CH717056A1 - Flat body made of fiber-reinforced plastic as part of a piece of sports equipment. - Google Patents
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Abstract
Dargestellt und beschrieben ist ein flächiger Körper aus faserverstärktem Kunststoff als Teil eines Sportgeräts zur Kraftübertragung. Der flächige Körper weist eine Kunststoffmatrix und in der Kunststoffmatrix aufgenommene Fasern auf und ist im Spritzgiessverfahren hergestellt. Erfindungsgemäss ist die Oberfläche mindestens eine der zwei Flachseiten (21) Körpers mindestens bereichsweise durch unidirektionales Fasergelege (25) gebildet.A flat body made of fiber-reinforced plastic as part of a piece of sports equipment for power transmission is shown and described. The flat body has a plastic matrix and fibers received in the plastic matrix and is manufactured using an injection molding process. According to the invention, the surface of at least one of the two flat sides (21) of the body is formed at least in some areas by a unidirectional fiber fabric (25).
Description
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0001] Die Erfindung betrifft einen flächigen Körper aus faserverstärktem Kunststoff als Teil eines Sportgeräts zur Kraftübertragung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines flächigen Kunststoff-Körpers als Teil eines Sportgeräts. The invention relates to a flat body made of fiber-reinforced plastic as part of a sports device for power transmission according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a method for producing a flat plastic body as part of a sports device.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Es ist allgemein bekannt, das Faserverstärkungen die mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen erhöhen und somit den Einsatz von Kunststoffen unter Belastung in der Verwendung von Sportartikeln verbessern. Auch werden seit längerem bereits funktionale Gewebeschichten angebracht, welche die Oberfläche verstärken, und somit eine allgemeine Erhöhung der Biegewiederstände erzeugen. It is generally known that fiber reinforcements increase the mechanical properties of plastics and thus improve the use of plastics under stress in the use of sports articles. Functional layers of fabric have also been attached for a long time, which reinforce the surface and thus generate a general increase in bending resistance.
[0003] Diese Verstärkungen durch mit duroplastischen oder thermoplastischen Kunststoffen vorimprägnierten Fasergeweben, sogenannte Pre-Pregs bestehend aus Fasergewebe mit Längs- und Querschussfasern, werden meist vollflächig aufgebracht und sind kostspielig in der Verwendung und insbesondere in der Verarbeitung. Eine gezielte Steuerung der mechanischen Eigenschaften ist nur bedingt möglich, da aufgrund der Längs- und Querfaserrichtung der Fasergewebe jeweils ein störender Einfluss der für die Verstärkung nicht benötigten Faserrichtung auf der Druckseite eines auf Biegung beanspruchten Systems besteht. Die derzeitigen Lösungen im Markt verwenden ausschliesslich Fasergewebe, welche matrixartig das gesamte oder auch Teile eines Sportgeräts aus Kunststoff auf beiden Seiten oberflächennah mit einem verstärkenden Fasergewebe versehen. Hierzu sind verschiedene Lösungen im Einsatz wie etwa im Wassersport in der Verwendung bei Wellenbrettern als Surffinne für den anspruchsvollen Einsatz bei hohen Geschwindigkeiten und schnellen Richtungswechseln und Kurvenradien. These reinforcements by pre-impregnated with thermosetting or thermoplastic fiber fabrics, so-called pre-pregs consisting of fiber fabrics with longitudinal and transverse weft fibers, are usually applied over the entire surface and are expensive to use and especially to process. A targeted control of the mechanical properties is only possible to a limited extent, since the fiber direction not required for reinforcement has a disruptive influence on the pressure side of a system that is subject to bending due to the longitudinal and transverse fiber direction of the fiber fabric. The current solutions on the market exclusively use fiber fabrics which, like a matrix, provide all or parts of a plastic sports device with a reinforcing fiber fabric on both sides close to the surface. Various solutions are in use for this, such as in water sports in the use of wave boards as surfing fins for demanding use at high speeds and rapid changes of direction and curve radii.
[0004] In EP 3102482A1 ist ein Surfbrett offenbart, welcher mit faserverstärkten Kunststoff hergestellte Finnen aufweist. Die Aussenfläche der Finne umfasst ein sogenanntes Pre-Preg, welches ein Fasergewebe mit Längs- und Querschussfasern aufweist. Die Finne wird in einem Injektionsverfahren hergestellt, wobei es sich beim injizierten Polymer um ein anderes Polymer handelt als das im Fasergewebe imprägnierte Polymer. Der innere Kern der Finne ist durch ein weiteres drittes Material mit einer geringeren Dichte gebildet. Die Verwendung von Fasergeweben als Aussenfläche für die Finne führt zur Verwendung von Fasern, welche aufgrund ihrer Ausrichtung keinen Beitrag zur Biegesteifigkeit der Finne leisten und somit lediglich für höhere Material- und Herstellungskosten sorgen. Zugleich führt die Verwendung von unterschiedlichen Polymeren zu einem mehrschichtigen Aufbau der Finne mit unterschiedlichen Materialeigenschaften. In EP 3102482A1 a surfboard is disclosed which has fins made with fiber-reinforced plastic. The outer surface of the fin comprises a so-called pre-preg, which has a fiber fabric with longitudinal and transverse weft fibers. The fin is manufactured in an injection process, whereby the injected polymer is a different polymer than the polymer impregnated in the fiber fabric. The inner core of the fin is formed by a further third material with a lower density. The use of fiber fabrics as the outer surface for the fin leads to the use of fibers which, due to their orientation, make no contribution to the flexural rigidity of the fin and thus only ensure higher material and manufacturing costs. At the same time, the use of different polymers leads to a multi-layer structure of the fin with different material properties.
AUFGABETASK
[0005] Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen flächigen Körper aus faserverstärktem Kunststoff als Teil eines Sportgeräts zur Kraftübertragung mit tieferen Herstellungskosten vorzuschlagen. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, von den mechanischen Eigenschaften der Fasern in einem flächigen Körper aus faserverstärktem Kunststoff als Teil eines Sportgeräts zur Kraftübertragung gezielt Gebrauch zu machen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das Aufzeigen eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen Körpers. It is therefore an object of the present invention to propose an alternative flat body made of fiber-reinforced plastic as part of a piece of sports equipment for power transmission with lower manufacturing costs. Furthermore, it is an object of the invention to make targeted use of the mechanical properties of the fibers in a flat body made of fiber-reinforced plastic as part of a piece of sports equipment for power transmission. Another object of the invention is to provide a method for manufacturing such a body.
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
[0006] Die Aufgabe wird gelöst mit einem flächigen Körper aus faserverstärktem Kunststoff als Teil eines Sportgeräts zur Kraftübertragung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weiterbildungen und/oder vorteilhafte Ausführungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. The object is achieved with a flat body made of fiber-reinforced plastic as part of a sports device for power transmission with the features of claim 1. Further developments and / or advantageous design variants are the subject of the dependent claims.
[0007] Die Erfindung bezieht sich auf einen flächigen Körper aus faserverstärktem Kunststoff als Teil eines Sportgeräts zur Kraftübertragung, wobei der flächige Körper eine Kunststoffmatrix und in der Kunststoffmatrix aufgenommene Fasern aufweist und im Spritzgiessverfahren hergestellt ist. Erfindungsgemäss ist die Oberfläche mindestens eine der zwei Flachseiten des Körpers mindestens bereichsweise durch ein unidirektionales Fasergelege gebildet. Die hauptsächlich auf Biegung beanspruchte Richtung eines flächigen Körpers ist in der Regel jene, welche senkrecht zur Flachseite des Körpers steht. Das Einbringen von Endlosfasern in der Oberfläche dieser Flachseiten ermöglicht das Biegeverhalten des Körpers zu verändern. Die Verwendung von unidirektionalem Fasergelege, das mindestens bereichsweise die Oberfläche der Flachseiten bildet, ermöglicht die optimale Nutzung der Faser-Eigenschaften zur Verbesserung des Biegeverhaltens eines flächigen Körpers. Die Beanspruchung eines flächigen Körpers auf Biegung verursacht auf einer Flachseite eine Beanspruchung auf Zug, während die gegenüberliegende Seite auf Druck beansprucht wird. Die in Kunststoffen eingebetteten Fasern weisen ein ausgeprägt anisotropes Verhalten zur Aufnahme von Kräften auf und haben hervorragende Eigenschaften zur Aufnahme von Zugkräften in Richtung der Fasern. Der Erfindungsgegenstand zielt unter anderem darauf hin, von dieser Eigenschaft der in einem Kunststoff eingebetteten Fasern maximalen Gebrauch zu machen, indem unter anderem die Richtung der Fasern im Kunststoff-Körper derart gewählt ist, dass die Fasern die aufgrund der Biegung des Kunststoff-Körpers entstehenden Zugkräfte aufnehmen können. Die gezielte Ausrichtung der Fasern führt zu einer möglichst effektiven Verwendung der Fasern und damit zu möglichst tiefen Herstellungskosten eines faserverstärkten Kunststoff-Körpers, welcher als Teil eines Sportgeräts zur Kraftübertragung dient. The invention relates to a flat body made of fiber-reinforced plastic as part of a sports device for power transmission, the flat body having a plastic matrix and fibers received in the plastic matrix and being manufactured by injection molding. According to the invention, the surface of at least one of the two flat sides of the body is formed at least in some areas by a unidirectional fiber structure. The direction of a flat body, which is mainly subjected to bending, is usually that which is perpendicular to the flat side of the body. The introduction of continuous fibers in the surface of these flat sides enables the bending behavior of the body to be changed. The use of unidirectional fiber scrim, which at least partially forms the surface of the flat sides, enables the optimal use of the fiber properties to improve the bending behavior of a flat body. The bending stress of a flat body causes tensile stress on one flat side, while the opposite side is stressed in compression. The fibers embedded in plastics show a pronounced anisotropic behavior for absorbing forces and have excellent properties for absorbing tensile forces in the direction of the fibers. The subject matter of the invention aims, among other things, at making maximum use of this property of the fibers embedded in a plastic by choosing, among other things, the direction of the fibers in the plastic body in such a way that the fibers bear the tensile forces resulting from the bending of the plastic body be able to record. The targeted alignment of the fibers leads to the most effective possible use of the fibers and thus to the lowest possible manufacturing costs for a fiber-reinforced plastic body which is used as part of a piece of sports equipment for power transmission.
[0008] Für das Spritzgiessverfahren, mit welchem der flächige Körper hergestellt wird, wird ein Polymer verwendet, welches gleichartig zum auf den Fasern des unidirektionalen Fasergeleges imprägnierten Polymer ist. For the injection molding process with which the flat body is produced, a polymer is used which is similar to the polymer impregnated on the fibers of the unidirectional fiber structure.
[0009] Um die Biegesteifigkeit eines flächigen Körpers zu erhöhen muss das axiale Flächenmoment 2. Grades und somit auch das Widerstandsmoment erhöht werden. Für Rechteckige Elemente gilt folgende Beziehung: I: Flächenmoment 2 Grades, b= Breite h = Höhe der Rechtecks. In order to increase the flexural rigidity of a flat body, the axial moment of area of the 2nd degree and thus also the moment of resistance must be increased. The following relationship applies to rectangular elements: I: moment of area 2 degrees, b = width h = height of the rectangle.
[0010] Aufgrund der Seitenverhältnisse gilt für die Vorrichtungen dieser Erfindung somit vereinfachend die Beziehung Ivorrichtung~ a<3>wobei a Abstand der Randfaser bzw. Oberfläche der Endlosfaserverstärkung zur Biegeachse ist. Because of the aspect ratios, for the devices of this invention the relationship I device ~ a <3> applies in a simplified manner, where a is the distance between the edge fiber or surface of the continuous fiber reinforcement and the bending axis.
[0011] Bei der Durchbiegung des flächigen Körpers spielt nebst dem Flächenmoment auch das Elastizitätsmodul eine bedeutende Rolle. Die Durchbiegung wird durch die Lösung der folgenden Differentialgleichung bestimmt: M = -E · I · ω'', mit M = Biegemoment, E = Elastizitätsmodul und ω = DurchbiegungWhen the flat body is bent, the modulus of elasticity also plays an important role in addition to the moment of area. The deflection is determined by solving the following differential equation: M = -E · I · ω '', with M = bending moment, E = modulus of elasticity and ω = deflection
[0012] Diese Gleichung sagt aus, dass je höher das Elastizitätsmodul und das axiale Flächenmoment sind, desto geringer die Krümmung des flächigen Körpers ist. Eine geringe Krümmung bedeutet eine geringe Durchbiegung über eine gewisse Länge. Dies wird mit einer hohen Biegesteifigkeit erreicht. Eine hohe Biegesteifigkeit wird wiederum durch das Anordnen von Endlosfasern, die parallel zur Biegeachse aber auch möglichst weit von dieser entfernt zu liegen kommen, erzielt. Demzufolge müssen in einem flächigen Körper die Fasern möglichst nahe an der Oberfläche der Flachseiten des Körpers zu liegen kommen. This equation states that the higher the modulus of elasticity and the axial moment of area, the lower the curvature of the flat body. A slight curvature means a slight deflection over a certain length. This is achieved with a high level of flexural rigidity. A high level of flexural rigidity is achieved by arranging continuous fibers that are parallel to the bending axis but also as far away from it as possible. Accordingly, in a flat body, the fibers must come to lie as close as possible to the surface of the flat sides of the body.
[0013] Vorteilhafterweise sind beide Flachseiten des flächigen Körpers durch ein unidirektionales Fasergelege gebildet. Dies ermöglicht es, auf beiden Flachseiten eines flächigen Körpers von den Eigenschaften der Fasern Gebrauch zu machen. Das Widerstandsmoment in beide Richtungen senkrecht zur Flachseite wird dadurch erhöht. Advantageously, both flat sides of the flat body are formed by a unidirectional fiber structure. This makes it possible to make use of the properties of the fibers on both flat sides of a flat body. This increases the section modulus in both directions perpendicular to the flat side.
[0014] Die Biegeeigenschaften eines Körpers können gezielt durch die Vorausbestimmung der Verschiebung ω mit Hilfe folgender Formel beeinflusst werden: The bending properties of a body can be specifically influenced by the predetermination of the displacement ω with the help of the following formula:
[0015] Die Biegesteifigkeit der gesamten Vorrichtung E · I setzt sich aus der Biegesteifigkeit des als Matrix eingesetzten Kunststoffs und derjenigen der Endlosfaserverstärkung in Linearkombination zusammen. The flexural rigidity of the entire device E · I is composed of the flexural rigidity of the plastic used as a matrix and that of the continuous fiber reinforcement in a linear combination.
[0016] In einer bevorzugten Ausführungsform bildet der Bereich der Flachseite des Körpers, der durch ein unidirektionales Fasergelege gebildet ist, mindestens 40%, vorzugsweise mindestens 60%, der Fläche der Flachseite. Eine gezielte Steuerung der Biegesteifigkeit des flächigen Körpers erfolgt durch geometrische Reduktion der Flächenbereiche des unidirektionalen Fasergeleges. Das Verhältnis der Flächen mit einem unidirektionalen Fasergelege zur Gesamtfläche der Flachseite definiert einen Geometriefaktor, welcher für die Bestimmung des Biegeverhaltens eines flächigen Körpers mit der Biegesteifigkeit multipliziert wird. Die Auswahl der Bereiche auf der Flachseite, welche aus unidirektionalem Fasergelege gebildet sind, beeinflusst auch die Torsionsfestigkeit des flächigen Körpers. Nebst einer gewünschten Biegefestigkeit kann auch eine gewünschte Torsionsfestigkeit als Grundlage zur Bestimmung der Bereiche dienen, welche durch unidirektionale Fasergelege abzudecken sind. In a preferred embodiment, the area of the flat side of the body, which is formed by a unidirectional fiber structure, forms at least 40%, preferably at least 60%, of the area of the flat side. The flexural rigidity of the flat body is controlled in a targeted manner by geometrically reducing the surface areas of the unidirectional fiber structure. The ratio of the areas with a unidirectional fiber structure to the total area of the flat side defines a geometry factor which is multiplied by the bending stiffness to determine the bending behavior of a flat body. The selection of the areas on the flat side, which are formed from unidirectional fiber fabric, also influences the torsional strength of the flat body. In addition to a desired flexural strength, a desired torsional strength can also serve as the basis for determining the areas that are to be covered by unidirectional fiber fabrics.
[0017] Vorteilhafterweise weist der flächige Körper eine thermoplastische Matrix auf. Die Verwendung eines thermoplastischen Polymers ermöglicht eine einfachere Herstellung des flächigen Körpers. Das thermoplastische Polymer stellt für die Verwendung in einem Spritzgiessverfahren den idealen Kunststoff dar. Wie bereits oben erwähnt, wird die Biegesteifigkeit durch das Produkt aus dem Elastizitätsmodul E und dem Flächenmoment I gebildet. Die Auswahl des Polymers hat einen direkten Einfluss auf die Biegesteifigkeit des flächigen Körpers. Idealerweise weist das im flächigen Körper verwendete Polymer einen E-Modul von 1000 MPa bis 20'000 MPa auf. The flat body advantageously has a thermoplastic matrix. The use of a thermoplastic polymer enables the flat body to be produced more easily. The thermoplastic polymer is the ideal plastic for use in an injection molding process. As already mentioned above, the flexural rigidity is formed by the product of the modulus of elasticity E and the moment of area I. The selection of the polymer has a direct influence on the flexural rigidity of the flat body. Ideally, the polymer used in the flat body has a modulus of elasticity of 1000 MPa to 20,000 MPa.
[0018] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das unidirektionale Fasergelege jeweils als Tape zur Verfügung gestellt. Idealerweise handelt es sich beim Tape um ein flexibles Tape. Der Gebrauch eines Tapes als Ausgangsmaterial für das unidirektionale Fasergelege erlaubt die Nutzung von im Markt üblichen und leicht erhältlichen Standardprodukten. Durch die einfache Zugänglichkeit und grosse Verfügbarkeit solcher Tapes werden die Kosten für die Herstellung des flächigen Körpers reduziert. Die Dicke des Tapes wird so gewählt, dass eine Flexibilität des Tapes stets gewährleistet ist und das Tape auf einer Rolle aufgerollt sein kann. Die Dicke des Tapes und somit auch diejenige des unidirektionalen Fasergeleges liegt zwischen 0.1 und 1.0 mm. In a preferred embodiment, the unidirectional fiber scrim is provided in each case as a tape. Ideally, the tape is a flexible tape. The use of a tape as the starting material for the unidirectional fiber structure allows the use of standard products that are common and readily available on the market. The simple accessibility and great availability of such tapes reduce the costs for the production of the flat body. The thickness of the tape is chosen so that flexibility of the tape is always guaranteed and the tape can be rolled up on a roll. The thickness of the tape and thus also that of the unidirectional fiber structure is between 0.1 and 1.0 mm.
[0019] Die Flächen der Flachseiten des flächigen Körpers sind zusammen bevorzugt mindestens 5-mal grösser als die Gesamtfläche der restlichen Seiten zusammen. Der Einfluss der Fasern eines unidirektionalen Fasergeleges, welches mindestens bereichsweise eine Flachseite eines Körpers bildet, kommen zum Tragen solange diese Flachseite grössenmässig eine dominierende Seite im Körper einnimmt. Diese Dominanz ist gewährleistet, wenn die Summe der Fläche der Flachseiten zusammen um mindestens 5-mal grösser ist als die Gesamtfläche der restlichen Seiten. The areas of the flat sides of the flat body together are preferably at least 5 times larger than the total area of the remaining sides combined. The influence of the fibers of a unidirectional fiber structure, which at least partially forms a flat side of a body, comes into play as long as this flat side takes on a dominant side in terms of size in the body. This dominance is guaranteed if the sum of the area of the flat sides together is at least 5 times larger than the total area of the remaining sides.
[0020] Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Länge zur Dicke des flächigen Körpers mindestens 5. Da es sich um einen flächigen Körper handelt, stellt die maximale Ausdehnung einer Flachseite die Länge des flächigen Körpers dar. Die Dicke des flächigen Körpers ist die Ausdehnung senkrecht zur Flachseite des Körpers. Das unidirektionalen Fasergelege, welches mindestens eine von zwei Flachseiten eines flächigen Körpers mindestens bereichsweise bildet, beeinflusst die Biegesteifigkeit eines flächigen Körpers stärker, wenn dieser ein Verhältnis seiner Länge zu seiner Dicke von mindestens 5 aufweist. Preferably, the ratio of the length to the thickness of the flat body is at least 5. Since it is a flat body, the maximum extent of a flat side represents the length of the flat body. The thickness of the flat body is the extent perpendicular to the flat side of the body. The unidirectional fiber scrim, which forms at least one of two flat sides of a flat body at least in some areas, has a greater influence on the flexural rigidity of a flat body if it has a ratio of its length to its thickness of at least 5.
[0021] In einer weiter bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandstärke des flächigen Körpers maximal 20 mm, insbesondere maximal 15 mm. Die Anwendung der Erfindung beschränkt sich auf flächige Körper, welche in einer möglichen Ausführung eine eingeschränkte Wandstärke aufweisen können. In a further preferred embodiment, the wall thickness of the flat body is a maximum of 20 mm, in particular a maximum of 15 mm. The application of the invention is limited to flat bodies which, in one possible embodiment, can have a limited wall thickness.
[0022] Vorteilhafterweise sind die Fasern des unidirektionalen Fasergeleges Kohlenstofffasern. Die Kohlenstofffasern bringen gegenüber anderen Materialien den Vorteil mit sich, dass sie einen kleineren Durchmesser aufweisen können. Zusätzlich haben sie aufgrund ihrer geringen Dichte eine geringe Masse, was sich vorteilhaft auf das Gewicht des flächigen Körpers auswirken kann. Vorstellbar ist, dass die Fasern Glasfasern oder auch Naturfasern sein können. Die Auswahl des Materials für die Fasern kann auch auf die Dicke des unidirektionalen Fasergeleges Einfluss haben. The fibers of the unidirectional fiber structure are advantageously carbon fibers. The carbon fibers have the advantage over other materials that they can have a smaller diameter. In addition, due to their low density, they have a low mass, which can have a beneficial effect on the weight of the flat body. It is conceivable that the fibers can be glass fibers or natural fibers. The selection of the material for the fibers can also influence the thickness of the unidirectional fiber structure.
[0023] Das unidirektionale Fasergelege weist vorzugsweise einen Faseranteil von 30% bis 70%, insbesondere von 50% bis 70%, auf. Die Fasern nehmen mehrheitlich die auf den flächigen Körper wirkenden Kräfte auf, während die Kunststoff-Matrix für den Verbund und den Zusammenhalt der Fasern innerhalb des Kunststoff-Körpers sorgt. Ein optimaler Bereich des Anteils von Fasern gegenüber der Matrix, in welchem die Vorzüge beider Werkstoffe zum Tragen kommen, wird angestrebt. The unidirectional fiber fabric preferably has a fiber content of 30% to 70%, in particular from 50% to 70%. Most of the fibers absorb the forces acting on the flat body, while the plastic matrix ensures that the fibers are bonded and held together within the plastic body. The aim is to achieve an optimal range of the proportion of fibers compared to the matrix in which the advantages of both materials come into play.
[0024] Bevorzugt verläuft die Richtung der Fasern im unidirektionalen Fasergelege derart, dass eine gewünschte Biegesteifigkeit des flächigen Körpers zustande kommt. Eine Einstellung des Faserwinkels α, welcher einen Winkel der Hauptachse und der Fasern im unidirektionalen Fasergelege darstellt, ist von der Kontur des flächigen Körpers und der Hauptbelastungsrichtung der Biegebeanspruchung des flächigen Körpers abhängig. Die gewünschten Biegeeigenschaften durch Einstellung des Faserwinkels α lässt sich durch Finite-Elemente-Simulation oder durch empirische Tests ermitteln. The direction of the fibers in the unidirectional fiber structure preferably runs in such a way that a desired flexural rigidity of the flat body is achieved. A setting of the fiber angle α, which represents an angle between the main axis and the fibers in the unidirectional fiber structure, is dependent on the contour of the flat body and the main load direction of the bending stress on the flat body. The desired bending properties by setting the fiber angle α can be determined by finite element simulation or by empirical tests.
[0025] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines flächigen Kunststoffkörpers als Teil eines Sportgeräts, bei welchem mindestens eine der zwei gegenüberliegenden Flachseiten des Kunststoffkörpers mindestens bereichsweise durch ein unidirektionales Fasergelege gebildet ist. Die Herstellung weist folgende Verfahrensschritte auf; das unidirektionale Fasergelege wird in Form der Flachseite des flächigen Kunststoffkörpers aus einem flexiblen Tape ausgeschnitten, eine vorzugsweise aus zwei Hälften bestehende Spritzgiessform mit einem dem herzustellenden Kunststoffkörper entsprechenden Hohlraum wird hergestellt, das ausgeschnittene Fasergelege wird in die Spritzgiessform eingelegt und an eine Formhälfte angelegt, die Spritzgiessform wird geschlossen und mit einem thermoplastischen Kunststoff ausgespritzt und danach wird der Kunststoffkörper entnommen.The present invention also relates to a method for producing a flat plastic body as part of a sports device, in which at least one of the two opposite flat sides of the plastic body is formed at least in some areas by a unidirectional fiber fabric. The production has the following process steps; the unidirectional fiber scrim is cut out of a flexible tape in the form of the flat side of the flat plastic body, an injection mold preferably consisting of two halves with a cavity corresponding to the plastic body to be produced is produced, the cut-out fiber fabric is placed in the injection mold and placed against one of the mold halves, the injection mold is closed and injected with a thermoplastic material and then the plastic body is removed.
[0026] Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern im flexiblen Tape unidirektional gerichtet und vorzugsweise Kohlestofffasern sind. The method is characterized in that the fibers in the flexible tape are unidirectional and are preferably carbon fibers.
[0027] Vorteilhafterweise sind beide gegenüberliegenden Flachseiten des herzustellenden Kunststoffkörpers durch ein unidirektionales Fasergelege gebildet. Advantageously, both opposite flat sides of the plastic body to be produced are formed by a unidirectional fiber fabric.
[0028] Genannte optionale Merkmale können in beliebiger Kombination verwirklicht werden, soweit sie sich nicht gegenseitig ausschliessen. Insbesondere dort wo bevorzugte Bereiche angegeben sind, ergeben sich weitere bevorzugte Bereiche aus Kombinationen der in den Bereichen genannten Minima und Maxima. Said optional features can be realized in any combination as long as they are not mutually exclusive. In particular where preferred ranges are given, further preferred ranges result from combinations of the minima and maxima mentioned in the ranges.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
[0029] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf schematische Darstellungen. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer, schematischer Darstellung: Figur 1: eine Seitenansicht einer Surfboard-Finne mit einer Seitenfläche, die bereichsweise durch ein unidirektionales Fasergelege gebildet ist; Figur 2: die gleiche Ansicht der Finne wie in Figur 1 mit symbolischer Darstellung der Richtung der Fasern; Figur 3: ein horizontaler Schnitt durch die Surfboard-Finne aus Figur 1 und 2; Figur 4: eine Seitenansicht einer weiteren Finne mit zwei Bereichen auf der Flachseite ohne unidirektionalen Fasergelegen; Figur 5: eine Draufsicht auf ein Paddelblatt mit einer Aufnahmevorrichtung für einen Schaft; Figur 6: eine Seitenansicht des Paddelblattes aus Figur 5 mit Darstellung des Bereichs des unidirektionalen Fasergeleges und der Richtung der Fasern; und Figur 7: eine Seitenansicht eines Hockeyschlägers mit einer Kelle, die bereichsweise ein unidirektionales Fasergelege aufweist.Further advantages and features of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments of the invention with reference to schematic representations. In a schematic representation not true to scale: FIG. 1: a side view of a surfboard fin with a side surface which is formed in some areas by a unidirectional fiber fabric; FIG. 2: the same view of the fin as in FIG. 1 with a symbolic representation of the direction of the fibers; FIG. 3: a horizontal section through the surfboard fin from FIGS. 1 and 2; FIG. 4: a side view of a further fin with two areas on the flat side without unidirectional fiber layers; FIG. 5: a plan view of a paddle blade with a receiving device for a shaft; FIG. 6: a side view of the paddle blade from FIG. 5 showing the area of the unidirectional fiber structure and the direction of the fibers; and FIG. 7: a side view of a hockey stick with a trowel, which in some areas has a unidirectional fiber structure.
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER FIGURENDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES
[0030] Im Folgenden stehen gleiche Bezugsziffern für gleiche oder funktionsgleiche Elemente (in unterschiedlichen Figuren). Ein zusätzlicher Apostroph kann zur Unterscheidung gleichartiger bzw. funktionsgleicher oder funktionsähnlicher Elemente in einer weiteren Ausführung dienen. In the following, the same reference numbers stand for the same or functionally identical elements (in different figures). An additional apostrophe can be used to differentiate between similar or functionally identical or functionally similar elements in a further embodiment.
[0031] In Figur 1 ist eine Finne 11 gezeigt, welche idealerweise an einem Surfbrett (hier nicht gezeigt) angebracht wird. Die Seitenansicht der Finne 11 in Figur 1 weist auf eine dreiecksähnliche Form der Finne 11 hin. Die längste Kante der Finne 11 ist die Angriffskante 13. Von den zwei kürzeren Kanten ist jene die Grundkante 15, welche auf dem Surfbrett zu liegen kommt. Die Hinterkante 17 ist beinahe gleich lang wie die Grundkante und schliesst mit dieser beinahe einen rechten Winkel ein. Die Finne 11 wird an ihrer Grundseite am Surfbrett angebracht. Die Grundseite der Finne 11 ist jene Seite, an welcher sich die Grundkante 15 befindet und senkrecht zur Darstellungsebene liegt. An der Grundseite der Finne 11 sind zwei lippenartige Vorsprünge unterschiedlicher Länge vorgesehen, welche in dafür vorgesehenen Aussparungen an einem Surfbrett eingreifen und für die Befestigung der Finne 11 am Surfbrett sorgen. Die Hinterkante 17 weist eine Biegung in Richtung nach innen der Dreiecksfläche auf. Die Angriffskante 11 weist im Bereich vor dem Schnittpunkt mit der Hinterkante 17 ebenfalls eine Biegung auf, wodurch die Hinterkante 17 kürzer zu stehen kommt als wenn die Angriffskante 13 gerade wäre. In Figure 1, a fin 11 is shown, which is ideally attached to a surfboard (not shown here). The side view of the fin 11 in FIG. 1 indicates a triangular shape of the fin 11. The longest edge of the fin 11 is the attack edge 13. Of the two shorter edges, that is the base edge 15, which comes to rest on the surfboard. The rear edge 17 is almost the same length as the base edge and almost forms a right angle with it. The fin 11 is attached to its base on the surfboard. The base side of the fin 11 is that side on which the base edge 15 is located and is perpendicular to the plane of the drawing. On the base of the fin 11, two lip-like projections of different lengths are provided, which engage in recesses provided for this purpose on a surfboard and ensure that the fin 11 is attached to the surfboard. The rear edge 17 has a bend in the direction inward of the triangular surface. The attack edge 11 also has a bend in the area in front of the point of intersection with the rear edge 17, as a result of which the rear edge 17 is shorter than if the attack edge 13 were straight.
[0032] Die Fläche, welche von den drei oben beschriebenen Kanten 13,15,17 aufgespannt wird, stellt die Flachseite 21 und somit die grösste Fläche der Finne 11 dar. Ein Bereich 23 dieser Flachseite 21 ist durch ein unidirektionales Fasergelege gebildet. Im Weiteren wird der Bereich, welcher die Oberfläche der Flachseite mit dem unidirektionalem Fasergelege bildet, als faserverstärkter Bereich 23 bezeichnet. The area which is spanned by the three edges 13,15,17 described above represents the flat side 21 and thus the largest area of the fin 11. A region 23 of this flat side 21 is formed by a unidirectional fiber fabric. In the following, the area which forms the surface of the flat side with the unidirectional fiber fabric is referred to as the fiber-reinforced area 23.
[0033] In Figur 2 ist die Finne 11 in der gleichen Ansicht wie in Figur 1 gezeigt, jedoch ist zusätzlich die Richtung der Fasern 25 im faserverstärkten Bereich 23 der Flachseite 21 dargestellt. Die dargestellten Fasern 25 entsprechen nicht der gesamten Anzahl Fasern im faserverstärkten Bereich 23, sondern sollen lediglich die Richtung der Fasern 25 darstellen. Entgegen der Darstellung in Figur 2 ist der faserverstärkte Bereich 23 der Flachseite 21 vollständig mit Fasern versetzt. Die Fasern 25 verlaufen parallel zueinander und erstrecken sich idealerweise von einem Rand bis zum anderen Rand des faserverstärkten Bereichs 23. Je nach Ausrichtung der Fasern kann eine Faser von einem Rand bis zum gegenüberliegenden Rand oder auch bis zum benachbarten Rand des faserverstärkten Bereichs 23 verlaufen. In Figure 2, the fin 11 is shown in the same view as in Figure 1, but the direction of the fibers 25 in the fiber-reinforced area 23 of the flat side 21 is also shown. The fibers 25 shown do not correspond to the total number of fibers in the fiber-reinforced area 23, but are only intended to represent the direction of the fibers 25. Contrary to the illustration in FIG. 2, the fiber-reinforced area 23 of the flat side 21 is completely offset with fibers. The fibers 25 run parallel to one another and ideally extend from one edge to the other edge of the fiber-reinforced area 23. Depending on the orientation of the fibers, a fiber can run from one edge to the opposite edge or to the adjacent edge of the fiber-reinforced area 23.
[0034] Der faserverstärkte Bereich 23 deckt einen bestimmten Bereich der Flachseite 21 der Finne 11 ab. Dieser Bereich wird derart gewählt, dass sowohl die Biegesteifigkeit als auch die Torsionssteifigkeit der Finne 11 ein gewünschtes Verhalten aufzeigen. In der in Figur 1 und 2 gezeigten Finne 11 ist dieser Bereich nebst der Angriffskante 13 und der Grundkante 15 durch einen zusätzlichen Rand 27 aufgespannt. Der zusätzliche Rand 27 definiert die Trennung vom faserverstärkten Bereich 23 zum nicht faserverstärkten Bereich der Flachseite 21 der Finne. Der zusätzliche Rand 27 ist beinahe parallel zur Hinterkante 17 angeordnet und schneidet die Grundkante 15. The fiber-reinforced area 23 covers a certain area of the flat side 21 of the fin 11. This area is selected in such a way that both the flexural rigidity and the torsional rigidity of the fin 11 exhibit a desired behavior. In the fin 11 shown in FIGS. 1 and 2, this area, along with the attack edge 13 and the base edge 15, is spanned by an additional edge 27. The additional edge 27 defines the separation from the fiber-reinforced area 23 to the non-fiber-reinforced area of the flat side 21 of the fin. The additional edge 27 is arranged almost parallel to the rear edge 17 and intersects the base edge 15.
[0035] In Figur 3 ist eine zur Grundseite paralleler etwa mittig angesetzter Schnitt durch die Finne 11 gezeigt. Der faserverstärkte Bereich 23 erstreckt sich über die längere Kante 13 auf beide Flachseiten 21,21' der Finne 11. Die Trennungslinie in der Figur 3 zwischen dem faserverstärkten Bereich 23 und dem restlichen Körper dient lediglich der Veranschaulichung der Dimension des faserverstärkten Bereichs 23 und ist im realen Gegenstand so nicht vorzufinden. Der Grund dafür liegt darin, dass die Kunststoff-Matrix des faserverstärkten Bereichs 23 derjenige Kunststoff ist, aus dem auch der flächige Körper hergestellt ist. In FIG. 3, a section through the fin 11 that is parallel to the base side and is applied approximately in the center is shown. The fiber-reinforced area 23 extends over the longer edge 13 on both flat sides 21, 21 'of the fin 11. The dividing line in FIG real object not to be found like this. The reason for this is that the plastic matrix of the fiber-reinforced area 23 is the plastic from which the flat body is also made.
[0036] In Figur 4 ist die gleiche Finne wie in Figur 1 gezeigt, wobei bei dieser Finne 11 das unidirektionale Fasergelege einen anderen Bereich der Flachseite der Finne 11 abdeckt. In dieser Ausführung gibt es zwei Ränder 27,27', welche eine Trennung des faserverstärkten Bereichs zum nicht faserverstärkten Bereich bilden. Der erste Rand 27 verläuft auch in dieser Ausführung von der Hinterkante 17 zur Grundkante 15. Dabei nimmt er eine Form an ähnlich einem Viertelkreis mit dem Schnittpunkt der beiden kurzen Kanten 15,17 als dessen Mittelpunkt. Der zweite Rand 27' weist ebenfalls eine kreisbogenähnliche Form auf, jedoch verläuft dieser von der Angriffskante 13 zur Hinterkante 17 und der Schnittpunkt dieser Kanten definiert etwa den Mittelpunkt dieses Kreisbogens. Die Auswahl eines unterschiedlichen Bereichs für die Abdeckung der Flachseite 21 einer Finne 11 mit einem unidirektionalen Fasergelege führt zu einem unterschiedlichen Verhalten der Finne 11 in Bezug auf Biegung und Torsion. Denn sowohl die Biegefestigkeit als auch Torsionsfestigkeit der Finne 11 wird durch die faserverstärkte Kunststoff-Lage in ihrer Oberfläche geändert. Mit der Richtung der Fasern 25 und des abzudeckenden Bereichs 23 der Flachseite 21 eines Körpers mit unidirektionalem Fasergelege kann gezielt eine bestimmte Biege- und Torsionsfestigkeit erzielt werden. In FIG. 4, the same fin is shown as in FIG. 1, with the unidirectional fiber structure in this fin 11 covering a different area of the flat side of the fin 11. In this embodiment there are two edges 27, 27 'which form a separation between the fiber-reinforced area and the non-fiber-reinforced area. The first edge 27 also runs in this embodiment from the rear edge 17 to the base edge 15. It assumes a shape similar to a quarter circle with the point of intersection of the two short edges 15, 17 as its center. The second edge 27 'also has a shape similar to a circular arc, but it runs from the attack edge 13 to the rear edge 17 and the point of intersection of these edges roughly defines the center of this circular arc. The selection of a different area for covering the flat side 21 of a fin 11 with a unidirectional fiber structure leads to a different behavior of the fin 11 with regard to bending and torsion. This is because both the flexural strength and torsional strength of the fin 11 are changed in their surface by the fiber-reinforced plastic layer. With the direction of the fibers 25 and the area 23 of the flat side 21 of a body with a unidirectional fiber structure to be covered, a specific flexural and torsional strength can be achieved in a targeted manner.
[0037] In Figur 5 ist ein Paddelblatt 31 abgebildet. Das Paddelblatt 31 verfügt über eine Vorrichtung 33 zur Aufnahme eines Schafts (hier nicht gezeigt). Die Aufnahmevorrichtung 33 ist derart angeordnet, dass der Schaft des Paddels in Längsrichtung des Paddelblatts 31 in die Aufnahmevorrichtung 33 eingeführt werden kann. Das Paddelblatt 31 weist eine leichte Krümmung auf. Die innere Seite des gekrümmten Paddels ist die Unterseite 35, woraufhin die äussere Seite des gekrümmten Paddels die Oberseite 37 des Paddels definiert. In Figure 5, a paddle blade 31 is shown. The paddle blade 31 has a device 33 for receiving a shaft (not shown here). The receiving device 33 is arranged such that the shaft of the paddle can be inserted into the receiving device 33 in the longitudinal direction of the paddle blade 31. The paddle blade 31 has a slight curvature. The inner side of the curved paddle is the bottom 35, whereupon the outer side of the curved paddle defines the top 37 of the paddle.
[0038] In Figur 6 ist eine Aufsicht des Paddelblatts 31 aus Figur 5 dargestellt, wobei es sich bei der gezeigten Seite um die Unterseite 35 des Paddelblatts handelt. Der Grundriss des Paddelblattes 31 weist eine rechteckige Form mit abgerundeten Ecken auf. Die Aufnahmevorrichtung 33 für den Schaft ist an einer breiten Seite in etwa dessen Mitte angeordnet. Das Paddelblatt 31 nimmt in Richtung zur Aufnahmevorrichtung 33 eine konstante Reduzierung seiner Breite vor. FIG. 6 shows a top view of the paddle blade 31 from FIG. 5, the side shown being the underside 35 of the paddle blade. The plan of the paddle blade 31 has a rectangular shape with rounded corners. The receiving device 33 for the shaft is arranged on a broad side in approximately the middle thereof. The paddle blade 31 makes a constant reduction in its width in the direction of the receiving device 33.
[0039] Die Unterseite 35 ist in zwei Bereiche unterteilt. Der grössere Bereich ist schraffiert und bildet den Bereich 23, in welchem die Aussenfläche durch ein unidirektionales Fasergelege gebildet ist. Die Schraffur in diesem Bereich deutet auf die Richtung der zueinander parallel verlaufenden Fasern 25 hin. Sie verlaufen im Allgemeinen in Längsrichtung des Paddelblatts 31, weisen aber einen kleinen Winkel gegenüber der Längsrichtung des Paddelblatts auf, wobei die Längsrichtung des Paddelblatts durch die Mittelachse 39 der zylindrisch geformten Aufnahmevorrichtung 33 bestimmt wird. An der gegenüberliegenden Seite der Aufnahmevorrichtung 33 des Paddelblatts 31 sind Bereiche vorgesehen, welche keine mit Fasern verstärkte Oberfläche aufweisen. Der Gegenstand weist in Abhängigkeit der Bereiche, welche eine Oberfläche mit oder ohne unidirektionalem Fasergelege umfasst, eine unterschiedliche Biegesteifigkeit auf, was wiederum zu einem unterschiedlichen Biegeverhalten führt. Durch die Auswahl der Bereiche auf der Flachseite 21 eines Gegenstandes, deren Aussenfläche durch ein unidirektionales Fasergelege gebildet ist, kann dessen Biege- und Torsionsverhalten gezielt gesteuert werden. The bottom 35 is divided into two areas. The larger area is hatched and forms the area 23 in which the outer surface is formed by a unidirectional fiber structure. The hatching in this area indicates the direction of the fibers 25 running parallel to one another. They generally run in the longitudinal direction of the paddle blade 31, but have a small angle with respect to the longitudinal direction of the paddle blade, the longitudinal direction of the paddle blade being determined by the central axis 39 of the cylindrically shaped receiving device 33. On the opposite side of the receiving device 33 of the paddle blade 31, areas are provided which do not have a surface reinforced with fibers. Depending on the areas that comprise a surface with or without a unidirectional fiber structure, the object has different flexural rigidity, which in turn leads to a different flexural behavior. By selecting the areas on the flat side 21 of an object, the outer surface of which is formed by a unidirectional fiber structure, its bending and torsional behavior can be controlled in a targeted manner.
[0040] In Figur 7 ist ein Teil eines Sportgeräts gezeigt, welches im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen nicht für die Verwendung im Wasser vorgesehen ist. Dabei handelt es sich um einen Hockeyschläger 41, wobei der Schaft 43 des Hockeyschlägers 41 nur teilweise abgebildet ist. Die Kelle 45 weist eine rechteckige Form mit abgerundeten Ecken auf. An einer Ecke der Kelle ist eine Aufnahmevorrichtung 47 für den Schaft 43 vorgesehen. Diese nimmt den Schaft 43 derart ein, dass der Schaft 43 und die Längsachse der Kelle 45 in einem Winkel von ungefähr 120° zu stehen kommen. Die Kelle 45 weist in bestimmten Bereichen ihrer Flachseite 21 eine faserverstärkte Lage 23 als Aussenfläche auf. Diese Bereiche sind in Figur 7 durch eine Schraffur gekennzeichnet. Die Linien der Schraffur zeigen die Richtung der Fasern 25 auf. In Figure 7, a part of a piece of sports equipment is shown, which, in contrast to the previous exemplary embodiments, is not intended for use in water. This is a hockey stick 41, the shaft 43 of the hockey stick 41 only partially shown. The trowel 45 has a rectangular shape with rounded corners. A receiving device 47 for the shaft 43 is provided at one corner of the trowel. This takes up the shaft 43 in such a way that the shaft 43 and the longitudinal axis of the trowel 45 come to an angle of approximately 120 °. In certain areas of its flat side 21, the trowel 45 has a fiber-reinforced layer 23 as an outer surface. These areas are marked in FIG. 7 by hatching. The lines of hatching show the direction of the fibers 25.
[0041] Die Kelle 45 weist an all ihren Ecken bis auf diejenige, an welcher die Aufnahmevorrichtung 47 angebracht ist, Bereiche auf, in welchen die Aussenfläche nicht durch ein unidirektionales Fasergelege gebildet ist. Auch innerhalb der Flachseite 21 sind drei schmale Bereiche der Aussenfläche vorhanden, welche frei von einem unidirektionalen Fasergelege sind. Diese Bereiche sind als schmale Rechtecke geformt, deren Breite durch einen Halbkreis gebildet wird. Die Längsseite der schmalen Rechtecke verlaufen parallel zur Längsseite der Kelle 45. Die drei schmalen Bereiche sind alle gleich lang und untereinander angeordnet. The trowel 45 has at all of its corners except for the one to which the receiving device 47 is attached, areas in which the outer surface is not formed by a unidirectional fiber structure. Also within the flat side 21 there are three narrow areas of the outer surface which are free of a unidirectional fiber structure. These areas are shaped as narrow rectangles, the width of which is formed by a semicircle. The long side of the narrow rectangles run parallel to the long side of the trowel 45. The three narrow areas are all of the same length and are arranged one below the other.
[0042] Die Herstellung einer wie in Figur 1 - 4 gezeigten Finne erfolgt folgendermassen: Von einem flexiblen Tape werden unidirektionale Fasergelegen ausgeschnitten, welche die Form der Flachseiten 21 der Finne 11 aufweisen. Beim Ausschneiden der Stücke ist darauf zu achten, dass die Richtung der Fasern 25 in den ausgeschnitten Stücken so verläuft, wie später auf der Finne 11 gewünscht. Mindestens auf einer Seite der ausgeschnitten Stücke ist ein thermoplastisches Polymer imprägniert.A fin as shown in FIGS. 1-4 is produced as follows: unidirectional fiber layers which have the shape of the flat sides 21 of the fin 11 are cut from a flexible tape. When cutting out the pieces, care must be taken to ensure that the direction of the fibers 25 in the cut-out pieces runs as later desired on the fin 11. A thermoplastic polymer is impregnated on at least one side of the cut-out pieces.
[0043] Falls nicht bereits vorhanden, wird eine Spritzgiessform hergestellt, welche idealerweise aus zwei Hälften besteht und einen der herzustellenden Finne 11 entsprechenden Hohlraum aufweist. Mit Hilfe von Haltevorrichtungen werden die zuvor von einem flexiblen Tape ausgeschnitten Fasergelegen in der Spritzgiessform angeordnet, so dass die Seiten der Fasergelegen mit dem imprägnierten thermoplastischen Polymer entgegengesetzt zueinander orientiert sind. Die Spritzgiessform wird geschlossen, indem die beiden Hälften aufeinander zu liegen kommen. Vom gleichen thermoplastischen Polymer, wie er auf den Lagen imprägniert ist, wird in die Spritzgiessform injiziert. Die Plastifizierung der thermoplastisch imprägnierten Schicht auf den Lagen führt zu einem Verbund mit dem injizierten thermoplastischen Polymer. Nach Abkühlen des Polymers entsteht ein einheitlicher Körper in Gestalt einer Finne 11, dessen Flachseiten 21 bereichsweise durch unidirektionale Fasergelege gebildet sind. Das Öffnen der Spritzgiessform ermöglicht die Entnahme der fertig hergestellten Finne 11 und schliesst somit den Herstellungsprozess ab. If not already available, an injection mold is produced which ideally consists of two halves and has a cavity corresponding to the fin 11 to be produced. With the aid of holding devices, the fiber layers previously cut out from a flexible tape are arranged in the injection mold, so that the sides of the fiber layers with the impregnated thermoplastic polymer are oriented opposite one another. The injection mold is closed when the two halves come to rest on top of one another. The same thermoplastic polymer as is impregnated on the layers is injected into the injection mold. The plasticization of the thermoplastically impregnated layer on the layers leads to a bond with the injected thermoplastic polymer. After the polymer has cooled, a uniform body is created in the form of a fin 11, the flat sides 21 of which are formed in some areas by unidirectional fiber fabrics. Opening the injection mold enables the finished fin 11 to be removed and thus closes the manufacturing process.
[0044] Analog zum oben beschriebenen Vorgehen gestaltet sich die Herstellung aller übrigen erdenklichen Ausführungsmöglichkeiten. Falls nur eine Flachseite eines Gegenstandes unidirektionales Fasergelege aufweisen soll, wird bei der Herstellung nur ein vom flexiblen, unidirektionalen Tape ausgeschnittenes Fasergelege in eine der beiden Haltevorrichtungen der Spritzgiessform eingelegt. Die restlichen Verfahrensschritte bleiben gleich. The production of all other conceivable design options is analogous to the procedure described above. If only one flat side of an object is to have a unidirectional fiber lay-up, only one fiber lay-up cut from the flexible, unidirectional tape is placed in one of the two holding devices of the injection mold during production. The remaining process steps remain the same.
[0045] Während die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass Änderungen, Modifikationen, Variationen und Kombinationen ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen gemacht werden können. While the invention has been described above with reference to specific embodiments, it is apparent that changes, modifications, variations and combinations can be made without departing from the spirit of the invention.
BEZUGSZEICHENLISTE:REFERENCE CHARACTERISTICS LIST:
[0046] 11 Finne 13 Längskante der Finne 15 Erste Kurzkante der Finne 17 Zweite Kurzkante der Finne 21,21' Flachseite eines flächigen Körpers 23 Faserverstärkter Bereich der Flachseite 25 Fasern 27, 27', 27" Rand des faserverstärkten Bereichs 31 Paddelblatt 33 Aufnahmevorrichtung 35 Unterseite des Paddelblatts 37 Oberseite des Paddelblatts 39 Mittelachse der Aufnahmevorrichtung 41 Hockeyschläger 43 Schaft des Hockeyschlägers 45 Kelle des Hockeyschlägers 47 Aufnahmevorrichtung für Schaft 11 fin 13 longitudinal edge of fin 15 first short edge of fin 17 second short edge of fin 21, 21 'flat side of a flat body 23 fiber-reinforced area of flat side 25 fibers 27, 27', 27 "edge of fiber-reinforced area 31 paddle blade 33 receiving device 35 Underside of the paddle blade 37 Upper side of the paddle blade 39 Center axis of the receiving device 41 Hockey stick 43 Shaft of the hockey stick 45 Blade of the hockey stick 47 Receiving device for the shaft
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