NO130264B - - Google Patents

Description

Ski.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ski, særlig av plast eller metall, som ved stor torsjonsstivhet har stor bøyemykhet med innlegg av kunstharpiksimpregnerte fibermatter, hvis strenger for-løper under en spiss vinkel til skiens lengderetning.

Laminerte ski er allerede kjent, som omfatter et eller flere innlegg og/eller et øvre lag av seige organiske eller vegeta-bilske legemer eller fiberstoffer i naturlig eller syntetisk form, som enten kan forløpe over hele skiens lengde og/eller bredde eller over en del av skiens lengde (se tysk patent 527 360) . Fra tysk patent 811 328 er ennvidere kjent en ski som er sammensatt av skikt henholdsvis lag av tre, hvor der mellom lagene er anordnet et sådant som ikke er av tre, men består av et elastisk materiale med høy brudd- og strekkfasthet. Dette lag forløper i. sin helhet over hele skiens lengde og bredde og befinner seg i nærheten av eller fortrinnsvis på løpeflaten.

De tidligere kjente anordninger av denne art har den ulem-pe at lagene riktignok gir skien en høy bøyemotstandsdyktighet i lengderetningen, men ikke den tverrstivhet som kreves ved den moder-ne skiteknikk.

Det er allerede blitt foreslått å fremstille en elastisk ski med stavformet forsterkning av stålinnlegg som befinner seg i strekksonen og forløper over hele skien i dennes lengderetning. Det dreier seg her om to sett stålinnlegg som er delt opp i enkelte stykker og forløper i hele skiens lengderetning, av hvilke det første sett er rettlinjet og det annet sett har form av stålinnlegg som forløper i siksak i hele skiens lengderetning og parvis krysser forsterkningen i lengderetning (se tysk patent 1 57 8 697). Stålinn-leggene forløper her i spennkanaler med et bestemt spillerom i skiens indre, idet de har føring ved skiens sider.henholdsvis er for-ankret ved skiens ender. Da de^innlagte, elastiske forsterkningstråder må bøyes og formes til ører og til slutt spennes, betyr dette et vesentlig ekstra arbeide ved skiens framstilling, da en mekani-sering av fremstillingen ikke er mulig. Der foreligger også den vanskelighet at en høyelastisk forsterkningstråd kan gli mot de siderettede vendesteder eller profilkanter og derved frembringe '■ f riks.jonspåkjenninger. Det -er- på denne måte "heller ikke'mulig'å oppnå en stor stivhet i tverretningen, da de lengere innlegg av de siksakformede forsterkningstråder ikke utsettes for strekkpåkjen-ninger under normalt bruk av skien på flat mark, idet de til og med kan være innlagt i slapp tilstand.

For å øke skiens stivhet mot å vri seg er det i tysk patent 1 046 854 foreslått innenfor mantelen å anbringe langsgående og/eller tverrgående ribber av et glasslaminat. De hulrom innenfor mantelen, som omgir disse støtteribber, skal være fyllt med et materiale med poret struktur. Det har imidlertid vist seg at denne forholdsregel nedsetter skiens elastisitet i lengderetningen og øker bruddfaren ved skien som følge av bruddanvisninger som skyldes sporene.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe en ski som i lengderetningen har den kjente skis vanlige elastisitet og bøyelig-het, men hvis stivhet i tverretningen er betydelig større enn ved de vanlige kjente ski. Der skal altså skaffes en ski som ikke len-gar vrir seg og en ski med lavest mulig vekt.

Det særegne ved oppfinnelsen er at de på forhånd impregnerte og utherdede fibermatter består av karbon- eller borfiberforsterkede plaster, hvis fiberstrenger hovedsakelig forløper under en vinkel på 30° til 60°.

Fordelen ved en ski ifølge oppfinnelsen er særlig at strengene er således anordnet under hensyntagen til materialegen-skapene (elastisitetsmodul E, glidemodul G) ved et materiale som inneholder fibre og har stor spesifikk stivhet og fasthet, at der ved de foreslåtte vinkler på 30° til 60°, fortrinnsvis 45° til skiens lengderetning, oppnås en høy bøyestivhet (elastisitet) som kan sammenlignes med de kjente ski av plast eller metall, men som har en vesentlig større tverrstivhet (glidemodul).

Det har vist seg at en minskning av fibervinkelen på den ene side bevirker en økning av E-modulen (tilsvarende bøyestivheten) og på' den annen side en reduksjon av glidemodulen (tilsvarende tverrstivheten). Ved en fibervinkel på 30° (20°) nedsettes således tverrstivheten med ca. 1/3 hhv. 2/3 i forhold til maksimalverdien som oppnås ved 45°.

Da bøyestivheten forløper asymptotisk ved høyere fiber-vinkler, synes det nødvendig å foreta en begrensning til en vinkel-verdi på ca. 60°, idet også tverrstivheten synker til ca. 1/3 av sin maksimalverdi ved denne vinkel.

En ski som er utformet på den ovenfor beskrevne måte har en tverrstivhet som hittil ikke har kunnet oppnås, uten at det er nødvendig med støtteribber eller lignende som nedsetter elastisite-ten og øker bruddfaren.

I forbindelse med oppfinnelsen anvendes der innlegg som er uendelig lange (f.eks. 1 - 2 km lange) og består av fibermateriale med høy spesifikk stivhet og stort sett konstant varmeutvi-delseskoeffisient i fiberlengderetningen, hvilke fiberinnlegg im-pregneres med harpikser, vikles opp og herdes, hvorpå de i form av et flatt hullegeme legges inn i skien over hele dennes lengde og bredde i skiens nøytrale sone. Som innlegg anvendes da et laminert hullegeme som f.eks. kan fremstilles på følgende måte. På en vin-kelkjerne med konstant tverrsnitt, f.eks. en formfast metallstrim-mel, vikles en uendelig lang, harpiksimpregnert fiberstreng fortrinnsvis under en vinkel på 45° til lengdeaksen, idet hullegemets sidekanter som følge av den store spesifikke stivhet er utført med størst mulig radius, hvorpå den oppviklede fiberstreng holdes ved lavest mulig temperatur (ved EP-harpikser 12 0° C) og metallstrimmelen trekkes ut av laminatet ved en ekstremt lav temperatur, hvilket er mulig da metallstrimmelen trekker seg sterkt sammen som følge av sin store utvidelseskoeffisient og laminatet beholder sine avrundingers radiale dimensjoner.

Ifølge den videre oppfinnelse anvendes der på den ene eller begge sider av fibermattene med høy spesifikk stivhet i skiens lengdertetning ytterligere, mindre stive, strimmelformede innlegg fortrinnsvis av glassfiberforsterkede plaster eller skumstoffer.

Hensiktsmessig er de innlagte fibermatter således forbundet nær hinannen således at de i tverrsnitt danner en S-form.

Da de fibre som forekommer i handelen, også er tilgjenge-lige i opphakket form, innebærer oppfinnelsen også den mulighet å anvende en kunstharpiksmatriks som matte som inneholder enkelte, korte fiberstrenger.

Som fibermateriale anvendes karbonfibre eller borfibre

som særlig utmerker seg ved høy spesifikk E-modul (stivhet), dvs. forholdet mellom E-modul og spesifikk vekt . Disse fibermaterialer blir fortrinnsvis innstøpt i en kunstharpiks, særlig EP- (epoxy-) harpikser. Mens stål f.tks. har en spesifikk stivhet på E/ -2500 km, aluminium E/ ~ 2600 km og glassfiberforsterket plast (60 % glass) når opp til E/ ~ 2300 km, har karbonfiberstoff-forsterket plast (60 % C-fibre) en midlere verdi E/ på 13000 km som også kan sammenlignes med den spesifikke stivhet for borfibre. Rivelengden (forholdet mellom strekkfasthet øB og spesifikk vekt ) for en karbonfiberforsterket eller borfiberforsterket plast er likeledes høyere enn for de kjente materialer.

Ennvidere ligger det innenfor oppfinnelsens ramme å for-me innleggene like eller forskjellig sterke i tverr- og/eller lengderetningen, idet innleggenes styrke velges i overensstemmelse med skiens ønskede bøyestivhet (elastisitet). Ennvidere kan der på den ene eller begge sider av innleggene med høy spesifikk stivhet i skiens lengderetning legges inn ytterligere, mindre stive, strimmel-.formede innlegg, fortrinnsvis av glassfiberforsterkede plaster

(GFK) som danner skiens øvre og/eller nedre dekkplate. Denne forholdsregel kan være fordelaktig når skiens mantel skal bestå av

. glassfiberforsterket plast.

Ved hjelp av oppfinnelsen oppnås en ski, hvis tverrstivhet er stor over hele skiens lengde og hvis bøyestivhet er inn-stillbar alt etter skiløperens ønske ved at fibervinkelen varieres under skiens fremstilling, således at skien ifølge oppfinnelsen bibeholder sine utmerkede materialegenskaper lengere tid enn de hittil kjente ski. Fremstillingen av skien er i vidtgående grad mekaniserbar, således at der til tross for eventuelle større mate-rialomkostninger kan tilbys skiløperen en billigere ski med gode bruksegenskaper.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvis fig. 1 viser skjematisk en ski ifølge oppfinnelsen sett i grunnriss, fig. 2, 3 og 4 viser tverrsnitt av skien etter linjene henholssvis II, III og IV på fig. 1 ved en første utførelse, og fig. 5 viser et tverrsnitt av en ski ifølge oppfinnelsen ved en annen utførelse.

På tegningen angir S en ski, hvis bakre ende er snittet. Av dette snitt fremgår det at karbonfiberstrengene 1 og 2 forløper

i kryss i et epoxy-harpikslag og hver danner en vinkel a på 45° til skiens lengderetning.

Av snittet på. fig. 2 som er tatt i nærheten av bøyen, fremgår det at den indre sone omfatter et laminert hullegeme 3 som forløper over hele skiens bredde og lengde og som er meget flatt og består av viklet, karbonfiberforsterket plast (CFK) som i dette tilfelle har en kjerne 4 av polyurethan. Den ytre mantel 5 som omgir hullegemet, består av glassfiber-forsterket plast (GFK) og er klebet sammen til hullegemet. Styrerillen i skiens undre over-flate 11 er betegnet med 6 og innstøpte kantforsterkninger er betegnet med 10.

Fig. 3 viser et tverrsnitt av skien i midten. Tykkelsen av det laminerte hullegeme er tilpasset høyden av tverrsnitteh, hvilket også er tilfelle for snittet på fig. 4 som er tatt n-.^' skiens bakre ende. Hullegemet er ytterst tynt også på sistnevnte sted.

Det skal bemerkes at høyde og bredden av det viste ski-tverrsnitt ikke tilsvarer de faktiske forhold og at skiens avsmal-ning fra begge ender mot midten ikke er angitt.

Ved utførelsen ifølge fig. 5 er der i tre plan innlagt karbonfiber-forsterkede plastmatter 7a, 7b og 7c, hvorav den midt-erste er innlagt mellom to polyurethan-skum-lag 8. Den øvre og den nedre dekkplate 9 hhv. 9a består av glassfiberforsterket plast.

Ved begge utførelser er slitekantene 10 og løpeflaten 11 klebet fast til den nedre dekkplate.

Som allerede nevnt er oppfinnelsen ikke begrenset til de viste utførelser, idet også mange andre former er mulig, såsom kom-binasjonen av de viste eksempler. Således kan de karbonfiberfor-sterkede plastmatter 7a, 7b og 7c være forbundet med hinannen langs sine sider, slik at de danner et S-formet tverrsnitt, eller skum-stoffet i lagene 8 på fig. 5 kan være erstattet av glassfiberforsterket plast.

Claims (3)

1. Ski, særlig av plast eller metall, som ved stor torsjonsstivhet har stor bøyemykhet, med innlegg av kunstharpiksimpregnerte fibermatter, hvis strenger.forløper under en spiss vinkel til skiens lengderetning, karakterisert ved at de på forhånd impregnerte og utherdede fibermatter (3, 7a, 7b, 7c) består av karbon- eller borfiberforsterkede plaster, hvis fiberstrenger hovedsakelig forløper under en vinkel på 30 - 60°.

2. Ski i henhold tii krav 1, karakterisert ved at der på'den ene eller begge sider av fibermattene (3, 7a, 7b, 7c) med høy spesifikk stivhet i skiens lengderetning er anordnet ytterligere, mindre stive, strimmelformede innlegg (8, 9, 9a) fortrinnsvis av glassfiberforsterkede plaster eller skumstoffer.

3. Ski i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at de innlagte fibermatter (7a, 7b, 7c) er således forbundet med hinannen i sidene at de i tverrsnitt danner en S-form.