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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Skis mit einer Schale mit U-förmigem Querschnitt, wobei zuerst die Schale aus einer ebenflächigen Decklage, z. B. aus Kunststoff, Polyester, Polyamid, ABS oder dgl., zusammen mit zumindest einer innenseitig auf diese aufgelegten Verstärkungslage, z. B. aus einem Prepreg, unter Erwärmung sowie gegebenenfalls Druckeinwirkung geformt wird.
In der DE 38 22 900 A 1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Skis beschrieben, bei dem in eine Form ein Laufftächenbelag, ein Untergurt, gegebenenfalls Verstärkungs-und/oder Dämpfungseinlagen, ein Skikern, gegebenenfalls Verstärkungs-und/oder Dämpfungseinlagen und ein Obergurt eingelegt werden, wonach der um den Kern freibleibende Raum mit einem Ein- oder Mehrkomponentenharz, z. B. Polyurethan, In Form einer Ummantelung allseitig ausgefüllt wird. Das Harz bildet dabei die Seitenwangen des Skis. Problematisch ist hierbei, dass die einzelnen Teile des Skis erst durch das eingebrachte Harz, miteinander verbunden werden, so dass sie zuvor in der Form mit Hilfsmitteln in ihrer jeweiligen Position festgehalten werden müssen.
Auch ist nicht immer gewährleistet, dass das Harz in alle Fugen zwischen den einzelnen Teilen eindringt. Geschieht dies aber nicht, so besteht an dieser Stelle keine feste Verbindung der Einzelteile.
Eine im Prinzip ähnliche Herstellungsweise für Mehrschichtenskier ist in der AT 336 460 B beschrieben. Nach Einlegen der einzelnen Teile, wie Laufflächenbelag und Untergurt bzw. Obergurt und Deckschicht, in eine zur Distanzhaltung speziell ausgebildete Form wird der Innenraum des Skis unter Bildung der Seitenwangen des Skis ausgeschäumt Auch hier muss der Schaum in die Räume und Poren zwischen den einzelnen Bestandteilen dringen, wobei die Gefahr besteht, dass kein oder zu wenig Kunststoffschaum zwischen die zu verbindenden Teile gelangt, wenn sie eng aneinander gepresst sind.
Die FR 1 423 868 A beschreibt schliesslich ein Verfahren zur Herstellung eines Skis, bei dem zwei metallische Stege z B. durch Löten oder Kleben miteinander verbunden werden, wobei der eine Steg im Querschnitt Omega-förmig ist. Die vorhandenen Freiräume und Nischen werden mit einem Harz ausgeschäumt. Anschliessend wird um diesen Verbund mit Hilfe einer Gussform eine flüssige Kunststoffschicht aufgebracht, die nach der Aushärtung eine Ummantelung bildet. Dieses Verfahren ist somit wegen der verschiedenen Einzelschritte zeitaufwendig, so dass eine rasche Produktion nicht möglich wird. Insbesondere ist der Schritt des Verbindens der beiden metallischen Stege, z. B. durch Löten, mühsam.
Gemäss der DE 41 06 911 A wird ein Ski mit einem Obergurt und einem Untergurt derart hergestellt, dass ein zwischen diesen Gurten angeordneter Skikern mit den ihm zugewandten Lagen des Ober- und Untergurts durch eine Kleberschicht verbunden wird, die durch den gleichen Kunststoff, insbesondere Kunststoffschaum, gebildet ist wie die beidseits des Skikerns vorgesehenen Seitenwangen Die Oberflächen des Skikerns bzw. die diesen zugewandten Flächen des Ober- und Untergurts sind mit Kavernen zur Aufnahme des die Kleberschicht bildenden Kunststoffschaumes versehen. Durch diese Herstellung wird jedoch keine ausreichende Festigkeit des Skis gewährleistet, und bei extremen Beanspruchungen kann es zu einer vorzeitigen Zerstörung der Seitenwangen kommen.
Weiters ist es aus der DE 20 33 845 A bekannt, einen Ski aus einer Schale mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt herzustellen, auf deren Schenkel zum Abschluss des inneren Hohlraums eine, eine parallele Ebene mit dem Laufflächenbelag bildende Platte angeordnet wird. Die Zwischenräume zwischen einem in den Hohlraum eingesetzten Skikern und den Schenkeln der Schale werden mit einem Kunststoff, insbesondere einem Kunststoffschaum, ausgefüllt. Zur einwandfreien Herstellung der Aussenflächen des Skis sind hohe Anforderungen an die Formen zur Herstellung der Seitenwangen zu stellen.
Die US 5 000 475 A offenbart weiters, bei einem aus einer Schale, einem Skikern und einer die Lauffläche bildenden Abdeckplatte bestehendem Ski die Zwischenräume zwischen dem Skikern und den Schenkeln der Schale mit einem elastisch verformbaren, dämpfenden Kunststoff auszufüllen. Nachteilig ist bel dieser bekannten Herstellung, dass die Verbindung zwischen den Oberflächen des Kerns und der Basis der Schale bzw. dem Laufflächenbelag oder Untergurt unabhängig von der Ausfüllung der Zwischenräume erfolgen muss. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Verbindungseigenschaften, die zu inneren Spannungen im Ski führen und eine Delamination desselben begünstigen.
Die WO 89/04340 A 1 zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines Kunstharz-Halbfabrikats sowie
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Verwendung eines Halbfabrikats in Kunststoff-Verbundkörpern gemeinsam mit anderen Ausgangsmaterialien, wobei das zur Imprägnierung oder Beschichtung dienende Kunstharzgemisch ein bei erhöhter Temperatur aktivierbares Treibmittel enthält.
Es ist nun ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Skis wie eingangs angeführt zur Verfügung zu stellen, mit dem auf rationelle Weise aus wenigen Einzelteilen und in wenigen Verfahrensschritten ein Ski hergestellt werden kann, der eine hohe Festigkeit aufweist und grossen Beanspruchungen standhält.
Das erfindungsgemässe Verfahren der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine, mit einem härtbaren Kunstharz vorimprägnierte Verstärkungslage auf eine erste Temperatur erhitzt wird, bei der das vorimprägnierte, bei Raumtemperatur nicht klebende Kunstharz in einen Zustand überführt wird, in weichem es an der Decklage und gegebenenfalls an einer weiters auf sie aufgelegten Zwischenlage anhaftet, worauf die geformte Schale so weit abgekühlt wird, dass sie ihre gewünschte Form beibehält, wonach ein Skikem in die Schale zwischen deren Schenkel eingelegt und das Kunstharz auf eine zweite, höhere Reaktionstemperatur erwärmt wird, wobei es nochmals an der Zwischenlage sowie am Skikern anhaftet und nach Abkühlung unter diese zweite Reaktionstemperatur in den duroplastischen Endzustand übergeht.
Durch Verwendung einer mit einem Kunstharz vorimprägnierten Verstärkungseinlage wird deren Klebkraft zur Bildung einer vorgefertigten Schale in Verbindung mit der Decklage sowie gegebenenfalls einer Zwischentage ausgenützt, so dass einerseits eine gute Verbindung zwischen den genannten Lagen und andererseits ein für die weitere Skiherstellung gut handhabbarer Bauteil erhalten wird. Durch die Reaktion des Kunstharzes bei der zweiten Reaktionstemperatur wird die Verbindungskraft zwischen den Einzelteilen des Skis und somit die Festigkeit des gesamten Skis erhöht und gleichzeitig kommt es zu einem Anhaften der Verstärkungslage am Skikern. Durch die Verstärkungslage können zur Herstellung des Skis auch Deklagen mit geringen Eigensteifigkeiten verwendet werden.
Es ist günstig, wenn die zweite, höhere Reaktionstemperatur des Kunstharzes maximal gleich hoch ist wie die Reaktionstemperatur eines Kunststoffes, der in Zwischenräume zwischen dem Skikem und den Schenkeln der Schale zur Verbindung dieser Teile miteinander eingebracht wird.
Nach Einsetzen des Skikerns in die Schale werden die Zwischenräume zwischen dem Skikern und den Schenkeln der Schale mit einem flüssigen, erhitzten Kunststoff gefüllt. Dabei reicht nun die Erhitzung durch den eingebrachten flüssigen Kunststoff aus, dass das härtbare Kunstharz auf die zweite, höhere Reaktionstemperatur erhitzt wird. Auf diese Weise ist kein zusätzlicher Energieaufwand zur Erwärmung des härtbaren Kunstharzes notwendig.
Vorzugsweise wird als härtbares Kunstharz für die vorimprägnierte Verstärkungslage und gegebenenfalls Zwischenlage ein EP- oder UT-Harz oder Polydiallylphthalat verwendet. Bei diesen
Kunstharzen wird eine Klebeeigenschaft schon bei nur wenig über der Raumtemperatur liegenden
Reaktionstemperaturen erreicht, wogegen bei Raumtemperatur noch keine Klebewirkung des
Kunstharzes besteht.
Von Vorteil ist es auch, wenn an der dem Skikern zugewandten Innenfläche der Schale bei deren Formung mit Hilfe eines Pressstempels Vertiefungen bzw. Vorsprünge geformt werden. Diese Vertiefungen bzw. Vorsprünge gewährleisten ein besonders festes Anhaften des zur Verbindung der Schale mit dem Skikern eingebrachten Kunststoffs. Ausserdem können dadurch zur Positionie- rung des Skikems innerhalb der Schale dienende Stützelemente erhalten werden, so dass keine weiterer Massnahmen erforderlich sind, um den Skikern nach Einlegen in die Schale in Position zu halten, bevor und während der Kunststoff eingebracht wird. Für das Verfahren wirkt sich dabei vorteilhaft aus, dass durch die bereits eingeformten Vertiefungen und Vorsprünge der Halbfertigteile kein weiterer Verfahrensschritt notwendig ist.
Dabei kann durch entsprechende Dimensionierung der Vertiefungen bzw. Vorsprünge die Grösse des Flächenteils, auf der sich die Schale, insbe- sondere mit ihrer Basis, am Skikern abstützt, festgelegt werden, wodurch auch die Schwingungs- dämpfungseigenschaften der Skier einfach entsprechend der unterschiedlichen Skitypen festgelegt werden können.
Die Erfindung wird im Nachfolgenden anhand von in der Zeichnung veranschaulichten Aus-füh- rungsbeispielen noch weiter erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Ski in unterbrochener Seitenansicht, teilweise geschnitten ; Fig. 2 den Ski nach Fig. 1 in grösserem Massstab im Querschnitt gemäss der
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in Fig. 2 ; Fig. 4 in einem Detail-Querschnitt den Übergangsbereich zwischen dem Untergurt und der Schale des Skis gemäss den Fig. 1 bis 3 in vergrössertem Massstab und unproportional, gemäss dem Pfeil IV in Fig. 2 ; Fig. 5 einen gegenüber Fig. 2 modifizierten Ski in einem entsprechenden Querschnitt ; Fig. 6 einen Teil-Längsschnitt durch diesen Ski nach Fig. 5, gemäss der Linie VI-VI in Fig. 5 ; Fig. 7 einen zu Fig. 2 und 5 ähnlichen Querschnitt durch noch eine andere Ausführungsform des Skis ;
Fig. 8 wiederum einen den Darstellungen in Fig. 3 und 6 entsprechenden Teil-Längsschnitt durch diesen Ski gemäss der Linie VIII-VIII in Fig. 7 ; Fig. 9 einen Querschnitt durch einen weiteren Ski ; und Fig. 10 noch einen anderen Ski in einem Querschnitt.
In Fig. 1 ist ein Ski 1 mit einer Schale 2, einem Obergurt 3, einem Untergurt 4 und einem Laufflächenbelag 5 gezeigt. Zwischen dem Obergurt 3 und dem Untergurt 4 ist ein Skikern 6 angeordnet. Der Laufflächenbelag 5 ist im Bereich der Ski-Längsseiten mit Laufkanten 7 versehen.
Die Schale 2 des Skis 1 erstreckt sich von der Skispitze 8 zum hinteren Skiende 9 durchgehend und bildet eine Oberseite 10 sowie Seitenwangen 11.
Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, besteht die Schale 2, die einen etwa U-förmigen Querschnitt aufweist, aus einer Decklage 12, auf deren Innenseite eine vorimprägnierte Verstärkungslage 13, z. B. ein Prepreg oder eine Matte aus Verstärkungsfasern, aufgebracht ist.
Die Verbindung zwischen dieser Verstärkungslage 13 und der Decklage 12 erfolgt dabei durch ein in die Verstärkungslage 13 eingebrachtes Kunstharz, das bei Temperaturerhöhung und gegebenenfalls Druckerhöhung ausreagiert ; hierauf wird nachfolgend noch näher eingegangen.
An der Innenseite der Decklage 12 ist im Bereich der Basis der U-förmigen Schale 2 eine Zwischenlage 14 angeordnet, die wiederum über das bereits zuvor erwähnte Kunstharz mit der Verstärkungslage 13 verbunden sein kann. Diese Zwischenlage 14 kann beispielsweise aus metallischen Werkstoffen, insbesondere Aluminium oder Stahlblech, oder aus nichtmetallischen Werkstoffen, z. B. ausreissfesten Kunststoffen oder faserförmigen Verstärkungsmaterialien, gebildet sein.
Die Schenkel der Schale 2 bilden die Seitenwangen 11. Der Übergangsbereich zwischen der Oberseite 10 der Schale 2 und den Seitenwangen 11 kann abgerundet oder gegebenenfalls eckig sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, in diesem Übergangsbereich bei der Vorfertigung der Schale 2 aus der Decklage 12 und der Verstärkungslage 13, gegebenenfalls gleichzeitig mit der Anordnung der Zwischentage 14, Schutzkanten 15 einzubetten, wie dies schematisch in Fig. 2 im rechten Übergangsbereich gezeigt ist.
Die Seitenwangen 11 der Schale 2 schliessen mit dem die Oberseite 10 bildenden Teil der Schale 2, also der Basis der U-profilförmigen Schale, einen Innenwinkel 16 ein, der bevorzugt grösser als 900 ist.
Die von der Basis der Schale 2 abgewandten freien Enden der Schenkel sind abgekantet, vgl. auch Fig. 4, wobei der jeweils dadurch gebildete Vorsprung 17 ungefähr parallel zur Oberseite 10 der Schale 2 auswärts, in Richtung weg vom Skikern 6 verläuft. Der zwischen dem Vorsprung 17 und der zugehörigen Seitenwange 11 eingeschlossene Knickwinkel18 entspricht dem Innenwinkel 16.
An der Innenfläche 19 im Bereich des Vorsprunges 17 bzw. in einem gekrümmten oder geknickten Übergangsbereich 20 zwischen dem Vorsprung 17 und der Seitenwange 11 liegt die Oberseite 21 der jeweiligen Laufkante 7 an. Zwischen den einander zugewandten Stirnseiten 22 der beiden Laufkanten 7, vorzugsweise je in einem Abstand 23, ist der Untergurt 4 angeordnet, s. Fig. 2, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine metallische Verstärkungslage 24 gebildet ist, die durch Distanzhalter 25 im Abstand vom Laufflächenbelag 5 gehalten ist. Zwischen der Zwischenlage 14 der Schale 2 und der Verstärkungslage 24 ist der Skikern 6 angeordnet.
Zur Herstellung der Schale 2 wird die Verstärkungslage 13 mit einem bei Raumtemperatur nicht klebenden, härtbaren Kunstharz, vorzugsweise ein EP-oder UT-Harz oder Polydiallylphthalat, vorimprägniert. Nach Aufeinanderlegen der ebenflächigen Decklage 12 und der Verstärkungslage 13 wird durch Erwärmung auf eine erste Temperatur das Kunstharz in einen Zustand überführt, in weichem es an der Decklage 12 und gegebenenfalls auf der weiters auf sie aufgelegten Zwischenlage 14 anhaftet. Die Decklage 12 und die vorimprägnierte Verstärkungslage
13 werden unter Erwärmung sowie gegebenenfalls Druckeinwirkung geformt, um den U-förmigen Querschnitt der Schale 2 herzustellen. Nach Abkühlen der so geformten Schale 2 behält diese ihre gewünschte Form bei.
Anschliessend wird im Zuge der Skiherstellung der Skikern 6 in die Schale 2 zwischen deren
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bchenkel eingelegt.
Wie aus Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, ist sowohl die dem Untergurt 4 zugekehrte Unterseite 26 als auch die der Schale 2 zugewandte Oberseite 27 des Skikerns 6 mit abstehenden Stützelementen 28 versehen. Die über die Ober- und Unterseite 27,26 verteilt angeordneten Stützelemente 28 definieren Querkanäle 29 und Längskanäle 30, in einem zusammenhängenden Netzwerk. Zwischen der Unterseite 26 und der Oberseite 27 des Skikerns 6 einerseits und den diesen zugewandten Innenseiten 31,32 der Zwischenlage 14 bzw. der Verstärkungslage 24 andererseits sind somit zusammenhängende Ausnehmungen gebildet. Diese Ausnehmungen sind mit einem Kunststoff 33 gefüllt, der gleichzeitig die kraftschlüssige Verbindung zwischen diesen einzelnen Bauteilen, insbesondere der Zwischenlage 14 bzw. der Verstärkungslage 24 einerseits und dem Skikern 6 andererseits, herstellt.
Mit dem Kunststoff 33, der bevorzugt durch einen Elastomerschaum oder einen beliebigen anderen Kunststoffschaum bzw. ein aufschäumendes Kunstharz oder dgl. gebildet ist, sind auch jene Zwischenräume 34,35 gefüllt, die von den die Seitenwangen 11 bildenden Schenkeln der Schale 2, vom Obergurt 3, vom Untergurt 4 und von den Schenkeln zugewandten Seitenwänden 36,37 des Skikerns 6 begrenzt sind (vgl. Fig. 2).
Bei Einbringen des erhitzten, flüssigen Kunststoffes 33 wird das zur Imprägnierung der Verstärkungslage 13 verwendete Kunstharz ebenfalls erwärmt, und zwar auf eine zweite, höhere Reaktionstemperatur, bei der das Kunstharz am Skikern 6 und gegebenenfalls an der Zwischenlage 14 anhaftet, wodurch der Skikern 6 fest mit der Schale 2 verbunden wird. Nach Abkühlen des entstandenen Verbunds unter die zweite Reaktionstemperatur hat das Kunstharz seinen duroplastischen Endzustand erreicht, und es liegt eine feste Schale 2 vor, die mit dem Skikern 6 über das Kunstharz sowie den Kunststoff 33 fest verbunden ist.
Um einen zusätzlichen Energieeintrag zum Erwärmen des härtbaren Kunstharzes auf die zweite Reaktionstemperatur zu ersparen, ist die zweite Reaktionstemperatur des härtbaren Kunstharzes vorzugsweise maximal gleich hoch wie die Reaktionstemperatur des erhitzten, flüssigen Kunststoffes, der die Ausnehmungen und Zwischenräume 34,35 des Skis zwischen dem Skikern 6 und den die Seitenwangen 11 des Skis 1 bildenden Schenkeln der Schale 2 ausfüllt. Somit wird die zweite Reaktionstemperatur des Kunstharzes einfach durch Einbringen des flüssigen, erhitzten Kunststoffes ohne zusätzliche Energieeintrag erreicht.
Der die Zwischenräume 34,35 füllende Kunststoff 33 dient zur Verbindung der diese Zwischenräume 34,35 begrenzenden Schenkel der Schale 2, des Skikerns 6, des Untergurtes 4, des Laufflächenbelages 5 und der Laufkanten 7 miteinander. Der zum Ausfüllen der Zwischenräume 34,35 und zur Verbindung dienende Kunststoff ist bevorzugt ein Zweikomponenten-Kunststoff auf PU-Basis. Vorzugsweise wird wie erwähnt ein Elastomerschaum verwendet. Vorteilhaft weist der Kunststoff eine Shore-Härte D zwischen 65 und 90, bevorzugt 72 bis 78, auf ; im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Kunststoffschaum beispielsweise eine Shore-Härte D von 75 bis 76 auf.
Um bei den elastischen Eigenschaften auch noch eine ausreichende Festigkeit zu sichern, weist der Kunststoff beispielsweise eine Dichte zwischen 0, 5 und 1, 5 kg/dm3. bevorzugt zwischen 0, 9 und 1, 1 kg/dm3 auf. Dadurch können die Elastizitäts- und Festigkeitseigenschaften aufeinander abgestimmt werden, und es wird bei ausreichender Festigkeit der Gesamtkonstruktion eine entsprechende Dämpfung von Schlägen sowie von Schwingungen und Verformungen des
Skis ermöglicht.
Durch die Anordnung der Verstärkungslage 24 des Untergurtes 4 mittels der Distanzhalter 25 im Abstand vom Laufflächenbelag 5 kann auch die Verbindung zwischen den beiden letztgenannten Teilen durch den Kunststoff 33 erfolgen.
Wie weiters aus Fig. 2 und 4 zu ersehen ist, wird trotz eines dichtenden Abschlusses zwischen der Innenfläche 19 der Schalenschenkel und der Laufkante 7 durch eine entsprechend starke Aus- rundung mit einem Radius 38 im Übergangsbereich 20 jeweils ein sich kontinuierlich gegen null verjüngender Nischenbereich 45,46 zwischen der Laufkante 7 und der Innenfläche 19 geschaffen, so dass auch in diesen beiden Nischenbereichen 45,46 eine ausreichend feste und dauerhafte Verbindung dieser Teile über den Kunststoff 33 erfolgen kann, welche die hohen Belastungen in diesen Bereichen einwandfrei aufnehmen und eine Delamination verhindern kann.
Gleichzeitig können durch eine entsprechende Ausbildung der Vorsprünge 17 diese Vor- sprünge 17 als Federarm gegenüber der Schale 2 wirken, so dass auf die Laufkante 7 einwirkende
Schläge durch eine elastische, selbstrückstellende Verformung der Vorsprünge 17 gedämpft
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werden können. Diese Dämpfungswirkung wird selbstverständlich dann weiter verstärkt, wenn die elastischen Verformungswerte des verwendeten Kunststoffes 33 hoch sind und die Höhe der Nischenbereiche 45,46 vom Nischenende 39 in Richtung der innenliegenden Stirnseite 22 der Laufkante 7 rasch grösser wird, so dass auch ein ausreichender Federweg für die Dämpfung der auf die Laufkanten 7 einwirkenden Schläge besteht.
Jede Laufkante 7 kann im Bereich ihrer Stirnseite 22 auch über eine Kleberschicht 40 mit dem Laufflächenbelag 5 verbunden sein (s. Fig. 4). Andererseits ist es ebenso möglich, bei der Herstellung des Laufflächenbelages 5 diesen während der Extrusion unmittelbar an die Laufkanten 7 anzuformen.
Der Vorteil der vorbeschriebenen Lösung liegt darin, dass nach dem Vorfertigen der Schale 2 wie beschrieben und nach dem Einlegen der vorgefertigten Schale 2 in eine Form sowie dem Einsetzen des Skikerns 6 und dem Auflegen des Untergurtes 4 und des Laufflächenbelages 5 mit den Laufkanten 7 nur mehr die dann noch verbleibenden Ausnehmungen mit dem Kunststoff 33 ausgefüllt zu werden brauchen und dieser von seiner Viskosität so eingestellt wird, dass er auch die engen Kanäle 29,30 zwischen dem Skikern 6 und dem Ober- bzw. Untergurt 3, 4 sowie zwischen dem Laufflächenbelag 5 und der Verstärkungslage 24 durchdringt, so dass eine innige Verbindung dieser Bauteile zufolge der Ausfüllung dieser Ausnehmungen und Zwischenräume 34, 35 entsteht.
Durch die Wahl der Elastizitätseigenschaften des Kunststoffs bzw. Kunststoffschaums können auch die Dämpfungseigenschaften des Skis 1 bei Verformungen desselben ebenso wie die Dämpfung von auf den Ski 1 einwirkenden Schlägen entsprechend vorherbestimmt werden.
Dazu ist es auch möglich, das Verhältnis zwischen den Flächen des Skikerns 6, wo dieser unter Zwischenschaltung des Kunststoffs 33 mit dem Obergurt 3 bzw. dessen Zwischenlage 14 verbunden ist, und der Summe jener Stützflächen, die sich aus der Länge 41 und Breite 42 der dem Obergurt 3 zugewandten Oberflächen der Stützelemente 28 zusammensetzen, zu verändern. Je geringer der sich aus der Summe der Stützflächen zusammensetzende Flächenanteil gegen- über jenem Flächenanteil ist, über weichen die Verbindung zwischen dem Skikern 6 und dem Obergurt 3 unter Zwischenschaltung des Kunststoffes 33 erfolgt, umso höher ist die Dämpfungswirkung sowohl bei der Verformung des Skis 1 als auch bei Schlageinwirkungen auf den Ski.
Durch die Ausbildung der die Seitenwangen 11 bildenden Schenkel mit den Vorsprüngen 17 und deren dichtende Anlage an den Laufkanten 7 wird weiters ermöglicht, dass nach dem Einbringen des Kunststoffes 33 in die Ausnehmungen zwischen dem Skikern 6 und dem Ober-bzw. Untergurt 3,4 und in die Zwischenräume 34,35 durch einen Fräs- oder Schleifvorgang jeder Vorsprung 17 auf den mit strichlierter Linie im rechten Teil der Fig. 4 eingezeichneten Rest entfernt werden kann, so dass ein ebenflächiger Verlauf von der Seitenwange 11 zur vom Skikern 6 abgewandten Aussenseite 43 der Laufkante 7 erreicht wird. Die sich vom Zwischenraum 34 bzw. 35 in Richtung der Aussenseiten 43 der Laufkanten 7 verjüngenden Nischenbereiche 45,46, s.
Fig. 2 und 4, werden in diesem Fall durch Begrenzende 44 definiert, die durch den an der Innenfläche 19 der Schale 2 anliegenden Rand 39 der Laufkante 7 gebildet ist. Die Begrenzenden 44 sind in Fig. 3 schematisch durch strichlierte Linien angedeutet und verlaufen somit in die Aussenseiten 43 der Laufkanten 7 aufnehmenden Ebenen.
In den Fig. 5 und 6 ist ein anderer Ski 1 gezeigt. Die Verstärkungslage 24 des Untergurtes 4 ist wiederum über Stützelemente 28 von der Unterseite 26 des Skikerns 6 distanziert sowie durch Distanzhalter 25 in einem Abstand 47 vom Laufflächenbelag 5 gehalten. Die zwischen den Stützelementen 28 gebildeten Ausnehmungen 48 sind ebenso mit Kunststoff 33 gefüllt wie die bereits anhand der Fig. 2 bis 4 beschriebenen seitlichen Zwischenräume 34, 35.
Der Abstand 47 zwischen der Verstärkungslage 24 und dem Laufflächenbelag 5 sowie die Höhe 49 der Stützelemente 28 können so gewählt werden, dass die Viskosität des verwendeten Kunststoffes 33 ausreicht, um in die Ausnehmungen einzudringen und diese zur Gänze zu füllen, bzw. können auch diese Dimensionen im Hinblick auf die gewünschten Dämpfungseigenschaften bei Verformungen des Skis, insbesondere Durchbiegungen desselben, bzw. beim Einwirken von Schlägen auf den Laufflächenbelag 5 über dieses Mindestmass hinaus vergrössert werden, um bessere Dämpfungswerte zu erzielen.
Die beschriebene Konstruktion des Skis 1 ermöglicht das einzelne Einlegen des Skikerns 6, der Teile des Untergurtes 4 und des Laufflächenbelages 5 in die wie vorstehend beschrieben
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vorgeformte Schale 2, wobei vorteilhafterweise der Laufflächenbelag 5 mit den Laufkanten 7 durch Verkleben bzw. Eingiessen oder dgl. zu einem vorgefertigten Bauteil verbunden ist. Vorteilhafterweise sind dabei über die den Zwischenräumen 34,35 zugewandte Oberseite 50 der Laufkanten 7 hochstehende Fortsätze 51 der Laufkanten 7 vorgesehen, die z.
B. durch Ausklinkungen aus den Laufkanten 7 gebildet sind, die um 90 nach oben gebogen sind, wobei der Abstand 52 zwischen der Aussenseite 43 der jeweiligen Laufkante 7 und der dieser zugewandten Seite des Fortsatzes 51 gleich der oder grösser als die Dicke 53 der Schale 2 im Bereich der Seitenwangen 11 ist. Dies ermöglicht eine eindeutige Positionierung der Schenkel der Schale 2 und eine dichte Anlage der Vorsprünge 17 an der Laufkante 7. Damit wird das Einlegen der Einzelteile bei der Herstellung des erfindungsgemässen Skis erleichtert.
Wie insbesondere aus der Darstellung in Fig. 6 zu entnehmen ist, sind die Stützelemente 28 durch Pyramiden mit quadratischer Grundfläche gebildet. Selbstverständlich kann die Grundfläche aber auch jede beliebige andere Form aufweisen, und es können die Stützelemente 28 anstelle der Ausbildung als Pyramiden auch durch Pyramidenstümpfe gebildet sein. Die Ausbildung der Stützelemente 28 als Pyramiden hat jedoch den Vorteil, dass der Flächenanteil, der eine starre Verbindung zwischen dem Skikern 6 und dem Obergurt 3 bzw. der Schale 2 darstellt, nur ein Bruchteil der gesamten vom Kunststoff 33 gefüllten Übergangsfläche zwischen dem Skikern 6 und der Schale 2 beträgt.
Dies vermindert die direkte Übertragung von Schlägen vom Laufflächenbelag 5 auf die Schale 2 und verbessert die Dämpfungseigenschaften des Skis 1 insbesondere bel hochfrequenten Schwingungen und starken Durchbiegungen in Richtung des Laufflächenbelags 5.
Diese Dämpfung, insbesondere bei Durchbiegung in Richtung des Laufflächenbelags 5, wird durch die Scherbewegung bzw. Relativbewegung zwischen dem Obergurt 3 und dem Skikern 6 bzw. dem Skikern 6 und dem Untergurt 4 aufgrund der elastischen Eigenschaften des Kunststoffes 33 bewirkt. Diese Dämpfungseigenschaften können durch eine Vergrösserung der Höhe 49 der Stützelemente 28 noch weiter verbessert werden. Bei dieser Ausführungsform ist es auch durch die Wahl der Höhe 49 der Stützelemente 28 und der Pyramidenstumpf-Form anstelle von Pyramiden möglich, die direkte Verbindungsfläche zwischen dem Skikem 6 und dem Obergurt 3 bzw. Untergurt 4 rasch an unterschiedliche gewünschte Eigenschaften des Skis anzupassen.
Wie aus Fig. 5 weiters zu ersehen ist, ist der Neigungswinkel 54 zwischen dem Laufflächenbelag 5 und der Seitenwand 36 bzw. 37 des Skikems 6 grösser, z. B. gleich 900, als der entsprechende Neigungswinkel 55 zwischen den die Seitenwangen 11 bildenden Schenkeln der Schale 2 und dem Laufflächenbelag 5.
Um die Flexibilität bzw. die Dämpfung von auf den Ski 1 einwirkenden Schlägen im Bereich der
Laufkanten 7 zu erhöhen bzw. die Steifigkeit des Skis 1 zu verringern, ist es möglich, die Querschnittsfläche der Zwischenräume 34,35 zu vergrössern. Dazu kann, wie schematisch in Fig. 5 durch strichlierte Linien gezeigt, der Neigungswinkel 54 der Kern-Seitenwände 36,37 verringert werden. Dies empfiehlt sich vor allem im Bereich des Skiendes 9 bzw. der Skispitze 8, da dadurch eine Verformung des Skis 1 bei Durchbiegungen desselben in Richtung des Laufflächenbelags 5 ohne Spannungsspitzen ermöglicht wird.
Vorteilhaft ist es aber auch, wenn die Querschnittsfläche desjenigen Zwischenraums, der an die beim Fahren äussere Laufkante, also die vom zweiten Ski des Skifahrers abgewandte Laufkante, anschliesst, grösser ist, da dadurch bessere Elastizitätseigen- schaften und sogenannte "fehlerverzeihende" Skier erhalten werden, wogegen die "Innenkante" entsprechend verstärkt ist und eine exakte Führung des jeweiligen Skis 1 ermöglicht.
Bei dem in den Figuren 7 und 8 gezeigten Ski 1 besteht sowohl der Obergurt 3 als auch der
Untergurt 4 aus mehreren Lagen. Vor allem ist hier die Schale 2 zum einen aus einer Decklage 12 sowie einer Verstärkungslage 13 gebildet, wobei sich diese Lagen 12,13 über den gesamten
Querschnittsbereich der Schale 2 erstrecken ; im Bereich der Oberseite 10 des Skis, d. h. der Basis der Schale 2, ist darunter sodann eine weitere Verstärkungslage 13 angeordnet, die über eine
Zwischenlage 14 im Abstand von der zuerst genannten Verstärkungslage 13 angeordnet ist.
Wird als Zwischenlage 14 beispielsweise ein Material mit gegenüber den Verstärkungslagen 13 geringe- ren mechanischen Eigenschaften, beispielsweise mit einem höheren E-Modul oder einer höheren
Elastizität bzw. einer geringeren Zug- oder Biegefestigkeit, verwendet, so bilden diese Lagen 13,
14 ein eigenständiges Sandwichelement, bei weichem die Zwischenlage 14 den Kern dieses
Sandwichelementes bildet. Die beschriebenen Lagen 12,13, 14 werden während der Herstellung und Formung der Schale 2 untereinander kraftschlüssig verbunden, wobei die Innenseite 56, die
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von der Oberseite 10 des Skis abliegt, mit einer Formfläche bzw. einem Pressstempel mit Vertiefungen erzeugt wird, um so Vorsprünge 57 herzustellen, die von der Innenseite 56 in Richtung des Skikerns 6 vorragen.
In entsprechender Weise können an der Innenseite der Schalenschenkel Vorsprünge 65 vorgesehen sein, die von der Verstärkungslage 13 in Richtung des Skikerns 6 ragen.
Die Vorsprünge 57,65 werden bereits bei der Formung der Schale 2 wie erwähnt mit Hilfe eines Pressstempels eingeformt, wobei selbstverständlich auch Vertiefungen eingeformt werden können. Durch die Verwendung von Pressstempeln mit unterschiedlicher Grösse kann die Grösse des Flächenteils der Vorsprünge 57,65 bzw. Vertiefungen je nach den erwünschten Schwingungsdämpfungseigenschaften variiert werden. Dies gewährleistet ein einfaches Verfahren zur Herstellung von unterschiedlichen Skitypen. Die Vertiefungen bzw. Vorsprünge 57,65 sichern ein besonders festes Anhaften des zur Verbindung der Schale mit dem Skikern eingebrannten Kunststoffs.
Sowohl die an dem die Oberseite 10 bildende Teil der Schale 2 vorhanden Vorsprünge 57 als auch die an den Schenkeln der Schale 2 vorhandenen Vorsprünge 65 dienen dazu, den Skikern 6 innerhalb der Schale 2 zu positionieren, bevor und während der Kunststoff eingebracht wird.
Selbstverständlich können die Vorsprünge 57 und 65 wie die Stützelemente 28 bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen über die gesamte Innenseite 56 gleichmässig verteilt angeordnet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sie jedoch z. B. nur in einer oder beispielsweise zwei knapp nebeneinander liegenden Reihen in dem den Seitenwänden 36,37 des Skikerns 6 zugewandten Randbereichen angeordnet. Dementsprechend sind auch auf der dem Obergurt 3 zugewandten Oberseite 27 des Skikerns 6 hochragende Stützelemente 28 beispielsweise in bloss einer Reihe oder zwei parallel zueinander verlaufenden Reihen in den den Seitenwänden 36,37 zugeordneten Randzonen angeordnet.
Zwischen den Vorsprüngen 57 und Stützelementen 28 ist im Bindungsbereich des Skis 1 eine Verankerungsplatte 58 angeordnet. Diese Verankerungsplatte 58 dient, wie schematisch angedeutet, zur Aufnahme von insbesondere durch Schrauben gebildeten Befestigungsmitteln 59, mit welchen beispielsweise der Vorderbacken 60 einer Skibindung auf der Oberseite 10 des Skis 1 fixiert wird.
Wie anhand der in Fig. 7 mit strichlierten bzw. strichpunktierten Linien eingezeichneten Positionen der Verankerungsplatte 58 zu ersehen ist, kann bei entsprechender Füllung der zwischen den Vorsprüngen 57 und Stützelementen 28 befindlichen Vertiefungen mit dem Kunststoff, mit dem auch die Zwischenräume 34,35 gefüllt sind, eine freischwimmende Lagerung der Verankerungsplatte 58, insbesondere deren Durchbiegung in verschiedene Richtungen, ermöglicht werden.
Wird ein Kunststoff bzw. ein Kunststoffschaum verwendet, der ausreichend elastische Eigenschaften aufweist, so kann sich die Verankerungsplatte 58 bei Schlagbeanspruchungen bzw. ruckartigen
Beanspruchungen in Richtung der mit strichlierten bzw. strichpunktierten Linien angedeuteten
Positionen verformen, da sie nur im Bereich der Seitenwände 36,37 zwischen den Stützelementen
28 und Vorsprüngen 57 eingespannt ist. Hierfür weisen z.
B. die den Vorderbacken 60 haltenden
Befestigungsmittel 59 im Bereich von ihrer durch die Schale 2 verlaufenden Bohrungen 62 einen zylindrischen Abschnitt ohne Gewindegänge auf. Selbstverständlich ist es aber, wie in Fig. 7 mit strichlierten Linien angedeutet ist, auch möglich, den Durchmesser 61 der Bohrung 62 grösser als den Aussendurchmesser des Befestigungsmittels 59 zu wählen, so dass durch die Verformungs- möglichkeiten der Verankerungsplatte 58 auch Schwingungen bzw. Schläge in anderen
Raumnchtungen und nicht nur senkrecht zur Oberseite 10 gedämpft werden können.
Im Bindungsbereich können die Stützelemente 28 und Vorsprünge 57 auch gänzlich weg- gelassen werden, und die Verankerungsplatte 58 wird dann bei der Herstellung über andere Mittel in der dann zwischen dem Obergurt 3 und dem Skikern 6 gebildeten Ausnehmung so lange in
Position gehalten, bis der Kunststoff 33 eingebracht ist und die Verankerungsplatte 58 ausschliess- lich über den Kunststoff, mit den ihm innewohnenden elastischen Eigenschaften, in dieser Ausneh- mung gehalten ist.
In Fig. 7 ist auch gezeigt, dass der Untergurt 4 ausser dem Laufflächenbelag 5 zwei Verstär- kungslagen 24 aufweisen kann, zwischen weichen eine Zwischenlage 14 aus einem mechanisch weniger festem Material, wie bereits vorstehend anhand der Fig. 5 für den Obergurt 3 erläutert, angeordnet sein kann. In vorteilhafter Weise kann sich dabei die dem Skikern 6 nähere Verstär- kungslage 24 über die durch die Aussenseiten 43 der Laufkanten 7 festgelegte Begrenzung seitlich
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hinaus erstrecken.
Zur Distanzierung des Skikerns 6 von dieser weiteren Verstärkungslage 24 sind wieder am Skikern 6 oder an der weiteren Verstärkungslage 24 - hier z. B. kegelstumpfförmige - Stützelemente 28 bzw. Vorsprünge 57 ausgebildet.
Wie weiters in Fig. 7 gezeigt ist es auch möglich, an den Seitenwänden 36,37 des Skikems 6 Vorsprünge 63 anzuordnen, die vom Skikern 6 in Richtung der die Seitenwangen 11 bildenden Schenkel der Schale 2 abstehen. Zwischen diesen Vorsprüngen 63 sind Vertiefungen 64 vorgesehen, die ein zusammenhängendes Netz bzw. ein Kavernensystem bilden, welches wieder von dem die Zwischenräume 34,35 ausfüllenden Kunststoff 33 gefüllt ist, der ausser der Verbindung der Schale 2 mit dem Skikern 6 auch die Verbindung des Skikerns 6 mit dem Untergurt 4 herstellt.
Die den Obergurt 3 bildenden Bauteile können auch direkt auf dem Skikern 6 aufgebracht werden, so dass alle Teile des Skis vorgefertigt sind. Damit ist es möglich, für die unterschiedlichen Skitypen unterschiedliche Skikerne 6 vorrätig zu halten, so dass dann nur durch Wahl des entsprechenden Kunststoffes und der entsprechenden Schale mit unterschiedlichen, designmässigen Ausbildungen eine ganze Typenvielfalt von Skiern einfach und mit einem gleichbleibenden Fertigungsverfahren hergestellt werden kann. Damit kann auch der Ausschussanteil bei der Skiproduktion verringert werden.
Vorteile bringt diese Herstellung bei den im Skibau üblichen, vielfältigen Designausgestaltungen, bei ein und derselben Skitype, da dann die Skikerne 6 mit ihrem entsprechenden Obergurt 3 und Untergurt 4 in grossen Stückzahlen kostengünstig vorgefertigt und je nach Bestelleingang mit den Schalen 2 verbunden werden können, die mit dem jeweils vom Kunden gewünschten Design versehenen sind. Beim Herstellen sind dann nur mehr zwei Bauteile, nämlich eine vorgefertigte Schale 2 und ein vorgefertigter Skikern 6, ineinanderzufügen und mit dem Kunststoff 33 miteinander unter Erzielung der gewünschten Elastizitäts- und Dämpfungseigenschaften zu verbinden.
Durch die unterschiedliche Ausbildung und wechselweise Kombination von unterschiedlichen Schalen 2 und Skikern-Bauteilen ist also mit gleicher Technologie in einfacher Weise die Fertigung unterschiedlichen Anforderungen entsprechender Skier möglich.
Durch die Anordnung der Vorsprünge 63 im Bereich der Seitenwände 36,37 bzw. der Erhöhungen 65 an der Innenseite der Schenkel der Schale 2 wird auch eine korrekte Positionierung des Kems 6 in der Schale 2 und exakte Formgebung des Skis 1, insbesondere des Verlaufs der Seitenwagen 11, sichergestellt.
Der Überstand der unteren Verstärkungslage 24 über die Aussenseite 43 der Laufkante 7 hinaus bewirkt die Bildung einer Kontaktfläche zwischen dieser Verstärkungslage 24 und dem Vorsprung 17 der Schale 2. Diese Kontaktfläche ist in Richtung des Skikerns 6 durch eine in Fig. 8 durch eine dünne Linie angedeutete Begrenzende 68 vom Nischenbereich 46 zwischen der Schale 2 und der Verstärkungslage 24 getrennt. Durch die gegenseitige Überdeckung der Schale 2 und der Verstärkungslage 24 über die Breite 67 ist eine eindeutige Fixierung und ein Zusammenpressen dieser Teile in senkrecht zum Laufflächenbelag 5 verlaufender Richtung und damit auch ein dichter Abschluss der den Kunststoff 33 aufnehmenden Ausnehmung möglich.
Der in den Fig. 7 und 8 gezeigte Ski besteht demgemäss, ausgehend von der Oberseite 10 in
Richtung des Laufflächenbelages 5, aus folgenden Schichten :
Zuoberst befindet sich die Schale 2 aus einem tiefgezogenen Laminat aus z. B. Polyester PE oder PA-Material oder ABS als Decklage 12 und einer Fiberglasauflage als Verstärkungslage 13, die miteinander durch eine zusätzliche Kleberschicht oder durch entsprechende Imprägnierung der
Fiberglasauflage mit einem unter Temperatur- und bzw. oder Druckeinwirkung eine Klebewirkung entfaltenden Kunststoff bzw. Kunstharz verbunden sind. An der Verstärkungslage 13 liegt dann innen die z. B. durch Titanal gebildete Zwischenlage 14 und an dieser wiederum eine FiberglasVerstärkungslage 13 an, die bevorzugt ebenfalls mit einem unter Druck bzw.
Temperatur eine
Klebewirkung entfaltenden Kunststoff imprägniert ist.
Der sodann folgende Skikern 6 kann durch einen Kunststoffschaum bzw. einen Leichtkunststoff oder auch ein geschäumtes Duroplast oder Thermoplast oder aus Holz gebildet sein. Bei Verwen- dung eines Holzkems kann dieser auch aus einer Vielzahl von einzelnen Stäben bzw. Lagen, vorzugsweise aus unterschiedlichen Materialien, zusammengesetzt sein.
An den Skikern 6 schliesst in Richtung des Laufflächenbelages 5 eine Fiberglaslage als Verstär- kungslage 24 an, die mittels Kleber oder Kunstharz vor dem Einlegen des Skikerns 6 in die Schale
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2 mit dieser verbunden werden kann. Mit der dann folgenden Zwischenlage 14, die wiederum aus Titanal oder Aluminium bestehen kann und bevorzugt eine Dicke aufweist, die der Dicke 69 des Halteflansches der Laufkanten 7 entspricht, wird ermöglicht, dass die Laufkanten 7 mit der zwischen der Zwischenlage 14 und dem Laufflächenbelag 5 vorgesehenen weiteren Verstärkungslage 24 festgehalten werden können. Die Verbindung der einzelnen Teile des so gegebenen Untergurtes 4 untereinander erfolgt wiederum über Kleber bzw. Kunstharze.
Die Bauteilgruppe Skikern 6 - Untergurt 4 wird dann mit der Schale 2 über den in die Zwischenräume 34,35 und in die Ausnehmungen bzw. Vertiefungen zwischen der Bauteilgruppe und der Schale 2 eingebrachten Kunststoff verbunden.
Bevorzugt weisen jene Verstärkungslagen 13 und 24, die dem Skikern 6 unmittelbar benachbart sind, ebenso wie die Zwischenlagen 14 und die der Oberseite 10 bzw. dem Laufflächenbelag 5 näherliegenden Verstärkungslagen 13 und 24 eine gleiche Wandstärke 70 bzw. 71 bzw. 72 auf.
Je nach den vorgesehenen Beanspruchungen bzw. Einsatzgebieten des Skis können die Wandstärken 70-72 der genannten Lagen jedoch auch unterschiedlich sein. Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei einer höheren Steifigkeit jener Verstärkungslagen 13, 24, die einen grösseren Abstand von der horizontalen Ski-Mittelebene 73 des Skis 1 aufweisen, eine höhere Versteifung erzielt wird als bei Erhöhung der Dicke bzw. Festigkeitseigenschaften der dem Skikern 6 näherliegenden Verstärkungslagen 13,24.
Dadurch, dass die Zwischenlagen 14 eine geringere Festigkeit, insbesondere Zugfestigkeit, oder einen höheren E-Modul aufweisen als die Verstärkungslagen 13,24, bilden jeweils die Ober- gurt-Verstärkungslagen 13 mit der Zwischenlage 14 bzw. die Untergurt-Verstärkungslagen 24 mit der Zwischenlage 14 eine zu den anschliessenden Bauteilen spannungsneutrale Baugruppe, die auch von zu den übrigen Materialien bzw. Lagen des Skis 1 ein extrem unterschiedliches Dehnungsverhalten, insbesondere unter Temperatureinwirkung, aufweisen kann.
Selbstverständ- lich kann dieser symmetrische Aufbau und die Anordnung der Verstärkungslagen 13,24 bzw. der Zwischenlage 14 auch dann verwendet werden, wenn die Verstärkungslage 13 des Obergurtes 3 ebenfalls dicht am Skikern 6 anliegt und die Verankerung der Befestigungsmittel 59 in der Decklage 12 oder der äusseren Verstärkungslage 13 oder einer dazwischen angeordneten Verankerungsplatte erfolgt.
Beim Ski 1 gemäss Fig. 9 sind im Bereich der einander gegenüberliegenden Laufkanten 7 unterschiedliche Ausbildungen der Nischenbereiche 45,46 gezeigt. Ansonsten entspricht der Aufbau des Skis 1 gemäss Fig. 9 in weiten Zügen jenen gemäss Fig. 7 und 8, weshalb auch für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Es ist lediglich zwischen dem Skikern 6 und der diesem näheren Verstärkungslage 24 des Untergurtes 4 eine zusätzliche Zwischenlage 74, beispielsweise eine Lage aus Kohlefasern oder Keramikfasern, angeordnet.
Die einzelnen Schichten des Untergurtes 4 sowie der Laufflächenbelag 5 und die Laufkanten 7 bilden mit dem Skikern 6 eine vorgefertigte Bauteilgruppe, die über den Kunststoff 33 mit der Schale 2, in welche im Bereich der Oberseite 10 des Skis 1 der Obergurt 3 integriert ist, verbunden wird. Um entsprechende Verbindungsflächen zwischen dem Skikern 6 und dem Obergurt 3 zu schaffen, ist zwischen diesen beiden Bauteilen eine Distanzeinlage 75 angeordnet, die durch ein Gitter bestehend aus quer verlaufenden Stäben 76 und längsverlaufenden Stäben 77 gebildet ist, welche die vorbeschriebenen Stützelemente definieren.
Die Stäbe 76,77 weisen jeweils eine Dicke bzw. einen Durchmesser auf, der der gewünschten Dicke der Verbindungsschicht zwischen dem Skikern 6 und der Schale 2 entspricht, und durch die quer verlaufenden Stäbe 76 sind quer zur Skilängsachse verlaufende Querkanäle 29 und durch parallel zur Skilängsachse verlaufenden Stäbe 77 sind Längskanäle 30 gebildet, durch die der Kunststoff 33 hindurchtreten und die Verbindung zwischen dem Skikern 6 und der Schale 2 herstellen kann.
In Fig. 10 ist schematisch ein weiterer Ski 1 gezeigt, bei welchem die Schale 2 ähnlich wie in
Fig. 7 ausgebildet ist. Des Weiteren können die Seitenwände 36,37 des Skikerns 6 mit zunehmen- der Entfernung vom Mittelbereich 84 des Skis 1 (s. Fig. 1), in welchem die Skibindung montiert wird, in Richtung der Skispitze 8 bzw. des Skiendes 9 immer stärker zur senkrechten Skilängsmittel- ebene geneigt sein, so dass diese einen zur Skispitze 8 bzw. zum Skiende 9 hin abnehmenden
Neigungswinkel mit dem Untergurt einschliessen. Durch die Wahl der Veränderung des Neigungswinkels über die Länge des Skis 1 können dessen Verformung-un Festigkeitseigenschaften in einfacher Weise verändert werden.
So ist es, wie in Fig. 10 angedeutet, auch möglich,
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durch in Skilängsrichtung verlaufende, in der Schale 2 geformte oberseitige Abtreppungen 86 die Steifigkeit des Skis 1 im Bereich der Laufkanten 7 zusätzlich zu verändern, so dass die gewünschten Flexibilitätseigenschaften einfacher erreicht werden können.
Durch eine unterschiedliche Festlegung des Abstandes zwischen den Schalenschenkeln und den Skikern-Seitenwänden 36,37 an den beiden Ski-Längsseiten können ebenfalls die Flexibilitätseigenschaften und die Steifigkeit des Skis 1 einfach verändert werden. Vor allem dann, wenn der Abstand zwischen der Seitenwange 11 und den Seitenwänden 36,37, wie dies in Fig. 10 mit einer strichlierter Linie gezeichnet ist, im Bereich der "Aussen"kante 88 des Skis 1 (bezogen auf das Fahren mit einem Skipaar) grösser ist als im Bereich der "Innen"kante 89, wird im Bereich der Aussenkante 88 eine höhere Flexibilität des Skis 1 erreicht und damit ein Ski erhalten, der Fahrfehler leicht verzeiht, wogegen im Bereich der Innenkante 89 der Ski 1 steifer ist und dadurch eine spurgetreuere Führung ermöglicht.
(Die Innenkante 89 ist diejenige, mit der üblicherweise der Ski geführt ist, die also dem anderen Ski des Skipaares unmittelbar zugewandt ist. ) Abgesehen von der geringen Breite des Skikerns 6 wird nun durch diese Massnahme der Aussenkanten-seitige Zwischenraum 35 breiter als der Innenkanten-seitige Zwischenraum 34, und es wird dort in Verbindung mit den elastischen Eigenschaften des Kunststoffschaums eine stärkere Dämpfung und ein geringeres Verwindungsmoment erzielt.
Durch eine unterschiedliche Höhe 90 der Abtreppung 86 über die Länge des Skis 1 können die Flexibilitätseigenschaften des Skis 1 im Kantenbereich verändert werden, so dass beispielsweise die Durchbiegung des Skis 1 im Schaufel- und Skiende-Bereich verbessert wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Abtreppung 86 nur im Bereich der Aussenkante 88 oder der Innenkante 89 und nicht wie gezeigt im Bereich beider Kanten 88, 89 anzuordnen.
Der Skikem 6 kann nicht nur mit dem Untergurt 4, sondern auch mit dem Obergurt 3 einen
Halbfertigteil bzw. ein Halbfertigfabrikat bilden, und somit der Skikern 6 mit dem Obergurt 3 und dem Untergurt 4 als Bauteil in die Schale 2 eingelegt werden kann. Die Schale 2 kann mit der Verstärkungslage 13 entweder nur partiell - nur im Bindungsaufnahmebereich des Skis - oder über die gesamte Länge durchgehend verstärkt sein, wobei diese Verstärkungslage 13 auch nur so stark und tragfest ausgebildet sein muss, dass sie die Decklage 12 nach dem Verformen in der gewünschten Raumform hält und einen Verzug während der Lagerung der Schale 2 nach der
Formgebung verhindert.
Selbstverständlich kann sich die Verstärkungslage 13 zu diesem Zweck auch über den Bereich der die Seitenwangen 11 bildenden Schenkel erstrecken.
Wie bereits vorstehend zu den einzelnen Ausführungsbeispielen angesprochen, ist es je nach Ausbildung des Skis 1 möglich, als Kunststoff einen Zwei-Komponenten-Kunststoff auf PU-Basis zu verwenden. Es können selbstverständlich aber auch andere Materialien, deren Rohmaterial auf eine entsprechende niedere Viskosität eingestellt werden kann, um in die Ausnehmungen bzw.
Zwischenräume durchgängig einzudringen, Verwendung finden.
Bevorzugt weist ein derartiger Elastomerschaum eine Shore-Härte D von 65 bis 90, bevorzugt von 72 bis 78 auf. Gleichzeitig oder ausschliesslich ist es auch möglich, dass der Kunststoff 33 eine
Dichte zwischen 0, 5 und 1, 5 kg/dm3, bevorzugt 0, 9 bis 1, 1 kg/dm3, aufweist. Durch diese Dichte wird eine ausreichende Festigkeit bei der Verwendung der einzelnen Schichten erreicht, so dass eine Delamination verhindert ist. Gleichzeitig gestattet die Einstellung des Kunststoffes mit der entsprechend zuvor genannten Härte eine ausreichende, elastische Verbindung und eine ent- sprechend gute Dämpfung der Skiverformungen bzw. der auf den Ski einwirkenden Schwingun- gen.
Für die Verstärkungslagen 13,24 werden jeweils Gewirke, Gewebe, Vliese, Gitter oder Netze aus Fäden unterschiedlichster Materialien, wie beispielsweise Keramik, Metall, Glas, Karbon oder
Kunststoffen verwendet, die entweder durch das Aufbringen von Kunstharzen im sogenannten
Kaltverfahren oder durch Vorimprägnieren mit entsprechenden Kunstharzen, Klebern, Schmelz- klebern oder Kunststoffschäumen im Warmpressverfahren mit den benachbarten Schichten kraft- schlüssig verbunden werden können. Diese Werkstoffe können gleichzeitig auch als Distanzeinla- ge 75 ausgebildet sein, wenn der Durchmesser bzw. die Dicke der Fäden bzw.
Stäbe 76,77, ausreichend ist, um bei der jeweiligen Viskosität des zur Verbindung der einzelnen Lagen verwen- deten Kunststoffes 33 ein Durchtreten des flüssigen Kunststoffmaterials zu ermöglichen, so dass nach dessen Ausreagieren und Verfestigen eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den
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einzelnen Teilen des Skis 1 hergestellt wird.
Die Zwischenlagen 14,74 können dagegen beispielsweise durch Materialien mit niederen Zugfestigkeiten, einem höheren Elastizitätsmodul oder geringeren Biegefestigkeiten bzw. vor allem mit einem zu den Verstärkungseinlagen 13,24 völlig unterschiedlichen Temperaturdehnungsverhalten gebildet sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1 Verfahren zur Herstellung eines Skis (1) mit einer Schale (2) mit U-förmigem Querschnitt, wobei zuerst die Schale (2) aus einer ebenflächigen Decklage (12), z. B. aus Kunststoff,
Polyester, Polyamid, ABS oder dgl., zusammen mit zumindest einer innenseitig auf diese aufgelegten Verstärkungslage, z.
B. aus einem Prepreg, unter Erwärmung sowie gegebe- nenfalls Druckeinwirkung geformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine, mit einem härtbaren Kunstharz vorimprägnierte Verstärkungslage (13) auf eine erste
Temperatur erhitzt wird, bei der das vorimprägnierte, bei Raumtemperatur nicht klebende
Kunstharz in einen Zustand überführt wird, in welchem es an der Decklage (12) und gegebenenfalls an einer weiters auf sie aufgelegten Zwischenlage (14) anhaftet, worauf die geformte Schale (2) so weit abgekühlt wird, dass sie ihre gewünschte Form beibehält, wonach ein Skikern (6) in die Schale (2) zwischen deren Schenkel eingelegt und das
Kunstharz auf eine zweite, höhere Reaktionstemperatur erwärmt wird, wobei es nochmals an der Zwischenlage (14) sowie am Skikern (6)
anhaftet und nach Abkühlung unter diese zweite Reaktionstemperatur in den duroplastischen Endzustand übergeht.
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The present invention relates to a method for producing a ski with a shell with a U-shaped cross section, wherein first the shell from a flat top layer, for. B. made of plastic, polyester, polyamide, ABS or the like, together with at least one internally placed on this reinforcement layer, for. B. is formed from a prepreg, with heating and optionally pressure.
DE 38 22 900 A1 describes a method for producing a ski, in which a tread covering, a lower flange, optionally reinforcing and / or damping inserts, a ski core, optionally reinforcing and / or damping inserts and an upper belt are inserted into a mold be, after which the free space around the core with a single or multi-component resin, for. B. polyurethane, is filled in on all sides in the form of a casing. The resin forms the side cheeks of the ski. The problem here is that the individual parts of the ski are only connected to one another by the resin introduced, so that they must first be held in their respective position in the shape with aids.
It is also not always guaranteed that the resin will penetrate all the joints between the individual parts. If this does not happen, there is no fixed connection between the individual parts at this point.
A method of manufacture for multi-layer skis which is similar in principle is described in AT 336 460 B. After inserting the individual parts, such as the tread surface and lower flange or top flange and top layer, into a shape specially designed for spacing, the interior of the ski is foamed to form the side cheeks of the ski , with the risk that no or too little plastic foam gets between the parts to be connected if they are pressed close together.
Finally, FR 1 423 868 A describes a method for producing a ski, in which two metallic webs are connected to one another, for example by soldering or gluing, one web being omega-shaped in cross section. The existing free spaces and niches are filled with a resin. Subsequently, a liquid plastic layer is applied around this composite with the help of a casting mold, which forms a coating after hardening. This process is therefore time-consuming because of the various individual steps, so that rapid production is not possible. In particular, the step of connecting the two metallic webs, e.g. B. by soldering, tedious.
According to DE 41 06 911 A, a ski with an upper belt and a lower belt is manufactured in such a way that a ski core arranged between these belts is connected to the layers of the upper and lower belt facing it by an adhesive layer which is made of the same plastic, in particular plastic foam , is formed like the side cheeks provided on both sides of the ski core. The surfaces of the ski core and the surfaces of the upper and lower flange facing them are provided with caverns for holding the plastic foam forming the adhesive layer. However, this manufacture does not guarantee sufficient strength of the ski, and extreme stresses can lead to premature destruction of the side cheeks.
Furthermore, it is known from DE 20 33 845 A to produce a ski from a shell with an essentially U-shaped cross section, on the legs of which a plate that forms a parallel plane with the tread surface is arranged at the end of the inner cavity. The spaces between a ski core inserted into the cavity and the legs of the shell are filled with a plastic, in particular a plastic foam. For the flawless production of the outer surfaces of the ski, high demands must be placed on the forms for the production of the side cheeks.
US Pat. No. 5,000,475 A further discloses to fill the spaces between the ski core and the legs of the shell with an elastically deformable, damping plastic in the case of a ski consisting of a shell, a ski core and a cover plate forming the tread. A disadvantage of this known production is that the connection between the surfaces of the core and the base of the shell or the tread covering or lower flange must be made regardless of the filling of the spaces. This results in different connection properties that lead to internal tension in the ski and promote delamination of the same.
WO 89/04340 A 1 shows a method for producing a semi-finished synthetic resin product and
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Use of a semifinished product in plastic composite bodies together with other starting materials, the synthetic resin mixture used for impregnation or coating containing a blowing agent which can be activated at elevated temperature.
It is now an object of the invention to provide a method for producing a ski as mentioned at the beginning, with which a ski can be produced in a rational manner from a few individual parts and in a few process steps, which ski has high strength and withstands high loads.
The method according to the invention of the type mentioned at the outset is characterized in that the at least one reinforcing layer which has been pre-impregnated with a hardenable synthetic resin is heated to a first temperature at which the pre-impregnated synthetic resin which is not adhesive at room temperature is converted into a state in which it is in contact with the Top layer and possibly adhered to another intermediate layer placed on it, whereupon the molded shell is cooled to such an extent that it maintains its desired shape, after which a Skikem is inserted into the shell between its legs and the synthetic resin is heated to a second, higher reaction temperature, whereby it adheres again to the intermediate layer and to the ski core and, after cooling below this second reaction temperature, changes into the final thermoset state.
By using a reinforcement insert pre-impregnated with a synthetic resin, its adhesive strength is used to form a prefabricated shell in connection with the cover layer and, if necessary, an intermediate day, so that on the one hand a good connection between the above-mentioned layers and on the other hand a component that is easy to handle for further ski production is obtained. The reaction of the synthetic resin at the second reaction temperature increases the connecting force between the individual parts of the ski and thus the strength of the entire ski, and at the same time the reinforcement layer adheres to the ski core. Thanks to the reinforcement layer, it is also possible to use cover layers with low inherent stiffness to produce the ski.
It is advantageous if the second, higher reaction temperature of the synthetic resin is at most the same as the reaction temperature of a plastic, which is introduced into the spaces between the ski core and the legs of the shell for connecting these parts to one another.
After inserting the ski core into the shell, the spaces between the ski core and the legs of the shell are filled with a liquid, heated plastic. The heating by the liquid plastic introduced is now sufficient for the hardenable synthetic resin to be heated to the second, higher reaction temperature. In this way, no additional energy is required to heat the hardenable synthetic resin.
An EP or UT resin or polydiallyl phthalate is preferably used as the curable synthetic resin for the pre-impregnated reinforcing layer and, if appropriate, intermediate layer. With these
Synthetic resins become adhesive when they are only slightly above room temperature
Reaction temperatures reached, whereas no adhesive effect of the
Resin is made.
It is also advantageous if depressions or projections are formed on the inner surface of the shell facing the ski core when it is being formed with the aid of a press ram. These recesses or projections ensure a particularly firm adhesion of the plastic introduced to connect the shell to the ski core. In addition, support elements serving to position the ski core within the shell can be obtained, so that no further measures are required to hold the ski core in position after insertion into the shell before and during the introduction of the plastic. It is advantageous for the process that no further process step is necessary due to the already formed recesses and projections of the semi-finished parts.
The dimensions of the depressions or projections can be used to determine the size of the surface area on which the shell, in particular with its base, is supported on the ski core, as a result of which the vibration damping properties of the skis are also easily determined in accordance with the different ski types can.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments illustrated in the drawing. 1 shows a ski in broken side view, partially in section; Fig. 2 shows the ski of FIG. 1 on a larger scale in cross section according to the
EMI2.1
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in Fig. 2; 4 shows a detail cross section of the transition area between the lower flange and the shell of the ski according to FIGS. 1 to 3 on an enlarged scale and disproportionately, according to arrow IV in FIG. 2; FIG. 5 shows a ski modified with respect to FIG. 2 in a corresponding cross section; 6 shows a partial longitudinal section through this ski according to FIG. 5, along the line VI-VI in FIG. 5; 7 shows a cross section similar to FIGS. 2 and 5 through yet another embodiment of the ski;
8 in turn shows a partial longitudinal section corresponding to the representations in FIGS. 3 and 6 through this ski according to line VIII-VIII in FIG. 7; 9 shows a cross section through a further ski; and Fig. 10 shows yet another ski in a cross section.
1 shows a ski 1 with a shell 2, an upper flange 3, a lower flange 4 and a tread surface 5. A ski core 6 is arranged between the upper flange 3 and the lower flange 4. The tread surface 5 is provided with running edges 7 in the region of the longitudinal sides of the ski.
The shell 2 of the ski 1 extends continuously from the ski tip 8 to the rear ski end 9 and forms an upper side 10 and side cheeks 11.
As can be seen in particular from FIGS. 2 and 3, the shell 2, which has an approximately U-shaped cross section, consists of a cover layer 12, on the inside of which a pre-impregnated reinforcing layer 13, e.g. B. a prepreg or a mat made of reinforcing fibers is applied.
The connection between this reinforcement layer 13 and the cover layer 12 is made by a synthetic resin introduced into the reinforcement layer 13, which reacts when the temperature rises and, if necessary, the pressure rises; this will be discussed in more detail below.
An intermediate layer 14 is arranged on the inside of the cover layer 12 in the area of the base of the U-shaped shell 2, which intermediate layer can in turn be connected to the reinforcing layer 13 via the synthetic resin already mentioned above. This intermediate layer 14 can, for example, be made of metallic materials, in particular aluminum or sheet steel, or of non-metallic materials, e.g. B. tear-resistant plastics or fibrous reinforcing materials.
The legs of the shell 2 form the side cheeks 11. The transition area between the top 10 of the shell 2 and the side cheeks 11 can be rounded or, if appropriate, angular. Of course, it is also possible to embed protective edges 15 in this transition area during the prefabrication of the shell 2 from the top layer 12 and the reinforcement layer 13, if necessary simultaneously with the arrangement of the intermediate days 14, as is shown schematically in FIG. 2 in the right transition area.
The side cheeks 11 of the shell 2 enclose with the part of the shell 2 which forms the upper side 10, that is to say the base of the U-profile-shaped shell, an inner angle 16 which is preferably greater than 900.
The free ends of the legs facing away from the base of the shell 2 are folded, cf. also Fig. 4, wherein the projection 17 formed thereby extends approximately parallel to the top 10 of the shell 2 outwards, in the direction away from the ski core 6. The kink angle 18 enclosed between the projection 17 and the associated side cheek 11 corresponds to the inner angle 16.
On the inner surface 19 in the region of the projection 17 or in a curved or kinked transition region 20 between the projection 17 and the side cheek 11, the top 21 of the respective running edge 7 is in contact. The lower flange 4 is arranged between the mutually facing end faces 22 of the two running edges 7, preferably at a distance 23, see FIG. Fig. 2, which is formed in the present embodiment by a metallic reinforcement layer 24, which is held by spacers 25 at a distance from the tread surface 5. The ski core 6 is arranged between the intermediate layer 14 of the shell 2 and the reinforcing layer 24.
To produce the shell 2, the reinforcing layer 13 is pre-impregnated with a hardenable synthetic resin which is non-adhesive at room temperature, preferably an EP or UT resin or polydiallyl phthalate. After the planar cover layer 12 and the reinforcement layer 13 have been placed on top of one another, the synthetic resin is brought into a state by heating to a first temperature in which it adheres to the cover layer 12 and, if appropriate, to the intermediate layer 14 which is also placed thereon. The top layer 12 and the pre-impregnated reinforcement layer
13 are formed with heating and possibly pressure, in order to produce the U-shaped cross section of the shell 2. After cooling, the shell 2 thus formed maintains its desired shape.
Subsequently, in the course of the ski manufacture, the ski core 6 is inserted into the shell 2 between them
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leg inserted.
As can be seen from FIGS. 2 and 3, both the bottom 26 facing the lower flange 4 and the top 27 of the ski core 6 facing the shell 2 are provided with protruding support elements 28. The support elements 28, which are distributed over the upper and lower sides 27, 26, define transverse channels 29 and longitudinal channels 30 in a coherent network. Connected recesses are thus formed between the underside 26 and the top 27 of the ski core 6 on the one hand and the inner sides 31, 32 of the intermediate layer 14 or the reinforcing layer 24 facing them on the other hand. These recesses are filled with a plastic 33, which at the same time creates the non-positive connection between these individual components, in particular the intermediate layer 14 or the reinforcing layer 24 on the one hand and the ski core 6 on the other.
With the plastic 33, which is preferably formed by an elastomer foam or any other plastic foam or a foaming synthetic resin or the like, those intermediate spaces 34, 35 are also filled, that of the legs of the shell 2 forming the side cheeks 11, of the upper flange 3 , are limited by the lower flange 4 and by the legs facing side walls 36, 37 of the ski core 6 (cf. FIG. 2).
When the heated, liquid plastic 33 is introduced, the synthetic resin used to impregnate the reinforcing layer 13 is also heated, specifically to a second, higher reaction temperature at which the synthetic resin adheres to the ski core 6 and, if appropriate, to the intermediate layer 14, as a result of which the ski core 6 is firmly attached the shell 2 is connected. After the resulting composite has cooled below the second reaction temperature, the synthetic resin has reached its final thermosetting state, and there is a solid shell 2 which is firmly connected to the ski core 6 via the synthetic resin and the plastic 33.
In order to save an additional energy input for heating the hardenable synthetic resin to the second reaction temperature, the second reaction temperature of the hardenable synthetic resin is preferably at most the same as the reaction temperature of the heated, liquid plastic, which defines the recesses and spaces 34, 35 of the ski between the ski core 6 and fills the legs of the shell 2 forming the side cheeks 11 of the ski 1. The second reaction temperature of the synthetic resin is thus achieved simply by introducing the liquid, heated plastic without additional energy input.
The plastic 33 filling the interstices 34, 35 serves to connect the limbs of the shell 2, the ski core 6, the lower flange 4, the tread surface 5 and the tread edges 7 that delimit these interstices 34, 35. The plastic used to fill the intermediate spaces 34, 35 and for connection is preferably a two-component plastic based on PU. As mentioned, an elastomer foam is preferably used. The plastic advantageously has a Shore hardness D between 65 and 90, preferably 72 to 78; In the present exemplary embodiment, the plastic foam has, for example, a Shore hardness D of 75 to 76.
In order to ensure sufficient strength for the elastic properties, the plastic has, for example, a density between 0.5 and 1.5 kg / dm3. preferably between 0.9 and 1.1 kg / dm3. As a result, the elasticity and strength properties can be coordinated with one another, and if the overall construction is sufficiently strong, there is a corresponding damping of impacts and of vibrations and deformations of the
Skis allowed.
By arranging the reinforcement layer 24 of the lower flange 4 by means of the spacers 25 at a distance from the tread surface 5, the connection between the latter two parts can also be made by the plastic 33.
As can also be seen from FIGS. 2 and 4, despite a sealing seal between the inner surface 19 of the shell leg and the running edge 7, a correspondingly strong rounding with a radius 38 in the transition region 20 results in a niche region 45 which tapers continuously towards zero , 46 created between the running edge 7 and the inner surface 19, so that even in these two niche areas 45, 46, a sufficiently firm and permanent connection of these parts can take place via the plastic 33, which perfectly absorb the high loads in these areas and prevent delamination can.
At the same time, through a corresponding design of the projections 17, these projections 17 can act as a spring arm in relation to the shell 2, so that they act on the running edge 7
Shocks damped by an elastic, self-resetting deformation of the projections 17
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can be. This damping effect is of course further increased when the elastic deformation values of the plastic 33 used are high and the height of the niche areas 45, 46 from the niche end 39 in the direction of the inner end face 22 of the running edge 7 rapidly increases, so that there is also sufficient spring travel for the Damping of the impacts acting on the running edges 7.
Each running edge 7 can also be connected to the running surface covering 5 in the region of its end face 22 via an adhesive layer 40 (see FIG. 4). On the other hand, it is also possible to form the tread covering 5 directly onto the running edges 7 during the extrusion.
The advantage of the above-described solution is that after prefabricating the shell 2 as described and after inserting the prefabricated shell 2 into a mold and inserting the ski core 6 and laying on the lower flange 4 and the tread surface 5 with the running edges 7 only the then remaining recesses need to be filled with the plastic 33 and its viscosity is adjusted such that it also narrows the narrow channels 29, 30 between the ski core 6 and the upper and lower flange 3, 4 and between the tread surface 5 and penetrates the reinforcement layer 24, so that an intimate connection of these components results from the filling of these recesses and spaces 34, 35.
Through the choice of the elastic properties of the plastic or plastic foam, the damping properties of the ski 1 in the event of deformation thereof as well as the damping of impacts acting on the ski 1 can be predetermined accordingly.
For this purpose, it is also possible to determine the ratio between the areas of the ski core 6, where it is connected to the upper flange 3 or its intermediate layer 14, with the interposition of the plastic 33, and the sum of those support areas, which result from the length 41 and width 42 of the assemble the surface of the support elements 28 facing the upper chord 3. The lower the area share, which is made up of the sum of the support areas, compared to the area share, via which the connection between the ski core 6 and the upper belt 3 takes place with the interposition of the plastic 33, the greater the damping effect both when the ski 1 is deformed and when the ski 1 is deformed even when impacted on the ski.
The formation of the legs forming the side cheeks 11 with the projections 17 and their sealing abutment on the running edges 7 also makes it possible that after the plastic 33 has been introduced into the recesses between the ski core 6 and the upper or Lower flange 3, 4 and in the spaces 34, 35 can be removed by a milling or grinding process each projection 17 on the rest shown with a broken line in the right part of FIG. 4, so that a flat course from the side cheek 11 to the ski core 6 outer side 43 of the leading edge 7 is reached. The niche areas 45, 46 tapering from the intermediate space 34 or 35 in the direction of the outer sides 43 of the running edges 7, see FIG.
2 and 4, are defined in this case by delimiters 44, which are formed by the edge 39 of the running edge 7 resting on the inner surface 19 of the shell 2. The delimiters 44 are indicated schematically in FIG. 3 by dashed lines and thus run into the outer sides 43 of the planes 7 receiving the running edges.
Another ski 1 is shown in FIGS. 5 and 6. The reinforcement layer 24 of the lower flange 4 is in turn spaced apart from the underside 26 of the ski core 6 via support elements 28 and is held at a distance 47 from the tread surface 5 by spacers 25. The recesses 48 formed between the support elements 28 are also filled with plastic 33, as are the lateral spaces 34, 35 already described with reference to FIGS. 2 to 4.
The distance 47 between the reinforcing layer 24 and the tread surface 5 and the height 49 of the support elements 28 can be selected so that the viscosity of the plastic 33 used is sufficient to penetrate into the recesses and fill them completely, or can also have these dimensions with regard to the desired damping properties in the event of deformation of the ski, in particular deflections thereof, or in the event of impacts on the tread surface 5, are increased beyond this minimum dimension in order to achieve better damping values.
The described construction of the ski 1 enables the individual insertion of the ski core 6, the parts of the lower flange 4 and the tread surface 5 into the as described above
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Preformed shell 2, the tread surface 5 advantageously being connected to the running edges 7 by gluing or pouring or the like into a prefabricated component. Advantageously, protruding projections 51 of the running edges 7 are provided over the upper side 50 of the running edges 7 facing the intermediate spaces 34, 35.
B. are formed by notches from the running edges 7, which are bent upwards by 90, the distance 52 between the outside 43 of the respective running edge 7 and the side of the extension 51 facing this being equal to or greater than the thickness 53 of the shell 2 in the area of the side cheeks 11. This enables a clear positioning of the legs of the shell 2 and a tight contact of the projections 17 on the running edge 7. This makes it easier to insert the individual parts during the manufacture of the ski according to the invention.
As can be seen in particular from the illustration in FIG. 6, the support elements 28 are formed by pyramids with a square base area. Of course, the base surface can also have any other shape, and the support elements 28 can also be formed by truncated pyramids instead of being formed as pyramids. The formation of the support elements 28 as pyramids has the advantage, however, that the area portion, which represents a rigid connection between the ski core 6 and the upper flange 3 or the shell 2, only a fraction of the total transition area filled by the plastic 33 between the ski core 6 and the shell is 2.
This reduces the direct transmission of impacts from the tread surface 5 to the shell 2 and improves the damping properties of the ski 1, particularly in the case of high-frequency vibrations and strong deflections in the direction of the tread surface 5.
This damping, in particular when bending in the direction of the tread surface 5, is brought about by the shearing movement or relative movement between the upper flange 3 and the ski core 6 or the ski core 6 and the lower flange 4 due to the elastic properties of the plastic 33. These damping properties can be further improved by increasing the height 49 of the support elements 28. In this embodiment, by choosing the height 49 of the support elements 28 and the truncated pyramid shape instead of pyramids, it is possible to quickly adapt the direct connection surface between the ski core 6 and the upper flange 3 or lower flange 4 to different desired properties of the ski.
As can also be seen from FIG. 5, the angle of inclination 54 between the tread surface 5 and the side wall 36 or 37 of the ski core 6 is greater, for. B. equal to 900, as the corresponding angle of inclination 55 between the legs of the shell 2 forming the side cheeks 11 and the tread surface 5th
To the flexibility or damping of impacts on the ski 1 in the area of
To increase the running edges 7 or to reduce the rigidity of the ski 1, it is possible to increase the cross-sectional area of the intermediate spaces 34, 35. For this purpose, as shown schematically in FIG. 5 by dashed lines, the angle of inclination 54 of the core side walls 36, 37 can be reduced. This is particularly recommended in the area of the ski end 9 or the ski tip 8, since this enables the ski 1 to deform when it deflects in the direction of the tread surface 5 without stress peaks.
However, it is also advantageous if the cross-sectional area of the intermediate space which adjoins the outer running edge when skiing, that is to say the running edge facing away from the skier's second ski, is larger, since this results in better elastic properties and so-called "forgiving" skis. whereas the "inner edge" is correspondingly reinforced and enables precise guidance of the respective ski 1.
In the case of the ski 1 shown in FIGS. 7 and 8, there is both the upper flange 3 and the upper flange
Lower chord 4 made of several layers. Above all, the shell 2 is formed on the one hand from a cover layer 12 and a reinforcement layer 13, these layers 12, 13 covering the whole
Extend cross-sectional area of the shell 2; in the area of the top 10 of the ski, d. H. the base of the shell 2, a further reinforcement layer 13 is then arranged below it, which has a
Intermediate layer 14 is arranged at a distance from the reinforcement layer 13 mentioned first.
If the intermediate layer 14 is, for example, a material with mechanical properties that are lower than the reinforcement layers 13, for example with a higher modulus of elasticity or a higher one
Elasticity or a lower tensile or bending strength, these layers 13,
14 an independent sandwich element, with the intermediate layer 14 being the core of the latter
Sandwich element forms. The layers 12, 13, 14 described are non-positively connected to one another during the production and shaping of the shell 2, the inside 56, the
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from the upper side 10 of the ski, is produced with a shaped surface or a press stamp with depressions in order to produce projections 57 which protrude from the inside 56 in the direction of the ski core 6.
In a corresponding manner, projections 65 can be provided on the inside of the shell legs, which protrude from the reinforcement layer 13 in the direction of the ski core 6.
The protrusions 57, 65 are already formed with the help of a press ram during the shaping of the shell 2, it being possible, of course, to also form depressions. By using press punches with different sizes, the size of the surface part of the projections 57, 65 or depressions can be varied depending on the desired vibration damping properties. This ensures a simple process for producing different types of skis. The depressions or projections 57, 65 ensure particularly firm adhesion of the plastic which is baked on for connecting the shell to the ski core.
Both the projections 57 present on the part of the shell 2 forming the upper side 10 and the projections 65 present on the legs of the shell 2 serve to position the ski core 6 within the shell 2 before and during the introduction of the plastic.
Of course, the projections 57 and 65, like the support elements 28 in the previously described embodiments, can be arranged uniformly distributed over the entire inside 56. In the present embodiment, however, they are e.g. B. only in one or, for example, two rows lying close to each other in the edge regions facing the side walls 36, 37 of the ski core 6. Accordingly, protruding support elements 28 are also arranged, for example, in only one row or two rows running parallel to one another in the edge zones assigned to the side walls 36, 37 on the upper side 27 of the ski core 6 facing the upper belt 3.
An anchoring plate 58 is arranged between the projections 57 and support elements 28 in the binding region of the ski 1. This anchoring plate 58 serves, as indicated schematically, for receiving fastening means 59, in particular formed by screws, with which, for example, the front jaw 60 of a ski binding is fixed on the top 10 of the ski 1.
As can be seen on the basis of the positions of the anchoring plate 58 shown with dashed or dash-dotted lines in FIG. 7, with appropriate filling of the depressions located between the projections 57 and support elements 28, the plastic with which the spaces 34, 35 are also filled can be used , free-floating storage of the anchoring plate 58, in particular its deflection in different directions, are made possible.
If a plastic or a plastic foam is used which has sufficient elastic properties, the anchoring plate 58 can become jolted in the event of impact loads
Stresses in the direction of those indicated with dashed or dash-dotted lines
Deform positions because they only in the area of the side walls 36,37 between the support elements
28 and projections 57 is clamped. For this, z.
B. holding the front jaw 60
Fastening means 59 in the area of its holes 62 running through the shell 2 on a cylindrical section without threads. Of course, as indicated by dashed lines in FIG. 7, it is also possible to choose the diameter 61 of the bore 62 larger than the outside diameter of the fastening means 59, so that the deformation possibilities of the anchoring plate 58 also cause vibrations or impacts in other
Raumnchtungen and not only perpendicular to the top 10 can be damped.
In the binding area, the support elements 28 and protrusions 57 can also be completely omitted, and the anchoring plate 58 is then so long in the recess formed between the upper flange 3 and the ski core 6 during manufacture by other means
Position held until the plastic 33 is inserted and the anchoring plate 58 is held in this recess exclusively via the plastic, with the inherent elastic properties.
7 also shows that the lower flange 4, in addition to the tread surface 5, can have two reinforcement layers 24, between which an intermediate layer 14 made of a less mechanically strong material, as already explained above with reference to FIG. 5 for the upper flange 3, can be arranged. Advantageously, the reinforcement layer 24 closer to the ski core 6 can move laterally beyond the boundary defined by the outer sides 43 of the running edges 7
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extend out.
To distance the ski core 6 from this further reinforcement layer 24 are again on the ski core 6 or on the further reinforcement layer 24 - here z. B. frustoconical - support elements 28 or projections 57 are formed.
As further shown in FIG. 7, it is also possible to arrange on the side walls 36, 37 of the ski core 6 projections 63 which protrude from the ski core 6 in the direction of the legs of the shell 2 which form the side walls 11. Between these projections 63 there are recesses 64 which form a coherent network or a cavern system which is again filled with the plastic 33 filling the spaces 34, 35 which, in addition to the connection of the shell 2 to the ski core 6, also the connection of the ski core 6 with the lower flange 4.
The components forming the upper flange 3 can also be applied directly to the ski core 6, so that all parts of the ski are prefabricated. This makes it possible to keep different ski cores 6 in stock for the different ski types, so that a whole variety of types of skis can then be produced simply and with a constant manufacturing process only by choosing the appropriate plastic and the corresponding shell with different, design-related designs. This can also reduce the amount of rejects in ski production.
This production offers advantages in the case of the diverse design configurations common in ski construction, with one and the same type of ski, since then the ski cores 6 with their corresponding upper flange 3 and lower flange 4 can be inexpensively prefabricated in large quantities and, depending on the order received, can be connected to the shells 2, which with the design requested by the customer. During production, only two components, namely a prefabricated shell 2 and a prefabricated ski core 6, are then to be inserted into one another and connected to one another with the plastic 33 to achieve the desired elasticity and damping properties.
Due to the different design and alternating combination of different shells 2 and ski core components, the same technology enables the production of different requirements for corresponding skis in a simple manner.
The arrangement of the projections 63 in the region of the side walls 36, 37 or the elevations 65 on the inside of the legs of the shell 2 also ensures correct positioning of the core 6 in the shell 2 and exact shaping of the ski 1, in particular the course of the side carriages 11, ensured.
The projection of the lower reinforcement layer 24 beyond the outer side 43 of the running edge 7 causes the formation of a contact surface between this reinforcement layer 24 and the projection 17 of the shell 2. This contact surface is indicated in the direction of the ski core 6 by a thin line in FIG. 8 Boundary 68 separated from the niche area 46 between the shell 2 and the reinforcing layer 24. The mutual overlap of the shell 2 and the reinforcing layer 24 over the width 67 enables these parts to be clearly fixed and pressed together in a direction perpendicular to the tread surface 5 and thus also a tight closure of the recess accommodating the plastic 33.
The ski shown in FIGS. 7 and 8 accordingly exists, starting from the top 10 in
Direction of the tread surface 5, from the following layers:
At the top is the shell 2 made of a deep-drawn laminate made of e.g. B. polyester PE or PA material or ABS as a top layer 12 and a fiberglass layer as a reinforcing layer 13, which are joined together by an additional adhesive layer or by appropriate impregnation of the
Fiberglass pad are connected to a plastic or synthetic resin which develops an adhesive effect under the influence of temperature and / or pressure. On the reinforcement layer 13 is then the z. B. formed by Titanal intermediate layer 14 and this in turn a fiberglass reinforcement layer 13, which is also preferably with a under pressure or
Temperature one
Adhesive plastic is impregnated.
The then following ski core 6 can be formed by a plastic foam or a light plastic or also a foamed thermoset or thermoplastic or from wood. If a wood core is used, it can also be composed of a large number of individual rods or layers, preferably of different materials.
A fiberglass layer as a reinforcing layer 24 adjoins the ski core 6 in the direction of the tread surface 5, which layer is made of adhesive or synthetic resin before the ski core 6 is inserted into the shell
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2 can be connected to this. The then following intermediate layer 14, which in turn can consist of titanium or aluminum and preferably has a thickness that corresponds to the thickness 69 of the holding flange of the running edges 7, makes it possible for the running edges 7 to be provided with the one between the intermediate layer 14 and the tread covering 5 further reinforcement layer 24 can be held. The connection of the individual parts of the lower chord 4 thus given is in turn carried out using adhesives or synthetic resins.
The component group ski core 6 - lower flange 4 is then connected to the shell 2 via the plastic introduced into the intermediate spaces 34, 35 and into the recesses or depressions between the component group and the shell 2.
Those reinforcement layers 13 and 24 which are directly adjacent to the ski core 6, like the intermediate layers 14 and the reinforcement layers 13 and 24 which are closer to the upper side 10 or the tread surface 5, preferably have the same wall thickness 70 or 71 or 72.
Depending on the intended stresses or areas of application of the ski, the wall thicknesses 70-72 of the above-mentioned positions can also be different. It should be taken into account here that with a higher rigidity of those reinforcement layers 13, 24, which are at a greater distance from the horizontal ski center plane 73 of the ski 1, a higher stiffening is achieved than with an increase in the thickness or strength properties of those closer to the ski core 6 Reinforcement layers 13.24.
Due to the fact that the intermediate layers 14 have a lower strength, in particular tensile strength, or a higher modulus of elasticity than the reinforcement layers 13, 24, the upper belt reinforcement layers 13 with the intermediate layer 14 or the lower belt reinforcement layers 24 with the intermediate layer form 14 an assembly which is stress-neutral to the adjoining components and which can also have an extremely different expansion behavior from the other materials or layers of the ski 1, in particular under the influence of temperature.
Of course, this symmetrical structure and the arrangement of the reinforcement layers 13, 24 or the intermediate layer 14 can also be used when the reinforcement layer 13 of the upper flange 3 also lies tightly against the ski core 6 and the anchoring of the fastening means 59 in the cover layer 12 or outer reinforcing layer 13 or an anchoring plate arranged between them.
In the case of ski 1 according to FIG. 9, different configurations of the niche areas 45, 46 are shown in the region of the opposing running edges 7. Otherwise, the structure of the ski 1 according to FIG. 9 largely corresponds to that according to FIGS. 7 and 8, which is why the same reference numerals are used for the same parts. An additional intermediate layer 74, for example a layer made of carbon fibers or ceramic fibers, is merely arranged between the ski core 6 and the reinforcing layer 24 of the lower flange 4 closer to it.
The individual layers of the lower flange 4 as well as the tread covering 5 and the running edges 7 form with the ski core 6 a prefabricated component group which is connected via the plastic 33 to the shell 2, into which the upper flange 3 is integrated in the area of the top 10 of the ski 1 becomes. In order to create corresponding connecting surfaces between the ski core 6 and the upper flange 3, a spacer insert 75 is arranged between these two components, which is formed by a grid consisting of transverse rods 76 and longitudinal rods 77, which define the above-described support elements.
The bars 76, 77 each have a thickness or a diameter which corresponds to the desired thickness of the connecting layer between the ski core 6 and the shell 2, and through the transverse bars 76 there are transverse channels 29 running transversely to the longitudinal axis of the ski and through parallel to the longitudinal axis of the ski extending rods 77 are formed longitudinal channels 30 through which the plastic 33 can pass and establish the connection between the ski core 6 and the shell 2.
A further ski 1 is shown schematically in FIG. 10, in which the shell 2 is similar to that in FIG
Fig. 7 is formed. Furthermore, as the distance from the central region 84 of the ski 1 (see FIG. 1), in which the ski binding is mounted, the side walls 36, 37 of the ski core 6 can move more and more towards the ski tip 8 or the ski end 9 vertical longitudinal plane of the ski be inclined so that it decreases towards the ski tip 8 or towards the ski end 9
Include the angle of inclination with the lower flange. By choosing the change in the angle of inclination over the length of the ski 1, its deformation and strength properties can be changed in a simple manner.
Thus, as indicated in FIG. 10, it is also possible
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to additionally change the rigidity of the ski 1 in the region of the running edges 7 by means of top steps 86 formed in the shell 2 and formed in the shell 2, so that the desired flexibility properties can be achieved more easily.
The flexibility properties and the rigidity of the ski 1 can also be changed simply by differently determining the distance between the shell legs and the ski core side walls 36, 37 on the two longitudinal sides of the ski. Especially when the distance between the side cheek 11 and the side walls 36, 37, as shown in FIG. 10 with a dashed line, in the area of the "outer" edge 88 of the ski 1 (in relation to driving with a pair of skis ) is greater than in the area of the "inner" edge 89, greater flexibility of the ski 1 is achieved in the area of the outer edge 88 and thus a ski is obtained which easily forgives skiing errors, whereas in the area of the inner edge 89 the ski 1 is stiffer and thereby enables a more faithful guidance.
(The inner edge 89 is the one with which the ski is usually guided, that is to say which faces the other ski of the pair of skis directly.) Apart from the small width of the ski core 6, this measure now makes the outer edge-side space 35 wider than the inner edges -side space 34, and there is a stronger damping and a lower torsional moment is achieved there in connection with the elastic properties of the plastic foam.
By varying the height 90 of the step 86 over the length of the ski 1, the flexibility properties of the ski 1 in the edge area can be changed, so that, for example, the deflection of the ski 1 in the blade and ski end area is improved. Of course, it is also possible to arrange the step 86 only in the area of the outer edge 88 or the inner edge 89 and not, as shown, in the area of both edges 88, 89.
The Skikem 6 can not only with the lower flange 4, but also with the upper flange 3
Form semi-finished part or a semi-finished product, and thus the ski core 6 with the upper flange 3 and the lower flange 4 can be inserted as a component in the shell 2. The shell 2 can be reinforced with the reinforcement layer 13 either only partially - only in the binding receiving area of the ski - or continuously over the entire length, this reinforcement layer 13 also only having to be so strong and load-bearing that it is the top layer 12 after being deformed into the desired spatial shape and a delay during storage of the shell 2 after
Prevents shaping.
For this purpose, the reinforcing layer 13 can of course also extend over the region of the legs forming the side cheeks 11.
As already mentioned above for the individual exemplary embodiments, it is possible, depending on the design of the ski 1, to use a two-component plastic based on PU as the plastic. However, it is of course also possible to use other materials, the raw material of which can be adjusted to a correspondingly low viscosity, in order to insert into the recesses or
Penetrating gaps throughout, find use.
Such an elastomer foam preferably has a Shore hardness D of 65 to 90, preferably 72 to 78. At the same time or exclusively, it is also possible for the plastic 33 to have a
Density between 0.5 and 1.5 kg / dm3, preferably 0.9 to 1.1 kg / dm3. This density achieves sufficient strength when using the individual layers, so that delamination is prevented. At the same time, the setting of the plastic with the corresponding hardness mentioned above allows a sufficient, elastic connection and a correspondingly good damping of the ski deformations or the vibrations acting on the ski.
For the reinforcement layers 13, 24, knitted fabrics, woven fabrics, nonwovens, grids or nets are made from threads of different materials, such as ceramic, metal, glass, carbon or
Plastics used either by applying synthetic resins in the so-called
Cold processes or by pre-impregnation with appropriate synthetic resins, adhesives, hot melt adhesives or plastic foams in a hot press process can be connected to the adjacent layers with a positive fit. These materials can also be designed as a spacer insert 75 if the diameter or the thickness of the threads or
Rods 76, 77, is sufficient to allow the liquid plastic material to pass through at the respective viscosity of the plastic 33 used to connect the individual layers, so that after it has reacted and solidified, a non-positive connection between the
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individual parts of the ski 1 is manufactured.
The intermediate layers 14, 74, on the other hand, can be formed, for example, by materials with low tensile strengths, a higher modulus of elasticity or lower bending strengths or, above all, with a temperature expansion behavior which is completely different from that of the reinforcing inserts 13, 24.
PATENT CLAIMS:
1 method for producing a ski (1) with a shell (2) with a U-shaped cross section, the shell (2) first of all from a flat top layer (12), e.g. B. made of plastic,
Polyester, polyamide, ABS or the like., Together with at least one reinforcement layer placed on the inside of this, for.
B. is formed from a prepreg, with heating and, if appropriate, pressure, characterized in that the at least one reinforcing layer (13) pre-impregnated with a hardenable synthetic resin onto a first
Temperature is heated at which the pre-impregnated, non-sticky at room temperature
Synthetic resin is brought into a state in which it adheres to the cover layer (12) and, if appropriate, to an intermediate layer (14) placed further on it, whereupon the molded shell (2) is cooled to such an extent that it maintains its desired shape, after which a ski core (6) placed in the shell (2) between the legs and that
Resin is heated to a second, higher reaction temperature, again at the intermediate layer (14) and the ski core (6)
adheres and after cooling below this second reaction temperature changes into the final thermoset state.