DE2444905A1

DE2444905A1 - Mehrschichtenschi

Info

Publication number: DE2444905A1
Application number: DE19742444905
Authority: DE
Inventors: John G Howe; William L Schmidt
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: AMF Inc
Priority date: 1973-10-29
Filing date: 1974-09-19
Publication date: 1975-04-30
Also published as: CH574253A5; FR2248860B3; FR2248860A1; SE7412496L; US3930658A; JPS5072737A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Teicsmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

AMP INCORPORATED, 777 Westchester Avenue, White Plains,

New York 10604, V.St.A.

Mehrschichtenschi

Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtenschi mit Aluminium und Kunststoff in Sandwiohkonstruktion, sowie ein Herstellungsverfahren für einen solchen Schi.

Der Erfindung ist die Aufgabe gestellt, einen preiswerten Schi und ein kostensparendes Verfahren zur Herstellung des Schis zu schaffen, das bis zu einem hohen Grad automatisierbar ist.

Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung der Kern des Schis zwischen vorgeformten oberen und unteren Schiteilen an Ort und Stelle geformt. In einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung besteht der Kern aus einem starren Schaumkunststoff... Der obere und untere Schiteil werden in eine Form gelegt und mittels eines zwischengeschobenen Wellpappekörpers o.dgl. in einem Abstand voneinander gehalten, der der gewünschten Dicke des Kerns entspricht, während vorher in die Form eingebrachter flüssiger Schaumkunststoff zwischen den beiden vorgeformten Schiteilen hochsteigt und sich zu einem festen Kern der gewünschten Dicke aus Schaumkunststoff aufschäumt.

Weitere Einzelheiten zum Verständnis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden genauen Beschreibung eines Ausfüh-

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rungabeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig.1 eine gebrochene Schnittansicht des Schis,

Fig.2 eine Darstellung der Lage der verschiedenen Bestandteile des Schis in der Form während der Herstellung.

Wie aus Fig.2 ersichtlich, liegt der Schi in der Form verkehrt, aber in beiden Fig. sind die gleichen Bezugsziffern für gleiche Teile verwendet.

Wie aus Fig.1 ersichtlich, besteht der Schi aus einem unteren Teil, einem oberen Teil und einem dazwischenliegenden Kern. Der untere Teil weist eine Lauffläche 10 aus Kunststoff, zwei Stahlkanten 11 und einen Aluminiumstreifen 12 auf. Diese drei Teile sind im voraus mittels eines geeigneten Klebers zu einem vorgeformten Unterteil vereinigt.

Der Aluminiumstreifen 12 ist von den Stahlkanten 11 beabstandet· Er hat also keine direkte Verbindung mit den Stahlkanten. Dies bietet den Vorteil, daß sich die mechanischen Eigenschaften des Schis gut variieren lassen, indem man die Breite des Aluminiumstreifens 12 geringfügig verändert. Das bedeutet, die Veränderung wird am Streifen 12 vorgenommen und nicht an der Gestalt der Form oder in der Konstruktion, was der Fall wäre, wenn der Streifen 12 einen unmittelbaren Kontakt mit den Stahlkanten 11 hätte.

Der obere Teil, der ebenfalls vorgeformt ist, umfaßt eine Deckfläche 13 aus Kunststoff und einen darunterliegenden Aluminiumstreifen 14, der an der Deckfläche befestigt ist. Der Kern zwischen dem Unterteil 10, 11, 12 und dem Oberteil 13, 14 besteht aus einem starren Schaumkunststoffkörper 15. Dieser wird an Ort und Stelle geformt, d.i. zwischen dem Oberteil und dem Unterteil "formgeschäumt", während diese im richtigen Abstand voneinander für die gewünschte Kerndicke in die Form gelegt sind. Wie dies geschieht, wird noch im Rahmen der detaillierten Beschreibung des erfindungsgemäßen Herstellungs-

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Verfahrens erläutert.

In dem Kern 15 ist ein mehrschichtiger Wellkörper 16 eingebettet, der aus schmalen Papierstreifen besteht, die senkrecht zum Ober- und Unterteil ausgerichtet sind. Dieser Wellkörper

16 hat in der Dicke ein geringes Übermaß im Vergleich zu der gewünschten endgültigen Dicke des Kerns 15. Wenn die Form geschlossen wird, wird der Wellkörper 16 etwas zusammengequetscht. Dies bewirkt, daß der Wellkörper sich fest gegen den Oberteil und Unterteil legt und diese in ihrer richtigen lage in der Form festhält. Dies ist wichtig, da der Schi über einen Meter lang ist und, wenn nicht alle Teile in der Form die richtige Lage einnehmen, sowohl in seiner Struktur als in seinem Aussehen mit Mängeln behaftet ist.

Der Wellkörper 16 ist so breit, daß einige seiner Papierstreifen an den Stahlkanten 11 anliegen. Dies ist vorteilhaft, da die Stahlkanten ebenfalls über einen Meter lang sind und, wenn sie in der Form nicht festgehalten werden, sich ausbeulen können.

Um zu verhindern, daß die Papierstreifen des Wellkörpers 16 durch die Außenseiten des Kerns hindurch sichtbar sind, sind entlang den beiden Seiten des Wellkörpers 16 zwei Streifen aus einem kompressiblen, stark porösen Schaumkunststoff 17 angebracht. Während die Form geschlossen ist, steigt der flüssige Schaumstoff, der für den starren Schaumkunststoffkern 15 verwendet wird, hoch, schäumt auf und erzeugt einen Innendruck. Da der Wellkörper 16 grobmaschig ist und die Streifen

17 porös sind, durchdringt der Schaumkunststoff den Körper und die Streifen 17 und füllt den Raum zwischen Oberteil und Unterteil aus. Dies bedeutet, daß der flüssige Schaumkunststoff ebenfalls durch die Streifen 17 hindurch wirksam ist, um dem Kern an den Außenseiten ein glattes, glänzendes Aussehen zu verleihen.

Bei der Herstellung wird, wie Fig.2 zeigt, zuerst der Oberteil

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13,14 umgekehrt in die Form gelegt. Dann wird flüssiger Schaumkunststoff in die Porm gefüllt und über den umgekehrten Oberteil 13,14 versprüht. Darauf wird der Wellkörper 16 in die Form in den flüssigen Schaumkunststoff eingelegt. Der Wellkörper 16 ist ein vorgeformter Teil, der aus dem eigentlichen Wellkörper und den beiden daran befestigten porösen Streifen 17 besteht. Der Unterteil 10,11,12 wird auf die vorgeformte Kerneinlage 16,17 gelegt. Dann wird die Porm geschlossen. Beim Schließen der Porm wird der Wellkörper geringfügig zerquetscht und die beiden Streifen 17 werden komprimiert. Die Kerneinlage 16,17 ist also brechbar oder komprimierbar, so daß sie als Abstandsklotz dient, der den Oberteil und den Unterteil in der riohtigen Lage in der Porm und im richtigen, der gewünschten Kerndicke 'entsprechenden Abstand voneinander hält. Wie schon erwähnt, drücken die Papierstreifen des Wellkörpers 16 gegen die Stahlkanten 11 und verhindern dadurch, daß sich die Stahlkanten ausbeulen? die beiden Streifen 17 verhindern, daß die Papierstreifen durch die Seiten des Kerns 15 hindurch sichtbar sind·

Der gesamte Arbeitsgang nimmt nur etwa 15 Minuten in Anspruch und wird bei einer Formtemperatur von etwa 54⁰C (130⁰P) durchgeführt. Da die Temperaturen verhältnismäßig niedrig sind, können die Teile sofort weiterbehandelt werden. Das besagt, daß die Porm nicht abgekühlt werden muß, um dann für den nächsten Arbeitsgang wieder erhitzt zu werden. Wenn die Schier aus der Form herausgenommen sind, sind sie die fertigen Endprodukte bis auf eine kosmetische Säuberung, etwa zum Entfernen von übergeflossenem Kernmaterial. Da der Arbeitsgang kurz ist und weitgehend vorgeformte Teile verwendbar sind, bietet sich das Herstellungsverfahren für eine hochgradige Automatisierung an und es läßt sich ein hoher Produktionsausstoß erzielen im Vergleich zu bekannten Schikonstruktionen und deren Pertigungsverfahren.

PÜr ein erfolgreiches Herstellungsverfahren mit einer Form ist es notwendig, alle Teile in der Form in richtiger Lage zu

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halten, damit sie getreu der Form nachgebildet werden. Wenn dies gewährleistet ist, und dies ist in der Erfindung der Fall, sind ausgezeichnete Resultate hinsichtlich guter mechanischer Eigenschaften und hinsichtlich der äußeren Erscheinung auf stets reproduzierbarer Basis erzielbar. Wenn sich der flüssige Schaumkunststoff in den starren fertigen Kern 15 verwandelt, erzeugt er einen Innendruck von annähernd 2,1 at (30 psi). Dies ist vorteilhaft, da der Innendruck dafür sorgt, daß der Kern 15 den Raum zwischen dem Oberteil und Unterteil vollständig ausfüllt und sich getreu der Form anpaßt. Außerdem bläst dieser Innendruck die Luft aus der Form und treibt das überschüssige Material als Kerngrat aus.

Der vorgeformte Oberteil 13,14 wird entlang seinen Seiten zur gewünschten Kontur des Schis zugeschnitten. Dasselbe geschieht mit der Lauffläche 10 des Unterteils 10,11,12 vor dem Befeetigen der Stahlkanten 11.

In einem erfolgreichen Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde für den Kern 15 mit Mikroglasblasen gefüllter Polyurethan-Schaumstoff verwendet. Auch die Stirnseiten des Ober- und Unterteils wurden mit Polyurethan-Klebstoff bedeckt. Die Randstreifen 17 für den Kern wurden an dem wabenartigen Wellkörper 16 aus Papier befestigt und bestanden aus einem hochporösen, offenzelligen komprimierbaren Polyurethan-Schaumstoff. Für die Deckfläche 13 aus Kunststoff wurde eine ABS-Kunststoff schicht verwendet, für die Lauffläche 10 eine Polyäthylenschicht. Alle diese Materialien sind im Handel ohne weiteres erhältlich zusammen mit Anweisungen für ihren Gebrauch, so daß diese Materialien für sich nicht Seil der Erfindung sind.

Ein Beispiel für einen verwendbaren Schaumstoff besteht aus mit CO₂ aufgeblasenem Polyurethan-Schaumstoff mit drei Komponenten, der 100 Gewichtsteile Chempol (Freeman Corporation) 13-1727 Kunstharz und 32-1601 Isocyanat mit einer freien Anschwelldichte von 160 bis 168 kg/nr und einer Aufrahmzeit von

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35 bis 45 Sekunden, sowie 9,3 Gewichtsteile 3M (Minnesota Minting and Mfg. Co.) B25B Glasblasen mit einem nominalen spezifischen Gewicht von 0,23 enthält. Die Mikroglasblasen können auch bis zu 20 Gew.$ ausmachen und es können auch andere Blasen anstelle von Glas verwendet werden, beispielsweise Phenolharzblasen. Auch können die Mikroblasen überhaupt weggelassen werden, solange der Kern des fertigen Sohis nach dem Aufschäumen eine Dichte zwischen etwa 320 und 800 kg/m (20 bis 50 Pfund pro Kubikfuß) hat.

Dabei ist besonders darauf hinzuweisen, daß die brechbare oder komprimierbare grobmaschige oder poröse Kerneinlage 16,17 nicht den Zweck hat, dem Schi eine zusätzliche strukturelle Festigkeit zu verleihen, wie dies bei bekannten Schiern mit Kerneinlagen aus Aluminium o.dgl. der Pail ist. Die erfindungsgemäße Kerneinlage 16,17 ist tatsächlich nicht in der Lage, den Kern in merklichem Maß zu verstärken. Vielmehr ist die Kerneinlage absichtlich so gewählt, daß sie leicht brechbar, komprimierbar oder zerquetschbar ist, so daß die Form ohne Mühe geschlossen werden kann, ohne daß die anderen Bestandteile des Schis beschädigt werden. Dabei hat die Einlage aber eine ausreichende mechanische Form, um als Abstandhalter in der geschlossenen Form zu dienen bis zu dem Zeitpunkt, an dem der formgeschäumte Kern eine ausreichende Formstabilität annimmt, um selbst diese Aufgabe zu übernehmen. Aus diesem Grund sind die Streifen der Einlage 16,17 nicht kritisch, ausgenommen ihre Fähigkeit, als Interimsabstandhalter zu dienen. Das bedeutet für den Wellkörper 16, daß er den Oberteil und den Unterteil in dem der gewünschten Kerndicke entsprechenden Abstand halten muß, und für die Streifen 17, daß sie den Wellkörper 16 in einem Abstand nach innen halten müssen, damit seine Papierstreifen nicht durch die Seiten des Kerns 15 sichtbar sind. Wenn der Kern 15 sich verfestigt hat, haben die Abstandhalter 16,17 keinen weiteren Nutzen, da ihre Aufgabe, den formgeschäumten Kern bei der Annahme der richtigen Gestalt zu unterstützen, beendet ist· Aus diesem Grund ist die Erfindung

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nicht unbedingt auf die spezielle dargestellte Form der Einlage 16,17 beschränkt. Es ist vielmehr möglich, andere Abstandmittel zu verwenden, die beim Schließen der Form nachgeben, dabei aber noch genügend Formhaltigkeit haben, um als zwangsweiser Abstandhalter zu wirken. Dies bedeutet, daß sie eine Kraft von etwa 0,35 bis 35 kg/cm gegen Ober- und Unterteil ausüben müssen, um diese in der Form beim Schäumen des Kerns an Ort und Stelle zu halten. Die spezielle Form 16,17 der Abstandmittel empfiehlt sich von selbst. Beide Bestandteile und 17 sind billig, ohne weiteres erhältlich und bequem zu handhaben. Es ist ohne Mühe möglich, sie in die passende Form zurechtzuschneiden. Wegen ihrer zerbrechlichen oder komprimierbaren Natur ist es auch nicht nötig, genaue Toleranzen für diese Teile einzuhalten. Es ist lediglich erforderlich, daß der Wellkörper 16 in seiner Dicke ein kleines Übermaß hat, d.i. in der senkrecht zu den Ebenen des Oberteils und Unterteils verlaufenden Dimension. Der Wellkörper 16 hat auch in seiner Breite, d.i. in Querrichtung etwas Übermaß. Da er nur aus Papier besteht, läßt er sich leicht zusammenquetschen und in die Form einpassen; dabei bedeckt ein Teil seiner Papierstreifen doch die gesamte Fläche des Ober- und Unterteils und drückt auch gegen die Stahlkanten 11.

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Claims

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Ansprüche

Schi in Sandwichkonstruktion aus Aluminium und Kunststoff mit einem Unterteil, einem Kern und einem Oberteil, die sandwichartig übereinandergelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterteil eine Lauffläche (10) aus Kunststoff aufweist, an deren beiden Seitenrändern Stahlkanten (11) angebracht Bind und auf deren Oberseite ein erster Aluminiumstreifen (12) befestigt ist, und der Oberteil eine äußere Deckfläche (13) aufweist, an deren Unterseite ein zweiter Aluminiumstreifen (14) befestigt ist, und daß der Kern (15) aus einem Körper aus starrem Schaumkunststoff besteht, der zwischen dem Oberteil (13, 14) und dem Unterteil (10, 11, 12) an Ort und Stelle formgeschäumt ist und in dem ein brechbares Streifengebilde (16, 17) aus porösem Material eingebettet ist, das an dem Oberteil und dem Unterteil derart anliegt, daß es diese Teile in einem der gewünschten Kerndicke entsprechenden Abstand voneinander hält.
2. Schi nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Aluminiumstreifen (12) eine Breite hat, die kleiner ist als der Abstand zwischen den inneren Rändern der Stahlkanten (11), so daß der Aluminiumstreifen von den Stahlkanten beabstandet ist und keine direkte Berührung mit ihnen hat und die mechanischen Eigenschaften des Schis mit Hilfe kleiner Veränderungen der Breite des ersten Aluminiumstreifens variierbar sind·
3· Schi nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das brechbare Streifengebilde die Form eines Wellkörpers (16) hat, der aus schmalen Papierstreifen gebildet ist, die senkrecht zum Ober- und Unterteil des Schis liegen.
4. Schi nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierstreifen gegen die Stahlkanten (11) stoßen und daß entlang den beiden Seiten des Wellkörpers (16) jeweils ein Streifen (17) aus einem komprimierbaren porösen Sohaum-

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kunststoff angeordnet ist, der die Papierstreifen von der Außenseite des Schis naoh innen beabstandet.
5. Verfahren zur Herstellung eines Schis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberteil und der Unterteil des Schis vorgeformt wird, daß der Oberteil in den Boden einer Form gelegt wird, daß Schaumkunststoff in flüssiger Form über den Oberteil gegossen wird, daß ein Streifengebilde aus einem brechbaren und porösen Material in den Schaumkunststoff eingelegt wird, daß der Unterteil auf das Streifengebilde gelegt und dann die Form geschlossen wird, wobei das Streifengebilde aus dem zerbrechlichen und porösen Material teilweise zusammengequetscht wird und sich gegen den Oberteil und Unterteil anlegt, um diese in ihrer Lage in der Form und in dem gewünschten, der Kerndicke entsprechenden Abstand voneinander zu halten, und daß die Form geschlossen gehalten wird, während der flüssige Schaumkunststoff anschwillt und sich zu einem starren Schäumstoffkern der gewünschten Dicke formt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberteil, der eine Deckfläche und einen an deren Unterseite befestigten Aluminiumstreifen hat, umgekehrt in die Form gelegt wird und auch der Unterteil mit seiner lauffläche und dem darauf angebrachten Aluminiumstreifen umgekehrt in die Form gelegt wird, und daß der als Einlage im Kern dienende Wellkörper eine geringfügig größere Dicke hat als der gewünschten Kerndicke entspricht, so daß er beim Schliessen der Form etwas zusammengequetscht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß · der Wellkörper in ausreichender Breite vorgesehen wird, so daß sich einige der schmalen Papierstreifen gegen die Stahlkanten legen, um zu verhindern, daß letztere sich ausbeulen.

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