Die
Erfindung betrifft ein Spiel- oder Sportgerät, insbesondere
Gleitsportgerät, wie Snowboard, Ski oder Kite-Board, mit
einem mehrlagigen Faserverbundsystem von Lagen aus faserverstärktem
Kunststoffmaterial.The
The invention relates to a game or sports device, in particular
Sliding sports equipment, such as snowboard, ski or kite board, with
a multi-layer fiber composite system of layers of fiber-reinforced
Plastic material.
Im
Bereich der Spiel- und Sportgeräte werden mit zunehmender
Tendenz Gleitsportgeräte wie Snowboards oder Kite-Boards,
aber auch Ski verwendet, die einerseits unter unterschiedlichen
Einsatz- und Belastungsbedingungen für den professionellen
Verwender ebenso wie für den Freizeitsportler richtungsabhängige Eigenschaften
bei Einleitung unterschiedlicher Belastungsmomente und ein- oder
mehrachsiger Spannungszustände aufweisen sollen, um in
Abhängigkeit von der jeweiligen, sich kurzzeitig ändernden
Einsatzsituation optimale Gleit- und Führungseigenschaften,
wie auch Sturz- und Verletzungssicherheit für den Verwender,
aufzuweisen.in the
Range of play and sports equipment are increasing with
Tendency gliding sports equipment such as snowboards or kite boards,
but also used skis, on the one hand, under different
Operating and loading conditions for the professional
Users as well as for recreational athletes directional properties
at the initiation of different load moments and on or
multiaxial states of stress to have in
Dependence on the respective, briefly changing
Operational situation optimal sliding and guiding properties,
as well as fall and injury safety for the user,
exhibit.
Um
bei Snowboards das Verkanten zu verhindern, ist es aus der WO 03/086554 A1 bekannt,
Stahlkanten durch Kunststoffkanten zu ersetzen, wobei hierdurch
jedoch die Fahreigenschaften des Snowboards auf der Piste und auf
verfestigtem Untergrund beeinträchtigt werden. Ein derartiges
Verkanten tritt insbesondere dann beim sogenannten Sliden auf, bei
dem der Sportler beispielsweise mit einer 90°-Drehung auf
einen Geländer-Handlauf und dergleichen springt und dann
entlang desselben gleitet, wobei sich die Snowboardlängsachse
senkrecht in Laufrichtung des Geländes befindet. Hierbei
besteht die Schwierigkeit darin, die Balance zu halten und darauf
zu achten, daß der Körperschwerpunkt stets über
dem Snowboard-Mittelpunkt liegt. Weicht die Lage des Körperschwerpunktes
des Sportlers von dieser Position ab, kann es zum Verkanten kommen.To prevent tilting on snowboards, it is out of the WO 03/086554 A1 Known to replace steel edges by plastic edges, but this affects the handling characteristics of the snowboard on the track and on solidified ground. Such tilting occurs in particular when so-called slides, in which the athlete jumps, for example, with a 90 ° rotation on a railing handrail and the like and then slides along the same, with the snowboard longitudinal axis is perpendicular to the direction of the terrain. The difficulty here is keeping the balance and making sure that the center of gravity is always above the center of the snowboard. If the position of the body center of gravity of the athlete deviates from this position, tilting may occur.
Im
Snowboardsport werden die Teilbereiche „Race", „Freeride"
und „Freestile" unterschieden. Jeder dieser Bereiche benötigt
speziell an das entsprechende Einsatzgebiet abgestimmte Eigenschaften
des Snowboards. Im Bereich des „Freestiles" sind die Hauptanwendungen
das Springen über Schanzen, das Fahren in Halfpipes sowie
das Rutschen „Sliden" auf Geländern oder dergleichen
verhältnismäßig schmalen, schienenartigen
Untergründen, in denen das Snowboard quer zu seiner Hauptachse
(Längsachse) entlang dieser Struktur gleitet.in the
Snowboarding becomes the sections "Race", "Freeride"
and "freestyle." Each of these areas is needed
specially adapted to the respective field of application properties
of the snowboard. In the field of "Freestyle" are the main applications
jumping over ski jumps, driving in halfpipes as well
slipping on railings or the like
relatively narrow, rail-like
Substrate in which the snowboard is transverse to its main axis
(Longitudinal axis) slides along this structure.
Aus
der DE 31 13 360 A1 ist
ein bahnförmiges Material für die Lauffläche
eines Skis bekannt, das anisotrope Eigenschaften auf Grund unterschiedlicher
physikalischer Eigenschaften wie Dichte und Härte, Struktur
oder Polarität des Materials, zwischen einer mittleren
Zone und den beiderseitigen Randzonen aufweist.From the DE 31 13 360 A1 For example, a sheet-like material for the tread of a ski is known which has anisotropic properties due to different physical properties such as density and hardness, structure or polarity of the material, between a central zone and the mutual edge zones.
Aus
der US 2002/0195780
A1 ist ein Snowboard bekannt, das entlang seiner Längsachse
unterschiedliche Querschnittskonfigurationen aufweist, wobei im
mittleren Bereich des Snowboards dieses einen rechteckförmigen
Querschnitt besitzt, hingegen in Richtung der beiden Enden einen
zunehmend kegelstumpfförmigen Querschnitt aufweist, so
daß gegenüberliegende Randbereiche nicht nur eine
zunehmende Breite besitzen, sondern sich auf diese Weise auch eine
verringerte Auflagefläche des unbelasteten Snowboards zum
festen Untergrund ergibt.From the US 2002/0195780 A1 is known a snowboard, which has different cross-sectional configurations along its longitudinal axis, wherein in the central region of the snowboard this has a rectangular cross-section, however, in the direction of the two ends has an increasingly frusto-conical cross section, so that opposite edge regions not only have an increasing width, but themselves in this way also results in a reduced contact surface of the unloaded snowboard to the solid ground.
Aus
der DE 196 04 016
A1 ist ein Snowboard-Aufbau bekannt, wobei beiderseits
einer Kernplatte faserverstärkte Harzschichten gebildet
sind, wobei die Fasern der abfolgenden, faserverstärkten
Harzschichten in jeweils gegenläufigen, aber zur Längsachse
des Snowboards symmetrischen Winkeln, angeordnet sind. Als Fasermaterialien
können vorzugsweise Glasfasern, Kohlenstofffasern oder
Fasern aus aromatischem Polyamid eingesetzt werden.From the DE 196 04 016 A1 a snowboard construction is known, on both sides of a core plate fiber-reinforced resin layers are formed, wherein the fibers of the successive, fiber-reinforced resin layers in each opposite, but symmetrical to the longitudinal axis of the snowboard angles are arranged. As fiber materials, glass fibers, carbon fibers or aromatic polyamide fibers may preferably be used.
Der
Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein
Spiel- oder Sportgerät der eingangs genannten Art zu schaffen,
das einen verbesserten Aufbau seiner Lagen aus faserverstärktem
Kunststoffmaterial aufweist, derart, daß gezielt Verformungen
in Abhängigkeit von eingeleiteten Beanspruchungen, insbesondere von
ein- oder mehrachsigen Biegemomenten ermöglicht.Of the
The invention is based on the object, a
Play or sports equipment of the type mentioned above,
the improved construction of its layers of fiber reinforced
Plastic material, such that targeted deformations
as a function of induced stresses, in particular of
single or multi-axial bending moments possible.
Diese
Aufgabe wird bei einem Spiel- oder Sportgerät der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß das Faserverbundsystem zumindest eine Lage mit einer
Mehrfeldanordnung mit vorbestimmter Faserorientierung in zumindest
zwei Feldern der Mehrfeldanordnung aufweist.These
Task is at a game or sports equipment of the beginning
mentioned type solved according to the invention,
that the fiber composite system at least one layer with a
Multi-field arrangement with a predetermined fiber orientation in at least
has two fields of the multi-field arrangement.
Vorzugsweise
ist die Mehrfeldanordnung eine Vierfeldanordnung und im Wesentlichen
Punkt- oder achssymmetrisch ausgebildet, wobei in Bezug auf eine
Längs- und/oder Querachse des Spiel- oder Sportgerätes,
insbesondere Gleitsportgerätes wie Snowboard, benachbarte
Felder achssymmetrisch und diagonal angeordnete Felder punktsymmetrisch
sind.Preferably, the multi-field arrangement is a four-field arrangement and substantially point or axisymmetric, with respect to a longitudinal and / or transverse axis of the game or sports equipment, in particular gliding sports equipment such as snowboard, adjacent fields axisymmetric and diagonal ordered fields are point symmetric.
Vorzugsweise
sind in einem Feld der Mehrfeld, insbesondere Vierfeldanordnung
oder in zumindest einem Teilbereich eines Feldes die Verstärkungsfasen
in einer vorbestimmten Faserorientierung angeordnet, wobei die Fasern
vorzugsweise unter einem Winkel von 30° ± 5° zu
einer Hauptachse, insbesondere Längsachse des Spiel- oder
Sportgerätes angeordnet sind und diese Faserorientierung,
gespiegelt an einer der Hauptachsen, wie z. B. einer Längs-
oder Querachse des Spiel- oder Sportgerätes, in einem benachbarten Feld
der Mehrfeldanordnung wiederkehrt.Preferably
are in a field of the Mehrfeld, in particular four-field arrangement
or in at least a portion of a field, the gain chamfers
arranged in a predetermined fiber orientation, wherein the fibers
preferably at an angle of 30 ° ± 5 °
a main axis, in particular longitudinal axis of the game or
Sports equipment are arranged and this fiber orientation,
mirrored on one of the main axes, such. B. a longitudinal
or transverse axis of the game or sports equipment, in an adjacent field
the multi-field arrangement returns.
Vorzugsweise
ist beiderseits eines Kernes eine Mehrzahl von Lagen aus faserverstärktem
Kunststoffmaterial angeordnet, wobei beiderseits des Kernes jeweils
zumindest eine Lage den erfindungsgemäßen Aufbau
besitzt, wobei auch eine den Kern enthaltende Kernebene des Spiel-
oder Sportgerätes eine Symmetrieebene bildet, und zwar
im Hinblick auf die Faserorientierung der Verstärkungsfasen
in der Mehrfeldanordnung einerseits des Kernmaterials, die in der
zumindest einen weiteren Lage andererseits des Kernmaterials spiegelsymmetrisch
wiederkehrt. Auf diese Weise werden sehr ausgeglichene Verformungseigenschaften über den
Querschnitt des Spiel- oder Sportgerätes, insbesondere
Snowboards, realisiert und ein besonders stabiles Fahr- und Verformungsverhalten
garantiert.Preferably
is on both sides of a core a plurality of layers of fiber reinforced
Plastic material arranged, both sides of the core respectively
at least one layer of the construction according to the invention
where also a kernel plane of the game containing the core
or sports equipment forms a plane of symmetry, namely
in view of the fiber orientation of the reinforcing chamfers
in the multi-field arrangement on the one hand of the core material, in the
on the other hand, at least one further layer of the core material mirror-symmetrical
recurs. In this way, very balanced deformation properties over the
Cross section of the game or sports equipment, in particular
Snowboards, realized and a particularly stable driving and deformation behavior
guaranteed.
Weitere,
bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Spiel- oder Sportgerätes sind in den übrigen Unteransprüchen
dargelegt.Further,
preferred embodiments of the invention
Game or sports equipment are in the remaining dependent claims
explained.
Ein
wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, durch die Kopplung
(und dadurch Verstärkung) von Anisotropieeffekten in Kombination
mit Eigenspannungen bzw. anderen, eingeleiteten Beanspruchungen wie
ein- oder mehrachsigen Biegebeanspruchungen, ein definiertes Verformungsverhalten
des mehrlagigen Faserverbundsystems zu erreichen.One
essential aspect of the invention is, by the coupling
(and thus amplification) of anisotropy effects in combination
with residual stresses or other induced stresses such as
single or multi-axial bending stresses, a defined deformation behavior
of the multilayer fiber composite system.
Durch
die gezielte Zusammenordnung von Feldern mit anisotropen (gerichteten)
Materialeigenschaften, insbesondere eingerichtet durch eine vorbestimmte
Faserorientierung der Verstärkungsfasen innerhalb eines
jeweiligen Feldes der Mehrfeldanordnung einer Lage wird erfindungsgemäß ein
Verkanten des Snowboards, z. B. beim Sliden, vermieden, bei dem
der Sportler unter einer 90°-Drehung auf z. B. einen Geländerhandlauf
springt und diesen entlangrutscht, wobei die Snowboard-Längsachse
senkrecht zur Orientierung des Geländers bzw. der Gleitschiene,
verläuft. Dabei soll das Verkanten vermieden werden, bei
dem sich dann, wenn der Körperschwerpunkt des Sportlers
aus der Lage über dem Snowboard-Mittelpunkt herausbewegt,
die Seitenflanken bzw. Kanten des Snowboards, im Allgemeinen durch
Stahlkanten verstärkt, in das Material des Handlaufes einschneiden,
so daß die Rutschbewegung des Snowboards gestoppt wird
und der Sportler stürzt. Außerdem führt
dieses Verkanten zu Beschädigungen der Snowboardkante selbst
und zu erhöhtem mechanischem Verschleiß sowie
thermischer Beanspruchung der Stahlkante, so daß sich Grate
oder Scharten ausbilden, die die Wirkungsweise der Kante auf verfestigtem
Untergrund, z. B. im Schnee, stark einschränken.By
the targeted assembly of fields with anisotropic (directed)
Material properties, in particular set by a predetermined
Fiber orientation of the reinforcement chamfers within one
respective field of the multi-field arrangement of a layer according to the invention a
Tilting the snowboard, z. As when sliding, avoided in the
the athlete under a 90 ° turn on z. B. a railing handrail
jumps and slips along, with the snowboard longitudinal axis
perpendicular to the orientation of the railing or the slide rail,
runs. In this case, the tilting should be avoided, at
which is when the body's center of gravity of the athlete
moved out of the position above the snowboard center,
the side edges or edges of the snowboard, in general by
Reinforced steel edges, cut into the material of the handrail,
so that the sliding movement of the snowboard is stopped
and the athlete crashes. It also leads
this tilting to damage the snowboard edge itself
and to increased mechanical wear as well
thermal stress of the steel edge, so that burrs
or form pits that solidified the effect of the edge on
Underground, z. B. in the snow, severely restrict.
Erfindungsgemäß wird
durch die abgestimmte Mehrfeldanordnung mit vorzugsweise punktsymmetrischer
Anordnung diagonal gegenüberliegend zueinander angeordneter
Felder bzw. der achssymmetrischen Anordnung von in Bezug auf eine
Längs- oder Querachse benachbart angeordneter Felder, vorzugsweise
unter spielgelsymmetrischer Faserorientierung, und zwar all dies
innerhalb einer (einzigen) Lage des Spiel- oder Sportgerätes,
insbesondere Snowboards, erreicht, daß dessen Kanten, insbesondere
Stahlkanten, bei Einleitung eines insbesondere einachsigen Spannungszustandes
(Biegebeanspruchung), beim Gleiten nicht mit dem Handlauf in Berührung
kommen, sondern sich im Gegenteil belastungsabhängig in
einer Richtung von dem Geländer bzw. der Gleitschiene weg
nach oben biegen und verformen, so daß ein Verkanten (Einschneiden
der Kanten in das Material des Handlaufes bzw. der Gleitschiene,
vermieden wird. Dabei ist vorzugsweise die Aufwärtsbewegung
der Seitenkanten um so größer, je größer
die eingeleitete Biegebeanspruchung zur Erreichung einer entsprechenden
Sattelform des mehrlagigen Faserverbundsystems, z. B. bei einem
Snowboard, ist.According to the invention
by the tuned multi-field arrangement with preferably point-symmetrical
Arrangement arranged diagonally opposite one another
Fields or the axisymmetric arrangement of in relation to a
Longitudinal or transverse axis adjacent fields arranged, preferably
under gel-symmetric fiber orientation, all of this
within one (single) position of the game or sports equipment,
especially snowboards, achieved that its edges, in particular
Steel edges, when initiating a particular uniaxial stress state
(Bending stress), when sliding not in contact with the handrail
come, but on the contrary load-dependent in
one way away from the railing or slide rail
bend and deform upwards so that tilting (cutting in
the edges in the material of the handrail or the slide rail,
is avoided. It is preferably the upward movement
the larger the larger the side edges
the initiated bending stress to achieve a corresponding
Saddle shape of the multilayer fiber composite system, z. B. at a
Snowboard, is.
Weitere
Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden noch deutlicher
aus der nachfolgenden Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele
derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen,
die jeweils schematisch den Erfindungsgegenstand anhand bevorzugter
Ausführungsbeispiele weiter verdeutlichen.Further
Details, advantages and features of the invention will become even clearer
from the following explanation of preferred embodiments
the same in conjunction with the attached drawings,
each schematically the subject invention based on preferred
Further clarify embodiments.
In
den Zeichnungen zeigen:In
show the drawings:
1a eine
schematische Darstellung eines Snowboards bzw. einer Lage desselben
in schematischer Darstellung nach einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezeichnung einer Mehrfeldanordnung nach diesem
Ausführungsbeispiel, 1a a schematic representation of a snowboard or a position thereof in schemati Scher representation according to a first embodiment of the invention, designating a multi-field arrangement according to this embodiment,
1b eine
schematische Darstellung gem. 1a mit
Verstärkungsfasern, 1b a schematic representation acc. 1a with reinforcing fibers,
2 eine
schematische Darstellung eines Snowboards unter Aufspreizung seiner
Lagen als mehrlagiges Faserverbundsystem und unter Darstellung der
Mehrfeldanordnung mit einer vorbestimmten Faserorientierung von
Verstärkungsfasern in jedem der Felder, 2 a schematic representation of a snowboard with spreading of its layers as a multilayer fiber composite system and showing the multi-field arrangement with a predetermined fiber orientation of reinforcing fibers in each of the fields,
3 eine
Darstellung der einzelnen Lagen des Snowboards in Draufsicht entsprechend
der aufgespreizten Darstellung in 2, 3 a representation of the individual layers of the snowboard in plan view according to the spread representation in 2 .
4 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 4 a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
5 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 5 a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
6 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 6 a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
7 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 7 a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
8 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 8th a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
9 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 9 a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
10 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 10 a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
11 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 11 a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
12 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 12 a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
13 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 13 a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
14 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 14 a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
15 eine
Lage aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, 15 a layer of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
16 eine
schematische Darstellung eines Snowboards ähnlich demjenigen
in 1 mit einer Mehrfeldanordnung aus
faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel der Erfindung, 16 a schematic representation of a snowboard similar to that in 1 with a multi-field arrangement of fiber-reinforced plastic material according to a further exemplary embodiment of the invention,
17 eine
schematische Darstellung einer Durchbiegung eines Snowboards beim
Gleiten (Biegebeanspruchung um die Querachse), wobei ein Kernbereich
schematisch gezeigt ist, und 17 a schematic representation of a deflection of a snowboard when sliding (bending stress around the transverse axis), wherein a core region is shown schematically, and
18 eine
schematische Darstellung einer biegungsbedingten Wölbung
eines Kernbereiches des Snowboards nach 17 nach
der vorliegenden Erfindung. 18 a schematic representation of a bending-related curvature of a core area of the snowboard after 17 according to the present invention.
1a zeigt
in schematischer Ansicht ein Snowboard als ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Spiel-
oder Sportgerätes, wobei eine solche Darstellung auch einer
Lage des Snowboards wie aus faservestärktem Kunststoffmaterial
entspricht. Das Snowboard insgesamt weist also ein mehrlagiges Faserverbundsystem,
bestehend aus mehreren Lagen aus faserverstärktem Kunststoffmaterial
auf. 1a shows a schematic view of a snowboard as an example of a game or sports device according to the invention, such a representation of a position of the snowboard as from faserve reinforced plastic material corresponds. Thus, the snowboard as a whole has a multilayer fiber composite system consisting of several layers of fiber-reinforced plastic material.
Ein
solches Snowboard 1 besitzt zumindest eine Lage 2 aus
faserverstärktem Kunststoffmaterial, die eine Mehrfeldanordnung
A–D aufweist. Im Bereich von Nose 3 und Tail 4 können
entsprechende Bereiche E und F bzw. G und H mit dem gleichen Lagenaufbau
wie die angrenzenden Bereiche A–D ausgebildet sein, dies ist
jedoch nicht zwingend, vielmehr können dort auch unidirektional
(z. B. parallel zu einer Längsachse 5 des Snowboards
ausgerichtete Fasern (ungeteilt) angeordnet sein, oder es können
diese Bereiche in sonstiger Weise ausgebildet sein.Such a snowboard 1 owns at least one location 2 made of fiber-reinforced plastic material having a multi-field arrangement A-D. In the area of Nose 3 and tail 4 For example, corresponding regions E and F or G and H may be formed with the same layer structure as the adjacent regions A-D, but this is not mandatory, but may also be unidirectional there (eg parallel to a longitudinal axis 5 the snowboard aligned fibers (undivided) may be arranged, or these areas may be formed in any other way.
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Mehrfeldanordnung 6 mittels
der Felder A – 0 gebildet, wobei die Felder, die jeweils
eine zur Längsachse 5 bzw. Querachse 7 spiegelsymmetrische
Faserorientierung von Verstärkungsfasern 9 aufweisen,
wie dies beispielhaft in 1b dargestellt
ist. Das heißt, der Faserverlauf der Verstärkungsfasern
innerhalb einer Lage 2 ist jeweils in jedem Feld der Mehrfeldanordnung 6 achssymmetrisch
in Bezug auf die Längsachse 5 bzw. die Querachse 6 oder
aber punktsymmetrisch bezogen auf einen Mittelpunkt 8 des
Snowboards, in dem sich Längsachse 5 und Querachse 7 schneiden.In the present embodiment, a multi-field arrangement 6 formed by the fields A - 0, the fields, each one to the longitudinal axis 5 or transverse axis 7 mirror-symmetric fiber orientation of reinforcing fibers 9 have, as exemplified in 1b is shown. That is, the fiber flow of the reinforcing fibers within a layer 2 is in each field of the multi-field array 6 axisymmetric with respect to the longitudinal axis 5 or the transverse axis 6 or point-symmetric with respect to a center point 8th of the snowboard, in which there is a longitudinal axis 5 and transverse axis 7 to cut.
Mit
anderen Worten ist die Faserorientierung bei der diesem Ausführungsbeispiel
vorgesehenen Vierfeldanordnung zwischen den diagonal gegenüberliegenden
Feldern A und D bzw. der Felder C und D in Bezug auf den Mittelpunkt 8 punktsymmetrisch
und zwischen den Feldern A und C mit Bezug auf die Längsachse 5 (entsprechend
zwischen den Feldern B und D) sowie zwischen den Feldern A und B
bzw. C und D in Bezug auf die Querachse 7 jeweils achssymmetrisch,
wie dies in 1b schematisch für
die Verstärkungsfasern 9 verdeutlicht ist.In other words, in the four-field arrangement provided in this embodiment, the fiber orientation is between the diagonally opposite fields A and D and the fields C and D with respect to the center 8th point symmetric and between the fields A and C with respect to the longitudinal axis 5 (corresponding to fields B and D) and between fields A and B or C and D with respect to the transverse axis 7 each axisymmetric, as in 1b schematically for the reinforcing fibers 9 is clarified.
Zumindest
eine Lage des Snowboards, vorzugsweise aber jede Lage, und zwar
mit gegensätzlich gespiegelter Anordnung zwischen oberhalb
und unterhalb einer Kernlage 10 angeordneten Lagen 2 (vgl. 2) weist
eine Vierfeldanordnung auf, wobei jedes Feld dieser Vierfeldanordnung
und damit auch jede dieser faserverstärkten Lagen 2 anisotrope
Materialeigenschaften aufweist. Jedes Feld A bis D jeder Mehrfeldanordnung 6 ist
durch unidirektional angeordnete Verstärkungsfasern, insbesondere
Glas- oder Kohlefasern, oder auch Bambus-, Aramid- oder Steinfasern
(Basalt) – auch Mischformen sind möglich – gebildet,
die vorzugsweise unter einem Winkel von ca. ± 30° (bis
z. B. ± 50°) zur Snowboardlängsachse
geneigt angeordnet sind, wobei entlang der Längsachse 5 bzw.
der Querachse 7 des Snowboards 1 bzw. einer Lage 2 desselben
die einzelnen Felder A bis D mit ihrer entsprechenden Faserorientierung
im Bereich der Längs- bzw. Querachse 5, 7 einander überlappend
durchdringen, um einen stabilen Materialverbund und annähernd
hohe Festigkeitswerte in jeder Lage 2 des Snowboards 1 zu
erreichen.At least one layer of the snowboard, but preferably each layer, with oppositely mirrored arrangement between above and below a core layer 10 arranged layers 2 (see. 2 ) has a four-field arrangement, each field of this four-field arrangement and thus also each of these fiber-reinforced layers 2 has anisotropic material properties. Each field A to D of each multi-field array 6 Is formed by unidirectionally arranged reinforcing fibers, in particular glass or carbon fibers, or bamboo, aramid or stone fibers (basalt) - mixed forms are possible - formed, preferably at an angle of about ± 30 ° (to eg 50 °) are arranged inclined to the snowboard longitudinal axis, wherein along the longitudinal axis 5 or the transverse axis 7 of the snowboard 1 or a location 2 the same fields A to D with their corresponding fiber orientation in the longitudinal or transverse axis 5 . 7 penetrate each other overlapping, to a stable composite material and approximately high strength values in each layer 2 of the snowboard 1 to reach.
Alternativ
ist es auch möglich, in abfolgenden Lagen (vgl. 2)
die Felder A und C mit jeweils geringfügig differierender
Breite zu der vorangegangenen Lage 2 auszuführen,
so daß jeweils benachbarte, übereinanderliegende
Lagen 2 einen gewissen Versatz zwischen ihren Längsachsen 7 und/oder
ihren Querachsen 5 aufweisen, wobei dieser Versatz jeweils
auch in entgegengesetzter Richtung, bezogen auf eine „Null-Lage" (Kernlage 10),
in abfolgenden Lagen wechselnd ausgeführt sein kann.Alternatively, it is also possible in successive layers (see. 2 ) the fields A and C, each with a slightly different width to the previous position 2 execute, so that in each case adjacent, superimposed layers 2 a certain offset between their longitudinal axes 7 and / or their transverse axes 5 in each case, this offset also in the opposite direction, based on a "zero position" (core position 10 ), can be performed alternately in successive layers.
Vorzugsweise
ist zumindest jeweils eine Lage 2 oberhalb einer Kernlage 10 und
unterhalb dieser Kernlage 10 in der vorgenannten Vierfeldanordnung
mit jeweils gespiegelter Orientierung der Verstärkungsfasern 9 angeordnet,
um ein gewünschtes Wölbungsverhalten des Snowboards
zu erzielen. Vorzugsweise ist, wie 2 zeigt,
jede der beiderseits des Kernes 10 in entweder gleicher
oder unterschiedlicher Anzahl angeordneten Lagen 2 mit
einer solchen Mehrfach-Anisotropiestruktur (Felder A bis D) ausgebildet,
wodurch erreicht wird, daß bei Einleitung eines einachsigen
Biegespannungszustandes, wie dies beim Gleiten mit dem Snowboard
auf einer Schiene oder einem Handlauf geschieht z. B. in Richtung
der z-Achse in 19), entlang von Längskanten 11 des
Snowboards 1 und maximal im Bereich der Querachse 7 eine
Aufwärts-Wölbung der jeweiligen Längskanten 11 des
Snowboards 1 auftritt, wie dies schematisch in 18 für
den Kern 10 in einer Teildarstellung über eine
Breite desselben im Ausschnitt dargestellt ist.Preferably, at least one layer in each case 2 above a core layer 10 and below this core location 10 in the aforementioned four-field arrangement, each with a mirrored orientation of the reinforcing fibers 9 arranged to achieve a desired buckling behavior of the snowboard. Preferably, how 2 shows, each of both sides of the nucleus 10 arranged in either the same or different number of layers 2 formed with such a multi-anisotropic structure (panels A to D), which is achieved by the fact that when initiating a uniaxial bending stress condition, as happens when sliding with the snowboard on a rail or a handrail z. B. in the direction of the z-axis in 19 ), along longitudinal edges 11 of the snowboard 1 and maximum in the area of the transverse axis 7 an upward curvature of the respective longitudinal edges 11 of the snowboard 1 occurs as schematically in 18 for the core 10 in a partial view over a width thereof in the cutout is shown.
Vorzugsweise
weisen die einzelnen Lagen eine Stärke von ca. 0,2 mm auf,
während die Kernlage 10 eine Stärke von
ca. 6 mm besitzt und entweder in üblicher Weise, z. B.
aus einem AL-Honeycomb oder aber ebenfalls unter Einrichtung von
den Feldern A bis D der Lagen 2 entsprechender Einrichtung/Verbindung
anisotroper Eigenschaften ausgebildet sein kann, wie dies schematisch
in 2 auch für die Kernlage in einer „Vierfeldanordnung"
dargestellt ist.Preferably, the individual layers have a thickness of about 0.2 mm, while the core layer 10 has a thickness of about 6 mm and either in the usual way, for. B. from an AL honeycomb or else with the establishment of the fields A to D of the layers 2 corresponding device / compound anisotropic properties may be formed, as shown schematically in FIG 2 also for the core situation in a "four-field arrangement" is shown.
In
diesem Zusammenhang soll auch darauf hingewiesen werden, daß es
möglich ist, innerhalb des Faserverbundsystems der vorerläuterten
Art mindestens ein aktives Element, wie z. B. ein piezoelektrisches Element
(Piezokeramik), eine Formgedächtnislegierung und/oder eine
rheologische Flüssigkeit, ggf. auch in Verbindung mit einem
passiven Element (vorzugsweise als Energiespeicher für
die Ansteuerung des aktiven Elementes) zur Unterstützung
der anisotropen Materialeigenschaften des Faserverbundes in diesem
vorzu. So kann z. B. ein passives piezoelektrisches Elementes und
ein aktives piezoelektrisches Element (oder mehrere solcher Elemente)
gekoppelt sein, wobei das aktive piezoelektrische Element in der
Nahe einer Längskante, vorzugsweise im Bereich der Querachse 5,
zwischen den Lagen 2 oder auch im Bereich der Kernlage 10 ein- oder
beidseitig angeordnet sein kann, um bei Einleiten einer Biegebeanspruchung
(die zur Ansteuerung des aktiven Elementes führt, z. B. über
die Druckbeanspruchung des passiven piezoelektrischen Elementes)
aktiv einen Verformungsbeitrag des aktiven Elementes zur Unterstützung
der Verformung zu leisten, die durch den anisotropen Aufbau (Mehr feldanordnung)
der Lagen 2 des Spiel- oder Sportgerätes erzielt
wird. Auf diese Weise kann der erreichte Verformungsbetrag, z. B.
hinsichtlich des „Anhebens" bzw. der Aufwärts-Verwölbung
der Lagen 2 und damit des Snowboards 1 noch weiter
deutlich erhöht werden. Vorzugsweise sind solche aktiven Elemente
als unterstützende Mittel beiderseits im Bereich der gegenüberliegenden
Längskanten 11 des Spiel- oder Sportgerätes,
insbesondere des Snowboards 1, angeordnet.In this context, it should also be pointed out that it is possible within the Fiber composite system of the type described above at least one active element, such. As a piezoelectric element (piezoceramic), a shape memory alloy and / or a rheological fluid, possibly also in conjunction with a passive element (preferably as energy storage for the control of the active element) to support the anisotropic material properties of the fiber composite in this vorzu. So z. B. a passive piezoelectric element and an active piezoelectric element (or more such elements) may be coupled, wherein the active piezoelectric element in the vicinity of a longitudinal edge, preferably in the region of the transverse axis 5 , between the layers 2 or in the area of the core situation 10 may be arranged on one or both sides in order to actively contribute to a deformation contribution of the active element in support of the deformation when initiating a bending stress (which leads to the activation of the active element, eg via the compressive stress of the passive piezoelectric element) Anisotropic structure (multi-field arrangement) of the layers 2 of the game or sports equipment is achieved. In this way, the deformation amount achieved, z. B. with regard to the "lifting" or the upward warping of the layers 2 and the snowboard 1 be further increased significantly. Preferably, such active elements as supporting means on both sides in the region of the opposite longitudinal edges 11 of the game or sports equipment, especially the snowboard 1 arranged.
In
vorteilhafter Weise wird das Aufwärtswölben der
seitlichen Längskanten 11 des Snowboards 1 beim Gleiten
auf einer Schiene (einachsiger Biegespannungszustand) auf der Grundlage
anisotroper Koppeleffekte erreicht, die durch die Mehrfeldanordnung 6 in
jeder Lage 2 des Snowboards 1 erzielt werden zur
Vermeidung eines Eingriffs zwischen einer Längskante des
dann (quer zur Längsrichtung) gleitenden Snowboards.Advantageously, the upward buckling of the lateral longitudinal edges 11 of the snowboard 1 when sliding on a rail (uniaxial bending stress state) on the basis of anisotropic coupling effects achieved by the multi-field arrangement 6 in every situation 2 of the snowboard 1 be achieved to avoid engagement between a longitudinal edge of the then (transverse to the longitudinal direction) sliding snowboard.
Dies
führt zum „Anheben" dieser Kanten von der linienförmigen
Unterlage. Das heißt, belastungsabhängige Strukturverzerrungen
werden gezielt geschaffen (Mehrfeldanordnung 6 mit jeweils
Punkt- bzw. symmetrisch angeordneten vier Feldern jeweils gespiegelter
Faserorientierung der Verstärkungsfasern) und zu einer
spürbaren Lageveränderung der Längskanten
des Snowboards genutzt. In der Praxis wurden bisher derartige Phänomene
häufig nur als Störeffekte betrachtet, obwohl
aus der klassischen Laminattheorie bereits bekannt ist, dass bei
unsymmetrischen Mehrschichtverbunden Koppeleffekte in der Struktur
auftreten, die eine zielgerichtete Ausnutzung zur Herstellung bestimmter
Verformungen des Mehrschichtverbundes möglich und erreichbar
machen. In der nachfolgend wiedergegebenen Tabelle wird die vorteilhafte
Wirkung der Ausbildung zumindest einer, vorzugsweise aber mehrere
Lagen (vgl. 2) des Snowboards verdeutlicht,
wobei für die Bereiche A bis D (vgl. 1)
und eine Anordnung gemäß 2, d. h.
mit jeweils drei Lagen 2, die in der Tabelle mit 1 bis
3 nummeriert sind, oberhalb des Kernes 10, der in der Tabelle
mit „4" bezeichnet ist, und drei Lagen 2, die
in der Tabelle mit „5" bis „7" bezeichnet sind
und sich unterhalb des Kernes 10 (in der Tabelle mit 4
bezeichnet) befinden, aufgebaut ist. In der nachfolgenden Tabelle
ist mit „8" ein Belag des Snowboards 1 bezeichnet,
der aus handelsüblichen Polyethylen oder ähnlich
gut gleitfähigem Material besteht. Tabelle 1: Winkel Bereich A B C D
Lage Dicke Winkel Dicke Winkel Dicke Winkel Dicke Winkel
1 0,22
mm –30° 0,22
mm 30° 0,22
mm 30° 0,22
mm –30°
2 0,22
mm –30° 0,22
mm 30° 0,22
mm 30° 0,22
mm –30°
3 0,22
mm –30° 0,22
mm 30° 0,22
mm 30° 0,22
mm –30°
4 6,00
mm 90° 6,00
mm 90° 6,00
mm 90° 6,00
mm 90°
5 0,22
mm 30° 0,22
mm –30° 0,22
mm –30° 0,22
mm 30°
6 0,22
mm 30° 0,22
mm –30° 0,22
mm –30° 0,22
mm 30°
7 0,22
mm 30° 0,22
mm –30° 0,22
mm –30° 0,22
mm 30°
8 2,00
mm 0° 2,00
mm 0° 2,00
mm 0° 2,00
mm 0°
This leads to the "lifting" of these edges from the line-shaped base, that is, load-dependent structural distortions are created specifically (multi-field arrangement 6 each with point or symmetrically arranged four fields each mirrored fiber orientation of the reinforcing fibers) and used to a noticeable change in position of the longitudinal edges of the snowboard. In practice, such phenomena have hitherto often been regarded only as disruptive effects, although it is already known from classical laminate theory that coupling effects occur in the structure in asymmetrical multilayer composites, which make targeted utilization for producing specific deformations of the multilayer composite possible and achievable. In the table reproduced below, the advantageous effect of the formation of at least one, but preferably several layers (see. 2 ) of the snowboard, wherein for the areas A to D (see. 1 ) and an arrangement according to 2 ie with three layers each 2 numbered 1 to 3 in the table, above the core 10 , which is labeled "4" in the table, and three layers 2 in the table labeled "5" to "7" and below the core 10 (indicated in the table with 4) is constructed. In the table below, "8" is a covering of the snowboard 1 referred to, which consists of commercially available polyethylene or similarly good sliding material. Table 1: Angle Area A B C D
location thickness angle thickness angle thickness angle thickness angle
1 0.22 mm -30 ° 0.22 mm 30 ° 0.22 mm 30 ° 0.22 mm -30 °
2 0.22 mm -30 ° 0.22 mm 30 ° 0.22 mm 30 ° 0.22 mm -30 °
3 0.22 mm -30 ° 0.22 mm 30 ° 0.22 mm 30 ° 0.22 mm -30 °
4 6,00 mm 90 ° 6,00 mm 90 ° 6,00 mm 90 ° 6,00 mm 90 °
5 0.22 mm 30 ° 0.22 mm -30 ° 0.22 mm -30 ° 0.22 mm 30 °
6 0.22 mm 30 ° 0.22 mm -30 ° 0.22 mm -30 ° 0.22 mm 30 °
7 0.22 mm 30 ° 0.22 mm -30 ° 0.22 mm -30 ° 0.22 mm 30 °
8th 2,00 mm 0 ° 2,00 mm 0 ° 2,00 mm 0 ° 2,00 mm 0 °
Es
wurde bereits bevorzugt darauf hingewiesen, dass der Kern bzw. die
Kernlage 10 (in der Tabelle mit „4" bezeichnet)
ebenfalls vorzugsweise anisotrope Materialeigenschaften aufweist.
Alternative Materialien für den anisotropen AL-Honeycomb 10 (in
der Tabelle mit „4" bezeichnet) sind beispielweise Papier-,
Metall- oder sonstige Wabenkörper bzw. Holz. Es können
aber auch isotrope Materialien, wie Stein oder Kunststoffschäume
bzw. diverse Kombinationen der genannten Materialien als Kernmaterial
für die Kernlage 10 genutzt werden. Die Lagen 2 oberhalb
der Kernlage 10 (in der Tabelle mit „1" bis „3"
bezeichnet) und die Lagen 2 unterhalb des Kernes 10 (in
der Tabelle mit „4" bezeichnet), nämlich die Lagen 2,
die in der Tabelle mit „5" bis „7" bezeichnet
sind, bestehen in jedem der Bereiche A bis D aus unidirektionalem
Glasfasergewebe, wobei die Verstärkungsfasern 9 unter
einem Winkel von ± 30° angeordnet sind (bei einer
Lagendicke von jeweils ca. 0,22 mm, Kernlagedicke ca. 6 mm). Eine
solche Kombination zeigt im Hinblick auf die belastungsgerechte
Auslegung des Snowboards 1 ein besonders vorteilhaftes
Wölbungsergebnis, d. h. es wurde ein besonders starkes „Anheben"
der Längskanten 11 des Snowboards (insbesondere
im Bereich der Querachse 7) erzielt.It has already been pointed out with preference that the core or the core layer 10 (also referred to in the table as "4") also preferably has anisotropic material properties Alternative materials for the anisotropic AL honeycomb 10 (in the table denoted by "4") are, for example, paper, metal or other honeycomb bodies or wood, but it is also possible to use isotropic materials such as stone or plastic foams or various combinations of the materials mentioned as core material for the core layer 10 be used. The layers 2 above the core location 10 (labeled "1" to "3" in the table) and the layers 2 below the core 10 (labeled "4" in the table), namely the layers 2 in the table with "5" to "7" are in each of the areas A to D of unidirectional glass fiber fabric, wherein the reinforcing fibers 9 are arranged at an angle of ± 30 ° (with a layer thickness of about 0.22 mm, core layer thickness about 6 mm). Such a combination shows in terms of load-appropriate design of the snowboard 1 a particularly advantageous curvature result, ie it was a particularly strong "lifting" of the longitudinal edges 11 of the snowboard (especially in the area of the transverse axis 7 ) achieved.
Es
ist aber auch möglich beiderseits des Kernes bzw. der Kernlage 10 eine
unterschiedliche Anzahl von Lagen 2 anzuordnen bzw. Lagen
unterschiedlicher Dicke zu verwenden.But it is also possible on both sides of the core or the core layer 10 a different number of layers 2 to arrange or to use layers of different thickness.
Obwohl
ein Winkel von ca. 30° ± 5° der Verstärkungsfasern 9 in
Richtung zur Längsachse 5 bevorzugt wird, kann
dieser Winkel in einen Bereich von –50° bis +50° variiert
werden und die jeweiligen Lagen 2 können auch
unterschiedliche Winkel der Verstärkungsfasern 9 aufweisen.Although an angle of about 30 ° ± 5 ° of the reinforcing fibers 9 in the direction of the longitudinal axis 5 is preferred, this angle can be varied in a range of -50 ° to + 50 ° and the respective layers 2 can also have different angles of reinforcing fibers 9 exhibit.
Anstelle
eines empfohlenen unidirektionalen Geleges in den einzelnen Feldern
A bis D können aber auch andere faserverstärkte
Halbzeuge mit anisotropen Materialeigenschaften verwendet werden,
um den Feldern bzw. der Mehrfeldanordnung 6 und gesamten
Lage aniosotrope Materialeigenschaften zu verleihen.Instead of a recommended unidirectional Geleges in the individual fields A to D but also other fiber-reinforced semi-finished products with anisotropic material properties can be used to the fields or the multi-field arrangement 6 and to impart aniosotropic material properties to the entire layer.
Eine
andere Ausbildung eines Grundaufbaus bzw. einer Mehrfeldanordnung
zeigt 16, wobei die kreisförmigen
Felder 12 einen Bereich markieren, in dem hier nicht dargestellte
Bindungen des Snowboards 1 montiert sind. Im übrigen
entspricht die Ausbildung einer Mehrfeldanordnung derjenigen in
dem Ausführungsbeispiel nach 1.Another embodiment of a basic structure or a multi-field arrangement shows 16 , where the circular fields 12 mark an area in the not shown here bindings of the snowboard 1 are mounted. Otherwise, the design of a multi-field arrangement corresponds to that in the exemplary embodiment 1 ,
Durch
das erfindungsgemäß aufgrund der Mehrfeldanordnung 6 und
die anisotropen Materialeigenschaften die abschnittsweise in jeder
Lage 2 des Snowboards 1 existieren, erreichten
Verwölbung und Anheben der Längskanten 11 des
Snowboards weg von einer Gleit- oder Handlaufschiene vermeidet bzw.
reduziert Materialverschleiß im Bereich der Längskanten 11 des
Snowboards deutlich, so dass sich der Aufwand für das Kantenschleifen
verringert. Überdies verringert sich die Sturzgefahr für
die jeweiligen Sportler drastisch, wie auch die Möglichkeit
von Beschädigungen der Gleit- oder Handlaufschienen.By the invention, due to the multi-field arrangement 6 and the anisotropic material properties in sections in each layer 2 of the snowboard 1 exist, achieved warping and lifting of the longitudinal edges 11 the snowboard away from a sliding or handrail rail avoids or reduces material wear in the region of the longitudinal edges 11 of the snowboard significantly, so that the effort for edge grinding is reduced. Moreover, the risk of falling drastically reduces for the respective athletes, as well as the possibility of damage to the sliding or handrail rails.
Durch
die erfindungsgemäße Ausnutzung anisotroper Koppeleffekte
durch Zusammenordnung einer Mehrzahl, insbesondere von 4, vorzugsweise
Punkt- und achssymmetrisch angeordneten Feldern A bis D, mit jeweils
geneigter, ggf. unterschiedlich geneigter Orientierung der Verstärkungsfasern 9 in
Punkt- oder achssymmetrischer Anordnung, wird bei Einleitung eines
Biegemomentes in Richtung im Wesentlichen einer Vertikalachse zur
Oberfläche des Snowboards (z-Achse in 19)
neben der primären Biegeverformung gleichzeitig eine sekundäre
Querschnittsverzerrung erreicht. Ursache dieser Querschnittsverzerrung
sind lokale Dehnungen in Längsrichtungen des Snowboards,
die eine Querkontraktion und damit eine Querschnittsverwölbung
hervorrufen. Diese wird über den besonderen, vorbeschriebenen
Aufbau jeder Lage mit der Mehrfeldanordnung 6 in definierter
Winkelausrichtung der Verstärkungsfasern 9 erreicht.The inventive use of anisotropic coupling effects by combining a plurality, in particular of 4, preferably point and axisymmetric arranged fields A to D, each with an inclined, possibly different inclined orientation of the reinforcing fibers 9 in point or axisymmetric arrangement is at initiation of a bending moment in the direction substantially a vertical axis to the surface of the snowboard (z-axis in 19 ) simultaneously achieves a secondary cross-sectional distortion in addition to the primary bending strain. The cause of this cross-sectional distortion are local strains in the longitudinal directions of the snowboard, which cause a transverse contraction and thus a Querschnittsgewölbung. This is about the special, above-described construction of each layer with the multi-field arrangement 6 in defined angular orientation of the reinforcing fibers 9 reached.
Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht in einem deutlich verbesserten
Kantenhalt, wenn eine geschnitten gefahrene Kurve gefahren wird.
Grundsätzlich lassen sich zwei Kurvenfahrtechniken unterscheiden, der
geschnittene und der gedriftete Schwung. Beim gedrifteten Schwung
driftet die Kante über den Schnee und es erfolgt keine
Durchbieg gung des Snowboards, so dass die Fahrperformance auch bei
Auslegung des Skateboards nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
unbeeinträchtigt bleibt. Beim geschnitteten Schwung hingegen,
dem sogenannten „Carving" wird die Kurve exakt auf der
Kante gefahren. Dabei erfährt das Snowboard eine Durchbiegung,
welche durch den Radius des Snowboards bestimmt ist und fährt
eine durch eben diesen Radius bestimmte Kurve. Die hierbei vorliegende
Durchbiegung, welche entgegengesetzt zu der oben beschriebenen Durchbiegung
im Anwendungsfall des „Slidens" ist (dort „Anheben"
der Kante von der Schiene weg), ist beim „Carving" durch
Biegung der Kante nach unten zum Untergrund hingeführt,
also zu einer Krümmung des Boards in entgegengesetzter
Richtung, und die Kante dringt tiefer in den Schnee-Untergrund ein.
Dieser Effekt verbessert den Kantenhalt und beeinflusst die Performance
des Snowboards nachhaltig.One
Another advantage of the invention is a significantly improved
Edge stop when driving a cut corner.
Basically, two cornering techniques can be distinguished, the
cut and drifted momentum. When drifting momentum
drifts the edge over the snow and there is none
Deflection of the snowboard, so that the driving performance even at
Design of the skateboard according to the present embodiment
unimpaired. On the other hand, with the cut swing,
The so-called "carving" the curve is exactly on the
Edge drove. The snowboard experiences a deflection,
which is determined by the radius of the snowboard and drives
a curve determined by this very radius. The hereby present
Deflection, which is opposite to the deflection described above
in the case of application of "sliding" (there "lifting"
the edge away from the rail), is through at the "carving"
Bending the edge down to the ground,
so to a curvature of the board in opposite
Direction, and the edge penetrates deeper into the snow underground.
This effect improves edge hold and affects performance
the snowboard sustainable.
3 verdeutlicht
nochmals die Vierfeldanordnung mit achs- und punktsymmetrischer
Richtungsorientierung der Verstärkungsfasern 9,
wobei in den 2 und 3 des Snowboards 1 jeweils
aus einer gleichen Anzahl von Lagen 2 oberhalb und unterhalb
der Kernlage 10 besteht. Dies ist jedoch nicht zwingend,
vielmehr können beiderseits des Kernes 10 auch
jeweils Lagen unterschiedlicher Anzahl vorgesehen sein. Wie 2 und 3 zeigen,
ist die Orientierung der Verstärkungsfasern 9 oberhalb
und unterhalb der Kernlage 10 jeweils entgegengesetzt spiegelsymmetrisch,
d. h. z. B. die Verstärkungsfasern im Feld A der Lagen 2 oberhalb
der Kernlage 2 verlaufen unter einem ersten 30°-Winkel
zur Längsachse 5 des Snowboards 1, während die
Verstärkungsfasern 9 in dem Feld A der Lagen 2 unterhalb
der Kernlage 10 unter einem Winkel von 120° gedreht
erneut unter einem Winkel von ca. 30° zur Längsachse 11 des
Snowboards (Richtung z-Achse in 19)
verlaufen. 3 illustrates again the four-field arrangement with axis and point symmetrical directional orientation of the reinforcing fibers 9 , where in the 2 and 3 of the snowboard 1 each from an equal number of layers 2 above and below the core layer 10 consists. However, this is not mandatory, rather, both sides of the core 10 also be provided in each case layers of different numbers. As 2 and 3 show is the orientation of the reinforcing fibers 9 above and below the core layer 10 each opposite mirror symmetry, ie, for example, the reinforcing fibers in the field A of the layers 2 above the core location 2 run at a first 30 ° angle to the longitudinal axis 5 of the snowboard 1 , while the reinforcing fibers 9 in the field A of the layers 2 below the core location 10 rotated at an angle of 120 ° again at an angle of approximately 30 ° to the longitudinal axis 11 of the snowboard (direction z-axis in 19 ).
Es
können in einzelnen Lagen auch jeweils unterschiedliche
Orientierungen bzw. Winkel hinsichtlich des Verlaufes der Verstärkungsfasern
und zur Längsachse des Snowboards 1 gewählt
werden.Different orientations or angles with respect to the course of the reinforcing fibers and to the longitudinal axis of the snowboard can also be provided in individual layers 1 to get voted.
Wie
die weiteren Ausführungsbeispiele und Figuren verdeutlichen,
ist es auch nicht erforderlich, daß die jeweiligen Felder
der Mehrfeldanordnung 6 (A–D) jeweils vollständig
Verstärkungsfasern 9 in der entsprechenden Orientierung
aufweisen. Vielmehr ist es auch ausreichend, jeweils Teilbereiche
der Felder entsprechend auszubilden, wie anhand der nachfolgenden
Ausführungsbeispiele und Figuren noch deutlicher wird.As the further embodiments and figures illustrate, it is also not necessary that the respective fields of the multi-field array 6 (A-D) each fully reinforcing fibers 9 in the appropriate orientation. Rather, it is also sufficient to form respective subregions of the fields accordingly, as will become more apparent from the following embodiments and figures.
In
Abhängigkeit von der Stärke der Ausbildung der
gewünschten Verformungseffekte können auch von der
Zusammenordnung von vier Feldern abweichende Querfeldkonfigurationen
gewählt werden, z. B. unter Ausbildung von zwei einander
im Achsenmittelpunkt 8 berührenden und sich in
Richtung der gegenüberliegenden Enden jeweils erweiternden
konischen Bereiche mit Verstärkungsfasern oder unter Einsatz
der Verstärkungsfasern nur in den außerhalb des
Konus freibleibenden Randbereichen.Depending on the strength of the formation of the desired deformation effects also deviating transverse field configurations can be selected from the combination of four fields, z. B. forming two each other in the axis center 8th touching and widening towards the opposite ends respectively conical regions with reinforcing fibers or using the reinforcing fibers only in the outside of the cone remaining free edge areas.
4 verdeutlicht
eine Ausführungsform einer Lage 2 des Snowboards 1 (in
entsprechender Anordnung) können jeweils auch weitere Lagen
einerseits des Kernes und antisymmetrisch gespiegelt, andererseits der
Kernlage 10 ausgebildet sein, wobei die Bereiche A bis
D durch jeweils dreieckförmige Bereiche von den beiden
Enden her verkleinert sind. Hierbei ist die Überlegung
maßgebend, daß die Endbereiche nur geringfügig
zu der gewünschten Verformung (anheben) im Bereich der
Längskanten und vorzugsweise im Bereich der Querachse 7 beitragen. 4 illustrates an embodiment of a layer 2 of the snowboard 1 (In a corresponding arrangement) can also each other layers on the one hand of the core and antisymmetric mirrored, on the other hand, the core layer 10 be formed, wherein the areas A to D are reduced by respective triangular areas from the two ends ago. Here, the consideration is decisive that the end regions only slightly to the desired deformation (lifting) in the region of the longitudinal edges and preferably in the region of the transverse axis 7 contribute.
Eine
demgegenüber abgewandelte Ausführungsform der
Ausbildung einer Lage 2 eines Snowboards 1 zeigt 5.
Hierbei sind die axialen Ausdehnungen der Vierfeldanordnung begrenzt,
wobei die jeweils hier (wie auch in 4) weiß dargestellten
Bereiche nicht unbedingt faserfrei sind, sondern z. B. mit Fasern
in unidirektionaler Axialanordnung (parallel zur Längsachse 5 des
Snowboards 1 bzw. der Lage 2 versehen sind. Die
freibleibenden Flächen in diesen und den nachfolgenden
Ausführungsbeispielen bezeichnen nur die Bereiche, in denen
eine praktisch beliebige Ausbildung hinsichtlich der Anordnung von
Verstärkungsfasern getroffen werden können.A contrast modified embodiment of the formation of a layer 2 a snowboard 1 shows 5 , In this case, the axial expansions of the four-field arrangement are limited, with the respective here (as well as in 4 ) areas shown in white are not necessarily fiber-free, but z. B. with fibers in unidirectional axial arrangement (parallel to the longitudinal axis 5 of the snowboard 1 or the location 2 are provided. The remaining surfaces in these and the following embodiments only designate the areas in which a practically arbitrary design with respect to the arrangement of reinforcing fibers can be made.
6 verdeutlicht,
daß es ausreicht, wenn Teilbereiche der Flächen
A bis D in der Mehrfeldanordnung 6 (hier Vierfeldanordnung)
mit der eingangs erläuterten Faserorientierung (im Wesentlichen
im Bereich von ca. 30° zur Längsachse versehen
sind. In den in 6 weiß dargestellten
Bereichen können z. B. axial angeordnete Verstärkungsfasern
parallel zur Längsachse 5 angeordnet sein oder
diese Bereiche können in sonstiger Weise aus Kunstharzlagen
bestehen. 6 illustrates that it is sufficient if portions of the areas A to D in the multi-field array 6 (here four-field arrangement) with the fiber orientation explained in the introduction (essentially in the range of approximately 30 ° to the longitudinal axis 6 white areas shown z. B. axially arranged reinforcing fibers parallel to the longitudinal axis 5 be arranged or these areas may be made of synthetic resin layers in any other way.
7 zeigt
eine Ausführungsform einer Lage 2, bei der der
axiale Kernbereich (parallel zur Längsachse 5)
frei von der geneigten Verstärkungsfaser-Anordnung bleibt
bzw. hier sind praktisch zwei Längsachsen 5, 5' vorgesehen,
die zur Begrenzung der Felder A–D mit den geneigt angeordneten
Verstärkungsfasern dienen. 7 shows an embodiment of a layer 2 in which the axial core region (parallel to the longitudinal axis 5 ) remains free of the inclined reinforcing fiber arrangement or here are practically two longitudinal axes 5 . 5 ' provided, which serve to limit the fields A-D with the inclined arranged reinforcing fibers.
8 zeigt
eine Anordnung der Verstärkungsfasern 9 hinsichtlich
denjenigen im Ausführungsbeispiel nach 7,
jedoch unter Aussparung der jeweiligen Endbereiche der Felder A–D,
von der Faserorientierung nach dem eingangs erläuterten
prinzipiellen Aufbau der Ausführungsbeispiele nach der
vorliegenden Erfindung. 8th shows an arrangement of the reinforcing fibers 9 with respect to those in the embodiment according to 7 , but with the exception of the respective end regions of the fields A-D, of the fiber orientation according to the above-explained basic structure of the embodiments according to the present invention.
9 entspricht
dem Aufbau der Lage 2 nach 7 iVm der
Ausbildung von Endbereichen des Snowboards 1 nach 5 (verkürzte
Vierfeldanordnung 6). 9 corresponds to the structure of the situation 2 to 7 In connection with the formation of end areas of the snowboard 1 to 5 (shortened four-field arrangement 6 ).
In
den hier nicht mit Fasern versehenen, weißen Bereichen,
können z. B. die Fasern in axialer Orientierung angeordnet
sein oder es können auch andere Verbundstrukturen im Hinblick
auf bestimmte Festigkeitserfordernisse oder gewünschte
Eigenschaften des Snowboards gewählt werden.In
the non-fibered white areas,
can z. B. the fibers arranged in axial orientation
or it can be other composite structures with regard to
to certain strength requirements or desired
Properties of the snowboard are chosen.
Die
Ausführungsform nach 10 ist
praktisch ähnlich einer Kombination der Ausführungsformen nach
den 7 und 4. Im übrigen gelten
die obigen Erläuterungen entsprechend.The embodiment according to 10 is practically similar to a combination of the embodiments according to the 7 and 4 , For the rest, the above explanations apply accordingly.
Das
weitere Ausführungsbeispiel nach 11 verdeutlicht,
daß die Mehrfeldanordnung 6, insbesondere Vierfeldanordnung,
auch Teilbereiche unterschiedlicher Größe aufweisen
kann und überdies im Hinblick auf die Längs- oder
Quersymmetrie auch verschoben sein kann, wie aus der unterschiedlichen
Größe der mit den Verstärkungsfasern 9 in
geneigter Anordnung versehenen Teilbereiche in Bezug auf die Querachse 7 verdeutlicht
ist. Auf diese Weise können dem Snowboard 1 besondere
lokale Eigenschaften im Hinblick auf Besonderheiten der Krafteinleitung
oder Verwendung des Snowboards verliehen werden.The further embodiment according to 11 illustrates that the multi-field arrangement 6 , in particular four-field arrangement, may also have partial areas of different sizes and moreover with regard to may also be shifted to the longitudinal or transverse symmetry, as from the different size of the with the reinforcing fibers 9 inclined portions provided with respect to the transverse axis 7 is clarified. That way, the snowboard can 1 special local characteristics with regard to peculiarities of the introduction of force or use of the snowboard are lent.
Es
ist selbstverständlich möglich, die vorbeschriebenen
Ausführungsformen in einem Snowboard auch zu „mischen",
um gezielte Verformungseigenschaften im Kantenbereich der Längskanten 11 zu
erhalten.It is of course possible to "mix" the above-described embodiments in a snowboard in order to achieve specific deformation properties in the edge region of the longitudinal edges 11 to obtain.
Während
die Mehrfeldanordnung 6 mit den Feldern A bis D in 11 in
der bisherigen Weise wie bei den obigen Ausführungsbeispielen
bezeichnet ist, sind die Teilbereiche, d. h. hier die aktiv an der
gewünschten Verformung beteiligten und mit entsprechend
geneigter Anordnung der Verstärkungsfasern versehenen Teilbereiche
jeweils mit A' bis D' bezeichnet.While the multi-field arrangement 6 with the fields A to D in 11 is designated in the previous manner as in the above embodiments, the subregions, ie here the actively participating in the desired deformation and provided with a correspondingly inclined arrangement of the reinforcing fibers subregions are each denoted by A 'to D'.
12 zeigt
ein Ausführungsbeispiel ähnlich demjenigen in 11 im
Hinblick auf die Ausbildung von Teilbereichen (als effektive Mehrfeldanordnung 6),
wobei diese hier symmetrisch zur Querachse 7 ausgebildet sind. 12 shows an embodiment similar to that in FIG 11 with regard to the formation of partial areas (as an effective multi-field arrangement 6 ), where these are symmetrical to the transverse axis 7 are formed.
13 verdeutlicht
eine Ausbildung einer Lage mit sichelförmigen Teilbereichen
A' bis D' der Felder A bis D, die ebenfalls im Hinblick auf die
Anordnung vorbestimmt orientierter Verstärkungsfasern 9 den
gewünschten Verformungen im Bereich der Längskanten 11 mit
Schwerpunkt im Bereich der Querachse 17 unter Einleitung
eines einachsigen Biegespannungszustandes genügen können. 13 illustrates a formation of a layer with sickle-shaped portions A 'to D' of the fields A to D, which also with regard to the arrangement of predetermined oriented reinforcing fibers 9 the desired deformations in the region of the longitudinal edges 11 with emphasis in the area of the transverse axis 17 can be sufficient under the initiation of a uniaxial bending stress state.
Durch
die unterschiedliche Wahl der Lagen können die Eigenschaften
des Snowboards im Hinblick auf ein gewünschtes „Anheben"
der Kanten beim „Gleiten" auf einem Handlauf oder einer
Schiene im weiten Rahmen variiert und eingestellt werden.By
the different choice of the layers can the properties
of the snowboard with regard to a desired "lifting"
the edges when "gliding" on a handrail or a
Rail varies widely and be adjusted.
Die 14 und 15 zeigen
weitere Modifikationen der Ausbildung von Lagen 2, wobei
auch hier die Möglichkeit besteht, anstelle des in den
Feldern A bis D empfohlenen bzw. zumindest in Teilflächen
vorgesehenen unidirektionalen Geleges auch andere Faserhalbzeuge
mit aniosotropen Materialeigenschaften zu verwenden.The 14 and 15 show further modifications of the formation of layers 2 , whereby here also the possibility exists to use other semi-finished fiber products with aniosotropic material properties instead of the recommended in the fields A to D or provided at least in partial areas other unidirectional Geleges.
16 zeigt
eine gegenüber der Ausführungsform nach 1a veränderte
Untergliederung des Snowboards 1 mit den Feldern A bis
D dar, wobei die kreisförmigen Bereiche 12 die
Bereiche der Krafteinleitung markieren, in denen die Bindungen auf
den oberen Lagen und dem Kern des Snowboards 1 befestigt
sind. Zwischen den Längsachsen 5, 5' sind
vorzugsweise keine Verstärkungsfasern in der Orientierung
der benachbarten Felder A bis D vorgesehen, Gleiches gilt für
die mit Linien abgetrennten Querbereiche an den Enden des Snowboards. 16 shows a comparison with the embodiment according to 1a changed subdivision of the snowboard 1 with the fields A to D, where the circular areas 12 Mark the areas of force application in which the bindings on the upper layers and the core of the snowboard 1 are attached. Between the longitudinal axes 5 . 5 ' Preferably, no reinforcing fibers in the orientation of the adjacent fields A to D are provided, the same applies to the line-separated transverse areas at the ends of the snowboard.
17 zeigt
in schematischer Darstellung das Verhalten des Kernes 10 bzw.
der Kernlage 10 des Snowboards in der Durchbiegung beim
Gleiten und in 18 ist schematisch die biegungsbedingte
Wölbung (Anhebung) durch eine Querlinie 13 in
einem Ausschnitt aus dem Kernbereich dargestellt, wobei der Kernbereich
entsprechende anisotrope Eigenschaften aufweist, um das Wölbungsverhalten
der darüber bzw. darunter befindlichen Lagen 2 zu
verstärken und zu unterstützen. 17 shows a schematic representation of the behavior of the core 10 or the core situation 10 of the snowboard in the sag during gliding and in 18 is schematically the bend-related curvature (raising) by a transverse line 13 shown in a section of the core region, wherein the core region has corresponding anisotropic properties to the buckling behavior of the above or below layers 2 to strengthen and support.
Durch
die Zusammenordnung anisotroper durch Verstärkungsfasern
oder in sonstiger Weise mit richtungsabhängigen Eigenschaften
versehenen Feldern in einer vorzugswei se symmetrischen Vierfeldanordnung
gemeinsam in einer Lage eines mehrlagigen Verbundes aus faserverstärktem
Kunststoffmaterial ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich,
einem Spiel- oder Sportgerät, insbesondere Snowboard, gezielt
aus der Kopplung derartiger Felder im Mehrschichtverbund resultierende
Verformungseigenschaften zu verleihen, wie z. B. das Anheben der
Längskanten eines Snowboards bei einachsigem Spannungszustand
(gleitend).By
the combination of anisotropic by reinforcing fibers
or otherwise with directional properties
provided fields in a vorzugswei se symmetrical four-field arrangement
together in one layer of a multi-layer composite of fiber-reinforced
Plastic material it is possible according to the present invention,
a game or sports equipment, especially snowboard targeted
resulting from the coupling of such fields in the multi-layer composite
To impart deformation properties, such. B. lifting the
Long edges of a snowboard at uniaxial tension condition
(Sliding).
Die
Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, sondern
läßt sich in entsprechender Weise für
Ski, Kiteboard oder andere Sport- und Spieleinrichtungen mit einem
Schichtaufbau anwenden.The
However, the invention is not limited to this, but
can be in a similar way for
Ski, kiteboard or other sports and games facilities with one
Apply layer structure.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list
The documents listed by the applicant have been automated
generated and is solely for better information
recorded by the reader. The list is not part of the German
Patent or utility model application. The DPMA takes over
no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
- WO 03/086554
A1 [0003] WO 03/086554 A1 [0003]
-
- DE 3113360 A1 [0005] - DE 3113360 A1 [0005]
-
- US 2002/0195780 A1 [0006] US 2002/0195780 A1 [0006]
-
- DE 19604016 A1 [0007] - DE 19604016 A1 [0007]