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Die Erfindung betrifft einen Ski od. dgl. mit mindestens einem in geschäumten Kunststoff eingebetteten Verstärkungselement, von dem mindestens einige einer Abschnitte - im Längsschnitt gesehen-entlang einer wellen-, zickzack- oder sägezahnförmigen Linie angeordnet sind.
Die Anforderungen an den modernen Skibau sind im Laufe der Jahre immer weiter gestiegen. Wurde ursprünglich auf die Biegeeigenschaften und die Lebensdauer des Ski das Hauptaugenmerk gelegt, so kamen später infolge höherer Ansprüche von Seiten des Skisports die Variationen in der Geometrie des Ski, die Verbesserung der Torsionseigenschaften, und die Dämpfung diverser auftretender Schwingungszustände dazu. Weiters erhielt das Streben nach rationellen, Arbeitszeit und Arbeitsmittel sparenden Fertigungsmethoden grosse Bedeutung. Die Verbundbauweise, d. h. der Aufbau eines Ski im wesentlichen aus Kanten und Laufflächenbelag, tragendem Untergurt, innenliegendem Baukern und tragendem Obergurt mit Oberflächenbelag, setzt sich im Skibau auf breiter Basis durch.
Fertigungstechnisch konnte im Rahmen der Verbundbauweise ein grosser Fortschritt durch die Einführung des direkt geschäumten Innenkernes erzielt werden, wobei in einem einzigen Arbeitsgang durch Kunststoff-Integral oder-Formschaum der tragende Obergurt und Untergurt miteinander verbunden werden. Durch die Verbundbauweise ist man in die Lage versetzt, einen dauerhaften Ski mit in weitem Masse variierbaren Biegeeigenschaften und gewünschter Auflagedruckverteilung herzustellen. Dies wird durch die Wahl der entsprechenden elastischen Eigenschaften der verwendeten Materialien und dem vorgesehenen"Biegequerschnitt"erreicht, welcher den Bauhöhenverlauf des Ski im Schaufel-, Mittel- und Endbereich bestimmt.
Ein besonders schwierig zu beherrschendes Problem nach obiger Bauweise stellt jedoch die Beherrschung des Torsionsverhaltens und des Schwingungsaufnahme- und Schwingungsdämpfungsverhaltens eines derart gebauten Ski dar.
Zur Verbesserung des Torsionsverhaltens werden verschiedene Massnahmen vorgeschlagen,
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werden Einlageschichten aus gummielastischen Materialien verwendet. Bei den bislang bekannten Verbesserungen in bezug auf des Torsionsverhalten und Schwingungsdämpfungsverhalten mussten aufwendige, zusätzliche skibauliche Massnahmen erfolgen, wobei das Problem trotzdem nicht vollständig zufriedenstellend gelöst werden konnte.
Die Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung eines Ski in direktgeschäumter Verbundbauweise mit grundsätzlichen verbesserten Eigenschaften im Torsions- und Schwingungsverhalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Ski od. dgl. als gesamtes oder in dessen Spitzen- und gegebenenfalls Endbereich aus mindestens zwei übereinander angeordneten Teilen besteht, welche an den einander zugewendeten Seiten komplementär ausgebildete Oberflächen aufweisen, wobei die Verstärkungselemente in jedem Teil zumindest aus etwa schräg vom oberen zum unteren Bereich jedes Teiles verlaufenden Abschnitten und aus entlang der dem andern Teil zugewendeten Seite verlaufenden Abschnitten bestehen und dass nach einer kraftschlüssigen Verbindung der beiden Teile die in etwa schräg verlaufenden Abschnitte beider Teile in einer stetigen Linie angeordnet sind, so dass sämtliche dieser letzteren Abschnitte einen wellen-zickzack- oder sägezahnförmigen Verlauf bilden.
Derartige erfindungsgemässe Bauteile lassen sich nach den im Skibau gewohnten Arbeitstechniken durch Spritzschäumen expandierbarer Kunststoffmaterialien in speziellen Werkzeugen mit der Form des jeweiligen Bauteiles herstellen, wobei eine besonders günstige Form der Ausführung darin besteht, dass durch Anschäumen des einen Teiles an den andern in einem erweiterten Werkzeug die Verbindung der Teile miteinander bewerkstelligt wird.
Der erfindungsgemässe Verbundkörper soll nicht allein auf den Skibau beschränkt sein, sondern kann in andern Sportgeräten oder beliebigen Konstruktionselementen, in denen Torsionssteifigkeit und Schwingungsdämpfung bei geringem Gewicht von Bedeutung sind, seine Anwendung finden.
Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei Fig. 1 einen Ski im Längsschnitt zeigt, Fig. 2 ein Längsschnittdetail aus dem Spitzenbereich, Fig. 3 zwei Teile vor dem Zusammenfügen und Fig. 4 einen Querschnitt durch Schnitt II-II in Fig. 1, Fig. 5
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einen schematischen Querschnitt durch Schnitt II-II in Fig. 1.
Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Ski dar, der im Spitzen- und Endbereich aus zwei übereinanderliegenden Teilen aufgebaut ist, nämlich aus einem die
Biegeeigenschaften vornehmlich beherrschenden Unterteil-l-, und einen für die Torsionsund Schwingungsdämpfungseigenschaften massgeblichen Oberteil --2--. Der Dickenverlauf des Unterteiles --1-- und des Oberteiles --2-- richten sich nach den beabsichtigten Eigenschaften des fertigen Ski.
Die Teile des Ski können erfindungsgemäss aus verschiedenartigen expandierbaren
Kunststoffen aufgebaut sein, vorteilhafterweise aus Polyurethanschaumstoffen mit verschiedenen
Raumgewichten, wobei geringere Raumgewichte mit scherelastischen Eigenschaften für den Unter- teil-l-und höhere Raumgewichte mit gummielastischen Eigenschaften für den Oberteil --2-- zweckdienlich sind. Im Falle der sogenannten Integral- oder Strukturschäume bilden sich an den Berührungszonen mit andern Materialien, wie der Formwand, dem Untergurt, den verstärken- den Einlagen od. dgl. verdichtete Randzonen des Kunststoffschaumes, mit Eigenschaften, welche jenen des Vollmaterials nahekommen, wodurch insbesondere der für den Ski eigenschaftsbestimmende
Effekt der verstärkenden Einlagen --3-- erhöht wird.
Die Bauweise an zwei oder mehreren überein- anderliegenden Teilen kann sich abweichend von der Darstellung über den gesamten Ski er- strecken, oder nur den Spitzen- oder gegebenenfalls Endbereich des Ski betreffen.
Fig. 2 zeigt im Detail das Längsprofil der verstärkenden Einlagen --3--, welches erfindungs- gemäss für jeden Teil aus einem wellen-, zickzack-, oder sägezahnförmigen Teilbereich --4-- und einem horizontalen Teilbereich --3-- zusammengesetzt ist. Erfindungsgemäss ergibt sich daraus nach der kraftschlüssigen Verbindung von Unterteil --1-- und Oberteil --2-- das in seiner Gesamtheit wirkende Innengerüst des Ski mit seiner bifunktionellen Wirkung.
Zum einen wirkt der wellen-, zickzack- oder sägezahnförmige Charakter der Einlagen und der vergrösserte "Torsionsquerschnitt" (Fläche --1-- und Fläche --2-- in Fig. 5) besonders wirkungsvoll gegen auftretende Torsionskräfte, zum andern wirkt der horizontale "Obergurtcharakter" besitzende
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obere Teil --2-- wirkt im Zusammenspiel mit der gesamten Konstruktion zur Aufnahme und Dämpfung von Biege- und Torsionsschwingungen.
Die verstärkenden Einlagen können aus verschiedenen hochelastischen Materialien, wie Metallen, Kunststoffen, Glasfasern oder Karbonfasern u. dgl. oder deren Kombination untereinander bestehen, aus einem Stück oder beliebigen Teilstücken gefertigt sein, sowie beliebige gitterartige oder siebartige Durchbrechungen aufweisen. Weiters können sich die Verstärkungselemente über den gesamten Ski erstrecken oder nur gewisse Teilbereiche des Ski betreffen. Besonders vorteilhaft ist ein loses Aneinanderfügen von durchbrochenen Teilstücken, wobei die Verbindung dieser erst nach Durchdringung und Randzonenbildung des Strukturschaumes zustande kommt. Auf diese Art ist auch eine Verbindung der verstärkenden Einlagen mit dem Untergurt vorteilhaft zu bewerk- stelligen.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt ähnlich Fig. 2 vor dem Verbinden von Unterteil-lund Oberteil --2--. Abweichend von der Darstellung muss jedoch die Verbindungsfläche der Teile durchaus nicht eben sein, sondern kann zur besseren Verankerung der Teile miteinander jegliche Art von Profilierung aufweisen, welche eine wirkungsvolle Verbindung der Teile fördert.
Des weiteren können an der Berührungsfläche Abschnitte des einen Teiles, insbesondere die verstärkenden Einlagen, mehr oder weniger in den andern Teil hineinragen oder spezielle Verbindungselemente eingebaut erhalten.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt nach Linie II-II der Spitzenbereiches des erfindungsgemässen Ski mit Laufflächenbelag --6--, Stahlkanten --7-- und Untergurt --8--.
Fig. 5 zeigt in schematischer Form den"Torsionsquerschnitt", welcher aus den Flächen von --1 und 2-- besteht, da sich die torsionsversteifenden Einlagen über Unterteil-l-und Oberteil - erstrecken und den"Biegequerschnitt", welcher aus der Fläche von-l-besteht. Der Beitrag des Oberteiles --2-- zu den Biegeeigenschaften ist auf Grund seiner gummielastischen Eigenschaften zu vernachlässigen.
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The invention relates to a ski or the like. With at least one reinforcing element embedded in foamed plastic, of which at least some of the sections — viewed in longitudinal section — are arranged along a wavy, zigzag or sawtooth-shaped line.
The demands on modern ski construction have continued to increase over the years. Originally, the main focus was on the bending properties and the lifespan of the ski, but later, due to higher demands on the part of skiing, the variations in the geometry of the ski, the improvement of the torsional properties, and the damping of various occurring vibration conditions were added. Furthermore, the pursuit of rational manufacturing methods that save working time and resources was of great importance. The composite construction, i.e. H. The construction of a ski, essentially consisting of edges and tread surface, load-bearing lower flange, inner core and load-bearing upper flange with surface coating, prevails in ski construction on a broad basis.
In terms of manufacturing technology, great progress was made in the context of the composite construction through the introduction of the directly foamed inner core, whereby the load-bearing upper and lower chords are connected to one another in a single operation using plastic integral or molded foam. The composite construction enables you to produce a durable ski with widely variable bending properties and the desired contact pressure distribution. This is achieved by choosing the appropriate elastic properties of the materials used and the intended "bending cross-section", which determines the height profile of the ski in the blade, middle and end area.
A particularly difficult problem to master according to the above construction is the mastery of the torsional behavior and the vibration absorption and vibration damping behavior of a ski constructed in this way.
Various measures are proposed to improve torsion behavior,
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insert layers made of rubber-elastic materials are used. With the improvements known so far in relation to the torsional behavior and vibration damping behavior, complex, additional ski-building measures had to be carried out, although the problem could still not be solved completely satisfactorily.
The object of the invention is now to create a ski in a directly foamed composite construction with fundamentally improved properties in terms of torsion and vibration behavior.
This object is achieved according to the invention in that the ski or the like, as a whole or in its tip and possibly end area, consists of at least two parts arranged one above the other, which have complementarily formed surfaces on the sides facing one another, the reinforcing elements in each part at least consist of sections that run obliquely from the upper to the lower region of each part and sections that run along the side facing the other part, and that after a frictional connection of the two parts, the approximately oblique sections of both parts are arranged in a continuous line, so that all of these latter sections form a wave-zigzag or sawtooth-shaped course.
Such components according to the invention can be produced according to the working techniques used in ski construction by spray foaming expandable plastic materials in special tools with the shape of the respective component, a particularly favorable form of execution being that by foaming one part of the other in an expanded tool Connection of the parts is accomplished with each other.
The composite body according to the invention is not intended to be limited solely to the construction of skis, but can be used in other sports equipment or any construction elements in which torsional rigidity and vibration damping with low weight are important.
The invention will now be described on the basis of exemplary embodiments, FIG. 1 showing a ski in longitudinal section, FIG. 2 a longitudinal section detail from the tip area, FIG. 3 two parts before assembly and FIG. 4 a cross section through section II-II in FIG 1, 5
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a schematic cross section through section II-II in Fig. 1st
Fig. 1 shows a longitudinal section through a ski according to the invention, which is constructed in the tip and end region from two superimposed parts, namely from one
Bending properties predominantly dominating lower part-l-, and an upper part --2-- which is decisive for the torsional and vibration damping properties. The thickness of the lower part --1-- and the upper part --2-- depend on the intended properties of the finished ski.
According to the invention, the parts of the ski can be made of various types of expandable
Be constructed of plastics, advantageously from polyurethane foams with different
Densities, where lower densities with shear-elastic properties for the lower part-l and higher densities with rubber-elastic properties for the upper part --2-- are appropriate. In the case of the so-called integral or structural foams, densified edge zones of the plastic foam are formed at the contact zones with other materials, such as the molded wall, the lower flange, the reinforcing inserts or the like, with properties that approximate those of the solid material, as a result of which in particular the for the ski defining properties
Effect of reinforcing deposits --3-- is increased.
The construction on two or more parts lying on top of one another can, deviating from the illustration, extend over the entire ski, or only affect the tip or, if applicable, the end region of the ski.
2 shows in detail the longitudinal profile of the reinforcing inserts -3--, which according to the invention is composed for each part of a wave-shaped, zigzag or sawtooth-shaped partial area -4-- and a horizontal partial area -3-- is. According to the invention, the non-positive connection of the lower part --1-- and upper part --2-- results in the inner framework of the ski acting as a whole with its bifunctional effect.
On the one hand, the wavy, zigzag or sawtooth-shaped character of the inserts and the enlarged "torsion cross-section" (area --1-- and area --2-- in Fig. 5) are particularly effective against torsional forces, and on the other hand the horizontal one "Upper belt character" possessing
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Upper part --2-- works together with the entire construction to absorb and dampen bending and torsional vibrations.
The reinforcing inserts can be made of various highly elastic materials such as metals, plastics, glass fibers or carbon fibers and the like. Like. Or their combination with each other, be made from a piece or any part, and have any grid-like or sieve-like openings. Furthermore, the reinforcement elements can extend over the entire ski or only affect certain parts of the ski. A loose joining of perforated sections is particularly advantageous, the connection of these only taking place after penetration and formation of the edge zone of the structural foam. In this way it is also advantageous to connect the reinforcing inserts to the lower flange.
Fig. 3 shows a section similar to Fig. 2 before the connection of lower part and upper part --2--. Deviating from the illustration, however, the connection surface of the parts does not have to be flat, but can have any type of profiling for better anchoring of the parts to one another, which promotes an effective connection of the parts.
Furthermore, on the contact surface, sections of one part, in particular the reinforcing inserts, can protrude more or less into the other part, or special connecting elements can be installed.
Fig. 4 shows a cross section along line II-II of the tip area of the ski according to the invention with tread covering --6--, steel edges --7-- and lower flange --8--.
Fig. 5 shows in schematic form the "torsion cross section", which consists of the areas of --1 and 2 -, since the torsion-reinforcing inserts extend over the lower part 1 and upper part - and the "bending cross section", which consists of the area of-l-exists. The contribution of the upper part --2-- to the bending properties is negligible due to its rubber-elastic properties.