DE1428862A1

DE1428862A1 - Skis made from fiberglass

Info

Publication number: DE1428862A1
Application number: DE19631428862
Authority: DE
Inventors: Stoecker Dipl-Ing Horst
Original assignee: Boelkow GmbH
Current assignee: Boelkow GmbH
Priority date: 1963-06-26
Filing date: 1963-07-11
Publication date: 1968-12-12
Also published as: DE1882410U; CH413683A

Description

Aus Glasfaserkunststoff bestehender Ski Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus Glasfaserkunststoff bestehenden Skis., welcher einen in sich geschlossenen kastenförmigen Aufbau mit einem Kern aus spezifisch leichtem Werkstoff aufweist und welcher je eine obere und untere äußere Schicht aus in Skilängsrichtung verlaufenden kunstharzgetränkten Glasfaserrovings sowie eine obere und untere am Kern anliegende innere Schicht aus kunstharzgetränktem Glasfasergewebe besitzt, dessen Faserrichtung zur Skilängsrichtung diagonal verläuft. Die Beanspruchungen, denen ein Ski hauptsächlich unterworfen ist, sind Biegung, Querkraft und Torsion. Hiervon werden bei einem kastenförmigen Skiaufbau von den Deckschichten die aus der Biegebeanspruchung resultierenden Zug- und Druckspannungen aufgenommen, sowie ein Teil des durch Tarsionsbeanspruchung verursachten Schubflusses. Der Kern und insbesondere die Stege müssen die aus der Querkraft herrührenden Schubkräfte aufnehmen und ferner einen Teil des Schubflusses infolge Torsion.The invention relates to a method for producing a ski made of glass fiber plastic. Which has a closed box-shaped structure with a core made of specifically light material and which each have an upper and lower outer layer made of synthetic resin-impregnated glass fiber rovings running in the longitudinal direction of the ski, as well as a has upper and lower inner layer made of synthetic resin-soaked glass fiber fabric, which lies against the core and whose fiber direction runs diagonally to the longitudinal direction of the ski. The main stresses a ski is subjected to are bending, lateral force and torsion. In the case of a box-shaped ski structure, the top layers absorb the tensile and compressive stresses resulting from the bending stress, as well as part of the shear flow caused by the tarsal stress. The core and in particular the webs must absorb the shear forces resulting from the transverse force and also part of the shear flow due to torsion.

Es sind bereits Mehrschichtenski mit Schichten aus Metall und Kunststoff bekannt, bei denen der Skikörper im wesentlichen aus Glasfaserlaminat besteht, welches gegebenenfalls eine Kernschicht aus leichtem Werkstoff, z. B. Balsaholz oder Schaumstoff, umschlie Zur Hürabsetzung von Schubspannungen im- Falle einer Biegebeanspruchung des Skis sind im Innern des Glasfaserlaminats Metallgewebeschichten angeordnet. Bei einem derärtigen Aufbau besitzt der Ski jedoch den Nachteil, daß die Metallgewebestreifen keinen in sich geschlossenen Torsionskasten bilden und daher im wesentlichen nur zur Aufnahme von Zug- und Druckspannungen dienen können. Die Torsionssteifigkeit des Skis ist dagegen gering.There are already multi-layer skis with layers of metal and plastic known in which the ski body consists essentially of glass fiber laminate, which optionally has a core layer made of lightweight material, eg. B. balsa wood or foam, enclosing In order to reduce shear stresses in the event of a bending load on the ski, metal mesh layers are arranged inside the glass fiber laminate. With such a structure, however, the ski has the disadvantage that the metal fabric strips do not form a self-contained torsion box and can therefore essentially only serve to absorb tensile and compressive stresses. The torsional stiffness of the ski, on the other hand, is low.

Es ist ferner bereits ein aus Glasfaserkunststoff bestehender Ski bekannt, dessen Außenaufbau ausschließlich aus in Längsrichtung parallel zueinander angeordneten Glasfasern gebildet ist. Zur Aufnahme örtlicher Druckkräfte besitzt der Ski bei einem hohlen Kern Versteifungsrippen bzw. einen Ober- und Untergurt miteinander verbindenden Stützsteg. Aufgrund seines äußeren Aufbaues weist der vorgenannte Ski jedoch ein ungünstiges Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit auf, wodurch bei Einhaltung einer gewünschten Torsionssteifigkeit zwangsläufig die Biegesteifigkeit zu hoch wird.Furthermore, a ski made of fiberglass is already known, the outer structure of which is formed exclusively from glass fibers arranged parallel to one another in the longitudinal direction. In order to absorb local pressure forces, the ski has stiffening ribs or a support web connecting the upper and lower chords with a hollow core. Due to its external structure, however, the aforementioned ski has an unfavorable ratio of weight to strength, so that if a desired torsional stiffness is maintained, the bending stiffness inevitably becomes too high.

Es ist weiterhin bereits bei der Skiherstellung bekannt, einen kastenförmigen Aufbau aus kunstharzgetränkten Glasfasern vorzusehen und hierbei Glasfaserschichten in Richtung der Längsachse des Skis und andere Glasfaserschichten in Winkellagen von etwa 45 0 zur Längsachse auf einen Kern aufzubringen. Bei den. Glasfaserschichten, die auf der Ober- und Unterseite des Kerns angeordnet sind, handelt es sich um Gewebeschichten, die im wesentlichen Längsfasern aufweisen. Um diese Schichten und um den Kern werden sodann harzgeträxikte Gewebeschichten mit diagonal verlaufenden Fasern derart herumgelegt, daß sich die Enden der einzelnen Schichten im Bereich der unteren Führungsnut der Lauffläche überlappen. Ein in vorgenannter Weise aufgebauter Ski besitzt indessen den Nachteil, daß die örtliche Druckfestigkeit nur relativ gering ist, da keinerlei in SkIlängsrichtung verlaufenden Stützstege vorgesehen sind. Es ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlskis bekannt, bei welchem ein Gemisch von Kunststoff und Glasfasern in einer Preßform um eine elastische unter Druck setzbare Luftkammer so angeordnet wird, daß mindestens ein Teil der Glasfasern, in -Längsrichtung des Skis verläuft. Diesen Fasern wird vor dem Erhärten des Harzes durch die elastische Luftkammer eine Vorspannung erteilt. Da dieser Ski keinen Torsionsverband 0, mit unter 45 zur Längsrichtung verlaufenden Gewebefasern aufweist, sind auch der Schubfluß und die Torsionssteifigkeit nur gering. Abgesehen davon weist auch der Ski nach dem vorerwähnten Herstellungsverfahren keine Stätzstege auf.It is also already known in ski production to provide a box-shaped structure made of synthetic resin-soaked glass fibers and to apply glass fiber layers in the direction of the longitudinal axis of the ski and other glass fiber layers in angular positions of about 45 ° to the longitudinal axis on a core. Both. Glass fiber layers, which are arranged on the top and bottom of the core, are fabric layers that have essentially longitudinal fibers. Resin-impregnated fabric layers with diagonally running fibers are then placed around these layers and around the core in such a way that the ends of the individual layers overlap in the area of the lower guide groove of the running surface. A ski constructed in the aforementioned manner, however, has the disadvantage that the local compressive strength is only relatively low, since no support webs are provided which run in the longitudinal direction of the ski. It further provides a process for producing a Hohlskis known in which a mixture of plastic and glass fibers in a mold for an elastic pressurizable air chamber is arranged so that at least a portion of the glass fibers extending in the longitudinal directions of the ski. Before the resin hardens, these fibers are pre-tensioned by the elastic air chamber. Since this ski does not have a torsion bond 0, with fabric fibers running at 45 ° to the longitudinal direction, the thrust flow and the torsional stiffness are also only low. Apart from that, the ski according to the aforementioned manufacturing process does not have any stiffening webs either.

Es hat sich gezeigt, daß bei den bekannten Skiern ein ungünstiges Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit besteht. Aufgrund dieses ungünstigen Verhältnisses ergPot sich ferner, daß entweder sowoh.1 die Biege- als auch die Torsionssteifigkeit gering sind, oder umgekehrt bei Einhaltung einer großen Torsionssteifigkeit gleichzeitig die Biegesteifigkeit einen unerwünscht hohen Wert annimmt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines aus Glasfaserkunststoff bestehenden Ski zu schaffen, bei dessen Anwendung die Nachteile der bekannten S]kier vermieden werden. Insbesondere sollen bei einem nach der Erfindung aufgebauten Ski außer einer guten Widerstandsfähigkeit gegen Temperatur und Feuchtigkeit und einem günstigen Schwingungsverhalten die Biege- und Torsionssteifigkeit je nach den Erfordernissen, für die der Ski ausgelegt wird, unabhängig voneinander beeinflußbar sein, ohne daß hierdurch das günstige Verhältnis zwischen Gewicht und Festigkeit beeinträchtigt wircL Außerdem son der Ski in technisch einfacher, kostensparender Weise herstellbar sein.It has been shown that the known skis have an unfavorable ratio of weight to strength. As a result of this unfavorable relationship, the result is that either the flexural and torsional stiffness are low, or, conversely, when high torsional stiffness is maintained, the flexural stiffness simultaneously assumes an undesirably high value. The object of the invention is to create a method for producing a ski made of fiberglass, which avoids the disadvantages of the known ski skis. In particular, in a ski constructed according to the invention, apart from good resistance to temperature and moisture and favorable vibration behavior, the flexural and torsional stiffness depending on the requirements for which the ski is designed can be influenced independently of one another, without thereby affecting the favorable relationship between Weight and strength are also impaired because skis can be manufactured in a technically simple, cost-saving manner.

Eine Lösung dieser. Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß aus einer der Gewebeschichten sowohl die seitlichen Abschlußflächen des Skis als auch, in Längsrichtung desselben verlaufende, im wesentlichen'senkrecht liegende Stützstege dadurch gebildet werden, daß die im Zuschnitt über die SI#ibreite- überstehenden und sich über die ganze Skilänge erstreckenden Gewebeteile dieser Schicht um je einen den Seitenabschluß' des Skis bildenden Kern mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt U-förmig herumgelegt und die zur Skimitte verlaufenden freien Gewebeenden nach Eindrücken eines Kernmitteltelles mit der Innenseite der Deckschicht verklebt werden. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß bei einem Ski aus Glasfaserkunststoff die untere und obere Deckschicht verhältnismäßig dünn werden kann. Bei Einleitung einer örtlichen Einzellast, z.B. im Befestigungsbereich der Bindung, verhält sich die dünne Deckschicht jedoch wie eine Membran und bedarf deshalb'einer -,Zwischenstätzung,- welche gegen Zug und Druck wirksam ist. In Erkenntnis der- Tatsache, daß die üblichen. leichten. Füllstoffe, wie Balsaholz, Hartschaum, Styropor oder dergleichen nicht in der Lage sind, größere Zug- und Druckkräfte aufzunehmen, sind gemäß der Erfindung als Stützelemente Längsstege -vorgesehen, die unmittelbar aus einer: der -Gewebeschichten gebildet werden. Erst- die -Anord# nung derartiger Stege ermöglicht -eine auf Torsion-, Biegung und örtliche Einzellasten variabel abstimmbare Dimensionierung des Skis. Nach einem -weiteren Merkmal- der Erfindung ist vorgesehen, daß im Befestigungsbereich der auf der Oberseite des Skis anggebrachten Bindungsteile zwischen der oberen äußeren Deckschicht und einem mittleren Kern eine zusätzliche Verstärkung aus Glasfasergewebe eingeklebt wird. Hierdurch wird den einzelnen Bindungselementen bei relativ schwachen Deckschichten und Stegen ein ausreichender- Hält - gesibhert.A solution to this. The object is achieved according to the invention in that both the lateral end surfaces of the ski and, in the longitudinal direction of the same, essentially perpendicular support webs are formed from one of the fabric layers in that the cut-out protruding beyond the SI # ibreite- and over the whole length of the ski extending fabric parts of this layer to a respective 'shaped U-wrapped of the ski forming core having a substantially rectangular cross-section of the side closure and extending to the middle of the ski free fabric ends by pressing a core means Telles be glued to the inside of the cover layer. It has been shown in practice that in the case of a ski made of fiberglass, the lower and upper cover layers can be relatively thin. However, when a local individual load is introduced, for example in the fastening area of the binding, the thin cover layer behaves like a membrane and therefore requires an -, intermediate etching - which is effective against tension and pressure. Recognizing the- fact that the usual. light. Fillers such as balsa wood, rigid foam, styrofoam or the like are not able to absorb greater tensile and compressive forces, are provided according to the invention as supporting elements longitudinal webs, which are formed directly from one of the fabric layers. First, the arrangement of such webs enables a dimensioning of the ski that can be variably adjusted to torsion, bending and local individual loads. According to another feature of the invention it is provided that an additional reinforcement made of glass fiber fabric is glued in the fastening area of the binding parts attached to the top of the ski between the upper outer cover layer and a central core. This produces a ausreichender- Keeps the individual binding elements at relatively weak layers and webs - gesibhert.

In weiterer Ausgestaltung -des erfindungsggmäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß im Bereich der an den Seiten 4es Skis- angebrachten Bindungsteile zwischen den seitlichen Stegen und den an diesen anliegenden Kernen zusätzliche Verstärkungen von in Längsrichtung des Skis verlaufenden Glasfaserrovings eingeklebt werden. Von einer Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebauten Skis ist in der Zeichnung in perspektivischer Ansicht und teilweise im Schnitt das Mittelteil dargestellt. Gemäß der Erfindung bestehen die obere Deckschicht 1 und die untere Deckschicht 2 aus in Skilängsrichtung verlaufenden kunstharzgetränkten Glasfaserrovings. Auf die untere Deckschicht ist eine zweite, innen liegende Deckschicht 3 aus Glasfasergewebe aufgeklebt. Auf der Laufseite des Skis sind ferner ein Laufbelag 4 aufgebracht, welcher eine Führungsrille 4a aufweist, sowie seitliche Führungskanten 5 angeordnet und in an sich bekannter Weise mit der Deckschicht 2 durch Klebung oder mittels Schrauben verbunden. Zur Aufnahme der Stahlka en besitzt gemäß der Erfindung die untere äußere Deckschicht seitliche in Skilängsrichtung verlaufende Ausnehmungen 2a.In a further embodiment - the erfindungsggmäßen method is provided that attached binding parts between the lateral webs and the additional cores adjacent to these gains are glued by extending in the longitudinal direction of the ski in the area of glass fiber rovings 4es on the sides Skis-. The central part of an embodiment of a ski constructed according to the method according to the invention is shown in the drawing in a perspective view and partially in section. According to the invention, the upper cover layer 1 and the lower cover layer 2 consist of synthetic resin-impregnated glass fiber rovings running in the longitudinal direction of the ski. A second, inner cover layer 3 made of glass fiber fabric is glued onto the lower cover layer. On the running side of the ski, a tread 4 is also applied, which has a guide groove 4a, and lateral guide edges 5 are arranged and connected in a manner known per se to the cover layer 2 by gluing or by means of screws. According to the invention, the lower outer cover layer has lateral recesses 2a running in the longitudinal direction of the ski to accommodate the Stahlka en.

Auf die Innenseite der oberen Deckschicht 1 ist ebenfalls eine Deckschicht 6 aus Glasfasergewebe aufgeklebt, deren Faserrich-0 tung, wie -im Falle der Deckschicht 3 unter einem Winkel von 45 zur Längkii'chtu n*g', #verläuft. Der in der Figur gezeigte Ski besitzt- Längsstege 6a, 6b, 6e, 6d, ,die nach einem weiteren Merkmal der Erfindung unmittelbar aus der Deckschicht 6 gebildet sind. Zu diesem Zweck ist der Zuschnitt des Gewebes 6 in seiner Breite so bemessen, daß die links und rechts über die äußeren Deckschichten hinausragenden Gewebeteile um je einen Kern 7 und 8 mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt derart U-förmig herumgelegt werden können, daß die freien Gewebeenden wieder an der Innenseite der inneren Deckschicht 6 zur Anlage -kommen und mit dieser nach Einlage eines mittleren Kernstückes 9 und Schließen der Form verklebt werden können.A cover layer is also adhesively bonded glass cloth 6 on the inside of the upper cover layer 1, the fiber-rich 0 tung, as - in the case of the covering layer 3 at an angle of 45 to Längkii'chtu n * g ', # runs. The ski shown in the figure has longitudinal webs 6a, 6b, 6e, 6d, which are formed directly from the cover layer 6 according to a further feature of the invention. For this purpose, the cutting of the fabric is dimensioned 6 in its width so that the left and right projecting beyond the outer cover layers fabric pieces to a respective core 7 and 8 having an essentially rectangular cross-sectional U-shape can be wrapped in such a way that the free fabric ends come to rest again on the inside of the inner cover layer 6 and can be glued to this after inserting a central core piece 9 and closing the mold.

Auf diese Weise ist eine Verbindung zwischen den Kernen, Stegen und den Deckschichten hergestellt., die eine einwandfreie Übertragung des Schubflusses gewährleistet.In this way there is a connection between the cores, webs and the outer layers produced., which ensure a proper transmission of the thrust flow guaranteed.

Für die zwischen den Stegen liegenden Kerne 7, 8, 9 ist im Ausführungsbeispiel Hartschaum vorgesehen. Die Erfindung ist -jedoch auf die Verwendung eines derartigen Kernmaterials nicht beschränkt, sondern die sich aus der Erfindung ergebenden Vorteile lassen sich ebenso mit einem anderen, spezifisch leichten Kernmaterial, z.B. Balsaholz, Kork, o.dgl, erzielen, Entscheidend für die gute Schubflußübertragung ist injedem Fall eine einwandfreie Verklebung der einzelnen Teile untereinander.' Um dies sicherzustellen, sind die Kerne 7, 8, 9 in der Breite und Höhe mit einem Übermaß vorgefertigt, so daß bei einem Schließen der Form infolge der sich aus dem übermaß ergebenden Spannungen eine gute Verbindung zwischen den Stegen, den Kernen und den Deckschichten erreicht wird. For the cores 7, 8, 9 located between the webs, hard foam is provided in the exemplary embodiment. The invention is, however, not limited to the use of such a core material, but the advantages resulting from the invention can also be achieved with another, specifically light core material, for example balsa wood, cork, or the like, which is decisive for good shear flow transmission In any case, a perfect gluing of the individual parts to one another. ' To ensure this, the cores 7, 8, 9 are prefabricated in width and height with an oversize, so that when the mold is closed due to the stresses resulting from the oversize, a good connection is achieved between the webs, the cores and the cover layers will.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß im Befestigungsbereich der Bindung zusätzliche Verstärkungselemente angeordnet sind, die den einzelnen Bindungselementen bei relativ schwachen Deckschichten und Stegen einen ausreichenden Halt sichern.It is also provided that in the fastening area of the binding additional reinforcing elements are arranged, which the individual binding elements ensure adequate hold in the case of relatively weak outer layers and bars.

Zu diesem Zweck ist im Ausführungsbeispiel z wischen dem Kern 8 und der Innenseite der inneren Deckschicht 6 bzw. deren freien Gewebeenden eine Verstärkung 10 aus Glasfasergewebe eingeklebt. Je nach der Befestigungsmöglichkeit, welche die in Betracht gezogene Bindung bietet, kann die zusätzliche Verstärkung aus einer oder mehreren Gewebelagen bestehen. Außerdem können bei Backenbindungen auch im Befestigungsbereich der Backen zusätzliche Verstärkungselemente zwischen den seitlichen Kernen 7 und 8 und der Deckschicht 6 eingelegt werden.For this purpose, in the exemplary embodiment, a reinforcement 10 made of glass fiber fabric is glued in between the core 8 and the inside of the inner cover layer 6 or the free fabric ends thereof. Depending on the fastening option offered by the bond under consideration, the additional reinforcement can consist of one or more layers of fabric. In addition, in the case of jaw bindings, additional reinforcing elements can be inserted between the lateral cores 7 and 8 and the cover layer 6 in the fastening area of the jaws.

Im Bereich der an den Seiten des Skis angebrachten Bindungsteile, wie z.B. Tiefzughaken oder dgl. sind zwischen den Seitenflächen der Kerne 7 und 8 und den Stegen 6a und 6d ebenfalls Verstärkungen 11, 12 von in Längsrichtung des- Skis verlaufenden Glasfaserrovings eingeklebt, deren Stärke und Breite den jeweiligen Befestigungserfordernissen angepasst sein kann.In the area of attached to the sides of the ski binding parts, such as offset tensioning hooks or the like are. Between the side surfaces of the cores 7 and 8, and the lands 6a and 6d also reinforcements 11, 12 bonded by extending in the longitudinal direction DES ski glass fiber rovings, the strength and Width can be adapted to the respective fastening requirements.

Um bei festem Kernmaterial z.B. Balsaholz ein Auswölben der seitlichen Stege 6a und Gd und oberen Decksicht beim Einlegen der Glasfaserrovings bzw. der Gewebeverstärkungen zu verhindern und die durchgehend glatte Oberfläche des S.Ids zu erhalten, können die Kerne im Bindungsbereich zur Aufnahme der Verstärkungen Ausnehmungen besitzen, wie dies in der Figur bei den dort verwendeten seitlichen Hartschaumkernen beispielsweise dargestellt ist.In the case of solid core material, e.g. balsa wood, the lateral Bars 6a and Gd and upper cover layer when inserting the glass fiber rovings or the To prevent fabric reinforcements and the continuously smooth surface of the S.Ids the cores in the binding area to accommodate the reinforcements Have recesses, as shown in the figure with the lateral ones used there Hard foam cores is shown for example.

Der vorstehend beschriebene Skiaufbau bietet je nach Stärke der äußeren Deckschichten 1 und 2 und der Stege 6a bis 6d, die Möglichkeit, die Biege- und Torsionssteifigkeit- des Skis unter Beibehaltung eines günstigen Verhältnisses von Gewicht zu Festigkeit unabhängig voneinander zu ändern. Depending on the thickness of the outer cover layers 1 and 2 and the webs 6a to 6d, the above-described ski structure offers the possibility of changing the flexural and torsional stiffness of the ski independently of one another while maintaining a favorable ratio of weight to strength.

Claims

A method for producing a ski made of glass fiber plastic, which has a closed box-shaped structure with a core made of specifically light material and which each have an upper and lower outer layer made of synthetic resin-impregnated glass fiber rovings running in the longitudinal direction of the ski and an upper and lower inner layer adjacent to the core made of synthetic resin-soaked glass fiber fabric, the fiber direction of which runs diagonally to the longitudinal direction of the ski, characterized in that one of the fabric layers (6) consists of both the side and end surfaces (6a, 6d) of the ski as well as essentially perpendicular support webs ( 6b, 6e) are formed in that the fabric parts of this layer (6) protruding beyond the width of the ski in the cut and extending over the entire length of the ski around a core (7, 8) each having a substantially rectangular cross-section U, which forms the side termination of the ski. shaped and the free ends of the fabric running towards the center of the ski are glued to the inside of the cover layer (6) after a core center part has been pressed in.

2. The method according to claim 1, characterized in that an additional reinforcement (10) made of glass fiber fabric is glued in in the fastening area of the binding parts attached to the top of the "ski" between the upper outer cover layer (1) and a central core (9). Method according to claim 1 or 2, characterized in that in the area of the binding parts attached to the sides of the ski between the lateral webs (6a or 6d) and the cores (7 or 8) resting on them, additional reinforcements (11 or contemplated pamphlets, .. Austrian. patent are glued 12) from extending in the longitudinal direction of the ski glass fiber rovings. It 223,088 11 11,217,924 double. 11 1 163 480 11 91 985 174