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Die Erfindung betrifft ein Board, insbesondere Skate- oder Snowboard, mit
- – einer brettartigen Plattform, die als Standfläche für einen Boardfahrer dient und
- – optional mehreren an der Plattform befestigten Rollen zur Gewährleistung der Rollfähigkeit der Plattform,
wobei die Plattform einen mehrschichtigen Aufbau aufweist.
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Zur Herstellung von Skateboards sind verschiedene Herstellungsverfahren bekannt. So können Skateboards beispielsweise aus Holz gefertigt werden. In diesem Fall besteht der Aufbau des Skateboards in der Regel aus mehreren miteinander verbundenen Holzschichten, die am Ende der Produktion mit einer Designfolie abgedeckt werden. Die Produktion erfolgt in mehreren Arbeitsschritten, die insgesamt eine vergleichsweise lange Zykluszeit in Anspruch nehmen. Zunächst werden die Holzlaminate vorbereitet, indem sie getrocknet, gesägt, gewalzt oder einer ähnlichen Vorbehandlung unterzogen werden. Danach wird zwischen den einzelnen Laminaten Epoxidharz aufgetragen. Der entstandene Gesamtverbund wird in einer Pressanlage unter Temperatur- und Druckeinwirkung ausgehärtet. Anschließend erfolgt eine Nachbearbeitung durch Herstellung von Bohrungen, Sägen und auch Mehrfachschleifen. Am Ende des Fertigungsvorgangs wird in der Regel eine Lackierung sowie eine Abdeckung mit einer Designfolie aufgetragen. Diese Produktionsschritte werden sowohl bei Kleinserien als auch bei Großserien durchgeführt. Bei der beschriebenen Fertigungsweise wird deutlich, dass dieses Herstellverfahren mit großem manuellem Arbeitsaufwand verbunden ist.
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Skateboards aus Kunststoff sind ebenfalls bekannt. Bei diesen erfolgt die Herstellung der Skateboardform mittels eines Spritzgussverfahrens. Derartige Skateboards sind in unterschiedlichen Farben ohne Lackierung erhältlich. Bei den im Stand der Technik bekannten Kunststoff-Skateboards ist die vergleichsweise geringe Festigkeit und Steifigkeit von Nachteil.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Board mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, welches in kurzen Zykluszeiten herstellbar ist und gleichzeitig eine hohe Stabilität aufweist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Plattform eine Kernschicht aus einem Kunststoffmaterial aufweist, die ein- oder beidseitig mit jeweils mindestens einer Verstärkungsfasern enthaltenen Verstärkungsschicht versehen ist. Durch diese Bauweise, insbesondere Sandwich-Bauweise, ist die Herstellung von hochbelastbaren Boards in einem automatisierten Prozess, beispielsweise einem Pressverfahren oder einem Spritzpressverfahren, möglich. Die Anordnung der Verstärkungsschicht(en) erhöht die Stabilität des Boards beträchtlich. Mit der erfindungsgemäßen Lehre lassen sich in einem automatisierten Verfahren Skateboards herstellen, welche bislang lediglich durch einen mit hohem manuellen Aufwand verbundenen Fertigungsprozess produziert werden konnten. Aufgrund der automatisierten Herstellung können ferner die Qualitätsschwankungen sowie die erzielbaren Toleranzen beträchtlich reduziert werden.
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Die Kernschicht kann als kompakte Kunststoffmasse, als Kunststoffschaum oder als Kunststoff-Wabenstruktur ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise besteht die Kernschicht aus einem unverstärkten Material. Als Materialien können hier vorzugsweise Polyamid (PA), Polypropylen (PP), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET) oder aber auch Polyphenylensulfid (PPS) sowie Mischungen der vorgenannten Materialien zum Einsatz kommen. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, die für Kernschicht selbst bereits ein mit Fasern (z.B. Glas- und/oder Kohlenstoff- und/oder Aramidfasern) verstärktes Material zu verwenden, wobei natürlich auch hier die gerade genannten Materialien zur Bereitstellung der Matrix zum Einsatz kommen können.
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Die Verstärkungsfasern in der mindestens einen Verstärkungsschicht können in einer Gelege-, Gewebe- oder Flechtstruktur angeordnet sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es hierbei insbesondere, dass die Verstärkungsfasern gitterförmig angeordnet sind, beispielsweise parallel und senkrecht zur Fahrtrichtung des Boards oder zumindest im wesentlichen in einem 45°-Winkel zur Fahrtrichtung. Im Rahmen der Erfindung liegt es ebenso, dass die Verstärkungsfasern endlos ausgebildet sind. Endlos meint, dass die entsprechenden Fasern eine praktisch unbegrenzte Länge aufweisen, wie z. B. in DIN 60000 beschrieben, sich also vorliegend über die gesamte Länge bzw. Breite der Plattform erstrecken. Als Verstärkungsfasern werden vorzugsweise Glasfasern, Kohlenstofffasern oder Aramidfasern eingesetzt, wobei auch Mischungen von zwei der genannten Fasermaterialien bzw. aller drei Fasermaterialien im Rahmen der Erfindung liegen.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung besteht mindestens eine Verstärkungsschicht aus einem Faser-Matrix-Halbzeug aus einer Kunststoff-Matrix, in die die Verstärkungsfasern integriert sind. Die Verstärkungsfasern werden zunächst in der Kunststoff-Matrix getränkt und bilden nach der Konsolidierung der Matrix gemeinsam mit dieser das Faser-Matrix-Halbzeug. Als Material für die Kunststoff-Matrix, in die die Verstärkungsfasern integriert sind, eignen sich insbesondere PP, PA, PBT, PET oder PPS bzw. Mischungen dieser Materialien.
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Die Verstärkungsschicht kann insbesondere als thermoplastisches Halbzeug, z. B. als Organoblech, ausgebildet sein. Bei einem Organoblech handelt es sich um ein plattenförmiges, thermoplastisches Prepreg, welches Endlosfasern aufweisen kann. Diese können unidirektional oder auch als Gewebe ausgebildet sein. Im Rahmen der Erfindung liegt aber auch alternativ der Einsatz von duroplastischen Prepregs.
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Zwischen der Kernschicht und der mindestens einen Verstärkungsschicht kann ferner mindestens eine Zwischenschicht vorgesehen sein, entweder ein- oder aber auch beidseitig. Diese Zwischenschicht kann beispielsweise zur Verbesserung der Haftung zwischen der Kernschicht und den Verstärkungsschichten dienen. Im Rahmen der Erfindung liegt es insbesondere aber auch, dass die Verstärkungsschichten direkt auf die Kernschicht aufgebracht werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an die Plattform mindestens ein zusätzliches Funktionselement angeformt. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren mittels Spritzpressen ermöglicht ein problemloses Anformen derartiger Funktionselemente während des Pressvorgangs. So kann das Funktionselement z. B. als Griff und / oder als Schutzleiste für mindestens eine Plattformschmalseite ausgebildet sein. Griff und / oder Schutzleiste können hierbei aus einem gegenüber der Kernschicht weicheren Material bestehen. Dies erlaubt beim Griff eine entsprechend angenehme Haptik bzw. bei der Schutzleiste einen wirksamen Schutz der Plattformschmalseite, welche bei im Stand der Technik bekannten Skateboards mit der Zeit häufig durch den Gebrauch beschädigt werden. Das Funktionselement kann auch bei elektrisch betreibbaren Boards die Funktion eines Gehäuses, z.B. für die Einhausung von Batterie und/oder Elektromotor, übernehmen. Ferner kann das zusätzliche Funktionselement kann auch eine Designfunktion übernehmen und hierbei die Optik der Plattform aufwerten.
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Im Rahmen der Erfindung liegt es insbesondere auch, dass an die Plattform Versteifungsrippen angeformt sind. Diese Versteifungsrippen können beispielsweise zur Erhöhung der mechanischen Stabilität des gesamten Boards dienen, insbesondere im Anbindungsbereich der Rollen.
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Wie bereits erläutert, wird der Verbund zwischen den einzelnen Schichten zweckmäßigerweise mittels eines Pressverfahrens oder eines Spritzpressverfahrens erzeugt, wobei das Spritzpressverfahren die zuvor beschriebene Anformung von zusätzlichen Funktionselementen bzw. Versteifungsrippen in einem automatisierten Verfahren ermöglicht. Mittels des Spritzpressverfahrens können alternativ oder zusätzlich auch in die entsprechende Pressform ebenfalls eingelegte Zusatzelemente an der Plattform befestigt werden.
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Die erfindungsgemäße Lehre ist insbesondere für die Herstellung von Skateboards geeignet. Ferner können mit dieser Technologie jedoch auch Snowboards, Langboards oder City Roller und dergleichen gefertigt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch:
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1a bis 1c ein Herstellungsverfahren zur Fertigung erfindungsgemäßer Boards,
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2a bis 2c ein erfindungsgemäßes Board und
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3 bis 5 alternative Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lehre
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6 und 7 eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Verstärkungsschicht sowie unterschiedliche Ausrichtungen entsprechender Verstärkungsfasern.
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Die 1a bis 1c zeigen zwei verschiedene Herstellungsverfahren zur Produktion eines erfindungsgemäßen Skateboards. Das Skateboard weist eine brettartige Plattform 1 auf, die als Standfläche für einen Boardfahrer dient. Darüber hinaus sind mehrere an der Plattform 1 befestigte Rollen 2 zur Gewährleistung der Rollfähigkeit der Plattform 1 vorgesehen (vgl. 2a). Der 1a ist zu entnehmen, dass die Plattform 1 einen mehrschichtigen Aufbau aufweist. Die Plattform 1 besitzt eine Kernschicht 3 aus einem Kunststoffmaterial, wobei diese Kernschicht 3 beidseitig mit jeweils einer Verstärkungsfasern 4 (vergl. 6) enthaltenen Verstärkungsschicht 5 versehen ist. Die 1a zeigt die einzelnen Schichten 3, 5 beim Einlegen in eine Presse 6. In 1b wird mittels eines Pressvorgangs unter Zufuhr von Wärme die Kernschicht 3 und/oder die Verstärkungsschicht 5 an der Oberfläche aufgeschmolzen und infolge der Presswirkung ein inniger Verbund zwischen der Kernschicht 3 und den Verstärkungsschichten 5 hergestellt. Entsprechend ist ein separates Auftragen eines Verbindungsmittels (z.B. eines Epoxidharzes) hier nicht erforderlich. Alternativ kann gemäß 1c auch ein Spritzpressverfahren durchgeführt werden, bei dem neben dem Erwärmen und dem Aufeinanderpressen der einzelnen Schichten 3, 5 zusätzlich Kunststoff-Spritzgussmaterial über einen oder mehrere Einspritzkanäle 7 angespritzt wird, welches insbesondere zur Bereitstellung einer zusätzlichen Funktion oder auch zur Erhöhung der mechanischen Stabilität dient (s. nachfolgend 2, 3 und 5). Alternativ kann das Spritzpressverfahren auch dazu dienen, in die Presse 6 eingelegte Zusatzelemente an der Plattform 1 zu befestigen (s. nachfolgend 4).
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Die in 1a dargestellte Kernschicht 3 kann als kompakte Kunststoffmasse, als Kunststoffschaum oder auch als Kunststoff-Wabenstruktur ausgebildet sein. Die Verstärkungsfasern 4 in den beiden Verstärkungsschichten 5 sind im Ausführungsbeispiel endlos ausgebildet und verlaufen allesamt in Fahrtrichtung x des Boards. Alternativ hierzu ist auch eine Gelege-, Gewebe- (vergl. 7) oder Flechtstruktur möglich. Die Verstärkungsschichten 5 sind im Ausführungsbeispiel jeweils als Faser-Matrix-Halbzeug aus einer Kunststoff-Matrix 8 ausgebildet, in die die Verstärkungsfasern 5 integriert sind (s. 6). Im Ausführungsbeispiel sind die Verstärkungsschichten 5 jeweils als thermoplastisches Halbzeug in Form eines Organoblechs ausgebildet. Hierbei handelt es sich um ein plattenförmiges thermoplastisches Prepreg mit Endlosfasern, welche unidirektional ausgebildet sind. Die 6 zeigt einen entsprechenden Aufbau eines solchen Organoblechs 5 im Querschnitt.
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Im Ausführungsbeispiel sind die Verstärkungsschichten 5 direkt auf die Kernschicht 3 aufgebracht. Während des Pressvorgangs erfolgt eine lokale Aufschmelzung der entsprechenden Oberflächen, wodurch eine innige Verbindung zwischen Verstärkungsschichten und Kernschicht hergestellt wird. Alternativ hierzu können aber auch (nicht dargestellte) Zwischenschichten vorgesehen sein, welche als Haftvermittler zwischen der Kernschicht 3 und den Verstärkungsschichten 5 dienen.
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Die 2 bis 5 offenbaren unterschiedliche Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Skateboards. Die 2a–c zeigen ein Skateboard in der Seitenansicht (2a), in der Draufsicht (2b) und in der Unteransicht (2c). Die 2a zeigt, dass die Plattform 1 im wesentlichen eben ausgebildet ist, jedoch im vorderen und hinteren Randbereich eine Wölbung 20 nach oben aufweist. ‚Alternativ hierzu kann die Wölbung 20 auch nur im vorderen Randbereich vorgesehen sein. Wie der 2b zu entnehmen ist, sind an die Plattform 1 zwei zusätzliche Funktionselemente 9 angeformt. Die so hergestellten beiden Randbereiche 9 sind an die Plattform 1 mittels des zuvor beschriebenen Spritzpressverfahrens angeformt worden und bestehen aus einem gegenüber der Kernschicht 3 der Plattform 1 weicheren Material. Die beiden Randbereiche 9 dienen jeweils als Griff mit einer angenehmen Haptik. Einer vergleichenden Betrachtung der 2a und 2c ist zu entnehmen, dass an die Plattform 1 ferner Versteifungsrippen 10 angeformt sind, die zur Stabilisierung der Anbindung der Rollen 2 an das Board dienen. 2a zeigt ferner im vergrößerten Ausschnitt den mehrschichtigen Aufbau des erfindungsgemäßen Boards.
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In 3 ist anhand des vergrößerten Ausschnitts zu erkennen, dass die Plattform 1 hier ebenfalls ein zusätzliches Funktionselement 9 aufweist, welches bei diesem Ausführungsbeispiel in Form einer umlaufenden Schutzleiste für die umlaufende Plattformschmalseite ausgebildet ist. Hierdurch wird die Plattformschmalseite wirksam gegen Beschädigungen geschützt. Die Schmalseiten von Skateboards sind erfahrungsgemäß besonders anfällig für Beschädigungen. Die Schutzleiste 9 kann – wie im Ausführungsbeispiel dargestellt – umlaufend, alternativ hierzu jedoch aber auch lediglich bereichsweise an der Plattformschmalseite angeordnet sein. Die 4 zeigt ein klappbares Skateboard, bei dem die Plattform 1 aus zwei Plattformhälften 11 zusammengesetzt ist, die über ein Gelenk 12 miteinander verbunden sind. Dies erlaubt einen besonders platzsparenden Transport des Skateboards. Das z.B. aus Metall bestehende Gelenk 12 wurde neben den Kern- und Verstärkungsschichten 3, 5 der Plattformhälften 11 ebenfalls in die entsprechende Pressform eingelegt und mittels des zuvor beschriebenen Spritzpressverfahrens an den beiden Plattformhälften 11 befestigt, so dass die beiden Hälften 11 hierdurch miteinander verbunden sind. In diesem Ausführungsbeispiel dient das Spritzpressverfahren somit zur Befestigung eines Zusatzelementes 12 an der Plattform 1. In 5 ist ein elektrisch betriebenes Skateboard dargestellt. Dieses weist als zusätzliches Funktionselement 9 ein Gehäuse für den entsprechenden Elektromotor mit Batterie (nicht dargestellt) auf.
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6 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Verstärkungsschicht 5, wie sie z.B. bei dem in den 2 bis 5 dargestellten Boards zum Einsatz kommt (die Dicke der Verstärkungsschicht 5 ist hierbei übertrieben groß dargestellt). Die Verstärkungsschicht 5 ist hier ein Faser-Matrix-Halbzeug, das aus einer Kunststoff-Matrix 8 mit darin integrierten Verstärkungsfasern 4 besteht. In 6 sind die Verstärkungsfasern 4 unidirektional in Fahrtrichtung x des Boards ausgerichtet, so wie in 7 links dargestellt. 7 zeigt in der Mitte eine Gewebestruktur 13 mit einer gitterförmige Anordnung der Vestärkungsfasern 4 parallel und senkrecht zur Fahrtrichtung x des Boards. Bei der Darstellung rechts sind die Verstärkungsfasern 4 der Gewebestruktur 13 in einem Winkel α von 45° zur Fahrtrichtung x angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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