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Schibauteil Die Erfindung bezieht sich auf einen Schibauteil, insbesondere
Schikern, welcher mindestens (teilweise) aus einem oder mehreren Schaumstoffkörpern
besteht Es sind im Schibau bereits verschiedene Vorschläge für die Verwendung von
Schaumstoffen, insbesondere als Kernwerkstoffe, bekannt geworden. Praktisch zum
Einsatz gelangt sind aber Schaumstoffe bisher nur bei solchen Schikonstruktionen,
bei denen die Schaumstoffe weder während der Fertigung des Schis noch unter den
gebrauchagemABen Belastungen des Schis nennenswerte mechanische Beanspruchungen
aufzunehmen haben und wo es nicht unbedingt auf eine gute Klebeverbindung zwiechten
dem Shaumstoffko'rper und anderen Schibautellen ankQmmt, Dies trifft einigermaßen
beim Ausachäumen von im Inneren eines tragenden Schikörpere frei gelassenen Hohlräumen
zu,
oder bei Schaumstoffkörpern,tdie mit einem kunstharzgetränkten Glasfaserverband
umwickelt sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schibauteil, insbesondere Schikern,
zu schaffen, welcher mindestens(teilweiso )aus einem oder mehreren Schaumstoffkörpern
besteht, wobei die Schaumstoffkörper in der Lage sind, die bei der Schifertigung
auftretenden Preßdrücke aufzunehmen, ferner den Beanspruchungen bei der gebrauchsgemäßen
Belastung des Schis besser standzuhalten und eine gute Verklebung mit angrenzenden
Schibauteilen zu garantieren, Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der
oder die Schaumstoffkörper mindestens stellenweise eine verdichtete Außenhaut (Randzone)
aufweisen. Die verdichtete Außenhaut bildet einen integrierten Bestandteil des Schaumstoffkörpers.
Dies bedeutet, daß der Schaumstoffkörper an seiner Oberfläche nicht mit einem gesonderten
Belag versehen wird - obgleich dies zusatzlich möglich wäre - sondern die Randzone
gegenüber den inneren Bereichen lediglich strukturelle Unterschiede aufweist. Die
Zellstruktur ist in den Randzonen wesentlich dichter bzw. kann in eine zellenfreie,
also kompakte Struktur übergehen. Die Außenhaut (Randzone) und die inneren Bereiche
mit Schaumstruktur sind daher nicht acharf voneinander getrennt, sondern gehen kontinuierlich
ineinander über.
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Die mechanischen Eigenschaften des Schaumstoffkörpers hängen von
der chemischen Zusammensetzung der Reaktionsmischung, vom Verdichtungsgrad, den
die Reaktionsmischung in der Form erhält, und von der Stärke (Dicke) der verdichteten
Außenhaut ab, welche je nach den gestellten Anforderungen variiert werden kann.
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Die verdichtete Außenhaut des Schaumstoffkörpers weist eine gegenüber
dem zelligen Bereich eines Schaumstoffes wesentlich höhere Druckfestigkeit auf,
so daß ein Schaumstoffkörper mit verdichteter Außenhaut an den Seitenwänden infolge
der massiven Seitenwandbereiche eine höhere Druckfestigkeit normal zur oberen unteren
Oberfläche aufweist als vergleichsweise ein Schaumstoffkörper ohne verdichtete Außenhaut.
Versuche haben ergeben, daß ein aus einem oder mehreren solcher Schaumstoffkörper
gebildeter Schikern ohne weiteres den Preßdrücken standhält, die beim Verkleben
mit tragenden Deckblättern, beispielsweise aus Metall oder glasfaserverstärktem
Kunststoff und/oder mit Oberflächen- und Laufflächenbelägen angewendet werden müssen.
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Außer der Druckfestigkeit ist auch die Zugfestigkeit und die dynamische
Festigkeit im Bereich der verdichteten Außenhaut höher als in den zelligen Bereichen
des Schaumstoffkörpers. Aus diesem Grunde ist ein Schikern, welcher aus einem oder
mehreren Schaumstoffkörpern mit verdichteter Außenhaut besteht - wobei es nun vor
allem auf eine verdichtete
Außenhaut der unteren und oberen Oberfläche
ankommt -bei der gebrauchsgemäßen Belastung des Schis weniger bruchgefährdet.
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Schließlich wirkt sich die verdichtete Außenhaut des Schaumstoffkörpers
auch auf die Verklebung mit anderen Bauteilen des Schis, z.B. den tragenden Deckblättern
oder den Seitenwangen vorteilhaft aus. Wäre die Außenhaut namlich nicht verdichtet,
dann stünden als Klebeflächen nur die Schaumstoffzellwände zur Verfügung. Durch
die verdichtete Außenhaut entsteht hingegen eine homogene Klebefläche, welche die
Ausbildung eines gleichmäßigen Klebfilmes und damit eine über die ganze Klebefläche
gleichmäßige Haftung garantiert.
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Der aus einem oder mehreren Schaumstoffkörpern mit verdichteter Außenhaut
und gegebenenfalls weiteren Bauteilen gebildete Schibauteil kann vom Schihersteller
selbst hergestellt werden. Er eignet sich aber in besonderer Weise als Erzeugnis
der Zulieferindustrie für die Schifabriken, also als vorgefertigter Schibauteil,
z.B. vorgefertigter Schikern, weil er insbesondere wegen der verdichteten Außenhaut
widerstandsfähig genug ist, um den beim Transport und bei der Lagerung auftretenden
Beanspruchungen standzuhalten.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen durch Aueführungsbeispiele
näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Fig. 1 zeigt einen Schikern in Draufsicht, Fig. 2 ist eine Seitenansicht
des Schikernes und Fig. 3 ein vergrößerter Querschnitt gemäß III-III der Fig. 1.
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Fig. 4 zeigt einen anderen Schikern in Draufsicht.
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Fig. 5 ist ein Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles eines
Schikernes und Fig. 6 zeigt ebenfalls im Querschnitt ein anderes Ausführungsbeispiel
eines Schikernes.
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Fig. 7 zeigt eine Draufsicht, Pig. 8 eine Seitenansicht und Fig.
9 einen vergrößerten Querschnitt gemäß IX-IX der Fig. 7 eines Schibauteiles, bestehend
aus Schikern und tragenden Deckblättern.
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Fig. 10 zeigt eine Draufsicht und Fig. ii eine Seitenansicht eines
aus zwei Schaumstoffkörpern bestehenden Schikernes.
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Fig. 12 ist ein vergrößerter Querschnitt gemäß III-III der Fig. 1.
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Fig. 13 zeigt eine Querschnittsvariante des Schikernes gemäß Fig.
10 und 11.
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Fig. 14 zeigt in Draufsicht und Fig. 15 in Seitenansicht ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines Schikernes, welcher aus mehreren Schaumstoffkörpern besteht.
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Fig. 16 ist ein vergrößerter Teil eines Längeschnittes genäß Vil-Vil
der Fig. 14.
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Fig. 17 zeigt in Draufsicht wieder ein Ausführungsbei-.spiel eines
einstückigen Schikernes.
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Fig. 18 ist eine Seitenansicht dieses Schikernes irnd Fig. 19 ein
vergrößerter Querschnitt gemäß XIX-XIX der Fig. 17.
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Fig. 20 ist eine Variante des Querschnittes gemäß Fig.
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19.
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Fig. 21 zeigt das eine Längsende des Schikernes nach Fig. 17 mit
stirnseitigem Einschnitt und Fig. 22 in einem weiteren Bearbeitungsstadium.
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Fig. 23 zeigt in Seitenansicht drei Schaumstoffkörper zu Bildung
eines Schikernes und Fig. 24 zeigt die drei Schaumstoffkörper im vereinigten Zustand.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 ist der erfindungsgemäße
Schibauteil ein selbsttragender Schikern 1 aus Schaumstoff, beispielsweise Polyurethanschaumstoff.
Der Schikern 1 wird durch einen aus einem Stück bestehenden, länglichen Schaumstoffkörper
gebildet, dessen Höhe von einem mittleren Bereich zu den Längsenden hin, vorzugsweise
stetig, abnimmt. Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß der Schaumstoffkörper des Schikernes
1 einen inneren Bereich 2 mit ausgeprägter Zellstruktur und eine verdichtete Außenhaut
(Randzone) 3 aufweist. Der Schikern 1 ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, ein seitlich
nicht fassonierter vorgefertigter Schibauteil und wird erst im Zuge der weiteren
Verarbeit F der
Seitenfawsson 4 des Schis entsprechend bearbeitet,
und zwar vorzugsweise nach dem Verkleben und- Verpressen mit den weiteren Schichten
des Schis, z.B. den tragenden oberen und unteren Deckblättern und den Belägen an
der Oberfläche und Lauffläche, damit während des Preßvorganges noch die verdichtete
Außenhaut an den Seitenwänden des Schikernes 1 vor handen ist.
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Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den aus Schaumstoff bestehenden
Schikern 1 gleich schon mit einer der Seitenfasson des Schis entsprechenden Umrißform
5 herzustellen (Fig. 4), wobei zudem bei diesem Ausführungsbeispiel der Schikern
1 - ws gewöhnlich nicht der Fall ist (siehe z.B.
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Fig. 1) - sich bis in den Schaufelbereich und bis ganz zum Hinterende
des Schis erstreckt.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 handelt es sich wiederum um
einen Schikern aus Schaumstoff, in welchem jedoch senkrecht stehende Verstärkungsrippen
6, z.B. aus Metall oder glasfaserverstärktem Kunststoff, eingebettet sind.
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Wiederum weisen die inneren Bereiche 2 des Schaumstoffkörpers eine
ausgeprägte Zellstruktur auf, während die Oberfläche aus einer verdichteten Außenhaut
3 besteht.
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Wie die Verstärkungsrippen 6 kann man auch andere Konstruktionsteile,
z.B. solche zum Befestigen der Bindung, in den Schaumstoffkörper einarbeiten.
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Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann die Ober- und Unterseite eines aus
Schaumstoff bestelienden Schikernes auch Aussparungen 7 aufweisen, welche z.B. zur
Aufnahme von verrippten tragenden Deckblättern 8 (in Fig. 6 strichliert angedeutet)
dienen.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 bis 9 besteht der erfindungsgemäße
vorgefertigte Schibauteil nicht bloß aus einem Schaumstoff-Schikern 1, vielmehr
sind an diesen tragende Deckblatter 9, z.B aus Metall oder glasfaserverstärktem
Kunststoff, angeformt. Auch in diesem Fall weist aber der Schaumstoffkörper des
Schikernes 1 innere zellige Bereiche 2 und eine verdichtete Außenhaut auf, wobei
in der oberen und unteren verdichteten Außenhaut ein Fasermaterial (z.B. ein Glasvlies
oder eine Glasmatte) eingelegt ist und auf diese Weise eine verstärkte obere und
untere Außenhaut 3' bildet. Das Fasermaterial dient auch zur Haftvermittlung zwischen
dem Schaumstoffkörper und den Deckblättern 9. Die ursprünglich auch vorhanden gewesene
verdichtete Außenhaut an den Seitenwänden des Schaumstoffkörpers wurde nach dem
Verpressen des Schaumstoffkörpers mit den Deckblättern 9 abgefräst. Die gefrästen
Seitenwände 3' sind aber noch hinreichend dicht und fest, so daß sich gesonderte
Seitenwangenteile erübrigen.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 bis 12 ist der erfindungsgemäße
Schibauteil ein Schikern, der aus zwei in
Richtung der Schibreite
nebeneinanderliegenden Teilstücken 10 besteht. Diese Teilstücke 10 sind Schaumstoffkörper,
z.B. aus Polyurethanschaum, mit einem inneren Bereich 11 von ausgeprägter Zellstruktur.
Die in Schilängsrichtung verlaufenden senkrechten Begrenzungswände 12 weisen eine
verdichtete Außenhaut bzw. Randzone auf, bestehen also aus druckfestem, verdichteten
Schaumstoff. Der Schikern weist infolge seines Aufbaues aus zwei Teilstücken 10
vier als druckfeste Längsstege wirkende verdichtete Begrenzungswände 12 auf.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weisen auch die Begrenzungswände
13 der Oberseite und Unterseite der Teilstücke 10 des Schikernes eine verdichtete
Außenhaut bzw. Randzone auf. Der erfindungsgemäße Effekt kann aber auch erzielt
werden, wenn die oberen und unteren Begrenzungswände keine verdichtete Außenhaut
besitzen.
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Zur Anpassung des Schikernes an die taillierte Seitenfasson des Schis
dienen die Spreizstege 14. An sich könnten zu diesem Zweck die Teilstücke 10 vorne
und hinten breiter als in der Mitte ausgebildet sein. Dann erübrigt sich das Auseinanderspreizen
der beiden Teilstücke 10.
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Eine weitere Erhöhung der Druckfestigkeit der senkrechten Begrenzungswände
12 der Teilstücke 10 des Schaumstoffkörpers kann - wie aus Fig. 13 ersichtlich -
durch Einlegen von Glasfasern in den Bereich der verdichteten Außenhaut bzw.
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Randzone erreicht werden. Die Glasfasern können als-Matte, Gewebe,
Rovings etc. im verdichteten Material des Schaumsteffes eingearbeitet sein, wobei
das verdichtete Material des Schaumstoffes als Bindemittel für die Glasfasern dient.
Die Glasfasern können auch die Begrenzungswände 13 der Oberseite und Unterseite
der Teilstücke des Schikernes verstärken. Das Einlegen von Glasfasern in die verdichtete
Randzone des Schaumstoffkörpers, insbesondere in den Randzonen der Ober-und Unterseite
des Schaumstoffkörpers, bringt auch eine Versteifung des Schikernes mit sich, was
auch bei einem Schikern von Bedeutung ist, der nicht aus Teilstücken zusammengesetzt
ist.
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Im Gegensatz zu Fig. 10 bis 13 besteht beim Ausführungs beispiel
nach Fig. 14 bis 16 ein Schikern aus in Richtung der Schilängserstreckung nebeneinanderliegenden
Teilstücken 15 aus Schaumstoff mit verdichteter Außenhaut. In diesem Falle sind
bei neun Teilstücken 15 achtzehn quer zur Schilängsrichtung verlaufende senkrechte
Begrenzungswände 16 aus verdichtetem Schaumstoff vorhanden, welche eine gleiche
Anzahl von druckfesten Stegen bilden.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 bis 22 betrifft - wie z.B. auch
schon die Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 bis 6 - einen einstückigen Schikern 1.
Dieser besteht aus einem Schaumstoffkörper mit Ausnehmungen 17, die den Schaumstoffkörper
der Höhe nach durchsetzen - oder, wie aus zeigt 20
ersichtlich,
sich wenigstens über einen Großteil seiner Höhe erstrecken. Die Ausnehmungen 17
werden jedoch nicht etwa nachträglich gebohrt, sondern bereits bei der Herstellung
des Schaumstoffkörpers frei gelassen, und zwar durch Binsetzen von Zylindern od.
dgl. in die Herstellungsform des Schaumstoffkörpers. Dadurch erhalten nicht nur
die weitlichen Begrenzungswände sowie die obere und untere Oberfläche des Schaumstoffkörpers,
sondern auch die Begrenzungswände 18 der Ausnehmungen 17 eine verdichtete Außenhaut,
wodurch die Druckfestigkeit des Schaumstoffkörpers normal zur oberen und unteren
Oberfläche wesentlich vergrößert wird. Gleichzeitig wird eine Gewichtseinsparung
erzielt. Die Ausnehmungen 17 müssen nicht unbedingt zylindrisch sein. Beispielsweise
wären auch schlitzartige Ausnehmungen od. dgl. möglich.
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Wie aus Fig. 21 ersichtlich, kann man die Längsenden des Schaumstoffkörpers
mit einem stirnseitigen Einschnitt 22 versehen und sodann gemäß Fig. 22 mit Hilfe
von Spreizstegen 23 auseinanderspreizen, wodurch sich der Schaumstoffkörper der
taillierten Seitenfasson des Schis anpaßt.
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In Fig. 23 sind übereinander drei verschieden lange, doppelkeilförmige
Schaumstoffkörper 19, 20, 21 dargestellt.
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Die einzelnen Schaumstoffkörper weisen gemäß der Erfindung bei innerer
zelliger Struktur eine verdichtete Außenhaut auf.
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Wie aus Fig. 24 ersichtlich, können die doppelkeilförmigen Schaumstoffkörper
19, 20, 21 zu einem Schikern vereinigt werden.
Ein solcher Schikern
kann auf einfache Weise in Länge und Höhe vergrößert werden, indem man z.B. an den
untersten Schaumstoffkörper 21 einen weiteren von etwas größerer Länge hinzufügt.
Auch eine Verkleinerung des Kernes ist möglich, z.B. durch Wegnahme des obersten
Schaumstoffkörpers 19. Auf diese Weise gelingt es, aus einzelnen vorgefertigten
Elementen Schikerne verschiedener Länge und Bauhöhe zusammenzusetzen Die Herstellung
der erfindungsgemäßen Schausstoffkörper erfolgt zweckmäßig in Formen aus Metall
(z.B. Aluminium).
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Die innere Formoberfläche soll, um ein einwandfreies Entformen des
Schaumstoffkörpers zu garantieren, möglichst glatt ausgebildet sein. Insbesondere
bei weniger glatten inneren Formoberflächen empfiehlt sich die Verwendung von Trennwachsen.
Die Form besteht zweckmäßig aus zwei gegeneinander aufklappbaren Hälften. Die Form
kann auch mit einer Auswerfvorrichtung versehen sein.
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In den Formhohlraum der geschlossenen Form wird je nach der Art des
Materials und der Schaumherstellungsmethode das Schaummaterial bzw. die Reaktionsmischung
eingebracht. Beispielsweise werden zur Herstellung eines Schaumstoffkörpers aus
Polyurethan-Hartschaum die beiden Komponenten, nämlich Polyisocyanat einerseits
und eine oder mehrere Polyhydroxylverbindungen andererseits, in den Formhohlraum
eingespritzt.
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Das Reaktionsgemisch härtet sodann unter Aufschäumen und Auswilden
einer
massiven Randzone kurzfristlg aus. Gegebenenfalls werden in den Formhohlraum vor
dem Einbringen des Schaumstoff-Rohstoffes oder der Komponenten des Reaktionsgemisches
verschiedene andere Form- bzw. Bauelemente eingebracht, z.B.
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Formteile zur Bildung von Ausnehmungen (Fig. 17 bis 22), ferner Glasfasern
(Fig. 13), Verstärkungsrippen (Fig. 5), seitliche Schiwangen aus massivem Kunststoff
od. dgl.
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Als Beispiel eines für die erfindungsgemäßen Schibauteile geeigneten
Schaumstoffes wurde bereits Polyurethanschaumstoff (Polyurethan-Duromer) genannt.
Die mittlere Dichte des Schaumstoffes kann für einen Schikernkörper vorzugsweise
im Bereich von 0,6 g/cm3 liegen.