DE2135278C3 - Leichtski - Google Patents
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Description
45
Die Erfindung betrifft einen Leichtski in Sandwich-Bauweise, mit einer Laufsohle und einem aus Zellkernstoff
bestehenden Kern, der von mindestens einer in Kunststoff eingebetteten Faserstrangschicht umgeben
ist, die mindestens auf einer Oberfläche des Kerns in » Längsrichtung des Ski parallel zu diesem verlaufende
erste Faserstränge aufweist, und die zweite Faserstränge aufweist, die diagonal zu der Längsrichtung verlaufen
und einen Torsionskasten bilden.
Ein derartiger Leichtski ist aus der FR-PS 13 51 207 5i
bekannt, bei dem als Kern ein geschäumter Körper verwendet wird, der in allen Richtungen eine relativ
geringe Biegesteifigkeit besitzt und nur dazu dient, die obere Deckschicht des Ski von der Laufsohle zu
trennen, ohne einen eigenen Beitrag zur Festigkeit des so Ski zu liefern. Dieser bekannte Leichtski besitzt daher in
Längsrichtung eine geringe Steifigkeit und neigt insbesondere bei hoher Fahrgeschwindigkeit zu unerwünschten
Flatterbewegungen.
Aus der AT-PS 2 36 263 ist ein Leichtski mit einem ί'>
Wabenkern bekannt, der in Längsrichtung in der Mitte des Ski zur Aufnahme einer Standplattc aus Holz
unterbrochen ist. Über und/oder unter dem Wabenkern sind blattförmige Zwischenschichten aus Holz angebracht,
welche eine gute Dämpfungseigenschaft aufweisen und Schwingungen des Ski rasch zur Ruhe bringen
sollen, um auch bei großer Fahrgeschwindigkeit Flatterbewegungen zu verhindern. Durch die Holzeinlagen
ist das Gewicht dieses bekannten Ski unerwünscht groß.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen Leichtski der eingangs genannten Art anzugeben, der
eine hohe Festigkeit in Längsrichtung des Ski sowie eine hohe Torsionssteifigkeit aufweist und dabei besonders
leicht ist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweiten Faserstränge die aus dem Kern und den
ersten Fasersträngen gebildete Kerneinlage umhüllen, und daß der Kern als sich über mindestens den größeren
Teil der Länge des Ski erstreckender Wabenkern ausgebildet ist, der aus in Längsrichtung verlaufenden,
miteinander verbundenen Streifen aus Wabenmaterial besteht, so daß dessen Waben senkrecht zur Laufsohle
verlaufen und zwei zueinander parallele, in Ski-Längsrichtung verlaufende Seitenwände besitzen.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß die Wabenmaterial-Streifen in Längsrichtung ohne
Unterbrechung mit senkrecht zur Laufsohle ausgerichteten Waben verlaufen und zusammen mit den ersten
und zweiten Faseisträngen die gewünschte hohe Torsionssteifigkeit und Festigkeit in Längsrichtung —
ohne Versteifungseinlagen — verwirklichen und dadurch dem Ski bei geringem Gewicht ausgewogene
Elastizitätseigenschaften verleihen. Das Gewicht des Ski ist etwa um 10% niedriger als der leichteste
bekannte Ski, und der Ski besitzt in allen gängigen Schneearten hervorragende Fahreigenschaften und ist
praktisch unzerbrechlich. Der Ski kehrt auch bei starker Auslenkung aus seiner Normallage ohne bleibende
Verformung in diese Normallage zurück.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt
F i g. 1 einen ungereckten, maschinell vorgearbeiteten
Wabenblock in perspektivischer Seitenansicht, der beim Bau des Ski verwendet wird;
Fig.2 das Wabenmaterial gemäß Fig. 1 in gerechtem
Zustand und unter Darstellung seines wabenförmigen Gefüges;
F i g. 3 eine Seilenansicht einer Sandwichanordnung mit einem Wabenkern, welcher unter Übereinstimmung
seiner Streifenrichtung mit der Längsachse des fertigen Ski gewölbt ist;
F i g. 4 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Verformen der gewölbten Sandwichanordnung
von Fig. 3;
F i g. 5 eine teilweise geschnittene und abgebrochene Darstellung eines einzelnen Ski bei seiner Herstellung,
während des Wickeins einer Umhüllung um die Kerneinlage;
Fi g. 6 einen fertigen Ski im Querschnitt;
F i g. 7 eine ähnliche, gebrochene Ansicht, wie in Fig.6 von einem abgewandelten Ausführungsbeispiel:
und
F i g. 8 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ski in einer etwa F i g. 5 entsprechenden
Darstellung.
Ein in den F i g. 5 und 6 dargestellter Ski 10 besitzt
einen Kern 12 und eine Umhüllung 14, welche diesen Kern 12 in siclr einschließt. Diese Umhüllung 14 besteht
aus ersten Fasersträngen 16, welche in der Längsrichtung des Ski verlaufen, und aus quer zu diesen
verlaufenden zweiten Fasersträngen 18, welche wendel- ϊ förmig um den Kern 12 und die ersten Faserstränge 16
herumgewickelt sind- Man unterscheidet am Ski eine Oberseite 20, eine Unterseite 22 und zwei vertikale
Schmalseiten 24. Auf der Unterseite 22 ist eine von zwei harten Stahlkanten 26 begrenzte und mit einer Rille 30
versehene Laufsohle 28 befestigt, welche eine gut gleitende Lauffläche bildet. Von der Seite her gesehen,
besitzt der Ski 10 eine Wölbung 32, siehe Fig.3, eine
abschließende Hinterkante 34 und eine vordere Skispitze 36, welche das Ende einer nach oben is
abgekrümmten sogenannten Schaufel 38 bildet. Der gebrauchsfertig zugerichtete Ski 10 besitzt (hier nicht
dargestellt) eine in der Mitte befestigte geeignete Bindung, mit deren Hilfe sich der Ski in bekannter Weise
am Skistiefel (ebenfalls nicht dargestellt) befestigen läßt.
Aus den F i g. 1 — 5 läßt sich entnehmen, daß der Kern 12 des Ski 10 ein sogenannter Wabenkern ist 48 ist und
aus einer Anzahl von wabenförmig miteinander verknüpften Sreifen besteht, welche an gleichmäßig
verteilten Knotenpunkten 42 miteinander fest verbunden sind. Der Wabenkern 48 ist so ausgerichtet, daß eine
sogenannte »L<<- oder Streifenrichtung der Wabenanordnung
mit der Längsrichtung des Ski 10 zusammenfällt, während eine sogenannte »Wirc-Richtung der
Wabenanordnung senkrecht dazu verläuft. Es leuchtet ein, daß der Wabenkern in Streifenrichtung eine
größere Festigkeit besitzt als in seiner »VWRichtung. Diese Maßnahme trägt wesentlich zur Erhöhung der
Festigkeit des Ski in seiner Längsrichtung bei, ohne jedoch sein Gewicht zu erhöhen. Ein weiterer Vorteil J5
dieser Maßnahme ist darin zu sehen, daß man den Kernrohling im ungereckten Zustand maschinell bearbeiten
kann und dann im gereckten Zustand eine größere Formgenauigkeit erhält als bei einem Wabenkern,
dessen Streifen quer zur Skilängsachse verlaufen.
Der Wabenkern 48 des Ski 10 kann aus einem beliebigen geeigneten Material wie Aluminium, verstärktem
Kunststoff, Zellulose oder dergleichen hergestellt sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird
jedoch ein Kern 48 aus dünner Aluminiumfolie bevorzugt, dessen Wabenweite efwa im Bereich
zwischen 3 mm und 9 mm liegen soll. Es hat sich herausgestellt, daß eine Wabenweite von 6 mm den
günstigsten Kompromiß zwischen Gewicht, Festigkeit und Kosten darstellt
Wie sich aus Fig. 1 entnehmen läßt, wird ein ungereckter Wabenblock M zunächst maschinell mit
den dargestellten Konturen versehen. Es ist allerdings auch möglich, diese Bearbeitung nach dem Recken
vorzunehmen. Bei dieser Bearbeitung verbleibt die Unterseite, welche später etwa der Unterseite 22 des
Ski 10 entspricht, im ebenen Zustand, während die Oberseite gekrümmt verläuft Infolge dieser Krümmung
erhält der fertige Ski über seine gesamte Länge hinweg eine unterschiedliche Dicke, siehe Fig.3, mit deren
Hilfe man die Festigkeit und Flexibilität des fertigen Ski beeinflussen kann.
Aus dem fertig bearbeiteten ungereckten Wabenblock 44 von F i g. 1 wird durch einen Reckvorgang ein
gerecktes Wabenmaterial 46, wie in Fig. 2 dargestellt, hi
Die Stellen des gerechten Wabenmaterials 46, an denen
später beim fertigen Ski 10 Schrauben zum Befestigen der Skibindung und dgl. sitzen werden, werden ganz
oder teilweise mit einem Harz gefüllt, in dem sich die Schrauben sicher verankern lassen. Das fertige gereckte
Wabenmatorial 46 besitzt eine Breite, die wesentlich größer ist als die Breite des fertigen Ski 10.
Das Wabenmaterial 46 wird mit einer oder mehreren Lagen von ersten Fasersträngen 16 belegt. Zwar kann
man als erste Faserstränge 16 verschiedene Materialien verwenden, jedoch werden Schichten oder Lagen aus
gleichgerichteten Glasfasersträngen bevorzugt, welche zi^vor mit einem geeigneten Harz getränkt worden sind.
Der Ausdruck »gleichgerichtete Lagen« sagt aus, daß es sich um Lagen handelt, bei denen die überwiegende
Anzahl der hochfesten Stränge parallel in der gleichen Richtung verlaufen. Auf der Oberseite und Unterseite
des gereckten Wabenmaterials 46 werden eine oder mehrere dieser Lagen so aufgebracht und befestigt, daß
hierdurch der fertige Ski 10 seine gewünschte Festigkeit und Elastizität in Längsrichtung erhält Diese Lagen
erstrecken sich auch über das vordere Ende des gereckten Wabenmaterials 46 und bilden dort die
Schaufel 38! mit der Skispitze 36. Ini^ige der geringen
Dicke des Wabenmaterials 46 im Bereich der Schaufel 38 besitzt der fertige Ski 10 hier eine größere
Biegsamkeit als im übrigen Bereich. Nach dem Auflegen werden die imprägnierten Lagen der ersten Stränge 16
auf die Oberflächen des Wabenmaterials 46 Faserintensiv aufgepreßt und ausgehärtet, so daß eine feste
Verbindung zwischen dem Wabenmaterial 46 und den Lagen der ersten Faserstränge 16 entsteht Gleichzeitig
mit dem Aushärten des Harzes erfolgt eine Verformung des Wabenmaterials 46 über seine Längsrichtung
hinweg in der Weise, daß eine Sandwichanordnung 50 entsteht, die gemäß Fig.3 in den Konturen mit der
Wölbung 32 und der Schaufel 38 bereits mit dem fertigen Ski 10 übereinstimmt
Eine geeignete Vorrichtung zum Verpressen der Sandwichanordnung 50 ist in Fig.4 dargestellt Sie
besitzt einen Vorrichtungstisch 52 mit einer Vielzahl von senkrecht stehenden austauschbaren Einsätzen 54
mit Stützbolzen 56. Durch Auswechseln der Einsätze 54 läßt sich über die Oberseiten der Stützbolzen 56 hinweg
eine Kurve einstellen, welche der gewünschten Kontur entspricht. Über die oberen Enden sämtlicher Stützbolzen
56 hinweg ist eine Metallplatte 58 mit einem gekrümmten Vorderende 60 gelegt. Gewichte 62
greifen am Hinterende sowie in der Nähe des gekrümmten Vorderendes 60 so an die Metallplatte 58
an, daß sie fest gegen die oberen Enden der Stützbolzen 56 gedrückt wird. Dadurch wird die von den Stützbolzen
56 und den Einsätzen 54 vorgeformte Kontur auf die Metallplatte 58 übertragen. Anschließend wird eine
oder werden mehrere Lagen von ersten Faserstränger auf die Metallplatte 58 aufgelegt, das Wabenmaterial 46
aui diese Lagen aufgelegt, und schließlich eine oder
mehrere weitere Lagen von ersten Fasersträngen 16 auf das Wabenmateriai 46 aufgelegt. Anschließend wird,
siehe F i g. 4, ein geheizter Pressenstempel 168 auf diese Faser abgesenkt, so daß sich diese Elemente verformen
und der vorgegebenen Kontur der abgestützten Metallplatte 58 anpassen, das in den Strang-Lagen
enthaltene Harz aushärtet und eine feste Verbindung zwischen den Lagen aus den ersten Fasersträngen 16
und dem Wabenmateriai 46 herstellt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Pressenstempel 168 aus
einem steifen Obcrgestell 64, einer gekrümmten Auflageplatte 66 und aus senkrecht angeordneten
seitlichen flexiblen Schürzen 68, welche abdichtend mit dem Obergestell 64 und mit der gekrümmten Auflage-
platte 66 verbunden sind. Es entsteht somit zwischen der gekrümmten Auflageplatte 66 und den Schürzen 68 ein
hohler und dichter Innenraum, der sich über einen Einlaßstutzen 70 mit einem Strömungsmedium füllen
läßt. Während des Preßvorgangs wird heiße Luft oder Dampf durch den Einlaßstutzen 70 in den Innenraum
des Pressenstempels 168 eingeblasen und sorgt somit einerseits für den nötigen Anpreßdruck zum Verformen
der eingelegten Lagen und andererseits für die nötige Temperatur zum Aushärten des Tränkharzes.
Ist die so geformte Sandwichanordnung 50 ausgehärtet,
so wird sie in eine Anzahl von Streifen zerschnitten, deren Breite etwas größer als die größte Breite des
fertigen Ski ist. Anschließend wird jeder Streifen mit Hilfe einer nicht dargestellten Lehre an den Seiten so
beschnitten, daß sich eine dem fertigen Ski bzw. der Darstellung in F i g. 5 entsprechende Außenkontur
£riiiKi_ D;·« cri beschnittene Rohici! ^**·ίί>!''ηηρ'. ni?.n -!J*·
Kerneinlage eines Ski. letzt können die zweiten Faserstränge 18 aufgebracht werden.
Diese zweiten Faserstränge werden vorzugsweise zu einem schmalen Band 72 aus gleichgerichtetem
Fasermaterial vorverarbeitet, welches aus einer Vielzahl von in Längsrichtung parallelen zweiten Fasersträngen
18 besteht. Dieses schmale Band 72 wird zur Erzeugung eines Torsionskastens wendelförmig um die
vorbereitete Kerneinlage herumgewickelt, bis diese vollständig umwickelt ist und deren gesamte Oberfläche
von dem Band 72 eingehüllt ist. vgl. F i g. 5. Vorzugsweise werden eine oder mehrere Lagen von zweiten
Fasersträngen kreuzweise aufgewickelt. Nach vollzogener Umwicklung werden die Bänder 72 mit einem Harz
getränkt, sofern es sich nicht bereits um vorgetränkte Bänder handelt, unter eine geeignete beheizte Formpresse
gelegt, hier nicht dargestellt, wo das Harz ausgehärtet wird. Wenn man außen auf die aufgewickelten
Bänder 72 eine zusätzliche Harzschicht aufgibt und die Presse unter einen genügenden Druck setzt, so
erhält der fertige Ski eine glatte fertige Oberfläche. Farbstoffe, die entweder bereits im Harz enthalten sind
oder vor oder nach dem Aushärten auf die Außenschicht der gewickelten Bänder 72 aufgegeben werden.
verleihen dem fertigen Ski sein gewünschtes Aussehen.
In F i g. 8 ist ein gegenüber dem Ski 10 abgewandelter
Ski 10a dargestellt. Bei dieser Ausführung reichen die zweiten Faserstränge 18 nur bis an den Bereich einer
Schaufel 38a. während die Schaufel 38a selbst nur von ersten Fasersträngen 16 bedeckt ist. Damit wird
erreicht, daß diese Schaufel 38a eine größere Elastizität
erhält, was unter gewissen Skisport-Bedingungen erwünscht ist. Über die restliche Länge dieses Ski 10a
hinweg gelten jedoch die gleichen Elaslizitätsbedingungen
wie für den Ski 10. da hier die kreuzweise umwickelten /weiten Faserstränge 18 in gleicher Weise
vorhanden sind.
Wie Fig. 7 erkennen läßt, kann der Ski 10 zur
Erhöhung seiner Quersteifigkeit seitlich mit Zusat/-strängcn 74 aus einem hochfesten Material wie
Glasfasern. Bor- oder Kohlenstoff-Fäden versehen werden. Mit Hilfe dieser auf den Schmalseiten 24 direkt
an der Kerneinlage anliegenden, mit Hilfe eines Klebemittels angeklebten und von den nachträglich
herumgewickelten Bändern 72 eingeschlossenen Zusat/strängen
74 wird praktisch jede Vcrbiegung des Ski in in Oiiprrirhtiina unterbunden. Damit wird seine
.Spurstabilität in Längsrichtung wesentlich verbessert.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet man für die ersten und die zweiten Faserstränge 16, 18
vorzugsweise Lagen aus dünnen Glasfasern, deren Durchmesser bei 0.125 mm liegt. Diese Lagen sind
vorzugsweise vorgetränkt mit einem Epoxydharz und einem Katalysator, der seine Wirkung unter Wärmeeinfluß
entfaltet, oder die Lagen können auch, kurz bevor sie z.". auf die Sandwichanordnung 50 aufgelegt
werden, mit einer Mischung aus Epoxydharz und einem Katalysator getränkt werden.
Wie F i g. 6 zeigt, ragen die nvt Hilfe eines geeigneten
Klebemittels 76 an der Unterseite 22 des Ski 10 befestigten Stahlkanten 26 seitlich über die Schmalseiten
24 hinaus. Daraufhin wird die Laufsohle 28 zwischen den Stahlkanten 26 auf die Unterseite 22 mit Hilfe eines
geeigneten Bindemittels aufgebracht.
Zum Schütze der Oberseite 20 des fertigen Ski 10. und
insbesondere zum Schutz seiner oberen durchlaufenden Längskanten kann man diese mit einer zähen,
elastischen und abriebfesten Schutzauflage 78 versehen, wenn der Ski 10 ansonsten fertiggestellt ist. Diese
Schutzauflage 78 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Oberseite 20 des Ski 10 und über mindestens
den oberen Bereich der Schmalseiten 24. |e nach dem. welches Material zur Anwendung gelangt, kann diese
Schutzauflage 78 aufgestrichen, aufgesprüht oder auf den Ski 10 aufgeklebt sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
- Patentansprüche:!, Leichtski in Sandwich-Bauweise, mit einer Laufsohle und einem aus Zellkernstoff bestehenden Kern, der von mindestens einer in Kunststoff eingebetteten Faserstrangschicht umgeben ist, die mindestens auf einer Oberfläche des Kerns in Längsrichtung des Ski parallel zu diesem verlaufende erste Faserstränge aufweist, und die zweite Faserstränge aufweist, die diagonal zu der Längs- ι ο richtung verlaufen und einen Torsionskasten bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Faserstränge (18) die aus dem Kern (12) und den ersten Fasersträngen (16) gebildete Kerneinlage umhüllen, und daß der Kern (12) als sich über mindestens den größeren Teil der Länge des Ski (10) erstreckender Wabenkern (48) ausgebildet ist, der aus in Längsrichtung verlaufenden, miteinander verbundenen Streifen aus Wabenmaterial bestehuso daß dessen Waben senkrecht zur Laufsohle (28) verlaufen uud zwei zueinander parallele, in Ski-Längsrichtung verlaufende Seitenwände besitzen.
- 2. Leichtski nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die zweiten Faserstränge (18) aufweisende Umkleidung nur über einen Teil der Länge des Ski (10) vorhanden ist.
- 3. Leichtski nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch entlang der Schmalseiten (24) des Wabenkerns (48) in Längsrichtung des Ski (10) weitgehend parallel zueinander verlaufende Zusatzstränge (74).
- 4. Leichtski nach einem der vorstehenden Ansprüche, ^dadurch gekennzeichnet, daß jeder Faserstrang (16; 18; 74) auj Vollmaterial besteht.
- 5. Leichtski nach einem der , iisprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,'daß jeder Faserstrang (16; 18; 74) aus gewickelten Fasern besteht.
- 6. Leichtski nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Skispitze (38a^nur in Längsrichtung verlaufende ίο erste Faserstränge (16) vorgesehen sind.
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