DE10304349A1

DE10304349A1 - Kufen für Schlittschuhe aus Feinstkornhartmetall

Info

Publication number: DE10304349A1
Application number: DE2003104349
Authority: DE
Original assignee: Kludszuweit Alfred Dipl-Ing
Current assignee: Kludszuweit Alfred Dipl-Ing
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-12

Abstract

Nach dem Stand der Technik werden die Kufen für Schlittschuhe grundsätzlich aus Stahlwerkstoffen hergestellt. Wegen der geringen Härte dieser Werkstoffe im Verhältnis zum Verschleißmedium Quarz (SiO2) ist es erforderlich, die Kufengeometrie nach kurzer Betriebszeit nachzuarbeiten. DOLLAR A Erfindungsgemäß werden die Kufen aus Hartmetallsorten mit einer im Verhältnis zu den Normalsorten großen Bruchzähigkeit hergestellt. Die Härte des Werkstoffes, HRA größer als 90,0, liegt dabei wesentlich höher als die Härte des Verschleißmediums. DOLLAR A Aus der Werkstoffwahl ergeben sich folgende Vorteile: DOLLAR A - Verringerung der werstoffbedingten Reibung DOLLAR A - Vermeidung von vorzeitigem Verschleiß. DOLLAR A Dadurch werden die Gebrauchseigenschaften, insbesondere auch für den Einsatz bei Wettbewerben, wie DOLLAR A - Wirkungsgrad DOLLAR A - gleichbleibende Kufengeometrie während der gesamten Lebensdauer sowie DOLLAR A - Wartungsfreiheit der Kufen DOLLAR A erreicht.

Description

1. Kufen für Schlittschuhe aus Feinstkornhartmetall oder Gradientenhartmetall (1 bis 15)
Nach dem bekannten Stand der Technik bestehen Kufen für Schlittschuhe grundsätzlich aus niedrig oder hoch legierten Stählen. Es ist weiterhin bekannt, daß in Sonderfällen oder zu Forschungszwecken auch Hartmetall-Normalsorten bzw. keramische Hartstoffe für die Herstellung von Schlittschuhen verwendet wurden.
Der in den Patentansprüchen angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die mit den hohen Prei-Sen und der geringen Bruchzähigkeit der Hartmetallnormalsorten begründeten Vorbehalte gegen den Einsatz von Hartmetall, die einer erwünschten Nutzung der voteihaften physikalischen Eigenschaften dieses Werkstoffes

– geringe Reibung sowie minimaler Verschleiß auch unter extremen Betriebsbedingungen entgegenstehen.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch aufgeführten Merkmale gelöst:

– Anwendung von Feinstkornhartmetall oder Gradientenhartmetall (1) (2) für die Herstellung der Kufen (standardisierte Abmessungen sowie speziell gesinterte Formteile) (Anspruch A)
– Optimierung des Kufenschliffs – an der Sohle (4 bis 6) (Anspruch B) – an den Flanken (9 u. 10) (Anspruch C) Optimierung des Kufenquerschnitts in Längsrichtung (11 bis 13) Anspruch D)
– Verkleinerung der Lauffläche durch konkave Ausnehmung im Bereich der Kufenmitte (15) (Anspruch E)

Die erreichten Vorteile sind:

– generelle Verringerung der werkstoffbedingten Reibung im Vergleich zu Stahlwerkstoffen
– Vermeidung von Verschleiß der Laufflächen und der Berührungsflächen mit dem Medium während der gesamten Lebensdauer der Schlittschuhe.

Dadurch entfallen nahezu alle Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten an den Kufen wie

– Schleifen der Laufflächen,
– Auswechslung von verschlissenen Kufen nach Betriebsbeanspruchung bzw. Berührung mit mineralischen Untergründen
– verschleißbedingte Erhöhung der Kufenreibung z.B. infolge Riefenbildung sowie die
– verschleißbedingte Verringerung der Kufenführung
– Verringerung der formbedingten Reibung an der Kufensohle durch hydrodynamische Optimierung des Kufenschliffs
– Verringerung der Reibung zwischen Schadflächen wie z.B Kufenflanken und dem Medium durch Freischnitt an den Kufenflanken sowie Querschnittsverjüngung der Kufen, von Vorne beginnend, nach hinten
– Verbesserung der Kufenführung
– Verringerung der Kufenreibung durch Verkleinerung der Lauffläche (kein Kontakt der Kufe in Kufenmitte mit dem Medium)

Dadurch werden die Gebrauchseigenschaften, insbesondere auch bei Wettbewerben, wie

– Wirkungsgrad
– gleichbleibene Kufengeometrie
– Wartungsfreiheit der Kufen gegenüber dem Einsatz konventioneller Werkstoffe signifikant verbessert.

Die erhöhten Aufwendungen für die Herstellung (Werkstoffkosten, Bearbeitungskosten)relativieren sich dadurch, daß

– die Herstellung bei einer Serienproduktion rationalisiert werden kann,
– die Kufengeometrie für die gesamte Lebensdauer exakt eingestellt werden kann
– die Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten an den Kufen entfallen, und
– die Lebensdauer der Kufen vergrößert wird.

2. Kufen Eilt die Schlittschuhe aus koventionellen Werkstoffen
Durch geometrisch bedingte Effekte werden auch bei konventionellen Werkstoffen eine

– Vergrößerung des Wirkungsgrades (Verringerung der Reibung ) sowie
– Verbesserung der Führung erreicht.

Claims

Kufen für Schlittschuhe aus Feinstkornhartmetall oder Gradientenhartmetall (14 bis 16) dadurch gekennzeichnet, daß die Kufen aus Hartstoffen mit einer Härte (HV 10) größer als 1500 bzw. (RA) größer als 90, einer Biegebruchfestigkeit (MPa) größer als 2000 sowie einer Bruchzähigkeit K1c (MP a.m-1/2) größer als ca. 10, vorzugsweise aus Hartmetall (HM) der Hartmetallsorten Feinstkornhartmetall (Korngröße 0,5 bis 0,8 μm) mit Cr3C2-Dotierung oder auch Gradientenhartmetallen z.B. mit WC-Co-Oberfläche, aber auch keramischen Hartstoffen wie z.B. Siliziumnitrid mit einer Biegebruchfestigkeit (Mpa) größer als 1000 sowie aus Kombinationen mit anderen Werkstoffen bestehen, und zur Aufnahme der Zusatzkräfte wie z.B. der Seitenkräfte und/oder zur Begrenzung bzw. Übertragung der Verformungskräfte und Verformungen grundsätzlich über einen großen Teil ihrer Länge mit einer Tragkonstruktion (14) aus beliebigen duktilen Werkstoffen wie Stählen, Leichtmetallen, GFP, Kohlenstoff-Faserwerkstoffen mit Querschnittsformen wie z.B. in 1 bis 3 angegeben, lösbar bzw. unlösbar verbunden sind, und diese Verbindung durch Löten, z.B. mit Silberlot, durch Kleben, z.B. mit Epoxidharz ohne oder mit Füllstoff wie Hartmetallpulver oder durch eine mechanische Verbindung z.B. durch Klemmen mit Formschluß oder durch eine Scherverbindung (3), wobei die jeweiligen Schubkräfte (horizontal u. vertikal) grundsätzlich durch Formschluß (Rundlingspaarungen, Noppen usw.) aufgenommen werden, hergestellt sein kann, sowie mit den weiteren Merkmalen, daß A die Kufen z.B. aus Hartmetall der Sorte MG 18 (Grade Size: Mikron) der Fa. Cerametall und bei Schlittschuhen für Eisschnell-Lauf aus geraden Flachstäben wie z.B. aus Flachstäben Style 44600 der Abmessungen 3 × 20 × 325 mm der Fa. Cerametall, mit der Formgebung nach Reglement und die Flachstäbe zur Gewichtsreduzierung auch mit Aussparungen wie z.B. mit runden Löchern versehen sein können (14) und bei Eishockey- u.a. Schlittschuhen aus nach konventionellen Mustern gesinterten Hartmetall-Formstücken (16), ohne bzw. mit Aussparungen, bestehen und B der Kufenschliff an der Sohle, bezogen auf eine rechtwinklig zur Mittelebene liegende Sohle, entweder – in der konventionellen Form als konvexer Rundschliff ohne oder mit Fase (4) oder – als symmetrischer oder unsymmetrischer Dreieckschliff (5) ohne oder mit Fase oder – als symmetrischer oder unsymmetrischer Trapezschliff mit max. alpha = 90° ohne oder mit Fase (6), wobei die Sohle auch mit einem Winkel von delta kleiner als 90° gegenüber der Mittelebene geneigt sein kann (8), C der Kufenschliff an den Flanken der Kufen entweder – in der konventionellen Form als planparalleler Schliff (7) oder – mit Freischnitt durch eine Längsrinne beliebiger Form, aber über die gesamte Kufenläne, z.B. in Kreisform, mit einem Freischnittwinkel beta größer ca. 3° bis ca. 90° ohne oder mit Fase (4) oder – durch Ausbildung eines T-Profiles am unteren Teil der Kufe mit einem Freischnittwinkel beta größer als ca. 3° ohne oder mit Fase (10) ausgeführt ist D die Kufen aus Flachstäben bzw. Formstücken bestehen, bei denen – der Querschnitt (Dicke) der Lauffläche, beginnend von vorne, nach hinten gleichförmig verjüngt ist (11) oder – der Querschnitt der Lauffläche bogenförmig z.B. mit einer kreisförmigen oder parabolischen Begrenzungslinie eingeschnürt ist (12) und sich der Querschnitt der Lauffläche, beginnend von vorne auch bis nach hinten verjüngen kann (13), und E die Kufen im Bereich der Kufenmitte bis ca. 60 % der Kufenlänge, gut auslaufend ca. bis zu 20% der Kufenhöhe konkav eingezogen sein können (15) sowie den Kombinationen der Ansprüche A bis E.
Kufen für Schlittschuhe aus konventionellen Werkstoffen Dadurch gekennzeichnet, daß die Kufengeometrie dem Patentanspruch 1 mit den geometrischen Merkmalen A bis E entspricht.