<Desc/Clms Page number 1>
Mehrschichtenschi
Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrschichtenschi in Sandwichbauweise mit mindestens einem oberen und unteren tragendenDeckblatt aus Metall oder faserverstärktem, insbesondere glasfaserverstärk- tem Kunststoff und einem Kern, welcher im wesentlichen aus Zellkernstoff besteht, dessen Zellfolien aus
Metall oder faserverstärktem, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt sind, wobei im Be- reich zwischen den tragenden'Deckblättern zusätzlich zum Zellkernstoff mindestens eine, im wesentli- chen über die ganze Länge des Schis durchgehende zusätzliche Lage aus Holz vorhanden ist.
Bei Mehrschichtenschiern in Sandwichbauweise mit Deckblättern aus Metall oder faserverstärktem
Kunststoff wird als Werkstoff für den Kern in erster Linie Holz, insbesondere spezifisch leichtes Holz, ver- wendet. Es wurde aber auch bereits vorgeschlagen, den Kern eines Mehrschichtenschis in Sandwichbau- weise aus einem Wabenzellkernstoff mit stehend angeordneten Sechskantwaben (honeycombs) herzustel- len. Bei diesem Vorschlag ist man offenbar vom Flugzeugbau ausgegangen. Im Flugzeugbau haben sich
Wabenzellkernstoffe mit stehend angeordneten Sechskantwaben sehr gut bewährt.
DerVorteil der Verwendung von Zellkernstoffen bei Mehrschichtenschiern in Sandwichbauweise liegt vor allem in dem geringen Raumgewicht derartiger Werkstoffe. Beispielsweise erreicht man mit Alumi- nium-WabenzellkernstoffenWerte für dasRaumgewicht bis herab zu 24 kg/m3, während das Raumgewicht der üblichen Weichhölzer z : rka 500 kg/mS beträgt. Die Verwendung von Zellkernstoffen bietet daher die Möglichkeit, einen Schi mit relativ geringem Gewicht herzustellen, u. zw. auch dann, wenn die Deckblätter der Sandwichkonstruktion aus einem im Vergleich zu Holz schwereren Werkstoff, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung oder aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen.
Trotz des geringen Gewichtes können aber derartige Schier mit einem Kern aus Zellkernstoff eine ziemlich hohe Steifigkeit aufweisen, was insbesondere für Rennschier von Bedeutung ist, denn ein Schi mit genügend hoher Steifigkeit neigt in weitaus geringerem Masse bei hohen Geschwindigkeiten zum Flattern.
Für den Tourenschilauf sowie von weniger geübten Schifahrern werden weichere Schier, d. h. Schier mit geringerer Steifigkeit, bevorzugt. Bei höherer Geschwindigkeit neigen derartige weniger steife Schier auf alle Fälle zum Flattern. Dies kann auch durch die Verwendung eines Zellkernstoffes nicht vermieden werden. Man kann lediglich durch geeignete Konstruktion und durch geeignete Werkstoffauswahl eine möglichst starke Dämpfung des in Schwingung geratenen Schis zu erreichen versuchen. Nun ist aber bekannt, dass gerade Metalle und faserverstärkte, insbesondere glasfaserverstärkte Kunststoffe eine im Vergleich zu Holz wesentlich geringere Schwingungsdämpfung aufweisen.
Ein Schi in Sandwichbauweise mit Deckblättern aus Metall oder glasfaserverstärktem Kunststoff und einem Kern aus einem Zellkernstoff, bei welchem die Zellfolien ebenfalls aus Metall oder glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen, wird daher hinsichtlich der Schwingungsdämpfung ein ungünstiges Verhalten zeigen.
Diesem Mangel wird gemäss der Erfindung dadurch abgeholfen, dass zwischen den oberen und bzw. oder unteren tragenden Deckblättern einerseits und dem Zellkernstoff des Kernes anderseits mindestens eine blattförmige Zwischenschichte aus Holz angeordnet ist.
Durch die blattförmigen Zwischenschichten aus Holz, welche sich im wesentlichen über die ganze Länge des Schis erstrecken, wird eine sehr gute Schwingungsdämpfung der Schikonstruktion erzielt, denn die elastische Schwingungsdämpfung eines Holzwerkstoffes ist bedeutend grösser als die von metallischen Werkstoffen oder glasfaserverstärkten Kunststoff-Konstruktionswerkstoffen.
Die Verbindung der tragenden Deckblätter mit den Kernschichten erfolgt zweckmässigerweise durch Verkleben unter Wärme und Druck. Man kann beispielsweise flüssige Klebstoffe oder auch Klebstoffilme
<Desc/Clms Page number 2>
verwendet.
Auch im Hinblick auf diese Klebstoffverbindung zwischen den Deckblättern und dem Kern istdie blattförmige Zwischenschichte aus Holz von Bedeutung, u. zw. insbesondere dann, wenn ein Zellkern- stoff verwendet wird, der bei der Durchbiegung eine Sattelrücken-Krümmung (antiklastische Krümmung) erfährt. Dies ist beispielsweise bei Wabenzellkernstoffen mit stehenden Sechskantwaben der Fall. Durch die Sattelrücken-Krümmung des Zellkernstoffes wird die Klebeverbindung zwischen den Deckblättern und dem Zellkernstoff stellenweise auf Zug bzw. auf Schälen beansprucht. Dadurch tritt eine Verringerung derBindefestigkeit des Klebstoffes ein.
Wenn man nun eine blattförmige Zwischenschichte aus Holz zwi- schen den Deckblättern und dem Zellkernstoff anordnet, wird zwar eine allfällige Sattelrücken-Krüm- mung des Zellkernstoffes nicht verhindert, jedoch wirkt die blattförmige Zwischenschichte aus Holz ge- wissermassen als Ausgleichsschichte, welche die durch die Sattelrücken-Krümmung des Zellkernstoffes bedingten schädlichen Deformationen desselben aufnimmt und dadurch die Beanspruchungen in der Kleb- stoffschichte entlastet.
Blattförmige Zwischenschichten aus Holz sind beispielsweise bei Schiern mit einem Vollholzkörper und einer Grundplatte aus Metall bereits bekanntgeworden, doch dienen bei diesen Schikonstruktionen die Zwischenschichten nicht der der Erfindung zugrundeliegenden Problemstellung (Schwingungsdämpfung,
Ausgleich für die Sattelrücken-Krümmung des Kernes aus Zellkernstoff).
Ausser den erfindungsgemässen blattförmigen Zwischenschichten aus Holz kann man im Schikörper noch weitereHolzteile anbringen, so z. B. Randleisten aus Holz, durch welche der Zellkernstoff des Kernes seitlich begrenzt ist. Derartige Randleisten aus Holz wurden im Zusammenhang mit einem Schi, dessen
Kern im wesentlichen aus einem Wabenzellkernstoff besteht, bereits vorgeschlagen und können auch zur
Schwingungsdämpfung beitragen. Die Vorteile der erfindungsgemässen blattförmigen Zwischenschichten aus Holz, z. B. im Zusammenhang mit der Verbindung von Kern und Deckblättern und mit der Sattelrük- ken-Krümmung von Zellkernstoffen können aber durch diese Randleisten nicht erreicht werden.
Ferner kann man im Kern des Schis auch Holzteile anordnen, welche sich nicht über die ganze Länge des Schis erstrecken, wie dies in einem bekannten Vorschlag bereits erwähnt ist. Diese Holzteile des Kernes, die sich nicht über die ganze Länge des Schis erstrecken, leisten zwar praktisch keinen Beitrag zur Erhöhung der Schwingungsdämpfung des Schis, sind aber aus andern Gründen zweckmässig. So wird man beispielsweise mit Vorteil die Kernpartie unterhalb der Standfläche für den Schiläufer aus einem Holzstück herstellen, um das Verschrauben der Bindungsteile des Schis zu erleichtern und um an dieser Stelle die Druckfestigkeit der Schikonstruktion quer zur Längserstreckung des Schis zu verbessern.
Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Merkmal kann man die verschiedensten Zellkernstoffe verwenden, beispielsweise Wabenzellkernstoffe, bei denen die Waben stehend, d. h. mitderWa- benachse senkrecht zu den Blättern angeordnet sind, ferner wabenzellartige Kernstoffe, wie beispielsweise Wellblechkernstoffe.
Die Zellfolien können aus Metall, beispielsweise Aluminium oder aus faserverstärktem Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff, bestehen. Als Werkstoffe für die tragenden Deckblätter sind vor allem Leichtmetalle, z. B. Aluminiumlegierungen, geeignet. Man kann aber die Deckblätter auch aus faserverstärktem Kunststoff oder aus Stahl herstellen.
Zum Erzielen einer gutenKelbstoffverbindung ist es unter Umständen auch zweckmässig, in den Zellwänden des Kernstoffes oder auch in den blattförmigen Zwischenschichten aus Holz Löcher anzubringen, um einem eventuellen Lösungsmittel des Klebstoffes bessere Gelegenheit zum Entweichen zu geben.
Auch zum Verbinden allfälliger weiterer Schichten des Schis, wie beispielsweise der Stahlkanten, kann man Klebstoffe verwenden. Die Stahlkanten können jedoch auch verschraubt werden, wofür sich die bereits erwähnten Randleisten aus Holz, welche den Zellkernstoff seitlich begrenzen, günstig auswirken, da die zumBefestigen der Stahlkanten. notwendigen Kantenschrauben in diesen Randleisten aus Holz einen guten Halt finden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung durch Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein. Fig. 1 zeigt schaubildlich und teilweise im Schnitt einen Abschnitt eines Schis, dessen Kern aus stehenden Waben gebildet ist. Fig. 2 zeigt schaubildlich und teilweise im Schnitt einen Schi, dessen Kern aus liegenden Waben gebildet ist. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Schi mit teilweise geöffnetem oberen Deckblatt.
. Der durch den in Fig. l dargestellten Abschnitt charakterisierte Schi ist ein Mehrschichtenschi nach Sandwichbauweise. Zwischen zwei tragenden Deckblättern 1 und 2 aus einer Aluminiumlegierung ist ein Kern angeordnet, welcher im wesentlichen aus einem Wabenzellkernstoff 3 mit stehend angeordneten Sechseckwaben besteht. Das Zellfolienmaterial ist eine Aluminiumlegierung. Die seitliche Begrenzung
<Desc/Clms Page number 3>
des Kernes wird durch Randleisten 4 aus Holz gebildet. Zwischen dem oberen Deckblatt 1 und dem Wa- benzellkernstoff 3 ist eine blattförmige Zwischenschichte 11 aus Holz angeordnet. Eine weitere blattför- mige Zwischenschichte 12 ebenfalls aus Holz liegt zwischen dem unteren Deckblatt 2 und dem Waben- zellkernstoff 3.
Im Übrigen besteht der Schi noch aus Laufbelag 5, Stahlkanten 6 und Schutzbelag 7 für das obere
Deckblatt 1. Zum Herstellen der Laufrille 8 ist in das untere Deckblatt 2 eine Rinne eingepresst. Man könnte aber auch eine Laufrille durch Ausfräsen eines Längsschlitzes im unteren Deckblatt herstellen.
Bei dem durch die Fig. 2 charakterisierten Ausführungsbeispiel besteht die Schikonstruktion ebenfalls aus einer Sandwichbauweise mit einem oberen Deckblatt 1, einem unteren Dechblatt 2 und einem da- zwischenliegenden Kern. Der Kern besteht aber gemäss Fig. 2 aus einem Wabenzellkernstoff 3 mit liegen- den Waben (Wellblech-Kernstoff). Die Wabenachse liegt in der Längsrichtung des Schis. Grundsätzlich könnte man aber die liegenden Waben auch quer (senkrecht) zur Schilängserstreckung anordnen. Seitlich ist der Wabenzellkernstoff 3 wieder durch Randleisten 4 aus Holz begrenzt. Ferner sind zwischen den
Deckblättern 1, 2 und dem Wabenzellkernstoff 3 blattförmige Zwischenschichten 11, 12 aus Holz ange- ordnet.
Im übrigen sind auch beim Schi gemäss Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 noch ein Laufbelag 5, Stahl- kanten 6 und ein Schutzbelag 7 für das obere Deckblatt 1 vorhanden. Zur Bildung der Laufrille 8 ist wie- der in das untere Deckblatt 2 eine Rinne eingepresst.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, erstreckt sich der Wabenzellkernstoff nicht aber die ganze Länge des Schis durchgehend. Die entsprechenden Bereiche 9 sind in Fig. 3 (teilweise gestrichelt) umrandet. Unterhalb der
Standfläche für den Schiläufer ist aber an Stelle des Wabenzellkemstoffes eine Standplatte 10 aus Holz angeordnet.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich in verschiedenster Wesie variieren. So ist die Erfindung nicht auf die beispielsweise angeführten Arten von Zellkernstoffen hinsichtlich Zellgrösse, Zellform, Zellfolienmaterial und Orientierung der Zellen eingeschränkt. Ferner ist man zum Erzielen des erfindungsgemässen Effektes nicht unbedingt nur an die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen zusätzlichen, im wesentlichen über die ganze Länge des Schis durchgehenden Holzlagen gebunden. Man kann beispielsweise auch die eine oder andere-jedoch nicht sämtliche-der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen zusätzlichenHolzlagen (Zwischenschichten 11, 12, Randleisten 4) weglassen bzw. durch einen andern Werkstoff ersetzten.
In diesem Falle wird die erfindungsgemässe Schwingungsdämpfung durch die verbleibenden Holzlagen bedingt.