DE2063167B2 - Ski - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ski aus Kunststoff oder Metall mit Einlagen aus kur.stharzimprägnierten
Faserstoffen, deren Stränge unter einem spitzen Winkel zur Skilängsrichtung verlaufen und in einer
oder mehreren Ebenen verlegt sind.
Die Verwendung von mit Glasfasern, keramischen Fasern, Bor- und Kohlenstoff-Fasern verstärkten
Werkstoffen hat sich seit vielen Jahren auf einer großen Anzahl technischer Fachgebiete, im besonderen in
der Luft- und Raumfahrt und auch bei Sportartikeln, eingebürgert. Über den gegenwärtigen Entwicklungsstand
faserverstärkter Werkstoffe berichtet M. C 1 a s i η g in dem Artikel »Faserverstärkte Werkstoffe«,
Teil 2 (VDI-Z 112 (1970), 1390-1392). Auch bei der modernen Skiherstellung hat die Verwendung von Verstärkungsfasern
sich inzwischen allgemein durchgesetzt, wobei nahezu ausschließlich Glasfasern als Verstärkungsfasern
verwendet werden. So ist ein Ski bekannt (FR-PS 1 351 207), in dessen Querschnitt ein Torsionskasten
eingelegt ist, der aus einem mit Glasfasern unter etwa 45° zur Skilängsrichtung umwickelten
Werkstoffkern besteht. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, daß sich eine unerwünscht große Biegesteifigkeit
in Skilängsrichtung einstellt, wenn man den Torsionskasten so ausbildet, daß der Ski eine ausreichend
große Quersteifigkeit aufweist.
Bei einer anderen bekannten Lösung (DT-PS 1 272 192) wird versucht, durch Auflösen des Torsionskastens
in kleinere, sich über die ganze Länge des Skis jeweils erstreckende, gegeneinander verschiebbare
Einzelelemente, deren jedes mit Glasfasern schraubenförmig umwickelt ist, wodurch sich im Ski-Querschnitt
eine fachwerkartige Anordnung von Glasfaser-Querstegen ergibt, die Biegeweichheit des Skis zu erhöhen.
Durch die genannten Maßnahmen wird zwar eine geringförmige Verbesserung der Biegeweichheit erzielt,
jedoch nimmt dabei auch die Torsionssteifigkeit des Skis ab. Will man einen ausreichend torsionssteifen Ski
erzeugen, so müssen gemäß dem dort vorgesehenen Aufbau die Glasfasern so dick um die Einzelkerne der
Torsionskästen gewickelt werden, daß sich dadurch wiederum zwangsläufig eine unerwünschte große Biegesteifigkeit
in Längsrichtung einstellen würde.
Ferner ist ein Ski bekannt (DT-AS 1 064 854), der aus Kunststoff mit einem Mantel aus Glasfaserlaminat besteht,
wobei innerhalb dieses Mantels Längs- und/oder Querrippen aus Glasfaserlaminat vorgesehen sind. Ein
so gefertigter Ski kann entweder in Längsrichtung biegesteif (Längsrippen) bei gleichzeitig nur geringer Torsionssteifigkeit
oder torsionssteif (Querrippen) ausgeführt sein, wobei dann aber nahezu jegliche Längssteifigkeit
fehlt. Führt man ihn jedoch mit Längs- und Querrippen als Einlagen aus, dann weist so ein Ski zwar
eine recht große Torsionssteifigkeit auf, die jedoch wiederum mit einer unerwünscht großen Biegesteifigkeit
in Längsrichtung verbunden ist
ίο Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen
Ski der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Biegesteifigkeit in Längsrichtung groß ist und der
gleichzeitig eine über das bei bekannten biegesteifen Skiern übliche und erreichbare Ausmaß gehende Torsionssteifigkeit
aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Einlagen aus vorimprägnierten und ausgehärteten
kohlenstoff- oder borfaserverstärkten Kunststoffen bestehen, deren Faserstränge vorwiegend
unter einem Winkel von 30° bis 60° verlaufen.
Der Vorteil des erfindungsgemäß ausgestatteten Skis besteht im besonderen darin, daß im Hinblick auf die zu
erfassenden Materialeigenschaften (Elastizitätsmodul, Gleitmodul) eines Faserverbundwerkstoffes hoher spezifischer
Steifigkeit und Festigkeit die Stränge so verlegt sind, daß zur Skilängsrichtung eine große Biegeweichheit
und eine weitaus größere Quersteifigkeit als bei bekannten Skiern erzielt wird.
Mit den in einem Winkel zwischen 30° und 60° zur Skilängsachse angeordneten Fasersträngen werden
zwar die günstigsten Verhältnisse bezüglich der Querspannungs-Übertragungsmöglichkeit
geringfügig verschlechtert, aber sie bleiben dennoch günstiger als bei bekannten Torsionskasten-Konstruktionen. Ein nach
der Erfindung ausgebildeter Ski weist somit eine bisher nicht erreichte Quersteifigkeit auf, ohne daß elastizitätsvermindernde
und die Bruchgefahr erhöhende Stützrippen od. dgl. notwendig sind.
Mit der Erfindung wird also ein Ski geschaffen, dessen Quersteifigkeit über die ganze Skilänge hoch ist
und dessen Biegesteifigkeit gemäß dem Wunsch der Skifahrer durch Veränderung des Faserwinkels bei der
Skiherstellung einstellbar ist. Außerdem behalten die Skier gemäß der Erfindung ihre materialbedingten Gebrauchseigenschaften
während einer längeren Zeit bei als bisher bekannte Skier. Die Herstellung des erfindungsgemäßen
Skis ist weitgehend mechanisierbar, so daß trotz eventuell erhöhter Materialkosten ein preisgünstiger,
fahrtüchtiger Ski angeboten werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere übereinander angeordnete Einlagen seitlich so
miteinander verbunden, daß sie im Querschnitt eine S-Form bilden. Durch diese Verbindung der einzelnen,
übereinander angeordneten Einlagen wird vorteilhafterweise eine Aufnahme der auftretenden Quer-Schubspannungen
über dem Gesamtquerschnitt des Skis erzielt, wobei innerhalb der kraftaufnehmenden faserverstärkten
Einlagen keine Unterbrechung des Kraftflusses auftritt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 der Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Ski,
F i g. 2, 3 und 4 Querschnitte des Skis gemäß den Schnittlinien II, III und IV in F i g. 1 in einer ersten Ausführungsform
und
F i g. 5 Querschnitt eines erfindungsgemäßen Skis in einer zweiten Ausführungsform.
Mit 5 ist ein Ski bezeichnet, der an seinem hinteren
Ende aufgeschnitten ist Daraus ist ersichtlich, daß die Kohlenstoffaser- oder Borfaser-Stränge 1 und 2 in
Kreuzlage in einer Epoxyd-Harzschicht verlaufen und vorzugsweise jeweils in einem Winkel λ von 45° zur
Skilängsrichtung liegen.
Aus F i g. 2 ist der Querschnitt (Schnitt Ii, F i g. 1) des Skis in der Nähe der Schaufel ersichtlich. In der inneren
Zone ist ein sich über die Skibreite und -länge erstrekkefider,
sehr flacher, laminierter Hohlkörper 3 aus ge- ίο
wickeltem kohlenstoffaserverstärktem Kunststoff (CFK) eingelegt, der in diesem Fall einen Kern 4 aus
Polyurethan hat Der äußere Mantel 5, der den Hohlkörper umschließt, besteht aus glasfaserverstärktem
Kunststoff (GFK) und ist mit diesem verklebt Die Sik- '5 ke im Laufbelag ist mit 6 bezeichnet.
F i g. 3 zeigt den Querschnitt in Skimitte (Schnitt III, Fig. 1). Die Höhe des laminiertt/i Hohlkörpers ist an
die Querschnitlshöhe des Skis angepaßt, wie dies ebenfalls aus F i g. 4 hervorgeht, wo der Querschnitt des hinteren
Endes des Skis (Schnitt IV, Fig. 1) gezeigt ist.
Der Hohlkörper ist wiederum extrem flach ausgebildet Hier sei vermerkt, daß Höhe und Breite des gezeigten
Skiquerschnittes nicht den tatsächlichen Relationen entsprechen und daß die Taillenform (Telemarkschweifung)
nicht berücksichtigt ist
Schließlich ist in F i g. 5 eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Skis im Querschnitt gezeigt Hierbei
sind in drei Ebenen kohlenstoffaser- oder borfaserverstärkte Kunststoffmatten 7a, 7b, Tc zwischen zwei
Polyurethan-Schaumstoff-Lagen 8 eingebettet, wobei diese drei Matten seitlich so miteinander verbunden
sind, daß sie im Querschnitt eine S-Form bilden. Die die obere und untere Deckplatte 9 und 9a bildenden
Lagen bestehen aus glasfaserverstärktem Kunststoff.
Bei den Ausführungsformen sind die Stahlkanten mit 10 und der nur mit einer Linie dargestellte Laufbelag
mit 11 bezeichnet; beide sind auf die untere Deckplatte
geklebt.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Schaumstoff der Lagen 8 durch glasfaserverstärkten
Kunststoff ersetzt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Ski aus Kunststoff oder Metall mit Einlagen aus kunstharzimprägnierten Faserstoffen, deren Stränge
unter einem spitzen Winkel zur Skilängsrichtung verlaufen und in einer oder mehreren Ebenen verlegt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (3 bzw. 7a, 7b, 7c) aus vorimprägnierten
und ausgehärteten kohlenstoff- oder borfaserverstärkten Kunststoffen bestehen, deren Faserstränge
vorwiegend unter einem Winkel von 30° bis 60° verlaufen.
2. Ski nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere übereinander angeordnete Einlagen
(7a, 7b, 7c) seitlich so miteinander verbunden sind, daß sie im Querschnitt eine S-Form Duden.
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Owner name: M.A.N. MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NUERNBERG AG, 8000 |
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