FR2684013A1

FR2684013A1 - Racket provided with a device for damping vibrations

Info

Publication number: FR2684013A1
Application number: FR9114762A
Authority: FR
Inventors: Yves Piegay
Original assignee: Skis Rossignol SA; Rossignol SA
Current assignee: Skis Rossignol SA
Priority date: 1991-11-25
Filing date: 1991-11-25
Publication date: 1993-05-28
Anticipated expiration: 2011-11-25
Also published as: FR2684013B1

Abstract

Tennis racket or the like equipped with at least one vibration damping device (9, 10) with viscoelastic material (11) and a constraint plate (12). At least one of these damping devices has a complex cross-section, for example in the shape of a U, so that it partially envelopes, according to different planes or orientations, the zone (6, 7) of the structure to which it is attached.

Description

RAQUETTE POURVUE D'UN DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT
DES VIBRATIONS
La présente invention se rapporte à une raquette de jeu de balle ou assimilé, telle qu ' une raquette de tennis, de squash, de badminton . . ., , cette raquette étant pourvue d'un dispositif d ' amortissement des vibrations.RACKET HAVING A DAMPING DEVICE
VIBRATIONS
The present invention relates to a ball game racket or the like, such as a tennis, squash, badminton racket. . ., this racket being provided with a vibration damping device.

Traditionnellement, une telle raquette est constituée d'un manche, aligné dans l'axe longitudinal d'un panier plan. Ce panier est composé d'un cadre portant un tamis formé par le cordage, ce tamis étant destiné à la frappe de la balle. Traditionally, such a racket consists of a handle, aligned in the longitudinal axis of a flat basket. This basket is made up of a frame carrying a sieve formed by the cord, this sieve being intended for striking the ball.

Le panier est raccordé au manche soit directement, soit par l'intermédiaire de deux branches en forme de "V". La partie du panier reliant les extrémités des deux branches de ce "V" est appelée "pont". The basket is connected to the handle either directly or via two branches in the shape of a "V". The part of the basket connecting the ends of the two branches of this "V" is called "bridge".

Lors de l'impact de la balle, différents modes de vibrations peuvent prendre naissance dans une raquette. D' une manière générale, un ensemble soumis à une perturbation extérieure vibre autour d une ou plusieurs fréquences propres qui sont caractéristiques de sa structure et qui résultent de ses répartitions de raideur et de masse. Le comportement et les sensations qui résultent de ces vibrations sont influencés par la somme des micro - déplacements qui sont générés, dans différentes directions. Comme il est bien connu, ces déplacements sont minimaux aux noeuds de vibration et sont maximaux aux ventres de vibration. Ces vibrations sont amorties plus ou moins vite selon les caractéristiques d ' amortissement de la structure. During the impact of the ball, different modes of vibration can arise in a racket. In general, an assembly subjected to an external disturbance vibrates around one or more natural frequencies which are characteristic of its structure and which result from its stiffness and mass distributions. The behavior and the feelings which result from these vibrations are influenced by the sum of the micro - displacements which are generated, in different directions. As is well known, these displacements are minimum at the nodes of vibration and are maximum at the bellies of vibration. These vibrations are damped more or less quickly depending on the damping characteristics of the structure.

Pour le joueur de tennis, les sensations éprouvées ou sa perception du comportement de sa raquette sont en liaison étroite avec les vibrations qui lui sont transmises par la raquette après 1 'impact de la balle. Dans la gamme de fréquences allant de 0 à 1000 Hertz, principalement de 100 à 1000 Hertz, gamme dans laquelle un joueur est fortement réceptif aux vibrations, les raquettes de tennis vibrent selon plusieurs modes vibratoires propres. En particulier, ces modes vibratoires peuvent être:
Des vibrations de flexion latérale, dans le plan de la raquette. For the tennis player, the sensations experienced or his perception of the behavior of his racket are closely linked to the vibrations which are transmitted to him by the racket after the impact of the ball. In the frequency range from 0 to 1000 Hertz, mainly from 100 to 1000 Hertz, in which a player is highly receptive to vibrations, tennis rackets vibrate according to several specific vibrational modes. In particular, these vibratory modes can be:
Vibrations of lateral bending, in the plane of the racket.

La figure 1 jointe montre une raquette 1 soumise à de telles
vibrations, les points A et A' désignant les noeuds de vibration
relatifs au premier mode.Figure 1 attached shows a racket 1 subjected to such
vibrations, points A and A 'designating the vibration nodes
relating to the first mode.

Des vibrations de flexion simple dans une direction
perpendiculaire au plan de la raquette la figure 2 jointe
illustre, sur cette raquette 1 et par des déformations dessinées
en pointillés, le premier mode de vibrations de ce type avec
ses noeuds de vibrations B et B'.Simple bending vibrations in one direction
perpendicular to the plane of the racket Figure 2 attached
illustrates, on this racket 1 and by drawn deformations
in dotted lines, the first mode of vibration of this type with
its vibration nodes B and B '.

Des vibrations de déformations radiales du panier, comme
illustré par des pointillés sur la figure 3 jointe.Vibrations of radial deformation of the basket, such as
illustrated by dotted lines in attached figure 3.

Des déformations de torsion autour de l'axe longitudinal 2 de la
raquette : ces déformations sont illustrées par la double flèche
F3 sur la figure 3.Torsional deformations around the longitudinal axis 2 of the
racket: these deformations are illustrated by the double arrow
F3 in Figure 3.

A noter que, comme il est illustré sur la figure 4 jointe, les noeuds A, A T et B, B T des vibrations de type différents ne sont pas situés aux mêmes endroits sur l'axe longitudinal 2 de la raquette. En outre, 1 T emplacement de ces noeuds dépend fortement de la structure de la raquette considérée, et varie donc d ' une raquette à l'autre. Note that, as illustrated in FIG. 4 attached, the nodes A, A T and B, B T of vibrations of different types are not located in the same places on the longitudinal axis 2 of the racket. In addition, the location of these nodes strongly depends on the structure of the racket considered, and therefore varies from one racket to another.

La demanderesse a déjà proposé, selon le document FR-A 2.608.444, de régler sélectivement 1 'amortissement d'une raquette de tennis en appliquant sur celle ci, en des emplacements judicieusement déterminés, des éléments amortisseurs dont le coefficient d ' amortissement se trouve être optimal dans la plage de température et de fréquence de fonctionnement de la raquette. The Applicant has already proposed, according to document FR-A 2,608,444, to selectively adjust the damping of a tennis racket by applying thereto, in judiciously determined locations, damping elements whose damping coefficient is found to be optimal in the range of temperature and frequency of operation of the racket.

Chacun de ces éléments amortisseurs est alors constitué, de manière en soi connue dans d 'autres domaines de la technique (voir par exemple les documents FR-A-2.575.393 et FR-A 2.336.299), d'une part d'une plaque en matériau visco-élastique dont par exemple le coefficient d'amortissement est d'au moins 0,5 dans une plage de fonctionnement s 'étalant en température de 10 à 300C et en fréquence de O à 1000 Hz, et d'autre part d'une plaque de contrainte en matériau à haut module d'élasticité, par exemple en alliage d ' aluminium tel que celui disponible dans le commerce sous la marque déposée "Zicral". Pour chacun de ces éléments amortisseurs, la plaque en matériau visco-élastique est alors collée entre la raquette et la plaque de contrainte.Pour fixer les idées, l'épaisseur de cette plaque en matériau visco-élastique se situe entre 0, 5 et 1,2 mm tandis que son coefficient d'amortissement est compris entre 0,8 et 1,2, et l'épaisseur de la plaque de contrainte métallique est comprise entre 0,5 et 1,2 mm. Each of these damping elements is then constituted, in a manner known per se in other fields of the technique (see for example the documents FR-A-2,575,393 and FR-A 2,336,299), on the one hand a plate of visco-elastic material, for example the damping coefficient is at least 0.5 in an operating range spreading in temperature from 10 to 300C and in frequency from 0 to 1000 Hz, and other part of a stress plate made of material with high modulus of elasticity, for example of aluminum alloy such as that available commercially under the registered trademark "Zicral". For each of these damping elements, the visco-elastic material plate is then glued between the racket and the stress plate. To fix the ideas, the thickness of this visco-elastic material plate is between 0, 5 and 1 , 2 mm while its damping coefficient is between 0.8 and 1.2, and the thickness of the metal stress plate is between 0.5 and 1.2 mm.

Cependant, pour que l'amortissement soit suffisant, il est souhaitable d une part que la surface de l'amortisseur soit suffisante, et d'autre part quTil soit constitué d'une seule partie pour minimiser au maximum le manque d ' efficacité des bords. La disposition, connue de l'art antérieur précité, d'amortisseurs quasi-plans en divers endroits de la structure ne satisfait pas à ces exigences de manière assez satisfaisante. However, for the damping to be sufficient, it is desirable on the one hand that the surface of the damper is sufficient, and on the other hand that it consists of a single part to minimize as much as possible the ineffectiveness of the edges . The arrangement, known from the aforementioned prior art, of quasi-planar dampers in various places of the structure does not satisfy these requirements in a fairly satisfactory manner.

Un élément amortisseur de ce type travaille au cisaillement, et est d'une manière générale placé dans les zones de courbures maximales de la structure de la raquette, c'est à dire dans les zones où le matériau visco-élastique situé entre la raquette et la plaque de contrainte est le plus sollicité en déformation de cisaillement. I1 absorbe et dissipe ainsi une grande quantité d ' énergie qui n'est pas restituée à la structure. A damping element of this type works in shear, and is generally placed in the zones of maximum curvature of the structure of the racket, that is to say in the areas where the visco-elastic material located between the racket and the 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.

L 'invention vise à améliorer 1 amortissement de ces différents modes de vibrations se développant dans la structure d ' une raquette de jeu de balle, du genre raquette de tennis ou assimilé, mais dans des plans ou surfaces orientés différement et en fait dans des directions pratiquement orthogonales. Cette raquette est du type comportant, à l'instar de celle selon le document FR-A-2.608.444, au moins un élément amortisseur de vibrations qui est rapporté sur la structure de la raquette et qui est constitué d'une part d'une plaque en matériau visco-élastique travaillant au cisaillement, et d ' autre par t d'une plaque de contrainte dont le module d 'élasticité est très élevé par rapport à celui de ce matériau visco-élastique, cette plaque de matériau visco-élastique étant collée entre la raquette et cette plaque de contrainte, et ce dispositif amortisseur étant positionné localement sur la raquette sur des zones déterminées de celle-ci. The invention aims to improve the damping of these different modes of vibration developing in the structure of a ball racket, of the tennis racket type or similar, but in planes or surfaces oriented differently and in fact in directions. practically orthogonal. This racket is of the type comprising, like that according to document FR-A-2,608,444, at least one vibration-absorbing element which is attached to the structure of the racket and which consists on the one hand of a plate of visco-elastic material working in shear, and on the other by t of a stress plate whose modulus of elasticity is very high compared to that of this visco-elastic material, this plate of visco-elastic material being glued between the racket and this constraint plate, and this damping device being positioned locally on the racket on determined areas thereof.

Selon l'invention, et en particulier afin d'amortir simultanément, et de manière améliorée, des modes de vibrations différents qui se développent dans des zones voisines de la raquette et dans des plans ou surfaces orientés différement, il est prévu dans ces zones au moins un dispositif amortisseur du type précité, c ' est-à-dire à plaque de contrainte, mais conformé de sorte que sa plaque de contrainte, au lieu d'être classiquement plane ou peut-être plus ou moins courbe, enveloppe partiellement ces zones en recouvrant en conséquence, au moins en certains endroits, des plans différents de la raquette, cette plaque ayant par suite une forme enveloppante en trois dimensions combinant plusieurs plans, orientés différemment mais dont au moins l'un d' entre eux est sensiblement parallèle au plan de cordage de la raquette, la plaque étant par exemple à section en forme de cavalier en U ou en forme de L. According to the invention, and in particular in order to damp simultaneously, and in an improved manner, different modes of vibration which develop in areas close to the racket and in planes or surfaces oriented differently, it is provided in these areas at at least one damping device of the aforementioned type, that is to say with a stress plate, but shaped so that its stress plate, instead of being conventionally plane or perhaps more or less curved, partially envelops these zones by consequently covering, at least in certain places, different planes of the racket, this plate having consequently an enveloping shape in three dimensions combining several planes, oriented differently but of which at least one of them is substantially parallel to the racket stringing plan, the plate being for example of U-shaped or L-shaped cross section.

De toute façon, 1 'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, lors de la description suivante d'un exemple non-limitatif de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel Figure 5 est une vue en plan du coeur de cette raquette. In any case, the invention will be well understood, and its advantages and other characteristics will emerge during the following description of a non-limiting example of embodiment, with reference to the appended schematic drawing in which Figure 5 is a plan view of the heart of this racket.

Figure 6 est une coupe partielle selon VI-VI de figure 5. Figure 6 is a partial section along VI-VI of Figure 5.

Figure 7 est une vue semblable à Figure 6, mais montrant une
variante de réalisation.Figure 7 is a view similar to Figure 6, but showing a
variant.

Figures 8 à 10 montrent d'autres formes possibles, parmi bien
d' autres, pour la plaque de contrainte.Figures 8 to 10 show other possible forms, among many
others, for the stress plate.

En se reportant à la figure 5, on a représenté le "coeur" de cette raquette, c'est à dire la partie 3 de sa structure qui, étant située entre le manche 4 et le panier 5, comporte les deux branches en "V" 6 et 7 et le pont 8 qui relie les extrémités du "V" formé par ces deux branches. Referring to Figure 5, there is shown the "heart" of this racket, that is to say part 3 of its structure which, being located between the handle 4 and the basket 5, comprises the two branches in "V "6 and 7 and the bridge 8 which connects the ends of the" V "formed by these two branches.

Comme on le constate aux figures 1 et 2, ce coeur 3, et en particulier les deux branches 6 et 7, présentent, sous les contraintes consécutives à l'impact de la balle, des zones situées au niveau des courbures maximales, de sorte que des amortisseurs de vibrations 9 et 10 sont avantageusement prévus sur cette portion de la structure de la raquette, plus spécifiquement, comme il est représenté Figure 5, sur ces branches 6,7. As can be seen in FIGS. 1 and 2, this core 3, and in particular the two branches 6 and 7, have, under the stresses consecutive to the impact of the ball, areas located at the level of the maximum curvatures, so that vibration dampers 9 and 10 are advantageously provided on this portion of the structure of the racket, more specifically, as shown in Figure 5, on these branches 6,7.

Ces amortisseurs 9 et 10 sont très particuliers. I1 s'agit bien sûr et conformément à 1' enseignement du document FR-A 2. 608.444, d 'amortisseurs travaillant au cisaillement et comportant une plaque en matériau visco-élastique, comme indiqué en 11 sur la figure 5, qui est collée sur par exemple la branche 7 (figure 5), et une plaque conjuguée 12 en matériau à haut module d ' élasticité (par exemple en alliage d' aluminium de marque "Zicral"). Cependant, la partie inférieure 13 de ce système amortisseur 1112 à plaque de contrainte n' adopte pas une forme plane continue comme c T est le cas dans cet exemple pour sa partie supérieure 14 : comme on le voit nettement sur la figure 5, ce dispositif 11,12 a, dans cette zone 13, une section en U, c'est-àdire en fait une section qui, conformément à l'invention, est à trois dimensions combinant plusieurs plans orientés différemment, avec au moins un de ces plans (comme c'est le cas ici pour chacune des deux branches du "U") qui est sensiblement parallèle au plan de cordage de la raquette. These shock absorbers 9 and 10 are very specific. It is of course and in accordance with the teaching of document FR-A 2 608 444, shock absorbers working in shear and comprising a plate of visco-elastic material, as indicated at 11 in FIG. 5, which is stuck on for example branch 7 (FIG. 5), and a conjugate plate 12 made of a material with high elasticity modulus (for example of aluminum alloy of the "Zicral" brand). However, the lower part 13 of this damping system 1112 with a stress plate does not adopt a continuous planar shape as c T is the case in this example for its upper part 14: as can be clearly seen in FIG. 5, this device 11,12 has, in this zone 13, a U-shaped section, that is to say in fact a section which, according to the invention, is three-dimensional combining several planes oriented differently, with at least one of these planes ( as is the case here for each of the two branches of the "U") which is substantially parallel to the stringing plane of the racket.

Cette partie inférieure 13 de l'amortisseur permet alors 1' amortissement de vibrations qui se développent dans deux plans ou orientations perpendiculaires, dont le plan de cordage de la raquette et le plan qui lui est orthogonal. This lower part 13 of the damper then allows one damping of vibrations which develop in two planes or perpendicular orientations, including the stringing plane of the racket and the plane which is orthogonal to it.

De plus, du fait du décalage des zones de courbures maximales de chacun des modes vibratoires : flexion latérale dans le plan de la raquette et flexion simple dans une direction perpendiculaire au plan de la raquette, on constate, dans cet exemple de réalisation, une différence de positionnement des zones actives constituant le dispositif amortisseur à plaque de contrainte. In addition, due to the offset of the zones of maximum curvature of each of the vibratory modes: lateral bending in the plane of the racket and simple bending in a direction perpendicular to the plane of the racket, there is, in this embodiment, a difference for positioning the active zones constituting the damping device with a stress plate.

Le couplage qui est réalisé par les jonctions 15 et 16 des faces orthogonales de la plaque de contrainte 12 procure un effet inattendu et bien plus efficace que celui qui serait procuré par plusieurs amortisseurs à plaque de contrainte pratiquement plane selon l'art antérieur, et qui seraient placés, dans ces mêmes zônes proches de la coupe VI-VI, sur des faces adjacentes mais orthogonales de la structure. The coupling which is produced by the junctions 15 and 16 of the orthogonal faces of the stress plate 12 provides an unexpected and much more effective effect than that which would be provided by several dampers with a practically flat stress plate according to the prior art, and which would be placed, in these same areas close to section VI-VI, on adjacent but orthogonal faces of the structure.

Comme il va de soi, l'invention n' est pas limitée à 1' exemple qui vient d' être décrit en référence aux figures 5 et 6. It goes without saying that the invention is not limited to the example which has just been described with reference to FIGS. 5 and 6.

Selon Figure 7, le ou les dispositifs pourraient être encastrés dans des évidements 17 prévus à cet effet dans la structure 7 de la raquette, au lieu d' être directement rapportés sur cette dernière. According to Figure 7, the device or devices could be embedded in recesses 17 provided for this purpose in the structure 7 of the racket, instead of being directly attached to the latter.

La section de la plaque de contrainte pourrait être en forme de L, et non pas en forme de U. Elle pourrait être plus ou moins arrondie, en fonction de la forme de la structure en cet endroit. The section of the stress plate could be L-shaped, and not U-shaped. It could be more or less rounded, depending on the shape of the structure in this place.

Selon Figures 8 à 10, où les plaques de contrainte 12 sont dessinées à titre d'exemples nullement limitatifs, ce dispositif amortisseur peut adopter d'ailleurs des formes très diverses modulant les surfaces d ' amortissement efficaces en fonction de l'intensité et du positionnement des zones de courbure de la structure de la raquette sollicitée. Cette forme de dispositif amortisseur est adaptée aux modes particuliers à amortir. According to Figures 8 to 10, where the stress plates 12 are drawn by way of non-limiting examples, this damping device can also adopt very diverse forms modulating the effective damping surfaces according to the intensity and positioning areas of curvature of the structure of the loaded racket. This form of damping device is adapted to the particular modes to be damped.

De tels amortisseurs pourraient être multiples, et placés également par exemple en des points, préférentiellement à forte zone de courbure, de l'ossature du panier 5, l'emplacement de ces amortisseurs dépendant fortement, d'une façon générale, de la structure propre de la raquette. Such shock absorbers could be multiple, and also placed, for example, at points, preferably with a large area of curvature, of the frame of the basket 5, the location of these shock absorbers strongly depending, in general, on the proper structure. racket.

L'élément visco-élastique 11 lui-même pourrait ne pas épouser continûment la forme complexe de la plaque de contrainte, mais être composé de plusieurs plaques adjacentes. The viscoelastic element 11 itself may not continuously conform to the complex shape of the constraint plate, but may be composed of several adjacent plates.

Un même élément amortisseur visco-élastique 11 peut être composé de plusieurs plaques, soit superposées soit juxtaposées, de caractéristiques différentes les unes par rapport aux autres, et ceci dans un même plan d'orientation ou non. The same visco-elastic damping element 11 can be composed of several plates, either superimposed or juxtaposed, of different characteristics with respect to each other, and this in the same orientation plane or not.

Les matériaux visco-élastiques pourront aussi différer de même manière selon leur plan d'orientation. The visco-elastic materials may also differ in the same way according to their orientation plane.

L ' épaisseur du matériau visco-élastique peut varier tout au long d ' une même plaque visco-élastique : elle peut par exemple augmenter progressivement d ' un bout à 1 'autre de cette plaque et être par exemple de l'ordre de 0,5 mm à une extrémité et de l'ordre de 2 mm à l'autre extrémité. The thickness of the visco-elastic material can vary throughout the same visco-elastic plate: it can for example gradually increase from one end to the other of this plate and be for example of the order of 0, 5 mm at one end and around 2 mm at the other end.

Ce ou ces amortisseurs ne sont pas nécessairement placés de façon symétrique par rapport à 1' axe longitudinal 2 la raquette: sur la figure 5 par exemple, il pourrait n' être prévu qu'un des deux amortisseurs représentés 9 ou 10, l'autre branche 7 n en comportant pas ou en comportant un d'un autre type ou de dimensions différentes. This or these shock absorbers are not necessarily placed symmetrically with respect to the longitudinal axis 2 of the racket: in FIG. 5 for example, one of the two shock absorbers shown 9 or 10 could be provided, the other branch 7 n not having one or having one of another type or of different dimensions.

Claims

1 - Ball game racket, of the tennis racket type or similar, this racket comprising at least one vibration damping device (9,10) which is attached to its structure and which consists of a plate made of viscoelastic material (11) working in shear and on the other hand of a stress plate (12) with high elastic modulus, this plate of viscoelastic material (11) being glued between the racket and this stress plate ( 12), and this damping device (9,10) being positioned locally on the racket on a surface and in a determined zone thereof, characterized in that, in order in particular to simultaneously dampen different modes of vibration which are develop in neighboring areas (6,7) of the racket, but in differently oriented planes, there is provided in these areas (6,7) at least one damping device (9,10,) of this type, but shaped to so that its constraint plate (12), instead of being conventionally flat or can be more or less curved, partially envelops these areas thereby covering, at least in certain places (13), different planes of the racket, this plate (12) consequently having a three-dimensional enveloping shape combining several planes, oriented differently but at least one of which is substantially parallel to the stringing plane of the racket, the plate (12) being for example in cross-section

L or U-shaped jumper.

2 - Racket according to claim 1, characterized in that the visco-elastic material (11) of this damping device (9,10) is a continuous plate which follows the same complex shape as its stress plate (12).

3 - Racket according to one of claims 1 or 2, characterized in that this damping device comprises several continuous parts, at least one (13) of which has a complex enveloping form and at least one (14) of which has a substantially planar enveloping form classic.

4 - Racket according to one of claims 1 to 3, characterized in that this damping device is embedded in a recess (17) provided for this purpose in the structure of the racket.

5 - Racket according to one of claims 1 to 4, characterized in that this or these shock absorbers are placed in places which are positioned asymmetrically with respect to the axis of the racket.

6 - Racket according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of these shock absorbers comprises several plates of visco-elastic materials of different characteristics, these plates being superimposed.

7 - Racket according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of these shock absorbers comprises several visco-elastic plates juxtaposed and of different characteristics.

8 - Racket according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one of these shock absorbers comprises plates of visco-elastic materials of different characteristics according to their plane of orientation.