DE19853265C1 - Gleitbrett - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gleitbrett zum Gleiten auf Schnee oder einem sonstigen Untergrund wie beispielsweise einem Ski, einem Snowboard oder einem anderen Sportgerät mit einem gewichtssparenden Kern. Erindungsgemäß besteht der Kern aus einem im wesentlichen in Dickenrichtung verstreckten thermoplastischen Kunststoff.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleitbrett zum Gleiten auf Schnee oder einem sonstigen Untergrund, das einen gewichtssparenden Kern aufweist.

Ein solches Gleitbrett, das ein Ski, ein Snowboard oder ein anderes Sportgerät zum Gleiten auf Schnee, einem sonstigen festen Untergrund oder auch auf Wasser sein kann, ist beispielsweise in der AT-PS 23 13 23 beschrieben. Aus dieser Schrift ist ein Ski mit einem zwischen einer oberen und einer unteren Außenplatte befindli­ chen Leichtbaukern bekannt, der durch eine Vielzahl nebeneinanderstehend ange­ ordneter und vielfach gewellter Kunststoffstreifen gebildet wird. Aufgrund ihrer ge­ wellten Form berühren sich die Kunststoffstreifen gegenseitig und umschließen so eine Vielzahl von Hohlkammern, deren senkrecht verlaufende Seitenwandungen sie bilden. Diese von den Kunststoffstreifen gebildete Wabenstruktur ist mit der oberen und der unteren Außenplatte verklebt, so daß zwischen den beiden Außen­ platten ein gewichtssparender Kern, ein sog. Leichtbaukern, entsteht.

Die Steifigkeit und die Scherfestigkeit eines Gleitbrettes dieser Bauweise sind je­ doch gering. Auch das Verkleben der Kunststoffstreifen mit den Außenplatten ist beim Herstellungsverfahren problematisch. Daher sind zusätzliche Bauteile erfor­ derlich, deren Eigengewicht die durch die Hohlraumstruktur erzielte Gewichtsein­ sparung mindert oder gar aufhebt.

Andererseits ist es bereits bekannt, dicke Kunststoffplatten und Kunststoffwände herzustellen, in denen eine dünne thermoplastische Kunststoffplatte zwischen er­ hitzte Metallplatten gepreßt und dadurch haftend mit ihnen verbunden wird. Werden diese Metallplatten, deren Kontaktflächen eigentlich Flächenmuster mit einer Viel­ zahl von Aussparungen sind, langsam voneinander entfernt, vergrößert sich die Wanddicke der dazwischen haftenden Kunststoffplatte. Der thermoplastische Kunststoff wird in Dickenrichtung verstreckt und bildet im Inneren Wandungen, die eine Vielzahl von Hohlkammern einschließen. Die US 4 269 586 und die US 4 264 293 beschreiben Metallbauteile, die als Kontaktflächen zum Strecken solcher ther­ moplastischer Kunststoffwände eingesetzt werden.

Angesichts der geschilderten Nachteile herkömmlicher Skikonstruktionen in Leicht­ bauweise ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gleitbrett bereitzu­ stellen, das eine höhere Steifigkeit und Scherfestigkeit aufweist und zudem noch leichter baut.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination des An­ spruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäß durch die thermoplastische Verstreckung hergestellte Kernstruktur ist nicht nur in sich stabiler als die bekannte Struktur aus gewellten Kunststoffstreifen, sondern weist auf ihrer Ober- und Unterseite - ent­ sprechend der großen Kontaktfläche der zur Verstreckung eingesetzten Metall­ bauteile - gegenüber der herkömmlichen Kunststoffstreifenstruktur wesentlich grö­ ßere Flächenbereiche von typischerweise 50% der Vollfläche auf, die zum Verkle­ ben mit Ober- und Untergurt genutzt werden können und auftretende Spannungen und Belastungen übertragen. Daher ist das erfindungsgemäße Gleitbrett wesentlich stabiler gegenüber Scherungen oder Schlagbeanspruchungen. Angesichts der gro­ ßen Klebefläche sind keine zusätzlichen Befestigungselemente erforderlich. Das Gewicht und das Trägheitsmoment eines Gleitbrettes dieser Bauweise sind äußerst gering. Ein solches Gleitbrett ist im praktischen Gebrauch noch leichter drehbar und manövrierfähiger als bekannte Gleitbretter nach dem Stand der Technik.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.

Demnach hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, thermoplastische Kunst­ stoffe aus der Gruppe Polystyrol, Polypropylen, Polycarbonat, ABS, Polyacetat oder Polyethylentereftalat auszuwählen.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht Seitenwangen vor, die flächig mit dem thermoplastisch verstreckten Kunststoff verklebt sind. Diese dienen zur zusätzli­ chen Stabilisierung des Gleitbrettes. Vorteilhaft können die Seitenwangen aus Epoxyfiberglas, Holzfurnier oder temperaturstabilen Thermo- und Duroplasten be­ stehen.

Da der thermoplastisch verstreckte Kunststoff eine Vielzahl von Hohlräumen um­ schließt, ist es vorteilhaft, wenn in ein durch den thermoplastisch verstreckten Kunststoff und durch Hohlräume umgebenes Teilvolumen ein massiver Werkstoff eingearbeitet ist. Solche massiven Werkstoffe, etwa innerhalb von in den Leicht­ baukern eingefrästen Kanälen eingefaßt, sind zur Befestigung von Bindungs­ schrauben oder anderen Haltevorrichtungen geeigneter als die erfindungsgemäße, mit Hohlräumen versehene Leichtbaustruktur selbst. Dank dieser Ausführungsform kann der überwiegende Teil des Kernvolumens material- und gewichtssparend ge­ füllt werden, ohne daß eine Einbuße an Ausreißfestigkeit in Kauf genommen wird.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Erläuterung von bevorzugten Ausführungs­ beispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: Einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines Gleitbretts mit einem Leichtbaukern aus thermoplastisch verstrecktem Kunst­ stoff,

Fig. 2: eine weitere Ausführungsform im Querschnitt in Schalenbauweise mit wannenförmigem Obergurt,

Fig. 3: eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Quer­ schnitt,

Fig. 4: eine Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt mit massiven, in den Leichtbaukern eingearbeiteten Werkstoffblöcken,

Fig. 5: einen Querschnitt durch eine letzte Ausführungsform mit stabilisie­ renden Seitenwangen und

Fig. 6-9: eine schematische Darstellung des Herstellverfahrens des Leicht­ baukernes.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist zwischen den jeweiligen mehrlagigen Ober- und Untergurten thermoplastisch verstreckter Kunststoff in den Leichtbau­ kern 4 eingebracht, den Wände 3 seitlich abschließen. Der Obergurt des hier dar­ gestellten Alpinski besteht typischerweise aus Lagen von Epoxy-Fiberglas 5, Alu­ minium 6 und ABS 7. Die seitlich abschließenden Wände 3 bestehen ebenfalls aus ABS 7, während die Lauffläche 8 des Untergurtes seitlich von Stahlkanten umge­ ben ist. Zwischen der Lauf- bzw. Gleitfläche des Untergurtes und dem Leichtbau­ kern 4 sind Lagen aus Epoxy-Fiberglas 5 und Aluminium 6 angeordnet.

In der Fig. 2 ist ein Alpinski in Sandwichbauweise dargestellt, der einen Leichtbau­ kern 4 aufweist, der oben und seitlich von einem wannenförmigen Obergurt 10 aus transparentem Thermoplast und verschiedenen Epoxy-GF-Prepreg- Verstärkungseinlagen 11 umgeben ist. Die Lauffläche 8 besteht wiederum aus Po­ lyethylen, wobei die Lauffläche 8 auch hier wieder von Stahlkanten 9 eingefaßt ist.

Der in Fig. 3 dargestellte Alpinski weist einen Leichtbaukern 4 auf, der zunächst oben und unten mit Deckschichten 15 mit Epoxy-Fiberglas 5 verklebt ist. Der so stabilisierte Leichtbaukern 4 ist anschließend in einem Zweipunkt-Verfahrensschritt im Polyurethan-Injektionsverfahren mit einer themoplastischen Deckschicht und dem Untergurt verbunden worden, wobei beide auf der dem Leichtbaukern 4 zuge­ wandten Seite mit Verstärkungseinlagen 12 versehen sind. Der untere Gurt weist wiederum eine Lauffläche 8 aus Polyethylen auf, die seitlich mit Stahlkanten 9 ein­ gefaßt ist. Die Deckschichten des thermoplastisch verstreckten Leichtbaukerns 4 bestehen vorzugsweise aus Aluminium und technischen Kunstfaserstoffen wie Carbon oder Kevlar.

Fig. 4 zeigt einen Leichtbaukern 4 mit zwei massiven Werkstoffblöcken 13, die be­ reichsweise innerhalb vorgefräster Kanäle im Leichtbaukern 4 eingebracht sind und allein oder mit Hilfe von Inserts zur Aufnahme von Bindungsschrauben oder der­ gleichen dienen. Typische Kernwerkstoffe für diese massiven Werkstoffblöcke 13 sind Holz, Thermoplaste oder Duroplaste.

Gemäß der Fig. 5 kann anstelle eines wannenförmigen Obergurtes auch eine dic­ kere, vorzugsweise geneigt anzubringende Seitenwange 14 jeweils seitlich einge­ setzt werden. Die Verklebung flächiger Skibauwerkstoffe wie Epoxy-Fiberglas, La­ minaten, Holzfurnieren oder temperaturstabilen Thermo- oder Duroplasten kann gleichzeitig mit der Verklebung von Leichtbaukern 4 und Ober- und Untergurt oder auch in einem eigenen Verfahrensschritt vorgenommen werden.

Anhand der Fig. 6-9 wird die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Leichtbaukerne 4 erläutert. Die Fig. 6 zeigt, wie Platten aus einem thermoplasti­ schen Kunststoff 100 zwischen zwei erhitzte Stahlplatten 102 gebracht werden. Aus der Fig. 7 ergibt sich, daß die Stahlplatten 102 mit der Oberfläche des Kunststoffs 100 in Kontakt gebracht werden. Schon ein geringer Druck bewirkt eine Haftung zwischen der Oberfläche des Kunststoffs 100 und den erhitzten Stahlplatten 102. Aus der Darstellung gemäß Fig. 8 ist ersichtlich, wie die beiden Stahlplatten 102 voneinander entfernt werden und wie der halb aufgeschmolzene Kunststoff 100 zu fließen beginnt. Der Kunststoff 100 dehnt sich und bildet, wie in der Fig. 9 darge­ stellt, eine geometrische gleichmäßige Kernstruktur, deren Aussehen davon ab­ hängt, wie die Oberfläche der erhitzten Stahlplatten 102 strukturiert ist. Denkbar sind hier beispielsweise Reihen von Quadraten, Kreisen (wie hier dargestellt), Sechsecken oder andere geometrische Formen. Schafft man eine Verbindung zwi­ schen den sich bildenden Öffnungen und der Umgebung, so bricht an diesen Stel­ len das Vakuum zusammen, das sich andernfalls ausbilden würde. Hierdurch ent­ stehen Zellwände, die bis auf das gewünschte Endmaß (die Wabenhöhe, entspre­ chend der Strukturdicke) gedehnt werden.

Je nach dem Verhältnis zwischen Verstreckgrad und Zellendurchmesser können die Zellwände unterschiedliche Winkel zur Oberfläche einnehmen. Schrägstehende Zellwände erhöhen die Festigkeit gegenüber Schlagbeanspruchung und Scherung (Fachwerkeffekt). Ein solcher Aufbau ist mit den traditionellen Honeycomb- Strukturen mit parallelen Wänden nicht erreichbar. Die Biegefestigkeit der so ent­ standenen Struktur resultiert aus der relativ großen verbleibenden ursprünglichen Oberfläche, die sich um die offenen Zellen herum ausbreitet.

Die Oberflächen entsprechender Stahlplatten 102 bestehen zu etwa 50% aus fe­ stem Material. Die ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal zu den früher be­ kannten Honeycomb-Strukturen, die erst durch das Aufbringen von Deckschichten eine gewisse Biegefestigkeit erreichen. Während das reine Strecken schon eine Biegefestigkeit bewirkt, die um das 50- bis 100-fache über der der extrudierten Ausgangsplatte liegt, läßt sich der Wert auf das 300- bis 1000-fache steigern, wenn zusätzliche Deckschichten aufgebracht werden.

Die Erfindung läßt sich insbesondere für Alpinski im Bereich "All Mountain" (Skilauf auf und außerhalb der Piste) anwenden. Diese universal einsetzbaren Ski bauen im Vergleich breiter, da hier stärkere Taillierungsradien eingesetzt werden. Das würde grundsätzlich zu einer starken Gewichtszunahme des Ski führen, die sich nachteilig auf die Drehbarkeit und Manövrierfähigkeit auswirkt. Durch die erfindungsbedingte Gewichtsreduzierung kann aber die Drehbarkeit und Manövrierbarkeit wesentlich verbessert werden. Auch beim Snowboard geht der Trend in Richtung Leichtbau­ konstruktion, da auch beim Snowboard durch ein leichteres Gewicht die Dreh- und Manövrierbarkeit wesentlich verbessert werden kann. Auch hier läßt sich die erfin­ dungsgemäße Lösung erfolgreich anwenden.

Claims (5)

1. Gleitbrett zum Gleiten auf Schnee oder einem sonstigen Untergrund, mit ei­ nem wabenartigen Leichtbaukern, der eine Vielzahl von durch Zellwände be­ grenzten Hohlräumen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leichtbaukern (4) aus einem verstreckten thermoplastischen Kunst­ stoff besteht und die Hohlräume und Zellwände durch Verstreckung des Kunststoffs in Dickenrichtung des Gleitbretts geformt sind.

2. Gleitbrett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplasti­ sche Kunststoff aus der Gruppe Polystyrol, Polypropylen, Polycarbonat, ABS, Polyacetat oder Polyethylentereftalat ausgewählt ist.

3. Gleitbrett nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten­ flächen des Leichtbaukerns (4) mit Seitenwangen (14) verklebt sind.

4. Gleitbrett nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwangen (14) aus Epoxifiberglas, Holzfurnier oder temperaturstabilen Thermo- und Du­ roplasten bestehen.

5. Gleitbrett nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß in entsprechend ausgenommenen Hohlräumen des Leichtbaukerns (4) massive Werkstoffblöcke (13) wie Holz-, Thermoplast oder Duroplast eingearbeitet sind.