DE19810035A1 - Kern für ein Gleitbrett - Google Patents
Kern für ein GleitbrettInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Kern für
ein Gleitbrett und insbesondere einen Kern für ein Snowboard.
Besonders konfigurierte Bretter, mit denen über einen Bereich
geglitten werden kann, wie zum Beispiel Snowboards, Ski,
Wasserski, Surfbretter, Wakeboards und ähnliche, sind
bekannt. Zum Zweck dieses Patents bezieht sich "Gleitbrett"
im allgemeinen auf irgendeines der vorstehenden Bretter,
sowie auf andere brettähnliche Vorrichtungen, die es einem
Fahrer ermöglichen, eine Oberfläche zu überqueren. Für
leichteres Verständnis und ohne den Umfang der Erfindung zu
beschränken, ist jedoch der erfinderische Kern für ein
Gleitbrett, den dieses Patent anspricht, im folgenden in
Verbindung mit einem Kern für ein Snowboard offenbart.
Ein Snowboard umfaßt eine Spitze, ein Ende und sich
gegenüberliegende Vorder- und Hinterkanten. Die Ausrichtung
der Kanten hängt davon ab, ob der Fahrer seinen linken Fuß
vorne (regular) oder seinen rechten Fuß vorne (goofy) hat.
Eine Breite des Boards verjüngt sich typischerweise von
sowohl der Spitze als auch dem Ende zum Mittelbereich des
Bretts nach innen, was Schwungeinleitung und -abschluß und
Kantengriff erleichtert. Das Snowboard ist aus mehreren
Komponenten aufgebaut, die einen Kern, obere und untere
Verstärkungslagen, die den Kern sandwichartig einfassen, eine
obere (kosmetische) Deckschicht und einen unteren (Gleit-)
Belag umfassen, der typischerweise aus einem gesinterten oder
extrudierten Kunststoff besteht. Die Verstärkungslagen können
die Kanten des Kerns überlappen und, oder wahlweise, kann
eine Seitenwand vorgesehen sein, um den Kern von der Umgebung
zu schützen und zu dichten. (Nicht dargestellte) Metallkanten
können einen Teil oder vorzugsweise einen gesamten Umfang des
Bretts umspannen und eine harte Griffkante für die Steuerung
des Boards auf Schnee und Eis bereitstellen. Es kann
ebenfalls Dämmaterial in das Brett integriert sein, um
Flattern und Vibrationen zu verringern. Das Brett kann eine
symmetrische oder asymmetrische Form aufweisen und entweder
eine flache Sohle aufweisen, oder, anstatt dessen, mit einer
leichten Wölbung versehen sein.
Ein Kern kann aus Schaummaterial aufgebaut sein, ist aber
häufig aus einem Vertikal- oder Horizontallaminat von
Holzstreifen gebildet. Holz ist ein anisotroper Werkstoff,
d. h., Holz weist in unterschiedlichen Richtungen
unterschiedliche mechanische Eigenschaften auf. Die
Zugfestigkeit, die Druckfestigkeit und die Steifheit von Holz
weisen beispielsweise einen Maximalwert auf, wenn sie entlang
der Faserrichtung des Holzes gemessen werden, während die
zueinander orthogonalen Richtungen rechtwinklig zur Faser für
diese Eigenschaften einen Minimalwert aufweisen. Im Gegensatz
hierzu weist ein isotroper Werkstoff ungeachtet seiner
Ausrichtung dieselben mechanischen Eigenschaften auf.
Holzkerne wurden traditionell aufgebaut, indem die Faser 20
aller Holzsegmente entweder parallel zur Grundebene des Kerns
(Spitze bis Ende), auch bekannt als "Langfaser" (Fig. 1 bis
2), rechtwinklig zur Grundebene, auch bekannt als "Endfaser"
(Fig. 3 bis 4), oder in einer Mischung aus Langfaser und
Endfaser verläuft, wobei sich bei der Mischung Streifen der
beiden Faserarten abwechseln. Es ist ebenfalls bekannt, die
Langfaser quer über den Kern anzuordnen, von Kante zu Kante.
Folglich wurden die Segmente in allen Holzkernen derart
ausgerichtet, daß sich die Faser parallel zu zumindest einer
der orthogonalen Achsen des Kerns erstreckt. Bislang sind
jedoch die mechanischen Eigenschaften der Holzsegmente in
sowohl axialer und nicht axialer Richtung ausreichend
gewesen, um auf die verschiedenen, gerichteten Kräfte
anzusprechen, die auf das Brett aufgebracht werden.
Snowboardhersteller streben es kontinuierlich an, ein
leichteres Brett zu produzieren. Es ist bekannt, das Gewicht
eines Bretts zu verringern, indem im Kern Werkstoffe
geringerer Dichte verwendet werden. Bei sinkender Dichte von
Holz können sich jedoch ebenfalls die mechanischen
Eigenschaften verschlechtern. Ein Holzsegment geringerer
Dichte, das standardmäßig ausgerichtet ist, mit einer
Langfaser, die Spitze-Ende oder Kante-Kante verläuft, oder
einer Endfaser, die sich rechtwinklig zum Kern erstreckt,
kann unzulänglich sein, um die Lasten aus zuhalten, die
üblicherweise auf ein Board während des Fahrens aufgebracht
werden. Folglich besteht ein Bedarf nach einer Anordnung
eines Kerns von leichtem Gewicht für ein Gleitbrett, der
geeignet ist, verschiedene in der Achsrichtung und von ihr
weg gerichtete, durch Kraft induzierte Spannungen
auszuhalten.
Dynamische Lastfälle, die während des Fahrens auftreten,
induzieren verschiedene Biege- und Drehkräfte auf das Brett.
Der Kern und die Verstärkungslagen sind das strukturelle
Rückgrat des Bretts, die miteinander kooperieren, um diese
Schub-, Druck-, Zug- und Torsionsspannungen auszuhalten.
Diese kraftinduzierten Spannungen können bisher nicht
gleichmäßig über das Brett verteilt aufgebracht werden,
sondern lokalisierte Regionen sind einem höheren Betrag einer
bestimmten Kraft unterworfen. Der Kern kann jedoch bislang
nicht speziell abgestimmt werden, um diese lokalisierten
Belastungen zu tragen.
Ein Fahrer landet beispielsweise nach einem Sprung auf dem
hinteren Ende, so daß es dieser Bereich des Bretts ist, der
typischerweise eine beträchtliche Biegebelastung erfährt, die
in hohen längs gerichteten Schubspannungen resultiert. Wenn
ein Fahrer auf der Kante einen engen Schwung durchführt, wird
das Brett typischerweise einer beträchtlichen quer
gerichteten Biegebelastung unterworfen, die in der Region
zwischen der Kante und der Mittellinie des Bretts in hohen
quer gerichteten Schubspannungen resultiert. Da im
allgemeinen in einem Mittelbereich des Bretts Bindungen
befestigt werden, kann eine erhebliche Druckfestigkeit
erforderlich sein, um die durch den Fahrer auf diesen Bereich
ausgeübte Druckbelastung aus zuhalten, bei der Landung nach
einem Sprung oder während eines engen Schwungs auf der Kante.
Weiterhin können auf die Bindungen ausgeübte Kräfte hohe
Punktlasten erzeugen, die zu einem Herausziehen der
Bindungsbefestigungseinsätze führen können. Der Bereich des
Bretts zwischen den Füßen des Fahrers kann aufgrund von beim
Einleiten oder Abschließen eines Schwungs entgegengerichtetem
Verdrehen des Bretts entlang der Mittellinie eine
beträchtliche Torsionsbelastung erfahren.
Folglich wäre es vorteilhaft, einen Kern für ein Gleitbrett
bereitzustellen, der auf eine oder mehrere spezifische,
lokalisierte Spannungen oder auf eine Kombination solcher
lokalisierten Spannungen abgestimmt ist.
Es ist folglich allgemein Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Kern von leichtem Gewicht für ein Gleitbrett
bereit zustellen.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Kern für ein Gleitbrett mit der strukturellen Integrität
bereitzustellen, um die erwarteten mechanischen Lasten zu
handhaben, die auf das Gleitbrett aufgebracht werden,
insbesondere die Kräfte, die auf das Brett von den Achsen weg
gerichtet aufgebracht werden.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, einen Kern für ein
Gleitbrett bereitzustellen, das ausgewählte Bereiche mit sich
unterscheidenden mechanischen Eigenschaften aufweist, die
spezifisch auf die besonderen Lasten abgestimmt sind, die auf
die jeweiligen Bereiche des Kerns aufgebracht werden.
Die vorliegende Erfindung ist ein flexibler, langlebiger und
auf den Fahrer ansprechender Kern für ein Gleitbrett, wie zum
Beispiel ein Snowboard. Der Kern verleiht Festigkeit und
Steifheit, so daß ein Brett, in das der Kern integriert ist,
Lasten tragen kann, die entweder in einer Richtung parallel
zu einer Achse des Bretts sowie von der Achse weg gerichtet,
oder in Kombinationen hiervon induziert werden. Der Kern
wirkt mit anderen Komponenten des Gleitbretts zusammen, wie
zum Beispiel mit Verstärkungslagen, die oberhalb und
unterhalb des Kerns- angeordnet sind, um ein Brett mit
ausgewogener Torsionskontrolle und Gesamtflexibilität
bereitzustellen, das auf durch den Fahrer induzierte Lasten,
wie zum Beispiel Schwungeinleitung und -abschluß, schnell
anspricht, sich nach Landungen bei Sprüngen oder Fahren über
hügeliges Gebiet (Buckel) unmittelbar wieder fängt, und das
mit dem Gebiet einen festen Kantenkontakt aufrecht erhält.
Ein Gleitbrett, in das der elastisch federnde Kern von
leichtem Gewicht integriert ist, läßt sich schnell fahren und
einfach manövrieren und stellt für den Fahrer ein
verbessertes Gefühl für das Brett bereit. Dem Kern kann ein
spezifisches Flex-Profil aufgeprägt werden, was es
ermöglicht, daß ein Gleitbrett auf einen spezifischen Bereich
der Fahrleistungen fein abgestimmt werden kann.
Der Kern umfaßt eine Spitze, ein Ende und sich
gegenüberliegende Kanten. Spitze bezieht sich auf den Bereich
des Kerns, der dem Ende in Fahrtrichtung des Gleitbretts am
nächsten liegt, wenn der Kern in das Gleitbrett integriert
ist. Auf ähnliche Weise bezieht sich Ende auf den Abschnitt
des Kerns, der dem Ende gegen Fahrtrichtung des Gleitbretts
am nächsten liegt, wenn der Kern in dem Gleitbrett montiert
ist, wobei es selbstverständlich möglich ist, ein Gleitbrett
in verschiedene Richtungen zu fahren. Spitze und Ende können
derart aufgebaut sein, daß sie sich über die gesamte Länge
des Gleitbretts erstrecken, und können derart geformt sein,
daß sie zu der Kontur der Spitze und des Endes des
Gleitbretts passen. Wahlweise kann sich der Kern lediglich
zum Teil entlang der Länge des Gleitbretts erstrecken und
keine kompatiblen Spitzen- bzw. Endformen umfassen. Es sind
symmetrische und asymmetrische Kernformen möglich.
Der Kern wird aus einem dünnen, länglichen Element mit einer
Dicke gebildet, die sich beispielsweise von einem dickeren
Mittelbereich zu dünneren Enden verändern kann, was dem Brett
ein geeignetes Ansprechvermögen auf Flex-Belastung verleiht.
Vor dem Integrieren in das Gleitbrett kann der Kern im
wesentlichen flach, konvex oder konkav sein, und die Form des
Kerns kann während der Herstellung des Gleitbretts verändert
werden. Folglich kann ein flacher Kern letztendlich eine
Wölbung umfassen und nach oben gerichtete Spitzen bzw. Enden
aufweisen, nachdem das Gleitbrett vollständig zusammengebaut
oder montiert ist.
Das Gleitbrett umfaßt vorzugsweise eine anisotrope Struktur,
wie zum Beispiel Holz, die eine Hauptachse (die
Faserrichtung, wenn die anisotrope Struktur Holz ist)
aufweist, entlang derer eine mechanische Eigenschaft, die die
Fahrleistungen des Gleitbretts beeinflußt, einen Maximalwert
aufweist. Die Hauptachse kann durch einen Winkel relativ zu
einer Ebene definiert sein, die durch beliebige zwei der
Längsachse, Querachse und Normalachse des Kerns aufgespannt
wird. Die anisotrope Struktur ist derart ausgerichtet, daß
die Hauptachse zu keiner dieser Kernachsen ausgerichtet oder
parallel ist. Obwohl die anisotrope Struktur ausgerichtet
sein kann, um für eine berücksichtigte besondere Last einen
Maximalwert bereitzustellen, ist die Hauptachse vorzugsweise
ausgerichtet, um einen ausgeglichenen Wert für zwei oder mehr
der erwartete Lastfälle bereitzustellen. In letzterem Fall
kann die Hauptachse derart ausgerichtet sein, daß sie für
keine der berücksichtigten Lasten einen Maximalwert
bereitstellt, sondern eher einen erwünschten Mischwert. Falls
die anisotrope Struktur Holz ist, erstreckt sich die
Faserrichtung des Holzes nicht in eine zu einer der drei
Achsen parallele Richtung. In solch einer Ausrichtung von der
Achse weg ist das Holz im Kern nicht gemäß Langfaser oder
Endfaser ausgerichtet. Diese Ausrichtung von der Achse weg
ist insbesondere für anisotrope Strukturen geringer Dichte
geeignet. Der Kern kann zum Teil oder vollständig aus
anisotropen Strukturen gebildet sein, die von der Achse weg
ausgerichtet sind. Obwohl eine anisotrope Struktur aus Holz
bevorzugt ist, sind auch andere anisotrope Strukturen
beabsichtigt, die eine Glasfaser/Harzmatrix, eine geformte
thermoplastische Struktur, eine Wabenstruktur und ähnliches
umfassen. Darüber hinaus können ein oder mehrere isotrope
Werkstoffe in eine anisotrope Struktur ausgebildet werden,
die zur Benutzung in dem vorliegenden Kern geeignet sind;
Glas beispielsweise, das an sich isotrop ist, kann in Fasern
ausgebildet werden, die in einer Harzmatrix zueinander
ausgerichtet werden können, um eine anisotrope Struktur zu
bilden.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Kern ein
dünnes, längliches Element, was eine Spitze, ein Ende und ein
Paar gegenüberliegender Kanten aufweist. Der Kern umfaßt eine
Längsachse, die sich in einer Richtung Spitze-Ende erstreckt,
eine Querachse, die sich in einer Richtung Kante-Kante
erstreckt, und eine Normalachse. Das dünne längliche Element
umfaßt eine anisotrope Struktur, die eine Hauptachse
aufweist, entlang derer eine mechanische Eigenschaft einen
Maximalwert aufweist und die mechanische Eigenschaft aus
einer oder mehreren der folgenden ausgewählt ist:
Druckfestigkeit, Drucksteifheit, Druckschwell- bzw.
-zeitfestigkeit, Druckkriechfestigkeit, Zugfestigkeit,
Zugsteifheit, Zugschwell- bzw. -zeitfestigkeit und
Zugkriechfestigkeit. Die anisotrope Struktur ist in dem
Kernelement derart angeordnet, daß die Hauptachse zu keiner
der Längs-, Quer- und Normalachsen des Kernelements
ausgerichtet oder parallel ist. In einer Anordnung weist die
Hauptachse einen Winkel von ungefähr 45° relativ zu einer der
Achsen des Kernelements auf. Zwei oder mehrere von der Achse
weg gerichtete anisotrope Strukturen können in dem Kern
verwendet werden und sind vorzugsweise nebeneinander
angeordnet, wobei sich die jeweiligen Hauptachsen in relativ
zueinander entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Wahlweise
kann eine einzelne von der Achse weg gerichtete anisotrope
Struktur alleine oder in Verbindung mit einer oder mehreren
anisotropen Strukturen angewendet werden, die derart
ausgerichtet sind, daß ihre jeweiligen Hauptachsen zu den
Achsen des Kerns ausgerichtet oder parallel sind. Die eine
oder mehreren nicht parallelen oder nicht ausgerichteten
anisotropen Strukturen können durch den Kern hindurch oder
lediglich in ausgewählten Abschnitten des Kerns
bereitgestellt sein. Die Richtung der anisotropen Strukturen
in den sich unterscheidenden Abschnitten des Kerns können in
Vergleich zueinander unterschiedliche Ausrichtungen
aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein
dünnes, längliches Kernelement ein Vertikallaminat von dünnen
Streifen aus einer oder mehreren anisotropen Strukturen, die
sich vorzugsweise in einer Richtung Spitze-Ende erstrecken.
Die Hauptachse von zumindest einer der anisotropen Strukturen
erstreckt sich bezüglich der Achsen des Kerns von der Achse
weg. Es können zwei oder mehrere unterschiedliche Streifen
von anisotropen Strukturen in sich abwechselnden Mustern
angeordnet sein, und vorzugsweise erstrecken sich die
Hauptachsen der beiden anisotropen Strukturen in relativ
zueinander entgegengesetzte Richtungen. In einer bevorzugten
Ausführungsform ist die anisotrope Struktur Holz und die
Hauptachse liegt entlang der Faser des Holzes. In dieser
Anordnung kann die Hauptachse einer ersten anisotropen
Struktur unter ungefähr 45° von der Grundebene zur Spitze
(+45°) und die Hauptachse einer benachbarten zweiten
anisotropen Struktur unter 450 von der Grundebene zum Ende
(-45°) ausgerichtet sein. Andere Hauptachsenwinkel sind
beabsichtigt, und die unterschiedlichen anisotropen
Strukturen können aus Holz derselben oder unterschiedlicher
Dichte ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein
dünnes, längliches Kernelement zumindest drei
unterschiedliche anisotrope Strukturen, wobei jede eine in
einer Richtung relativ zu den Achsen des Kerns ausgerichtete
Hauptachse aufweist, die sich von den anderen unterscheidet.
Eine oder mehrere der drei unterschiedlichen anisotropen
Strukturen können eine Hauptachse aufweisen, die relativ zu
den orthogonalen Achsen des Kerns von den Achsen weg
gerichtet ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein
dünnes, längliches Kernelement ausgewählte Bereiche, die in
Längsrichtung zueinander versetzt sein können. Jeder dieser
Bereiche umfaßt eine anisotrope Struktur, die eine in einer
Richtung ausgerichtete Hauptachse aufweist, wobei die
Richtung sich von den anderen Bereichen unterscheidet, was
den Kern mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften in
den beabstandeten Bereichen versieht.
Eine wiederum weitere Ausführungsform der Erfindung umfaßt
ein Gleitbrett, in das ein dünner, länglicher Kern integriert
ist, so wie er in irgendeiner der gegenwärtigen
Ausführungsformen beschrieben ist. Das Gleitbrett kann
weiterhin eine Verstärkungslage umfassen, wie zum Beispiel
einen oder mehrere Bogen einer faserverstärkten Matrix,
überhalb und unterhalb des Kerns. Eine untere Gleitfläche und
eine obere Fahrfläche kann ebenfalls vorgesehen sein, ebenso
wie Unfangskanten, um sicher in das Gelände einzugreifen.
Dämpf- und vibrationsfeste Werkstoffe können ebenfalls umfaßt
sein, wo dies angemessen ist.
Andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in
Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser
hervorgehen. Es ist anzumerken, daß die Zeichnungen lediglich
zu beschreibenden Zwecken erstellt wurden und nicht dazu
dienen, die Grenzen der Erfindung zu definieren.
Die vorstehenden und andere Aufgaben und Vorteile der
Erfindung werden aus den folgenden Zeichnungen besser
hervorgehen, in denen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Holzkerns mit
Langfasersegmenten,
Fig. 2 eine. Querschnittansicht entlang der Schnittlinie
2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Holzkerns mit
Endfasersegmenten,
Fig. 4 eine Querschnittansicht entlang der Schnittlinie
4-4 in Fig. 3,
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Kern gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 eine Seitenansicht des Kerns der Fig. 5,
Fig. 7 eine Querschnittansicht des Kerns entlang der
Schnittlinie 7-7 in Fig. 5,
Fig. 8 eine Querschnittansicht des Kerns entlang der
Schnittlinie 8-8 in Fig. 5,
Fig. 9 eine Querschnittansicht des Kerns entlang der
Schnittlinie 9-9 in Fig. 5, und
Fig. 10 eine Querschnittansicht des Kerns entlang der
Schnittlinie 10-10 in Fig. 5 ist; und ferner
Fig. 11 eine schematische Ansicht des Kerns ist, die eine
Ausführungsform einer anisotropen
Strukturausrichtung illustriert, die geeignet ist,
eine Schubbelastung aufgrund von Längsbiegung des
Kerns zu handhaben;
Fig. 12 eine schematische Ansicht eines Kern ist, die eine
Ausführungsform einer anisotropen
Strukturausrichtung illustriert, die geeignet ist,
eine Schubbelastung aufgrund von Querbiegung des
Kerns zu handhaben;
Fig. 13 eine schematische Ansicht eines Kerns ist, die eine
Ausführungsform einer anisotropen
Strukturausrichtung illustriert, die geeignet ist,
eine Torsionsbelastung aufgrund von Verdrehen des
Kerns zu handhaben;
Fig. 14 eine schematische Ansicht eines Kerns ist, der
verschiedene Bereiche und sich unterscheidende
anisotrope Strukturen zum Handhaben verschiedener
Lastzustände aufweist; und
Fig. 15 eine Explosionsansicht eines Snowboards ist, in das
der Kern der vorliegenden Erfindung integriert oder
eingeschlossen ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 5 bis
10 gezeigt ist, wird ein Kern zum Einschließen oder
Integrieren in ein Gleitbrett, wie zum Beispiel ein
Snowboard, bereitgestellt. Der Kern 30 umfaßt ein dünnes,
längliches Kernelement 32, das eine gerundete Spitze 34, ein
gerundetes Ende 36 und ein Paar gegenüberliegender Kanten 38,
40 aufweist, die sich zwischen der Spitze und dem Ende
erstrecken. Es ist jedoch anzumerken, daß die Kernform
abgeändert werden kann, um der gewünschten Endkonfiguration
des Bretts zu entsprechen. Diesbezüglich kann der Kern 30
eine symmetrische oder eine asymmetrische Form aufweisen, in
Abhängigkeit von dem gewünschten Flexprofil des Fahrers auf
dem Brett. Obwohl ein Gesamtlängenkern dargestellt ist, der
von der Spitze zum Ende verläuft, ist ebenfalls ein
Teillängenkern erwogen, dem eines oder beide der gerundeten
Enden - Spitze bzw. Ende - fehlen kann. Der Kern 30 kann mit
einer Taillierung 42 versehen sein, wie gezeigt, oder kann
statt dessen mit einer gleichmäßigen Breite aufgebaut sein.
Wie in Fig. 5 gezeigt, kann der Kern 30 mit ersten 44 und
zweiten 46 Gruppierungen von Öffnungen oder Löchern versehen
sein, die den Bereichen entsprechen, wo vordere und hintere
Bindungen, wie zum Beispiel Snowboardbindungen, an dem Brett
befestigt werden. Die Öffnungen in dem Kern sind ausgebildet,
um (nicht dargestellte) Befestigungseinsätze zum Befestigen
der Bindungen aufzunehmen. Das Muster der Öffnungen kann
verändert werden, um unterschiedliche
Befestigungseinsatzmuster zu fassen.
Der Kern 30 kann eine gleichmäßige Dicke t ,aufweisen oder,
vorzugsweise, eine Dicke t aufweisen, die von einem dickeren
Mittelbereich 48, der die Öffnungen 44, 46 zum Aufnehmen der
Befestigungseinsätze umfaßt, zu der dünneren und flexibleren
Spitze 34 und dem dünneren und flexibleren Ende 36 variiert.
In einer Ausführungsform verändert sich die Dicke von
ungefähr 8 mm im Mittelbereich 48 zu ungefähr 1,8 mm an den
Enden 34, 36. Obwohl der Kern vor dem Einbau in das
Gleitbrett vorzugsweise im wesentlichen flach ist, kann er
ebenfalls mit einer konvexen oder konkaven Form konfiguriert
sein. Weiterhin kann die Kernform während der Herstellung des
Gleitbretts verändert werden. Folglich kann ein flacher Kern
letztendlich eine Wölbung umfassen, und die Spitze und das
Ende können sich nach der endgültigen Montage des Bretts nach
oben krümmen.
Eine Vielzahl von Kernsegmenten 50 sind miteinander
verbunden, wie zum Beispiel durch vertikales Laminieren, um
das einstückige Kernelement 32 zu bilden. Wie gezeigt, können
sich die Kernsegmente 50 von der Spitze zum Ende erstrecken
und in Querrichtung über die Breite des Kerns verteilt sein.
Wahlweise können die Kernsegmente 50 von Kante zu Kante
laufen oder auf eher zufällige Weise verteilt sein. Ein
einzelnes Kernsegment 50 kann sich entlang der gesamten Länge
des Kerns erstrecken, oder es können wahlweise mehrere
kürzere Segmente von Ende zu Ende miteinander verbunden sein.
Die Breite der Kernsegmente 50 kann durch das gesamte
Kernelement 32 gleichmäßig sein, oder kann wie gewünscht
variieren. In einer Ausführungsform kann die Breite der
Kernsegmente 50 im Bereich zwischen ungefähr 4 mm und
ungefähr 20 mm liegen, wobei eine bevorzugte Breite ungefähr
10 mm beträgt.
Jedes Kernsegment 50 umfaßt zumindest eine anisotrope
Struktur 52 (Fig. 8), die eine Hauptachse 54 aufweist,
entlang derer eine mechanische Eigenschaft der anisotropen
Struktur einen Maximalwert aufweist. Solch eine mechanische
Eigenschaft umfaßt eine oder mehrere der folgenden:
Druckfestigkeit, Drucksteifheit, Druckzeitfestigkeit bzw.
Druckschwellfestigkeit, Druckkriechfestigkeit, Zugfestigkeit,
Zugsteifheit, Zugzeitfestigkeit bzw. Zugschwellfestigkeit,
und Zugkriechfestigkeit. Die anisotrope Struktur 52 ist
derart ausgerichtet, daß sich die Hauptachse 54 in einer
vorbestimmten Richtung und unter einem vorbestimmten Winkel
erstreckt, die für eine oder mehrere der erwarteten Lastfälle
geeignet sind, die beim Fahren des Bretts auftreten. Der
Winkel und die Richtung der Hauptachse 54 können für den Kern
bezüglich eines kartesischen Koordinatensystems definiert
sein, das eine Längsachse 56, eine Querachse 58 und eine
Normalachse 60 umfaßt. Die Längsachse 56 erstreckt sich in
einer Richtung von der Spitze zum Ende entlang der
Mittellinie des Kerns, die Querachse 58 erstreckt sich in
einer Richtung von der Kante zur Kante in der Mitte der Linie
zwischen der Spitze 34 und dem Ende 36 des Kerns
(rechtwinklig zur Längsachse), während die Normalachse 60
rechtwinklig zur Grundebene 62 des Kerns ist, wobei diese
Ebene durch die Längs- und Querachsen aufgespannt ist. Das
Koordinatensystem definiert ebenfalls eine Längsebene, die
durch die Längs- und Normalachsen aufgespannt ist, und eine
Querebene, die durch die Quer- und Normalachsen aufgespannt
ist.
Die erste anisotrope Struktur 52 ist in dem Kern derart
angeordnet, daß die Hauptachse 54 zu keiner der Längs-, Quer-
oder Normalachsen des Bretts ausgerichtet oder parallel ist.
Vorzugsweise weist die Hauptachse 54 einen Winkel A1 von
zwischen 10° und 80° bezüglich einer oder mehreren der
Kernachsen oder rechtwinkligen Ebenen auf, die durch die
Achsen definiert sind. In dem dargestellten Kern weist die
Hauptachse 54 der ersten anisotropen Struktur 52 einen Winkel
A1 von 45° bezüglich der Grundebene 62 auf. Obwohl die
Hauptachse als sich in der Spitze-Ende-Richtung erstreckend
dargestellt ist, könnte die anisotrope Struktur ebenfalls
derart angeordnet sein, daß sich die Hauptachse in der Kante-
Kante-Richtung, oder in einer Richtung erstreckt, die
teilweise längs gerichtet (d. h. Spitze-Ende) und teilweise
quer gerichtet (d. h. Kante-Kante) ist. Weiterhin sind andere
Winkel der Hauptachse des Kernsegments der anisotropen
Struktur beabsichtigt, solange die sich ergebende Hauptachse
nicht parallel zu irgendeiner der Längs-, Quer- oder
Normalachsen des Kerns ist.
Der Kern 30 kann eine oder mehrere zweite Kernsegmente 64
einer zweiten anisotropen Struktur 66 (Fig. 9) umfassen, die
eine unter einem Winkel A2 von der Grundebene 62
ausgerichtete Hauptachse 68 aufweist. Die zweiten
Kernsegmente 64 können in getrennten Bereichen des Kerns
angeordnet, oder in einer sich mit den ersten Kernsegmenten
50 der ersten anisotropen Struktur 52 abwechselnden Art
angeordnet sein, wie dies dargestellt ist. Die ersten und
zweiten anisotropen Strukturen 52, 66 sind entweder durch
ihre Zusammensetzung unterscheidbar, oder, wo sie aus dem
gleichen Werkstoff gebildet sind, durch die Ausrichtung ihrer
Hauptachsen 54, 68. Wo die ersten und zweiten anisotropen
Strukturen 52, 66 nebeneinander angeordnet sind, kann es
vorteilhaft sein, daß sich die Hauptachsen 54, 68 der beiden
Strukturen in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Die
Richtung kann mit einem "+" und einem "-" bezeichnet werden,
wobei ein "+" bedeutet, daß die Hauptachse sich von der
Grundebene zur Spitze 34 hin nach oben neigt, wenn auf die
Längsachse 56 Bezug genommen wird, oder zu einer Vorderkante
(sobald diese definiert ist), wenn auf die Querachse 58 Bezug
genommen wird. Auf ähnliche Weise kann "-" sich auf eine
Hauptachse beziehen, die sich von der Grundebene zum Ende 36
hin nach oben neigt, wenn auf die Längsachse 56 Bezug
genommen wird, oder zu einer Hinterkante (wiederum, sobald
diese definiert ist), wenn auf die Querachse 58 Bezug
genommen wird. Bei dieser Nomenklatur, wie gezeigt, liegt die
Hauptachse 54 des ersten Kernsegments 50 bei ungefähr +45°
von der Grundebene 62, während die Hauptachse 68 des zweiten
Kernsegments 64 bei -45° von der Grundebene 62 liegt. Es ist
jedoch anzumerken, daß die offenbarten Hauptachsenrichtungen
beispielhaft sind, und daß andere Ausrichtungen beabsichtigt
sind, die im Bereich zwischen 10° und 80° für die erste
anisotrope Struktur 52 und zwischen 0° und 90° für die zweite
anisotrope Struktur 66 liegen.
Auf die Bindungen ausgeübte Kräfte können hohe Punktlasten
erzeugen, die Herausziehen der Befestigungseinsätze bewirken
können. Folglich kann der Kern 30 mit einem oder mehreren
dritten Kernsegmenten 70 versehen sein, die eine dritte
anisotrope Struktur 72 (Fig. 10) umfassen, die geeignet ist,
die Punktlasten über einen großen Bereich des Kerns zu
verteilen. Die dritte anisotrope Struktur 72 kann aus einem
sich von den ersten und zweiten anisotropen Strukturen 52, 66
unterscheidendem Werkstoff gebildet sein, oder, falls sie aus
demselben Werkstoff gebildet ist, eine Hauptachse 74 mit
einer Ausrichtung aufweisen, die sich von der der ersten und
zweiten anisotropen Strukturen 52, 66 unterscheidet.
Vorzugsweise erstreckt sich die Hauptachse 74 der dritten
anisotropen Struktur 72 entlang der Länge des dritten
Segments in einer Ebene, die parallel zur Grundebene 62 des
Kerns ist, um ein Trägersegment zu erzeugen, das die
Punktlasten wirksam von den Befestigungseinsätzen abträgt.
Wie in Fig. 5 dargestellt, können die dritten Kernsegmente 70
den Positionen der Öffnungen 44, 46 derart entsprechen, daß
die Befestigungseinsätze an diesen Trägersegmenten befestigt
sind. Um die Einsatzrückhaltekapazität des Kerns weiter zu
verbessern, können die Trägersegmente 70 einen Werkstoff
umfassen, der relativ zu den ersten und zweiten Kernsegmenten
50, 62 eine höhere Festigkeit aufweist. Die Trägersegmente 70
können zum Beispiel ein Holz höherer Dichte umfassen, als es
in den ersten und zweiten Kernsegmenten benutzt wird.
Weiterhin können die Segmente 70 der dritten anisotropen
Struktur 72 abwechselnd zu den Kernsegmenten 50, 64 von einer
der beiden ersten oder zweiten anisotropen Strukturen 52, 66,
oder zu einer Mischung von ihnen angeordnet sein. Obwohl die
dritte anisotrope Struktur 62 als sich von der Spitze zum
Ende erstreckend dargestellt ist, können die Kernsegmente 70
lediglich in den Bereichen der Bindungseinsatzöffnungen 44,
46 oder in sich unterscheidenden Längen von diesen Öffnungen
auf die Spitze 34 und das Ende 36 hin vorgesehen sein.
Wie oben diskutiert, können die anisotropen Strukturen für
jedes Kernsegment in vorherbestimmten Richtungen ausgerichtet
sein, die zur Handhabung der erwarteten Lastfälle geeignet
sind, die beim Fahren des Boards auftreten. Wie aus der
Diskussion der vorhergehenden Ausführungsformen klar wird,
können verschiedene anisotrope Strukturausrichtungen in
unterschiedlichen Bereichen des Kerns angewendet werden, um
wahlweise lokalisierte Bereiche des Kerns auf besondere
Lastfälle abzustimmen. Um dieses Konzept weiter zu
illustrieren, werden die folgenden Beispiele gegeben, damit
verschiedene grundlegende Lastfälle, die auf ein Board
ausgeübt werden können, und eine Hauptachsenausrichtung der
anisotropen Strukturen innerhalb des Kerns beschrieben
werden, wobei die Hauptachsenausrichtung geeignet ist, um die
einzelne Last zu handhaben. Es sollte jedoch klar sein, daß
die Beispiele lediglich zu beschreibenden Zwecken aufgenommen
sind und nicht dazu dienen, den Schutzbereich der Erfindung
zu beschränken.
Fig. 11 illustriert eine Hauptachsenausrichtung, die zum
Handhaben einer Längsschublast besonders geeignet sein kann,
wobei die Längsschublast auf den Kern entlang der Längsachse
56 ungefähr mittig zwischen dem hinteren Bindungsbereich 80
und dem Ende 82 des Boards aufgebracht wird. Dieser Lastfall
kann auftreten, wenn nach einem Sprung gelandet wird, wobei
der Sprung bewirkt, daß das Ende 82 des Boards sich nach oben
biegt, wie bei 83 in unterbrochenen Linien gezeigt, wobei die
Biegung entlang einer Achse stattfindet, die parallel zur
Querachse 58 liegt. Bei diesem Lastfall kann es bevorzugt
sein, die Hauptachse 84 in einer Ebene auszurichten, die
rechtwinklig zur Grundebene, parallel zur Längsachse 56 und
unter einem positiven Winkel B1 von der Grundebene zur Spitze 86
hin liegt. Falls das Interesse darin liegt, nur eine
einseitige Last zu handhaben, wie zum Beispiel Biegung in
einer Richtung, kann es wünschenswert sein, jede anisotrope
Struktur über die Breite des Kerns hinweg in dieselbe
Richtung bezüglich der Längsachse auszurichten. Die
anisotropen Strukturen über die Breite des Kerns hinweg
können zum Beispiel unter einem Winkel B1 von- +45° von der
Grundebene zur Spitze 86 des Kerns hin ausgerichtet sein.
Falls das Interesse im Handhaben von Lasten in beiden
Richtungen liegt, wie zum Beispiel Biegung des Endes 82 des
Bretts nach oben und unten, kann es bevorzugt sein, gleiche
Anteile von anisotropen Strukturen zu verwenden, die in
entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. Es kann zum
Beispiel erwünscht sein, daß gleiche Anteile von anisotropen
Strukturen auftreten, die unter einem Winkel B1 von +45° zur
Spitze und unter einem Winkel B2 von 450 zum Ende hin
ausgerichtet sind. Falls das Interesse im Handhaben von
Lasten liegt, die in einer Richtung größer als in der
entgegengesetzten Richtung sind, kann es bevorzugt sein,
einen größeren Anteil einer anisotropen Struktur im Gegensatz
zur anderen zu verwenden. Es kann zum Beispiel wünschenswert
sein, daß ein größerer Anteil der anisotropen Strukturen
auftritt, die unter einem Winkel B1 von +45° zur Spitze hin
ausgerichtet sind, als unter einem Winkel B2 von -45° zum
Ende.
Fig. 12 illustriert eine Hauptachsenausrichtung, die zum
Handhaben einer Querschublast geeignet sein kann, wobei diese
Querschublast auf den Kern ungefähr mittig zwischen der
Längsachse 56 und einer Kante 90 des Bretts aufgebracht wird.
Dieser Lastfall kann auftreten, wenn ein enger Schwung auf
einer Kante ausgeführt wird, was bewirkt, daß sich die
Vorderkante 90 (angenommen, daß das Board "regular"
konfiguriert ist) sich nach oben biegt, wie bei 92 mit
unterbrochenen Linien dargestellt, wobei die Biegung entlang
einer Achse stattfindet, die parallel zur Längsachse 56
liegt. Bei diesem Lastfall kann es bevorzugt sein, die
Hauptachse 94 in einer Ebene auszurichten, die rechtwinklig
zur Grundebene und parallel zur Querachse 58 und unter einem
Winkel C1 zur Grundebene liegt. So kann zum Beispiel die
Hauptachse 94 unter einem Winkel C1 von -45° von der
Grundebene zur Hinterkante 96 des Kerns ausgerichtet sein.
Ahnlich zu den oben beschriebenen Ausrichtungen können die
anisotropen Strukturen in diesem Bereich alle die gleiche
Ausrichtung aufweisen, oder mehrere Strukturanteile, die in
der Querrichtung 58 unter Winkeln C1 und C2 von ±45° von der
Grundebene zu den Kanten ausgerichtet sind.
Fig. 13 illustriert eine Hauptachsenausrichtung, die zum
Handhaben einer Torsionslast geeignet sein kann, wobei die
Torsionslast auf einen Mittelabschnitt 100 des Kerns zwischen
den vorderen und hinteren Bindungsbereichen 102, 104 abwärts
der Längsachse 56 aufgebracht wird. Dieser Lastfall kann
auftreten, wenn ein Schwung eingeleitet und abgeschlossen
wird, was bewirkt, daß sich das Board entlang der Längsachse
56 verdreht. Insbesondere dreht sich der Vorderabschnitt 106
des Boards in eine Richtung R1 um die Längsachse 56 und der
hintere Abschnitt 108 des Boards dreht sich in die
entgegengesetzte Richtung R2 um die Längsachse. In diesem
Lastfall kann es bevorzugt sein, die Hauptachse 110 in einer
Ebene auszurichten, die rechtwinklig zur Grundebene, unter
einem Winkel D1 zur Längsachse 56 und unter einem Winkel D2
zur Grundebene liegt. So kann zum Beispiel in dem vorderen
Abschnitt 106 des Kerns die Hauptachse 110 unter einem Winkel
von +45° von der Grundebene zur Spitze 86 und unter einem
Winkel von 45° zur Längsachse 56 ausgerichtet sein. Auf
ähnliche Weise kann in dem hinteren Abschnitt 108 des Kerns
die Hauptachse 110 unter einem Winkel von -450 von der
Grundebene zum Ende 82 und unter einem Winkel von 45° zur
Längsachse 56 ausgerichtet sein.
Es kann eine Drucklast auf die Bindungsbereiche aufgebracht
werden, wenn das Board aufgrund der Lastfälle gebogen wird,
die in Verbindung mit den Fig. 11 bis 12 beschrieben wurden,
oder unter dem Gewicht eines Fahrers, der auf dem Board
steht. Bei diesem Lastfall kann es bevorzugt sein, die
Hauptachsen rechtwinklig zur Grundebene auszurichten.
Es können auf einen Bindungsbefestigungseinsatz aufgrund von
Kräften hohe Punktlasten aufgebracht werden, die auf die
Bindungen wirken und das Herausziehen der Einsätze bewirken
können. Unter diesem Lastfall, wie oben in Verbindung mit
Fig. 10 beschrieben, kann es bevorzugt sein, die Hauptachse
in einer Ebene auszurichten, die parallel zur Grundebene und
in der Richtung Spitze-Ende, Kante-Kante, oder irgendeiner
Radialrichtung von dem Einsatz weg ausgerichtet ist. Die
anisotrope Struktur ist vorzugsweise ein Kernsegment, das als
Träger wirkt, um die Punktlasten auf eine größere Fläche des
Boards zu verteilen.
Da die tatsächlichen Lastfälle auf einem Board im allgemeinen
verschiedene Kombinationen dieser grundlegenden Lastfälle
einschließen, kann der Kern vorzugsweise eine vorbestimmte
Anordnung von einer oder mehreren anisotropen Strukturen
umfassen, die geeignet ausgebildet sind, um solche Lasten zu
tragen. Verschiedene Fahrstile, unterschiedliches
Fahrvermögen, und die unterschiedlichen Einflüsse von Terrain
und Oberflächenbedingungen können beeinflussen, ob ein
besonderer Lastfall in die Konstruktion eines Kerns mit
einbezogen wird.
Gemäß dieser Erfindung kann der Kern jedoch in einem oder
mehreren spezifischen Bereichen oder insgesamt verschiedene
anisotrope Struktur aufweisen, die angeordnet sind, einen
grundlegenden Lastfall oder eine Kombination von zwei oder
mehreren solcher grundlegenden Lastfälle anzusprechen. Die
anisotrope Struktur kann derart ausgerichtet sein, daß die
Hauptachse für einen besonderen Lastfall einen Maximalwert
aufweist, oder einen Mischwert aufweist, der zwei oder
mehrere betrachtete Lastfälle beinhaltet.
Wie in Fig. 14 dargestellt, kann ein Kern verschiedene
Bereiche von anisotropen Strukturen aufweisen, die
konfiguriert wurden, um die oben beschriebenen grundlegenden
Lastfälle zu handhaben. Wie dargestellt, kann der Kern 30
Spitzenbereiche 120 und Endbereiche 122 umfassen, die in der
Richtung Spitze-Ende ausgerichtete anisotrope Strukturen für
die bei Sprüngen induzierten Biegeschublasten aufweisen. Der
Kern kann Kantenbereiche 124, 126 umfassen, mit Strukturen,
die für durch harte Schwünge auf der Kante induzierte
Querbiegeschublasten in der Richtung Kante-Kante ausgerichtet
sind. Die Mittelbereiche 128, 130, 132, 134 des Kerns können
Strukturen umfassen, die für Torsionsbelastung winklig zur
Längsachse 56 sind, wobei die Torsionslasten induziert
werden, wenn Schwünge eingeleitet und abgeschlossen werden.
Die Bindungsbereiche 136, 138 können Strukturen umfassen, die
durch bei Sprüngen, harten Schwüngen auf der Kante und das
Gewicht des Fahrers, wenn dieser lediglich auf dem Board
steht, aufgebrachte Drucklasten rechtwinklig zur Grundebene
liegen. In jedem dieser Bereiche können die Hauptachsen unter
verschiedenen Winkeln bezüglich der Grundebene und der
Längsachse des Kerns ausgerichtet sein.
Ein repräsentatives Gleitbrett, in diesem Fall ein Snowboard,
das einen Kern gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt, ist
in der Fig. 15 dargestellt. Das Snowboard 140 weist einen
Kern 30 auf, der aus sich abwechselnden, 10 mm breiten
Segmenten von mitteldichtem Balsaholz (ungefähr 144,17 kg/m3
bis ungefähr 208,24 kg/m3 (9 lbs/ft3 bis 13 lbs/ft3)) gebildet
ist. Jedes dieser Segmente weist eine Breite von ungefähr 10
mm und jeweilige Hauptachsenwinkel von +45° (erste anisotrope
Struktur) und -45° (zweite anisotrope Struktur) von der
Grundebene jeweils zur Spitze und zum Ende auf. 10 mm breite
Langfasersegmente von mitteldichtem Espenholz (mit einer
Dichte von ungefähr 416,48 kg/m3 (26 lbs/ft3), oder zumindest
von höherer Dichte, als die Balsa-Segmente) erstrecken sich
durch einen Mittelbereich des Kerns und schließen die
Befestigungseinsatzöffnungen ein. Die Segmente sind vertikal
zusammenlaminiert, um ein dünnes, längliches Kernelement zu
bilden, das von der Spitze zum Ende eine Länge von ungefähr
153,04 cm (60-1/4 US-Zoll, im folgenden kurz "Zoll"), an
seinem breitesten Punkt eine Breite von ungefähr 27 cm
(10-5/8 Zoll), eine Taillierung von ungefähr 2,54 cm
(1 Zoll), und eine Dicke aufweist, die sich von ungefähr 8 mm
im Mittelbereich zu ungefähr 1,8 mm an der Spitze verändert.
Der Kern 30 ist sandwichartig zwischen oberen und unteren
Verstärkungslagen 142, 144 eingefaßt, wobei jede vorzugsweise
aus drei Glasfaserbogen besteht, die unter 0°, +45° und -45°
von der Längsachse des Boards ausgerichtet sind und die die
Kontrolle von längs gerichteter, quer gerichteter Biegung und
Torsionsverdrehung des Boards unterstützen. Die
Verstärkungslagen 142, 144 können sich über die Kanten des
Kerns heraus und über eine (nicht dargestellte) Seitenwand
und Spitzen- und Endabstandhalter (nicht dargestellt)
erstrecken, um den Kern vor Beschädigung und Abnutzung zu
schützen. Eine kratzfeste Deckschicht 146 bedeckt die obere
Verstärkungslage 142, während auf der Unterseite des Boards
eine Gleitfläche 148 angeordnet ist, die typischerweise aus
einem gesinterten oder extrudierten Kunststoff gebildet ist.
Metallkanten 150 können einen Teil- oder vorzugsweise einen
Gesamtumfang des Boards einfassen, und eine harte
Eingriffkante für die Steuerung des Boards auf Schnee und Eis
bereitstellen. Dämmaterial kann zur Dämpfung ebenfalls in das
Board integriert sein, um Flattern und Vibrationen zu
verringern.
Es werden die folgenden Beispiele gegeben, um die ungefähre
Druckfestigkeit für verschiedene anisotrope Holzstrukturen
wiederzugeben, damit die Erfindung veranschaulicht wird. Es
ist jedoch anzumerken, daß die Beispiele lediglich zu
beschreibenden Zwecken angegeben werden und den Umfang der
Erfindung nicht beschränken.
Es wurden Druckfestigkeitsmessungen durchgeführt, in denen
ein Beispielkern unter Benutzung eines runden Werkzeugs, das
eine Fläche von ungefähr 720 mm2 aufweist, gegen einen
flachen Probekörper gedrückt wurde. Bei einer Kernauslenkung
von 1 mm wurden die folgenden Druckfestigkeitswerte gemessen.
Diesen Druckfestigkeitsmessungen kann entnommen werden, daß
die Hauptachsenausrichtung den Strukturcharakter einer
anisotropen Struktur beeinflussen kann. Die Hauptachse für
die maximale Druckfestigkeit des Holzes liegt entlang der
Faserrichtung. So kann zum Beispiel das Ausrichten der Faser
(Hauptachse) des Holzes mit höchster Dichte (Espe)
rechtwinklig zur Richtung der Drucklast eine geringere
Strukturfestigkeit erzeugen, als die Ausrichtung der Faser
eines Materials geringerer Dichte (mitteldichtes Balsa)
parallel zur Last. Zusätzlich erzeugt das Ausrichten der
Faser des mitteldichten Balsa parallel zur Last eine höhere
Strukturfestigkeit als das Ausrichten der Faser unter ±45°
zur Last.
Nachdem verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
ausführlich beschrieben wurden, werden verschiedene
Abwandlungen und Verbesserungen Fachleuten geläufig sein.
Solche Abwandlungen und Verbesserungen liegen im Umfang der
Erfindung. Entsprechend ist die vorstehende Beschreibung
lediglich beispielhaft und dient nicht zur Beschränkung. Die
Erfindung ist nur so begrenzt, wie sie durch die folgenden
Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.
Claims (39)
1. Kern für ein Gleitbrett, umfassend:
ein längliches, dünnes Kernelement, das in ein Gleitbrett integrierbar ist, wobei das Kernelement eine Spitze, ein Ende und ein Paar sich gegenüberliegender Kanten, weiterhin eine Längsachse, die sich in einer Richtung Spitze-Ende erstreckt, eine Querachse, die sich in einer Richtung Kante-Kante rechtwinklig zur Längsachse erstreckt, und eine Normalachse aufweist, die rechtwinklig zu der Längsachse und zu der Querachse ist,
wobei das Kernelement ferner eine erste anisotrope Struktur mit einer ersten Hauptachse umfaßt, entlang derer eine mechanische Eigenschaft der ersten anisotropen Struktur einen Maximalwert aufweist, und die mechanische Eigenschaft aus Druckfestigkeit, Drucksteifheit, Druckschwellfestigkeit, Druckkriechfestigkeit, Zugfestigkeit, Zugsteifheit, Zugschwellfestigkeit und Zugkriechfestigkeit ausgewählt ist, und die erste Hauptachse in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, die sowohl zur Längsachse, als auch zur Querachse, als auch zur Normalachse des Kernelements nicht parallel ist.
ein längliches, dünnes Kernelement, das in ein Gleitbrett integrierbar ist, wobei das Kernelement eine Spitze, ein Ende und ein Paar sich gegenüberliegender Kanten, weiterhin eine Längsachse, die sich in einer Richtung Spitze-Ende erstreckt, eine Querachse, die sich in einer Richtung Kante-Kante rechtwinklig zur Längsachse erstreckt, und eine Normalachse aufweist, die rechtwinklig zu der Längsachse und zu der Querachse ist,
wobei das Kernelement ferner eine erste anisotrope Struktur mit einer ersten Hauptachse umfaßt, entlang derer eine mechanische Eigenschaft der ersten anisotropen Struktur einen Maximalwert aufweist, und die mechanische Eigenschaft aus Druckfestigkeit, Drucksteifheit, Druckschwellfestigkeit, Druckkriechfestigkeit, Zugfestigkeit, Zugsteifheit, Zugschwellfestigkeit und Zugkriechfestigkeit ausgewählt ist, und die erste Hauptachse in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, die sowohl zur Längsachse, als auch zur Querachse, als auch zur Normalachse des Kernelements nicht parallel ist.
2. Gleitbrettkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Hauptachse in einer ersten Ebene liegt,
die sich parallel zu einer sich durch die Längsachse und
die Normalachse erstreckende Längsebene erstreckt.
3. Gleitbrettkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Hauptachse in einer ersten Ebene liegt,
die sich parallel zu einer sich durch die Querachse und
die Normalachse erstreckende Querebene erstreckt.
4. Gleitbrettkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Hauptachse in einer ersten Ebene liegt,
die rechtwinklig zu einer Grundebene ist, die sich durch
die Längsachse und die Querachse erstreckt, wobei die
erste Ebene nicht parallel zu der Längsachse und zu der
Querachse ist.
5. Gleitbrettkern nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Hauptachse unter zumindest einem Winkel von zwischen 10°
und 80° relativ zu der Hauptachse, der Querachse oder
der Normalachse ausgerichtet ist.
6. Gleitbrettkern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel im wesentlichen 45° beträgt.
7. Gleitbrettkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kernelement weiterhin eine zweite anisotrope
Struktur umfaßt, die eine zweite Hauptachse aufweist,
entlang derer eine mechanische Eigenschaft der zweiten
anisotropen Struktur einen Maximalwert aufweist, wobei
die zweite Hauptachse in einer zweiten Richtung
ausgerichtet ist, die nicht parallel zur ersten Richtung
der ersten Hauptachse ist.
8. Gleitbrettkern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite anisotrope Struktur derart ausgerichtet
ist, daß die zweite Hauptachse parallel zu entweder der
Längsachse, der Querachse, oder der Normalachse des
Kernelements ist.
9. Gleitbrettkern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite anisotrope Struktur derart ausgerichtet
ist, daß die zweite Hauptachse nicht parallel zu sowohl
der Längsachse, der Querachse, als auch der Normalachse
des Kernelements ist.
10. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hauptachse
rechtwinklig zu der zweiten Hauptachse ist.
11. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hauptachse in
einer ersten Ebene und die zweite Hauptachse in einer
zweiten Ebene liegt, wobei die erste Ebene parallel zu
der zweiten Ebene ist.
12. Gleitbrettkern nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste und die zweite Ebene parallel zu einer
Längs ebene sind, die sich durch die Längsachse und die
Querachse erstreckt.
13. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste
Hauptachse als auch die zweite Hauptachse unter
zumindest einem Winkel zwischen 10° und 80° relativ zu
der Längsachse, der Querachse oder der Normalachse
ausgerichtet ist.
14. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste
Hauptachse als auch die zweite Hauptachse unter einem
Winkel von einer Grundebene ausgerichtet ist, die sich
durch die Längsachse und die Querachse erstreckt, wobei
der Winkel der ersten Hauptachse und der zweiten
Hauptachse gleich ist.
15. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 13
bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hauptachse
zur Spitze und die zweite Hauptachse zum Ende winklig
ist.
16. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 13
bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel im
wesentlichen 45° beträgt.
17. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement eine
Vielzahl der ersten anisotropen Strukturen und eine
Vielzahl der zweiten anisotropen Strukturen umfaßt.
18. Gleitbrettkern nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kernelement eine Vielzahl von sich abwechselnden
Segmenten der ersten anisotropen Strukturen und der
zweiten anisotropen Strukturen umfaßt.
19. Gleitbrettkern nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die abwechselnden Segmente über das Kernelement
in der Richtung Kante-Kante erstrecken.
20. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 18
bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest eine
der Abmessungen Höhe, Breite oder Länge benachbarter
Segmente voneinander unterscheiden.
21. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 17
bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von
ersten anisotropen Strukturen und die Vielzahl von
zweiten anisotropen Strukturen in dem Kernelement gleich
verteilt sind.
22. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 17
bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement
einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich umfaßt,
wobei die ersten und zweiten Bereiche entsprechend erste
und zweite Verteilungen der ersten anisotropen
Strukturen und der zweiten anisotropen Strukturen
umfassen, und die erste Verteilung von der zweiten
Verteilung verschieden ist.
23. Gleitbrettkern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kernelement mit einer Vielzahl von Öffnungen
versehen ist, in denen Befestigungseinsätze zum
Befestigen einer Bindung an dem Gleitbrett aufnehmbar
sind, wobei die zweite Hauptachse in einer Ebene liegt,
die parallel zu einer sich durch die Längsachse und die
Querachse erstreckenden Grundebene ist, und die Vielzahl
von Öffnungen ausschließlich in der zweiten anisotropen
Struktur angeordnet ist.
24. Gleitbrettkern nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite anisotrope Struktur eine Trägerstruktur
ist, die Lasten von den Öffnungen weg verteilt.
25. Gleitbrettkern nach Anspruch 24, dadurch, gekennzeichnet,
daß die Trägerstruktur parallel zur Längsachse ist.
26. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis
25, dadurch gekennzeichnet, daß die erste anisotrope
Struktur eine Vielzahl von ersten Holzsegmenten und die
zweite anisotrope Struktur eine Vielzahl von zweiten
Holzsegmenten umfaßt, wobei sich die ersten und zweiten
Holzsegmente in der Richtung Spitze-Ende erstrecken und
aneinander in der Richtung Kante-Kante in abwechselnder
Konfiguration vertikal lamentiert sind, und sowohl die
ersten Holzsegmente als auch die zweiten Holzsegmente
entsprechend erste und zweite Faserrichtungen aufweisen,
die den ersten und zweiten Richtungen der ersten und
zweiten Hauptachsen entsprechen.
27. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis
26, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement
weiterhin eine dritte anisotrope Struktur mit einer
dritten Hauptachse umfaßt, entlang derer eine
mechanische Eigenschaft der dritten anisotropen Struktur
einen Maximalwert aufweist, wobei die dritte Hauptachse
in einer dritten Richtung ausgerichtet ist, die nicht
parallel zu der ersten Richtung der ersten Hauptachse
und zu der zweiten Richtung der zweiten Hauptachse ist.
28. Gleitbrettkern nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten, zweiten und dritten anisotropen
Strukturen in einem vorbestimmten Muster angeordnet und
ausgerichtet sind, um an ausgewählten Stellen des
Kernelements sich unterscheidende Eigenschaften
bereitzustellen.
29. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis
28, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste als
auch die zweite anisotrope Struktur eine Dichte
aufweist, und die Dichte der zweiten anisotropen
Struktur größer als die Dichte der ersten anisotropen
Struktur ist.
30. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis
29, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite anisotrope
Struktur Espenholz umfaßt.
31. Gleitbrettkern nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
anisotrope Struktur eine Dichte aufweist, die in einem
Bereich zwischen im wesentlichen 144,17 kg/m3 und im
wesentlichen 208,24 kg/m3 liegt.
32. Gleitbrettkern nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
anisotrope Struktur Balsaholz umfaßt.
33. Gleitbrettkern nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement mit einer
Vielzahl von Öffnungen versehen ist, in denen
Befestigungseinsätze zum Befestigen einer Bindung an dem
Gleitbrett aufnehmbar sind.
34. Gleitbrettkern nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze, das
Ende, oder Spitze und Ende abgerundet sind.
35. Gleitbrettkern nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement
eine Dicke aufweist, die sich in der Richtung Spitze-
Ende verändert.
36. Gleitbrettkern nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitbrett
ein Snowboard ist.
37. Gleitbrettkern nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kernelement symmetrisch ist.
38. Gleitbrettkern nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kernelement asymmetrisch ist.
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