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DE8330595U1 - Ski mit einem als Leichtbaukern ausgebildeten Stützkern mit zwei gegenüberliegenden Seiten - Google Patents

Ski mit einem als Leichtbaukern ausgebildeten Stützkern mit zwei gegenüberliegenden Seiten

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DE8330595U1
DE8330595U1 DE8330595U DE8330595U DE8330595U1 DE 8330595 U1 DE8330595 U1 DE 8330595U1 DE 8330595 U DE8330595 U DE 8330595U DE 8330595 U DE8330595 U DE 8330595U DE 8330595 U1 DE8330595 U1 DE 8330595U1
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ski
core
corrugated
ski according
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Original Assignee
Fischer GmbH
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Publication date
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Description

Leichtbaukern
Die Erfindung betrifft einen Ski nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
Leichtbaukerne sind dadurch charakterisiert, daß ein Stutzkern aus leichtem Material nach dem letzten Stand der Technik vornehmlich aus Hölzern bzw. Schaumwerkstoffen mit verhältnismäßig geringem spezifischem Gewicht und durchschnittlichen mechanischen Eigenschaften mit Deckschichten aus hochfesten Materlallen (Materlallen deren mechanische Eigenschaften mindestens den 10-fachen Wert, vornehmlich den 100-fachen Wert wie der Kernwerkstoff aufweisen) verklebt sind und dadurch ein möglichst gutes Verhältnis von Steifigkeit bzw. Festigkeit zu Gewicht annehmen.
Deckschichten können Metalle sein, deren mechanische Eigenschaften richtungsunabhängig sind (auch daraus hergestellte Bauteile weisen richtungsunabhängige Eigenschaften auf) bzw. faserverstärkte Kunststoffe mit hohen mechanischen Eigenschaften in Faserrichtung (auch das hergestellte Bauteil weist richtungsabhängige Eigenschaften auf).
Aufgabe der Stützkeme oder Kernmaterialien ist die Distanzierung der eigenschaftsbildenden Deckschichten durch Aufnahme von Druckkräften bzw. in der Verklebungszone von Scherkräften.
Bei hohen Anforderungen von Seiten der Bauteil gewichte oder mechanischen Eigenschaften an das Bauteil werden nach dem letzten Stand der Technik Wabenkerne eingesetzt. Solche Wabenkerne können aus dünnen Folien aufgebaut sein, welche unter Verwendung von Klebstoffen zu einer Wabenstruktur geformt sind, wobei sechseckige Zellen in einer regelmäßigen
geometrischen Anordnung gebildet werden. Ihre Anwendung findet in der Luft- und Raumfahrt in Form von Rumpf schal en, Tragflächenbeplankungen, Leitwerksflächen, Triebwerksgruppen und -Verschalungen, Türen, Luken, Boden und Innenausbauten, aber auch bei Skiern als Ski kern Anwendung, So ist durch die AT-PS 215 868 ein Ski bekanntgeworden, bei welchem zwischen einem Ober- und Untergurt ein Kemteil aus einem bienenwabenartigen Formkörper aus Metall, insbesondere aus Leichtmetall oder aus Kunststoff, insbesondere aus Polyesterharz vorgesehen ist. Ein Nachteil dieser Wabenkonstruktion besteht darin, daß sie eine verhältnismäßig genaue Verformung der einzelnen Folien erforderlich macht und außerdem eine geringe Festigkeit quer zu den Zellen besitzt.
Ein weiterer Nachteil dieser Wabenkern-Konstruktionen sind der hohe Preis, der durch die aufwendigen Herstellverfahren, insbesondere bei Waben-Strukturen aus Papier- oder Kunststoff-Folien begründet ist und die schlechte Elastizität der Strukturen (in die Richtungen senkrecht zur Stützrichtung bei der Verarbeitung der Kernmaterialien zu den Sandwich-Bauteilen).
Wabenkerne sind aufgrund des Sechseck-Grundrisses der einzelnen Waben quasi isotrop und sind herstellbar mit einem Raumgewicht bis zu 40 kg/m3.
Durch die US-PS 2 501 180 ist ein Leichtbaukern der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden, bei welchem mehrere Schichten aus gewellten und dazwischen gelegenen ebenen Folien übereinander angeordnet und durch eine Zwischenlage aus Fasermaterial, vorzugsweise aus Papier oder Gewebe voneinander getrennt sind. Ein derartiger Verbundkörper hat außer dem Nachteil der unbefriedigenaen Druckfestigkeit auch den Nachteil, daß seine Herstellung aufwendig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu beseitigen und einen leichten Ski, insbesondere Tür den Langlauf zu schaffen, dessen Herstellung durch einfache Automat!sierbarkeit
ermöglicht wird und das Produkt eine Dichte gegen Eindringen von Feuchtigkeit besitzt.
Diese Aufgabe wird bei einem Leichtbaukern der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch die Maßnahmen nach dem kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches 1 gelöst.
Wohl 1st die Herstellung von Verbunden aus gewellten Folien mit dazwischenliegenden ebenen Folien in der Verpackungsstoff-Industrie Stand der Technik, Entsprechende Verbünde werden als Wellpappe bezeichnet.
Die Verbünde werden in der Verpackungsindustrie so eingesetzt, daß die berührende der Wellen-Struktur am Verpackungsgut anliegt und daß die Wellen-Struktur daher durch seine Flexibilität zur Reduzierung der Stoßbeänspruchung auf das Verpackungsgut verwendet wird. Es sind daher entsprechend wirtschaftliche Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung entsprechender Verbünde bekannt.
Im Gegensatz zur Verpackungsindustrie werden die erfindungsgemäßen Verbünde in Richtung der Hohlraumachsen belastet und dadurch die stehenden Folienlagen auf Druck beansprucht.
Leichtbaukerne nach dem Stand der Technik können bei einer bestimmten Auswahl* des Materials für die gewellten und dazwischengelegenen Folien feuchtigkeitsempfindlich sein, bzw. Feuchtigkeit anziehen, wodurch die mechanischen Eigenschaften negativ beeinfluß werden können, was den Einsatz dieser Kerne für die Herstellung von Skiern erschwert.
Außerdem können bei der Verarbeitung von erfindungsgemäßen Leichtbaukernen zu Sandwichkörpern mit oberflächigen Verstärkungsgurten in der Presse oder im Autoklaven die Randzonen im Hinblick auf ihre Druckfestigkeit vermehrt beansprucht werden. Diesen Umständen trägt das Merkmal nach Anspruch 2 Rechnung.
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Kompakte Kunststoffplatten» die am späteren Bauteil außen Hegen» sind eine Feuchtigkeitsbarriere Im Sinne der oben angesprochenen Probleme. Die erhöhte Druckfestigkeit dieser Kunststoffpiatten ermöglicht die Verarbeitung ohne aufwendige Verrichtungen.
Die einzelnen Verbünde können zu Schichtungen beliebiger Geometrie, so z.B. 2u plattenförmigen Stutzkernen einer mehrfachen Dicke des EinzalstUtzkernes aufgebaut werden, die jeweils nach dem Imprägnier- und Aushärte-Zyklus zu den StUtzkern-Dicken aufgeschnitten werden können.
Durch die Elastizität der Wellen-Struktur senkrecht auf die die Meilen berührende Ebene und durch eine exakte Verklebung zu den Seltenkanten von Leichtbauteilen wird eine gleichmäßige Druckaufbringung erreicht, die 1m Falle der Verwendung von Waben-Strukturen durch sogenannte Spleißstoffe, das sind Kunststoffharze, Insbesondere Epoxydharze, die unter Temperatur auf ein Vielfaches ihres ursprünglichen Volumens expandieren, nicht erreicht wird.
Diese Flexibilität kann durch die Lage der einzelnen Wellenbahnschichten beeinflußt werden, sowie durch das Verhältnis freie Breite zu im Leichtbauteil eingebauter Breite.
Die eben verlaufenden Folien tragen zur Stabilisierung des Stützkernes im Zustand des Halbzeuges bei, aber auch zu einem Anisotropen-Verha1ten des fertigen Bauteiles im verklebten Zustand, mit hohen Steifigkeits- und Festigkeits-Eigenschaften in Richtung der ebenen Folie.
Senkrecht zu den eben verlaufenden Folien in der Kernwerkstoff ebene ist der Kernwerkstoff flexibel, sodaß Mantelflächen von Zylindern in Sandwichbauweise formgenau hergestellt werden können, wenn die ebenen Folien beim Bauteil in Richtung auf die Zylinder-Achse zeigen.
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Durch die Lage der Wellen zueinander wird die Elastizität des Leichtbaukernes in eine der beiden Richtungen senkrecht zu den gegenüberliegenden Seiten, weiche für die Verklebung von Deckbelägen vorgesehen sind, beeinflußt. Diese Elastizität ist insbesondere zur sicheren Positionierung in Vorrichtungen, z.B. Skizusammenbaukasette, von Bedeutung.
Durch die Maßnahme nach Anspruch 4 wird der Vorteil erzielt, daß der Kern in der Herstellung breiter gemacht werden kann als der Bauteil es erfordert und daß im Bauteil der Kern auf das erforderliche Maß zusammengefügt wird ohne daß dadurch eine Veränderung der Wellenstruktur eintritt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Merkmalen der weiteren Unteransprüche.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert, in welcher ein I Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Skis dargestellt sind. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt des Kerns, | Fig. 2 eine Schicht desselben, ; Fig. 3 eine AusfUhrungsform einer Endschicht, und die i
Fig. 4 den erfindungsgemäßen Ski, insbesondere einen Langlaufski, in Draufsicht.
Der Leichtbaukem des Skis besteht aus aufeinanderfolgenden Schichten nach Fig. 2, von weichen jede aus einer gewellten Folie 1 sowie einer Unterlage 2 in Form einer 1m wesentlichen geraden ebenen Folie besteht, weiche auf die Wellentäler bzw. Wellenberge aufgeklebt 1st. Für die gewellte Folie 1 und die Unterlage 2 kann jedes beliebige Material, z.B. Papier, Kunststoff oder Metall verwendet werden. Insbesondere hat sich Papier als zweckmäßig erwiesen, wobei jedes beliebige Papier anwendbar 1st, das allenfalls imprägniert wird.
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Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch Papier aus Aramid (aromatisches Polyamid) erwiesen, welches sich durch hohe Dauertemperaturbeständigkeit, keine Wasseraufaahme und gute mechanische sowie dielektrische Eigenschaften, insbesondere hohe Reißfestigkeit und geringes Gewicht auszeichnet.
Die gewellte Folie 1 wird mit der Unterlage 2 durch einen Kleber verbunden, wobei sich besonders Epoxydharz oder Phenol harz eignet. Epoxydharz wird vor allem dort verwendet, wo hohe Festigkeit und leichte Verarbeitbarkeit verlangt wird, wie es der Skibau verlangt und Phenol harz wiederum dort, wo auch besondere Brandvorschriften bestehen.
Diese Elemente werden mit einem Harzkleber getränkt zu einer Schicht nach Fig. 1 zusammengesetzt und mit Platten 3, z.B. Gurten vorzugsweise aus Phenol abgedeckt. Durch Wärmeeinwirkung in einem Heißluftbehälter wird der Kleber gehärtet, wobei die Schichten nach Fig. 2 zweckmäßig mit der Unterlageffiach oben liegend aufeinandergelegt werden, wodurch in vorteilhafter Weise der Kleber an den Wellen nach unten fließt und sich in den Ecken der Wellentäler sanwalt und eine besonders feste Verbindung der gewellten Folie 1 der einen Schicht mit der Unterlage 2 der darunter gelegenen Schicht bildet.
Bei Verwendung von normalem Papier hat sich imprägniertes kalandriertes Papier bewährt, wobei jedoch aus kostensparenden Gründen dieses Papier vorzugsweise nur für die gewellte Folie 1 verwendet werden kann, während die Unterlage 2 aus einem billigeren nichtkalandifcrten Papier bestehen kam,.
Zweckmäßig werden die einzelnen Schichten so verlegt, daß die Wellen um einen Abstand -a- z.B. um einen halben Modul, d.i. der halbe Abstand zwischen dem Wellenberg und dem benachbarten Wellental einer gewellten Folie 1 gegeneinander versetzt sind, wodurch eine gewisse
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Elastizität in der Richtung der Pfeile A erreicht wird. Darin 1st ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion des Leichtbaukerns gelegen, da durch die Wahl des Abstandes -a- zwischen Null und 2a bzw. zwischen Null und einem Modul das Ausmaß der Elastizität je nach Bedarf eingestellt werden kann. Hiebei verhindern jedoch die ebenen geraden Unterlagen 2 eine Streckung des Kernes senkrecht zur Belastungsrichtung A.
Als letzte bzw. erste Schicht des Kerns nach Fig. 1 kann eine beidseitig abgedeckte gewellte Folie nach Fig. 3 verwendet werden, sodaß zwischen beiden Platten 3 und der gewellten Folie 1 eine Unterlage 2 vorgesehen ist. Als Unterlage 2 wird in allen Fällen vorzugsweise ein ebenes Blatt verwendet.
Für den Skibau hat der Kern den Vorteil, daß durch gezielte Elastizität in der Richtung der Pfeile A eine Anpassung an die Skitaille möglich ist.
Für die Verwendung des erfindungsgemäßen Leichtbaukerns zur Herstellung von Skiern insbesondere Langlaufskiern, wird der Kern in Form von Platten oder Blöcken in der Breite des Skis hergestellt, d.h. die Breite -bdes Kerns entspricht der Breite b1 des Skis. Die Länge -1- der Platten bzw. Blöcke entspricht etwa der größten Länge I1 des herzustellenden Skis. Die Höhe der Platten bzw. Blöcke kann beliebig sein. Aus dieser Höhe werden dann Schichten entsprechend der Form des Skis abgeschnitten. FUr den Zusammenbau beispielsweise von Langlaufskiern werden in eine Form, in welcher die Bestandteile des Skis unter Druck und Wärmeeinwirkung zusammengeklebt werden, der untere Deckbel&g oder Gurt, der Kern und der obere Deckbelag oder Gurt unter Anwendung eines Harzklebers eingelegt. Da der Ski eine Taille besitzt, der der Form angepaßt 1st, kann sich der in der Draufsicht in der Urform mit parallel verlaufenden durch die Platten 3 oder seitliche Gurte gebildeten Seitenwänden versehenen Kern Infolge seiner Elastizität in der Richtung der Pfeile A dieser vorgegebenen Taillenform anpassen, wobei die Platten 3 oder seitlichen Gurte die seitlichen Abschlußwände des Skis bilden.
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Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung verschiedene konstruktive Änderungen vorgenommen werden. So besteht die Möglichkeit, die Unterlage und bzw. oder die gewellte Folie aus einem Gewebe oder einer Metallfolie herzustellen.
Schließlich kann die Form der Wellen, z.B. kantig und aus ebenen Flächen bestehen, oder rund, oval oder aus beliebigen Segmenten aufgebaut sein. So besteht die Möglichkeit, die Wellen im Querschnitt, z.B. aus aufeinanderfolgenden Dreiecken, Vierecken oder anderen Vielecken aufzubauen.
Der Aufbau von gewellten Folien und zwischenliegenden Folien kann zu Schichtungen beliebiger Geometrie erfolgen. Im vorangehenden wurde ein plattenförmiger Stützkern beschrieb&n.
Der StUtzkern kann mit einem vielfachen der Höhe der später eingesetzten Stützkernhöhe hergestellt werden, wobei der im Anschluß an die Herstellung durch mechanische Schneidmittel, Laserstrahl oder Wasserstrahl schneidvorrichtungen auf die entsprechenden Dimensionen d.h. die entsprechenden Kernhöhen, aufgeteilt werden.
Weiters kann der Querschnitt durch Schichtung von stehenden Folien und gewellten Folien mit unterschiedlicher Wellenhöhe aufgebaut sein. Die Variation der Wellenhöhe verändert die Dichte der stehenden Folien und hat insbesondere einen Einfluß auf die Druckfestigkeit des Sttftzkerns, auf die Eigensteifigkeit des Stützkerns, auf die Haftung der Decklamellen (die Haftung der Gurtbauteile nimmt mit der Anzahl von stehenden Folien pro Flächeneinheit zu), sowie selbstverständlich auf das Raumgewicht des Stlitzkems.
Bei imprägnierten Folien ist das Gewicht der Imprägnierung vorzugsweise das 0,5 bis 10, zweckmäßig das 0,8 bis 4-fache des FoIienge» wichts. Durch die Wahl der verwendeten Folien, sowie durch die Wahl der Imprägnierharze, sowie des Imprägnierharzauftrages kann das Raumgewicht des Leichtbaukerns je nach dem Wunsch nach mechani-
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sehen Eigenschaften eingestellt werden.
Es werden die Folien mit Quadratmetergewicht vornehmlich zwischen 40 Gramm und 300 Gramm pro Quadratmeter Flächengewicht eingesetzt.
Aus ßrennbarkeitsgrUnden werden vornehmt Ich Aram1dfaserpap1ere mit Phenolharzmasse Imprägniert.
Die Folien sind aufgrund höherer mechanischer Eigenschaften (Druck" festigkeit)» besserer Verklebbarkelt sowie der Wirtschaftlichkeit mit Epoxydharzen oder Einkomponenteniacksystemen Imprägniert.
Die Flexibilität der gewellten Folien 1n Richtung -A- wird aus dem Verhältnis 2a/b bestimmt, woftir die Verarbeitung des einzelnen Wellenelementes 2u Leichtbaukernen und Leichtbauteilen ausschlaggebend 1st.
Die dazwischenliegenden Unterlagen» Insbesondere die am späteren Bauteil außenliegenden Unterlagen bestehen aus kompakten Kunststoffplatten, die die Aufgabe haben, die Struktur vor mechanischen Einflüssen und KlimaeinflUssen zu schlitzen. Die Kunststoffe sind schlagfest und leicht, vorzugsweise wird Phenol oder ABS eingesetzt.
Die gewellten Folien, die 1n einem bekannten Prozeß mit Unterlagen verklebt werden, werden durch Tränken bzw. verschiedene Spritz* und Streichverfahren mit Zweikomponentenharzsystemen oder Lacken Imprägniert« Im Anschlug daran In entsprechenden Behältern bzw» formgebenden Modellen geschichtet und durch Wärmezufuhr (hauptsächlich Warmluft, aber auch durch Wärmeleitung oder Hochfrequenzheizungen in Pressensystemen) ausgehärtet bzw. getrocknet werden, wobei gleichzeitig die Imprägnierung der Folien und die Verklebung der einzelnen Schichten stattfindet.
Tragende Beläge bzw. Gurte können z.B. aus metall- oder faserverstärkten Kunststoffen unter Druck und/oder Temperatur verklebt werden, teilweise unter gleichzeitiger Verklebung mit stehenden Laminaten, seitlich am
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StUtzkern, Bauteile in diesem Sinn sind Langlaufskier und Aipinskier.
Das Verhältnis freie StUtzkernbreite und eingebaute Breite entscheidet 'über den Druck auf die stehenden Laminate beim Verpressen«

Claims (8)

.Schutzansprüche
1.£5ki mit einem als Leichtbaukern ausgebildeten Stützkern mit zwei gegenüberliegenden Seiten7"welche für die Verklebung von Deckbelägen vorgesehen sind und mit einer zellartigen Struktur mit hohlen Zellen, wobei uie Erzeugenden von den Seitenwänden der Zellen senkrecht zu mindestens einer der oben genannten Seiten verlaufen, wobei die Zellen durch gewellte Folien mit dazwischen sich erstreckender Folie gebildet werden, und die gewellten Folien in ihren Scheiteibereichen mit den benachbarten Folien verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischenliegenden Folien (2) und bzw. oder die am Ski außenliegenden Folien, aus kompakten Kunststoffplatten, vorzugsweise aus Phenol oder einem Acrylnitril-Biiadien-Styrol-Copolymer (ABS) bestehen und einen leichten dichten Ski schaffen, in weichen das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert ist.
2. Ski nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die gewellten Folien (1) und die dazwischenliegenden im wesentlichen ebenen geraden Folien (2) durchgehend zwischen den oberen und den unteren Deckblättern erstrecken.
3. Ski nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau von gewellten Folien (1) und zwischenliegenden Folien (2) zu plattenförmigen StUtzkemen gebildet ist.
4. Ski nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitel der Wellen der einzelnen Folien (1) gegeneinander, z.B. um 1/2 Wellenlänge versetzt sind.
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5. Ski nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (1 bzw. 2) aus Aramidfaserpapier bestehen, welches mit Phenolharzmasse Imprägniert ist.
6. Ski nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Folien (1) und/oder die ebenen Folien (2) aus einem konventionellen Papier, aus Papier aus Aramid (Polyamid aus aromatischen Grundbausteinen), aus Textiliengewebe oder aus Metall folien bestehen und vorzugsweise durch duroplastische Kleber oder Leime verbunden szvA.
7. Ski nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere zu den erstgenannten rechtwinkelig verlaufenden Seiten durch je eine ebene Platte (3), Folie, Gurt od.dgl. begrenzt sind, weiche, bzw. welcher mit dem Stützkem verklebt 1st.
8. Ski nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Deckbeläge, vorzugsweise der auf der Oberseite gelegene mit den seitlichen Platten, Folien, Gurten od.dgl. verklebt sind.
DE8330595U 1982-11-22 1983-10-25 Ski mit einem als Leichtbaukern ausgebildeten Stützkern mit zwei gegenüberliegenden Seiten Expired DE8330595U1 (de)

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