the passage of the strings. But, in order not to weaken the structure of the frame, it is much more advantageous to position inserts in the mold at the joint plane in order to obtain directly from the molding the holes for passage of the strings. When the joint plane is parallel to the plane of the sieve, the rope coming from the sieve crosses the frame, bypasses part of the frame and returns in the direction of the sieve, it then takes support on the central outer central edge of the frame and exerts a strong pressure on the latter. So that the cord does not press directly at the joint plane, the axes of passage of the cords are arranged in a single half frame or alternately below and above said joint plane. A variant provides that the joint plane is preferably offset between each hole. For this, each interface has alternating corrugations on either side of the plane of the sieve to fit the half frames. Ideally, locally, the pitch of the undulations is in phase with each spacing formed between two consecutive strings, or multiple of strings.

Dans un souci d'économie, les deux demi-cadres sont identiques et chaque interface présente une ondulation inversement symétrique suivant I'axe longitudinal de la raquette, afin de s'épouser parfaitement lorsqu'ils sont assemblés en vis à vis. Afin d'isoler le cordage des modes de vibrations de cadre ou d'augmenter le rendement de renvoi de balle la face externe radiale du cadre de la raquette comporte une cavité située sur tout ou partie de sa périphérie dans laquelle vient prendre place un cerclage en matière rigide et/ou métallique.For the sake of economy, the two half-frames are identical and each interface has an inversely symmetrical undulation along the longitudinal axis of the racket, in order to marry perfectly when they are assembled opposite. In order to isolate the rope from the frame vibration modes or to increase the ball return efficiency, the radial external face of the racket frame has a cavity located on all or part of its periphery in which a strapping takes place. rigid and / or metallic material.

La figure 1 présente les deux demi-cadre de la raquette selon l'invention. Figure 1 shows the two half-frame of the racket according to the invention.

La figure 2 présente une vue au niveau de l'interface ondulé d'un demi-cadre.Figure 2 shows a view at the wavy interface of a half-frame.

La figure 3 présente la raquette assemblée selon l'invention sans garniture de manche
La figure 4 présente une coupe du cadre de la raquette au niveau du tamis
La figure 5 et 6 présente les déformés d'une partie du cadre.Figure 3 shows the racket assembled according to the invention without a handle pad
Figure 4 shows a section of the racket frame at the level of the sieve
Figures 5 and 6 show the deformed part of the frame.

En référence à la figure 1 on distingue les deux demi cadres destinés à former la raquette selon l'invention., qui se compose d'un demi-cadre supérieur (1) et d'un demi-cadre inférieur (2) assemblés au niveau de l'interface (3).Referring to Figure 1 we distinguish the two half frames intended to form the racket according to the invention., Which consists of an upper half-frame (1) and a lower half-frame (2) assembled at the level of the interface (3).

La figure 2 présente plus en détail une partie du demi-cadre inférieur (2) entourant le tamis de la raquette. On distingue les passages (4) des cordes (5), ici créés directement de moulage. On voit nettement que l'interface (3) comporte ici des ondulations (3') destinées à s'emboîter dans le demi-cadre supérieur. Ainsi, la partie de la corde (5') peut s'appuyer sur une partie solide du demi-cadre (2). La partie externe radiale du cadre comporte un passe cable (6), ici métallique, servant à rigidifier fa raquette.Figure 2 shows in more detail a part of the lower half-frame (2) surrounding the screen of the racket. We distinguish the passages (4) of the strings (5), here created directly from molding. It is clearly seen that the interface (3) here comprises corrugations (3 ') intended to fit into the upper half-frame. Thus, the part of the rope (5 ') can rest on a solid part of the half-frame (2). The radial outer part of the frame has a cable pass (6), here metallic, used to stiffen the racket.

Sur la figure 3 qui montre une coupe du cadre de la raquette entourant le tamis, on retrouve les demi-cadres (1) et (2) assemblés pour former la raquette.In Figure 3 which shows a section of the racket frame surrounding the screen, there are the half-frames (1) and (2) assembled to form the racket.

La figure 4 présente la coupe d'une partie du cadre de la raquette entourant le tamis et montre un assemblage des différents éléments utilisés. Le demi-cadre supérieur tubulaire (1) est ici assemble au demi-cadre inférieur (2) par l'intermédiaire d'un liant structural (7). Le matériau amortissant (8) est pris en sandwich entre les deux demi-cadres (1) et (2). Afin d'isoler le cordage (4) de la structure de la raquette et/ou d'augmenter le renvoi de balle, un cerclage (6) qui fait ici office de passe cable est inséré dans l'axe médian longitudinal de la raquette. Le dessin montre également un renfort (9) sur la face du demi cadre opposée à celle recevant le matériau amortissant. Ce renfort, qui augmente la raideur de la raquette, est composé de fibres de graphite alignées dans l'axe longitudinal du cadre de la raquette, ou bien alors il est composé d'une matière métallique. Enfin, on distingue la tresse tubulaire (10) formant le demi-cadre (2).Figure 4 shows the section of a part of the frame of the racket surrounding the sieve and shows an assembly of the different elements used. The tubular upper half-frame (1) is here assembled to the lower half-frame (2) by means of a structural binder (7). The damping material (8) is sandwiched between the two half-frames (1) and (2). In order to isolate the rope (4) from the structure of the racket and / or to increase the return of the ball, a strapping (6) which here acts as a cable pass is inserted in the longitudinal median axis of the racket. The drawing also shows a reinforcement (9) on the face of the half-frame opposite to that receiving the damping material. This reinforcement, which increases the stiffness of the racket, is composed of graphite fibers aligned in the longitudinal axis of the frame of the racket, or else it is made of a metallic material. Finally, there is the tubular braid (10) forming the half-frame (2).

La figure 5 montre une partie du cadre de la raquette vue dans I'axe du plan du tamis. Les zones de contraintes en traction (T) et en compression (C) sont matérialisées par des flèches, dont la longeur croissante schématise l'augmentation des efforts. On peut voir que les contraintes sont maximales sur les parties externes du cadre et quasi nulles au centre médian du cadre. Ceci montre qu'une structure selon l'invention, c'est à dire avec l'incorporation d'un matériau amortissant dans son centre médian, n'affecte pas le comportement en flexion/détente de la raquette assurant un bon renvoi de balle.FIG. 5 shows part of the racket frame seen in the axis of the sieve plane. The stress zones in tension (T) and in compression (C) are materialized by arrows, whose increasing length schematizes the increase in forces. We can see that the stresses are maximum on the external parts of the frame and almost zero at the median center of the frame. This shows that a structure according to the invention, that is to say with the incorporation of a damping material in its median center, does not affect the behavior in flexion / relaxation of the racket ensuring a good return of the ball.

La Figure 6 montre la mme section du cadre que celle présentée à la figure 5 mais où sont schématiser, toujours par des flèches, la zone (CI) travaillant au cisaillement. On distingue que le cisaillement maximal se situe au centre médian, et on comprend ainsi tout t'avantage qu'il y a à amortir à cet endroit. C'est pour cela que le matériau amortissant selon l'invention intervient dans I'axe médian.Figure 6 shows the same section of the frame as that presented in Figure 5 but where are schematically, still by arrows, the area (CI) working in shear. One distinguishes that the maximum shear is located in the median center, and one thus understands all the advantage that there is to be damped at this place. This is why the damping material according to the invention intervenes in the median axis.

La fabrication des demi-cadres est préférentiellement réalisée à partir de tresses tubulaires ou par une disposition de mèches autour d'une vessie tubulaire. Les fibres sont alors mises en forme dans l'empreinte du moule de la demi forme à réaliser. Si les fibres ne sont pas pré-imprégnées de résine, l'opérateur y adjoint alors la résine, met le moule en pression, puis opère à la cuisson. Une fois que l'on a obtenu les deux demi cadres, ceux-ci sont alors assemblés et cottes ou bien l'opérateur enduit les interfaces de liant, assemble les demi cadres et procède à une nouvelle opération de cuisson pour assurer la cohésion de l'ensemble. On peut également réaliser la raquette en une seule opération de cuisson en insérant une tresse dans un demi-moule inférieur, puis l'élément amortissant, puis recouvrir le tout avec un autre demi-moule supérieur comportant la tresse du demi-cadre supérieur.The manufacture of the half-frames is preferably carried out from tubular braids or by an arrangement of wicks around a tubular bladder. The fibers are then shaped in the mold imprint of the half shape to be produced. If the fibers are not pre-impregnated with resin, the operator then adds the resin to it, pressurizes the mold, then operates during cooking. Once the two half frames have been obtained, these are then assembled and coats or the operator coats the interfaces with binder, assembles the half frames and proceeds to a new cooking operation to ensure the cohesion of the 'together. The racket can also be made in a single cooking operation by inserting a braid in a lower half-mold, then the damping element, then cover the whole with another upper half-mold comprising the braid of the upper half-frame.

Ont peut incorporer la tresse antivibratoire ou l'élément amortissant à l'une ou à l'autre des tresses tubulaires formant un demi cadre avec le liant d'assemblage.The anti-vibration braid or the damping element can be incorporated into one or other of the tubular braids forming a half frame with the assembly binder.

II va de soit que les formes de la raquette présentées ou les matériaux cités sont donnés à titre d'exemple, et que toute modification des formes ou de la nature des matériaux pouvant présenter une fonction similaire ne sortiront pas du cadre de l'invention. Ainsi, l'interface de chaque demi-cadre peut tre ondulée, mais aussi cannelée. Un interface pouvant avoir des parties proéminentes s'insérant dans des creux qu'offrirait l'interface de l'autre demi-cadre pour former la raquette De mme, une raquette constitué d'une simple partie tubulaire sur une partie de sa longueur, et par une partie dédoublée incorporant un matériau amortissant sur une autre partie de sa longueur, ne sortirait pas non plus du cadre de l'invention. La présente invention est particulièrement destinée à obtenir une raquette légère, puissante et peu vibrante. It goes without saying that the shapes of the racket presented or the materials cited are given by way of example, and that any modification of the shapes or of the nature of the materials which may have a similar function will not depart from the scope of the invention. Thus, the interface of each half-frame can be wavy, but also fluted. An interface which may have protruding parts fitting into recesses which the interface of the other half-frame would offer to form the racket. Similarly, a racket consisting of a simple tubular part over part of its length, and by a split part incorporating a damping material over another part of its length, would not depart from the scope of the invention either. The present invention is particularly intended to obtain a light, powerful and not very vibrating racket.

Claims (13)

REVENDICATIONS 1/Raquette à architecture composite caractérisée en ce qu'elle se compose en un ensemble constitué sur tout ou partie de la longueur de son cadre, d'un demi-cadre supérieur (1) et d'un demi-cadre inférieur (2) dans lesquels sont aménagés les passages (4) des cordes (5). Les deux demi cadres (1) et (2) sont assemblés par leurs interfaces (3). 1 / Snowshoe with composite architecture, characterized in that it is made up of an assembly formed over all or part of the length of its frame, of an upper half-frame (1) and of a lower half-frame (2) in which the passages (4) of the ropes (5) are arranged. The two half frames (1) and (2) are assembled by their interfaces (3). 2 !/Raquette a architecture composite selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'un matériau amortissant (8) est positionné en sandwich entre les deux demi-cadres (1) et (2) au niveau de leurs interfaces (3). 2! / Racket with composite architecture according to claim 1 characterized in that a damping material (8) is positioned sandwiched between the two half-frames (1) and (2) at their interfaces (3). 3/Raquette à architecture composite selon la revendication 1 caractérisée en ce que les deux demi-cadres sont assemblés au niveau de leur interfaces (3) par un liant (4). 3 / Racket with composite architecture according to claim 1 characterized in that the two half-frames are assembled at their interfaces (3) by a binder (4). 4/Raquette a architecture composite selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'interface (3) comporte des ondulations (3') alternées de part et d'autre du plan du tamis pour emboiter les demi-cadres (1) et (2). 4 / Racket with composite architecture according to claim 1 characterized in that the interface (3) comprises corrugations (3 ') alternating on either side of the plane of the screen to fit the half-frames (1) and (2 ). 5/Raquette à architecture composite selon la revendication 1 caractérisée en ce que les deux demi-cadres (1) et (2) sont identiques et chaque interface (3) présente une ondulation inversement symétrique suivant I'axe longitudinal de la raquette, afin de s'épouser parfaitement lorsqu'ils sont assemblés en vis à vis. 5 / Racket with composite architecture according to claim 1 characterized in that the two half-frames (1) and (2) are identical and each interface (3) has an inversely symmetrical undulation along the longitudinal axis of the racket, in order to to marry perfectly when they are assembled opposite. 6/Raquette à architecture composite selon la revendication 1 caractérisée en ce que les passages (4) des cordes (5) se trouvent sur un mme demi-cadre ou successivement alternés en dessous et au dessus du plan de joint des interfaces (3). 6 / Racket with composite architecture according to claim 1 characterized in that the passages (4) of the strings (5) are located on the same half-frame or successively alternated below and above the joint plane of the interfaces (3). 7/Raquette à architecture composite selon la revendication 1 caractérisée en ce que les passages (4) des cordes (5) sont aménagés dans un seul demi-cadre. 7 / Racket with composite architecture according to claim 1 characterized in that the passages (4) of the strings (5) are arranged in a single half-frame. 8/Raquette à architecture composite selon la revendication 1 caractérisée en ce que la texture amortissante (8) est incorporée à au moins un des deux demi-cadres. 8 / racket with composite architecture according to claim 1 characterized in that the damping texture (8) is incorporated in at least one of the two half-frames. 9/Raquette à architecture composite selon la revendication 1 caractérisée en ce que le liant (7) possède des propriétés visco-élastiques modifiant la raideur ou le comportement vibratoire de la raquette. 9 / Racket with composite architecture according to claim 1 characterized in that the binder (7) has viscoelastic properties modifying the stiffness or the vibrational behavior of the racket. 10/Raquette à architecture composite selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que le liant (7) qui assure la cohésion des deux demi-cadres est de mme nature que le liant utilisé pour la fabrication des dits demi cadres. 10 / Racket with composite architecture according to claim 1 or 2 characterized in that the binder (7) which ensures the cohesion of the two half-frames is of the same nature as the binder used for the manufacture of said half-frames. 11/Raquette à architecture composite selon la revendication 1 caractérisée en ce que la face externe radiale du cadre de la raquette comporte sur tout ou partie de sa périphérie un cerclage ou passe cable en matière rigide ou métallique (6) permettant d'isoler le cordage des modes de vibration du cadre et/ou d'augmenter, en s'appuyant sur la structure de la section du cadre assemblé, le rendement de renvoi de balle.  11 / Racket with composite architecture according to claim 1 characterized in that the radial external face of the frame of the racket comprises on all or part of its periphery a strapping or cable pass in rigid or metallic material (6) for isolating the rope modes of vibration of the frame and / or to increase, based on the structure of the section of the assembled frame, the return efficiency of the bale. 12/Raquette à architecture composite selon la revendication 1 caractéfisée en ce que localement, le pas des ondulations soit en phase avec chaque espacement constitué entre deux cordes consécutives, ou multiple de cordes. 12 / Racket with composite architecture according to claim 1 characterized in that locally, the pitch of the undulations is in phase with each spacing formed between two consecutive strings, or multiple of strings. 13/Raquette a architecture composite selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'au moins un demi cadre (1) ou (2) comporte sur la tace opposée à celle recevant le matériau amortissant, un renfort (9) permettant d'augmenter la raideur de la raquette.  13 / Snowshoe with composite architecture according to claim 1 characterized in that at least a half frame (1) or (2) comprises on the face opposite to that receiving the damping material, a reinforcement (9) making it possible to increase the stiffness racket.