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Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen Kern für ein Gleitbrett, welches ein längliches, dünnes Kernelement, das in ein Gleitbrett einzubauen ist, aufweist, wobei das Kem- element ein vorderes Ende (eine Spitze), ein hinteres Ende und zwei gegenüberliegende Kanten aufweist, wobei das Kernelement eine Längsachse, die in eine Richtung von der Spitze zum hinte- ren Ende verläuft, eine Querachse, die in eine Richtung von Kante zu Kante, senkrecht zu der
Längsachse verläuft, und eine Normalachse aufweist, die senkrecht zu der Längsachse und der
Querachse liegt. Insbesondere ist sie auf einen Kern für ein Snowboard gerichtet.
Es sind speziell konstruierte Bretter für das Gleiten über ein Gelände bekannt, wie Snow- boards, Schi, Wasserschi, Schleppbretter ("Wakeboards"), Surfbretter und dergleichen. Für den Zweck dieses Patents bezeichnet "Gleitbrett" allgemein alle der zuvor genannten Bretter wie auch andere brettartige Vorrichtungen, mit welchen ein Fahrer eine Oberfläche überqueren kann. Der besseren Verständlichkeit wegen und ohne den Umfang der Erfindung einzuschränken, wird je- doch der erfindungsgemässe Kern für ein Gleitbrett, mit welchem sich dieses Patent beschäftigt, in der Folge insbesondere im Zusammenhang mit einem Kern für ein Snowboard offenbart.
Ein Snowboard umfasst eine Spitze, ein hinteres Ende und gegenüberliegende Fersen- und Ze- henkanten. Die Ausrichtung der Kanten hängt davon ab, ob der linke Fuss des Fahrers vorne steht (normal) oder der rechten Fuss vorne steht ("goofy"). Eine Breite des Bretts verringert sich für gewöhnlich sowohl von der Spitze als auch von dem hinteren Ende zum Mittelbereich des Bretts hin, wodurch der Ansatz und das Ende einer Drehung und der Kantengriff erleichtert wird. Das Snowboard besteht aus mehreren Komponenten, einschliesslich eines Kerns, einer oberen und unteren Verstärkungsschicht, zwischen welchen der Kern liegt, einer oberen dekorativen Schicht und einer Bodengleitfläche, die für gewöhnlich aus einem gesinterten oder extrudierten Kunststoff gebildet ist.
Die Verstärkungsschichten können die Kante des Kerns überlappen, und/oder es kann eine Seitenwand zum Schutz und zur Abdichtung des Kerns gegenüber der Umgebung vorgese- hen sein. Metallkanten (nicht dargestellt) können teilweise oder vorzugsweise vollständig den Umfang des Bretts umschliessen und für eine hartgreifende Kante zur Brettsteuerung auf Schnee und Eis sorgen. In dem Brett kann auch Dämpfungsmaterial zur Verringerung von Stössen und Vibrationen eingebaut sein. Das Brett kann eine symmetrische oder asymmetrische Form aufwei- sen und entweder eine ebene Grundfläche besitzen oder statt dessen mit einer leichten Wölbung versehen sein.
Ein Kern kann aus einem Schaummaterial gebildet sein, ist aber häufig aus einem vertikalen oder horizontalen Laminat aus Holzstreifen gebildet. Holz ist ein anisotropisches Material; das heisst, Holz weist in verschiedene Richtungen verschiedene mechanische Eigenschaften auf. Zum Beispiel haben die Zugfestigkeit, Druckfestigkeit und Steifheit von Holz einen Maximalwert, wenn sie entlang der Faserrichtung des Holzes gemessen werden, während wechselseitig orthogonale Richtungen senkrecht zu der Faserrichtung einen Minimalwert für diese Eigenschaften aufweisen.
Im Gegensatz dazu weist ein isotropisches Material unabhängig von seiner Ausrichtung dieselben mechanischen Eigenschaften auf.
Holzkerne werden herkömmlicherweise so konstruiert, dass der Verlauf der Faserrichtung 20 aller Holzsegmente entweder parallel zu der Grundflächenebene des Kerns (von der Spitze zum hinteren Ende) ist, auch als "Längsfaserung" bekannt (Fig. 1-2), senkrecht zu der Grundflächen- ebene ist, auch als "Hirnholz" bekannt (Fig. 3-4) oder eine Mischung aus Längsfaserung und Hirnholz ist, wobei Streifen der zwei Arten von Faserrichtung abwechselnd aufeinanderfolgen. Es ist auch bekannt, die Längsfasern quer über den Kem in einem Kante zu Kante-Bezug auszurich- ten. Folglich wurden in bekannten Holzkernen die Segmente so ausgerichtet, dass die Faserrich- tung parallel zu mindestens einer der orthogonalen Achsen des Kems verläuft.
Bisher waren jedoch die mechanischen Eigenschaften der Holzsegmente sowohl in die axiale als auch in die ausseraxiale Richtung ausreichend, um den verschiedenen Richtungskräften zu entsprechen, die auf das Brett ausgeübt werden.
Snowboardhersteller versuchen ständig ein leichteres Brett herzustellen. Es ist bekannt, das Gewicht eines Brettes durch die Verwendung von Materialien mit geringerer Dichte im Kern zu verringern. Mit abnehmender Dichte des Holzes können sich jedoch auch die mechanischen Eigenschaften verringern. Ein Holzsegment geringerer Dichte, das standardmässig ausgerichtet ist, mit einer Längsfaserung, die von der Spitze zum hinteren Ende oder von Kante zu Kante verläuft, oder einem Hirnholz, das sich senkrecht zu dem Kern erstreckt, kann nicht ausreichend sein, um
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den Belastungen standzuhalten, die gewöhnlich auf ein Brett während der Fahrt ausgeübt werden.
Daher besteht ein Bedarf an einer Anordnung eines leichtgewichtigen Kerns für ein Gleitbrett, der verschiedenen Belastungen widerstehen kann, die durch axiale und ausseraxiale Kräfte verursacht werden.
Dynamische Belastungszustände, die während der Fahrt auftreten, ergeben verschiedene Bie- gungs- und Drehungskräfte auf dem Brett. Der Kern und die Verstärkungsschichten sind das konstruktive Rückgrat des Bretts, die zusammenarbeiten, um diesen Scher-, Druck-Zug- und Verdrehspannungen zu widerstehen. Diese kraftbedingten Spannungen werden nicht gleichmässig auf das Brett ausgeübt, sondern es werden vielmehr örtlich begrenzte Bereiche einer grösseren
Ordnung einer bestimmten Kraft ausgesetzt. Der Kern kann jedoch nicht speziell zur Aufnahme dieser örtlich begrenzten Belastungen abgestimmt werden.
Zum Beispiel landet ein Fahrer einen Sprung üblicherweise auf dem hinteren Ende, so dass dies jener Bereich des Bretts ist, der typischerweise wesentlichen Biegebelastungen ausgesetzt ist, die zu hohen Längsschubspannungen führen. Wenn ein Fahrer einen starken Schwung auf der
Kante fährt, wird das Brett für gewöhnlich deutlichen Querbiegebelastungen ausgesetzt, die zu hohen Querschubspannungen in dem Bereich zwischen der Kante und der Mittellinie des Bretts führen. Da Bindungen in einem Zwischenbereich des Bretts befestigt sind, kann eine hohe Druck- festigkeit erforderlich sein, um den hohen Druckbelastungen zu widerstehen, die von dem Fahrer auf diesen Bereich ausgeübt werden, wenn er einen Sprung landet oder einen starken Schwung auf der Kante fährt.
Ferner können Kräfte, die auf die Bindungen ausgeübt werden, hohe Punkt- lasten erzeugen, die dazu führen können, dass die Bindungseinsatzhalterungen herausgezogen werden. Der Bereich des Bretts zwischen den Füssen des Fahrers kann wesentlichen Drehbelas- tungen durch entgegengesetzte Brettdrehungen entlang der Brettmittellinie ausgesetzt sein, wenn ein Schwung angesetzt oder ausgefahren wird.
Daher wäre die Bereitstellung eines Kerns für ein Gleitbrett vorteilhaft, der auf eine oder meh- rere spezifische, örtlich begrenzte Belastungen oder auf eine Kombination solcher örtlich begrenz- ter Belastungen abgestimmt ist.
Die EP 0 284 878 offenbart nun einen Kern für einen Schi, der anisotrope gewellte Strukturen aufweist, die eine Hauptachse haben, die nicht parallel zur Normalachse des Kerns ist. Das bei dieser bekannten Ausbildung verwendete Material ist ein imprägniertes isotropes Papiermaterial.
Die DE 295 02 290 A1 offenbart einen laminierten Snowboardkern, der aus einer Vielzahl von Holzfurnierschichten besteht, die miteinander durch ein Epoxidharz oder ein Polyesterharz lami- niert sind, wobei sich die Faserstruktur des Holzes zwischen den einzelnen Schichten ändert, um einen Kern zu erhalten, der asymmetrische Fahreigenschaften innerhalb einer symmetrischen äusseren Form ergibt. Allerdings zeigt die genannte DE 295 02 290 nicht, anisotrope Strukturen vertikal zu laminieren. Vielmehr sind die Holzschichten horizontal laminiert, um die gewünschten asymmetrischen Eigenschaften des Kernes zu erhalten. Wie in der genannten Schrift angeführt ist, können die einzelnen Schichten des Kernes gegeneinander beweglich sein, um die entsprechen- den Fahreigenschaften und das Fahrverhalten des Snowboards zu erreichen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen leichtgewichtigen Kern für ein Gleitbrett zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kern für ein Gleitbrett mit der strukturellen Integrität zu schaffen, um die erwarteten mechanischen Beanspruchungen zu bewäl- tigen, die auf das Gleitbrett ausgeübt werden, insbesondere jene Kräfte, die ausseraxial auf das Brett ausgeübt werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kem für ein Gleitbrett mit aus- gewählten Bereichen verschiedener mechanischer Eigenschaften zu schaffen, die speziell auf die besonderen Belastungen abgestimmt sind, die auf diesen Bereich des Kerns ausgeübt werden.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Kernelement eine Mehr- zahl vertikal laminierter, anisotroper Strukturen enthält, wobei die Mehrzahl vertikal laminierter, anisotroper Strukturen eine erste anisotrope Struktur enthält, die aus einem anisotropen Material gebildet ist und eine erste Hauptachse hat, entlang welcher eine mechanische Eigenschaft der ersten anisotropen Struktur einen Maximalwert aufweist, wobei die mechanische Eigenschaft ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Druckfestigkeit, Drucksteifigkeit, Druckermüdungs- festigkeit, Zeitstand-Druckfestigkeit, Zugfestigkeit, Zugsteifigkeit, Zugermüdungsfestigkeit und
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Zeitstand-Zugfestigkeit, wobei die erste Hauptachse in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, die sowohl zu der Längsachse, der Querachse,
als auch zu der Normalachse des Kernelements einen Winkel einschliesst.
Durch vorliegende Erfindung ist ein biegsamer, haltbarer, auf den Fahrer ansprechender Kern für ein Gleitbrett wie ein Snowboard erzielt. Der Kern verleiht Festigkeit und Steifheit, so dass ein Brett, das den Kern enthält, Belastungen standhalten kann, die entweder in eine Richtung parallel zu einer Achse des Bretts wie auch ausseraxial oder in Kombinationen davon auftreten.
Der Kern arbeitet mit anderen Komponenten des Gleitbretts zusammen, wie mit den Verstärkungsschichten, die ober- und unterhalb des Kerns angeordnet sind, um ein Brett mit ausgewogener Torsionskon- trolle und Gesamtflexibilität bereitzustellen, das rasch auf die durch den Fahrer verursachten Belastungen anspricht, wie den Ansatz oder die Beendigung einer Drehung, das sich rasch beim Landen nach einem Sprung oder beim Fahren über hügeliges Gelände (künstliche Hügel) erholt und das einen festen Kantenkontakt mit dem Gelände beibehält. Ein Gleitbrett, das den leichtge- wichtigen elastischen Kern enthält, läuft schnell und ist leicht steuerbar und bietet dem Fahrer ein verbessertes Fahrgefühl. In den Kern kann ein besonderes Biegeprofil gefräst sein, das eine Feinabstimmung eines Gleitbretts auf einen besonderen Bereich einer Fahrleistung ermöglicht.
Der Kern enthält eine vorderes Ende, ein hinteres Ende und gegenüberliegende Kanten. Das vordere Ende bezieht sich auf jenen Teil des Kerns, welcher der Spitze am nächsten liegt, wenn der Kern in das Gleitbrett eingearbeitet ist. Das hintere Ende bezieht sich, in analoger Weise, auf jenen Teil des Kerns, der dem hinteren Ende am nächsten ist, wenn der Kern in das Gleitbrett eingebaut ist. Das vordere und hintere Ende können so konstruiert sein, dass sie sich über die volle Länge des Gleitbretts erstrecken, und können so geformt sein, dass sie sich der Spitze und dem hinteren Ende des Gleitbretts anpassen. Als Alternative kann sich der Kern nur über einen Teil der Längs des Gleitbretts erstrecken und keine passenden Endformen aufweisen. Es werden symme- trische und asymmetrische Kernformen in Betracht gezogen.
Der Kern ist aus einem dünnen länglichen Element gebildet, dessen Dicke unterschiedlich sein kann, zum Beispiel von einem dickeren Mittelbereich zu dünneren Enden, wodurch dem Brett eine gewünschte Biegereaktion verliehen wird. Es wird jedoch auch ein Kern mit gleichmässiger Dicke in Betracht gezogen. Vor dem Einbau in das Gleitbrett kann der Kern im wesentlichen flach, konvex oder konkav sein, und die Form des Kerns kann während der Herstellung des Gleitbretts geändert werden. Folglich kann ein flacher Kern, nachdem das Gleitbrett vollständig zusammengebaut wurde, schliesslich eine Wölbung enthalten und nach oben gedrehte hintere und vordere Enden aufweisen.
Das Gleitbrett enthält vorzugsweise eine anisotropische Struktur wie Holz mit einer Hauptachse (die Faserrichtung, wenn die anisotropische Struktur Holz ist), entlang welcher die mechanische Eigenschaft, welche die Fahrleistung des Gleitbretts beeinflusst, einen maximalen Wert aufweist.
Die Hauptachse kann durch einen Winkel in bezug auf eine Ebene definiert sein, die durch beliebi- ge zwei von Längsachse, Querachse und Normalachse des Kerns gebildet wird. Die anisotropi- sche Struktur ist so ausgerichtet, dass die Hauptachse nicht mit einer dieser Kernachsen ausgerich- tet oder nicht zu diesen parallel ist. Obwohl die anisotropische Struktur so angeordnet sein kann, dass ein maximaler Wert für eine bestimmte, in Betracht gezogene Belastung erreicht wird, ist die Hauptachse vorzugsweise so ausgerichtet, dass ein ausgewogener Wert für zwei oder mehr erwar- tete Belastungszustände erreicht wird. Im letztgenannten Fall kann die Hauptachse so ausgerichtet sein, dass sie keinen maximalen Wert für eine beliebige der in Betracht gezogenen Belastungen aufweist, sondern vielmehr einen gewünschten Mischwert.
Wenn die anisotropische Struktur Holz ist, erstreckt sich die Faserrichtung des Holzes nicht in eine Richtung, die parallel zu irgend einer der drei Achsen ist. Bei einer solchen ausseraxialen Ausrichtung ist das Holz in dem Kern nicht in die Längsfaserrichtung oder in Hirnholzart ausgerichtet. Diese ausseraxiale Ausrichtung ist beson- ders für anisotropische Strukturen geringerer Dichte geeignet. Der Kern kann teilweise oder voll- ständig aus ausseraxialen anisotropischen Strukturen gebildet sein. Obwohl eine anisotropische Holzstruktur bevorzugt ist, werden andere anisotropischen Strukturen in Betracht gezogen, ein- schliesslich einer Glasfaser/Harzmatrix, einer geformten thermoplastischen Struktur, einer Waben- struktur und dergleichen.
Ferner können ein oder mehrere anisotropische Materialien zu einer anisotropischen Struktur gebildet werden, die zur Verwendung in dem vorliegenden Kern geeignet ist, zum Beispiel kann Glas, das selbst isotropisch ist, zu Fasern geformt werden, die miteinander
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in einer Harzmatrix zur Bildung einer anisotropischen Struktur ausgerichtet werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält der Kern ein dünnes längliches
Element mit einem vorderen Ende, einem hinteren Ende und zwei gegenüberliegenden Kanten.
Der Kern enthält eine Längsachse, die sich in die Richtung vom vorderen zum hinteren Ende erstreckt, eine Querachse, die sich in eine Richtung von Kante zu Kante erstreckt, und eine Nor- malachse. Das dünne, längliche Element enthält eine anisotropische Struktur, die ein Hauptachse aufweist, entlang welcher eine mechanische Eigenschaft einen maximalen Wert aufweist, wobei die mechanische Eigenschaft ausgewählt wird aus einem oder mehreren von Druckfestigkeit,
Drucksteifheit, Druckermüdungsfestigkeit, Druckkriechfestigkeit, Zugfestigkeit, Zugsteifheit, Zuger- müdungsfestigkeit und Zugkriechfestigkeit. Die anisotropische Struktur ist in dem Kernelement derart angeordnet, dass die Hauptachse nicht mit einer der Längs-, Quer- und Normalachsen des
Kernelements ausgerichtet oder nicht parallel zu dieser ist.
In einer Anordnung weist die Haupt- achse einen Winkel von etwa 45 in bezug auf eine der Achsen des Kernelements auf. Zwei oder mehrere ausseraxiale anisotropische Strukturen können in dem Kern verwendet werden und sind vorzugsweise Seite an Seite mit den entsprechenden Hauptachsen angeordnet, die sich in entge- gengesetzte relative Richtungen erstrecken. Als Alternative kann eine einzige ausseraxiale aniso- tropische Struktur alleine oder in Verbindung mit einer oder mehreren anisotropischen Strukturen verwendet werden, die so ausgelichtet sind, dass ihre jeweiligen Hauptachsen mit den Achsen des Kerns ausgerichtet oder parallel zu diesen sind. Die eine oder mehreren nichtparallelen oder nicht ausgerichteten anisotropischen Strukturen können in dem gesamten Kern oder nur in ausgewähl- ten Teilen des Kerns vorhanden sein.
Die Richtungen der anisotropischen Strukturen in den ver- schiedenen Teilen des Kerns können verschiedene Ausrichtungen im Vergleich zueinander haben.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält ein dünnes, längliches Kernele- ment eine vertikale Lamination dünner Streifen aus einer oder mehreren anisotropischen Struktu- ren, die sich vorzugsweise in eine Richtung von dem vorderen zum hinteren Ende erstrecken. Die Hauptachse von mindestens einer der anisotropischen Strukturen verläuft ausseraxial in bezug auf die Achsen des Kerns. Es können zwei oder mehr verschiedene Streifen der anisotropischen Strukturen in einem abwechselnden Muster angeordnet sein, und vorzugsweise verlaufen die Hauptachsen der beiden anisotropischen Strukturen in entgegengesetzte relative Richtungen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die anisotropische Struktur Holz, und die Hauptachse liegt entlang der Faserrichtung des Holzes.
In dieser Anordnung kann die Hauptachse einer ersten anisotropischen Struktur mit etwa 45 von der Grundflächenebene zu dem vorderen Ende (+45 ) ausgerichtet sein, und die Hauptachse einer benachbarten zweiten anisotropischen Struktur kann mit 45 von der Grundflächenebene zu dem hinteren Ende (-45 ) angeordnet sein. Es werden andere Winkel der Hauptachsen in Betracht gezogen, und die verschiedenen anisotropischen Strukturen können aus Holz mit derselben oder unterschiedlicher Dichte gebildet werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält ein dünnes, längliches Kernele- ment mindestens drei verschiedene anisotropische Strukturen, deren Hauptachsen jeweils in eine Richtung relativ zu den Achsen des Kerns ausgerichtet sind, die sich von den anderen unterschei- det. Eine oder mehr der drei verschiedenen anisotropischen Strukturen kann eine Hauptachse aufweisen, die in bezug auf die orthogonalen Achsen des Kerns ausseraxial ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält ein dünnes, längliches Kernele- ment ausgewählte Bereiche, die in Längsrichtung zueinander beabstandet sein können. Jeder beabstandete Bereich enthält eine anisotropische Struktur, die eine Hauptachse aufweist, die in eine Richtung ausgerichtet ist, die sich von den anderen Bereichen unterscheidet, so dass der Kern mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften in den beabstandeten Bereichen ausgestattet wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Gleitbrett mit einem dünnen, längli- chen Kern, wie in einem beliebigen der Ausführungsbeispiele hierin beschrieben ist. Das Gleitbrett kann ferner ober- und unterhalb des Kerns eine Verstärkungsschicht enthalten wie eine oder mehrere Lagen aus einer faserverstärkten Matrix. Eine Bodengleitfläche und eine obere Stehfläche können ebenso vorgesehen sein, wie Umfangskanten für einen festen Eingriff mit dem Gelände.
Gegebenenfalls können auch dämpfende und vibrationsbeständige Materialien enthalten sein.
Weiters ist ein erfindungsgemässer Gleitbrettkern gekennzeichnet durch ein längliches, dünnes Kernelement, das für den Einbau in ein Gleitbrett konstruiert und angeordnet ist und ein vorderes
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Ende (eine Spitze), ein hinteres Ende und zwei gegenüberliegende Kanten aufweist, wobei das
Kernelement eine erste Region und eine zweite Region enthält, die ersten und zweiten mechani- schen Lasten ausgesetzt werden sollen, wobei sich die erste mechanische Last von der zweiten mechanischen Last unterscheidet, wobei das Kernelement eine Längsachse, die in eine Richtung von der Spitze zum hinteren Ende verläuft, eine Querachse, die in eine Richtung von Kante zu
Kante, senkrecht zu der Längsachse verläuft, und eine Normalachse aufweist, die senkrecht zu der Längsachse und der Querachse liegt,
wobei jede der ersten und zweiten Region eine Mehrzahl vertikal laminierter, anisotroper Strukturen enthält, wobei die erste Region eine erste anisotrope Struktur enthält und die zweite Region eine zweite anisotrope Struktur enthält, wobei die erste und zweite anisotrope Struktur eine erste bzw. zweite Hauptachse aufweisen, entlang welcher eine mechanische Eigenschaft der ersten anisotropen Struktur und zweiten anisotropen Struktur einen Maximalwert aufweist, wobei die mechanische Eigenschaft der ersten und der zweiten anisotropen Struktur ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Druckfestigkeit, Drucksteifigkeit, Drucker- müdungsfestigkeit, Zeitstand-Druckfestigkeit, Zugfestigkeit, Zugsteifigkeit, Zugermüdungsfestigkeit und Zeitstand-Zugfestigkeit, sind wobei die erste und zweite Hauptachse eine erste bzw.
zweite Ausrichtung haben, um die erste und zweite mechanische Last zu tragen, wobei sich die erste Ausrichtung von der zweiten Ausrichtung unterscheidet, wobei die erste und zweite Hauptachse in einer ersten bzw. zweiten Ebene liegen, die zu einer Grundebene senkrecht sind, die sich durch die Längsachse und die Querachse erstreckt, wobei die erste Ebene zu der zweiten Ebene einen Winkel einschliesst.
Demgemäss enthält das Kernelement eine erste und eine zweite Region, die ersten und zwei- ten mechanischen Beanspruchungen unterworfen sind, welche untereinander unterschiedlich sind.
Beide Regionen enthalten eine Mehrzahl von vertikalen laminierten, anisotropen Strukturen, u.zw. die erste Region eine erste anisotrope Struktur und die zweite Region eine zweite. Die erste bzw. die zweite anisotrope Struktur hat erste bzw. zweite Hauptachsen, die in erste bzw. zweite Rich- tungen ausgerichtet sind, um eine erste bzw. zweite mechanische Beanspruchung zu tragen, wobei die Ausrichtung der beiden Achsen zueinander unterschiedlich ist. Die ersten und die zwei- ten Hauptachsen liegen in ersten und zweiten Ebenen, die im rechten Winkel zur Basisebene liegen, in welche die Längs- und die Querachse des Kernes verlaufen, wobei die erste Ebene zur zweiten Ebene nicht parallel ist.
Bei den anisotropen Strukturen gemäss EP 0 284 878 A1 liegen die Hauptachsen dieser aniso- tropen Strukturen nicht in Ebenen, die nicht parallel zueinander verlaufen und die im rechten Win- kel zur Basisachse liegen. Vielmehr offenbart die genannte EP-Schrift verschiedene Ausführungs- formen eines Kernelementes, in welchem die Achsen der Vertiefungen der gewellten Strukturen in Ebenen liegen, die zueinander parallel verlaufen und ebenso parallel zur Längsachse des Kern- elementes liegen.
Andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführ- lichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen sowie den Patentansprü- chen hervor. Es versteht sich, dass die Zeichnungen nur der Veranschaulichung dienen und nicht als Festlegung der Grenzen der Erfindung anzusehen sind.
Die vorangehenden und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus den folgen- den Zeichnungen verständlicher. Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Holzkerns mit Seg- menten in Längsfaserrichtung gemäss dem Stand der Technik. Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie 2-2 der Fig. 1. Fig. 3 gibt eine schematische Ansicht eines Holzkern mit Holzstim- segmenten wieder. Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie 4-4 der Fig. 3. Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf den Kern gemäss einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 6 ist ein Seitenriss des Kerns gemäss Fig. 5. Fig. 7 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des Kerns entlang Linie 7-7 der Fig. 5. Fig. 8 stellt eine Querschnittsansicht des Kerns entlang Linie 8-8 der Fig. 5 dar. Fig. 9 gibt eine Querschnittsansicht des Kerns entlang Linie 9-9 der Fig. 5 wieder. Fig. 10 zeigt eine Querschnittsansicht des Kerns entlang Linie 10-10 der Fig. 5. Fig. 11 ist eine schematische Ansicht eines Kerns, die ein Ausführungsbeispiel einer Ausrichtung der aniso- tropischen Struktur zur Bewältigung einer Schublast aufgrund einer Längsbiegung des Kerns zeigt.
Fig. 12 zeigt eine schematische Ansicht eines Kerns, die ein Ausführungsbeispiel einer Ausrich- tung der anisotropischen Struktur zur Bewältigung einer Schublast aufgrund einer Querbiegung des Kerns zeigt. Fig. 13 gibt eine schematische Ansicht eines Kerns wieder, die ein Ausführungs-
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beispiel einer Ausrichtung der anisotropischen Struktur zur Bewältigung einer Torsionsbeanspru- chung aufgrund einer Verdrehung des Kerns zeigt. Fig. 14 veranschaulicht eine schematische
Ansicht eines Kerns mit mehreren Bereichen verschiedener anisotropischer Strukturen zur Bewäl- tigung verschiedener Belastungszustände. Fig. 15 ist eine in Einzelteile aufgelöste Ansicht eines
Snowboards mit dem Kern der vorliegenden Erfindung.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 5-10 dargestellt ist, wird ein Kem für den Einbau in ein Gleitbrett wie ein Snowboard bereitgestellt. Der Kern 30 enthält ein dünnes, längliches Kernelement 32, das ein abgerundetes vorderes Ende 34, ein abgerundetes hinteres
Ende 36 und zwei gegenüberliegende Seitenränder 38,40 aufweist, die sich zwischen dem vorde- ren und dem hinteren Ende erstrecken. Es ist jedoch verständlich, dass die Kernform verändert werden kann, um sich der gewünschten Endgestalt des Bretts anzupassen. In diesem Zusammen- hang kann der Kern 30 eine symmetrische oder eine asymmetrische Form aufweisen, abhängig von dem gewünschten Fahrerbiegeprofil des Bretts.
Obwohl ein Kern voller Länge, der vom vorde- ren zum hinteren Ende verläuft, dargestellt ist, wird auch ein Kern mit Teillänge in Betracht gezo- gen, dem eines oder beide der abgerundeten vorderen und hinteren Enden fehlen können. Der
Kern 30 kann wie dargestellt mit einem Seitenausschnitt 42 versehen sein oder statt dessen mit gleichmässiger Breite konstruiert sein. Wie in Fig. 5 dargestellt, kann der Kem 30 mit einer ersten und zweiten Gruppe 44,46 von Öffnungen oder Löchern versehen sein, die den Bereichen ent- sprechen, wo die vordere und hintere Bindung, wie Snowboardbindungen, an dem Brett befestigt werden. Die Öffnungen in dem Kern sind zur Aufnahme von Halterungseinsätzen (nicht dargestellt) zur Befestigung der Bindungen ausgebildet. Das Muster der Öffnungen kann verändert werden, um verschiedene Einsatzhalterungsmuster aufzunehmen.
Der Kern 30 kann eine gleichmässige Dicke t aufweisen oder vorzugsweise eine Dicke t aufwei- sen, die sich von einem dickeren Mittelbereich 48, der die Öffnungen 44,46 zur Aufnahme der Halterungseinsätze enthält, zu den schmäleren und biegsameren vorderen und hinteren Enden 34, 36 verändert. In einem Ausführungsbeispiel ändert sich die Dicke von etwa 8 mm im Mittelbereich 48 zu etwa 1,8 mm an den Enden 34,36. Obwohl der Kern vor dem Einbauen in das Gleitbrett vorzugsweise im wesentlichen flach ist, kann er auch mit einer konvexen oder konkaven Form gestaltet sein. Ferner kann die Form des Kerns während der Herstellung des Gleitbretts verändert werden. Folglich kann ein flacher Kern schliesslich eine Wölbung aufweisen und das vordere und hintere Ende können nach oben gebogen sein, nachdem das Brett vollständig zusammengebaut wurde.
Eine Mehrzahl von Kernsegmenten 50 sind zum Beispiel durch vertikale Laminierung aneinan- der zur Bildung des einheitlichen Kernelements 32 befestigt. Wie dargestellt, können die Kernseg- mente 50 von dem vorderen zum hinteren Ende verlaufen und quer über die Breite des Kerns verteilt sein. Als Alternative können die Kernsegmente 50 von Kante zu Kante verlaufen oder wahlloser verteilt sein. Ein einzelnes Kernsegment 50 kann sich über die gesamte Länge des Kerns erstrecken oder als Alternative können kürzere Segmente endweise verbunden sein. Die Breite der Kernsegmente 50 kann im gesamten Kernelement 32 gleichmässig sein oder sich nach Wunsch ändern. In einem Ausführungsbeispiel kann die Breite der Kernsegmente 50 in einem Bereich von etwa 4 mm bis etwa 20 mm liegen, wobei eine bevorzugte Breite etwa 10 mm beträgt.
Jedes Kernelement 50 enthält mindestens eine erste anisotropische Struktur 52 (Fig. 8) mit einer Hauptachse 54, entlang welcher eine mechanische Eigenschaft der anisotropischen Struktur einen maximalen Wert aufweist. Eine solche mechanische Eigenschaft umfasst eine oder mehrere von Druckfestigkeit, Drucksteifheit, Druckermüdungsfestigkeit, Druckkriechfestigkeit, Zugfestigkeit, Zugsteifheit, Zugermüdungsfestigkeit und Zugkriechfestigkeit. Die anisotropische Struktur 52 ist so ausgerichtet, dass die Hauptachse 54 in eine vorbestimmte Richtung und mit einem vorbestimmten Winkel verläuft, die für einen oder mehrere der erwarteten Belastungszustände angemessen sind, die beim Fahren des Bretts auftreten.
Der Winkel und die Richtung der Hauptachse 54 können in bezug zu einem orthogonalen Koordinatensystem für den Kern definiert werden, das eine Längs- achse 56, eine Querachse 58 und eine Normalachse 60 enthält. Die Längsachse 56 verläuft in eine Richtung vom vorderen zum hinteren Ende entlang der Mittellinie des Kerns, die Querachse 58 verläuft in eine Richtung von Kante zu Kante an dem Längsmittelpunkt zwischen dem vorderen und hinteren Ende 34,36 des Kerns (senkrecht zur Längsachse), während die Normalachse 60 senkrecht zu der Grundflächenebene 62 des Kerns liegt und durch die Längs- und Quer-Achse
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verläuft. Das Koordinatensystem definiert auch eine Längsebene, die durch die Längs- und Nor- malachse geht, und eine Querebene, die durch die Quer- und Normalachse geht.
Die erste anisotropische Struktur 52 ist in dem Kern so angeordnet, dass die Hauptachse 54 mit jeder beliebigen der Längs-, Quer- oder Normalachse des Bretts nicht ausgerichtet ist oder nicht parallel ist. Vorzugsweise hat die Hauptachse 54 einen Winkel A1 zwischen 10 und 80 in bezug auf eine oder mehrere der Kernachsen oder orthogonalen Ebenen, die durch die Achsen definiert sind. In dem dargestellten Kern hat die Hauptachse 54 der ersten anisotropischen Struktur 52 einen Winkel A1 von 45 in bezug auf die Grundflächenebene 62.
Obwohl die Hauptachse mit einem Verlauf in die Richtung vom vorderen zum hinteren Ende dargestellt ist, könnte die anisotro- pische Struktur auch so angeordnet sein, dass die Hauptachse in die Richtung von Kante zu Kante verläuft oder in eine Richtung, die teilweise längsgerichtet (d. h. vom vorderen zum hinteren Ende) und teilweise quergerichtet (d. h. von Kante zu Kante) verläuft. Ferner werden andere Winkel der Hauptachse des Kernsegments der anisotropischen Struktur in Betracht gezogen, solange die erhaltene Hauptachse nicht parallel zu einer der Längs-, Quer- oder Normalachsen des Kerns liegt.
Der Kern 30 kann ein oder mehrere zweite Kernsegmente 64 aus einer zweiten anisotropi- schen Struktur 66 (Fig. 9) enthalten mit einer Hauptachse 68, die in einem Winkel A2 zu der Grund- flächenebene 62 ausgerichtet ist. Die zweiten Kernsegmente 64 können in einem getrennten Bereich des Kerns angeordnet sein oder können abwechselnd mit den ersten Kernsegmenten 50 der ersten anisotropischen Struktur 52 angeordnet sein, wie dargestellt. Die erste und zweite anisotropische Struktur 52,66 sind entweder durch ihre Zusammensetzung oder, wenn sie aus derselben Art von Material gebildet sind, durch die Ausrichtung ihrer Hauptachsen 54,68 unter- scheidbar. Wenn die erste und zweite anisotropische Struktur 52,66 nebeneinander angeordnet sind, kann es günstig sein, dass die Hauptachsen 54,58 der beiden Strukturen in entgegengesetzte Richtungen verlaufen.
Die Richtung kann mit einem "+" und einem "-" bezeichnet sein, wobei "+" bedeutet, dass die Hauptachse von der Grundflächenebene nach oben zu dem vorderen Ende 34 geneigt ist, wenn auf die Längsachse 56 Bezug genommen wird, oder zu einer Kante an der Seite der Zehen (sobald definiert) geneigt ist, wenn auf die Querachse 58 Bezug genommen wird. Eben- so kann "-" eine Hauptachse bezeichnen, die von der Grundflächenebene nach oben zu dem hinten Ende 36 geneigt ist, wenn auf die Längsachse 56 Bezug genommen wird, oder zu einer Kante an der Seite der Ferse (auch hier, sobald definiert) geneigt ist, wenn auf die Querachse 58 Bezug genommen wird. Mit dieser Nomenklatur liegt, wie dargestellt, die Hauptachse 54 der ersten Kernsegmente 50 etwa +45 zu der Grundflächenebene 62, während die Hauptachse 68 der zweiten Kernsegmente 64 -45 zu der Grundflächenebene 62 liegt.
Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Richtungen der Hauptachsen beispielhaft sind und dass andere Ausrichtungen im Bereich von 10 bis 80 für die erste anisotropische Struktur 52 und von 0 bis 90 für die zweite anisotropische Struktur 66 in Betracht gezogen werden.
Kräfte, die auf die Bindungen ausgeübt werden, können hohe Punktlasten erzeugen, die ein Herausziehen der Halterungseinsätze verursachen können. Folglich kann der Kern 30 mit einem oder mehreren dritten Kernsegmenten 70 versehen sein, die eine dritte anisotropische Struktur 72 (Fig. 10) enthalten, welche die Punktlasten über einen grösseren Bereich des Kerns verteilen kann.
Die dritte anisotropische Struktur 72 kann aus einem anderen Material als die erste und zweite anisotropische Struktur 52,66 gebildet sein, oder wenn sie aus demselben Material gebildet ist, eine Hauptachse 74 mit einer anderen Ausrichtung haben als die erste und zweite anisotropische Struktur 52,66. Vorzugsweise verläuft die Hauptachse 74 der dritten anisotropischen Struktur 72 entlang der Länge des dritten Segments in einer Ebene parallel zu der Grundflächenebene 62 des Kerns, so dass ein Balkensegment entsteht, welches die Punktlasten von den Halterungseinsätzen effektiv verteilt.
Wie in Fig. 5 dargestellt, können die dritten Kernsegmente 70 den Positionen der Öffnungen 44, 46 entsprechen, so dass die Halterungseinsätze auf diesen Balkensegmenten befestigt werden.
Zur weiteren Verstärkung der Einsatzhaltekraft des Kerns können die Balkensegmente 70 ein Material mit höherer Festigkeit als die ersten und zweiten Kernsegmente 50,64 enthalten. Zum Beispiel können die Balkensegmente 70 ein Holz höherer Dichte enthalten als jenes, das in den ersten und zweiten Kernsegmenten verwendet wird. Ferner können die Segmente 70 der dritten anisotropischen Struktur 72 in einem abwechselnden Verhältnis mit Kernsegmenten 50,64 mit entweder der ersten oder zweiten anisotropischen Struktur 52,66 oder einer Mischung davon
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angeordnet sein.
Obwohl die dritte anisotropische Struktur 72 mit einem Verlauf vom vorderen zum hinteren Ende dargestellt ist, können die Kemsegmente 70 nur in den Bereichen der Bindungs- einsatzöffnungen 44,46 vorgesehen sein oder in unterschiedlichen Längen von diesen zu den vorderen und hinteren Enden 34, 36.
Wie zuvor erörtert, können die anisotropischen Strukturen für jedes Kernsegment in vorbe- stimmten Richtungen ausgerichtet sein, die zur Bewältigung der erwarteten Belastungszustände, die beim Fahren mit dem Brett auftreten, geeignet sind. Wie aus der Erörterung der vorangehen- den Ausführungsbeispiele hervorgeht, können verschiedene Ausrichtungen der anisotropischen Strukturen in verschiedenen Bereichen des Kerns verwendet werden, um örtlich begrenzte Berei- che des Kerns auf bestimmte Belastungszustände abzustimmen. Zur weiteren Darstellung dieses
Prinzips werden die folgenden Beispiele zur Beschreibung mehrerer grundlegender Belastungszu- stände, die auf ein Brett ausgeübt werden, und einer Hauptachsenausrichtung der anisotropischen Strukturen in dem Kern, die zur Bewältigung der besonderen Belastung geeignet ist, angeführt.
Es ist jedoch verständlich, dass die Beispiele nur der Veranschaulichung dienen und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
Fig. 11 zeigt eine Hauptachsenausrichtung, die besonders zur Bewältigung einer Längsschub- last geeignet ist, die auf den Kern entlang der Längsachse 56 des Kerns etwa in der Mitte zwi- schen dem hinteren Bindungsbereich 80 und dem hinteren Ende 82 des Bretts ausgeübt wird. Der Belastungszustand kann eintreten, wenn ein Sprung gelandet, wobei das hintere Ende 82 des Bretts entlang einer Achse, die parallel zur Querachse 58 liegt, nach oben gebogen wird 83, wie strichliert dargestellt ist. Unter diesem Belastungszustand kann es bevorzugt sein, die Hauptachse 84 in einer Ebene, die senkrecht zu der Grundflächenebene und parallel zu der Längsachse 56 liegt, und mit einem positiven Winkel B1 zu der Grundflächenebene zum vorderen Ende 86 hin auszurichten.
Wenn nur eine einseitige Last zu bewältigen ist, wie eine Biegung in eine Richtung, kann es wünschenswert sein, jede anisotropische Struktur über die Breite des Kerns in dieselbe Richtung relativ zu der Längsachse auszurichten. Zum Beispiel können die anisotropischen Struk- turen über die Breite des Kerns mit einem Winkel B1 von +45 zu der Grundflächenebene zum vorderen Ende 86 des Kerns hin ausgerichtet werden. Wenn Lasten in beide Richtungen bewältigt werden sollen, wie ein Verbiegen des hinteren Endes 82 des Bretts nach oben und unten, kann bevorzugt sein, gleiche Anteile von anisotropischen Strukturen zu verwenden, die in entgegenge- setzte Richtungen ausgerichtet sind.
Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, gleiche Anteile anisotropischer Strukturen vorzusehen, die in einem Winkel B1 von +45 zum vorderen Ende hin und in einem Winkel B2 von -45 zum hinteren Ende hin ausgerichtet sind. Wenn Lasten zu bewäl- tigen sind, die in eine Richtung grösser als in die entgegengesetzte Richtung sind, kann bevorzugt sein, einen grösseren Anteil einer anisotropischen Struktur im Gegensatz zu einer anderen Struktur zu verwenden. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, einen grösseren Anteil der anisotropi- schen Struktur mit einem Winkel B1 von +45 zum vorderen Ende hin auszurichten als mit einem Winkel B2 von -45 zum hinteren Ende hin.
Fig. 12 zeigt eine Hauptachsenausrichtung, die zur Bewältigung einer Querschublast geeignet ist, die auf den Kern etwa in der Mitte zwischen der Längsachse 56 und einer Kante 90 des Bretts ausgeübt wird. Dieser Belastungszustand kann eintreten, wenn ein starker Schwung auf der Kante ausgeführt wird, wodurch die Zehenkante 90 (unter der Annahme, dass das Brett in einer normalen Konfiguration eingestellt ist) entlang einer Achse, die parallel zu der Längsachse 56 liegt, nach oben gebogen wird 92, wie strichliert dargestellt ist. Unter diesem Belastungszustand kann es bevorzugt sein, die Hauptachse 94 in einer Ebene, die senkrecht zu der Grundflächenebene und parallel zu der Querachse 58 ist, und mit einem Winkel C1 zu der Grundflächenebene auszurich- ten.
Zum Beispiel kann die Hauptachse 94 in einem Winkel C1 von -45 zu der Grundflächenebene zu der Fersenkante 96 des Kerns hin ausgerichtet sein. Ähnlich wie bei den zuvor beschriebenen Ausrichtungen können alle anisotropischen Strukturen in diesem Bereich dieselbe Ausrichtung aufweisen, oder verschiedene Anteile der Struktur können in Winkeln C1 und C2 von #45 zu der Grundflächenebene zu den Kanten hin in die Querrichtung 58 ausgerichtet sein.
Fig. 13 zeigt eine Hauptachsenausrichtung, die zur Bewältigung einer Torsionslast geeignet ist, die auf einen Mittelteil 100 des Kerns zwischen dem vorderen und hinteren Bindungsbereich 102, 104 ausserhalb der Längsachse 56 ausgeübt wird. Dieser Belastungszustand kann auftreten, wenn ein Schwung angesetzt oder beendet wird, wodurch das Brett entlang der Längsachse 56 gedreht
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wird. Insbesondere dreht der vordere Teil 106 des Bretts in eine Richtung R1 um die Längsachse, und der hintere Teil 108 des Bretts dreht in die entgegengesetzte Richtung R2 um die Längsachse.
Unter diesem Belastungszustand kann es bevorzugt sein, die Hauptachse 110 in einer Ebene, die senkrecht zu der Grundflächenebene liegt, mit einem Winkel D1 zu der Längsachse 56 und einem Winkel D2 zu der Grundflächenebene auszurichten. Zum Beispiel kann in dem vorderen Teil 106 des Kerns die Hauptachse 110 in einem Winkel von +45 zu der Grundflächenebene zum vorderen Ende 86 hin und in einem Winkel von 45 zu der Längsachse 56 ausgerichtet sein. Ebenso kann in dem hinteren Teil 108 des Kerns die Hauptachse 110 in einem Winkel von -45 zu der Grundflä- chenebene zum hinteren Ende 82 hin und in einem Winkel von 45 zu der Längsachse 56 ausge- richtet sein.
Eine Drucklast kann auf die Bindungsbereiche ausgeübt werden, wenn das Brett aufgrund der in Verbindung mit Fig. 11-12 beschriebenen Belastungszustände oder unter dem Gewicht eines Fahrers, der auf dem Brett steht, gebogen wird. Unter diesem Belastungszustand kann es bevor- zugt sein, die Hauptachse senkrecht zu der Grundflächenebene auszurichten.
Hohe Punktlasten können auf einen Bindungshalterungseinsatz aufgrund von Kräften, die auf die Bindungen wirken, ausgeübt werden, welche die Einsätze herausziehen können. Unter diesem Belastungszustand, wie zuvor mit Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben, kann es bevorzugt sein, die Hauptachse in einer Ebene auszurichten, die parallel zu der Grundflächenebene liegt und in die Richtung vom vorderen zum hinteren Ende, in die Richtung von Kante zu Kante oder in jede radia- le Richtung weg vom Einsatz ausgerichtet ist. Die anisotropische Struktur ist vorzugsweise ein Kernsegment, das als Balken dient, um die Punktlasten auf eine grössere Fläche des Bretts zu verteilen.
Da die tatsächlichen Belastungszustände auf einem Brett im allgemeinen verschiedene Kombi- nation dieser grundlegenden Belastungszustände umfassen, kann der Kern vorzugsweise eine vorbestimmte Anordnung aus einer oder mehreren anisotropischen Struktur enthalten, die insbe- sondere zum Tragen solcher Lasten geeignet sind. Verschiedene Fahrstile, unterschiedliche Schwierigkeitsgrade der Fahrt und die diversen Auswirkungen des Geländes und der Oberflächen- zustände können mitbestimmend sein, ob ein bestimmter Belastungszustand in der Konstruktion eines Kerns massgeblich ist.
Gemäss dieser Erfindung kann der Kern jedoch in einem oder mehreren bestimmten oder in al- len Bereichen verschiedene anisotropische Strukturen enthalten, die in Hinblick auf einen grundle- genden Belastungszustand oder eine Kombination von zwei oder mehreren solcher grundlegender Belastungszustände angeordnet sind. Die anisotropische Struktur kann so ausgerichtet sein, dass die Hauptachse einen maximalen Wert für einen bestimmten Belastungszustand bietet oder einen gemischten Wert, der sich zwei oder mehreren berücksichtigten Belastungszuständen anpasst.
Wie in Fig. 14 dargestellt, kann ein Kern verschiedene Bereiche anisotropischer Strukturen enthalten, die so gestaltet wurden, dass die zuvor beschriebenen grundlegenden Belastungszu- stände bewältigt werden. Wie dargestellt, kann der Kern 30 einen vorderen und hinteren Endbe- reich 120,122 aufweisen, wobei anisotropische Strukturen für die Biegeschublasten, die während Sprüngen entstehen, in die Richtung vom vorderen zum hinteren Ende ausgerichtet sind. Der Kern kann Kantenbereiche 124,126 enthalten, deren Strukturen für Querbiegeschublasten, die durch starke Schwünge auf den Kanten entstehen, in die Richtung von Kante zu Kante ausgerichtet sind.
Die Mittelbereiche 128,130, 132,134 des Kerns können Strukturen enthalten, die relativ zu der Längsachse 56 für Torsionsbeanspruchungen, die beim Ansetzen und Ausfahren von Schwüngen entstehen, abgewinkelt sind. Die Bindungsbereiche 136,138 können senkrecht zu der Grundflä- chenebene liegende Strukturen für die Drucklasten enthalten, die bei Sprüngen, starken Schwün- gen auf der Kante und durch das Gewicht des Fahrers, wenn dieser nur auf dem Brett steht, aus- geübt werden. In jedem dieser Bereiche können die Hauptachsen in verschiedenen Winkeln in bezug auf die Grundflächenebene und die Längsachse des Kerns ausgerichtet sein.
Ein repräsentatives Gleitbrett, in diesem Fall ein Snowboard, das einen Kern gemäss der vorlie- genden Erfindung enthält, ist in Fig. 15 dargestellt. Das Snowboard 140 enthält einen Kern 30, der aus abwechselnden 10 mm breiten Segmenten von Balsaholz mittlerer Dichte (etwa 9 Ibs/ft3 bis etwa 13 Ibslft3) gebildet ist.
Jedes der Segmente hat eine Breite von etwa 10 mm und einen Hauptachsenwinkel von +45 (erste anisotropische Struktur) bzw. -45 (zweite anisotropische Struktur) zu der Grundflächenebene zu dem vorderen bzw. hinteren Ende hin. 10 mm breite
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Segmente in Langfaserrichtung aus Espenholz mittlerer Dichte (mit einer Dichte von etwa 26 lbs/ft3 oder mindestens einer höheren Dichte als die Balsasegmente) verlaufen durch einen mittleren Bereich des Kerns und enthalten die Halterungseinsatzöffnungen.
Die Segmente sind vertikal aneinander laminiert zur Bildung eines dünnen, länglichen Kernelements mit einer Länge vom vorderen zum hinteren Ende von etwa 60-1/4 Zoll, einer Breite von etwa 10-5/8 Zoll an ihrem breitesten Punkt, einem Seitenschnitt von etwa 1 Zoll und einer Dicke, die von etwa 8 mm im mittleren Bereich zu etwa 1,8 mm an der Spitze schwankt.
Der Kern 30 liegt zwischen einer oberen und unteren Verstärkungsschicht 142,144, die jeweils vorzugsweise aus drei Lagen Glasfasern bestehen, die mit 0 , +45 und -45 zu der Längsachse des Bretts ausgerichtet sind und dazu beitragen, die Längsbiegung, Querbiegung und den Biege- knick des Bretts zu regulieren. Die Verstärkungsschichten 142,144 können sich über die Kanten des Kerns und über eine Seitenwand (nicht dargestellt) und vorderen und hintere Abstandsstücke (nicht dargestellt) erstrecken, um den Kern vor einer Beschädigung und Verschlechterung zu schützen. Eine kratzfeste obere Lage 146 bedeckt die obere Verstärkungsschicht 142, während eine Gleitfläche 148, die für gewöhnlich aus einem gesinterten oder extrudierten Kunststoff be- steht, am Boden des Bretts angeordnet ist.
Metallkanten 150 können teilweise oder vorzugsweise vollständig den Umfang des Bretts umgeben, die für eine hart greifende Kante zur Steuerung des Bretts auf Schnee und Eis sorgen. Es kann auch ein dämpfendes Material zur Verringerung von Stössen und Vibrationen in das Brett eingebaut werden.
Zur Veranschaulichung der Erfindung werden die folgenden Beispiele angeführt, um eine unge- fähre Druckfestigkeit der verschiedenen anisotropischen Holzstrukturen zu nennen. Es versteht sich jedoch, dass die Beispiele nur der Veranschaulichung dienen und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
Druckfestigkeitsmessungen wurden vorgenommen, indem eine Kernprobe mit einem runden Werkzeug mit einer Fläche von etwa 720 mm2 gegen eine flache Auflageplatte gepresst wurde. Die folgenden Druckfestigkeitswerte wurden bei einer Kerndurchbiegung von 1 mm gemessen.
EMI10.1
<tb>
Holz <SEP> Faserrichtung <SEP> Druckfestigkeit
<tb> (Newton)
<tb>
<tb> Balsaholz <SEP> mittlerer <SEP> Dichte <SEP> (8-13 <SEP> Ib/ft3) <SEP> Hirnholz <SEP> 8. <SEP> 000
<tb> Balsaholz <SEP> geringer <SEP> Dichte <SEP> (6 <SEP> Ib/ft3) <SEP> Hirnholz <SEP> 2900-4500
<tb> Balsaholz <SEP> mittlerer <SEP> Dichte <SEP> (9,5 <SEP> Ib/ft3) <SEP> 45 <SEP> <SEP> 3. <SEP> 300
<tb> Espenholz <SEP> (26 <SEP> Ib/ft3) <SEP> Längsfaserrichtung <SEP> 2.900
<tb>
Aus diesen Druckfestigkeitsmessungen geht hervor, dass die Ausrichtung der Hauptachse die Struktureigenschaft einer anisotropischen Struktur beeinflussen kann. Die Hauptachse für die maximale Druckfestigkeit von Holz liegt entlang der Faserrichtung.
Wenn zum Beispiel die Faser (Hauptachse) des Holzes höchster Dichte (Espenholz) senkrecht zu der Richtung der Drucklast liegt, wird eine Struktur mit geringerer Festigkeit erhalten als bei einer Ausrichtung der Faser eines Materials geringerer Dichte (Balsaholz mittlerer Dichte) parallel zu der Last. Zusätzlich ergibt die Ausrichtung der Faser von Balsaholz mittlerer Dichte parallel zu der Last eine Struktur höherer Festigkeit als eine Ausrichtung der Faserrichtung 45 zu der Last.
Nachdem mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung ausführlich beschrieben wurden, sind für den Fachmann sofort verschiedene Modifizierungen und Verbesserungen offensichtlich. Solche Modifizierungen und Verbesserungen sollen im Wesen und Umfang der Erfindung liegen. Daher ist die vorangehende Beschreibung nur beispielhaft und nicht als einschränkend anzusehen. Die Erfindung wird nur durch die Definition in den folgenden Ansprüchen und ihren Entsprechungen eingeschränkt.
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