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Die Erfindung bezieht sich auf einen Ski, welcher einen oberen und einen unteren aus aufeinandergeschichteten Streifen von mit Kunstharz imprägniertem Glasfasermaterial bestehenden im
Querschnitt etwa U-förmigen Gurten aufweist, zwischen denen ein Kern angeordnet ist, der aus mehreren langgestreckten Hohlkörpern besteht. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein neues Verfahren zur Herstellung eines solchen Skis.
Von einem guten Ski wird ein ausgewogenes Gleichgewicht zwischen Steifheit und elastischer Biegsamkeit verlangt, zugleich in Verbindung mit andern wichtigen Eigenschaften hinsichtlich Gewicht, Wölbung und Gestalt.
Um das Gewicht des Skifahrers so gleichmässig wie möglich über die ganze Lauffläche des Skis zu verteilen, ist dieser mit einer Wölbung versehen, die einem leichten Bogen entspricht, der von der Skispitze bis zur
Skihinterkante verläuft und in Verbindung mit der Steifheit des Skis bewirkt, dass ein Teil des Gewichts des
Skiläufers nach vorn zu den Spitzen hin und nach hinten zur Skihinterkante hin verteilt wird. Das Ausmass der
Wölbung und der dazugehörigen Steifheit des Skis soll so sein, dass die Gestalt der beiden Skier gleichmässig ist und, wenn das Gewicht des Skiläufers daraufgebracht wird, der Ski sich abflacht und einen maximalen Teil der
Lauffläche auf den Schnee bringt.
Ein Ski muss auch genügend steif sein, um einem Verwindungsmoment
Widerstand leisten zu können, so dass, wenn der Skiläufer eine Wendung ausführt, die Kanten des Skis ihren
Eingriff in dem Schnee behalten statt abzugleiten, aber natürlich ist auch eine gewisse Verwindung erwünscht, um zu gewährleisten, dass der Ski die richtige Führung hat.
Anderseits soll ein Ski genügend flexibel sein, so dass er Unregelmässigkeiten der Schneefläche folgen kann, ohne sie zu durchpflügen, was die Laufgeschwindigkeit des Skis vermindern und gegebenenfalls ein Einbrechen in den Schnee zur Folge haben könnte. Er soll auch flexibel sein, um dem Skiläufer die Ausführung einer Wendung oder eines Bogens zu gestatten, da Flexibilität, d. h. Biegsamkeit erforderlich ist, um ein gewisses Verbiegen des
Skis während einer Wendung bzw. eines Bogens zuzulassen. Ist jedoch der Ski zu flexibel, so kann er nicht einwandfrei auf hartgepacktem Schnee oder Eis laufen, weil das Gewicht des Skiläufers nicht genügend auf die gesamte Lauffläche verteilt wird und die Skispitze und Skihinterkante nicht mitwirken können.
Bekanntlich springen oder klappern die Spitzen von sehr flexiblen Skiern manchmal während des Laufs über hartgepackten
Schnee, was ein Anzeichen nicht nur dafür ist, dass die Spitzen nicht bei der Bildung der wirksamen Lauffläche mitwirken, sondern auch dafür, dass von diesem Teil des Skis nur wenig Unterstützung zu erhalten ist, wenn der
Skiläufer einen Bogen fährt, da die Kanten nicht in den Schnee eingreifen, sondern während des Laufens fortfahren, zu springen oder zu klappern. Im Endergebnis ist ein Ski, der zu flexibel ist, nicht leicht unter den Bedingungen hartgepackten Schnees zu steuern.
Nach dem gleichen Anzeichen ist ein Ski, der zu steif ist, nicht in der Lage, einwandfrei unter den Bedingungen von weichem Schnee zu laufen, da die Schubkraft der Spitze nach unten diese in den Schnee eintauchen lässt und die Schubkraft der Skihinterkante nach unten des Bogenfahren erschwert.
Weiterhin ist es für einen guten Ski wichtig, dass er seine ursprüngliche Gestalt im Ruhezustand und seine Flexibilität auch nach längerem Gebrauch behält. Skier wurden bekanntlich zuerst aus Holz hergestellt. Eine ganz besondere Eignung für diesen Zweck besitzt Hickoryholz, da es seine Festigkeit und Flexibilität länger als irgendein anderes Holz behält. Die Schwierigkeit bei Holz besteht darin, dass seine Elastizität nachlässt, wenn das Holz feucht wird. So wurde gefunden, dass die Lebensdauer eines Holzskis erheblich begrenzt ist, weil keine Menge von Wachs oder Schellack das Wasser auf die Dauer vom Inneren des Holzkörpers fernhalten kann und sowohl die Flexibilität als auch die anfängliche Wölbung, mit der der Ski hergestellt wurde, bald verloren gehen.
Der erste Versuch zur Lösung dieses speziellen Problems bestand in der Aufbringung verschiedener Kunststoffarten auf der Lauffläche des Skis, wobei der Kunststoff eine sehr dichte Struktur hatte, um den Feuchtigkeitseintritt von der Lauffläche in das Holz zu verhindern. Dadurch wurde die Notwendigkeit beseitigt, ständig auf der Lauffläche Wachsüberzüge anzubringen, aber es konnte doch nicht der Eintritt von Feuchtigkeit in den Holzkörper des Skis von oben oder von den Seiten her verhindert werden. Als nächstes wurde versucht, den ganzen Ski mit einem überzug einer Schicht aus Kunststoff oder Glasfaserstoff zu versehen, wodurch die Feuchtigkeit zum grössten Teil ferngehalten werden konnte, wenn nicht der Kunsstoff abblätterte oder riss.
Es wurde ferner versucht, andere Arten von Skiern unter Verwendung von Metall oder verschiedenen Kombinationen aus Holz, Metall und Kunststoff zusammengeschichtet zu verwenden, um die erwünschte Flexibilität und die andern erwähnten Eigenschaften zu erhalten. In solchen Fällen wurde das Holz mehr dazu benutzt, dem Körper des Skis die erwünschten Abmessungen zu verleihen, als für Flexibilität und Festigkeit zu sorgen, vielmehr sollte die Flexibilität entweder durch die Metallstreifen oder die Glasfaserstoffstreifen gewährleistet werden. Auch wurde versucht, insgesamt aus Kunststoff bestehende Skier herzustellen, aber diese vermochten nicht zu befriedigen wegen ihres Gewichts oder wegen ihres Mangels an Flexibilität oder infolge von Herstellungsschwierigkeiten.
Auf dem Markt findet sich heute eine grosse Vielfalt von Skiern, die fast sämtlich aus Schichtungen von Holz und Glasfaserstoff oder Holz, Glasfaserstoff und Metall bestehen. Bei den geschichteten Skiern, welche Metall enthalten, sind Flexibilität und Steifheit Abhängigkeit von der Festigkeit des Metalls und die übrigen Schichten tragen nicht zu diesen Eigenschaften bei. In solchen Fällen gewinnt das Problem der Metallermüdung erhebliche Bedeutung. Nach einer verhältnismässig geringen Anzahl von Biegungen verliert das Metall seine einwandfreie Wirkung. Es gerät in die Gefahr, zu zerspringen und zu brechen, wodurch
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der Ski unbrauchbar wird. Das ist besonders problematisch bei solchen Metallskiern, welche durchgehende Metallkanten haben, die aus einem sehr harten Stahl bestehen.
Ausserdem haben geschichtete Metallskier häufig eine ungenügende Flexibilität in den Spitzen und Hinterkanten, es sei denn, dass sie aus so dünnen Streifen aufgebaut sind, dass sie leicht dauerhafte Biegungen erfahren können. Bei den Skiern mit einer Schichtung aus Glasfaserstoff und Holz liefert das Holz keine Flexibilität, sondern wirkt nur gewissermassen als Abstandhalter und die eigentliche Wirkung wird allein von der obersten und der untersten, aus Glasfaserstoff bestehenden Schicht aufgebracht. Solche Skier neigen dazu, etwas auf der schweren Seite zu liegen, und ausserdem verliert der Ski, falls es zu einem Bruch der Glasfaserstoffschicht kommt, der den Eintritt von Feuchtigkeit in das Holz ermöglicht, sehr rasch seine Flexibilität.
Bei solchen Skiern werden die Scherbeanspruchungen durch die Holzfasern aufgenommen, die beim Gebrauch allmählich durchbrechen und das Holz wird rasch weich, wenn es feucht wird, was die Fasern noch weiter beeinträchtigt, so dass ihre Fähigkeit zur Aufnahme und übertragung von Beanspruchungen bald verlorengeht.
Es ist ferner versucht worden, einen Ski ganz aus Glasfaserstoff herzustellen. Dabei wurde versucht, dem Problem des übermässigen Gewichts, das vorher hiefür hinderlich gewesen war, durch die Anordnung von Hohlkernen innerhalb des Skis zu begegnen. Es gelang jedoch bisher nicht, einen geeigneten Aufbau oder ein geeignetes Verfahren zu entwickeln, um einen solchen Ski industriell herstellen zu können, da die verschiedenen versuchsweise handwerklich ausgeführten Muster zu teuer waren und die erforderliche Ausrichtung der Fasern nur mit Schwierigkeiten überwacht werden konnte. Wenn nämlich die Fasern nicht linear verteilt sind, während der Ski fertiggestellt wird, so führt das zu einer nichtlinearen Flexibilitätsverzerrung oder einem Verwerfen der Skier, das, wenn überhaupt, nur schwer zu korrigieren ist.
Es wurde noch eine andere Art sogenannter Glasfaserstoffskier versuchsweise entwickelt, die aus drei Teilen bestand : Einer obersten Schicht, einer unteren Lauffläche und einem zentralen Kern aus Epoxyharz, welche sämtlich einzeln zugeschnitten, vorgehärtet und dann zusammengeklebt wurden. Bei diesem speziellen Ski sind sowohl die oberste als auch die unterste Schichtung mit kontinuierlichen Metallstreifen versehen, die praktisch einen Teil der Last bei der Biegung, die der Ski im Gebrauch erfährt, aufnehmen und nach längerem Gebrauch als erste versagen. Ausserdem wird durch das Kleben der Schichten kein genügend einheitliches Gebilde geschaffen, so dass sofort innere Beanspruchungen entstehen, welche danach die Eigenschaften des Skis unwandelbar beeinflussen.
Durch die Erfindung werden die verschiedenen Probleme, die bei einem geschichteten Ski aus Glasfaserstoff auftreten können, ohne Anwendung von Metall- oder Holzschichten, allein durch Ausnutzung der Festigkeit und Elastizität des Glasfaserstoffs gelöst, und es wird ein neues Herstellungsverfahren angegeben, durch welches ein solcher Ski die erforderliche Festigkeit und Flexibilität bzw. Biegsamkeit erhält. Ausserdem ist das neue Herstellungsverfahren für die industrielle Herstellung von Skiern geeignet. Dabei wird der Körper des Skis als ein einheitliches Gebilde ohne geklebte Verbindungen zwischen ungleichen vorgehärteten Materialschichten und durch Härtung als Ganzes in der gewünschten Gestalt hergestellt, wodurch eine bessere Kontrolle der erwünschten Eigenschaften ermöglicht und diese Eigenschaften von vornherein dauerhaft gemacht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach und reproduzierbaren Eigenschaften herstellbaren Ski anzugeben, der eine besonders gute Festigkeit, Flexibilität und Dauerhaftigkeit seiner Eigenschaften aufweist. Er soll ein leichtes Gewicht haben, aber kräftig sein und die für das Skifahren erforderliche Biegsamkeit mit einer ausreichenden Verwindbarkeit vereinigen. Die ursprüngliche Gestalt und Flexibilität eines solchen Glasfaserskis soll auch nach langem Gebrauch erhalten bleiben.
Es soll ferner ein neues Herstellungsverfahren für solche Glasfaserski angegeben werden, das die Schichtung und Formung bzw. Pressung zu einem einheitlichen Gebilde gewährleistet. Dabei soll innerer und äusserer Druck zugleich angewendet werden.
Ausgehend von einem Ski der eingangs angeführten Art wird dies dadurch erreicht, dass die Hohlkörper zum Teil von der Spitze und zum Teil von der Hinterkante des Skis aus bis etwa zur Mitte des Skis verlaufen und dort an entgegengesetzten Seitenflächen des Skis endigen, und im Bereich der Spitze bzw. des Skiendes geschlossen sind, in den Seitenflächen beiderseits der Skimitte hingegen verschliessbare Öffnungen aufweisen.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Fig. l zeigt eine Seitenansicht eines Skis gemäss der Erfindung im Innern der Herstellungsform, von deren Boden und Deckplatte die eine seitliche Schiene abgenommen ist, um das Innere der Form sehen zu lassen. Fig. 2 ist eine Grundrissdarstellung, welche weitere Einzelheiten der Bauweise und Formgebung des neuen Skis erkennen lässt. Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Skis innerhalb der Form, welche seinen Querschnitt nach der Härtung, aber vor der Abnahme des inneren Formteils zeigt. Fig. 4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der verschiedenen angewendeten Schichten, welche deren Relativlagen veranschaulicht, und Fig. 5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, welche die Einzelheiten der Schichtung und Bauweise der Skispitze verdeutlicht.
Zu den verschiedenen Teilen der Form-10-gehören eine Bodenplatte --12-- und eine Deckplatte - von einer Länge, die praktisch etwa der Gesamtlänge des Skis entspricht. Wie Fig. 1 zeigt, ist die Bodenplatte --12-- in der Mitte bei--13--in einem Ausmass nach oben gebogen, das ausreicht, dem
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geformten Ski die erwünschte Wölbung zu geben. An der Skihinterkante ist die Platte-12-bei-16-- etwas nach oben geneigt, um eine schwach angehobene Skihinterkante zu bilden. Die Skispitze --107-- ist wie üblich gebogen und die untere Platte--12--ist dementsprechend bei--18--ebenfalls nach oben gekrümmt.
Die deckplatte --14-- ist gleichfalls an ihrem hinteren Ende bei--20--etwas nach oben geneigt und sie besitzt ebenfalls eine gekrümmte Spitze--22--. Wie Fig. 3 zeigt, besteht die platte --14-- aus einer
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In Fig. 2 sind die übrigen Teile der Form--10--dargestellt, zu denen vier seitliche Schienen--28gehören, die mit der unteren Platte--12--durch Schrauben--29--od. ähnl. Befestigungseinrichtungen verbunden sind. Die Seitenschienen-28-sind genügend lang, um sich über den Teil des Skis zu erstrecken, in welchem seine seitlichen Flanken gerade und parallel sind. Wie aus Fig. 2 zu ersehen, beginnen die Konturen der Skihinterkante--108--und der Skispitze --107-- in der Nähe der Enden gekrümmt nach innen zu laufen. Dementsprechend sind trennbare Seitenplatten-30-für die Hinterkante an der Platte-12durch mehrere Schrauben--31--befestigt.
Die Seitenplatten--30--bilden je eine Hälfte der Seite der Skihinterkante und sind längs der Mittellinie der form --10-- bei --32-- getrennt, so dass nach der Formung des Skis diese Teile leicht abgenommen werden können, so dass der Ski ohne Beschädigung seines Formkörpers herausgenommen werden kann.
An der Skispitze sind die Seitenstücke--34--an der Platte --12-- durch Schrauben --35-befestigt, und gleichfalls bei-36-am äussersten Ende des Skis getrennt, so dass sie zwecks Herausnahme des geformten Skis weggenommen werden können. Eine perspektivische Darstellung dieses Teils der Form ist noch deutlicher in Fig. 5 zu sehen.
Zu beiden Seiten der Form in der Nähe von deren Mitte sind zwei Halteblöcke--38--für Blähkörper in Ausrichtung mit den Seitenschienen--28--angebracht. An den Halteblöcken--38--sind mehrere langgestreckte Druckkissen--40--befestigt, die durch die Anordnung und Gestaltung der Halteblöcke
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von welchem die Zahl der Druckkissen auch abweichen kann je nach dem Verhältnis zwischen Höhe und Breite des geschichteten Aufbaues und der darin gewünschten Zahl von Hohlzellen. Die Druckkissen --40-- reichen in einen Endblock --42-- hinein, der mehrere daraus hervorspringende Stutzen --44-- aufweist, die wieder von einem verteilerstück --46-- aufgenommen werden.
Das Verteilerstück--46--hat einen Einlass
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ist, der am dicksten ist und daher die Einfügung eines besonderen Verstärkungsmaterials erlaubt, um jede Schwächung des Aufbaues zu vermeiden, die von der Unregelmässigkeit der Zellenstruktur an dieser Stelle verursacht werden könnte. Ausserdem erfordert der mittlere Teil des Skis, auf dem sich normalerweise die Stelle befindet, an der der Ski an dem Fuss des Skiläufers befestigt wird, den geringsten Grad von Flexibilität und er erfährt daher auch in dieser Hinsicht die geringste Beanspruchung.
In Fig. 4 sind weitere Einzelheiten des Formaufbaues zu sehen. Die untere Platte--12--ist mit einer abgerundeten Längsrippe --50-- versehen, die sich praktisch über ihre ganze Länge erstreckt und die abgerundete Führungsrille auf der Unterseite des geformten Skis bildet, die dort üblicherweise vorgesehen ist und seine Führungseigenschaften verbessert. Andere Arten von Rippen können natürlich auch vorgesehen werden, um andere Rillenausbildungen zu schaffen, wenn dies gewünscht werden sollte. Längs der inneren Ecken der Seitenschiene --28-- sind Schlitze --52-- vorgesehen, die dazu dienen, die Metallkanten-56-aufzunehmen und sie während der Vorgänge des Zusammenbaues und des Härtens an Ort und Stelle zu halten.
Um die untere Schale des Skis zu bilden, ist das erste Stück Schichtmaterial, das in die Form-10- gelegt wird, ein Streifen aus Kunststoffmaterial--54--von einer Art, die eine sehr geringe Porösität und einen
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bildet die Lauffläche und wird entsprechend dem in Fig. 2 gezeigten allgemeinen Umriss des Skis zugeschnitten.
Sobald die Lauffläche --54-- sich an Ort und Stelle befindet, werden die Metallkanten --56-- in die Schlitze-52--eingefügt. Die Metallkanten --56-- bestehen zweckmässig aus Teilstücken von gehärtetem Stahl, die vorzugsweise nicht über 15 cm lang sind und einen L-förmigen Querschnitt haben, derart, dass der
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Ende etwa auf der ganzen Länge des Skis angeordnet einschliesslich eines kurzen Stücks der Skispitze, bevor diese im Grundriss eine erhebliche Krümmung aufweist. Die kurzen Teilstücke erlauben es dem Ski, sich frei zu biegen,
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so, wie es der Flexibilität des Glasfaserstoffmaterials entspricht, ohne dessen Biegungseigenschaften erheblich zu ändern.
Die Teilstücke sollen nicht grösser sein als etwa 15 cm, vorzugsweise sind sie etwa 2, 5 bis 7, 5 cm lang. Es sind auch Teilstücke mit hievon abweichenden Längen anwendbar. Die kurzen Teilstreifen sind teurer und erfordern mehr Zeit für den Aufbau, die längeren machen den Ski steifer. Um diesen Umständen Rechnung zu tragen, kann es vorteilhaft sein, in der Nähe der Skispitze und der Skihinterkante kürzere Teilstücke anzuwenden, wenn dort eine grössere Flexibilität erwünscht ist.
Die nächste Schicht besteht aus einem Streifen-58--, der vorher durch Faltung in die Form eines Kanals gebracht worden ist, so dass der Boden etwa der Breite des Skis entspricht und die Seitenwände der verjüngten Kontur der Seitenwände des Skis, wie in Fig. l gezeigt, folgen. Der Streifen --58-- besteht aus gewobenem Glasfasermaterial, in welchem die Fasern in zweierlei Richtungen verlaufen, d. h. es verlaufen annähernd eine gleiche Zahl von Fasern in der Längsrichtung des Skis und in seiner Querrichtung. Das Material der Schicht--58--ist vorzugsweise mit einem noch nicht gehärteten Harz imprägniert und befindet sich in trockenem Zustand.
Anschliessend an den U-förmig gestalteten Streifen--58--folgt die nächste Schichtung, bestehend aus mehreren flachen Streifen-60--, die gleichfalls dem in Fig. 2 gezeigten Umriss des Skis
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nur einer Richtung, u. zw. in Längsrichtung des Skis, ausgerichtet sind. Die Fasern des Streifens --60-- werden durch gelegentliche, in Abständen angeordnete Querfasern hinreichend zusammengehalten. Die Streifen-60sind gleichfalls vorher mit einem trockenen ungehärteten Harz imprägniert. Die Zahl der Streifen --60-- kann schwanken je nach dem Grad der für den Ski gewünschten Flexibilität. Die Zeichnungen zeigen in Fig. 4 vier solche Streifen, aber auch dies ist nur ein Beispiel und die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt.
Je nachdem, ob eine grössere oder geringere Flexibilität erwünscht ist, beispielsweise wenn eine etwas geringere Flexibilität im Bereich der Skihinterkante gewünscht wird als in der Spitze, können besondere Streifen --60-- an verschiedenen Stellen hinzugefügt werden ; oder aber es können die Streifen in Längsrichtung gestaffelt angeordnet werden, so dass sich eine gleichmässige Verjüngung zur Spitze oder Hinterkante hin ergibt, ausserdem kann aber auch eine sich gleichmässig ändernde Flexibilität erhalten werden.
In Fällen, in denen ein zusätzlicher Widerstand gegen das Verwindungsmoment für bestimmte Teile des Skis erwünscht ist, können Streifen --60-- mit einheitlicher Richtung in Nachbarschaft zu den Streifen - eingelegt werden, deren in einer Richtung verlaufende Fasern mit einem Winkel zur Skilängsachse gerichtet sind. Die Streifen --60-- vervollständigen den Aufbau der unteren Schale.
Als nächstes wird ein zentraler Kern geformt, um die untere und die obere Schale voneinander zu trennen.
Dieser Kern umfasst mehrere langgestreckte kanalartige Teile, die vorher durch Faltung in eine U-förmige Gestalt gebracht wurden. Die kanalartigen Teile --62-- werden zuerst unmittelbar auf die Streifen --60-- mit der offenen Seite des Kanals nach oben gelegt. Diese kanalartigen Teile --62-- erstrecken sich nicht über die ganze Länge des Skis, sondern nur etwa über die Länge der Seitenschienen--28--. In Fig. 2 sind die kanalartigen Teile-62-in gestrichelten Linien, der gekrümmten Kontur der Druckkissen --40-- folgend und in der Nähe des mittleren Teils des Skis endigend, dargestellt, dort, wo die Druckkissen --40-- aus den Seitenwänden des Skis austreten.
In Fig. l lässt die Seitenwand eines fertigen Skis erkennen, wo die Druckkissen --40-- aus den Seitenwänden des Skis heraustreten. Auch sind hier die Seitenwände der kanalartigen Teile - 62 und 64-zu sehen. Die Oberteile der kanalartigen Teile --64-- sind mit ihren offenen Seiten nach unten angeordnet, so dass die Seitenwände diejenigen der kanalartigen Teile --62-- gleitend berühren. Bevor
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Hinterkanten hin abnimmt, ist es erforderlich, dass die Seitenwände der kanalartigen Teile-62 und 64-sich nach ihren Enden hin verjüngen.
Diese Verjüngung ist in Fig. 4 mit-65-bezeichnet. Die kanalartigen Teile --62, 64--sind aus Glasfasermaterial mit zwei Faserrichtungen hergestellt, das mit ungehärtetem Harz imprägniert ist, wie es auch bei den andern hier verwendeten Materialien der Fall ist, und sie sind trocken. Die Kanäle sind vorher mit Hilfe einer Heisspressvorrichtung gefaltet worden.
Sobald die Druckkissen --40-- und die kanalartigen Glieder-62 und 64-an Ort und Stelle liegen, werden verschiedene Seitenstreifen-66-eingefügt, die sich bis dahin erstrecken, wo die Skihinterkante und die Skispitze beginnen und die daher, ebenso wie vorher beschrieben, abgeschrägt sind. Da die Druckkissen --40-- nahe der Mitte des Ski austreten, sind die Seitenstreifen--66--gerade so lang, dass sie sich von der mit--67--in Fig. 2 bezeichneten Stelle bis etwa zu dem mit der Ziffer--68--bezeichneten Punkt erstrecken.
Es sind also vier getrennte Gruppen dieser Seitenstreifen --66-- vorhanden. Die Streifen-66werden zwischen die Aussenkanten der Kanalteile--62, 64--und die Seitenwände des U-förmigen Streifens - 58-eingefügt.
Die obere Schale wird nun in ähnlicher Weise wie die untere Schale geformt. Die erste Schichtung ist eine zweite Gruppe von Glasfaserstoffstreifen-70-mit einer Faserrichtung, ebenso wie die eine Faserrichtung aufweisenden Streifen --60--, und sind entsprechend dem Umriss des fertigen Skis zugeschnitten und mit ungehärtetem Harz imprägniert. Es können auch Streifen --70-- in der Länge gestaffelt oder einige von ihnen gegebenenfalls auch schräg gelegt werden. Nachdem dies geschehen ist, wird ein zweiter grosser Streifen
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--72--, der als U-förmiger Kanal gestaltet ist, in die Form gelegt.
Der Streifen--72--ist etwa gleich dem
Streifen--58--insofern, als er aus Glasfaserstoffmaterial mit zwei Faserrichtungen besteht und vorher mit ungehärtetem Harz imprägniert ist. Die Seitenwände des Streifens --72-- können entweder innerhalb oder auf der Aussenseite der Seitenwände des Streifens --58-- angeordnet werden. Die Endschicht ist ein weiteres
U-förmig gestaltetes, als Decklage --74-- eingefügtes Material, dessen Seitenwände sich ausserhalb der
Seitenwände der grossen U-förmigen Streifen-72-oder-58-erstrecken. Die Decklage --74-- ist vorzugsweise ein feinmaschiges Gewebe mit zwei Faserrichtungen, die gleichfalls vorher mit einem ungehärteten
Harz imprägniert ist.
Die Decklage--74--soll in erster Linie dem dekorativen Aussehen dienen und kann gewünschtenfalls farbig oder bedruckt sein. Die Streifen--70, 72 und 74--bilden zusammen die obere Schale des Skis.
In Fig. 5 sind die verschiedenen Schichtungen des spitzen Abschnitts eines Skis auseinandergezogen dargestellt. Dabei sind die gleichen Arten und Reihenfolgen der Schichtungen bei der Skihinterkante angewendet, so dass hiefür eine besondere Darstellung entbehrlich ist. Die Schichten, welche die obere und untere Schale bilden, reichen, wie schon erwähnt, bis in die Spitze des Skis hinein. So ist die Lauffläche --54-- dargestellt, aber ihre Seiten sind bei-55-so beschnitten, dass sie sich dem letzten Teil der Kanten --56-- anpassen.
Der erste grosse U-förmige Streifen--58-mit zwei Faserrichtungen erstreckt sich bis in die eigentliche
Skispitze, und um die Krümmung des Materials nach oben zu ermöglichen, sind die Seiten beschnitten oder genutet, wie es bei --59-- dargestellt ist. Die erste Gruppe von Streifen --60- mit nur einer Faserrichtung ist gleichfalls als unmittelbar über dem Streifen --58-- und sich bis in die Skispitze hinein erstreckend dargestellt.
Da die U-förmigen Kanäle-62 und 64--sich nicht ganz bis in die Spitze oder bis zur Hinterkante des Skis erstrecken, ist es erforderlich, einen gewissen Abstand zwischen der oberen und der unteren Schale vorzusehen, wie dies durch die Kanäle in dem Rest des Skis geschieht. Hiezu sind mehrere Streifen --76-- aus Gewebe mit zwei Faserrichtungen oder Fadenrichtungen zwischen die Streifen-60 und 70-, die nur eine Faserrichtung aufweisen gelegt. Diese Streifen --76-- können so zugeschnitten sein, dass sie einen zentralen Hohlraum --78-- ergeben, der mit einer Mischung --80-- gefüllt wird, welche aus einer ungehärteten Harzmasse besteht, der ein Füllmittel aus kleinen Hohlkugelelementen --82- zugesetzt ist.
Nach der Härtung verleiht dieses Material der Spitze des Skis eine beträchtliche Festigkeit, wobei es seine feste Form beibehält, aber kein überschüssiges Gewicht in der Spitze verursacht.
Oberhalb der Streifen --76-- in der Spitze und des Kernmaterials-80-verlaufen die Streifen --70-- aus Material mit einer Faserrichtung bis zur Spitze selbst, und oberhalb der Streifen--70--befindet sich der Streifen --72- mit zwei Faserrichtungen und der die Decklage bildende Streifen-74-. Wie schon erwähnt, können ihre Kanten, um die Aufwärtskrümmung der U-förmigen Streifen-72 und 74-zu ermöglichen, beschnitten oder genutet sein, wie es bei--75--gezeigt ist.
Um die Spitze ferner gegen Beschädigung zu schützen und den gekrümmten Teil von ihr zu versteifen, kann ein metallenes Spitzenstück -84-- längs der Seiten der Spitze in die Form gelegt werden, so dass es sich längs der äusseren Seitenwände der Deckschicht --74-- erstreckt, und wenn das Harz gehärtet wird, daran anhaftet und mit dem Ski aus einem Stück besteht.
Zu den Verfahrensschritten der Herstellung eines Skis gemäss der Erfindung gehört vor allem der Zusammenbau und das Einlegen der verschiedenen Schichten, wie bereits beschrieben. Wenn alle Schichten und Druckkissen --40-- sich an Ort und Stelle befinden, wird die obere Platte --14-- der Form auf die Schichtung gelegt und so angeordnet, dass der mittlere Teil --26-- zwischen die Seitenschienen-28-passt und direkt auf der Decklage --74-- aufliegt. Die gesamte Anordnung wird dann in eine Presse gelegt, die eine obere und eine untere Pressfläche hat, die etwa den oberen und unteren Flächen der Platten-12 und 14-entsprechen. Dann werden die Druckeinlassstutzen-48-mit einer Dampf- oder Druckluftquelle verbunden.
Die äusseren Platten der äusseren Presse werden dann betätigt, um gleichzeitig die äusseren Schichten unter Druck zu setzen, die Druckkissen--40--werden unter Druck gesetzt und können etwas erhitzt werden, wenn Dampf benutzt wird, bis das Harz weich wird und etwas zu fliessen beginnt. Die Platten der äusseren Form werden ebenfalls erhitzt, bis der Kunststoff weich ist, und dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis das gesamte ungehärtete Harz weich und leicht fliessend geworden ist. Bei der Druckbeaufschlagung der äusseren Presse wird der Druck auf die inneren Druckkissen--40--für eine kurze Zeitspanne unterbrochen und dann erneut angelegt, um das Entweichen einer beträchtlichen Menge der eingeschlossenen Luft zwischen den verschiedenen Lagen zu ermöglichen.
Der Druck innerhalb der Kissen--40--wird dann gesteigert, bis das weiche Harz aus den Rissen in der Form herauszutreten beginnt und so anzeigt, dass alles Harz geschmolzen ist. Der Druck auf die inneren Kissen wird dann auf etwa 8, 8 at (125 lbs. per square inch) gesteigert und die Temperatur an den äusseren Platten auf 150 bis 1650C (300 bis 3300 Fahrenheit) angehoben. Danach wird die gesamte Anordnung auf diesen Temperatur- und Druckwerten zwecks Erhärtens für etwa 30 min belassen.
Nach Ablauf dieser Härteperiode wird die Form aus der Presse genommen und die Druckquellen werden von den Einlassstutzen - -48-- abgetrennt. Die obere Platte --14-- wird dann abgenommen und die Seitenschienen-28, 30 und 34-von der unteren Platte --12-- getrennt und die Druckkissen--40--werden aus dem Inneren der
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Kanäle--62, 64--herausgezogen, so dass der Ski aus der Form herausgenommen werden kann. Der Ski ist dann bereit zur Reinigung im Sandstrahlgebläse und zur Oberflächenbearbeitung, und die Kanten-56- können geschliffen und gleichfalls endgültig bearbeitet werden.
Während des Arbeitsganges der Hitze- und Druckeinwirkung verursacht, nachdem das Harz flüssig geworden ist, die Ausdehnung der rohrförmigen Druckkissen --40-- gegen die benachbarten Seiten- und Bodenwände der Kanäle --62, 64--, dass diese Kanäle zunächst aneinander anhaften und sich bei weiterer Ausdehnung der Druckkissen --40-- vertikal zu verschieben und in dieser Ebene zu gleiten suchen. Da der anfängliche Druck gegen diese Seitenwände sie zusammenpresst und die auf das ungehärtete Harz einwirkende Hitze sie dazu bringt, aneinander zu haften, bringt die endgültige Anlegung von Druck auf die Kissen die Fasern in den Seitenwänden unter eine Vorspannung, wenn sie wegzugleiten suchen, und in diesem Zustand werden sie erhärten gelassen.
Durch Fasern, welche unter Vorspannung stehen, wird eine maximale Strukturfestigkeit geschaffen, da sie die ersten sind, welche jegliche Spannungsbelastung tragen, und in gleicher Weise die ersten sind, welche die Druckbelastungen tragen. Dadurch, dass diese Fasern unter eine Vorspannung versetzt werden, wenn sie keine Druckbelastung erfahren sollen, wird der Lastbetrag, dem sie Widerstand leisten können, bedeutend grösser, als wenn diese Fasern nicht durch Vorspannung verfestigt wären, sondern nur geknickt oder gefaltet wären, in welchem Falle sie unter Last bedeutend leichter versagen würden.
Die Streifen-60 und 70--, die nur eine Faserrichtung aufweisen, erfahren gleichfalls gewisse Änderungen beim Pressvorgang. Da eine Zahl von Spalten oder Abständen zwischen den benachbarten Kanälen und den verschiedenen andern Schichtungen innerhalb des Ski selbst vorhanden sind, verursacht der anfängliche Druck durch die Druckkissen, dass die Fasern mit nur einer Faserrichtung in den Streifen--60 und 70--sich zusammendrängen und die Spalten ausfüllen, wodurch sie Streifen bilden, in denen die Fasern in Längsrichtung orientiert sind und eine maximale Festigkeit ergeben. Als Ergebnis des Pressverfahrens wird die gesamte innere Anordnung der Schichtung ein einheitlicher Körper mit einer festen Struktur von grosser innerer Adhäsion in der gewünschten Gestalt ohne innere Spannungen.
Fig. 3 zeigt dieses einteilige Gebilde und veranschaulicht den Zustand des Inneren der Form im Anschluss an den Härtungsvorgang und vor der Wegnahme des Druckes aus dem Inneren der Druckkissen--40--. Nachdem der Ski herausgenommen ist, kann ein schmaler Streifen aus Kunststoffmaterial (nicht dargestellt) über die öffnungen --86-- geklebt werden, die in den Seiten des Skis verbleiben.
Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf die hier beschriebenen und dargestellten Einzelheiten, die lediglich das Grundsätzliche der Erfindung erläutern sollen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ski, welcher einen oberen und einen unteren aus aufeinandergeschichteten Streifen von mit Kunstharz imprägniertem Glasfasermaterial bestehenden im Querschnitt etwa U-förmigen Gurten aufweist, zwischen denen ein Kern angeordnet ist, der aus mehreren langgestreckten Hohlkörpern besteht, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass die Hohlkörper (62,64) zum Teil von der Spitze und zum Teil von der Hinterkante des Skis aus bis etwa zur Mitte des Skis verlaufen und dort an entgegengesetzten Seitenflächen des Skis endigen, und im Bereich der Spitze bzw. des Skiendes geschlossen sind, in den Seitenflächen beiderseits der Skimitte hingegen verschliessbare Öffnungen (86) aufweisen.
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The invention relates to a ski which has an upper and a lower strip of fiberglass material impregnated with synthetic resin, which are stacked one on top of the other
Has cross-section approximately U-shaped belts, between which a core is arranged, which consists of several elongated hollow bodies. The invention also relates to a new method for producing such a ski.
A good ski requires a good balance between stiffness and elastic flexibility, together with other important properties in terms of weight, curvature and shape.
In order to distribute the weight of the skier as evenly as possible over the entire running surface of the ski, it is provided with a curvature that corresponds to a slight curve from the tip of the ski to the
The trailing edge of the ski runs and in conjunction with the stiffness of the ski causes part of the weight of the
Skier is distributed forward to the tips and back to the ski trailing edge. The extent of the
The curvature and the associated stiffness of the ski should be such that the shape of the two skis is uniform and, when the skier's weight is placed on them, the ski flattens out and a maximum part of the
Brings tread to the snow.
A ski must also be stiff enough to withstand a twisting moment
To be able to resist so that when the skier makes a turn, the edges of the ski are hers
Keeping grip on the snow instead of sliding off, but of course a certain amount of twisting is also desirable to ensure that the ski has the correct guidance.
On the other hand, a ski should be flexible enough so that it can follow irregularities in the snow surface without plowing through them, which could reduce the speed of the ski and possibly result in the snow breaking. It should also be flexible to allow the skier to make a turn or turn, as flexibility, i.e. H. Flexibility is required to allow for some bending of the
Allow skis during a turn or turn. However, if the ski is too flexible, it cannot run properly on hard-packed snow or ice because the skier's weight is not sufficiently distributed over the entire running surface and the ski tip and rear edge cannot contribute.
It is well known that the tips of very flexible skis sometimes jump or rattle during the run over hard-packed skis
Snow, which is an indication not only that the tips are not helping to create the effective running surface, but also that little support is available from this part of the ski when the
Skier makes an arc because the edges do not engage in the snow, but continue to jump or rattle as they run. The bottom line is that a ski that is too flexible will not be easy to steer in hard packed snow conditions.
By the same token, a ski that is too stiff will not be able to run properly in soft snow conditions, since the downward thrust of the tip makes it dip into the snow and the downward thrust of the ski trailing edge of the arc difficult.
It is also important for a good ski that it retains its original shape when not in use and that it retains its flexibility even after prolonged use. It is well known that skis were first made of wood. Hickory wood is particularly suitable for this purpose, as it retains its strength and flexibility longer than any other wood. The difficulty with wood is that its elasticity decreases when the wood becomes damp. It has been found that the lifespan of a wooden ski is significantly limited because no amount of wax or shellac can keep the water away from the interior of the wooden body in the long run and soon lose both the flexibility and the initial curvature with which the ski was made go.
The first attempt to solve this particular problem was to apply different types of plastic to the tread of the ski, the plastic having a very dense structure in order to prevent the ingress of moisture from the tread into the wood. This eliminated the need to constantly apply wax coatings to the tread, but it did not prevent moisture from entering the wooden body of the ski from above or from the sides. Next, an attempt was made to cover the entire ski with a layer of plastic or fiberglass, which meant that most of the moisture could be kept away if the plastic did not peel off or crack.
Attempts have also been made to use other types of skis using metal or various combinations of wood, metal and plastic layered together in order to obtain the desired flexibility and the other properties mentioned. In such cases, the wood has been used more to give the body of the ski the desired dimensions than to provide flexibility and strength, rather the flexibility should be provided by either the metal strips or the fiberglass strips. Attempts have also been made to manufacture skis made entirely of plastic, but these were unsatisfactory because of their weight or because of their lack of flexibility or because of manufacturing difficulties.
There is a large variety of skis on the market today, almost all of which consist of layers of wood and fiberglass or wood, fiberglass and metal. In the case of layered skis which contain metal, flexibility and stiffness are dependent on the strength of the metal and the other layers do not contribute to these properties. In such cases the problem of metal fatigue becomes significant. After a relatively small number of bends, the metal loses its proper function. It is in danger of shattering and breaking, as a result of which
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the ski becomes unusable. This is particularly problematic with metal skis that have continuous metal edges made of very hard steel.
In addition, layered metal skis often have insufficient flexibility in the tips and trailing edges, unless they are made up of strips so thin that they can easily undergo permanent bends. In the case of skis with a layer of fiberglass and wood, the wood does not provide flexibility, but only acts to a certain extent as a spacer and the actual effect is created solely by the top and bottom layers made of fiberglass. Such skis tend to lie somewhat on the heavy side and, moreover, if the fiberglass layer breaks, which allows moisture to enter the wood, the ski loses its flexibility very quickly.
In such skis, the shear stresses are absorbed by the wood fibers, which gradually break through during use, and the wood quickly softens when it becomes damp, which further adversely affects the fibers, so that their ability to absorb and transmit stress is soon lost.
Attempts have also been made to manufacture a ski entirely from fiberglass. The attempt was made to counter the problem of excessive weight, which had previously been a hindrance, by arranging hollow cores inside the ski. However, it has not hitherto been possible to develop a suitable structure or a suitable method in order to be able to manufacture such a ski industrially, since the various experimentally crafted patterns were too expensive and the required alignment of the fibers could only be monitored with difficulty. If the fibers are not distributed linearly while the ski is being completed, this leads to a non-linear distortion of flexibility or a warping of the skis which, if at all, is difficult to correct.
Another type of so-called fiberglass skis was experimentally developed, which consisted of three parts: a top layer, a lower running surface and a central core made of epoxy resin, all of which were individually cut, pre-cured and then glued together. In this particular ski, both the top and bottom layers are provided with continuous metal strips which practically take up part of the bending load that the ski experiences in use and which are the first to fail after prolonged use. In addition, gluing the layers does not create a sufficiently uniform structure, so that internal stresses arise immediately, which then have an irreversible effect on the properties of the ski.
The invention solves the various problems that can arise in a layered ski made of fiberglass, without the use of metal or wood layers, solely by exploiting the strength and elasticity of the fiberglass, and provides a new manufacturing process by which such a ski the required strength and flexibility or flexibility receives. In addition, the new manufacturing process is suitable for the industrial manufacture of skis. The body of the ski is produced as a unitary structure without glued connections between unequal pre-hardened material layers and by hardening as a whole in the desired shape, which enables better control of the desired properties and these properties are made permanent from the outset.
The invention is based on the object of specifying a ski which can be produced in a simple and reproducible manner and which has particularly good strength, flexibility and durability of its properties. It should be light in weight, but strong and combine the flexibility required for skiing with sufficient flexibility. The original shape and flexibility of such a fiberglass ski should be retained even after long use.
A new manufacturing process for such glass fiber skis is also to be specified, which ensures the layering and shaping or pressing to form a uniform structure. Internal and external pressure should be applied at the same time.
Starting from a ski of the type mentioned above, this is achieved in that the hollow bodies run partly from the tip and partly from the rear edge of the ski to approximately the middle of the ski and end there on opposite side surfaces of the ski, and in the area of the The tip or the end of the ski are closed, but have closable openings in the side surfaces on both sides of the ski center.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, for example. 1 shows a side view of a ski according to the invention in the interior of the production mold, from the bottom and cover plate of which one side rail has been removed in order to allow the interior of the mold to be seen. FIG. 2 is a plan view showing further details of the construction and shape of the new ski. Figure 3 is a sectional view of the ski within the mold showing its cross-section after curing but prior to removal of the inner mold. FIG. 4 is an exploded perspective view of the various layers applied, illustrating their relative positions, and FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating the details of the layering and construction of the ski tip.
The various parts of the Form-10- include a base plate --12 - and a cover plate - of a length that practically corresponds approximately to the total length of the ski. As Fig. 1 shows, the bottom plate --12 - in the middle at - 13 - is bent upwards to an extent that is sufficient for the
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to give shaped skis the desired curvature. At the rear edge of the ski, the plate-12-by-16- is inclined slightly upwards to form a slightly raised rear edge of the ski. The tip of the ski --107 - is curved as usual and the lower plate - 12 - is accordingly also curved upwards at - 18 -.
The top plate --14-- is also inclined slightly upwards at its rear end at - 20 - and it also has a curved tip - 22--. As Fig. 3 shows, the plate --14-- consists of one
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In Fig. 2 the remaining parts of the form - 10 - are shown, to which four lateral rails - 28 belong, which with the lower plate - 12 - by screws - 29 - or. similar Fasteners are connected. The side rails 28 are long enough to extend over the part of the ski in which its side flanks are straight and parallel. As can be seen from Fig. 2, the contours of the ski rear edge - 108 - and the ski tip --107 - begin to curve inwards near the ends. Correspondingly, separable side panels -30- for the rear edge are attached to panel -12 by a plurality of screws -31-.
The side plates - 30 - each form one half of the side of the rear edge of the ski and are separated along the center line of the form --10-- at --32-- so that these parts can be easily removed after the ski has been formed, so that the ski can be removed without damaging its molded body.
At the tip of the ski the side pieces - 34 - are attached to the plate --12 - by screws --35 -, and also at - 36 - are separated at the outermost end of the ski, so that they can be removed for the purpose of removing the shaped ski can. A perspective view of this part of the mold can be seen more clearly in FIG.
On either side of the mold near its center are two retaining blocks - 38 - for inflatable bodies in alignment with the side rails - 28. A plurality of elongated pressure pads - 40 - are attached to the holding blocks - 38 - which, as a result of the arrangement and design of the holding blocks
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from which the number of pressure pads can also differ depending on the ratio between height and width of the layered structure and the desired number of hollow cells therein. The pressure cushions --40-- extend into an end block --42-- which has several nozzles --44-- protruding therefrom, which are again taken up by a distribution piece --46--.
The distributor piece - 46 - has an inlet
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which is the thickest and therefore allows a special reinforcement material to be inserted in order to avoid any weakening of the structure caused by the irregularity of the cell structure at this point. In addition, the central part of the ski, on which the point where the ski is attached to the foot of the skier is normally located, requires the least degree of flexibility and therefore experiences the least amount of stress in this respect as well.
In Fig. 4 further details of the mold structure can be seen. The lower plate - 12 - is provided with a rounded longitudinal rib --50 - which extends practically over its entire length and forms the rounded guide groove on the underside of the shaped ski, which is usually provided there and improves its guiding properties. Other types of ribs can of course also be provided to create other groove configurations if so desired. Slits -52- are provided along the inner corners of the side rail -28- which serve to receive the metal edges -56- and hold them in place during the assembly and curing operations.
To form the lower shell of the ski, the first piece of sheet material that is put into the mold-10- is a strip of plastic material - 54 - of a type that has very low porosity and a
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forms the tread and is cut according to the general outline of the ski shown in FIG.
Once the tread --54-- is in place, the metal edges --56-- are inserted into the slots -52 -. The metal edges --56-- are expediently made of sections of hardened steel, which are preferably not more than 15 cm long and have an L-shaped cross-section, such that the
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The end is arranged approximately along the entire length of the ski, including a short piece of the ski tip, before it has a considerable curvature in plan. The short sections allow the ski to bend freely,
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as it corresponds to the flexibility of the fiberglass material without significantly changing its bending properties.
The sections should not be larger than about 15 cm, preferably they are about 2.5 to 7.5 cm long. Sections with different lengths can also be used. The short partial strips are more expensive and require more time to set up, the longer ones make the ski stiffer. In order to take these circumstances into account, it can be advantageous to use shorter sections in the vicinity of the ski tip and the ski rear edge, if greater flexibility is desired there.
The next layer consists of a strip-58-, which has previously been folded into the shape of a channel so that the bottom corresponds approximately to the width of the ski and the side walls of the tapered contour of the side walls of the ski, as shown in Fig. l shown follow. The strip --58 - is made of woven glass fiber material in which the fibers run in two directions, i.e. H. there are approximately the same number of fibers in the longitudinal direction of the ski and in its transverse direction. The material of the layer - 58 - is preferably impregnated with a not yet hardened resin and is in the dry state.
Following the U-shaped strip - 58 - the next layering, consisting of several flat strips - 60 - follows, which also corresponds to the outline of the ski shown in FIG. 2
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only one direction, u. between. In the longitudinal direction of the ski, are aligned. The fibers of the strip --60-- are sufficiently held together by occasional, spaced transverse fibers. The strips -60 are also previously impregnated with a dry uncured resin. The number of strips --60-- can vary depending on the degree of flexibility desired for the ski. The drawings show four such strips in FIG. 4, but again this is only an example and the invention is not limited thereto.
Depending on whether greater or lesser flexibility is desired, for example if somewhat less flexibility is desired in the area of the rear edge of the ski than in the tip, special strips --60-- can be added at different points; or the strips can be staggered in the longitudinal direction so that there is a uniform tapering towards the tip or rear edge, but in addition a uniformly changing flexibility can also be obtained.
In cases in which additional resistance against the twisting moment is desired for certain parts of the ski, strips --60-- with a uniform direction in the vicinity of the strips - can be inserted, the fibers of which run in one direction are oriented at an angle to the longitudinal axis of the ski are. The stripes --60 - complete the structure of the lower shell.
Next, a central core is formed to separate the lower and upper shells.
This core comprises several elongated channel-like parts which have previously been folded into a U-shape. The channel-like parts --62-- are first placed directly on the strips --60-- with the open side of the channel facing up. These channel-like parts --62-- do not extend over the entire length of the ski, but only approximately over the length of the side rails - 28--. In Fig. 2, the channel-like parts -62-are shown in dashed lines, following the curved contour of the pressure pads -40- and ending near the middle part of the ski, where the pressure pads -40- come from exit the side walls of the ski.
In Fig. 1, the side wall of a finished ski shows where the pressure cushions --40 - emerge from the side walls of the ski. The side walls of the channel-like parts - 62 and 64 - can also be seen here. The upper parts of the channel-like parts -64- are arranged with their open sides facing downwards, so that the side walls slidingly touch those of the channel-like parts -62-. Before
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Decreases towards the trailing edges, it is necessary that the side walls of the channel-like parts 62 and 64 taper towards their ends.
This taper is labeled -65- in FIG. The channel-like parts --62, 64 - are made of glass fiber material with two fiber directions, which is impregnated with uncured resin, as is the case with the other materials used here, and they are dry. The channels have been folded beforehand using a hot press device.
As soon as the pressure pads -40- and the channel-like members -62 and 64-are in place, various side strips -66- are inserted which extend to where the ski trailing edge and the ski tip begin and therefore, as well as previously described, are beveled. Since the pressure pads --40 - emerge near the center of the ski, the side strips - 66 - are just long enough that they extend from the point marked with - 67 - in FIG. 2 to approximately the one with the Point - 68 - extend.
So there are four separate groups of these side strips --66--. The strips - 66 - are inserted between the outer edges of the channel parts - 62, 64 - and the side walls of the U-shaped strip - 58.
The upper shell is now shaped in a similar way to the lower shell. The first layer is a second group of fiberglass strips -70- with one grain direction, just like the one-grain strips --60--, and are cut to the shape of the finished ski and impregnated with uncured resin. Strips --70-- can also be staggered in length or some of them can be placed at an angle if necessary. After this is done, there will be a second large strip
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--72--, which is designed as a U-shaped channel, placed in the mold.
The stripe - 72 - is about the same as that
Strip - 58 - in that it is made of fiberglass material with two grain directions and is previously impregnated with uncured resin. The side walls of the strip --72-- can be arranged either inside or on the outside of the side walls of the strip --58--. The finishing layer is another
U-shaped material inserted as the top layer --74--, the side walls of which are outside the
Side walls of the large U-shaped strips-72-or-58-extend. The top layer --74 - is preferably a fine-meshed fabric with two fiber directions, which were also previously mixed with an uncured
Resin is impregnated.
The top layer - 74 - is primarily intended to provide a decorative appearance and, if desired, can be colored or printed. The strips - 70, 72 and 74 - together form the upper shell of the ski.
In FIG. 5, the various layers of the pointed section of a ski are shown exploded. The same types and sequences of layers are used for the rear edge of the ski, so that a special representation is not necessary for this. As already mentioned, the layers that form the upper and lower shell extend into the tip of the ski. This is how the tread --54-- is shown, but its sides are trimmed at -55-so that they match the last part of the edges --56--.
The first large U-shaped strip - 58 - with two fiber directions extends into the actual one
Ski tip, and to allow the material to curve upwards, the sides are trimmed or grooved, as shown at --59--. The first group of stripes -60- with only one grain direction is also shown as directly above the stripe -58- and extending into the ski tip.
Since the U-shaped channels - 62 and 64 - do not extend all the way to the tip or the rear edge of the ski, it is necessary to provide a certain clearance between the upper and lower shells, as provided by the channels in the The rest of the ski happens. For this purpose, several strips --76-- made of fabric with two grain directions or thread directions are placed between the strips - 60 and 70 - which have only one grain direction. These strips --76-- can be cut in such a way that they result in a central cavity --78-- which is filled with a mixture --80-- which consists of an uncured resin compound which contains a filler made up of small hollow spherical elements - -82- is added.
Once cured, this material gives the tip of the ski considerable strength while maintaining its solid shape but not causing excess weight in the tip.
Above the stripes --76-- in the tip and the core material -80-, the stripes --70-- made of material with a grain direction up to the tip itself, and above the stripes - 70 - is the stripe - 72- with two fiber directions and the strip-74- forming the cover layer. As already mentioned, in order to allow the U-shaped strips 72 and 74 to curve upward, their edges can be trimmed or grooved, as shown at 75.
In order to further protect the point from damage and to stiffen the curved part of it, a piece of metal point -84- can be placed in the mold along the sides of the point so that it extends along the outer side walls of the cover layer -74- - extends, and when the resin is hardened, adheres to it and is integral with the ski.
The process steps in the manufacture of a ski according to the invention include, above all, the assembly and insertion of the various layers, as already described. With all the layers and pressure pads --40-- in place, the top plate --14-- of the mold is placed on top of the layering and arranged so that the middle part --26-- is between the side rails -28 - fits and rests directly on the top layer --74--. The entire assembly is then placed in a press which has upper and lower pressing surfaces which roughly correspond to the upper and lower surfaces of plates-12 and 14-. Then the pressure inlet ports -48- are connected to a source of steam or compressed air.
The outer plates of the outer press are then operated to pressurize the outer layers at the same time, the pressure pads - 40 - are pressurized and can be heated somewhat, if steam is used, until the resin softens and closes somewhat begins to flow. The plates of the outer mold are also heated until the plastic is soft, and this state is maintained until all of the uncured resin has become soft and easy to flow. When the outer press is pressurized, the pressure on the inner pressure pads - 40 - is interrupted for a short period of time and then reapplied to allow a considerable amount of the trapped air to escape between the various layers.
The pressure within the pads - 40 - is then increased until the soft resin begins to come out of the cracks in the mold, indicating that all of the resin has melted. The pressure on the inner pads is then increased to about 8.8 at (125 lbs. Per square inch) and the temperature on the outer plates is increased to 150 to 1650C (300 to 3300 Fahrenheit). The entire arrangement is then left at these temperature and pressure values for the purpose of hardening for about 30 minutes.
After this hardening period has elapsed, the mold is removed from the press and the pressure sources are separated from the inlet ports - -48--. The top plate --14-- is then removed and the side rails - 28, 30 and 34 - separated from the bottom plate --12-- and the pressure pads - 40 - are removed from the inside of the
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Channels - 62, 64 - pulled out so that the ski can be removed from the mold. The ski is then ready for cleaning in the sandblasting blower and for surface processing, and the edges-56- can be ground and also finally processed.
During the process of exposure to heat and pressure, after the resin has become liquid, the expansion of the tubular pressure pad --40-- against the adjacent side and bottom walls of the channels --62, 64-- causes these channels to initially adhere to one another and with further expansion of the pressure pad --40-- to move vertically and try to slide in this plane. Since the initial pressure against these side walls compresses them and the heat on the uncured resin causes them to adhere to one another, the final application of pressure on the pads biases the fibers in the side walls as they try to slide away and in in this state they are allowed to harden.
Fibers which are under tension provide maximum structural strength as they are the first to bear any tension load and likewise the first to bear the pressure loads. Because these fibers are placed under a pretension when they are not to experience any pressure load, the amount of load they can resist is significantly greater than if these fibers were not strengthened by pretension, but only kinked or folded in which If under load they would fail much more easily.
The strips -60 and -70-, which have only one grain direction, also experience certain changes during the pressing process. Since there are a number of gaps or spaces between the adjacent channels and the various other layers within the ski itself, the initial pressure from the pressure pads causes the single grain fibers in the strips - 60 and 70 - to huddle together and filling the gaps, thereby forming strips in which the fibers are oriented lengthways and provide maximum strength. As a result of the pressing process, the entire internal arrangement of the stratification becomes a unitary body with a solid structure of great internal adhesion in the desired shape without internal stresses.
3 shows this one-piece structure and illustrates the state of the interior of the mold after the hardening process and before the pressure is removed from the interior of the pressure pad - 40 -. After the ski has been removed, a narrow strip of plastic material (not shown) can be glued over the openings --86 - that remain in the sides of the ski.
The possibilities for using and implementing the invention are not limited to the details described and illustrated here, which are only intended to explain the basic principles of the invention.
PATENT CLAIMS:
1.Ski, which has an upper and a lower stripe of glass fiber material impregnated with synthetic resin, consisting of approximately U-shaped cross-section, between which a core is arranged, which consists of several elongated hollow bodies, characterized in that the hollow bodies ( 62,64) run partly from the tip and partly from the rear edge of the ski to about the middle of the ski and end there on opposite side surfaces of the ski, and are closed in the area of the tip or the ski end, in the side surfaces on both sides the center of the ski, however, have closable openings (86).