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Die Erfindung bezieht sich auf einen Ski, welcher einen oberen und einen unteren aus aufeinandergeschichteten Streifen von mit Kunstharz imprägniertem Glasfasermaterial bestehenden im
Querschnitt etwa U-förmigen Gurten aufweist, zwischen denen ein Kern angeordnet ist, der aus mehreren langgestreckten Hohlkörpern besteht. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein neues Verfahren zur Herstellung eines solchen Skis.
Von einem guten Ski wird ein ausgewogenes Gleichgewicht zwischen Steifheit und elastischer Biegsamkeit verlangt, zugleich in Verbindung mit andern wichtigen Eigenschaften hinsichtlich Gewicht, Wölbung und Gestalt.
Um das Gewicht des Skifahrers so gleichmässig wie möglich über die ganze Lauffläche des Skis zu verteilen, ist dieser mit einer Wölbung versehen, die einem leichten Bogen entspricht, der von der Skispitze bis zur
Skihinterkante verläuft und in Verbindung mit der Steifheit des Skis bewirkt, dass ein Teil des Gewichts des
Skiläufers nach vorn zu den Spitzen hin und nach hinten zur Skihinterkante hin verteilt wird. Das Ausmass der
Wölbung und der dazugehörigen Steifheit des Skis soll so sein, dass die Gestalt der beiden Skier gleichmässig ist und, wenn das Gewicht des Skiläufers daraufgebracht wird, der Ski sich abflacht und einen maximalen Teil der
Lauffläche auf den Schnee bringt.
Ein Ski muss auch genügend steif sein, um einem Verwindungsmoment
Widerstand leisten zu können, so dass, wenn der Skiläufer eine Wendung ausführt, die Kanten des Skis ihren
Eingriff in dem Schnee behalten statt abzugleiten, aber natürlich ist auch eine gewisse Verwindung erwünscht, um zu gewährleisten, dass der Ski die richtige Führung hat.
Anderseits soll ein Ski genügend flexibel sein, so dass er Unregelmässigkeiten der Schneefläche folgen kann, ohne sie zu durchpflügen, was die Laufgeschwindigkeit des Skis vermindern und gegebenenfalls ein Einbrechen in den Schnee zur Folge haben könnte. Er soll auch flexibel sein, um dem Skiläufer die Ausführung einer Wendung oder eines Bogens zu gestatten, da Flexibilität, d. h. Biegsamkeit erforderlich ist, um ein gewisses Verbiegen des
Skis während einer Wendung bzw. eines Bogens zuzulassen. Ist jedoch der Ski zu flexibel, so kann er nicht einwandfrei auf hartgepacktem Schnee oder Eis laufen, weil das Gewicht des Skiläufers nicht genügend auf die gesamte Lauffläche verteilt wird und die Skispitze und Skihinterkante nicht mitwirken können.
Bekanntlich springen oder klappern die Spitzen von sehr flexiblen Skiern manchmal während des Laufs über hartgepackten
Schnee, was ein Anzeichen nicht nur dafür ist, dass die Spitzen nicht bei der Bildung der wirksamen Lauffläche mitwirken, sondern auch dafür, dass von diesem Teil des Skis nur wenig Unterstützung zu erhalten ist, wenn der
Skiläufer einen Bogen fährt, da die Kanten nicht in den Schnee eingreifen, sondern während des Laufens fortfahren, zu springen oder zu klappern. Im Endergebnis ist ein Ski, der zu flexibel ist, nicht leicht unter den Bedingungen hartgepackten Schnees zu steuern.
Nach dem gleichen Anzeichen ist ein Ski, der zu steif ist, nicht in der Lage, einwandfrei unter den Bedingungen von weichem Schnee zu laufen, da die Schubkraft der Spitze nach unten diese in den Schnee eintauchen lässt und die Schubkraft der Skihinterkante nach unten des Bogenfahren erschwert.
Weiterhin ist es für einen guten Ski wichtig, dass er seine ursprüngliche Gestalt im Ruhezustand und seine Flexibilität auch nach längerem Gebrauch behält. Skier wurden bekanntlich zuerst aus Holz hergestellt. Eine ganz besondere Eignung für diesen Zweck besitzt Hickoryholz, da es seine Festigkeit und Flexibilität länger als irgendein anderes Holz behält. Die Schwierigkeit bei Holz besteht darin, dass seine Elastizität nachlässt, wenn das Holz feucht wird. So wurde gefunden, dass die Lebensdauer eines Holzskis erheblich begrenzt ist, weil keine Menge von Wachs oder Schellack das Wasser auf die Dauer vom Inneren des Holzkörpers fernhalten kann und sowohl die Flexibilität als auch die anfängliche Wölbung, mit der der Ski hergestellt wurde, bald verloren gehen.
Der erste Versuch zur Lösung dieses speziellen Problems bestand in der Aufbringung verschiedener Kunststoffarten auf der Lauffläche des Skis, wobei der Kunststoff eine sehr dichte Struktur hatte, um den Feuchtigkeitseintritt von der Lauffläche in das Holz zu verhindern. Dadurch wurde die Notwendigkeit beseitigt, ständig auf der Lauffläche Wachsüberzüge anzubringen, aber es konnte doch nicht der Eintritt von Feuchtigkeit in den Holzkörper des Skis von oben oder von den Seiten her verhindert werden. Als nächstes wurde versucht, den ganzen Ski mit einem überzug einer Schicht aus Kunststoff oder Glasfaserstoff zu versehen, wodurch die Feuchtigkeit zum grössten Teil ferngehalten werden konnte, wenn nicht der Kunsstoff abblätterte oder riss.
Es wurde ferner versucht, andere Arten von Skiern unter Verwendung von Metall oder verschiedenen Kombinationen aus Holz, Metall und Kunststoff zusammengeschichtet zu verwenden, um die erwünschte Flexibilität und die andern erwähnten Eigenschaften zu erhalten. In solchen Fällen wurde das Holz mehr dazu benutzt, dem Körper des Skis die erwünschten Abmessungen zu verleihen, als für Flexibilität und Festigkeit zu sorgen, vielmehr sollte die Flexibilität entweder durch die Metallstreifen oder die Glasfaserstoffstreifen gewährleistet werden. Auch wurde versucht, insgesamt aus Kunststoff bestehende Skier herzustellen, aber diese vermochten nicht zu befriedigen wegen ihres Gewichts oder wegen ihres Mangels an Flexibilität oder infolge von Herstellungsschwierigkeiten.
Auf dem Markt findet sich heute eine grosse Vielfalt von Skiern, die fast sämtlich aus Schichtungen von Holz und Glasfaserstoff oder Holz, Glasfaserstoff und Metall bestehen. Bei den geschichteten Skiern, welche Metall enthalten, sind Flexibilität und Steifheit Abhängigkeit von der Festigkeit des Metalls und die übrigen Schichten tragen nicht zu diesen Eigenschaften bei. In solchen Fällen gewinnt das Problem der Metallermüdung erhebliche Bedeutung. Nach einer verhältnismässig geringen Anzahl von Biegungen verliert das Metall seine einwandfreie Wirkung. Es gerät in die Gefahr, zu zerspringen und zu brechen, wodurch
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der Ski unbrauchbar wird. Das ist besonders problematisch bei solchen Metallskiern, welche durchgehende Metallkanten haben, die aus einem sehr harten Stahl bestehen.
Ausserdem haben geschichtete Metallskier häufig eine ungenügende Flexibilität in den Spitzen und Hinterkanten, es sei denn, dass sie aus so dünnen Streifen aufgebaut sind, dass sie leicht dauerhafte Biegungen erfahren können. Bei den Skiern mit einer Schichtung aus Glasfaserstoff und Holz liefert das Holz keine Flexibilität, sondern wirkt nur gewissermassen als Abstandhalter und die eigentliche Wirkung wird allein von der obersten und der untersten, aus Glasfaserstoff bestehenden Schicht aufgebracht. Solche Skier neigen dazu, etwas auf der schweren Seite zu liegen, und ausserdem verliert der Ski, falls es zu einem Bruch der Glasfaserstoffschicht kommt, der den Eintritt von Feuchtigkeit in das Holz ermöglicht, sehr rasch seine Flexibilität.
Bei solchen Skiern werden die Scherbeanspruchungen durch die Holzfasern aufgenommen, die beim Gebrauch allmählich durchbrechen und das Holz wird rasch weich, wenn es feucht wird, was die Fasern noch weiter beeinträchtigt, so dass ihre Fähigkeit zur Aufnahme und übertragung von Beanspruchungen bald verlorengeht.
Es ist ferner versucht worden, einen Ski ganz aus Glasfaserstoff herzustellen. Dabei wurde versucht, dem Problem des übermässigen Gewichts, das vorher hiefür hinderlich gewesen war, durch die Anordnung von Hohlkernen innerhalb des Skis zu begegnen. Es gelang jedoch bisher nicht, einen geeigneten Aufbau oder ein geeignetes Verfahren zu entwickeln, um einen solchen Ski industriell herstellen zu können, da die verschiedenen versuchsweise handwerklich ausgeführten Muster zu teuer waren und die erforderliche Ausrichtung der Fasern nur mit Schwierigkeiten überwacht werden konnte. Wenn nämlich die Fasern nicht linear verteilt sind, während der Ski fertiggestellt wird, so führt das zu einer nichtlinearen Flexibilitätsverzerrung oder einem Verwerfen der Skier, das, wenn überhaupt, nur schwer zu korrigieren ist.
Es wurde noch eine andere Art sogenannter Glasfaserstoffskier versuchsweise entwickelt, die aus drei Teilen bestand : Einer obersten Schicht, einer unteren Lauffläche und einem zentralen Kern aus Epoxyharz, welche sämtlich einzeln zugeschnitten, vorgehärtet und dann zusammengeklebt wurden. Bei diesem speziellen Ski sind sowohl die oberste als auch die unterste Schichtung mit kontinuierlichen Metallstreifen versehen, die praktisch einen Teil der Last bei der Biegung, die der Ski im Gebrauch erfährt, aufnehmen und nach längerem Gebrauch als erste versagen. Ausserdem wird durch das Kleben der Schichten kein genügend einheitliches Gebilde geschaffen, so dass sofort innere Beanspruchungen entstehen, welche danach die Eigenschaften des Skis unwandelbar beeinflussen.
Durch die Erfindung werden die verschiedenen Probleme, die bei einem geschichteten Ski aus Glasfaserstoff auftreten können, ohne Anwendung von Metall- oder Holzschichten, allein durch Ausnutzung der Festigkeit und Elastizität des Glasfaserstoffs gelöst, und es wird ein neues Herstellungsverfahren angegeben, durch welches ein solcher Ski die erforderliche Festigkeit und Flexibilität bzw. Biegsamkeit erhält. Ausserdem ist das neue Herstellungsverfahren für die industrielle Herstellung von Skiern geeignet. Dabei wird der Körper des Skis als ein einheitliches Gebilde ohne geklebte Verbindungen zwischen ungleichen vorgehärteten Materialschichten und durch Härtung als Ganzes in der gewünschten Gestalt hergestellt, wodurch eine bessere Kontrolle der erwünschten Eigenschaften ermöglicht und diese Eigenschaften von vornherein dauerhaft gemacht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach und reproduzierbaren Eigenschaften herstellbaren Ski anzugeben, der eine besonders gute Festigkeit, Flexibilität und Dauerhaftigkeit seiner Eigenschaften aufweist. Er soll ein leichtes Gewicht haben, aber kräftig sein und die für das Skifahren erforderliche Biegsamkeit mit einer ausreichenden Verwindbarkeit vereinigen. Die ursprüngliche Gestalt und Flexibilität eines solchen Glasfaserskis soll auch nach langem Gebrauch erhalten bleiben.
Es soll ferner ein neues Herstellungsverfahren für solche Glasfaserski angegeben werden, das die Schichtung und Formung bzw. Pressung zu einem einheitlichen Gebilde gewährleistet. Dabei soll innerer und äusserer Druck zugleich angewendet werden.
Ausgehend von einem Ski der eingangs angeführten Art wird dies dadurch erreicht, dass die Hohlkörper zum Teil von der Spitze und zum Teil von der Hinterkante des Skis aus bis etwa zur Mitte des Skis verlaufen und dort an entgegengesetzten Seitenflächen des Skis endigen, und im Bereich der Spitze bzw. des Skiendes geschlossen sind, in den Seitenflächen beiderseits der Skimitte hingegen verschliessbare Öffnungen aufweisen.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Fig. l zeigt eine Seitenansicht eines Skis gemäss der Erfindung im Innern der Herstellungsform, von deren Boden und Deckplatte die eine seitliche Schiene abgenommen ist, um das Innere der Form sehen zu lassen. Fig. 2 ist eine Grundrissdarstellung, welche weitere Einzelheiten der Bauweise und Formgebung des neuen Skis erkennen lässt. Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Skis innerhalb der Form, welche seinen Querschnitt nach der Härtung, aber vor der Abnahme des inneren Formteils zeigt. Fig. 4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der verschiedenen angewendeten Schichten, welche deren Relativlagen veranschaulicht, und Fig. 5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, welche die Einzelheiten der Schichtung und Bauweise der Skispitze verdeutlicht.
Zu den verschiedenen Teilen der Form-10-gehören eine Bodenplatte --12-- und eine Deckplatte - von einer Länge, die praktisch etwa der Gesamtlänge des Skis entspricht. Wie Fig. 1 zeigt, ist die Bodenplatte --12-- in der Mitte bei--13--in einem Ausmass nach oben gebogen, das ausreicht, dem
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geformten Ski die erwünschte Wölbung zu geben. An der Skihinterkante ist die Platte-12-bei-16-- etwas nach oben geneigt, um eine schwach angehobene Skihinterkante zu bilden. Die Skispitze --107-- ist wie üblich gebogen und die untere Platte--12--ist dementsprechend bei--18--ebenfalls nach oben gekrümmt.
Die deckplatte --14-- ist gleichfalls an ihrem hinteren Ende bei--20--etwas nach oben geneigt und sie besitzt ebenfalls eine gekrümmte Spitze--22--. Wie Fig. 3 zeigt, besteht die platte --14-- aus einer
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In Fig. 2 sind die übrigen Teile der Form--10--dargestellt, zu denen vier seitliche Schienen--28gehören, die mit der unteren Platte--12--durch Schrauben--29--od. ähnl. Befestigungseinrichtungen verbunden sind. Die Seitenschienen-28-sind genügend lang, um sich über den Teil des Skis zu erstrecken, in welchem seine seitlichen Flanken gerade und parallel sind. Wie aus Fig. 2 zu ersehen, beginnen die Konturen der Skihinterkante--108--und der Skispitze --107-- in der Nähe der Enden gekrümmt nach innen zu laufen. Dementsprechend sind trennbare Seitenplatten-30-für die Hinterkante an der Platte-12durch mehrere Schrauben--31--befestigt.
Die Seitenplatten--30--bilden je eine Hälfte der Seite der Skihinterkante und sind längs der Mittellinie der form --10-- bei --32-- getrennt, so dass nach der Formung des Skis diese Teile leicht abgenommen werden können, so dass der Ski ohne Beschädigung seines Formkörpers herausgenommen werden kann.
An der Skispitze sind die Seitenstücke--34--an der Platte --12-- durch Schrauben --35-befestigt, und gleichfalls bei-36-am äussersten Ende des Skis getrennt, so dass sie zwecks Herausnahme des geformten Skis weggenommen werden können. Eine perspektivische Darstellung dieses Teils der Form ist noch deutlicher in Fig. 5 zu sehen.
Zu beiden Seiten der Form in der Nähe von deren Mitte sind zwei Halteblöcke--38--für Blähkörper in Ausrichtung mit den Seitenschienen--28--angebracht. An den Halteblöcken--38--sind mehrere langgestreckte Druckkissen--40--befestigt, die durch die Anordnung und Gestaltung der Halteblöcke
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von welchem die Zahl der Druckkissen auch abweichen kann je nach dem Verhältnis zwischen Höhe und Breite des geschichteten Aufbaues und der darin gewünschten Zahl von Hohlzellen. Die Druckkissen --40-- reichen in einen Endblock --42-- hinein, der mehrere daraus hervorspringende Stutzen --44-- aufweist, die wieder von einem verteilerstück --46-- aufgenommen werden.
Das Verteilerstück--46--hat einen Einlass
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ist, der am dicksten ist und daher die Einfügung eines besonderen Verstärkungsmaterials erlaubt, um jede Schwächung des Aufbaues zu vermeiden, die von der Unregelmässigkeit der Zellenstruktur an dieser Stelle verursacht werden könnte. Ausserdem erfordert der mittlere Teil des Skis, auf dem sich normalerweise die Stelle befindet, an der der Ski an dem Fuss des Skiläufers befestigt wird, den geringsten Grad von Flexibilität und er erfährt daher auch in dieser Hinsicht die geringste Beanspruchung.
In Fig. 4 sind weitere Einzelheiten des Formaufbaues zu sehen. Die untere Platte--12--ist mit einer abgerundeten Längsrippe --50-- versehen, die sich praktisch über ihre ganze Länge erstreckt und die abgerundete Führungsrille auf der Unterseite des geformten Skis bildet, die dort üblicherweise vorgesehen ist und seine Führungseigenschaften verbessert. Andere Arten von Rippen können natürlich auch vorgesehen werden, um andere Rillenausbildungen zu schaffen, wenn dies gewünscht werden sollte. Längs der inneren Ecken der Seitenschiene --28-- sind Schlitze --52-- vorgesehen, die dazu dienen, die Metallkanten-56-aufzunehmen und sie während der Vorgänge des Zusammenbaues und des Härtens an Ort und Stelle zu halten.
Um die untere Schale des Skis zu bilden, ist das erste Stück Schichtmaterial, das in die Form-10- gelegt wird, ein Streifen aus Kunststoffmaterial--54--von einer Art, die eine sehr geringe Porösität und einen
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bildet die Lauffläche und wird entsprechend dem in Fig. 2 gezeigten allgemeinen Umriss des Skis zugeschnitten.
Sobald die Lauffläche --54-- sich an Ort und Stelle befindet, werden die Metallkanten --56-- in die Schlitze-52--eingefügt. Die Metallkanten --56-- bestehen zweckmässig aus Teilstücken von gehärtetem Stahl, die vorzugsweise nicht über 15 cm lang sind und einen L-förmigen Querschnitt haben, derart, dass der
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Ende etwa auf der ganzen Länge des Skis angeordnet einschliesslich eines kurzen Stücks der Skispitze, bevor diese im Grundriss eine erhebliche Krümmung aufweist. Die kurzen Teilstücke erlauben es dem Ski, sich frei zu biegen,
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so, wie es der Flexibilität des Glasfaserstoffmaterials entspricht, ohne dessen Biegungseigenschaften erheblich zu ändern.
Die Teilstücke sollen nicht grösser sein als etwa 15 cm, vorzugsweise sind sie etwa 2, 5 bis 7, 5 cm lang. Es sind auch Teilstücke mit hievon abweichenden Längen anwendbar. Die kurzen Teilstreifen sind teurer und erfordern mehr Zeit für den Aufbau, die längeren machen den Ski steifer. Um diesen Umständen Rechnung zu tragen, kann es vorteilhaft sein, in der Nähe der Skispitze und der Skihinterkante kürzere Teilstücke anzuwenden, wenn dort eine grössere Flexibilität erwünscht ist.
Die nächste Schicht besteht aus einem Streifen-58--, der vorher durch Faltung in die Form eines Kanals gebracht worden ist, so dass der Boden etwa der Breite des Skis entspricht und die Seitenwände der verjüngten Kontur der Seitenwände des Skis, wie in Fig. l gezeigt, folgen. Der Streifen --58-- besteht aus gewobenem Glasfasermaterial, in welchem die Fasern in zweierlei Richtungen verlaufen, d. h. es verlaufen annähernd eine gleiche Zahl von Fasern in der Längsrichtung des Skis und in seiner Querrichtung. Das Material der Schicht--58--ist vorzugsweise mit einem noch nicht gehärteten Harz imprägniert und befindet sich in trockenem Zustand.
Anschliessend an den U-förmig gestalteten Streifen--58--folgt die nächste Schichtung, bestehend aus mehreren flachen Streifen-60--, die gleichfalls dem in Fig. 2 gezeigten Umriss des Skis
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nur einer Richtung, u. zw. in Längsrichtung des Skis, ausgerichtet sind. Die Fasern des Streifens --60-- werden durch gelegentliche, in Abständen angeordnete Querfasern hinreichend zusammengehalten. Die Streifen-60sind gleichfalls vorher mit einem trockenen ungehärteten Harz imprägniert. Die Zahl der Streifen --60-- kann schwanken je nach dem Grad der für den Ski gewünschten Flexibilität. Die Zeichnungen zeigen in Fig. 4 vier solche Streifen, aber auch dies ist nur ein Beispiel und die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt.
Je nachdem, ob eine grössere oder geringere Flexibilität erwünscht ist, beispielsweise wenn eine etwas geringere Flexibilität im Bereich der Skihinterkante gewünscht wird als in der Spitze, können besondere Streifen --60-- an verschiedenen Stellen hinzugefügt werden ; oder aber es können die Streifen in Längsrichtung gestaffelt angeordnet werden, so dass sich eine gleichmässige Verjüngung zur Spitze oder Hinterkante hin ergibt, ausserdem kann aber auch eine sich gleichmässig ändernde Flexibilität erhalten werden.
In Fällen, in denen ein zusätzlicher Widerstand gegen das Verwindungsmoment für bestimmte Teile des Skis erwünscht ist, können Streifen --60-- mit einheitlicher Richtung in Nachbarschaft zu den Streifen - eingelegt werden, deren in einer Richtung verlaufende Fasern mit einem Winkel zur Skilängsachse gerichtet sind. Die Streifen --60-- vervollständigen den Aufbau der unteren Schale.
Als nächstes wird ein zentraler Kern geformt, um die untere und die obere Schale voneinander zu trennen.
Dieser Kern umfasst mehrere langgestreckte kanalartige Teile, die vorher durch Faltung in eine U-förmige Gestalt gebracht wurden. Die kanalartigen Teile --62-- werden zuerst unmittelbar auf die Streifen --60-- mit der offenen Seite des Kanals nach oben gelegt. Diese kanalartigen Teile --62-- erstrecken sich nicht über die ganze Länge des Skis, sondern nur etwa über die Länge der Seitenschienen--28--. In Fig. 2 sind die kanalartigen Teile-62-in gestrichelten Linien, der gekrümmten Kontur der Druckkissen --40-- folgend und in der Nähe des mittleren Teils des Skis endigend, dargestellt, dort, wo die Druckkissen --40-- aus den Seitenwänden des Skis austreten.
In Fig. l lässt die Seitenwand eines fertigen Skis erkennen, wo die Druckkissen --40-- aus den Seitenwänden des Skis heraustreten. Auch sind hier die Seitenwände der kanalartigen Teile - 62 und 64-zu sehen. Die Oberteile der kanalartigen Teile --64-- sind mit ihren offenen Seiten nach unten angeordnet, so dass die Seitenwände diejenigen der kanalartigen Teile --62-- gleitend berühren. Bevor
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Hinterkanten hin abnimmt, ist es erforderlich, dass die Seitenwände der kanalartigen Teile-62 und 64-sich nach ihren Enden hin verjüngen.
Diese Verjüngung ist in Fig. 4 mit-65-bezeichnet. Die kanalartigen Teile --62, 64--sind aus Glasfasermaterial mit zwei Faserrichtungen hergestellt, das mit ungehärtetem Harz imprägniert ist, wie es auch bei den andern hier verwendeten Materialien der Fall ist, und sie sind trocken. Die Kanäle sind vorher mit Hilfe einer Heisspressvorrichtung gefaltet worden.
Sobald die Druckkissen --40-- und die kanalartigen Glieder-62 und 64-an Ort und Stelle liegen, werden verschiedene Seitenstreifen-66-eingefügt, die sich bis dahin erstrecken, wo die Skihinterkante und die Skispitze beginnen und die daher, ebenso wie vorher beschrieben, abgeschrägt sind. Da die Druckkissen --40-- nahe der Mitte des Ski austreten, sind die Seitenstreifen--66--gerade so lang, dass sie sich von der mit--67--in Fig. 2 bezeichneten Stelle bis etwa zu dem mit der Ziffer--68--bezeichneten Punkt erstrecken.
Es sind also vier getrennte Gruppen dieser Seitenstreifen --66-- vorhanden. Die Streifen-66werden zwischen die Aussenkanten der Kanalteile--62, 64--und die Seitenwände des U-förmigen Streifens - 58-eingefügt.
Die obere Schale wird nun in ähnlicher Weise wie die untere Schale geformt. Die erste Schichtung ist eine zweite Gruppe von Glasfaserstoffstreifen-70-mit einer Faserrichtung, ebenso wie die eine Faserrichtung aufweisenden Streifen --60--, und sind entsprechend dem Umriss des fertigen Skis zugeschnitten und mit ungehärtetem Harz imprägniert. Es können auch Streifen --70-- in der Länge gestaffelt oder einige von ihnen gegebenenfalls auch schräg gelegt werden. Nachdem dies geschehen ist, wird ein zweiter grosser Streifen
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--72--, der als U-förmiger Kanal gestaltet ist, in die Form gelegt.
Der Streifen--72--ist etwa gleich dem
Streifen--58--insofern, als er aus Glasfaserstoffmaterial mit zwei Faserrichtungen besteht und vorher mit ungehärtetem Harz imprägniert ist. Die Seitenwände des Streifens --72-- können entweder innerhalb oder auf der Aussenseite der Seitenwände des Streifens --58-- angeordnet werden. Die Endschicht ist ein weiteres
U-förmig gestaltetes, als Decklage --74-- eingefügtes Material, dessen Seitenwände sich ausserhalb der
Seitenwände der grossen U-förmigen Streifen-72-oder-58-erstrecken. Die Decklage --74-- ist vorzugsweise ein feinmaschiges Gewebe mit zwei Faserrichtungen, die gleichfalls vorher mit einem ungehärteten
Harz imprägniert ist.
Die Decklage--74--soll in erster Linie dem dekorativen Aussehen dienen und kann gewünschtenfalls farbig oder bedruckt sein. Die Streifen--70, 72 und 74--bilden zusammen die obere Schale des Skis.
In Fig. 5 sind die verschiedenen Schichtungen des spitzen Abschnitts eines Skis auseinandergezogen dargestellt. Dabei sind die gleichen Arten und Reihenfolgen der Schichtungen bei der Skihinterkante angewendet, so dass hiefür eine besondere Darstellung entbehrlich ist. Die Schichten, welche die obere und untere Schale bilden, reichen, wie schon erwähnt, bis in die Spitze des Skis hinein. So ist die Lauffläche --54-- dargestellt, aber ihre Seiten sind bei-55-so beschnitten, dass sie sich dem letzten Teil der Kanten --56-- anpassen.
Der erste grosse U-förmige Streifen--58-mit zwei Faserrichtungen erstreckt sich bis in die eigentliche
Skispitze, und um die Krümmung des Materials nach oben zu ermöglichen, sind die Seiten beschnitten oder genutet, wie es bei --59-- dargestellt ist. Die erste Gruppe von Streifen --60- mit nur einer Faserrichtung ist gleichfalls als unmittelbar über dem Streifen --58-- und sich bis in die Skispitze hinein erstreckend dargestellt.
Da die U-förmigen Kanäle-62 und 64--sich nicht ganz bis in die Spitze oder bis zur Hinterkante des Skis erstrecken, ist es erforderlich, einen gewissen Abstand zwischen der oberen und der unteren Schale vorzusehen, wie dies durch die Kanäle in dem Rest des Skis geschieht. Hiezu sind mehrere Streifen --76-- aus Gewebe mit zwei Faserrichtungen oder Fadenrichtungen zwischen die Streifen-60 und 70-, die nur eine Faserrichtung aufweisen gelegt. Diese Streifen --76-- können so zugeschnitten sein, dass sie einen zentralen Hohlraum --78-- ergeben, der mit einer Mischung --80-- gefüllt wird, welche aus einer ungehärteten Harzmasse besteht, der ein Füllmittel aus kleinen Hohlkugelelementen --82- zugesetzt ist.
Nach der Härtung verleiht dieses Material der Spitze des Skis eine beträchtliche Festigkeit, wobei es seine feste Form beibehält, aber kein überschüssiges Gewicht in der Spitze verursacht.
Oberhalb der Streifen --76-- in der Spitze und des Kernmaterials-80-verlaufen die Streifen --70-- aus Material mit einer Faserrichtung bis zur Spitze selbst, und oberhalb der Streifen--70--befindet sich der Streifen --72- mit zwei Faserrichtungen und der die Decklage bildende Streifen-74-. Wie schon erwähnt, können ihre Kanten, um die Aufwärtskrümmung der U-förmigen Streifen-72 und 74-zu ermöglichen, beschnitten oder genutet sein, wie es bei--75--gezeigt ist.
Um die Spitze ferner gegen Beschädigung zu schützen und den gekrümmten Teil von ihr zu versteifen, kann ein metallenes Spitzenstück -84-- längs der Seiten der Spitze in die Form gelegt werden, so dass es sich längs der äusseren Seitenwände der Deckschicht --74-- erstreckt, und wenn das Harz gehärtet wird, daran anhaftet und mit dem Ski aus einem Stück besteht.
Zu den Verfahrensschritten der Herstellung eines Skis gemäss der Erfindung gehört vor allem der Zusammenbau und das Einlegen der verschiedenen Schichten, wie bereits beschrieben. Wenn alle Schichten und Druckkissen --40-- sich an Ort und Stelle befinden, wird die obere Platte --14-- der Form auf die Schichtung gelegt und so angeordnet, dass der mittlere Teil --26-- zwischen die Seitenschienen-28-passt und direkt auf der Decklage --74-- aufliegt. Die gesamte Anordnung wird dann in eine Presse gelegt, die eine obere und eine untere Pressfläche hat, die etwa den oberen und unteren Flächen der Platten-12 und 14-entsprechen. Dann werden die Druckeinlassstutzen-48-mit einer Dampf- oder Druckluftquelle verbunden.
Die äusseren Platten der äusseren Presse werden dann betätigt, um gleichzeitig die äusseren Schichten unter Druck zu setzen, die Druckkissen--40--werden unter Druck gesetzt und können etwas erhitzt werden, wenn Dampf benutzt wird, bis das Harz weich wird und etwas zu fliessen beginnt. Die Platten der äusseren Form werden ebenfalls erhitzt, bis der Kunststoff weich ist, und dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis das gesamte ungehärtete Harz weich und leicht fliessend geworden ist. Bei der Druckbeaufschlagung der äusseren Presse wird der Druck auf die inneren Druckkissen--40--für eine kurze Zeitspanne unterbrochen und dann erneut angelegt, um das Entweichen einer beträchtlichen Menge der eingeschlossenen Luft zwischen den verschiedenen Lagen zu ermöglichen.
Der Druck innerhalb der Kissen--40--wird dann gesteigert, bis das weiche Harz aus den Rissen in der Form herauszutreten beginnt und so anzeigt, dass alles Harz geschmolzen ist. Der Druck auf die inneren Kissen wird dann auf etwa 8, 8 at (125 lbs. per square inch) gesteigert und die Temperatur an den äusseren Platten auf 150 bis 1650C (300 bis 3300 Fahrenheit) angehoben. Danach wird die gesamte Anordnung auf diesen Temperatur- und Druckwerten zwecks Erhärtens für etwa 30 min belassen.
Nach Ablauf dieser Härteperiode wird die Form aus der Presse genommen und die Druckquellen werden von den Einlassstutzen - -48-- abgetrennt. Die obere Platte --14-- wird dann abgenommen und die Seitenschienen-28, 30 und 34-von der unteren Platte --12-- getrennt und die Druckkissen--40--werden aus dem Inneren der
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Kanäle--62, 64--herausgezogen, so dass der Ski aus der Form herausgenommen werden kann. Der Ski ist dann bereit zur Reinigung im Sandstrahlgebläse und zur Oberflächenbearbeitung, und die Kanten-56- können geschliffen und gleichfalls endgültig bearbeitet werden.
Während des Arbeitsganges der Hitze- und Druckeinwirkung verursacht, nachdem das Harz flüssig geworden ist, die Ausdehnung der rohrförmigen Druckkissen --40-- gegen die benachbarten Seiten- und Bodenwände der Kanäle --62, 64--, dass diese Kanäle zunächst aneinander anhaften und sich bei weiterer Ausdehnung der Druckkissen --40-- vertikal zu verschieben und in dieser Ebene zu gleiten suchen. Da der anfängliche Druck gegen diese Seitenwände sie zusammenpresst und die auf das ungehärtete Harz einwirkende Hitze sie dazu bringt, aneinander zu haften, bringt die endgültige Anlegung von Druck auf die Kissen die Fasern in den Seitenwänden unter eine Vorspannung, wenn sie wegzugleiten suchen, und in diesem Zustand werden sie erhärten gelassen.
Durch Fasern, welche unter Vorspannung stehen, wird eine maximale Strukturfestigkeit geschaffen, da sie die ersten sind, welche jegliche Spannungsbelastung tragen, und in gleicher Weise die ersten sind, welche die Druckbelastungen tragen. Dadurch, dass diese Fasern unter eine Vorspannung versetzt werden, wenn sie keine Druckbelastung erfahren sollen, wird der Lastbetrag, dem sie Widerstand leisten können, bedeutend grösser, als wenn diese Fasern nicht durch Vorspannung verfestigt wären, sondern nur geknickt oder gefaltet wären, in welchem Falle sie unter Last bedeutend leichter versagen würden.
Die Streifen-60 und 70--, die nur eine Faserrichtung aufweisen, erfahren gleichfalls gewisse Änderungen beim Pressvorgang. Da eine Zahl von Spalten oder Abständen zwischen den benachbarten Kanälen und den verschiedenen andern Schichtungen innerhalb des Ski selbst vorhanden sind, verursacht der anfängliche Druck durch die Druckkissen, dass die Fasern mit nur einer Faserrichtung in den Streifen--60 und 70--sich zusammendrängen und die Spalten ausfüllen, wodurch sie Streifen bilden, in denen die Fasern in Längsrichtung orientiert sind und eine maximale Festigkeit ergeben. Als Ergebnis des Pressverfahrens wird die gesamte innere Anordnung der Schichtung ein einheitlicher Körper mit einer festen Struktur von grosser innerer Adhäsion in der gewünschten Gestalt ohne innere Spannungen.
Fig. 3 zeigt dieses einteilige Gebilde und veranschaulicht den Zustand des Inneren der Form im Anschluss an den Härtungsvorgang und vor der Wegnahme des Druckes aus dem Inneren der Druckkissen--40--. Nachdem der Ski herausgenommen ist, kann ein schmaler Streifen aus Kunststoffmaterial (nicht dargestellt) über die öffnungen --86-- geklebt werden, die in den Seiten des Skis verbleiben.
Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf die hier beschriebenen und dargestellten Einzelheiten, die lediglich das Grundsätzliche der Erfindung erläutern sollen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ski, welcher einen oberen und einen unteren aus aufeinandergeschichteten Streifen von mit Kunstharz imprägniertem Glasfasermaterial bestehenden im Querschnitt etwa U-förmigen Gurten aufweist, zwischen denen ein Kern angeordnet ist, der aus mehreren langgestreckten Hohlkörpern besteht, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass die Hohlkörper (62,64) zum Teil von der Spitze und zum Teil von der Hinterkante des Skis aus bis etwa zur Mitte des Skis verlaufen und dort an entgegengesetzten Seitenflächen des Skis endigen, und im Bereich der Spitze bzw. des Skiendes geschlossen sind, in den Seitenflächen beiderseits der Skimitte hingegen verschliessbare Öffnungen (86) aufweisen.