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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen Kern
für ein
Gleitbrett und insbesondere auf einen Kern für ein Snowboard.
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Stand der Technik
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Speziell
aufgebaute Boards zum Gleiten entlang eines Terrains, wie beispielsweise
Snowboards, Ski, Wasserski, Wakeboards, Surfbretter und ähnliche
sind bekannt. In diesem Patent bezieht sich "Gleitbrett" im allgemeinen auf sämtliche
der vorstehenden Boards, sowie auf andere brettartige Vorrichtungen,
die es einem Fahrer erlauben, eine Oberfläche zu überqueren. Zum leichteren Verständnis, ohne
jedoch den Umfang der Erfindung zu beschränken, ist der erfinderische
Kern für
ein Gleitbrett, auf den sich dieses Patent bezieht, insbesondere
in Verbindung mit einem Kern für
ein Snowboard offenbart.
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Ein
Snowboard umfasst ein vorderes Ende, ein hinteres Ende und gegenüberliegende
Hinter- und Vorderkanten. Die Ausrichtungen der Kanten hängt davon
ab, ob der Fahrer seinen linken Fuß (regular) oder seinen rechten
Fuß (goofy)
vorne hat. Eine Breite des Boards verjüngt sich üblicherweise von sowohl dem
vorderen Ende als auch dem hinteren Ende in Richtung des Mittelbereichs
des Boards nach innen, wodurch die Kurveneinleitung und der Kurvenausgang,
sowie der Kantengriff erleichtert werden. Das Snowboard ist aus
verschiedenen Komponenten, umfassend einen Kern, eine obere und eine
untere Verstärkungsschicht,
die den Kern zwischen sich einschließen, eine obere Dekorschicht und
eine untere Gleitfläche,
die üblicherweise
aus einem gesinterten oder extrudierten Kunststoff gebildet ist,
aufgebaut. Die Verstärkungsschichten
können
die Kante des Kerns überlappen
und alternativ kann eine Seitenwand vorgesehen sein, um den Kern
vor der Umgebung zu schützen
und gegenüber
ihr abzudichten. Metallkanten können
um einen Teil oder vorzugsweise den gesamten Umfang des Boards vorgesehen
sein, wodurch eine harte Griffkante zur Boardsteuerung auf Schnee
und Eis bereitgestellt wird. Ein Dämpfermaterial um ein Rattern
und Vibrationen zu reduzieren, kann ferner in dem Board integriert
sein. Das Board kann eine symmetrische oder asymmetrische Form aufweisen
und kann entweder eine flache Basis aufweisen oder stattdessen mit
einer leichten Wölbung
versehen sein.
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Ein
Kern kann aus einem Schaumstoffmaterial aufgebaut sein, er ist jedoch
oftmals aus einem vertikalen oder horizontalen Laminat aus Holzstreifen gebildet.
Holz ist ein anisotropisches Material, das heißt Holz weist in unterschiedlichen
Richtungen unterschiedliche mechanische Eigenschaften auf. Zum Beispiel
weisen die Zugfestigkeit, Druckfestigkeit und Steifigkeit von Holz
einen Maximalwert auf, wenn entlang der Maserungsrichtung des Holzes
gemessen wird, während
die beidseitigen orthogonalen Richtungen, die senkrecht zu der Maserung
verlaufen, einen Minimalwert dieser Eigenschaften aufweisen. Im
Gegensatz weist ein isotropisches Material unabhängig von der Orientierung die
gleichen mechanischen Eigenschaften auf.
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Dynamische
Lastbedingungen, die während dem
Fahren auftreten, induzieren verschiedene Biege- und Torsionskräfte auf
das Board. Diese Kraft induziert Belastungen, die über das
Board nicht gleichmäßig aufgebracht
werden, so dass lokale Bereiche einem größeren Betrag einer speziellen
Kraft ausgesetzt werden.
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Zum
Beispiel landet ein Fahrer einen Sprung üblicherweise auf dem hinteren
Ende, so dass dieser Bereich des Boards üblicherweise eine merkliche Biegelast
erfährt,
die zu einer hohen Längsseherbeanspruchung
führt.
Führt ein
Fahrer eine scharfe Kurve auf der Kante aus, wird das Board üblicherweise merklichen
Querbiegelasten ausgesetzt, die zu hohen Querscherbelastungen in
dem Bereich zwischen der Kante und der Mittellinie des Boards führen. Da Bindungen
in einem Mittelbereich des Boards angebracht sind, kann eine erhebliche
Druckfestigkeit erforderlich sein, um hohe Kompressionslasten auszuhalten,
die beim Landen eines Sprungs oder während einer scharfen Kurve
auf der Kante von dem Fahrer auf diesen Bereich ausgeübt werden.
Ferner können Kräfte, die
auf die Bindungen ausgeübt
werden, hohe Punktlasten erzeugen, die dazu führen können, Einsatz-Befestigungsmittel
aus der Bindung zu ziehen. Der Bereich des Boards zwischen den Füßen des Fahrers
kann aufgrund entgegengesetzter Boardverwindungen entlang der Mittellinie
des Boards erhebliche Torsionslasten erfahren, wenn eine Kurve eingeleitet
wird oder man aus einer Kurve herauskommt.
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Der
Kern und die Verstärkungsschichten sind
das strukturelle Rückgrat
des Boards und sie wirken zusammen, um die oben erwähnten Scher-, Kompressions-,
Zug- und Torsionsbelastungen auszuhalten. Holzkerne wurden herkömmlicher
Weise derart konsturiert, dass die Maserung 20 aller Holzsegmente
entweder parallel zu der Grundebene des Kerns, wie es auch als "Längsmaserung" (Engl.: "long grain") bekannt ist (1–2), oder derart, dass sie
in einer Richtung von dem vorderen Ende zu dem hinteren Ende senkrecht
zu der Grundebene verlaufen, wie es auch als "Endmaserung" (Engl.: "end grain") bekannt ist (3–4) oder so dass sie in einer Mischung
aus Längsmaserung
und Endmaserung verlaufen, wobei die Streifen von zwei Maserungsarten
sukzessive abwechseln. Es ist auch bekannt, die Längsmaserung
quer über
den Kern in einer Kante-zu-Kante-Beziehung auszurichten. Folglich
wurden die Segmente bei bekannten Holzkernen derart ausgerichtet,
dass sich die Maserung parallel zu wenigstens einer der orthogonalen
Achsen des Kerns erstreckt. Zusätzlich
wurden die Längsmaserungssegmente
bei bekannten Holzkernen gleichmäßig in der
gleichen Richtung über
den Kern ausgerichtet. Bis heute waren die mechanischen Eigenschaften von
Holzsegmenten ausreichend, um die verschiedenartig gerichteten auf
das Board aufgebrachten Kräfte
auszuhalten.
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Snowboardhersteller
streben kontinuierlich danach, haltbare leichtere Boards herzustellen,
die verschiedenartige Leistungseigenschaften, die von den Fahrern
erwünscht
sind, wie beispielsweise eine kontrollierte Flexibilität, Kantenhalt
und Manövrierbarkeit
aufweisen. Es ist bekannt, das Gewicht eines Boards durch Einsetzen
von Materialien mit niedrigerer Dichte im Kern zu reduzieren. Mit
der Verminderung der Holzdichte vermindern sich jedoch auch die mechanischen
Eigenschaften. Ein Holzsegment mit niedrigerer Dichte, das mit einer
Längsmaserungskonfiguration,
die entweder vom vorderen zum hinteren Ende oder von der Kante zur
Kante verläuft
oder mit einer Endmaserung, die sich senkrecht zu dem Kern erstreckt,
in einer Standardausführung
ausgerichtet ist, kann entweder nicht ausreichen, um den Belastungen
zu widerstehen, die herkömmlicher
Weise während
dem Fahren auf ein Board ausgeübt
werden oder um die gewünschten
Fahreigenschaften bereitzustellen. Folglich besteht ein Bedürfnis für eine Anordnung
eines leicht gebauten Kerns für
ein Gleitbrett, der in der Lage ist, verschiedenartige durch Kräfte induzierte
Belastungen zu tragen, während
wünschenswerte
Fahreigenschaften bereitgestellt werden.
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Ein
Beispiel eines leicht gebauten Kerns, der in der Lage ist, verschiedenartige
kraftinduzierte Belastungen zu tragen, ist in der
DE 198 10 035 A1 von The
Burton Corporation, der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung offenbart,
auf die der Fachmann für
Details hingewiesen wird. Dieser Kern integriert einen anisotropischen
Aufbau abseits der Achse, der jeweils nicht parallel zu den orthogonalen
Achsen des Kerns ist, was die Verwendung eines kostenintensiveren
Herstellungsprozesses erfordert, um den Kern herzustellen.
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Ein
weiterer Kern für
ein Gleitbrett mit einem länglichen
dünnen
Kernelement ist aus der
DE
40 17 539 A1 bekannt, nämlich
ein Kern für
einen Ski. Das offenbarte Kernelement weist ein vorderes Ende, ein hinteres
Ende und ein Paar gegenüberliegender Kanten
auf. Der offenbarte Kern kann aus mehreren Segmenten zusammengesetzt
sein. Diese Segmente weisen dann alternierende Muster auf, nämlich ein Längsmaserungssegment
mit einer Maserung in einer Richtung vom vorderen Ende zum hinteren
Ende gefolgt von einem Längsmaserungssegment,
bei dem die Maserung quer über
den Kern ausgerichtet ist. Bei diesem Kernelement können die
Segmente als ein anisotropischer Aufbau mit ersten und zweiten Hauptachsen,
die parallel zu der Richtung vom vorderen Ende zum hinteren Ende
bzw. der Richtung von der Kante zur Kante aufweisend angesehen werden.
Ein Kontakt zwischen benachbarten Segmenten besteht in einer Ebene
senkrecht zu der Grundebene des Kernelements. Der Skikern wurde
entwickelt, um unter verschiedenen thermischen Bedingungen gute Allround-Fahreigenschaften
und gute Dämpfeigenschaften
bereitzustellen.
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Ein
Snowboard, das aus verschiedenartigen Schichten aufgebaut ist und
einen asymmetrischen Kern aufweist, ist aus der
DE 295 02 290 U1 bekannt. Dieses
Snowboard soll in seiner äußeren Form
symmetrisch sein, aber ähnliche
Fahreigenschaften wie asymmetrische Snowboards bereitstellen. Zu
diesem Zweck ist ein asymmetrischer Kernnaufbau mittels horizontaler
Schichten vorgeschlagen, wobei die einzelnen Schichten aus Holz
bestehen, und die Maserung abhängig
von der entsprechenden Schicht längs,
diagonal oder quer verläuft.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Folglich
wäre es
vorteilhaft, einen Kern für ein
Gleitbrett bereitzustellen, der Längsmaserungsstrukturen integriert,
die auf eine oder mehrere spezifische lokalisierte Belastungen oder
auf eine Kombination derartiger lokalisierter Belastungen abgestimmt
sind.
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Die
vorliegende Erfindung ist ein flexibler, haltbarer auf den Fahrer
ansprechender Kern für
ein Gleitbrett, wie beispielsweise ein Snowboard. Der Kern bringt
Festigkeit und Steifigkeit, so dass ein Board, das den Kern enthält, Lasten
tragen kann, die entweder in einer Richtung parallel zu einer Achse des
Boards, sowie außerhalb
der Achse oder von Kombinationen davon induziert sind. Der Kern
wirkt mit anderen Komponenten des Gleitbretts wie z.B. mit Verstärkungsschichten,
die über
und unter dem Kern angeordnet sind, zusammen, um ein Board mit einer
ausgeglichenen Torsionskontrolle und Gesamtflexibilität bereitzustellen,
das schnell auf Fahrer-induzierte Lasten anspricht, wie beispielsweise
eine Kurveneinleitung und das Ausfahren aus einer Kurve, das sich
auf Landungen nach Sprüngen
oder dem Fahren über
ein holpriges Terrain (Buckel) sofort erholt und das einen festen
Kantenkontakt mit dem Terrain aufrecht erhält. Ein Gleitbrett, das den
Kern enthält,
ist manövrierbar
und stellt dem Fahrer einen verbesserten Kantenhalt bereit. Ein
spezielles Biegeprofil kann in den Kern gefräst sein, um eine Feinabstimmung
des Gleitbretts hinsichtlich eines speziellen Bereichs einer Fahrleistung
vorzunehmen.
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Der
Kern umfasst ein Kernelement mit einem vorderen Ende, einem hinteren
Ende und gegenüberliegenden
Kanten. Der Begriff vorderes Ende bezieht sich auf den Abschnitt
des Kerns, der am nächsten
an dem vorderen Ende angeordnet ist, wenn der Kern in dem Gleitbrett
integriert ist. Der Begriff hinteres Ende bezieht sich gleichermaßen auf den
Abschnitt des Kerns, der am nächsten
zu dem Hinterende liegt, wenn der Kern und das Gleitbrett zusammengesetzt
sind. Das vordere und hintere Ende kann derart ausgestaltet sein,
dass es sich über die
gesamte Länge
des Gleitbretts erstreckt und sie können derart geformt sein, um
den Konturen des. Vorderendes und Hinterendes des Gleitbretts zu
entsprechen. Alternativ kann sich der Kern lediglich teilweise entlang
der Länge
des Gleitbretts erstrecken und keine kompatiblen Endformen umfassen.
Symmetrische und asymmetrische Kernformen sind beinhaltet.
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Der
Kern ist vorzugsweise aus einem länglichen, dünnen Kernelement mit einer
Stärke,
die z.B. von einem dickeren Mittelbereich zu schlankeren Enden variieren
kann, ausgebildet wodurch dem Board eine bestimmte Biegungs- Erwiderung
mitgegeben wird. Ein Kern mit gleichmäßiger Stärke ist jedoch ebenso denkbar.
Vor dem Integrieren in das Gleitbrett kann der Kern im wesentlichen
flach, konvex oder konkav sein und die Form des Kerns kann sich
während
der Herstellung des Gleitbretts ändern.
Folglich kann ein flacher Kern letztlich eine Wölbung umfassen und nach oben
gebogene Vorder- und
Hinterenden aufweisen, nachdem das Gleitbrett vollständig zusammengesetzt
ist.
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Das
Gleitbrett-Kernelement umfasst mehrere anisotropische Strukturen,
wie beispielsweise Holz, die jeweils eine Hauptachse (die Richtung
der Maserung, wenn die anisotropische Struktur Holz ist) aufweisen,
entlang derer eine mechanische Eigenschaft, die die Fahrleistung
desGleitbrettes beeinflusst, einen maximalen Wert aufweist. Die
Hauptachsen können
entweder durch einen Winkel relativ zu der Längsachse, Querachse oder Normalachse des
Kerns oder einen Winkel relativ zu einer Ebene, die durch beliebige
zwei dieser Achsen gebildet ist, definiert werden. Obwohl jede der
zwei anisotropischen Strukturen angeordnet ist, um einen Maximalwert
für eine
spezielle, betrachtete Last bereitzustellen, sind die Hauptachsen
vorzugsweise derart angeordnet, dass sie einen ausgeglichenen Wert
für zwei oder
mehrere vorbekannte Lastbedingungen bereitstellen. Im letzteren
Fall können
die Hauptachsen derart angeordnet sein, dass sie keinen Maximalwert für eine beliebige
der betrachteten Lasten bereitstellen, sondern vielmehr einen gewünschten
Mischwert.
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Die
anisotropen Strukturen sind derart ausgerichtet, dass die Hauptachsen
in einer Ebene liegen, die in einer Längsmaserungs-Konfiguration parallel
zu der Grundebene des Kerns liegt. Das Einbeziehen von Längsmaserungsstrukturen
erlaubt es, den Kern unter Verwendung relativ ökonomischer Vorgänge herzustellen.
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Handelt
es sich bei der anisotropischen Struktur um Holz, verläuft die
Maserung des Holzes parallel zu der Grundebene des Kerns in einer
Längsmaserungsart.
Obwohl eine anisotropische Holzstruktur bevorzugt ist, sind anisotropische
Strukturen umfassend eine Glasfaser-Kunstharzmatrix, eine gegossene
Thermoplaststruktur, Waben und ähnliches denkbar.
Ferner können
eine oder mehrere isotropische Materialien in einer anisotropen
Struktur ausgebildet sein, die für
die Verwendung in dem vorliegenden Kern geeignet sind. So kann z.B.
Glas, welches selbst isotropisch ist, in Fasern ausgebildet sein,
die in einer Kunststoffmatrix zueinander ausgerichtet sind, um eine
anisotropische Struktur zu bilden.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein Gleitbrett, das einen länglichen,
dünnen Kern,
wie er in einer beliebigen der hierin beschriebenen Ausführungsformen
definiert ist, enthält.
Das Gleitbrett kann ferner eine Verstärkungsschicht umfassen, wie
beispielsweise eine oder mehrere Schichten einer faserverstärkten Matrix,
und zwar über
und unter dem Kern. Eine Bodengleitfläche und eine obere Fahrfläche können ferner
vorgesehen sein, genauso wie Umfangskanten zum sicheren Eingreifen
in das Terrain. Dämpf-
und vibrationsbeständige
Materialien können
entsprechend umfasst sein.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen verbesserten Kern für ein Gleitbrett
bereit.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Kern für ein Gleitbrett mit einer
strukturellen Integrität
bereit, um die vorbekannten mechanischen Lasten, die auf das Gleitbrett
aufgebracht werden, zu handhaben und einen Kern für ein Gleitbrett
mit ausgewählten Bereichen
entlang der Kanten des Kerns, die derart konfiguriert sind, dass
sie den gewünschten
Betrag des Kantenhalts entlang der Kanten des Bretts bereitstellen.
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Andere
Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
ersichtlich. Es ist selbstverständlich, dass
die Zeichnungen lediglich zu darstellenden Zwecken vorgesehen sind
und nicht dazu gedacht sind, die Grenzen der Erfindung zu definieren.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehende und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden
aus den begleitenden Zeichnungen ersichtlicher, in denen:
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1 eine schematische Ansicht
eines Holzkerns mit Längsmaserungssegmenten
ist;
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2 ein Querschnitt entlang
der Querschnittslinie 2–2
in 1 ist;
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3 eine schematische Ansicht
eines Holzkerns mit Endmaserungssegmenten ist;
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4 ein Querschnitt entlang
der Querschnittslinie 4–4
in 3 ist;
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5 eine Draufsicht des Kerns
gemäß einer
darstellenden Ausführungsform
der Erfindung ist;
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6 eine vergrößerte Seitenansicht
des Kerns aus 5 ist;
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7 ein Querschnitt des Kerns
entlang der Querschnittslinie 7–7
in 5 ist;
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8 ein Querschnitt des Kerns
entlang der Querschnittslinie 8–8
in 5 ist;
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9 ein Querschnitt des Kerns
entlang der Querschnittslinie 9–9
in 5 ist;
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10 ein Querschnitt des Kerns
entlang der Querschnittslinie 10–10 in 5 ist;
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11 eine schematische Ansicht
eines Kerns ist, die eine Scherbelastung aufgrund einer Längsbiegung
des Kerns darstellt;
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12 eine schematische Ansicht
eines Kerns ist, die eine Scherbelastung aufgrund einer Querbiegung
des Kerns darstellt;
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13 eine schematische Ansicht
eines Kerns ist, die eine Torsionsbelastung aufgrund einer Verwindung
des Kerns darstellt;
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14 eine Draufsicht des Kerns
gemäß einer
anderen darstellenden Ausführungsform
der Erfindung ist, bei der entlang der Kanten des Kerns gewinkelte
Kernsegmente integriert sind;
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15 eine schematische Ansicht
eines Kerns ist, der entlang der jeweiligen Kanten des Kerns mehrere
Bereiche anisotropischer Strukturen aufweist;
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16–18 schematische
Ansichten weiterer darstellender Ausführungsformen eines Kerns gemäß der vorliegenden
Erfindung sind; und 19 eine
Explosionsansicht eines Snowboards mit integriertem Kern gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung, die in den 5–10 dargestellt ist, ist ein
Kern zum Integrieren in ein Gleitbrett, wie beispielsweise ein Snowboard,
vorgeschlagen. Der Kern 30 umfasst ein dünnes, längliches
Kernelement 32, das ein abgerundetes vorderes Ende 34,
ein abgerundetes hinteres Ende 36 und ein Paar gegenüberliegender
Seitenkanten 38, 40, die sich zwischen dem vorderen Ende
und dem hinteren Ende erstrecken, aufweist. Es ist jedoch anzuerkennen,
dass die Kernform geändert
werden kann, um der gewünschten
Endkonfiguration des Boards zu entsprechen. Diesbezüglich kann
der Kern 30 eine symmetrische oder äbhängig von dem gewünschten
Fahrerbiegungsprofil des Boards eine asymmetrische Form aufweisen.
Obwohl ein Kern dargestellt ist, über die gesamte Länge, der
vom Vorderende zum Hinterende verläuft, ist ein Kern über einen
Teil der Länge
denkbar, dem das abgerundete vordere Ende und/oder das abgerundete
hintere Ende fehlt. Der Kern 30 kann mit einem Sidecut 42 versehen
sein, wie es dargestellt ist, oder stattdessen mit einer gleichbleibenden
Breite ausgestaltet sein. Wie es in 5 dargestellt
ist, kann der Kern 30 mit einer ersten und einer zweiten
Gruppe 44, 46 von Öffnungen oder Löchern versehen
sein, die den Bereichen entsprechen, in denen die vorderen und hinteren
Bindungen, wie beispielsweise Snowboardbindungen, an dem Board befestigt
werden. Die Öffnungen
in dem Kern sind dazu geeignet, Befestigungseinsätze (nicht dargestellt) aufzunehmen,
um die Bindungen zu befestigen. Das Muster der Öffnungen kann variieren, um
unterschiedliche Befestigungseinsatzmuster aufzunehmen.
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Der
Kern 30 kann eine gleichbleibende Stärke t aufweisen oder vorzugsweise
eine Stärke
t aufweisen, die von einem dickeren Mittelbereich 43, der die Öffnungen 44, 46 zum
Aufnehmen der Befestigungseinsätze
aufweist, zu einem dünneren,
flexibleren vorderen und hinteren Ende 34, 36 variiert.
Es ist anzuerkennen, dass andere Stärkenänderungen ebenfalls denkbar
sind, wie es dem Fachmann ersichtlich ist. Bei einer Ausführungsform ändert sich die
Stärke
von ungefähr
8 mm im Mittelbereich 48 zu ungefähr 1,8 mm an den Enden 34, 36.
Obwohl der Kern vor dem Integrieren in das Gleitbrett vorzugsweise
im wesentlichen flach ist, kann er ebenfalls mit einer konvexen
oder konkaven Form ausgebildet sein. Ferner kann sich die Form des
Kerns während der
Herstellung des Gleitbretts ändern.
Folglich kann ein flacher Kern letztlich nach der abschließenden Montage
des Boards eine Wölbung
umfassen und das vordere und hintere Ende können nach oben gebogen sein.
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Mehrere
Kernlängssegmente 50 und
mehrere Kernquereeemente 52 sind durch eine vertikale Lamination
aneinander befestigt, um ein integrales Kernelement 32 zu
bilden. Wie es dargestellt ist, erstrecken sich die Kernlängssegmente 50 von
dem Vorderende zu dem Hinterende und sind quer über die Breite des Kerns verteilt.
Ein einzelnes Kernlängssegment 50 kann
sich entlang der gesamten Länge
des Kerns erstrecken oder alternativ können mehrere kurze Segmente
an ihren Ende verbunden sein. Die Kernquerelemente 72 erstrecken
sich in einer Richtung quer zu den Kernlängssegmenten 50. Wie
es dargestellt ist, erstrecken sich die Kernquerelemente 52 in
der Kantezu-Kante-Richtung und sind mit dazwischen angeordneten
Kernlängssegmenten 50 in
länglichen
Bereichen 54, 56 entlang der gegenüberliegenden
Kanten 38, 40 des Kerns verteilt. Die Breite der
Kernsegmente 50, 52 kann über das Kernelement 32 gleichbleibend
sein oder sie kann je nachdem wie es erwünscht ist, variieren. Bei einer Ausführungsform
kann die Breite der Kernsegmente 50, 52 von ungefähr 4 mm
bis ungefähr
20 mm mit einer bevorzugten Breite von ungefähr 10 mm reichen.
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Jedes
Kernsegment 50, 52 umfasst wenigstens eine anisotropische
Struktur 58, 60 (9–10) mit einer Hauptachse 62, 64 entlang
derer eine mechanische Eigenschaft der anisotropischen Struktur ihren
Maximalwert aufweist. Eine derartige mechanische Eigenschaft umfasst
eine oder mehrere der folgenden: Druckfestigkeit, Drucksteifigkeit,
Druckermüdungsfestigkeit,
Druckzeitstandfestigkeit, Zugfestigkeit, Zugsteifigkeit, Zugermüdungsfestigkeit
und Zugzeitstandfestigkeit.
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Die
anisotropische Struktur 58, 60 jedes Kernsegments 50, 52 ist
derart ausgerichtet, dass sich die entsprechende Hauptachse 62, 64 in
einer vorbestimmten Richtung und einem vorbestimmten Winkel entsprechend
einer oder mehrerer der vorbekannten Lastzustände, die beim Fahren des Boards erfahren
werden, erstreckt. Der Winkel und die Richtung der Hauptachse 62, 64 kann
in bezug auf ein orthogonales Koordinatensystem für den Kern,
das eine Längsachse 66 und
einer Querachse 68 und eine Normalachse 70 umfasst,
definiert werden. Die Längsachse 66 erstreckt
sich in einer Vorderende-zu-Hinterende-Richtung
entlang der Mittellinie des Kerns, die Querachse 68 erstreckt
sich in einer Kante-zu-Kante-Richtung in der Längsmitte zwischen dem vorderen
und dem hinteren Ende 34, 36 des Kerns (senkrecht
zu der Längsachse),
während die
Normalachse 70 senkrecht zu der Grundebene 72 des
Kerns, die sich durch die Längs-
und Querachsen erstreckt, steht. Das Koordinatensystem definiert
ferner eine Längsebene,
die sich durch die Längs-
und Normalachsen erstreckt und eine Querebene, die sich durch die
Quer- und Normalachsen erstreckt.
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Die
anisotropischen Strukturen 58, 60 für jeweils
die Kernlängs-
und Quersegmente 50, 52 sind in dem Kern derart
angeordnet, dass ihre entsprechenden Hauptachsen 62, 64 in
einer Ebene liegen, die parallel zu der Grundebene 72 des
Kerns verläuft. Wenn
die anisotropischen Strukturen aus Holz ausgebildet sind, versteht
sich unter einer derartigen Ausrichtung, dass die Holzmaserung eine
Längsmaserungskonfiguration
aufweist. Die Hauptachse 62 der Kernlängssegmente 50 erstreckt
sich jedoch in einer Richtung, die unterschiedlich der Richtung
der Hauptachse 64 der Kernquersegmente 52 ist.
Die spezielle Ausrichtung der Hauptachsen der Kernlängs- und
Quersegmente kann ausgewählt
werden, um den Kern mit vorbestimmten Fahr- und Haltbarkeitseigenschaften
auszugestalten und um die denkbaren Lastzustände auf den Kern zu handhaben.
Obwohl die Kernlängs-
und Quersegmente in jeglicher geeigneter Ausrichtung eingesetzt
werden können, um
die gewünschten
Eigenschaften bereitzustellen, erlaubt eine Kombination verschiedenartiger
Längsmaserungsausrichtungen,
den Kern in verschiedenartigen Konfigurationen unter Verwendung
relativ ökonomischer
Vorgänge
herzustellen.
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Bei
einer Ausführungsform
ist die Hauptachse 62 jedes Kernlängssegments 50 parallel
zu der Längsachse 66 des
Boards ausgerichtet. Diese spezielle Längsmaserungsausrichtung stellt
einen Kern bereit, der eine gute Gesamthaltbarkeit mit weichen Biegungseigenschaften
vom Vorderende zum Hinterende aufweist. Diese Ausrichtung ist geeignet
zum Handhaben von Längsscherlasten,
die entlang der Längsachse 66 ungefähr auf halbem
Weg zwischen dem hinteren Bindungsbereich 46 und dem vorderen Ende 36 des
Boards auf den Kern aufgebracht werden. Dieser Lastzustand, der üblicherweise
die Hauptbelastung auf ein Board ist, kann auftreten, wenn ein Sprung
gelandet wird, wodurch verursacht wird, dass sich das hintere Ende 36 des
Boards, wie es im Phantom in 11 dargestellt
ist, entlang einer Achse parallel zu der Querachse 68 nach
oben 73 biegt. Diese Ausgestaltung handhabt gleichermaßen einen
Lastzustand in der entgegengesetzten Richtung, wie beispielsweise
das nach unten Biegen des hinteren Endes des Boards.
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Diese
Ausrichtung erlaubt ferner, den Kern auf eine Torsionslast um die
Längsachse 66 zu
biegen, die auf den Mittelabschnitt des Kerns zwischen dem vorderen
und hinteren Bindungsbereich 44, 46 abseits der
Längsahse 66 aufgebracht
wird, wie es in 12 dargestellt
ist. Dieser Lastzustand kann auftreten, wenn eine Kurve eingeleitet
wird oder aus einer Kurve herausgefahren wird, wodurch verursacht wird,
dass sich das Board entlang der Längsachse 66 verwindet.
Insbesondere verwindet sich der Vorderendenabschnitt 74 des
Boards in eine Richtung R1 um die Längsachse 66 und
der Hinterendenabschnitt 66 des Boards verwindet sich in
der entgegengesetzten Richtung R2 um die
Längsachse.
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Wird
die oben beschriebene Längsmaserungsausrichtung
entlang der Kernkanten 38, 40 integriert, kann
dies nicht immer geeignet sein, um dem Fahrer einen erwünschten
Grad Kantenhalt oder Kantengriff zum Ausführen einer scharfen Kurve auf der
Kante zur Verfügung
zu stellen. Insbesondere erzeugt ein derartiges Manöver eine
Querscherlast, die zwischen der Längsachse 66 und der
Carvingkante 40 des Boards aufgebracht wird und ein nach
oben 78 Biegen der Kante entlang einer Achse parallel zu der
Längsachse 66 verursacht,
wie es in 13 dargestellt
ist. Eine Erhöhung
der Steifigkeit der Kernkanten 38, 40 reduziert
den Grad der Kantenflexibilität
und führt
zu einem Board mit erhöhtem
Kantenhalt. Wenn Kernsegmente mit Längsmaserungskonfigurationen
eingesetzt werden, kann die Steifigkeit der Kernkanten 38, 40 relativ
zu den Querscherbelastungen durch Ausrichten der Hauptachsen der Kernsegmente
von der Längsachse 66 weg
und in Richtung der Querachse 68 erhöht werden.
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Bei
einer Ausführungsform,
die in 5 dargestellt
ist, ist die Hauptachse 64 jedes Kernquersegmente 52,
die in den Kantenbereichen 54, 56 des Kerns vorgesehen
sind, parallel zu der Querachse 68 des Boards ausgerichtet.
Diese spezielle Längsmaserungsausrichtung
stellt einen Kern mit maximaler relativer Steifigkeit entlang seiner
Kanten zur Verfügung,
was zu einem Board mit einem höheren
Grad an Kantenhalt, verglichen mit einem Kern der die Längsmaserungsausrichtung,
die parallel zu der Längsachse
verläuft,
quer über
die gesamte Breite des Kerns einsetzt, führt. Wie es oben vorgeschlagen wurde,
können
jedoch die Hauptachsen der Kernquersegmente in jeder beliebigen
Richtung ausgerichtet sein, um einen vorbestimmten Grad Kantenhalt
zur Verfügung
zu stellen.
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Bei
einer anderen Ausführungsform,
die in 14 dargestellt
ist, sind die Hauptachsen 64 der Kernquersegmente 52 in
den jeweiligen Kantenbereichen 54, 56 des Kerns
in einem Winkel A von entweder der Querachse 68 (wie dargestellt)
oder der Längsachse 66 ausgerichtet,
so dass die Hauptachsen nicht parallel zu der Quer- und Längsachse
verlaufen. Da die Hauptachse 64 des Kernquersegments 52 von
der Querachse 68 in Richtung der Längsachse 66 weg ausgerichtet
ist, wird die Steifigkeit der Kernkanten 38, 40 und
folglich der Kantenhalt des Kerns vermindert. Im Gegensatz dazu
erhöht sich
die Steifigkeit und der Kantenhalt, wenn die Hauptachse 64 der
Kernquersegmente 52 mehr in Richtung einer parallelen Ausrichtung
zu der Querachse 68 ausgerichtet ist. Folglich kann der
Kern mit einem gewünschten
Grad Kantenhalt durch Einstellen der Ausrichtung der Kernquersegmente 52 relativ zu
der Quer- und Längsachse
ausgestaltet werden.
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Die
Hauptachse 64 des Kernquersegments 52 kann einen
Winkel A zwischen 10° und
80° relativ zu
der Quer- oder Längsachse
aufweisen. Vorzugsweise beträgt
der Winkel A zwischen ungefähr
30° und
ungefähr
60°, um
einen Kern bereitzustellen, der eine Kombination aus gutem Kantenhalt
und guter Boardmanövrierbarkeit
aufweist. Bei einer Ausführungsform
beträgt
die Hauptachse der Kernquersegmente ungefähr 45°.
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Da
die Hauptquerscherbelastung entlang der Kernkanten in der Umgebung
der Bindungsbereiche auftritt, ist es erwünscht, die Kernquersegmente 52 entlang
der Kernkanten benachbart wenigstens eines Abschnitts des vorderen
und hinteren Bindungsbereichs vorzusehen. Wie es in 5 und 14 dargestellt
ist, können
sich die länglichen
Bereiche 54, 56 der Kernquersegmente 52 von
dem vorderen Bindungsbereich kontinuierlich entlang der Kernkanten 38, 40 in
Richtung des hinteren Bindungsbereichs erstrecken. Obwohl sich die
Kernquersegmente 52 entlang der gesamten Länge der
Kernkanten erstrecken können,
ist es bevorzugt, dass sie sich leicht über die Bereiche vor den vorderen
Bindungsbereich und hinter den hinteren Bindungsbereich erstrecken,
wie es dargestellt ist, so dass der Vorderenden- und Hinterendenabschnitt
des Kerns zur Boardmanövrierbarkeit
relativ flexibel bleibt, während
in den Bindungsbereichen dennoch die gewünschte Kantensteifigkeit bereitgestellt
wird.
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Bei
einer Ausführungsform
für Boardlängen von
ungefähr
140 bis 185 cm weist jeder Bereich von Kernquersegmenten 52 eine
Länge entlang
der Kernkanten von ungefähr
80 cm auf und erstreckt sich ungefähr 10 cm vor und hinter den
vorderen bzw. hinteren Bindungsbereich. Jeder Bereich der Kernquersegmente
weist eine Breite in der Kante-zu-Kante-Richtung von ungefähr 2-5 cm
auf. Bei einer anderen Ausführungsform
für Boardlängen von
ungefähr 128
bis 142 cm weist jeder Bereich der Kernquersegmente 52 eine
Länge entlang
der Kernkanten von ungefähr
60 cm auf. Es ist jedoch anzuerkennen, dass die Länge und
Breite der Kernquersegmentbereiche geändert werden kann, um eine
gewünschte
Kombination aus Kantenhalt und Kernflexibilität bereitzustellen.
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Da
die Hauptquerscherbelastung, die den Kantenhalt beeinflusst, in
der Umgebung der Bindungsbereiche auftritt, wie es oben angedeutet
wurde, kann es wünschenswert
sein, in der Umgebung der Bindungsbereiche entlang der Kernkanten
einzelne Bereiche von Kernquersegmenten anzuordnen. Bei einer Ausführungsform,
die in 15 dargestellt
ist, ist ein Paar beabstandeter Kernquersegmentbereiche 54, 56 entlang
jeder der Kernkanten 38, 40 in der Umgebung der
Bindungsbereiche des Kerns vorgesehen. Die Hauptachsen in jedem
Bereich können
in dem gleichen Winkel relativ zu der Querachse ausgerichtet sein
oder alternativ können die
Hauptachsen in einem Querbereich in einem Winkel ausgerichtet sein,
der sich von dem der Hauptachsen in einem anderen Querbereich unterscheidet.
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Wie
es dargestellt ist, erstrecken sich die Kernlängssemente 50 in dem
Mittelbereich des Kerns über
die gesamte Breite des Kerns von der Kante zur Kante zwischen den
beabstandeten Bereichen der Kernquersegmente. Diese Konfiguration. erhöht die Torsionsflexibilität zwischen
den Bindungen, während
sie die Querbiegung auf spezielle Positionen entlang der Kanten
des Kerns beschränkt. Es
ist anzuerkennen, dass der Kern jegliche geeignete Querbereichskonfiguration
aufweisen kann.
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Kräfte, die
auf die Bindungen ausgeübt
werden, können
hohe Punktlasten erzeugen, die ein Herausziehen der Befestigungseinsätze verursachen können. Folglich
kann der Kern 30 mit einem oder mehreren dritten Kernsegmenten 80 versehen
sein, die eine dritte anisotropische Struktur aufweisen, die geeignet
ist, die Punktlasten über
einen größeren Bereich
des Kerns zu verteilen. Die dritte anisotropische Struktur kann
aus einem anderer. Material als die anisotropische Strukturen 58, 56 der
Kernlängs-
und Kernquersegmente ausgebildet sein oder wenn sie aus dem gleichen
Material gebildet ist, kann sie eine Hauptachse mit einer Ausrichtung
aufweisen, die sich von der anisotropischen Längs- und Querstrukturen 58, 60 unterscheidet.
Vorzugsweise erstreckt sich die Hauptachse der dritten anisotropischen Struktur
entlang der Länge
des dritten Segments 80 in einer Ebene parallel zu der
Grundebene 72 des Kerns, um ein Trägersegment zu erzeugen, das
die Punktlasten effektiv von den Befestigungseinsätzen wegführt. Wie
es in 5 dargestellt
ist, können
die dritten Kernsegmente 80 den Orten der Öffnungen 44, 46 entsprechen,
so dass die Befestigungseinsätze
an diesen Trägersegmenten
befestigt werden. Um die Einsatzhaltefähigkeit des Kerns weiter zu
erhöhen,
können
die Trägersegmente 80 relativ
zu den Kernlängs-
und Quersegmenten 50, 52 ein festeres Material
umfassen. Zum Beispiel können
die Trägersegmente 80 ein
Holz mit höherer
Dichte als das für die
ersten und zweiten Kernsegmente verwendete umfassen. Ferner können die
dritten Kernsegmente 80 in einer abwechselnden Beziehung
zu den Kernlängssegmenten 50 angeordnet
sein. Obwohl die dritten Kernsegmente 80 als sich von dem
Vorderende zu dem Hinterende erstreckend dargestellt sind, können sie
nur in den Bereichen der Bindungseinsatzöffnungen 44, 46 vorgesehen
sein oder in variierenden Längen
davon in Richtung der vorderen und hinteren Enden 34, 36.
Die dritten Kernsegmente 80 können ferner in der Kante-zu-Kante-Richtung
oder auch jeder beliebigen Radialrichtung weg von dem Einsatz ausgerichtet
sein.
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Wie
es oben diskutiert wurde, können
die anisotropischen Strukturen jedes Kernsegments 50, 52 in
vorbestimmten Richtungen ausgerichtet sein, die zum Handhaben der
bekannten Lastzustände,
die beim Fahren des Boards erfahren werden, geeignet sind. Die Kernsegmente 50, 52 können ferner
ausgerichtet sein, um einen Kern herzustellen, der spezielle Fahreigenschaften
aufweist. Wie aus der Diskussion der vorstehenden Ausführungsformen
ersichtlich ist, können
verschiedenartige anisotropische Strukturausrichtungen in unterschiedlichen
Bereichen des Kerns eingesetzt sein, um lokalisierte Bereiche des Kerns
selektiv auf spezielle Lastzustände
oder Fahreigenschaften abzustimmen. Um dieses Konzept ferner darzustellen,
werden die folgenden Beispiele vorgestellt, um mehrere Kernkonfigurationen
zu beschreiben, die Kernsegmente mit variierenden Längsmaserungsausrichtungen
innerhalb des Kerns einsetzen können.
Es versteht sich jedoch, dass diese Beispiele lediglich zu illustrativen
Zwecken enthalten sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der
Erfindung zu beschränken.
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16 stellt einen Kernaufbau
dar, in dem die Kernlängssegmente 50 derart
ausgerichtet wurden, dass ihre Hauptachsen 62 zu der Längsachse 62 und
der Querachse 68 nicht parallel sind. Wie es dargestellt
ist, können
die Kernsegmente 50 symmetrisch um die Längsachse 66 angeordnet
sein, wobei ihre Hauptachsen 62 von der Längsachse
in Richtung des vorderen Endes des Kerns winklig angeordnet sind.
Diese besondere Konfiguration verbessert die Haltbarkeit des Hinterendenabschnitts
des Kerns durch Ausrichten der Hauptachsen zu bekannten Kräften, die
zwischen der hinteren Bindung und dem Board aufgebracht werden,
wenn ein Schwung auf dem Hinterende des Boards gelandet wird. Die
winklige Ausrichtung der Kernlängssegmente
selbst stellt einen erhöhten
Grad Kantenhalt, der einigen Fahrern reicht, bereit. Es ist jedoch
anzuerkennen, dass der Kern ferner Kernquersegmente 52 entlang
der Seitenkanten 38, 40, wie es oben beschrieben
wurde, enthalten kann, um einen speziellen Grad Kantenhalt zur Verfügung zu
stellen.
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17 stellt eine andere Kernkonfiguration dar,
bei der die Kernlängssegmente 50 derart
ausgerichtet sind, dass ihre Hauptachsen 62 zu der Längsachse 66 und
der Querachse 68 nicht parallel sind. Im Gegensatz zu 16 und wie es oben beschrieben
wurde, erstrecken sich die Kernsegmente 50 über die
gesamte Breite des Kerns, wobei ihre Hauptachsen 62 in
einer Richtung zu dem vorderen Ende 34 des Kerns von einer
Kante 38 in Richtung der gegenüberliegenden Kante 40 des
Kerns winklig ausgerichtet sind. Die Ausrichtung der Hauptachsen 62 kann
derart ausgewählt
werden, dass sie mit den Bindungen fluchten, die in einer gewünschten
Fahrerstellung an dem Board befestigt sind.
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Die
Konfiguration stellt asymmetrische Fahreigenschaften bereit, die
manche Fahrer als wünschenswert
empfinden. Insbesondere für
eine Regular-Fahreinstellung,
bei der der linke Fuß vorne
in Richtung des Vorderendes 34 des Boards platziert ist,
werden Kräfte
während
einer Vorderseitenkurve entlang der Hauptachsen 62 in Richtung
der rechten Vorderkante 82 des Boards geführt. Gleichermaßen werden
während
einer Rückseitenkurve
Kräfte
entlang der Hauptachsen 62 in Richtung der linken Hinterkante 84 geführt. Die
winklige Ausrichtung der Kernlängssegmente 50 selbst
stellt einen erhöhten Kantenhalt
bereit, der einigen Fahrern reicht. Es ist jedoch anzuerkennen,
dass der Kern ferner Kernquersegmente 52 entlang der Seitenkanten 38, 40, wie
es oben beschrieben wurde, umfassen kann, um einen speziellen Grad
Kantenhalt zur Verfügung
zu stellen.
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18 stellt eine Kernkonfiguration
dar, die einen Hinterabschnitt ähnlich
dem in Verbindung mit den 5–10 oben beschriebenen und
einen Vorderabschnitt ähnlich
dem in Verbindung mit 16 beschriebenen
kombiniert. Diese Konfiguration kombiniert eine gleichmäßige Flexibilität und Haltbarkeit im
Hinterende 36 des Boards mit einer Kraftführung in
Richtung des Vorderendes 34 des Boards während einer
Vorderseitenkurve. Der Kern kann ferner Kernquersegmente 52 entlang
der Seitenkanten 38, 40, wie es oben beschrieben
wurde, umfassen, um einen speziellen Grad Kantenhalt bereitzustellen.
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Ein
repräsentatives
Gleitbrett, in diesem Fall ein Snowboard, umfassend einen Kern gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in 19 dargestellt.
Das Snowboard 100 umfasst einen Kern 30, der aus
10 mm breiten Holzsegmenten für
die Kernlängs-
und Kernquersegmente ausgebildet ist. Die Holzsegmente können aus
einem oder mehreren der folgenden gebildet sein: Balsaholz, Espe,
Wawa, Ayous und Fuma. Das spezielle in den Kern eingebrachte Holz
wird durch mehrere Faktoren wie beispielsweise Dichte, Festigkeit
und Flexibilitätseigenschaften
bestimmt. Die Maserung jedes Kernsegments liegt in einer Ebene parallel
zu der Grundebene des Kerns. Die Segmente sind vertikal miteinander
laminiert, um ein dünnes,
längliches
Kernelement mit einer Vorderende-zu-Hinterende-Länge von ungefähr 153 cm (60-1/4
Inch), einer Breite von ungefähr
27 cm (10-5/8 Inch) an seiner breitesten Stelle, einem Sidecut von
ungefähr
2,54 cm (1 Inch) und einer Stärke, die
von ungefähr
8 mm im Mittelbereich zu ungefähr 1,8
mm an dem Vorderende variiert, zu bilden.
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Der
Kern ist zwischen oberen und unteren Verstärkungsschichten 102, 104 angeordnet,
die vorzugsweise aus drei Schichten Glasfaser bestehen, die in 0°, +45° und –45° zu der Längsachse
des Boards ausgerichtet sind, die beim Steuern der Längsbiegung,
Querbiegung und Torsionsbiegung des Boards unterstützend wirken.
Die Verstärkungsschichten 102, 104 können sich über die
Kanten des Kerns und über
einen Seitenwand (nicht dargestellt) und über Vorderenden- und Hinterenenden-Abstandshalter
(nicht dargestellt) erstrecken, um den Kern vor einer Beschädigung und
Entartung zu schützen.
Eine kratzfeste Oberschicht 106 deckt die obere Verstärkungsschicht 102 ab,
während
eine Gleitfläche 108,
die üblicherweise
aus einem gesinterten oder extrudierten Kunststoff gebildet ist,
auf dem Boden des Boards angeordnet ist. Metallkanten 110 können den
Umfang des Boards teilweise oder vorzugsweise vollständig umgeben,
um eine harte Griffkante zur Boardsteuerung auf Schnee und Eis zur
Verfügung
zu stellen. Ein Dämpfermaterial
zum Reduzieren von Rattern und Vibrationen kann ebenso in das Board
integriert sein.
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Obwohl
mehrere Ausführungsformen
der Erfindung im Detail beschrieben wurden, können durch den Fachmann verschiedenartige
Modifikationen und Verbesserungen leicht durchgeführt werden.
Derartige Modifikationen und Verbesserungen sind als innerhalb des
Umfangs der Erfindung liegend gedacht. Folglich ist die vorstehende
Beschreibung rein beispielhaft und nicht als beschränkend anzusehen.
Die Erfindung ist lediglich durch die Definition der folgenden Patentansprüche und
ihre Äquivalente
beschränkt.