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Die
Erfindung betrifft einen Skirollerholm mit einem formgebenden Kern,
der Aufnahmeeinrichtungen für
Radlager oder Radträger
aufweist sowie einen Skiroller mit einem solchen Holm.
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Skiroller
wurden als Trainingsgerät
für Langläufer oder
Biathleten entwickelt, damit in den Sommermonaten auch in Gebieten
trainiert werden kann, die keinen Schnee aufweisen. Ein solcher
Skiroller besteht aus einem Holm, daran angeordneten Rädern, vorzugsweise
an dem vorderen und hinteren Ende des Holmes, sowie einer Bindung,
die üblicherweise
einer Langlaufskibindung nachempfunden ist.
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Aus
der
WO 02/066123
A1 ist ein Skiroller mit einem elektrisch aktivierbaren
Bremssystem bekannt, dessen Holm einstückig aus einem Komposit-Werkstoff
hergestellt ist, vorzugsweise aus einem faserlaminierten Werkstoff.
Das Fasermaterial ist dabei Glasfaser, Karbonfaser oder Kevlar.
Das Basismaterial ist ein Polymer. Innerhalb des Holmes sind Faserbündel zur
Verstärkung
angeordnet. Ein solcher Holmaufbau weist relativ schlechte Feder-
und Dämpfungseigenschaften
auf und sieht ein Mindestmaß an
Durchbiegung vor, damit ein elektrisches Signal ausgelöst und an
die Bremseinrichtung übermittelt
werden kann.
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Weiterhin
sind Skirollerholme aus Aluminiumprofilen bekannt, die im Vergleich
zu Langlaufskiern ein anderes Dämpfungsverhalten
aufweisen.
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Aus
der
JP 08206273 A1 ist
ein Skiroller mit 6 Rollenpaaren, die über die gesamte Länge des
Holmes angeordnet sind, bekannt. Der Holm kann aus unterschiedlichen
Materialien bestehen, beispielsweise Leichtmetall, Glasfaser oder
Schichtholz. Ein Laufverhalten, das dem eines Langlaufskis ähnlich ist,
kann mit einer solchen Konstruktion nicht erreicht werden, da aufgrund
der Anordnung von Rollen unterhalb des Fußes in der Mitte des Holms
keine federnde Bewegung möglich
ist.
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Aus
der
US 5,195,781 A ist
ein Skiroller mit einem Skirollerholm bekannt, in dem eine Vielzahl von
Rollen entlang seiner Längserstreckung
angeordnet sind. Der Holm ist dabei sehr dünn ausgebildet und entspricht
in der Form einem Abfahrtsski. Innerhalb des Holmes sind Ausnehmungen
zur Anordnung von Rollen ausgearbeitet. Verstärkungsplatten sind in dem Holm
angeordnet, um die benötigte
Festigkeit bereitzustellen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Skirollerholm und einen
Skiroller bereitzustellen, der haltbar ist und gleichzeitig mit
Feder- und Dämpfungseigenschaften
ausgestattet ist, die einem Langlaufski ähnlich oder identisch sind
und mit dem eine Anpassung an das Körpergewicht und die Vorlieben
des Nutzers möglich
ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch einen Skirollerholm mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie durch einen Skiroller mit den Merkmalen des Anspruchs 14
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
ausgeführt.
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Der
erfindungsgemäße Skirollerholm
mit einem formgebenden Kern, der Aufnahmeeinrichtungen für Radlager
oder Radträger
aufweist, sieht vor, dass auf dem Kern zumindest eine Glasfaserlage aufgebracht
und der Kern zusammen mit der zumindest einen Glasfaserlage von
zumindest einer Karbonfaserlage umhüllt ist. Durch die Ausbildung
des Skirollerholmes aus einem Faserverbundwerkstoff ist es möglich, eine
Sandwichkonstruktion bereitzustellen, bei der es möglich ist,
die Federhärte
und die Dämpfungseigenschaften
des Holmes durch eine individuelle Anordnung der Faserlagen und
einer Anpassung der Faserlagenanzahl an bzw. in dem Holm zu variieren.
Der Kern ist dabei bevorzugt vorgespannt, um einerseits der Konstruktion
eines Langlaufskis zu entsprechen und andererseits eine Federwirkung
bereitstellen zu können.
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Durch
eine Anordnung der Glasfaserlage bzw. der Glasfaserlagen auf der
Oberseite des Kernes wird eine zusätzliche Festigkeit bei weiterhin
gegebener Elastizität
bereitgestellt. Die Feder- und Dämpfungseigenschaften
des Holmes werden dabei über
eine Variation der Lagen aus Glasfaser eingestellt, je mehr Glasfaserlagen
aufgebracht sind, desto höher
ist die Federrate. Die Glasfaserlage bzw. die Glasfaserlagen erstrecken
sich dabei bevorzugt über die
gesamte Breite des Holmes, um eine gleichmäßige Belastung und ein gleichmäßiges Federverhalten bereitstellen
zu können.
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Zur
Erhöhung
der Torsionsfestigkeit ist vorgesehen, dass die Faserorientierungen
der Glasfaserlagen und der Karbonfaserlagen in einem Winkel zueinander
verlaufen, bevorzugt einem Winkel von 90°, wobei auch bei einer Anordnung
mehrerer Karbonfaserlagen übereinander
diese in einem Winkel zu einander ausgerichtet sein können, um
die Torsionssteifigkeit weiter zu erhöhen. Auch hier wird eine kreuzweise
Anordnung der Faserorientierungen vorgenommen, bevorzugt in einem
Winkel von 90°.
Dadurch ist es möglich,
dass zusätzlich
zur hergestellten Druck- und Zugfestigkeit die Querverdrehung des Rollers
bzw. des Holmes nahezu vollständig
verhindert werden kann.
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An
der Unterseite des Holms können
mehrere Karbonfaserlagen angeordnet bzw. einlaminiert sein, um die
Steifigkeit und Bruchfestigkeit des Holmes zu erhöhen bzw.
auf die gewünschten
Werte einzustellen.
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Zur
weiteren Erhöhung
des Festigkeiten, also sowohl der Druck- als auch der Zugfestigkeiten sowie
der Torsionsfestigkeit, ist es vorgesehen, dass ein umlaufender,
unidirektionaler Karbonfasergewebegurt eingearbeitet ist, der sich über den
gesamten Holm in Längsrichtung
erstreckt.
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Als
eine äußere Abschlussumhüllung kann ein
Karbonfaserschlauch aufgebracht sein, der einen Überzug bildet und die Torsionsfestigkeit
erhöht.
Dies geschieht durch eine 45° Faserwinkelausrichtung, durch
die darüber
hinaus eine ansprechende Optik bereitgestellt wird.
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Zur
Erreichung einer hohen Biegefestigkeit bei einem möglichst
geringen Gewicht ist der Kern zumindest teilweise als ein T-Profil
im Querschnitt ausgebildet, wobei der Querschenkel an der Oberseite
des Holmes angeordnet ist, so dass die Unterseite des Holmes schmaler
als die Oberseite ist. Um eine ausreichende Stabilität zur Befestigung
der Radlager oder Radträger
vorzusehen, die bevorzugt über
Bolzen an dem Holm befestigt sind, sind an den Enden bei einer T-förmigen Ausgestaltung
des Holmes Ansatzstücke
vorgesehen, die den Querschnitt zu einen im Wesentlichen rechteckigen
Querschnitt ergänzen.
Diese Ergänzung
verläuft
in Längsrichtung bevorzugt
nur soweit, wie es für
eine stabile Befestigung der Radlager oder Radträger erforderlich ist. Die Ansatzstücke können aus
einem Hartschaum, insbesondere einem hoch verdichteten Polyurethanschaumstoff
ausgebildet sein, der von Karbonfaserlagen umhüllt wird. Zur Erhöhung der
Festigkeit kann speziell im Bereich der Aufnahmen bzw. der Ansatzstücke eine
erhöhte
Anzahl an Karbonfaserlagen angeordnet sein. Im Bereich der Aufnahmeinrichtungen für Radlager
oder Radträger
können
Buchsen einlaminiert sein, um eine problemlose Verschraubung der
Radlager oder Radträger
vornehmen zu können.
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Zur
Bereitstellung eines möglichst
ansprechenden Dämpfungsverhaltens
ist der Kern aus einem Schichtholz ausgebildet, vorzugsweise einem vorgespannten
Hartholz-Schichtholz,
das zu einem entsprechenden Profil gefräst ist.
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Der
erfindungsgemäße Skiroller
mit einem Holm, wie er oben beschrieben wurde, sieht zudem zumindest
noch Laufrollen vor, die entweder unmittelbar oder über Radträger an dem
Holm befestigt sind. Zur Komplettierung des Skirollers wird eine
Bindung befestigt, insbesondere über
Bohrungen mit dem Holm verschraubt.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der beigefügten
Figuren näher erläutert. Es
zeigen:
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1 – eine perspektivische
Darstellung eines Skirollerholms;
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2 – eine Untenansicht
des Skirollerholms gemäß 1;
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3 – eine Schnittdarstellung
A-A gemäß 2,
sowie
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4 – eine Schnittdarstellung
B-B gemäß 2.
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In 1 ist
in einer perspektivischen Darstellung ein Skirollerholm 1 mit
Aufnahmeeinrichtungen 2 für Radlager oder Radträger dargestellt.
Die Aufnahmeeinrichtungen 2 sind als Bohrungen oder einlaminierte
Buchsen in den Holm 1 eingearbeitet. Der Holm 1 weist
einen Mittelbereich 3 auf, der einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt
hat, wie er in der 3 dargestellt ist. Die Endbereiche 4 des
Skirollerholms 1 weisen demgegenüber einen im Wesentlichen rechteckigen
Querschnitt auf, wie er in der 4 dargestellt
ist. Der im Wesentlichen rechteckige Querschnitt der Endbereiche 4 ist
aus Gründen der
erhöhten
Festigkeit, Lagerstabilität
und einer verbesserten Montierbarkeit der Radträger bzw. Radlager vorgesehen.
Der ansonsten integral aufgebaute Skirollerholm 1 weist,
wie in der 2 zu sehen ist, an der Unterseite
einen hervorstehenden Steg auf, der das T-förmige Profil ausgebildet und
zur Erhöhung
der Biegesteifigkeit dient.
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In
der 3 ist ein Querschnitt gemäß Linie A-A der 2 dargestellt.
Anhand des Querschnittes ist der Aufbau des Skirollerholms 1 mit
einem zentralen Kern 5 zu erkennen, der im Wesentlichen
die Form des Holmes 1 bestimmt. Der Kern 5 ist
durchgängig
ausgebildet, lediglich an den Stirnseiten ist er von abschließenden Glasfaser-
und/oder Karbonfaserlagen umgeben, um eine vollständige Umhüllung des
Kerns 5 bereitstellen zu können. Der Kern 5 besteht
bevorzugt aus einem Hart-Schichtholz,
da ein Schichtholzaufbau neben einer hohen mechanischen Festigkeit
optimale Feder- und Dämpfungseigenschaften
bereitstellt, die ein Nutzen des Skirollers angenehmer machen. Aufgrund
der Geometrie des Holmes 1, nämlich der T- förmigen
Ausgestaltung, ist es möglich,
enorme Spitzenkräfte
aufzunehmen, die bei einem Abdrücken
beim Laufen durch den Sportler entstehen.
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An
der Oberseite des Kernes 5 sind eine oder mehrere Glasfaserlagen 6 aufgebracht,
die aus einem Glasfasergewebeband bestehen. An der Unterseite des
Kernes 5, also an der Unterseite des Längsschenkels, können eine
oder mehrere Karbonfaserlagen 7 angeordnet sein, um die
Zugfestigkeit und damit die Federrate des Holmes 1 insgesamt
zu verbessern. Die Anzahl und Anordnung der zusätzlichen Karbonfaserlagen 7 richten
sich nach dem Leistungsstand und dem Gewicht des Sportlers und können individuell
angepasst werden, je mehr Karbonfaserlagen 7 unterhalb
des Längsschenkels
angeordnet sind, desto steifer oder härter ist der Skiroller. Die Ausrichtung
der Glasfaserlagen 6 zueinander, die Ausrichtung der Karbonfaserlagen 7 zueinander
sowie die Ausrichtung der Glasfaserlagen 6 zu den Karbonfaserlagen 7 ist
bevorzugt winkelig, bevorzugt in einem Winkel von 90° zueinander,
so dass neben einer hohen Festigkeit und Steifigkeit gegenüber Druck-
und Zugkräften
senkrecht zur Längserstreckung
des Holmes auch eine hohe Steifigkeit gegenüber einer Querverdrehung des
Holmes 1 bereitgestellt werden kann. Neben einer guten
Federung und Dämpfung
ist gleichzeitig eine hohe Steifigkeit bereitgestellt, durch die
es möglich
ist, die Eigenschaften eines Langlaufskis maximal nachzubilden.
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Die
Karbonfaserlagen 7 sind Abschlusslagen und umhüllen den
Kern 5 und die Glasfaserlagen 6. Als Abschluss
der Karbonfaserlagen 7 kann ein Karbonfaserschlauch über den
Holm 1 gezogen werden, der bevorzugt eine Faserorientierung
in einem Winkel 45° aufweist,
um eine erhöhte
Torsionssteifigkeit und eine ansprechende Optik bereitzustellen.
Ebenfalls ist es möglich,
dass ein umlaufender Karbonfasergurt auf dem Kern 5 angeordnet
ist, der Karbonfasergurt ist dabei oberhalb der Glasfaserlagen 7 auf der
Oberseite angeordnet und kann sich über die Unterseite erstrecken
und somit einen Abschluss der Konstruktion vor dem Aufbringen des
Karbonfaserschlauches bilden. Ein Flächenverbinder, der unterhalb
der Glasfasergewebebandlagen 6 angeordnet sein kann, kann
sowohl an der Oberseite des Querschenkels als auch seitlich an dem
Kern 5 angeordnet sein und sich zumindest teilweise über den Längsschenkel
des Kerns 5 erstrecken. Auch der Flächenverbinder besteht bevorzugt
aus einem Glasfasergewebeband.
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Die
Karbonfaserlagen 7 können
sowohl an der Unterseite des Quersteges des Kerns 5 als
auch an der Unterseite des Längssteges
sowie an den Seiten des Längsschenkels
des Kerns 5 angeordnet sein.
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In
der 4 ist eine Querschnittdarstellung der Endbereiche 4 des
Holmes 1 dargestellt, bei dem seitlich neben dem Längsschenkel
des Kerns 5 Ansatzstücke 8 in
Gestalt von Hartschaumkernen angeordnet sind. Durch die Ansatzstücke 8 wird
ein im Wesentlichen rechteckiger Querschnitt bereitgestellt, der
eine Aufnahme von Achsen oder Befestigungsbolzen für Radträger oder
Radlager erleichtert, da die Radlager oder Radachsen nicht nur an
dem schmalen Längssteg,
sondern üner
die gesamte Breite des Holmes 1 abgestützt werden. Zur Erhöhung der
Festigkeit in diesem hoch belasteten Bereich können zusätzliche Karbonfaserummantellungen
vorgesehen sein, die sich entweder außen um den Kern 5,
die Glasfaserlagen 6 und die Ansatzstücke 8 erstrecken oder
eine Ummantellung des Kerns 5 zusammen mit den Ansatzstücken 8 bereitstellen,
auf die dann die Glasfaserlagen 6 aufgebracht werden. Die
anschließende
Ummantellung durch weitere Karbonfaserlagen 7 erfolgt abschließend.
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Den
oben bezeichneten Figuren ist zu entnehmen, dass der Holm 1 in
seinem Zentrum aus einem in Vorspannung gebrachten, schichtholzverleimten,
gefrästen
Hartholzkern 5 mit einem T-Profil aufgebaut ist, der auf
der Oberseite mit mehreren Schichten aus einem Glasfasergewebeband 6 ausgestattet
ist. An den Seiten und an der Unterseite des Kerns sind Karbonfaserlagen 7 angeordnet,
die die erhöhte
Festigkeit bereitstellen. Die Ausrichtung der Fasern innerhalb der
Gewebe und/oder der Gewebelagen 6, 7 zueinander
ist um 90° bevorzugt
versetzt, so dass eine Verdrehung des Holmes 1 nahezu vollständig verhindert
werden kann und zudem eine hohe Druck- und Zugfestigkeit bereitgestellt
wird.
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Auf
dem an der Unterseite des Kerns 5, also an der Unterseite
des Längsschenkels
des T-förmigen
Profils, ist bevorzugt ein unidirektionales Karbonfasergewebeband
eingesetzt, wodurch extrem hohe Zugfestigkeiten erreicht werden.
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Zur
Aufnahme von Verschraubungsbolzen für Achsschenkel der an dem Holm 1 anzubringenden
Laufräder
sind in den Endbereichen 4 speziell hochfeste Zellen ausgebildet,
die aus einem Dreifachverbund aus Ansatzstücken 8 aus einem hochverdichteten
Polyurethanschaumstoff, dem Kern 5 im T-Profil und in Faserwickeltechnik
eingearbeitet Karbonfasergelege ausgebildet sind. Ein unidirektionaler Karbonfasergewebegurt
kann sich über
den gesamten Holm 1 in Längsrichtung erstrecken. Die
Komponenten des Holms 1 aus Kern 5, Glasfaserlagen 6, Karbonfaserlagen 7 sowie
Ansatzteilen 8, bevorzugt aus Hartschaum, werden bevorzugt
in einem niedrig viskosen Matrixsystem imprägniert, ausgehärtet und einer
Form entnommen, wodurch es gelingt, diese unterschiedlichen Materialien
zu einer Sandwichkonstruktion zu verbinden.