DE3005171C2 - Skilaufflächenausbildung mit einer eine Rauhung aufweisenden Niederdruck-Polyäthylenlaufsohle - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Skilaufflächenausbildung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für einen Langlaufski.

Mit Schichtdicke der Rauhung ist hier der Abstand zwischen der Sohle der Täler zwischen den einzelnen Vorsprüngen der Rauhung und dem Abstand der Spitzen der Vorsprünge von der genannten Sohle bezeichnet, wobei im Hinblick auf die in der Praxis vorhandenen Ungleichmäßigkeiten der Rauhung das Niveau der Sohle und das Niveau der Spitzen jeweils als Mittelwerte ermittelt sind. Die Aussage, daß die Vorsprünge der Rauhung mit ihren biegsamen skifernen Teilen zum Skiende hin geneigt sind, soll auch den Tatbestand mit umfassen, daß einzelne Vorsprünge eine solche Neigung nicht aufweisen, solange die Zahl dieser die Neigung nicht aufweisenden Vorsprünge gegenüber der Zahl der definitionsgemäßen Vorsprünge vernachlässigbar klein ist.

Ski nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind aus der DE-OS 27 24 711 der Anmelderin bekannt.

Bei dem bekannten Ski besteht die Rauhung aus unter dem Bindungsbereich quer zur Laufrichtung verlaufenden Schleifriefen. Die Rauhung hat dementsprechend eine Struktur, die von einander abwechselnden und ineinander übergehenden aneinandergrenzenden, mehr oder weniger scharfkantigen, sich quer zur Skilänge erstreckenden Rippen und Tälern gebildet wird. In den Spitzenbereichen der Rippen sind diese ausgefranst und durch eine Nachbehandlung zum Skiende hin geneigt. Diese Neigung zum Skiende hin ist bei den bekannten Skilaufflächen geringfügig. Da der gerauhte Bereich bei den bekannten Skilauiflächen jedoch nur unter dem Bindungsbereich liegt und dort sich über eine Skilänge von etwa einem Drittel bis zwei Fünfteln erstreckt, wird bei der bekannten Skilauffläche gegenüber anderen vorbekannten mit einer Abstoßhilfe durch Schuppenprofilierung eine wesentliche Verbesserung insoweit erreicht, als durch den Querschliff nicht nur die Gleiteigenschaften verbessert, sondern darüberhinaus auch die Sicherheit gegen Zurückrutschen beim Steigen zumindest bei eisiger Piste ebenfalls verbessert wird. Der nicht unerheblich erhöhte Reibungswiderstand in der Skimitte ist bei dem bekannten Ski annehmbar. Wenn der Ski auf das Gewicht des Läufers abgestimmt ist, liegt beim Gleiten das Gewicht des Läufers nicht voll auf dem Ski, während es beim Abstoßen und Steigen in der entscheidenden Phase voll auf dem Ski liegt und diesen dadurch mit seinem mittleren, nach oben gewölbten Teil der Skilauffläche nach unter in den Schnee eindrückt, so daß die Querprofilierung stärker in Eingriff mit dem Schnee kommt. Dennoch ist der erhöhte Widerstand beim Vorwärtsgleiten nachteilig.

Aus der GB-PS 4 73 231 ist eine Skilaufsohle aus Gummi bekannt, aus welcher durch Einschneiden einzelne zahnförmige Zungen in der Größenordnung von mehreren Zentimetern herausgehoben sind.

Der Abstand der Zähne voneinander beträgt ebenfalls mehrere Zentimeter. Ein derartiger Skibelag ist bereits nach weniger, hundert Metern unbrauchbar, weil das Material der Zungen aufgrund der Makrostruktur so hohen Biegebelastungen ausgesetzt ist, daß es trotz der außerordentlich hohen Elastizität von Gummi schnell ermüdet und bricht. Auch setzen sich beim .Skifahren die Vertiefungen, aus denen die einzelnen Zungen herausgehoben sind, mit Schnee oder Eis zu. wodurch selbst die Reste der Zungen so lange einen außerordentlich hohen Widerstand beim Nach-vorn-Gleiten des Skis bilden, bis sie durch die Reibung am Schnee ganz abgearbeitet sind.

Bei einer aus dem Prospekt der Fa. Kuusisto, Finnland, hervorgehenden Skilaufflächenausbildung aus Kunststoff erhebt sich aus diesem eine Vielzahl feiner Vorsprünge, die eine völlig unregelmäßige Form haben und von der Skilauffläche abstehen. Diese al Kriskelle bezeichneten Vorsprünge sollen sich bei' Vorwärtsgleiten nach hinten umbiegen, beim Abstouen aber nicht nach vorn. Auch diese Laufflächenausbildung erkauft den erhöhten Abstoßwiderstand durch erhöhten Gleitwiderstand und schnellen Verschleiß der Vorsprünge. Der vordere und rückwärtige Bereich der Skilauffläche kann, um den Gleitwiderstand erträglich zu halten, in üblicher Weise aus Polyäthylen ausgebildet sein.

Ein weiterer Nachteil der vorgenannten Ausführung liegt darin, daß an die Vorsprünge Wachsreste in der Loipe anhaften können, wodurch ihre Abstoßfunklion stark beeinträchtigt ist, weil die Vorsprünge durch das Wachs verkleben.

Ferner ist aus Heft 1/1980, Seiten 46 bis 48 der Zeilschrift »Eurosport + Freizeitmode« ein Verfahren zum Schleifen der Polyäthylenlaufsohle von Ski bekannt, bei welchem der Ski in Skilängsrichtung mittels eines rotie-

renden Schleifsteines geschliffen wird. Bei diesem Verfahren wird ein faserfreier Schliff erreicht. In den Gleitzonen vor und hinter dem Mittelbereich des Ski wird eine hochglatte Oberfläche erzeugt, während in der Abstoßzone unter der Bindung eine rauhe Oberflächen-Struktur erzielt wird, die durch hohe Adhäsion und Wachsfreundlichkeit eine optimale Wachshaftung dieses Bereichs ermöglichen soll. Ohne Wachs ist diese Rauhstruktur als Steighilfe nicht geeignet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ski- ίο laufflächenausbildung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß sowohl die Gleiteigenschaft als auch der Widerstand des Ski gegen Zurückrutschen beim Steigen bzw. Abstoßen erheblich verbessert werden.

Gemäß der Erfindung wird die dargelegte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zahnförmig im Sinne der Erfindung sind Vorsprünge geringer Breite, welche sich von ihrem Ansatz an die Laufsohle zu ihrem freien Ende hin verjüngen, wobei das freie Ende als Spitze oder als Schneide ausgebildet ist, welche wiederum aus mehreren Zacken oder als durchlaufende Schneide ausgebildet sein kann. Wenn die Vorsprünge in einer Schneide auslaufen, soll der mittlere Verlauf der Schneide wenigstens beim Großteil der Vorsprünge im wesentlichen quer zur Skilängsrichtung und parallel zur Oberfläche der Laufsohle verlaufen. Die Schneide soll dabei zumindest bei fast allen Vorsprüngen zum Skiende hinweisen.

Die Größe der Vorsprünge ist bei der Erfindung sehr gering. Wenn auch die Schichtdicke der von den Vorsprüngen gebildeten Rauhschicht im ganzen Bereich der Größenordnung von 0,03 bis 0,3 mm liegen kann, so wird es bevorzugt, daß diese Schichtdicke zwischen 0,06 mm und 0,1 mm liegt. Die besten Erfahrungen wurden bisher mit einer Schichtdicke von etwa 0,08 mm gemacht.

Die Dichte der Vorsprünge ist groß genug, um ein Gleiten des Ski auf den Flächenbereichen zwischen den einzelnen Vorsprüngen zu vermeiden, da dann jeder Vorsprung durch den Schnee pflügen müßte. Vorzugsweise sind die Vorsprünge fellähnlich dicht angeordnet. Nachdem sie aus dem hochmolekularen Polyäthylen (nachfolgend kurz als PE bezeichnet), der Laufsohle bestehen, haben sie die guten Gleiteigenschaften und hohe Verschleißfestigkeit dieses Material" und behindern so das Vorwärtsgleiten kaum mehr als eine glatte PE-Laufsohle. Die Werkstoffangabe soll auch äquivalente thermoplastische Kunststoffe mit gleichen Gleiteigenschaften umfassen. Zur Zeit stellt jedoch hochmolekulares Polyäthylen den geeigneten Werkstoff für die Laufsohle bei der Erfindung dar.

Die Form der Vorsprünge kann im einzelnen unterschiedlich sein.

So sind Oberflächenungenauigkeiten oder etwa eine Gabelung eines Vorsprungs und ähnliche Variationen zulässig. Die Form der Vorsprünge läßt sich generell am einfachsten als Schneide oder reißzahnförmig beschreiben.

So wie bei den Vorsprüngen der Laufsohle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 können auch bei der Erfindung die Vorsprünge an ihren Spitzen oder freien Kanten zerfasert oder ausgefranst sein. Diese Ausbildung entsteht bei dem später erläuterten Verfahren zum Herstellen des Ski. Nach der Abnutzung der Laufsohlenoberflächen durch intensiven Gebrauch und Überlaufen von im Schnee eingebetteten Erdoberflächenteilen und eisigen Loipenspuren kann im übrigen die Lauffläche erneut mit der gewünschten Rauhung versehen werden. Die Länge der Vorsprünge sollte so groß sein, daß diese sich beim Versuch, mit dem Ski rückwärts zu gleiten, in den Schnee einspreizen können. Sie darf auch nicht zu groß sein, da bei allzulanger Ausbildung die Vorsprünge sich in unerwünschter Weise umbiegen könnten. Vorteilhaft ist die Länge der Vorsprünge erheblich größer als ihre größte Dicke in Skilängsrichtung. Die Länge eines Vorsprungs ist dabei gleich der Länge der Zahnmittellinie im Skilängsschnitt zwischen der Ebene, aus welcher sich das Feld der Vorsprünge erhebt und der Spitze des Vorsprungs, wobei an der Spitze eventuell ansetzende Ausfransungen nicht mitgerechnet werden.

Die durchschnittliche Länge der Vorsprünge liegt vorzugsweise etwa in dem Bereich von 0,08 bis 03 mm. Die mittlere Neigung der Vorsprünge zur Ebene der Skilauffläche liegt vorteilhaft bei etwa 20 bis 50°, besser bei etwa 35°, wobei der untere Teil des angegebenen Bereiches bevorzugt wird. Die Neigung der Spitzen der Vorsprünge kann dabei noch stärker sein. Je stärker die Neigung ist, umso geringer ist der Gleit· widerstand. Die Neigung der Spitzen kann dabei fast bis 0° heruntergehen.

Die Vorsprünge sind vorteilhaft in einer Dichte bis 4000 Vr-rsprünge pro cm² vorgesehen. Normalerweise sind die einzelnen Vorsprünge mit dem bloßen Auge nicht mehr als solche wahrnehmbar. Sie können jedoch in der Regel durch Überstreichen der Lauffläche mit der Hand in Laufrichtung und Gegenrichtung als erhöhter Widerstand beim Streichen entgegen der Laufrichtung gefühlt werden.

Das hochmolekulare PE ist vorzugsweise ein gesintertes bzw. gepreßtes. Das Molekulargewicht des PE liegt vorteilhaft im Bereich von 1 χ 10⁶ bis 4 χ 10⁶, bevorzugt zwischen 2x10* und 3x10*. Ein geeignetes PE wird beispielsweise von der Firma Hoechst AG geliefert

Die Schichtdicke der Rauhung beträgt vorteilhaft etwa 0,03 bis 0,08 mm, besser 0,04 bis 0,07 mm. Ski mit einer Schichtdicke von 0,05 bis 0,06 mm haben sich bei Versuchen hervorragend bewährt.

Da bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Gleitwiderstand beim Nachvornegleiten des Ski außerordentlich gering ist, ist es nicht mehr frforderlich, die Anordnung der Vorsprünge auf den mittleren oder Bindungsbereich des Ski zu beschränken. Vielmehr kann die ganze Lauffläche mit der Rauhung bedeckt sein. Hier liegt ein wesentlicher Vorteil der Erfindung sowohl in Bezug auf die Laufeigenschaften als auch auf die Fertigung. Hinzu komiMt, daß dann die Elastizität des Ski nicht mehr auf das Gewicht des Läufers besonders abgestimmt werden muß, wie das bei Langlaufwachski der Fall »α.

In seitlicher Richtung erstreckt sich die Rauhung vorzugsweise ebenfalls über die ganze Skibreite, wobei jedoch zweckmäßig die Führungsrille in der Mitte des Ski glatt bleibt.

Wesentlich ist h»i der Erfindung schließlich, daß die ganze Schicht der Vorsprünge eine geschlossene, dem Nachvornegleiten nur einen geringen Formwiderstand bietende Oberfläche bildet.

Die Bildung dieses geringen Reibungswiderstandes wird durch die Anordnung von Ausfransungen an den Spitzen der Vorspringe unterstützt, da diese Ausfransungen wegen ihrer hohen Flexibilität sich in die Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen legen können und auf diese Weise auch sehr kleine Unebenheiten in

der Rauhung ausfüllen, ohne beim Rückwärtsgleiten ein bremsendes Einspreizen der Vorsprünge in den Schnee zu verhindern.

Ein wesentlicher Vorteil der Lauffläche nach der Erfindung liegt darin, daß diese auch, z. B. mit Flüssigwachs, gewachst werden kann. Dadurch werden nicht nur Aneisungen und Schneestollenbildung bei ungünstigen Schneeverhältnissen verhindert und gleichzeitig die Gleiteigenschaften verbessert, ohne daß die Steigeigenschaften beeinträchtigt werden.

Zur Herstellung einer Laufflächenausbildung nach der Erfindung kann z. B. das Rauhen der Lauffläche durch trockenes Schleifen mit einer groben Schleifscheibe in Skilängsrichtung erfolgen, wobei die Lauffläche mit einer ausreichend hohen Schleifleistung geschliffen wird, um an der geschliffenen werdenden Oberfläche den Kristallitschmelzbereich zu erreichen. Ein derartiges Vorgehen erlaubt das Erreichen einer erfindungsgemäß gerauhten Lauffläche in außerordentlich einfacher, wenig aufwendiger Weise. Mit Schleifleistung ist hier die pro Zeiteinheit und Flächeneinheit der geschliffenen Laufsohlenoberfläche in Form von Zerspannungsarbeit in Wärme umgesetzte Arbeit bezeichnet. Dadurch, daß hierbei der Kristallitschmelzbereich erreicht wird, wird bei dem hochmolekularen Polyäthylen eine Vielzahl von feinen abstehenden, im Prinzip schneide- bis reißzahnförmig ausgebildeten Vorsprünge an der Oberfläche erzeugt.

Die pro Flächeneinheit der Skilaufsohle aufgenommene Schleifleistung ist in erster Linie abhängig von der Anpreßkraft, mit welcher der Ski gegen den Schleifstein bzw. der Stein gegen den Ski gepreßt wird, von der Schnittgeschwindigkeit oes Steines und von der Vorschubgeschwindigkeit, mit welcher der Ski am Stein vorbeigeführt wird. Eine Kühlung ist nicht erforderlich.

Wenn auch die Skilaufflächenausbildung nach der Erfindung vorzugsweise für Langiaufski verwendbar ist, so ist sie auch für Alpinski geeignet. Insbesondere für Lernende oder ältere Skifahrer ist die gegenüber dem Ski ohne Steighilfe kaum spürbare Verringerung der Geschwindigkeit beim Abfahren nicht störend, während die beträchtliche Erleichterung des Steigens als großer Vorteil empfunden wird.

Die Überlegenheit eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Ski in Bezug auf Gleit- und Abstoßeigenschaftep. zeigt sich besonders bei Schnee im Bereich von 273° K, während bei tieferen Temperaturen von etwa 265⁼ K oder weniger Aneisungen an der Lauffläche auftreten können. Diese lassen sich jedoch auch bei solchen Temperaturen leicht durch ein Auftragen von flüssigem Paraffinwachs auf die Lauffläche beseitigen.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand des in der schematischen Zeichnung gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert

F i g. 1 zeigt einen Ski nach der Erfindung von der Seite, wobei die spezielle Ausbildung der Lauffläche durch feine Striche angedeutet ist;

F i g. 2 zeigt in stark vergrößertem Maßstab, der bei F i g. 2 auch angegeben ist, einen Vertikalschnitt in Skilängsrichtung durch den unteren Teil der Polyäthylenlauffläche des Ski nach Fig. 1;

F i g. 3 zeigt etwa im gleichen Maßstab wie F i g. 2 die Ansicht von unten auf ein kleines Stück der Lauffläche des Ski gemäß F i g. 1 und 2.

Der in F i g. 1 gezeigte Langlaufski 1 besitzt eine Lauffläche 2 aus hochmolekularem Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von etwa 2 χ 10³.

Die Lauffläche 2 ist durch Schleifen mit einer Vielzahl von mit ihrem freien Ende dem Skiende zugeneigten zahnförmigen Vorsprüngen 3 versehen, die einander, wie aus Fig.3 ersichtlich, überlappen und unregelmäßig angeordnet sind. Die Vorsprünge im Längsschnitt können spitz, etwa reißzahnförmig, ausgebildet sein, wie z. B. der Vorsprung 3a. Sie können aber auch mit einer zumeist gezackt verlaufenden Schneide versehen sein, wie z. B. der schneidezahnförmige Vorsprung 3b. Auch Zwischenformen können vorkommen, wie z. B. beim Vorsprung 3c. Die Vorsprünge tragen an ihren Spitzen oder Schneiden Fransen ebenfalls aus dem Werkstoff der Lauffläche, die bei 4 in Fig. 2 angedeutet sind. In Fig. 3 sind die Fransen nicht gezeichnet, um die Zahnform besser zeigen zu können.

Die Darstellung der Vorsprünge auf der Lauffläche 2 in Fig.2 und 3 ist naturgemäß stark schematisiert. So werden z. B. die Abstände der in einer geraden Schnittebene, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, in Skilängsrichtung aufeinanderfolgenden Vorsprünge weniger regelmäßig sein als dort angedeutet.

Man erkennt jedoch in Fig. 2, daß durch die starke Zurückneigung der einzelnen Vorsprünge, die wegen ihrer sehr kleinen Dimension weich und biegsam sind und sich leicht an die Schneeoberfläche anschmiegen, beim Vorwärtsgleiten nur einen sehr geringen Reibungswiderstand haben, der durch die feinen Fransen 4, die sich zwischen die Vorsprünge legen, noch erheblich verringert wird. Ist der Ski beim Abstoß oder Steigen bestrebt, sich zurückzubewegen, so müssen hierbei nicht nur die Fransen 4 ihre Lage ändern, sondern die Vorsprünge 3 werden in einem gewissen Umfang aufgerichtet und drücken sich dabei in die Schneeoberfläche ein.
Zur Herstellung der Skilauffläche gemäß F i g. 1 bis 3 wird die Lauffläche aus dem hochmolekularen Polyäthylen — normalerweise ein Niederdruckpolyäthylen — zunächst mittels einer Schleifscheibe der Körnung 30 aus Korund trocken geschliffen. Der Ski wird dabei mit der Spitze voran an der Schleifscheibe vorbeigeschoben, wobei die Lauffläche mit einer Kraft von 225 N gegen die Umfangsfläche der Schleifscheibe gedruckt wird. Der Drehsinn der Schleifscheibe ist dabei ein solcher, daß die mit der Lauffläche im Eingriff befindlichen Oberflächenbereiche der Schleifscheibe sich relativ zum Ski mit einer entsprechend großen Geschwindigkeit in Richtung zum Skiende hin bewegen.

Die so erzeugten Mikrovorsprünge haben allerdings noch nicht die strenge, in F i g. 2 und 3 gezeigte Struktur. Diese ist vielmehr noch unregelmäßiger. Um die Neigung aller durch das Trockenschleifen erzeugten Zähne zum Skiende hin in einem verhältnismäßig gleichmäßigen Maß zu bewirken, erfolgt nun ein zweiter'Schleifvorgang mit der gleichen Vorschubrichtung des Ski mit geringem Andruck.

Der Nachschliff erhöht die Schnelligkeit des Ski beim Gleiten nach vorn erheblich und macht ein Einläuten überflüssig, ohne daß hierdurch die Bremswirkung beim Abstoßen verringert wird.

Wenn auch die erfindungsgemäße Oberflächenstruktür der Lauffläche vorzugsweise auf der ganzen Lauffläche mit Ausnahme der Führungsrille (sofern eine solche vorhanden ist), angebracht ist, so besteht auch die Möglichkeit, beispielsweise das vordere Viertel und das rückwärtige Viertel der Skilänge glatt zu lassen oder dort die Rauhung durch Einbügeln von Paraffin zuzuwachsen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Skilaufflächenausbildung mit einer eine Rauhung aufweisenden Niederdruck-Polyäthylenlaufsohle, insbesondere für einen Langlaufski, wobei die das Steigen erleichternde, das Gleiten nur wenig beeinträchtigende Rauhung aus feinen Vorsprüngen besteht, und sich wenigstens über den mittleren Teil der Skilänge erstreckt, wobei die Schichtdicke der Rauhung im Mikrobereich liegt und die Vorsprünge der Rauhung mit ihren biegsamen skifernen Teilen zum Skiende hin geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (3) der Rauhung langgestreckt in ihrer Gesamtheit geneigt und zahnförmig, etwa reiß- oder schneidezahnförmig aus dem hochmolekularen Polyäthylen der Laufsohle (2) geformt sind, wobei die Vorsprünge in großer Dichte mit beispielsweise 1000 bis 4000 Vorsprüngen pro cm² vorgesehen sind.

2. Skilaunlächenausbiidung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (3) an ihren Spitzen bzw. Schneiden zerfasert oder ausgefranst (4) sind.

3. Skilaufflächenausbildung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Vorsprünge (3) erheblich größer ist als ihre größte Dicke in Skilängsrichtung.

4. Skilaufflächenausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschniti'iche Längserstreckung der Vorsprünge (3) etwa in dem Bereich von 0/>8 bis 0,15 mm liegt.

5. Skilaufflächenausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Neigung der Vorsprünge (3) zur Ebene der Skilauffläche etwa 20° bis 50° beträgt.

6. Skilaufflächenausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekulargewicht des Polyäthylens im Bereich von 10⁶ bis 4x10*. vorzugsweise 2 χ 10⁶ bis 3 χ 10⁶ liegt.