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Die
Erfindung betrifft das Gebiet der Versteifung von Gleit- und Rollbrettern
im weitesten Sinne vom Snowboard und Ski bis zum Skateboard.
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Stand der Technik
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Bei
der Herstellung von Gleit- und Rollbrettern, beispielsweise Snowboard,
Ski, Wassergleitbrett und Skateboard, werden versteifende Schichten oder
Laminate verwendet, die dem Gleit- oder Rollbrett eine hohe Formsteifigkeit
bei geringem Gewicht verleihen. Dazu verwendet man hoch- und höchstfeste
Metall-Legierungen, vorzugsweise aus Aluminium, Titan, Stahl und
Magnesium, und ferner aus faserverstärkten Kunststoffen oder auch
aus verleimten Holzschichten. So erhält das Gleit- oder Rollbrett eine
hohe Biege- und Torsionssteifigkeit. Gleichzeitig sollen die Gleit-
und Rollbretter eine hohe Laufruhe im Fahrbetrieb aufweisen, wobei
Vibrationen gedämpft
werden. Deshalb geht der Trend auch hin zur Verwendung weicherer
Materialien, weil diese durch ihre Duktilität dämpfend wirken. Das führt aber
zu einer Biegeweichheit des Gleit- oder Rollbretts, die allenfalls
bei Biegebeanspruchung in Längsrichtung des
Bretts zu tolerieren oder sogar erwünscht ist. Die Torsionssteifheit
des Gleitbretts soll jedoch hoch sein, damit ein guter Kantengriff
des Snowboards oder Skis gewährleistet
ist. Diese unterschiedlichen Eigenschaftsprofile führen zu
teilweise sich widersprechenden Anforderungen an die zu verwendenden
Materialien und an die Sandwichkonstruktion des Gleit- oder Rollbretts.
Hier liegt das wesentliche Problem, das bisher nur unbefriedigend
oder nur mit hohem, zusätzlichen
Aufwand gelöst
werden konnte. Zu den bekannten Maßnahmen zur Erhöhung der Dämpfung des
Snowboards oder Skis gehören
beispielsweise röhrenförmige Übertragungsstäbe in Kontakt
mit viskoelastischem Material (
DE 69617649 T2 ), Piezo-Elemente (
DE 69625370 T2 ),
Reibungsschichten aus Elastomer (
DE 4205356 A1 ) oder gekreuzte Fasergewebe
(
DE 69720106 T2 ).
Eine weitere bekannte Maßnahme
zur Dämpfung
der Vibrationsschwingungen besteht darin, durch Erhöhung der
Eigenschwingungsfrequenz (ISO DIS 6267) die Halbwertzeit für das Abklingen
der Vibrationsschwingungen zu verringern. Das wird beispielsweise
durch zusätzliche
Federelemente (
DE
20210811 U1 ) erreicht. Die oben erwähnten, aus dem Stande der Technik
bekannten Maßnahmen
haben zusammenfassend den Nachteil, dass sie zusätzliche Aufwendungen erfordern,
weil sie den Widerspruch zwischen dem Anspruch einer hohen Formsteifigkeit, insbesondere
Torsionssteifigkeit mit gutem Kantengriff einerseits und einer hohen
Laufruhe durch Dämpfung
der Vibrationsschwingungen andererseits nicht befriedigend aufheben
und lösen
können.
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Ferner
sind profilierte oder strukturierte Schichten oder Laminate, beispielsweise
als Ober- und Untergurt von Skiern oder Snowboards bekannt, welche
die Formsteifigkeit der Konstruktion zusätzlich erhöhen und so zu einem reduzierten
Gewicht des Gleit- oder Rollbretts führen. Dabei weisen die bekannten
mechanischen Profilierungen, wie Rillen oder Sicken, den wesentlichen
Nachteil auf, daß diese
das Gleit- oder Rollbrett nur in einer Richtung versteifen. So können Längsrillen
lediglich die Biegesteifigkeit in Fahrtrichtung erhöhen, während die
Torsionssteifigkeit gering bleibt. Auch die bekannten mechanischen
Prägeverfahren,
die dünnwandige
Materialien auch mehrdimensional versteifen können, sind unbefriedigend,
weil der Werkstoff dabei stark plastifiziert wird. Deshalb sind
auf diese Weise höchstfeste Werkstoffe,
beispielsweise „Titanal” (Aluminium-Titan-Legierung),
das nur über
eine extrem niedrige Dehnbarkeit verfügt, bisher noch nicht mehrdimensional
zu versteifen. Darüber
hinaus muss der verwendete Werkstoff im Fahrbetrieb des Gleit- oder
Rollbretts noch über
genügend
Plastifizierungsreserven verfügen,
damit die Vibrationen im Fahrbetrieb nicht zu einem Riß oder sogar
zum Totalversagen des Gleit- oder Rollbretts führen. Diese Vorgänge lassen sich
experimentell im Dauerschwingversuch untersuchen und durch die sogenannte
Wöhlerkurve
quantitativ beschreiben. Nach dem Stand der Technik lassen sich
höchstfeste
und zugleich leichte Bleche oder Bahnen, beispielsweise aus „Titanal” bisher
ausschließlich
als ebenes Material, beispielsweise für Snowboard und Ski, aber noch
nicht als strukturversteiftes Material verwenden, weil dieser höchstfeste und
extrem spröde
Werkstoff beim plastischen Umformen leicht reißt.
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Aufgabenstellung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gleit- und Rollbretter, insbesondere
Snowboard oder Ski, in der Weise weiterzuentwickeln, daß sie eine hohe
Steifigkeit bei geringem Gewicht und ferner vorteilhafte Fahreigenschaften,
wie ein guter Kantengriff und auch eine hohe Laufruhe durch Dämpfung von Vibrationsschwingungen
erhalten.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach
wird das Gleit- oder Rollbrett als Sandwich mit einem oder mehreren
dreidimensional facettenartigen oder dreidimensional wellenförmigen oder
wölbstrukturierten,
dünnen
Wänden
ausgestattet und auf diese Weise versteift. Dabei kommen vorzugsweise
dünnwandige
Bleche oder Bänder
aus hoch- bzw. höchstfesten
Werkstoffen, insbesondere metallische Leichbaulegierungen sowie
faserverstärkte
Kunststoffe zum Einsatz. Es können
aber auch andere Leichtbaumaterialien, beispielsweise Holz, verklebte
Verbundstoffe aus Natur- oder Kunstfasern bis hin zu Pappe- und
Papier, eingesetzt werden. Letzteres gilt beispielsweise beim Gleitbrett
für den
Wassersport, dessen spezifisches Gewicht sehr gering sein soll.
Hierbei ist das Volumen des Gleitbretts um Größenordnungen größer ist
als beim Snowboard oder Ski. Bei den „dreidimensional facettenförmig strukturierten” oder „dreidimensional
wellenförmig
strukturierten” oder „wölbstrukturierten” Materialien
handelt es sich um Bleche, Bänder
oder Kunststoffe bzw. Faserverbundstoffe, die mit einer mehrdimensional
versteifenden Makro- bzw. Meso-Struktur versehen werden. Diese mehrdimensionalen
Strukturen entstehen besonders materialschonend mit Hilfe eines
Beulverfahrens, wobei ein dünnwandiges
Material in einer gekrümmten
Gestalt auf seiner Innenseite durch linienförmige Elemente abgestützt und
dann von außen
mit Druck beaufschlagt wird. Dabei stellen sich auf Basis einer
Selbstorganisation (Bifurkation) oder auf eine technisch modifizierte
Verfahrensweise mit extrem geringem Energieaufwand nach dem „Plopp-Effekt” besonders
materialschonend regelmäßig angeordnete,
viereckige oder sechseckige Beul- bzw. Wölbstrukturen (
EP 0693 008 B1 ,
EP 0900 131 B1 )
oder Wappenstrukturen (
EP
0888 208 B1 ) oder dreidimensional wellenförmige Strukturen
(
DE 10 2005 041
516 A1 ) oder dreidimensional facettenförmige Strukturen (
DE 10 2005 041 555 A1 )
ein. Die auf diese Weise strukturierten Materialien lassen sich
dann aus ihrer gekrümmten
Form in die ebene Gestalt überführen (
DE 19856236 A1 ).
Die besonderen Merkmale des dreidimensional wellenförmigen Strukturierens
bestehen darin, dass mit Hilfe einer vergleichsweise dicken Elastomerschicht
(zwischen dem zu strukturierenden dünnen Material und den Stützelementen)
sanft gerundete Wülste
(im Gegensatz zu den engen Falten mit kleinem Biegeradius beim Wölbstrukturierprozess)
entstehen und auf diese Weise der Werkstoff des Materials sehr geschont
wird. So bleiben die Plastifizierungsreserven des Werkstoffs auch
nach dem mehrdimensionalen Strukturieren weitestgehend erhalten.
Dadurch kann die Voraussetzung für eine
hohe Dauerstandfestigkeit (gemessen durch die Wöhler-Kurve) der strukturierten
Materialbahn beim späteren
Gleit- oder Rollbretteinsatz geschaffen werden. Die besonderen Merkmale
des dreidimensional facettenförmigen
Strukturierens bestehen darin, dass die noch bestehenden Defizite
der wölbstrukturierten oder
dreidimensional wellenförmig
strukturierten Materialbahn, insbesondere für den Einsatz in Gleit- und Rollbrettern
mit hochfesten metallischen und/oder Faserverbundstoffen, überwunden
werden können. Das
läßt sich
folgendermaßen
erklären,
wobei ein zweistufiger Strukturierungsprozess zum Einsatz kommt:
Beim Wölbstrukturieren
entsteht eine strukturierte Materialbahn, die anschließend stark
gekrümmt
ist, weil sich die wölbstrukturierte
Materialbahn beim Strukturierungsprozess an die Stützelementwalze
(beschrieben in
EP
0693 008 A1 und in
EP
0900 131 A1 ) eng anlegt. Beim dreidimensional wellenförmigen Strukturierungsprozess
erhält
die strukturierte Materialbahn ebenfalls eine gekrümmte Gestalt,
wobei jedoch die Krümmung
weniger stark ausgeprägt
ist als beim Wölbstrukturierungsprozess. Diese
verbleibende Krümmung
in der dreidimensional strukturierten Materialbahn stellt insbesondere bei
höchstfesten
und zugleich hochelastischen Werkstoffen, wie „Titanal”, ein bisher ungelöstes Problem dar,
weil der hochelastische Werkstoff beim Biegen stets wieder zurückfedert
und sich deshalb nicht in die ebene Gestalt richten lässt. Ein
weiteres Defizit der wölbstrukturierten
oder dreidimensional wellenförmig
strukturierten Materialbahn besteht darin, das bei diesen Strukturierungsprozessen
das „Ploppen” ausschließlich in
eine einzige Richtung (gemeint ist auf einer Seite) der zu strukturierenden
Materialbahn stattfindet. Dadurch wurde die neutrale Biegelinie
der strukturierten Materialbahn einseitig zu einer einzigen Seite
der Materialbahn hin verschoben (im Vergleich zur ursprünglichen
Mittelebene der nicht-strukturierten Materialbahn). Dieser nachteilige
Effekt verursacht eine Anisotropie der strukturierten Materialbahn,
welche zu einer Instabilität
der Materialbahn in der Gestalt des unerwünschten „Frosches” führen kann. Deshalb war bisher
ein Richten der gekrümmten
Materialbahn insbesondere bei hoch- und höchstfesten Werkstoffen mit
starker Rückfederungsverhalten
in die ebene Gestalt nicht möglich
oder zumindest sehr erschwert. Mit Hilfe des sich anschließenden dreidimensional
facettenförmigen
Strukturierens läßt sich
diese Anisotropie größtenteils
wieder dadurch kompensieren, dass die primär wölb- oder dreidimensional wellenförmig strukturierte
Materialbahn durch das sekundäre „Gegenploppen” in eine
dreidimensional facettenförmig
strukturierte Gestalt übergeführt wird
und dabei gleichzeitig in eine zumindest näherungsweise ebene Planlage
gebracht wird. Das geschieht dadurch, dass jeweils vorzugsweise
drei zu einem Sternpunkt zusammenlaufende Stützelemente gegen die konkave
Seite einer Mulde/Kalotte der Wölbstruktur
bzw. dreidimensional wellenförmigen Struktur
der Materialbahn drücken,
wobei die Rückseite
der Materialbahn mittels einer elastischen Walze mit Druck beaufschlagt
wird (beschrieben in
DE
10 2005 041 555 A1 ). So entsteht die dreidimensional facettenförmig strukturierte
Materialbahn, welche aufgrund ihrer räumlichen Facettenflächen ferner den
wesentlichen Vorteil einer nahezu richtungsunabhängigen Versteifung der Materialbahn
aufweist. Auf diese Weise erhält
die strukturierte Materialbahn sowohl in ihrer Längsrichtung (entsprechend der Strukturierungsrichtung
bei dem Herstellungsprozess) als auch in ihrer Querrichtung eine
verbesserte Versteifung. Das ist vorteilhaft für eine gute Torsionssteifigkeit,
beispielsweise für
den guten Kantengriff eines Skis oder Snowboards.
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Diese
Vorteile wirken sich insbesondere bei den hoch- und höchstfesten
Materialien aus, beispielsweise „Titanal” (Aluminium-Titan-Legierung), das
sehr spröde
ist und nur über
eine kleine Dehnbarkeit verfügt.
Wegen seiner extrem hohen Festigkeit bei geringem Gewicht konnte „Titanal” bisher
nur als glattes, d. h. nicht strukturiertes Material für Gleit- und
Rollbretter eingesetzt werden. „Titanal” konnte auf traditionelle
Weise noch nicht mehrdimensional strukturiert und in die ebene Gestalt
gerichtet werden. Nach der Erfindung ist das mit Hilfe der dreidimensional
facettenförmigen
Strukturierung zu realisieren. Ferner haben Experimente überraschend
gezeigt, daß sich
die vorteilhaften Merkmale der dreidimensional facettenförmigen Strukturierung
und die der dreidimensional wellenförmigen Strukturierung vorteilhaft
miteinander verknüpfen
lassen. Nach der Erfindung lassen sich sogar höchstfeste Materialbahnen, beispielsweise „Titanal”, dreidimensional
facettenförmig
strukturieren und dabei zugleich mit sanft gerundeten Wülsten (im
Gegensatz zu den Falten beim Wölbstrukturieren)
versehen. Das gelingt dadurch, dass beim Strukturierungsprozeß („Gegenploppen”) des dreidimensional
facettenförmigen Strukturierens
zusätzlich
eine Elastomerschicht zwischen der Materialbahn und der Stützelementwalze geführt wird.
Auf diese Weise können
die Falten (d. h. mit kleinem Krümmungsradius)
vermieden werden und so die Dauerschwingfestigkeit der mehrdimensional
strukturierten Materialbahn ganz entscheidend verbessert werden.
Zugleich kann nach der Erfindung die so mehrdimensional strukturierte
Materialbahn ohne zusätzlichen
Richtaufwand in die ebene Gestalt gebracht werden. Analoges gilt
auch für
faserverstärkte
Kunststoffe und dünne
Sandwichmaterialien. Auf diese Weise können nach der Erfindung Gleit- und Rollbretter,
beispielsweise Snowboard und Ski, mit nahezu richtungsunabhängig versteiften,
bis hin zu hoch- und höchstfesten,
dünnwandigen
Materialien ausgestattet werden. Diese weisen eine hohe Steifigkeit
und zugleich eine hohe Dauerschwingfestigkeit und somit eine lange
und zuverlässige
Betriebsfestigkeit auf.
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Wenn
die mehrdimensionalen Strukturen die geometrische Außenfläche (Gurt)
des Roll- bzw. Gleitbrettes darstellen, können sich ferner strömungstechnische
Vorteile ergeben. Je nach Größe und Tiefe
der mehrdimensionalen Oberflächenstrukturen
können
sich strömungstechnische
Verwirbelungseffekte im Fahrbetrieb des Roll- oder Greitbretts einstellen,
die ein Anhaften von Partikeln, beispielsweise Schnee, vermeiden
oder zumindest reduzieren. Bei kleineren (kürzeren) Strukturen findet bei
der Überstömung ein
häufigeres
Ablösen
und Wiederanlegen der Strömungsgrenzschicht
statt als bei den größeren (längeren)
Strukturen.
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Überraschenderweise
ergaben ferner experimentelle Schwingungsanalysen an einem Prototyp eines
Snowboards, das sich aus einem Ober- und einem Untergurt aus dreidimensional
facettenförmig strukturiertem
Blech aus Titanal und einer verklebten Zwischenlage aus Holz zusammensetzt,
gezeigt, daß die
Vibrationsschwingungen erheblich besser gedämpft werden als in der ebenen,
d. h. nicht strukturierten, Lage. Die akustischen Meßergebnisse
der experimentellen Modalanalyse (aus den Nachgiebigkeitsfrequenzgängen) ergaben
beispielsweise die folgenden Relationen für die Dämpfung beim Einsatz dreidimensional
facettenförmig
strukturierter gegenüber
den glatten Blechen (in einem Sandwich): 3-fach bei der 1. Torsionsschwingung,
2-fach bei der 2.
Torsionsschwingung und 1,5-fach bei der 3. Torsionsschwingung. Die
analogen Werte für
die Relationen für
die Dämpfung
bei den Biegeschwingungen (in Längsrichtung)
waren: 1,2-fach jeweils bei der 1. und 2. und 3. Biegeschwingung.
Die verbesserte Dämpfung
der Vibrationen entsteht mit Hilfe der mehrdimensional strukturierten,
beispielsweise dreidimensional facettenförmig- und dreidimensional wellenförmig strukturierten
und der wölbstrukturierten
Materialien, dadurch, daß diese
mehrdimensional strukturierten Materialien selbst ein dämpfendes
Verhalten aufweisen. Ferner entsteht durch Reibungs- und Deformationseffekte
an den Klebekontakten zwischen der mehrdimensional strukturierten
Wandfläche
(Ober- und Untergurt) und der Wandfläche des Kerns der Sandwichkonstruktion
eine dissipative Energie, welche die Vibrationsenergie abbaut. Schließlich werden infolge
der höheren
Steifigkeiten der dreidimensional strukturierten Materialien (gegenüber den
glatten Materialien) insbesondere die niedrigen Eigenfrequenzen
etwas in den höheren
Frequenzbereich angehoben und auf diese Weise die Halbwertzeit für das Abklingen
der Vibrationsschwingungen reduziert. Es ergeben sich nach der Erfindung
noch weitere vorteilhafte funktionelle und optische Eigenschaftsprofile.
Wenn ein mehrdimensional strukturiertes Material als Obergurt beispielsweise
eines Snowboards oder Skis verwendet wird, ergibt sich eine dreidimensional
geformte Wandoberfläche
von Meso- bzw. Makro-Strukturen. Experimentelle Untersuchungen an
beispielsweise wölbstrukturierten Oberflächen haben
infolge der gleichmäßig versetzten
Strukturfalten und -mulden eine sanfte und zugleich intensive Strömungsumlenkung
von Fluiden, beispielsweise Luft und Wasser ergeben, die quasi einen
Freispüleffekt
bewirken. Dabei entstehen sanfte Strömungsumlenkungen an den räumlich versetzten
Wölbungen
der strukturierten Wandoberfläche. Dadurch
kommt es beispielsweise zum reduzierten Anhaften von Schnee und
Eis an dem Snowboard oder an dem Ski. Ferner bieten die Strukturmulden und
-falten für
Wasser-Gleitbretter durch eine Art Saugnapf- und Rauhigkeitseffekt
eine verbesserte Haftung für
den nackten Fuß oder
für die
Schuhsohle. Schließlich
ergeben die wölbstrukturierten,
dreidimensional wellenförmig
strukturierten und ganz besonders die dreidimensional facettenförmig strukturierten
Wandoberflächen
der Gleit- und Rollbretter verschiedenster Art ein einzigartiges,
unverwechselbares Design. Da bei diesen besonders materialschonenden
Strukturierungsprozessen die Oberflächengüte des Ausgangsmaterials nicht
beeinträchtigt wird,
können
auch Ausgangsmaterialien, die bereits vor dem Strukturierungsprozess
oberflächenveredelt oder
beschriftet wurden, zum Einsatz kommen.
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Ausführungsbeispiel
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen
näher erläutert:
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1 zeigt
die Draufsicht auf ein dreidimensional facettenförmig strukturiertes Snowboard 1 mit facettenförmigen Flächen 2, 3, 4,
die räumlich
wie aneinander gereihte Quader mit jeweils einer hervorstehenden
Ecke 5 und einer tiefer liegenden Ecke 6 aussehen.
Diese Quader laufen an den Ecken 7 zusammen. Die vorstehenden
Kanten 8 und die tieferliegenden Kanten 9 des
Quaders sind sanft gerundet (mit etwas größerem Radius) und werden kurz
mit „Wulst” bezeichnet.
Diese Wülste 8 und 9 werden
jeweils schematisch durch drei parallele Linien dargestellt. Die
runden Linien in den Facetten- bzw. Quaderflächen 2, 3, 4 dienen
der perspektivischen Darstellung. Diese Flächen 2, 3, 4 sind
eben oder nur schwach gekrümmt.
Die Herstellung der Wülste
wird später
in 7 und 8 näher erläutert.
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2 zeigt
in analoger Weise zu 1 die Draufsicht auf ein dreidimensional
facettenförmig strukturiertes
Snowboard 1, wobei die Kanten 10 der Quaderflächen (Facettenflächen) aus „Falten” bestehen.
Die Kanten bzw. Falten 10 besitzen einen engen Biegeradius.
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3 zeigt
die Draufsicht auf ein dreidimensional wellenförmig strukturiertes Snowboard 1 mit hexagonalen
Wülsten 11 im
oberen Bild und die Draufsicht auf ein wölbstrukturiertes Snowboard 1 mit
hexagonalen Falten 12 im unteren Bild.
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4 zeigt
die Draufsicht auf ein wappenförmig
strukturiertes Snowboard 1 mit geschwungenen Falten 13 und 14.
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5 zeigt
die Draufsicht auf ein strukturiertes Snowboard 1 mit mechanisch
eingedrückten
kugel- bzw. kreisförmigen
Kalotten 15 im oberen Bild und mit ei- bzw. ovalförmigen Kalotten 16 im
unteren Bild.
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6 zeigt
schematisch ein Spannungs-Dehnungsdiagramm (aus dem einachsigen Zugversuch)
erstens eines glatten Blechstreifens mit einem linearen Kurvenanstieg 17 (Hook'sche Gerade: elastischer
Bereich) und einem gekrümmten
Kurvenverlauf 18 (plastischer Bereich) und zweitens eines
mehrdimensional strukturierten Blechstreifens mit einem nur wenig
gekrümmten
Kurvenanstieg 19 und einem stärker gekrümmten Kurvenverlauf 20.
Infolge dieser nicht-linearen Kurvenverläufe des mehrdimensional strukturierten
(dreidimensional facetten-, dreidimensional wellenförmig strukturierten oder
wölbstrukturierten)
Blechstreifens treten bei Vibrationsschwingungen bereits geringe
Plastifizierungen des Materials auf, die dämpfend wirken.
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7 zeigt
im oberen Bild die Seitenansicht im Querschnitt einer Vorrichtung
zur Herstellung einer dreidimensional wellenförmig strukturierten Materialbahn 25.
Gegen die obere Seite der glatten, d. h. nicht strukturierten Materialbahn 21 drückt eine vergleichsweise
dicke Elastomerbahn 22 und eine Stützelementwalze. Auf der Stützelementwalze
sind in dieser Seitenansicht nur die Stützelemente 23 quer zur
Laufrichtung der Materialbahn 22 sichtbar. In dieser Ansicht
sind die anderen hexagonalen Stützelemente
auf der Stützelementwalze
nicht sichtbar. Gegen die unteren Seite der Materialbahn 22 drückt eine
Walze mit einer elastischen Schicht 24. Das untere Bild
in 7 zeigt die Draufsicht auf die erzeugte dreidimensional
wellenförmig
strukturierte Materialbahn 25 mit ihren hexagonal angeordneten
Wülsten 11.
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8 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung eine Vorrichtung zur Herstellung
von einer dreidimensional facettenförmig strukturierten Materialbahn
(übernommen
aus der
DE 10
2005 041 555 A1 ). Mit Hilfe der
8 sollen
die Unterschiede zwischen dem bekannten und dem weiterentwickelten Prozess
anschaulich erläutert
werden. Die bereits hexagonal strukturierte Materialbahn wird von
links zugeführt
und mit Hilfe der oberen Stützelementwalze
und der unteren elastischen Druckwalze dreidimensional facettenförmig strukturiert.
Dabei drücken jeweils
drei zu einem Sternpunkt zusammenlaufende Stützelemente (auf der oberen
Walze) gegen die Mitte einer Mulde der hexagonalen Struktur der
Materialbahn. Zur Vereinfachung dieser Darstellung wurde auf die
3D-Darstellung der Stützelemente
(der oberen Walze) und der Strukturen in der Materialbahn verzichtet.
Bei dem weiterentwickelten Strukturierungsprozess wird analog zu
7 zusätzlich eine Elastomerschicht
22 zwischen
die obere Stützelementwalze
und die zu strukturierende Materialbahn geführt (in
8 nicht
explizit dargestellt). Auf diese Weise entstehen die Wülste (mit
sanften Rundungen anstatt der Falten mit engem Biegeradius). Durch
Abstimmung der Prozessparameter, insbesondere Anstelldruck der Walzen
sowie Dicke und Shorehärte der
Elastomerschicht, wird gleichzeitig erreicht, daß die dreidimensional facettenförmig strukturierte
Materialbahn ohne zusätzlichen
nachgeschalteten Richtprozess in eine ebene Planlage übergeführt wird.
Das gelingt auch bei höchstfesten
Materialien, beispielsweise „Titanal” und faserverstärkte Kunststoffe.
Die in
1 schematisch dargestellten Wülste
8 und
9 der
dreidimensional facettenförmig
strukturierten Materialbahn des Snowboards
1 entstanden auf
diese Weise.
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9 zeigt
im oberen Bild die Seitenansicht im Querschnitt eines mehrdimensional
strukturierten Snowboards 30 mit den Strukturkalotten 26 (Oberseite)
und den Wülsten 27 des
Obergurts und den Strukturkalotten 28 (Unterseite) des
Untergurts und dem Kern 29. Das mittlere Bild in 9 zeigt
in analoger Weise einen strukturierten Ski 32. Das untere
Bild in 9 zeigt in analoger Weise ein
strukturiertes Skateboard 34.
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10 zeigt
die Seitenansicht im Querschnitt eines Sandwichs, bei dem die Strukturkalotten 28 des
Obergurts partiell auf kleine Elastomerscheiben 35 drücken, die
mit dem Kern 29 verbunden sind. Die Klebeverbindung ist
dabei nicht explizit dargestellt. In analoger Weise drückt der
strukturierte Untergurt mit seinen Wülsten 27 partiell
gegen die Elastomerscheiben 36, die mit ebenfalls mit dem Kern 29 verbunden
sind. Auf diese Weise werden die Vibrationsschwingungen beim Fahrbetrieb
noch stärker
gedämpft,
ohne dass dabei die Betriebsstandfestigkeit durch Reduzierung der
Dauerschwingfestigkeit maßgeblich
beeinträchtigt
wird.