DE3117066A1

DE3117066A1 - "verfahren zur herstellung von schwimmkoerpern fuer wassersprotfahrzeuge sowie nach dem verfahren hergestelltes surfbrett"

Info

Publication number: DE3117066A1
Application number: DE19813117066
Authority: DE
Inventors: Florian 8919 Utting Bauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-04-29
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1982-11-18

Description

Verfahren zur Herstellung von Schwimmkörpern für Wassersportfahrzeuge,
sowie nach dem Verfahren hergestelltes Surfbrett Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schwimmkörpern für Wassersportfahrzeuge, insbesondere von Surfbrettern, die aus einem Kern aus einem Auftriebsmaterial und aus einer den Kern umgebenden geschlossenen Außenhaut bestehen, sowie aus Surfbrettern, die vorzugsweise nach dem Verfahren hergestellt sind.
Es sind Schwimmkörper für Wassersportfahrzeuge bekannt, die aus einem Auftriebskörper, z.B. aus ausgeschäumtem Polystyrol und aus einer geschlossenen Außenhaut, z. B aus Polyurethan bestehen. An derartige Scllwimmkörper, insbesondere an Surfbretter, werden nun eine Reihe von Anforderungen gestellt, die sich ideal nicht sämtlich sondern nur in einem gewissen Kompromiß lösen lassen.
Einerseits soll das Surfbrett relativ leicht sein, damit es vom Amateur leicht gehandhabt und transportiert werden kann. Für den Regattasegler ist das Gewicht zur Erzielung einer maximalen Geschwindigkeit ausschlaggebend. Andererseits soll die Verdrängung auch für Surfer mit einem Körpergewicht von über 70 kg ausreichend sein. Surfbretter mit 190 bis 200 1 Volumen unterschneidenbereits die Welle, wenn der Surfer ein Körpergewicht von über 75 bis 80 kg hat. Ein Surfbrett mit 231-1Volumen, wie beispielsweise der sogenannte'9indglider" verträgt bereits etwas mehr Gewicht. Rennsurfbretter sollen dabei nicht mehr als 18 kg wiegen, wobei jedoch dann die Haltbarkeit auf einige wenige Saisonen beschränkt ist. Es ist also mit anderen Worten zwischen den Anforderungen an Haltbarkeit bzw.
Stabilität, Auftrieb und Gewicht ein Kompromiß zu schließen, wobei der Markt die technische Entwicklung bzw. Verbesserungen, die diesen Kompromiß günstiger ausfallen lassen, erheblich honoriert.
Sieht man von Surfbrettern mit Luftkammern ab, so ergibt sich der Auftrieb aus dem Raumgewicht des Kernes. Die Stabilität und Haltbarkeit des Surfbrettes ergibt sich aus der Stärke der Außenhaut mit dem Problem zunehmenden Gewichtes bei stärkerer Außenhaut.
Ein weiteres Problem besteht in der Einstellung der Elastizität des Surfbrettes. Bei größerem Wellengang, z.B. in Küstengewässern, werden elastischere Surfbretter benötigt. Regattasegler bevorzugen dagegen Surfbretter, die hart sind, also sich ähnlich wie ein Blechkörper verhalten.
Aus herstellungstechnischen Gründen besitzt bei bekannten Surfbrettern die Außenhaut eine gleichmäßige Stärke oder die Stärke ist dort am geringsten, wo man eine größereStabilitätbenötigenwürde. Wenn die Außenhaut in eine Form eingeblasen wird, dann verringert sich die Stärke der Außenhaut mit dem Abstand vom Zentrum, also gerade an den Stellen, an denen eine Stärkeverminderung unerwünscht ist.
Ein weiteres Problem bei Surfbrettern besteht darin, daß die erheblichen, über den Mast an die Außenhaut übertragenen Kräfte im Laufe der Zeit dazu führen, daß sich die Außenhaut vom Kern löst.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Schwimmkörpers für Wassersportfahrzeuge, insbesondere eines Surfbrettes vorzuschlagen, bei welchem die Stärke der Außenhaut an den verschiedenen Stellen des Surfbrettes beliebig variiert werden kann, so daß dementsprechend das Surfbrett ein wesentlich günstigeres Gewichts-Stabilitätsverhältnis erhält. Weiterhin soflnder Schwertkasten, der oder die Finnenkästen, der Mastfuß, die Schleppöse und die Fußschlaufenösen integral mit der Außenhaut verbunden sein, wodurch sich eine wesentlich bessere Übertragung der Kräfte und eine Verbesserung der Lebensdauer des Surfbrettes ergibt. Darüber hinaus sollen bei dem neuen Verfahren die Werkzeugkosten auf einen Bruchteil der Kosten bei bekannten Herstellungsverfahren abgesenkt werden, wodurch es dem Hersteller ermöglicht wird, ein wesentlich breiteres Programm an Surfbrettern anzubieten, um so den unterschiedlichen Wünschen der verschiedenen Benutzergruppen gerecht zu werden.
Die Lösung der genannten Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches. Die Unteransprüche 2 bis 14 beschreiben bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens. Die Ansprüche 15 bis 20 beschreiben Surfbretter, die vorzugsweise nach dem neuen Verfahren hergestellt werden.
Abgesehen von Verfahren, bei denen der Kern eines Schwimmkörpers durch zeitaufwendiges und kostspieliges Bearbeiten eines Schaumstoffblockes hergestellt wird, werden bei Massenproduktion im allgemeinen die Kerne oder Schwimmkörper durch Ausschäumen von Polystyrolgranulat unter Wasserdampf, gegebenenfalls in die bereits fertiggestellte Außenhaut hergestellt. Dem neuen Verfahren liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß ausgeschäumte Polystyrol - Schaumstoffkörner, wie sie beispielsweise aus "Styropor-Abfällen" gewonnen werden können, einem Schrumpfprozeß unterliegen, wenn sie mit flüssigem Polyurethan getränkt werden und in einer Form ausgehärtet werden. Der Schrumpfprozeß knn durch Variation des Polyurethananteils gesteuert werden.
Da, wie sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches, ergibt, die Schrumpfung später durch das die Außenhaut und die mit der Außenhaut integral verbundenen Teile, also den Schwertkasten, den Mastfuß, die Fußschlaufenöse, die Schleppöse, ein oder mehrere Finnenkästen bildendes Polyurethan aufgefüllt wird, kann also das gewünschte Auftriebs-Gewichtsverhältnis eingestellt werden. Soll also ein sehr leichtes Surfbrett hergestellt werden, begnügt man sich z.B. mit einer Schrumpfung von 3 %. Dies bedeutet, daß das Surfbrett bei gegebenem Volumen ein Gewicht erhält entsprechend 97 % des Gesamtvolumens mit dem spezifischen Gewicht des Kerns und 3 % des Volumens mit spezifischen Gewicht des Polyurethans der Außenhaut mit etwa den Werten: y Kern = 15 - 50 kg/m³ y Haut = 800 - 1000 kg/m³.
Da jedoch die Außenhaut an stärker beanspruchten Stellen des Surfbrettes, z. B. am Bug, verstärkt sein kann und an den schwächer beanspruchten Stellen eine geringere Stärke besitzen kann, ergibt sich von vornherein ein günstigeres Verhältnis Stabilität zu Gewicht. Man kommt also im Vergleich zu bekannten Ausführungsformen bei gleicher Stabilität mit einer geringeren Menge Polyurethan aus oder man kann umgekehrt bei gleicher Menge Polyurethan eine bessere Stabilität und bessere Haltbarkeit erzielen. Die Einstellung der Elastizität bzw. "Weichheit" oder "Härte" des Surfbrettes erfolgt gemäß Unteranspruch 6 durch Zugabe eines entsprechenden Anteils von Glasfaserstaub oder von entsprechenden Kurzfasern zu dem Polyurethan.
Da der Schwertkasten, der Mastfuß, die Fußschlaufenösen, die Schleppöse und bzw. der oder die Finnenkästen entsprechend Unteranspruch 7 zusammen mit der Außenhaut gegossen werden, sind sie auch integral mit derselben verbunden. Dies bedeutet, daß nachträgliche Verbindungen, Klebungen oder dgl. entfallen können und daß die Kraftübertragung und Haltbarkeit des Surfbrettes wesentlich günstiger ist.
Der sich im fertigen Produkt auswirkende Fortschritt des Verfahrens gemäß der Erfindung ist z. B. daran zu erkennen, daß es gelingt, ein Surfbrett mit 220 1 Volumen mit einem Gesamtgewicht von nur 15 kg herzustel-3 len. Das Raumgewicht des Kernes beträgt 15 kg/m und entspricht einer Druckfestigkeit eines entsprechenden Schaumes mit Raumgewicht von 80kg/m³.
Ein besonderer yorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt jedoch darin, daß die Werkzeugkosten sich im Vergleich zu bekannten Verfahren auf einen Bruchteil vermindern. Anstelle von kostspieligen Aluminiumformen können Kunststofformen verwendet werden. Die Kunststofform kann nach einem handgearbeiteten Erstmuster hergestellt werden, wobei dieses lediglich abgeformt wird. Die entsprechenden Techniken sind bekannt. Die Kosten für die Herstellung einer derartigen Kunststofform liegen bei ca. DM 20. 000, -- im Vergleich zu einem Betrag von DM 200. 000, --, wie dieser im allgemeinen als Werkzeuginvestition zur Herstellung eines Surfbrett-Types benötigt wird.
Das Surfbrett gemäß den Unteransprüchen 15 bis 19 hat eine Reihe von Vorteilen. Durch die "Mondsichelform" ergibt sich ein zusätzlicher Auftrieb, so lange die Vertiefung der Mondsichel nicht voll Wasser gelaufen ist. Sollte dieser zusätzliche Auftrieb verloren gehen, beispielsweise weil eine Welle angeschnitten wurde, läuft das Wasser durch die sich am Boden der Mondsichelform ergebende Rinne über das Heck rasch ab. Darüber hinaus zeigte es sich, daß sich die angegebene Form besonders gut zu einer Herstellung nach dem neuen Verfahren eignet.
Die beiliegenden Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Auf den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 bis Schnitte einer Form zur Erläuterung der verschiedenen Ver-Fig. 4 fahrens stufen; Fig. 5 in vergrößertem Maßstab den Ausschnitt V aus Fig. 4 zur Erläuterung der Herstellung eines Finnenkastens; Fig. 6 eine Draufsicht auf den Kern des Surfbrettes mit aufgebrachten Dekorstreifen als Abstandhalter; Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Surfbrett; Fig. 8 bis Schnitte längs der Linien VIII, VIV bzw. X in Fig. 7; Fig. 10 Fig. 11 eine Unteransicht auf das Surfbrett zur Erläuterung der Finnenverstellung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird in eine zweiteilige Kunststofform 1, 2 eine Mischung 3 aus ausgeschäumtem Polystyrol, z. B. Polystyrolabfällen und Polyurethan eingebracht. Ein Formstück 4 sorgt für eine Aussparung in dem Kern zur späteren Herstellung eines Schwertkastens. Beim Aushärten des Polyurethans schrumpft die Mischung, wobei je nach der Menge des zugegebenen flüssigen Urethans die Schrumpfung auf 3 bis 9 % eingestellt wird. Der ausgehärtete Kern 5 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, dementsprechend kleiner als der Hohlraum der Form 1, 2.
Der Kern 5 wird nun, wie in Fig. 3 dargestellt, aus der Form 1, 2 entnommen, wobei entsprechende Nachbearbeitungen zur Herstellung der Finnenkästen 6 und der Fußschlaufenösen 7 vorgenommen werden können. Weiterhin werden auf den Kern Abstandshalter 8 in Form von Dekorbändern aufgeklebt. Weiterhin können auch Einsätze 9 zur Freihaltung der Fußschlaufenösen oder der Schleppöse als Abstandshalter dienen. Die Stärke der Abstandshalter 8 entspricht der gewünschten Stärke der herzustellenden Außenhaut an einer bestimmten Stelle des Surfbretts. Weiterhin muß die Stärke der Abstandshalter 8 auf das Schrumpfmaß abgestellt sein. -Die Form wird nun, wie in Fig. 4 dargestellt, wieder geschlossen. Nunmehr wird durch eine nicht dargestellte Einspritzöffnung gemäß dem sog. RIM-Verfahren (Reaction Injection Moulding) flüssiges Polyurethan zur Herstellung der Außenhaut 10 eingespritzt.
Ein besonderer Vorteil des neuen Verfahrens liegt nun darin, daß der Schwertkasten, wie bei 11 angedeutet, mit entsprechender Verankerung an der Ober- und Unterseite des Surfbrettes verstärkt werden kann. Soweit die Schrumpfung des Kernes beim Aushärten nicht ausreicht, können Formstücke 4 verwendet werden, die breiter sind als das Schwert. Bei der Ilcrstclluii:f der Außenhaut und des Kernes wird dann ein Formstück 12 verwendet, dessen Stärke der Breite des herzustellenden Schwertkastens entspricht. Ähnlich wird bei der Herstellung der Mastöse, der Fußschlaufenösen und der Schleppöse vorgegangen. Die Herstellung der Finnenkästen ist in vergrößertem Maßstab in Fig. 5 erläutert. Das Formstück 13 hat die Größe und Trapezform des herzustellenden Finnenkastens. Es kann auch ein Verstärkungsblech 14 Verwendung finden. Bei der Herstellung der Außenhaut 10 wird dann auch der Zwischenraum zwischen dem Verstärkungsblech 14 und dem Formstück 13 mit ausgegossen, so daß also der Finnenkasten integral mit der Außenhaut 10 verbunden ist.
Fig. 6 zeigt, daß die als Abstandshalter verwendeten Dekorbänder 8 beliebige Form haben können. Die Dekorstreifen 8 werden bei der Herstellung der Außenhaut 10 in dieselbe mit eingegossen und verbleiben also am Surfbrett.
Die Fig. 7 bis 10 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines Surfbrettes mit "mondsichelförmigem" Querschnitt. Ein Surfbrett mit einer derartigen Querschnittsform läßt sich mit bekannten Verfahren nur schwierig herstellen, da die Querschnittsform das Ausschäumen des Polystyrols unter Wasserdampf stört. Insoweit sind bei dem neuen Verfahren keinerlei Beschränkungen gegeben.
Das in Fig. 7 dargestellte Surfbrett besitzt eine Mulde 15 mit einer gegen das Heck gezogenen Ablaufrinne 16, wobei durch die Verengung der Mulde 15 zur Rinne 16 Trittflächen 17 entstehen, die schräg gegen die Bootsmitte angestellt sind. Die Mulde 15 liefert einen zusätzlichen Auftrieb, der sich nicht im Gesamtgewicht des Surfbrettes niederschlägt. Gegebenenfalls durch Anschneiden einer Welle in die Mulde 15 einlaufendes Wasser läuft durch die Rinne 16 ab, so daß jeweils rasch der vollständige Auftrieb wieder hergestellt ist.
Fig. 11 erläutert die Verstellbarkeit der Finnen 18 in den zugeordneten Finnenkästen 19. Je nach dem Können des Surfers und nach der gewünschten Wendigkeit des Surfbrettes können also die Finnen weiter gegen das Heck oder weiter in Richtung auf den Schwertkasten des Surfbrettes verschoben und entsprechend fixiert werden.
Leerseite

Claims

Verfahren zur Herstellung von Schwimmkörpern für Wassersportfahrzeuge sowie nach dexn Verfahren hergestelltes Surfbrett Patentansrpüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Schwimmkörpern für Wassersportfahrzeuge, insbesondere von Surfbrettern, die aus einem Kern aus einem Auftriebsmaterial und aus einer den Kern umgebenden geschlossenen Außenhaut bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Form (1,2), deren Hohlraum der Form des herzustellenden fertigen Schwimmkörpers entspricht, mit einer aushärtenden Mischung(3) auseinem Schaum stoff und einer Kunstharzlösung gefüllt wird, welche beim Aushärten um wenigstens 3 % ihres Volumens schrumpft, daß der ausgehärtete Kern der Form (1, 2) entnommen wird, daß.Abstandsmittel (8,9) vorgesehen werden,deren Stärke jeweils der gewünschten Stärke der Außenhaut(1an an der betreffenden Stelle des Schwimmkörpers entspricht und die auf das Schrumpfmaß abgestimmt sind, ferner daß die Form2)wedergeschlossen wird und daß der durch die Abstandsmittel definierte verbleibende Hohlraum mit einer flüssigen aushärtenden Kunststoffmasse gefüllt wird, welche die Außenhaut (1QJ bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff aus au sges chäumtem Polyst yrol, vorzugsweise aus Polystyrolabfällen, besteht.
3. Verfahren nachAnsprücheni und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff mit einem flüssigen Polyurethan getränkt wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff mit einem flüssigen Epoxyharz getränkt wird.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Außenhaut IC.) gattungsmäßig derselbe Rohstoff verwendet wird, wie sie auch zur Tränkung des Schaumstoffs verwendet wurde.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem die Außenhaut(10)bildenden flüssigen Polyurethan zur Einstellung unterschiedlicher Härten bzw. Elastizität des Surfbrettes ein entsprechender Anteil von Glasaserstaub oder Kurzfasern zugemischt wird.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, d adu r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schwertkasten, der Mastfuß, die Fußschlaufenösen, die Schleppöse und bzw. oder der Finnenkasten oder die Finnenkästen (19) mit der Außenhaut (10) integral verbunden werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß mit der integralen Verbindung eine Verstärkung des Schwertkastens oder der Finnenkästen(l9)cderderarggelJeren Beschläge dadurch erfolgt, daß in den Kern beim Ausformen oder durch nachträgliche Bearbeitung entsprechend vergrößerte Hohlräume vorgesehen werden, daß vor dem Einfüllen der die Außenhaut(iu) bildaiden Kunststofasse sich mit dieser nicht verbindende Formteile in die Hohlräume eingesetzt werden, welche die gewünschte Form und die Maße des Schwertkastens, des Finnenkastens oder Beschlages besitzen und daß die zwischen den Hohlräumen und den Formteilen je verbleibenden Zwischenräume zusammen mit dem die Außenhaut (10) bildenden Wohlraum mit der aushärtenden Kunststoffmasse durch Einspritzen derselben ausgefüllt werden.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Kerns und der Außenhaut ein und dieselbe Form ( , 2)verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Form (1, 2) alls Sunststoff verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, d adu r c h g eke nnze i chnet , daß als Abstandsmittel die zur Herstellung des Schwertkastens, des oder der Finnenkästen oder der Beschläge dienenden Formteile (6, 9) verwendet werden.
12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstandsmittel Dekorstreifen(8> vorzugeweise unterschiedlicher Stärke verwendet werden, die in der Außenhaut verbleiben bzw. in dieselbe eingegossen werden.
13. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Wahl stärkerer Abstandsmittel (8) die Außenhaut (10) im Bugbereich stärker gehalten wird als im Heckbereich.
14. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut (10) einschließlich der Verstärkungen nach dem sogenannten RIM-Verfahren (Reaction Injection Moulding) hergestellt wird.
15. Surfbrett, insbesondere nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 14 hergestellt, dadurch gekennzeichnet, daß dieAußenhaut (10) unterschiedliche Stärke besitzt, vorzugsweise im Bugbereich stärker ist als im Heckbereich und daß Schwertkasten und/oder Finnenkasten und/ oder Beschläge integral mit der Außenhaut verbunden sind.
16. Surfbrett, vorzugsweise nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 14 hergestellt, dadurch gekennzeichnet, daß es im Querschnitt zumindest im Bugbereich mondsichelförmig ist.
17. Surfbrett nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich der mondsichelförmige Querschnitt über die gesamte Länge erstreckt, jedoch vorzugsweise mit zunehmendem Sichelquerschnitt gegen das Heck.
18. Surfbrett nach Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Mast- bis Heckbereich der Sichelquerschnitt hochgezogen ist, so daß sich Trittflächen (17) ergeben, die zumindest in der Wasserebene liegen, jedoch vorzugsweise schräg mit zunehmender Höhe gegen die Bootsmitte angestellt sind oder daß keilförmige Stöcke vorgesehen sind, die lösbar mit dem im Querschnitt mondsichelförmigen Bootskörper so verbunden werden können, daß sich die genannten Trittflächen ergeben.
19. Surfbrett nach Ansprüchen 15 bis 18, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) Das Surfbrett ist im Querschnitt ??mondsichelförmig!I; b) im Längsschnitt des Surfbrettes ergibt sich ein bogenförmiger Bodenriß mit hochgezogenem Bug; c) der Umriß erweitert sich vom Bug bis etwa in die Masthöhe und nimmt gegen das Heck wieder ab; d) das Surfbrett besitzt in der Mitte des Decks eine durchgehende Wasserablauf rinne(l6\1 die sidw u)Ieck bis mindestens in die Höhe -der Mastöse erstreckt.
20. Surfbrett, vorzugsweise nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 14 hergestellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Finnen (18) in ihren Finnenkästen (19) in Längsrichtung des Surfbrettes vom Heck bis etwa in Höhe des Schwertkastens verstellbar sind.