La présente invention concerne une raquette pour le tennis constituée par un cadre délimitant une surface cordée, un manche réuni au cadre par une partie comportant un vide entre les extrémités du cadre se réunissant ensuite pour former le manche, une entretoise fermant le cadre dont l'extrémité opposée au manche est généralement appelée tête, la surface cordée étant formée de cordes généralement appelées montants, parallèles à l'axe de symétrie X du cadre se trouvant dans le prolongement du manche, et de cordes généralement appelées travers, parallèles à un axe Y perpendiculaire à l'axe X et passant au voisinage du milieu de l'axe X.

En 1965, les dimensions de la surface cordée de la plupart des raquettes de tennis, étaient demeurées inchangées pendant de longues années, et elles dépassaient rarement 451 cm2. Mais, à partir de 1970, l'emploi de métal et surtout de matières plastiques renforcées par des fibres de verre, puis de carbone, de bore ou de céramique, permit de fabriquer des cadres dits "à grand tamis ou grand panier", dont la surface cordée peut atteindre 680 cm2 c'est-à-dire plus de 50% d'augmentation par rapport à la surface classique habituelle de 451 cm2, et dont la forme plus ou moins ovale a une longueur dépassant parfois 34 cm et une largeur pouvant excéder 26 cm. De telles raquettes sont décrites dans le brevet US-A-3 999 756.

Avec de telles surfaces cordées, les longueurs des montants et des travers sont naturellement augmentées. Il en résulte une meilleure élasticité de l'ensemble du cordage et un élargissement de la zone où cette élasticité donne une importante restitution d'énergie.

Même avec une raquette "à grand panier" pesant moins de 340 g et un point d'équilibre situé à 31 cm de l'extrémité de manche, il est possible de donner presque autant de vitesse à la balle qu'avec une raquette ayant une surface cordée de

451 cm2, un poids de 375 g et un point d'équilibre à 33 cm de l'extrémité du manche.

Beaucoup de débutants, de joueurs âgés et de joueurs ne pratiquant le tennis qu'occasionnellement, apprécient beaucoup de telles raquettes exigeant peu d'efforts pour un résultat satisfaisan .

Mais d'autres joueurs, surtout les meilleurs, considèrent que de très grandes dimensions du cadre augmentent la résistance aérodynamique de la raquette, et rendent son maniement difficile, empêchant les mouvements rapides par exemple nécessaires pour retourner le service.

D'autre part, la vitesse de jeu, lorsqu'elle provient surtout de la grande élasticité du cordage d'une raquette "à grand panier", ne permet pas une précision et un contrôle suffisants. Il est enfin probable que la pré Λcision est affectée par les déformations et vibrations provoquées par une frappe énergique. Avec un cadre de forme approximativement ovale, même s'il est fabriqué avec les meilleurs matériaux, ces déformations et vibrations dépendent plus ou moins de ses dimensions.

Quoi qu'il en soit, si presque tous les joueurs apprécient le avantages des raquettes dont la surface dépasse 451 cm2, ce sont surtout des raquettes dont la surface cordée es inférieure à 590 cm2 qui sont maintenant fabriquées. Le meilleurs joueurs emploient même souvent des raquettes dont l surface est voisine de 540 cm2 seulement.

Avec de telles raquettes, quand l'adresse du joueur lui perme de frapper la balle par un point très proche de celui où s croisent, avec des surfaces cordées approximativement ovales, les plus longs montants et les plus longs travers, il es possible d'obtenir à la fois un bon rendement, une bonn restitution d'énergie et une bonne précision de jeu.

Mais, tous les joueurs ne sont pas assez adroits pour obtenir ce résultat. Considérons par exemple ce qui se passe pour les coups les plus importants du tennis moderne : Le service et le retour de service. Des études sur l'usure des cordes et des expériences conduites avec des équipements stroboscopiques et électroniques ont mis en évidence que : si les joueurs arrivent assez facilement à frapper généralement la balle par des points proches de l'axe de symétrie X du cadre, lorsqu'il s'agit en particulier de retourner les services les plus rapides de joueurs de plus en plus grands, même les meilleurs joueurs manquent de temps pour modifier leur geste et surtout, ce qui est préférable, pour se déplacer assez vite de façon à éviter de frapper la balle par des points éloignés du milieu de 1'axe X.

Or, pour ces retours de service, les joueurs n'ont guère le temps d'exécuter un grand mouvement et doivent surtout compter sur un rendement suffisant et surtout régulier du cordage pour obtenir assez de vitesse et de précision dans la trajectoire de balles devant passer au ras du filet pour gêner les serveurs se précipitant en avant.

D'autre part, volontairement ou instinctivement, certains joueurs lorsqu'ils servent, frappent aussi la balle par un point plus proche de la tête de la raquette que de l'entretoise.

Malheureusement, avec les formes ovales habituelles de la surface cordée, le rendement est modifié dès que l'impact est éloigné du milieu de l'axe X parce que la longueur des travers diminue rapidement tandis que d'un côté du point d'impact, la partie des montants entre ce point d'impact et le cadre diminue aussi.

Avec des raquettes de forme plus ou moins carrée, on peut augmenter l'élasticité générale de la surface cordée, mais avec des inconvénients importants concernant l'égalité de tension des cordes après cordage et comme avec les très

grandes surfaces cordées, avec moins de précision dans le jeu, une augmentation des vibrations et des déformations de cadre et des contraintes créant des possibilités de rupture en certains points.

Il faut aussi noter que si, au centre du cordage, l'élasticité utile des travers joue à partir de l'extérieur du cadre parce que les axes des trous sont pratiquement dans le prolongement des travers, au contraire, avec les cadres de forme approximativement ovale, les axes des trous par lesquels passent les travers plus proches de la tête de la raquette ou de l'entretoise, sont inclinés par rapport à la direction des travers, ce qui fait que l'élasticité utile desdits travers ne joue que sur des longueurs réduites entre les orifices des trous du côté intérieur du cadre.

OBJET DE L'INVENTION

L'objet de la présente invention est une raquette dont la superficie de la surface cordée est de préférence comprise entre 540 et 590 cm2, dont le centre de percussion P (le point où la frappe détermine le moins de choc pour la main du joueur, une simple rotation de toute la raquette dans la main sans effet de translation et avec le minimum de vibration) , se trouve proche du milieu M de l'axe X, avec laquelle peuvent être obtenus un excellent rendement et une grande précision de jeu lorsque la balle est frappée près de ces points P et M et avec laquelle ce rendement et cette précision demeurent presque uniformes sur une beaucoup plus grande longueur qu'avec une surface cordée approximativement ovale, surtout le long de l'axe de symétrie X _s tandis que les résultats obtenus, lorsque la balle est frappée par des points- relativement voisins de la tête de la raquette ou de l'entretoise, sont comparables à ceux obtenus avec des superficies totales de surface cordée beaucoup plus grandes.

Description générale

La surface cordée de la raquette conforme à l'invention, comprend cinq zones séparées par des lignes parallèles l'axe Y, dont une zone centrale A, dans laquelle se trouven au moins trois travers, et aussi, à la fois le centre d percussion et le point de rencontre des axes X et Y et, d part et d'autre de la zone centrale, deux zones B et comprenant aussi au moins chacune trois travers dont l longueur moyenne, et par suite l'élasticité, sont supérieure à celle des travers de la zone centrale, et s'étendant jusqu' la tête de la raquette ou jusqu'à l'entretoise, deux autre zones D et E, dont les surfaces sont supérieures à celles d raquettes dont la surface cordée totale serai approximativement égale et de forme ovale.

Les principales caractéristiques d'un exemple non limitatif d l'invention apparaissent au cours d'une comparaison entre une surface cordée conforme à l'invention et les surfaces cordée de deux raquettes largement utilisées aujourd'hui.

- la figure 1 représente la surface cordée d'une raquette dont la surface cordée de 604 cm2 dépasse de 34% la surface classique ancienne de -451 cm2, ce qui la range dans l catégorie à "super moyen panier" ;

- la figure 2 représente la surface cordée de la deuxième de ces raquettes dont la surface cordée de 533 cm2 dépasse de moins de 20% celle de 451 cm2, ce qui la range dans l catégorie "à petit moyen panier" ;

- la figure 3 représente la surface cordée d'une raquette conforme à 1'invention ;

- la figure 4 représente à plus grande échelle la surface cordée de la figure 3, les montants n'étant pas représentés dans un souci de simplicité ;

- la figure 5 est un schéma montrant le rendement longitudinal composé selon l'axe X d'une raquette selon l'invention et deux autres raquettes classiques ;

- la figure 6, dans les mêmes conditions, un schéma montrant le rendement transversal selon l'axe Y ;

- la figure 7, un schéma montrant l'amortissement des vibrations en fonction du temps, à la suite d'un impact ;

- la figure 8, un schéma de l'amortissement longitudinal en fonction du point d'impact selon l'axe X ;

- la figure 9, un schéma de l'amortissement transversal, selon l'axe Y.

- la figure 10,un schéma montrant les points de mesure dans les essais en laboratoires

Pour faciliter la compréhension, les cordages proprement dits n'ont pas été représentés sur les figures, mais il est évident qu'un cordage classique est tendu sur chaque cadre.

Sur la figure 1, les montants les plus longs ont une longueur de 32 cm et les travers les plus longs une longueur de 24 cm.

Sur la figure 2, les montants les plus longs ont une longueur de 30,5 cm et les ^" travers les plus longs ont une longueur de 22,2 cm.

Sur les figures 3 et 4, les montants les plus longs ont la même longueur que ceux sur la figure 2 et les travers près de l'axe Y ont la même longueur de 22,2 cm que les travers les plus longs sur la figure 2.

Sur la figure 4, le tracé en pointillé représente la surface cordée de la figure 2.

Le point M représente le point de croisement des axes X et Y, et le point P représente le centre de percussion de l raquette dont la surface cordée est conforme à l'invention.

Deux lignes en pointillé des deux côtés des points M et P, entre lesquels la frappe de la balle donne le meilleu résultat possible, délimitent une surface centrale A dan laquelle se trouvent trois travers. Deux autres ligne

délimitent deux zones B et C, dans lesquelles se trouvent quatre travers des deux côtés de la zone A, et délimitent aussi deux autres zones D et E, s'étendant respectivement jusqu'à la tête de la raquette et jusqu'à 1'entretoise.

On voit sur la figure 4 que les trois travers se trouvant dans la zone A ont approximativement la même longueur que les travers centraux de la surface de la figure 2 représentée par le tracé en pointillé sur la figure 4.

Suivant l'invention, trois au moins des travers dans les zones B et C ont des longueurs légèrement supérieures, respectivement de 5 à 10 mm à celles des travers de la zone A, et nettement supérieures aux longueurs limitées par le tracé en pointillé figurant la zone cordée de la figure 2.

On voit aussi sur la figure 4 que les longueurs des travers des zones B et C conduisent automatiquement à l'augmentation des longueurs des premiers travers des zones D et E qui sont alors nettement supérieures à ce qu'elles seraient si elles étaient limitées par le pointillé en tant que parties de la figure 2.

Deux lignes sur la figure 1 limitent deux zones F et G dont les largeurs parallèlement à l'axe X se trouvent égales à celles des zones D et E.

Sur la figure 4, on voit que les surfaces des zones D et E sont nettement plus importantes que si elles étaient limitées par le tracé en pointillé représentant la surface cordée de la figure 2.

D'autre part, en mesurant les surfaces des zones D et E, et F et G, on constate que, bien que la surface totale cordée de la raquette conforme à l'invention soit inférieure à celle de la figure 1 (572 cm2 contre 604 cm2), les surfaces des zones D et E (136 cm2 et 135 cm2) sont égales ou supérieures à celles des zones F et G (135 cm2 et 131 cm2) .

ESSAI EN JEU.

Des prototypes de raquettes conformes à l'invention du type dit EQUIJET (Marque déposée par LA CHEMISE LACOSTE) furent d'abord confiées à des joueurs utilisant habituellement des raquettes de forme classique à surfaces cordées approximativement ovales conformes à la figure 1 ou comportant des surfaces cordées même encore supérieures à 604 cm2.

Après avoir immédiatement apprécié avec les raquettes EQUIJET conformes à l'invention la maniabilité plus grande résultant de leur surface cordée de 572 cm2, ces joueurs reconnurent 0 très vite ensuite pour les raquettes EQUIJET la même sensation de bonne élasticité générale qu'ils appréciaient avec leurs raquettes habituelles à grandes surfaces cordées et en particulier de bons résultats avec frappes décentrées et, dans l'ensemble, une meilleure précision de jeu.

-_ _ζ De très bons joueurs utilisant habituellement des raquettes d type représenté par la figure 2 avec une surface cordée de 533 cm2 déclarèrent obtenir la même vitesse de jeu avec l'EQUIJET, certains estimant même donner plus de vitesse à l balle en servant et tous furent agréablement surpris par l

20 précision obtenue en jeu surtout pour les retours de servic et enfin par une absence presque totale, de vibration génératrice d'une agréable sensation de confort.

Pour préciser les avantages obtenus grâce à l'invention et le moyens permettant d'obtenir à la fois plus de précision et d

25 confort en jeu, les inventeurs firent réaliser des mesure électroniques en jeu et des essais en laboratoire pou comparer une raquette EQUIJET (surface cordée de 572 cm2) deux nouveaux types de raquettes l'une dite TOP 340 avec un surface cordée de 599 cm2 (un peu inférieure à cell 0 représentée sur la figure 1) et l'autre dite TOP 240 avec un surface cordée de 563 cm2 plus proche de la surface cordée d 1'EQUIJET que celle de la raquette représentée par la figure (533 cm2) . Les raquettes "TOP" étant produites par l

Demanderesse.

MESURES ELECTRONIQUES EN JEU.

Elles furent effectuées dans un établissement fondé pour le contrôle des "Innovations et Recherches en Sport" (INRES).

De très bons joueurs furent recrutés pour réaliser des services de bonne vitesse en frappant donc des balles immobiles.

Avec chacun des 3 types de raquettes, 24 balles furent frappées aussi exactement que possible par chacun de 3 points de chaque raquette, un point PO au centre du cordage, un point PE entre PO et l'entretoise et un point PT entre PO et le bord du cadre à la "tête de la raquette".

La vitesse de la raquette juste avant l'impact. et la vitesse de la balle après impact furent obtenues à l'aide d'un stroboscope Orthotron , avec une fréquence de 100 Hz .

Sur le tableau ci-dessous on trouve avec une vitesse de raquette de 120 km/heure :

- Pour le cordage de la raquette EQUIJET :

d ,es rendement.s —VB (Vitesse balle)

VR (Vitesse raquette) de 1,8 au point PO, de 1,77 au point PE et 1,81 au point PT.

Par rapport au rendement de 1,8 au point PO on a donc une faible différence de 0,04 pour le total des écarts de rendement entre ces trois points et un écart moyen de 0,02 seulement :

- Pour le cordage de la raquette TOP 340 on trouve sur le tableau des chiffres qui donnent un total des écarts de rendement entre ces trois points de 0,29 et un écart moyen de 0,145.

Pour le cordage de la raquette TOP 240, on trouve sur le tableau des chiffres qui donnent un total des écarts de rendement de 0,25 et un écart moyen de 0,125.

Ces écarts de rendement de 0,02 au lieu de 0,145 et 0,125 expliquent bien les sensations en jeu et en particulier la grande précision obtenue avec les raquettes EQUIJET ^' conformes à l'invention.

EQUIJET

Type de raquette conforme à TOP 340 TOP 240 1'invention

Surface cordée 575 cm2 599 cm2 563 cm2

Rendement : )au point PO 1 , 80 1 , 91 1 , 70 (vitesse balle (au point PE 1 , 77 1 , 80 1 , 88 vitesse raquette) )au point PT 1 , 81 1 , 73 1, 77

Ecart total 0,04 0,29 0,25 entre PO et les 2 autres points

Ecart moyen 0,02 0,145 0,125

Des mesures faites à d'autres vitesses de raquette, 110 et 130 km/heure, donnèrent des résultats comparables. D'autre part les chiffres ci-dessus, par exemple les rendements en PO, pourraient faire croire que l'on peu obtenir en particulier plus de vitesse de balle au service

avec la raquette TOP 340 et moins avec la raquette TOP 240 mais il faut considérer que la vitesse de raquettes - et, proportionnellement - la vitesse de balle sont influencées par la résistance aérodynamique qui dépend ₅ naturellement de la surface du cordage.

ESSAIS EN LABORATOIRE

Les essais des 3 mêmes raquettes furent confiés à la Société SOPEMEA dans les laboratoires de laquelle sont contrôlés beaucoup des équipements et instruments des avions et des Λ - fusées fabriqués en France.

Pour préciser les avantages obtenus grâce au cordage conforme à l'invention, les vibrations du cordage de chacune des 3 raquettes après avoir fixé rigidement leur cadre pour éliminer les vibrations propres à celui-ci ont été comparés.

15 Les fréquences de resonnance du cordage ont été déterminées à l'aide d'un marteau d'excitation (muni d'un capteur) pour frapper le cordage et d'un accéléromètre sur le cordage.

Travaillant sur la première fréquence de resonnance, une traction correspondant à une masse de 2 kg a été appliquée en 2o de nombreux points, cette traction étant ensuite relâchée sans choc en brûlant la corde qui la transmettait .

L'accélération consécutive à ce relâchement est enregistrée à l'aide d'un accéléromètre Endevco 2222C d'un poids de 0,5 g fixé sur le cordage, tandis qu'un analyseur SD380, en traitant 5 le signal obtenu, permet d'évaluer les différentes énergies correspondant aux différentes fréquences de resonnance du cordage.

L'énergie maximum Er correspondant à la première fréquence de resonnance du cordage est ainsi déterminée, ainsi que 0 l'énergie totale Et correspondant à la somme de toutes les énergies mises en évidence sur chacune des fréquences.

En un point i donné du cordage, on a le rendement ponctuel ri = Eri

Et

Pour comparer ensuite les rendements de chaque cordage en fonction du point frappé par la balle, on a normalisé en pourcentage ce rendement en chaque point i sous la forme :

i % _ £___ ^x 1°° avec r max = Max (ri, r2 rn) r maximum

Sur la Fig.5, les chiffres 4,3,2,1,5,6,7 indiquent les positions de points le long de l'axe X des 3 cordages à une distance de 2,4 cm entre eux. Le chiffre 1 indiquant la position du travers central. La disposition des points de mesure dans les directions X et Y est représentée sur la Fig.10.

Sur ce graphique de la figure 5, les trois courbes représentent pour chacune des raquettes étudiées, l'évolution du rendement des cordages, en fonction de la position des points où ont été exercées les différentes pressions.

On voit ainsi qu'avec la raquette EQUIJET conforme à l'invention le rendement entre les points 3 et 4 et entre les points 5 et 6 est encore de 80% du rendement au point 1, au centre géométrique du cordage. Compte-tenu de la distance de 2,4 cm entre les points, le rendement est donc égal ou supérieur à 80% sur une longueur de cordage de 9,6 cm.

Au contraire, au fur et à mesure que l'on s'éloigne du centre, le rendement diminue un peu plus vite avec le cordage de la TOP 340 et beaucoup plus vite avec celui de la TOP 240. Pour celui-ci le chiffre de 80% n'est maintenu que sur une longueur moindre de moite.

La Fig.6 montre ce qui se passe pour les 3 raquettes pour des points placés le long de l'axe Y de part et d'autre du centre

géométrique. Dans ce cas la variation de rendement est équivalente pour les 3 raquettes. Les points 9,8,1,10 et 11 sont des points de l'axe Y espacés de 2,4 cm, le point 1 occupant la position du montant central.

Mais comme il a été dit plus haut, tandis qu'un facile mouvement du poignet relevant ou abaissant la tête de la raquette permet de frapper la balle par un point toujours proche de l'axe X, il est beaucoup plus difficile quand on reçoit par exemple un service rapide de toujours frapper la balle au centre géométrique au milieu de l'axe Y ou en tout cas près de l'axe Y. C'est pour cela que le maintien du rendement de 80% au moins sur plus de 9 cm le long de l'axe X, est extrêmement utile.

A l'aide des courbes de vibrations, ayant permis de déterminer le rendement en différents points du cordage, il a été possible d'étudier l'amortissement de ces vibrations.

Sur l'exemple de vibrations de la figure 7 , on voit que l'amplitude du signal décroît exponentiellement.

Le critère d'amortissement est alors défini par la formule suivante :

O≈ A/ 2TK

- f étant la fréquence de vibration

- Λ étant la valeur mesurée à partir des différentes valeurs des amplitudes maximum.

Les figures 8 et 9 sont des graphiques représentant ce critère d'amortissement en fonction de la position des points d'impact sur le cordage.

Bien entendu, plus l'amortissement est élevé, plus vite disparaît la vibration.

Dans ces conditions, on voit sur les figures 8 et 9 que lorsque la balle est frappée dans une zone s'étendant aussi

5 bien le long de l'axe Y que de l'axe X au voisinage du centre géométrique sur une distance de plus de 4 cm, 0ζ se trouve compris entre 4% et 5% pour la raquette selon l'invention, tandis que pour les deux autres raquettes ^ ne dépasse jamais 3% le long de l'axe X et 3,5% le long de l'axe Y et il

10 est même à peine supérieur à 2% au centre géométique du cordage, ce qui montre que la disparition des vibrations est plus rapide avec la raquette conforme à l'invention qu'avec les deux autres raquettes et la frappe est certainement plus agréable et plus efficace en particulier au centre géométrique

-_- du cordage.

AVANTAGE OBTENUS GRACE A L'INVENTION

Les mesures électroniques en jeu et les essais en laboratoire ci-dessus confirment les remarques des joueurs ayant essayé les raquettes conformes à l'invention.

20 Avec des dimensions raisonnables celles-ci procurent à la fois la plupart des avantages obtenus d'une part avec les raquettes à grandes surfaces cordées et, d'autre part, ceux obtenus avec de petites surfaces cordées sans les inconvénients d'un maniement gêné par la résistanace aérodynamique et d'un manque

25 de précision pour les premières et d'un faible rendement du cordage gênant pour les coups de simple opposition avec des sensations désagréables pour les deuxièmes dès que la balle n'est pas frappée exactement par le centre du cordage.

Les essais en laboratoire ont aussi mis en évidence, de façon 30 surprenante, grâce à l'invention, un amortissement plus rapide des vibrations au centre du cordage et de part et d'autre de celui-ci, avec une amélioration du confort et une plus grande précision pour les meilleurs joueurs.

D'autre part la forme de la surface cordée conforme à l'invention implique des deux côtés du cadre au voisinage des extrémités de l'axe Y des sinuosités qui rigidifient le cadre et ont probablement pour les vibrations de ce cadre un effet comparable à celui recherché, pour éviter les vibrations de la tôle, par les sillons que l'on observe sur les cotés des carrosseries de certaines automobiles.

Il est intéressant aussi de noter que les rayons de courbure des sinuosités sont tels que les 3 travers de la zone A ont presque la même longueur tandis que dans les zones B et C les axes des trous dans lesquels passent les travers les plus proches de la zone A peuvent être - sans créer d'angles trop aigus pour les cordes à l'extérieur du cadre - pratiquement dans le prolongement des cordes ce qui permet à l'élasticité de ces cordes de jouer sur une longueur un peu plus grande que si elles portaient plus ou moins fortement sur l'orifice de trous un peu obliques du côté du centre du cadre.

On voit aussi sur la figure 4 que les largeurs extérieures du cadre résultant des longueurs des travers dans les zones B et C au niveau des extrémités des lignes qui séparent B et D, et C et E, entraînent une légère augmentation utile du moment d'inertie autour de l'axe X de la raquette qui a- moins tendance à tourner dans la main du joueur qu'une raquette à surface cordée ovale en cas de frappe un peu éloignée de 1'axe X.

Finalement grâce à l'invention on obtient les meilleurs résultats possibles en jeu particulièrement grâce à la rapidité des services et à la précision des retours de service c'est-à-dire pour les coups les plus importants du tennis moderne.

Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de 1'invention.