EP0086939A2 - Coating material and coating for a ski for varying snow conditions, and method of making the same - Google Patents
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- EP0086939A2 EP0086939A2 EP83100250A EP83100250A EP0086939A2 EP 0086939 A2 EP0086939 A2 EP 0086939A2 EP 83100250 A EP83100250 A EP 83100250A EP 83100250 A EP83100250 A EP 83100250A EP 0086939 A2 EP0086939 A2 EP 0086939A2
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- A63C7/00—Devices preventing skis from slipping back; Ski-stoppers or ski-brakes
- A63C7/06—Tooth-shaped running sole-plates
Definitions
- the invention relates to a covering for a ski for changing snow conditions, in particular for a ski for off-road or.
- Cross-country skiing according to the preamble of claim 1, and to a method for its production.
- the invention also relates to a ski for changing snow conditions, in particular to cross-country or cross-country skis, the bottom sliding surfaces (17, 18) of which are made of polyethylene or another material are coated with a sufficiently small coefficient of sliding friction and in which the central region (13) of the sliding base which comes into contact with the snow during the push-off phase is formed with an elastically behaving material to form a holding base (20) or adhesive coating.
- ski for cross-country or cross-country skiing, i.e. the sticking and sliding function are based on the fact that the sticking or resting friction between the ski floor surface and snow is large and the sliding or moving friction is small. If this condition is met, you can push off your skis and slide well.
- snow essentially contributes to the creation of favorable friction properties for the adhesive and gliding properties of the ski.
- the state of the snow changes with the change in temperature and age of the snow crystal, which is why, as is known, off-road or cross-country skis had to be waxed; A layer of a certain wax-like material had to be drawn over the surface of the ski, which was suitable for achieving the friction properties desired for the prevailing snow conditions.
- the static or static friction between snow and ski depends primarily on the crystal shape of the snow. It is known that the.
- the crystal shape of the snow changes depending on the age of the snow crystal, the snow temperature and the humidity.
- the snow crystal has numerous different shapes, but the sharpness of the crystal tips is essential in this context.
- Fresh snow that has fallen during frost has very sharp tips and a fine distribution. As the snow ages, the crystals grow together with their tips blunt.
- Crystalline water forms a film on the ski tread. This influence prevents the crystals from coming into direct contact with the base material or the surface of the ski, the water film acting as an anti-friction lubricant.
- the snow conditions can change very quickly, so that adhesion and / or gliding properties e.g. can deteriorate significantly during a competition, for example.
- a disadvantage of waxed ski surfaces is that the waxing agents can be used up quickly under certain conditions.
- ski floor surface or ski surface could be created that has both good sliding and good holding or adhesive properties in changing snow conditions.
- the creation of such a ski base is the main object of the present invention.
- the function of the ski waxes is based on the fact that the sharp tips of the snow crystals penetrate into the elastic or plastic surface layer formed by the waxing agents and thereby generate a sufficiently large amount of static or static friction which gives the ski its holding power.
- the ski slides mainly on a thin film of water by melting the tips of the snow crystals under the influence of kinetic friction.
- ski flooring or topping which are composed of active and passive parts which penetrate into the snow and bring about a mechanical hold.
- a ski base is known, the surface of which is profiled in the form of a scale.
- the scales form sloping planes on which the skis slide.
- the vertical steps of the scales which are directed to the rear, prevent them from sliding backwards and guide them by piling up the snow in front of them.
- a cavity and step floor or covering is also known, the function of which is based on the same mechanism as that of the scale covering, but the profile is negative.
- the gliding behavior is better with this floor, but the holding or adherence is worse than with the scale covering.
- NO-AS No. 89238 As an example of this solution, reference is made to NO-AS No. 89238.
- Various hairy ski floors or toppings are also known, in which e.g. synthetic hair strips are attached, the hair is slanted in the direction of sliding. With these floors, a movement directed against the hair creates the holding or sticking of the ski during the push-off process.
- Ski floors or coverings or treads are also known, in which smooth plastics, e.g. Teflon, for which a very small coefficient of friction is characteristic.
- smooth plastics e.g. Teflon
- U.S. Patent No. 2,908,506 See U.S. Patent No. 2,908,506.
- the stopping problem is not solved with these skis.
- ski coverings are known, in which attempts have been made to improve the inherently poor adhesion for wax materials for many plastic coverings.
- US Pat. No. 3,897,074 corresponding to FI Patent No. 43401
- a textile fabric is used as the ski floor material, the fibers of which extend at least to the interface of the sliding surface of the ski floor.
- the main task of this solution is to achieve good adhesion of the ski wax to the sliding surface with the help of the fibers.
- This sliding floor also has certain disadvantages, which are that the production of the sliding floor is difficult and the fibers wear out and break off quickly.
- the invention has for its object to provide a ski floor or base that has both good holding and gliding properties even in changing snow conditions. Another object is to provide a simple method for producing such a covering.
- the covering according to the invention and the manufacturing method can be used in particular for a ski which has an adhesive coating only in the central region of the ski running surface, but otherwise has bottom surfaces which have a very small coefficient of sliding friction.
- a ski covering is created, the covering material of which consists of at least two mechanically different covering components.
- One covering component forms the soft, elastic matrix of the covering. Whose viscoelasticity is chosen so that the snow crystals or ice pellets in cold snow, powder snow or on coarsely crystalline) eisigern snow in the soft, elastically behaving component can penetrate to a sufficiently strong links between the Skibe - lay and secure the underground .
- the other covering component is more and more effective when the snow gets wet.
- the water layer that occurs or forms between the ski and the ground in wet snow which then acts as a kind of lubricant and greatly reduces the ability of the ski to be pushed off or adhered to, is penetrated by the particles protruding from the soft base component.
- the particles are hard and / or stiff enough to press into the snow through the water layer. In this way, a high static friction between the ski and the ground can be achieved even under these conditions, because the snow is very firm even in this case and the few hard particle tips in the ski base provide a good grip between the snow crystals hold.
- the ski base according to the invention therefore works extremely effectively in all snow conditions.
- the particles forming the further covering component can be shaped differently, fibers, spherical bodies, granular bodies or crystals being able to be used. It is important that they are designed so that they can be extracted from the finished, e.g. Stand out the finished ski base in the form of stiff tips, grains or fibers. This is achieved, for example, in that the particle materials are matched to the material of the soft, elastically behaving covering component in such a way that a good mutual anchoring of the covering components is ensured.
- the softer covering component is primarily or mainly removed and the particles contained in the covering material form the stiff peaks or similar bodies protruding from the ski covering during this process, but remain firmly in place the soft and elastic rubber components.
- a preferred development of the ski base results from the features of subclaim 2.
- fibers are mixed into the base material, which fibers are made to grind out of the base tread by grinding or another similar processing method. With these fibers a hairy surface is thus produced in the middle part of the ski tread, the favorable properties of which in turn are based on the free ends of these fibers destroying the water film formed from the water of the snow crystal surface under the ski tread; thereby achieved that the crystals come into direct contact with the elastically behaving covering material of the ski in such a way that there is sufficient rest friction with regard to the adherence or holding power of the ski.
- Peaks protruding from the sliding surface can advantageously also be produced if the particles are rod-shaped or granular.
- the soft, elastic material of the covering advantageously consists of at least one elastomer.
- the covering component consisting of the elastomers, polyurethane, a suitable rubber mixture, modified epoxy resin, polyvinyl chloride (PVC) or similar elastomers or a mixture of several such elastomers is preferably used.
- PVC polyvinyl chloride
- the hardness of the covering component formed by the elastomer or the elastomer mixture should be chosen so that it increases relatively sharply with falling temperatures. This has a very advantageous effect on the optimization of the sliding properties, since the snow crystals become harder and sharper at lower temperatures.
- ski wax which is selected depending on the snow structure and temperature. It is generally known that the effect of the waxes is based on the tips of the snow crystals penetrating into the plastically behaving wax layer and thereby causing the friction required in the impression phase. Since the wax layer is softer than the ground itself, it also tends to weaken the glide of the ski, which is why the skier must always make the right compromise between holding and gliding. The function of the wax could be significantly promoted by the correct design and the shape of the ski's pretension or curvature, with which the aim is to influence the surface pressure between the ski and snow in different phases of diagonal step skiing.
- Phase 1 ⁇ push-off The entire weight of the skier lies fully on the ball of the push-off leg 12. In addition to the pressure force, the push-off force generated by the muscles is effective, which can be 1.5 to 3 times the pressure force. The total effect of these forces results in the surface pressure, which is greatest under the repulsion point and decreases quite steeply in both directions (curve shown in dashed lines in FIGS. 1 and 2 (phase 1)).
- Phase 2 ⁇ glide The entire weight of the skier is entirely on the moving leg, evenly distributed on the heel and ball of the foot. The point of action of the force shifts about 1/3 of the foot length from the previous phase to the rear end of the ski.
- the surface pressure between ski and snow changes significantly when the parabolic vertex is detached from the base and the pressure is distributed over two vertices that lie on both sides of the leg 12.
- the curve representing the distribution of the surface pressure ) shown in full line in FIG. 1 corresponds to the cross line curve according to FIG. 2.
- the dashed curve according to FIG. 2 represents the surface pressure in comparison with the cross line curve for the case when a stiffer ski or a lighter skier can be considered.
- Phase 3 downhill: the weight of the skier is even on both skis. The pressure is distributed as in phase 2, so that both skis can only be loaded by half the weight of the skier.
- the curve marked with a dash in FIG. 1 corresponds to the curve shown in dashed lines in phase 3 of FIG. 2.
- the curve marked with a slash corresponds to a situation in which the ski is more elastic or the skier is heavier.
- the sliding friction coefficient on the support and rear part 17, 18 of the sliding surface of the ski is important for the sliding of the ski and that the coefficient of static friction in the central part 13 of the ski is important for maintaining it.
- the ski 10 is a layered plate construction and its load-bearing parts consist of a cover plate 14 and a base plate and a rigid foam core 15 located between them, which has harder side parts 16 which arise in the molding phase.
- the tip and the rear part 17 and 18 of the sliding base of the ski 10 are coated with only lubricity-producing polyethylene plastic or the like, and the central part 13 of the ski is coated with a bottom part 21 according to the invention which generates a holding capacity.
- the sliding base of the ski can be completely coated with the base material plate 20 according to the invention.
- composition of the floor panel material Two non-limiting examples of the composition of the floor panel material are described below.
- polyamide fibers with a diameter of 10 ... 20 ⁇ , length 0.5 ... 1.0 mm, 80% by weight of polyurethane latex.
- FIG. 4 shows a 100-fold enlargement of a floor material 20 produced according to Example 1 described above, the elastomer component of which is designated by reference numeral 24.
- the surface 21 'of the floor material plate 20 is flat.
- the surface 21 'of the base material plate 20 is ground either before casting the ski or before fixing it to the ski base or after casting the ski or after fixing the base with a grinding wheel or a belt grinder of suitable coarseness or in a corresponding manner.
- this grinding phase some of the fibers in the elastomer component 24 emerge as free fibers 23, which are attached to the elastomer component 24 with their roots 23 ′.
- a hairy fiber surface 21 is achieved, which the in Fig. 5 schematically resembles.
- part of the fibers located on the surface 25 is completely separated or torn off. These torn-off fibers are designated by reference number 26.
- a hair surface 21 which is sufficiently durable and sufficiently dense for the purpose of the invention is achieved.
- the main function of this hair surface is that the fibers 24 destroy the water film which forms on the base material of the ski, and therefore sufficient contact of the snow crystals with the elastically behaving base material is achieved with regard to holding.
- the fibers 23 align to a certain extent with the line in the direction of skiing and the fibers 23 can have a certain mechanical holding effect.
- the most advantageous thickness of the fibers 22 was a range between approximately 5 and 100 ⁇ m, expediently between 10 and 20 ⁇ m.
- the appropriate amount of the healing fibers remaining on the surface 25 in the grinding phase was determined to be approximately 2 to 100 pieces / mm 2, suitably approximately 10 pieces / mm.
- polyamide fibers and / or other corresponding fibers are used, which are of such a type that they anchor themselves on an elastomer component 24, tolerate the manufacturing temperatures of the base plate component and are mechanically sufficiently durable and tough.
- the material or the material combination of the elastomer component 24 is selected so that the holding effect of the sliding base of the middle part 13 of the ski is based on the elasticity of this base part in such a way that the tips of the snow crystals in the repulsion phase (FIG. 2, phase 2) are sufficiently deep can penetrate the surface plane of the floor, so that small depressions are formed in the floor 20 '.
- the material for the elastomer component is selected so that its hardness increases as the temperature decreases.
- a typical example of this is an elastic combination material flooring or covering, the hardness of which is approx. 50 SHORE D at a temperature of -20 ° C and approx. 40 SHORE D at a temperature of 0 ° C, and the hardness as the temperature increases decreases substantially linearly within the temperature range generally used in skiing. 6 shows the course of the hardness of the elastomer component over the temperature.
- FIG. 7 shows the operating behavior of the ski covering material or ski coverings according to the invention in the entire temperature range of use of the ski.
- the abscissa shows the temperature of the snow and the ordinate the static friction.
- the solid line represents the overall static friction of the ski base.
- the elastomer component dashed curve
- the fibers contribute to this overall static friction, so that the solid line is created by superimposing the other two curves. It can be seen that the fibers at low temperatures - due to the greater hardness of the elastomer component present there - make only a small contribution to increasing the friction that however, they become increasingly effective in the vicinity of the freezing point and virtually compensate for the drop in the static friction curve of the elastomer component by now sticking out more effectively from the softening elastomer component. With this interaction of the base components, an essentially constant push-off adhesion or holding capacity of the base can be achieved in the entire operating temperature range of the ski.
- the hairy surface 21 formed from the fibers also has a destructive effect on the water film in the manner described above, the elasticity-holding effect of the surface 25 being achieved.
- the effect of the fibers 23 is particularly important when the water content of the snow is high. A sufficient holding effect at frost temperatures would also be achieved without fibers 23 by means of suitable elastomers, but in watery snow conditions the holding of the ski can be significantly improved by the hair-ground sliding base 20 according to the invention.
- FIGS. 8 and 9 show further embodiments of the ski base.
- no fibers, but rod-shaped particles 28 or granular bodies 29 are embedded in the covering component 24 formed by the elastomer or the elastomer mixture.
- the particles 28 and 29 are in turn formed by solid bodies.
- the covering consisting of the soft covering component (elastomer component) and the particle covering component can also be cast as a plate. These covering plates are then cut and used in the middle area of the ski tread. When finished, the adhesive covering is then finished. Through this endbear processing is primarily removed the elastomer component, so that the harder particles with the sections 30 and 31 protrude from the surface 25 of the surface.
- the particles 28 and 29 remain firmly anchored with the root sections 28 'and 29' in the elastomer component 24.
- the particles 28 and 29 can also be subjected to a change in shape.
- the finishing of the ski covering plate in this way also results in a hairy or rough top surface 21 in this case, which, when the snow becomes wet, the water that forms between the ski covering and the ground. can destroy film layer.
- the soft, elastically behaving ski covering component can also consist of polyethylene or of PVA (polyvinyl alcohol or vinal) or of mixtures of these materials with the components described above.
- the harder particles can also be present in the form of spheres in the elastomer component. Particle crystals can also be used.
- the hardness of the elastomer component is, for example, at room temperature in the range between 60 and 80 Shore D and preferably increases with a predetermined course as the temperature decreases.
- the invention thus creates a tread or a covering material and a covering for a cross-country or cross-country ski for changing snow conditions, which as Climbing aid can be used in the central area of the ski tread.
- the covering (20) consists of an elastic, soft material and also contains a harder particle component. Some of these harder particles are designed so that they stick out of the bottom surface of the ski base, which is done, for example, by grinding the surface of the ski base plate provided as the bottom surface in such a way that a hairy blanket forms on the ground surface, in which the protruding particles with their Roots are attached to the elastomer component.
- the invention also provides a method for producing the base material and the ski base as well as a ski for changing snow conditions, in which the base material according to the invention is used.
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
- Control Of Vending Devices And Auxiliary Devices For Vending Devices (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Beschrieben wird eine Lauffläche bzw. ein Belagmaterial und ein Belag (20) für einen Gelände- bzw. Langlaufski für wechselnde Schneeverhältnisse, der als Steighilfe im mittleren Bereich (13) der Ski-Lauffläche einsetzbar ist. Der Belag (20) besteht aus einem weichen, sich elastisch verhaltenden Stoff und enthält außerdem eine härtere Partikelkomponente (22). Ein Teil dieser härteren Partikel ist so ausgebildet, daß sie aus der Bodenoberfläche des Skibelags herausstechen, was beispielsweise durch Schleifen der als Bodenfläche vorgesehenen Fläche (21') der Skibelagplatte (20) derart erfolgt, daß sich an der angeschliffenen Fläche eine behaarte Decke (21) bildet, in deren Bereich die herausstechenden Partikel (23; 30; 31) mitihren Wurzeln (23'; 30'; 31') in der Elastomerkomponente (24) befestigt sind. Beschrieben wird ferner ein Verfahren zur Herstellung des Belagmaterials und des Belags sowie ein Gelände- bzw. Langlaufski, bei dem das erfindungsgemäße Belagmaterial verwendet wird.A tread or a covering material and a covering (20) for a cross-country or cross-country ski for changing snow conditions are described, which can be used as a climbing aid in the central area (13) of the ski tread. The covering (20) consists of a soft, elastic material and also contains a harder particle component (22). Some of these harder particles are designed so that they stick out of the bottom surface of the ski base, which is done, for example, by grinding the surface (21 ') of the ski base plate (20) provided as the base surface such that a hairy cover (21 ) forms, in the area of which the protruding particles (23; 30; 31) with their roots (23 '; 30'; 31 ') are fastened in the elastomer component (24). Also described is a method for producing the base material and the base, and a cross-country or cross-country ski, in which the base material according to the invention is used.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Belag für einen Ski für wechselnde Schneeverhältnisse, insbesondere für einen Ski für Gelände-bzw. Langlauf, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a covering for a ski for changing snow conditions, in particular for a ski for off-road or. Cross-country skiing, according to the preamble of
Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Ski für wechselnde Schneeverhältnisse, insbesondere auf einen Gelände- bzw. Langlaufski, dessen Bodengleitflächen (17, 18) mit Polyäthylen oder einem anderen Material mit ausreichend kleinem Gleitreibungäkoeffizienten beschichtet sind und bei dem der Mittelbereich (13) des während der Abstoßphase mit dem Schnee in Berührung geratenden Gleitbodens mit einem sich elastisch verhaltenden Material beschichtet zu einem Halteboden (20) bzw. Haftbelag ausgebildet ist.The invention also relates to a ski for changing snow conditions, in particular to cross-country or cross-country skis, the bottom sliding surfaces (17, 18) of which are made of polyethylene or another material are coated with a sufficiently small coefficient of sliding friction and in which the central region (13) of the sliding base which comes into contact with the snow during the push-off phase is formed with an elastically behaving material to form a holding base (20) or adhesive coating.
Die sachgemäße Funktion eines Skis für Gelände- bzw. Langlauf, d.h. die Haft- und Gleitfunktion, beruhen darauf, daß die Haft- bzw. Ruhereibung zwischen Skibodenfläche und Schnee groß und die Gleit- bzw. Bewegungsreibung klein ist. Wird diese Bedingung erfüllt, so kann man sich mit dem Ski gut abstoßen und gut gleiten. Zur Entstehung von günstigen Reibungseigenschaften für das Haft- und Gleitvermögen des Skis trägt andererseits der Schnee im wesentlichen bei. Der Zustand des Schnees verändert sich mit der Änderung von Temperatur und Alter des Schneekristalls, weshalb Gelände- bzw. Langlaufskier, wie bekannt, gewachst werden mußten; über die Skibodenfläche mußte eine Schicht eines bestimmten wachsartigen Stoffes gezogen werden, der sich zur Erzielung der für den vorliegenden Schnee der jeweils herrschenden Verhältnisse gewünschten Reibungseigenschaften eignete.The proper function of a ski for cross-country or cross-country skiing, i.e. the sticking and sliding function are based on the fact that the sticking or resting friction between the ski floor surface and snow is large and the sliding or moving friction is small. If this condition is met, you can push off your skis and slide well. On the other hand, snow essentially contributes to the creation of favorable friction properties for the adhesive and gliding properties of the ski. The state of the snow changes with the change in temperature and age of the snow crystal, which is why, as is known, off-road or cross-country skis had to be waxed; A layer of a certain wax-like material had to be drawn over the surface of the ski, which was suitable for achieving the friction properties desired for the prevailing snow conditions.
Die Ruhe- bzw. Haftreibung zwischen Schnee und Ski, d.h. das Haltevermögen ist in erster Linie von der Kristallform des Schnees abhängig. Es ist bekannt, daß sich die . Kristallform des Schnees in Abhängigkeit vom Alter des Schneekristalls, von der Schneetemperatur und der Feuchtigkeit ändert. Der Schneekristall hat zahlreiche verschiedene Formen, aber wesentlich ist in diesem Zusammenhang die Schärfe der Kristallspitzen. Ein bei Frost gefallener Neuschnee hat sehr scharfe Spitzen und eine feine Verteilung. Mit dem Altern des Schnees wachsen die Kristalle miteinander zusammen, wobei ihre Spitzen abstumpfen.The static or static friction between snow and ski, that is, the holding capacity depends primarily on the crystal shape of the snow. It is known that the. The crystal shape of the snow changes depending on the age of the snow crystal, the snow temperature and the humidity. The snow crystal has numerous different shapes, but the sharpness of the crystal tips is essential in this context. Fresh snow that has fallen during frost has very sharp tips and a fine distribution. As the snow ages, the crystals grow together with their tips blunt.
Wenn die Temperatur in die Nähe von 0 Grad steigt, nimmt die Feuchtigkeit des Schnees zu und gleichzeitig schmelzen die scharfen Spitzen der Kristalle. Durch den Einfluß der Feuchtigkeit steigt die innere Reibung des Schnees und die Kristalle heften sich leicht aneinander sowie auch an solche Flächen, die Wasser aufsaugen.When the temperature rises to near 0 degrees, the moisture of the snow increases and at the same time the sharp tips of the crystals melt. Due to the influence of moisture, the internal friction of the snow increases and the crystals easily stick to each other as well as to surfaces that absorb water.
Mit Frostschnee, der scharfe Spitzen hat, läßt sich mit Hilfe eines geeignet harten, sich elastisch verhaltenden Materials, in das die scharfen Spitzen der Schneekristalle eindringen können, eine ausreichende Haftreibung erreichen. Als Materialien dieser Art sind z.B. Polyurethanelastomer, Gummi oder dergleichen bekannt. Durch die Wahl eines Elastomeres, dessen Härte möglichst stark temperaturabhängig ist, wird der Funktionsbereich günstig erweitert.Sufficient static friction can be achieved with frost snow, which has sharp tips, with the aid of a suitably hard, elastically behaving material into which the sharp tips of the snow crystals can penetrate. Materials of this type are e.g. Polyurethane elastomer, rubber or the like is known. By choosing an elastomer whose hardness is as strongly temperature-dependent as possible, the range of functions is expanded favorably.
Erfolgt ein Übergang auf Temperaturen oberhalb des Nullpunktes, ändern sich die Voraussetzungen für die Entstehung von Haftreibung, da das an der Oberfläche der Schnee- . kristalle befindliche Wasser einen Film an der Ski-Lauffläche bildet. Dieser Einfluß verhindert eine direkte Berührung der Kristalle mit dem Bodenmaterial bzw. dem Belag des Skis, wobei der Wasserfilm als reibungsverhinderndes Schmiermittel wirkt.If there is a transition to temperatures above zero, the prerequisites for the development of static friction change, since this occurs on the surface of the snow. Crystalline water forms a film on the ski tread. This influence prevents the crystals from coming into direct contact with the base material or the surface of the ski, the water film acting as an anti-friction lubricant.
Durch gelungenes Wachsen kann man sowohl ein gutes Gleiten als auch ein gutes Haltevermögen des Skis erreichen. Die Wahl der geeigneten Wachse für die verschiedenen Schneeverhältnisse und die Ausführung des Wachsens verlangen jedoch sehr große Fachkenntnis und Erfahrung, wobei beim Wachsen vielfach sogar Spezialisten versagen.Successful waxing can achieve both good gliding and good ski stamina. However, the selection of the suitable waxes for the different snow conditions and the execution of the waxing require a great deal of specialist knowledge and experience, and in many cases even specialists fail.
Andererseits können sich die Schneeverhältnisse sehr schnell ändern, so daß sich Haft- und/oder Gleitvermögen z.B. während eines Wettbewerbes beispielsweise wesentlich verschlechtern können. Ein Nachteil von gewachsten Skilaufflächen besteht auch darin, daß sich die Wachsmittel unter gewissen Verhältnissen schnell aufbrauchen.On the other hand, the snow conditions can change very quickly, so that adhesion and / or gliding properties e.g. can deteriorate significantly during a competition, for example. A disadvantage of waxed ski surfaces is that the waxing agents can be used up quickly under certain conditions.
Es wäre somit ein entscheidender Fortschritt, wenn eine Skibodenfläche bzw. ein Skibelag geschaffen werden könnte, der bei wechselnden Schneeverhältnissen sowohl gute Gleit- als auch gute Halte- bzw. Hafteigenschaften besitzt. Die Schaffung eines derartigen Skibelags ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung.It would therefore be a decisive step forward if a ski floor surface or ski surface could be created that has both good sliding and good holding or adhesive properties in changing snow conditions. The creation of such a ski base is the main object of the present invention.
Wie bekannt, beruht die Funktion der Skiwachse darauf, daß die scharfen Spitzen der Schneekristalle in die von den Wachsmitteln gebildete elastische oder plastische Oberflächenschicht eindringen und dadurch eine ausreichend große Ruhe- bzw. Haftreibung erzeugen, aufgrund derer der Ski sein Haltevermögen erhält. Das Gleiten des Skis erfolgt sowohl bei gewachsten als auch ungewachsten Skiern hauptsächlich auf einem dünnen Wasserfilm dadurch, daß die Spitzen der Schneekristalle durch den Einfluß der Bewegungsreibung schmelzen.As is known, the function of the ski waxes is based on the fact that the sharp tips of the snow crystals penetrate into the elastic or plastic surface layer formed by the waxing agents and thereby generate a sufficiently large amount of static or static friction which gives the ski its holding power. In the case of waxed and unwaxed skis, the ski slides mainly on a thin film of water by melting the tips of the snow crystals under the influence of kinetic friction.
Es sind verschiedene Skiboden- bzw. -belagausführungen bekannt, die sich aus aktiven und passiven Teilen zusammensetzen, die in den Schnee eindringen und ein mechanisches Halten herbeiführen. Diesbezüglich ist die Verwendung eines Skibelags bekannt, dessen Oberfläche schuppenförmig profiliert ist. Die Schuppen bilden schräge Ebenen, an denen entlang der Ski gleitet. Die nach hinten gerichteten senkrechten Stufen der Schuppen verhindern ein Gleiten nach hinten und führen den Halt herbei, indem der Schnee vor ihnen angestaut wird.Various types of ski flooring or topping are known which are composed of active and passive parts which penetrate into the snow and bring about a mechanical hold. In this regard, the use of a ski base is known, the surface of which is profiled in the form of a scale. The scales form sloping planes on which the skis slide. The vertical steps of the scales, which are directed to the rear, prevent them from sliding backwards and guide them by piling up the snow in front of them.
Bekannt ist auch ein Hohlraum- und Stufenboden bzw. -belag, dessen Funktion auf demselben Mechanismus beruht wie beim Schuppenbelag, wobei das Profil jedoch negativ ist. Das Gleitverhalten ist bei diesem Boden besser, aber das Halte- bzw. Haftvermögen schlechter als beim Schuppenbelag. Als Beispiel für diese Lösung wird auf die NO-AS Nr. 89238 hingewiesen.A cavity and step floor or covering is also known, the function of which is based on the same mechanism as that of the scale covering, but the profile is negative. The gliding behavior is better with this floor, but the holding or adherence is worse than with the scale covering. As an example of this solution, reference is made to NO-AS No. 89238.
Auch sind verschiedene behaarte Skiböden bzw. -beläge bekannt, bei denen am Skiboden z.B. synthetische Haarstreifen angebracht sind, wobei die Haare in Gleitrichtung schräggestellt sind. Bei diesen Böden erzeugt eine gegen die Haare gerichtete Bewegung das Halten bzw. Haften des Skis beim Abdrückvorgang. Als Beispiel für diese bekannten Böden wird auf DE-AS Nr. 1 144 165 und FI-PS Nr. 43401 hingewiesen.Various hairy ski floors or toppings are also known, in which e.g. synthetic hair strips are attached, the hair is slanted in the direction of sliding. With these floors, a movement directed against the hair creates the holding or sticking of the ski during the push-off process. As an example of these known floors, reference is made to DE-AS No. 1 144 165 and FI-PS No. 43401.
Bekannt sind auch Skiböden oder -beläge bzw. -laufflächen, bei denen glatte Kunststoffe, z.B. Teflon, verwendet werden, für die ein sehr kleiner Reibungskoeffizient charakteristisch ist. Als Beispiel wird auf das US-Patent Nr. 2 908 506 hingewiesen. Bei diesen Skiern ist jedoch das Halteproblem nicht gelöst.Ski floors or coverings or treads are also known, in which smooth plastics, e.g. Teflon, for which a very small coefficient of friction is characteristic. For example, see U.S. Patent No. 2,908,506. However, the stopping problem is not solved with these skis.
Weiterhin sind verschiedene Skibelagausführungen bekannt, bei denen versucht wurde, das für viele Kunststoffbeläge naturgemäß schlechte Haftvermögen für Wachsmittel zu verbessern. Als Beispiel dafür wird auf US-Patent Nr. 3 897 074 (entspr. FI-Patent Nr. 43401) hingewiesen, aus dem bekannt ist, die Oberflächenbehandlung des Bodens bzw. der Lauffläche durch Schleifen so auszuführen, daß sich am Skiboden eine noppenförmige Oberfläche bildet,'die für das Gleitvermögen des Skis sorgt.Furthermore, various types of ski coverings are known, in which attempts have been made to improve the inherently poor adhesion for wax materials for many plastic coverings. As an example of this, reference is made to US Pat. No. 3,897,074 (corresponding to FI Patent No. 43401), from which it is known to carry out the surface treatment of the floor or the tread by grinding such that a knob-shaped surface is formed on the ski floor forms, 'which ensures the glide of the ski.
Für alle genannten bekannten mechanischen Skibodenkonstruktionen ist charakteristisch, daß sie bei bestimmten, auf einem relativ engen Bereich begrenzten Schneeverhältnissen relativ gut funktionieren, aber unter anderen Bedingungen nahezu unbrauchbar sind. Z.B. funktioniert der Schuppenboden sowohl bei nassem Schnee als auch bei welchem Neuschnee sehr gut, kann aber auf vereistem Untergrund ein Rückwärtsgleiten des Skis nicht zufriedenstellend verhindern. Die Funktion des Schuppenbodens wird ferner durch schnellen Verschleiß beeinträchtigt, da das Halten der Skibodenfläche nur dann wirksam ist, wenn die hinteren Kanten der Schuppen scharf sind. Auch die übrigen oben angesprochenen Ausführungen weisen jeweils bestimmte Nachteile auf, aufgrund derer sie in Skiläuferkreisen nicht beliebt geworden sind.It is characteristic of all the known mechanical ski floor constructions mentioned that they work relatively well in certain snow conditions which are limited in a relatively narrow range, but are almost unusable under other conditions. E.g. the shed floor works very well in both wet and fresh snow, but cannot prevent the ski from sliding backwards satisfactorily on icy ground. The function of the shed floor is also impaired by rapid wear, since the holding of the ski floor surface is only effective when the rear edges of the shed are sharp. The other versions mentioned above each have certain disadvantages, due to which they have not become popular in skiing circles.
Zum Stand der Technik wird insbesondere auf das genannte FI-Patent Nr. 434011 der Anmelderin hingewiesen. Demgemäß wird als Skibodenmaterial ein Textilgewebe verwendet, dessen Fasern sich wenigstens bis zur Grenzfläche der Gleitfläche des Skibodens erstrecken. Bei dieser Lösung besteht die Hauptaufgabe darin, mit Hilfe der Fasern ein gutes Haften der Skiwachsmittel am Gleitboden zu erzielen. Bei diesem Gleitboden zeigen sich aber auch gewisse Nachteile, die darin bestehen, daß die Herstellung des Gleitbodens schwierig ist und die Fasern schnell verschleißen und abbrechen.With regard to the prior art, reference is made in particular to the applicant's FI patent No. 434011. Accordingly, a textile fabric is used as the ski floor material, the fibers of which extend at least to the interface of the sliding surface of the ski floor. The main task of this solution is to achieve good adhesion of the ski wax to the sliding surface with the help of the fibers. This sliding floor also has certain disadvantages, which are that the production of the sliding floor is difficult and the fibers wear out and break off quickly.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Skiboden bzw. -belag zu schaffen, der auch bei wechselnden Schneeverhältnissen sowohl qute Halte- als auch Glciteiqenschaften aufweist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines derartigen Belags zu schaffen.The invention has for its object to provide a ski floor or base that has both good holding and gliding properties even in changing snow conditions. Another object is to provide a simple method for producing such a covering.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Skibelags durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 11 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.This object is achieved with regard to the ski base by the features specified in the characterizing part of
Der erfindungsgemäße Belag und das Herstellungsverfahren kann insbesondere für einen Ski Anwendung finden, der lediglich im Mittelbereich der Skilauffläche, einen Haftbelag besitzt, ansonsten aber Bodenflächen besitzt, die einen sehr kleinen Gleitreibungskoeffizienten aufweisen.The covering according to the invention and the manufacturing method can be used in particular for a ski which has an adhesive coating only in the central region of the ski running surface, but otherwise has bottom surfaces which have a very small coefficient of sliding friction.
Erfindungsgemäß entsteht ein Skibelag, dessen Belagmaterial aus zumindest zwei mechanisch unterschiedlich wirkenden Belagkomponenten besteht. Die eine Belagkomponente bildet die weiche, elastische Matrize des Belags. Deren Viskoelastizität ist so gewählt, daß die Schneekristalle oder Eiskörner bei kaltem Schnee, auf Pulverschnee oder auch auf grobkristallinem)eisigern Schnee in die weiche, sich elastisch verhaltende Komponente eindringen können, um eine ausreichend feste Verzahnung zwischen dem Skibe- lag und dem Untergrund zu sichern. Die andere Belagkomponente kommt bei nasser werdendem Schnee immer wirkungsvoller zum Tragen. Die bei nassem Schnee zwischen Ski und Untergrund auftretende bzw. entstehende Wasserschicht, die dann als eine Art Schmiermittel wirkt und die Abdrück- bzw. Haftfähigkeit des Skis stark reduziert, wird von den aus der weichen Belagkomponente hervorstehenden Partikeln durchdrungen. Die Partikel sind dabei hart und/oder steif genug, um sich durch die Wasserschicht hindurch in den Schnee zu drücken. Auf diese Weise ist auch bei diesen Verhältnissen eine große Haftreibung zwischen Ski und Untergrund realisierbar, weil der Schnee selbst in diesem Fall sehr fest ist und die wenigen harten Partikelspitzen im Skibelag einen guten Griff zwischen den Schneekristallen halten. Der erfindungsgemäße Skibelag arbeitet deshalb bei allen Schneeverhältnissen äußerst wirkungsvoll.According to the invention, a ski covering is created, the covering material of which consists of at least two mechanically different covering components. One covering component forms the soft, elastic matrix of the covering. Whose viscoelasticity is chosen so that the snow crystals or ice pellets in cold snow, powder snow or on coarsely crystalline) eisigern snow in the soft, elastically behaving component can penetrate to a sufficiently strong links between the Skibe - lay and secure the underground . The other covering component is more and more effective when the snow gets wet. The water layer that occurs or forms between the ski and the ground in wet snow, which then acts as a kind of lubricant and greatly reduces the ability of the ski to be pushed off or adhered to, is penetrated by the particles protruding from the soft base component. The particles are hard and / or stiff enough to press into the snow through the water layer. In this way, a high static friction between the ski and the ground can be achieved even under these conditions, because the snow is very firm even in this case and the few hard particle tips in the ski base provide a good grip between the snow crystals hold. The ski base according to the invention therefore works extremely effectively in all snow conditions.
Die die weitere Belagkomponente bildenden Partikel können verschieden geformt sein, wobei Fasern, kugelförmige Körper, körnerartige Körper oder Kristalle Anwendung finden können. Wichtig dabei ist, daß sie so ausgebildet sind, daß sie aus dem fertiggestellten, z.B. fertig bearbeiteten Skibelag in Form von steifen Spitzen, Körnern oder Fasern hervorstechen. Dies erreicht man beispielsweise dadurch, daß die Partikelmaterialien so auf das Material der weichen, sich elastisch verhaltenden Belagkomponente abgestimmt werden, daß eine gute gegenseitige Verankerung der Belagkomponenten sichergestellt ist. Wenn dann die Unterseite bzw. die Lauffläche des erfindungsgemäßen Skibelags bearbeitet wird, wird in erster Linie bzw. hauptsächlich die weichere Belagkomponente abgetragen und die im Belagmaterial enthaltenen Partikel bilden bei diesem Vorgang die aus dem Skibelag hervorstehenden steifen Spitzen oder ähnliche Körper, bleiben aber fest in der weichen und sich elastisch verhaltenden Belagkompomente verankert.The particles forming the further covering component can be shaped differently, fibers, spherical bodies, granular bodies or crystals being able to be used. It is important that they are designed so that they can be extracted from the finished, e.g. Stand out the finished ski base in the form of stiff tips, grains or fibers. This is achieved, for example, in that the particle materials are matched to the material of the soft, elastically behaving covering component in such a way that a good mutual anchoring of the covering components is ensured. If the underside or the tread of the ski covering according to the invention is then machined, the softer covering component is primarily or mainly removed and the particles contained in the covering material form the stiff peaks or similar bodies protruding from the ski covering during this process, but remain firmly in place the soft and elastic rubber components.
Eine bevorzugter Weiterbildung des Skibelags ergibt sich mit den Merkmalen des Unteranspruchs 2. In diesem Fall werden in das Belagmaterial Fasern gemischt, die durch Schleifen oder ein anderes ähnliches Bearbeitungsverfahren dazu gebracht werden, daß sie aus der Belag-Lauffläche herausstechen. Mit diesen Fasern wird somit im Mittelteil der Ski-Lauffläche eine behaarte Fläche erzeugt, deren günstige Eigenschaften wiederum darauf beruhen, daß die freien Enden dieser Fasern dem aus dem Wasser der Schneekristalloberfläche unter der Ski-Lauffläche gebildeten Wasserfilm zerstören; dadurch wird erreicht, daß die Kristalle derart in direkte Berührung mit dem sich elastisch verhaltenden Belagmaterial des Skis geraten, daß eine bezüglich des Haft- bzw. Haltevermögens des Skis ausreichende Ruhereibung entsteht.A preferred development of the ski base results from the features of
Aus der Gleitfläche hervorstehende Spitzen können in vorteilhafter Weise auch dann erzeugt werden, wenn die Partikel stabförmig oder körnig ausgebildet sind.Peaks protruding from the sliding surface can advantageously also be produced if the particles are rod-shaped or granular.
Der weiche, sich elastisch verhaltende Stoff des Belags besteht vorteilhafterweise aus zumindest einem Elastomer. Für die aus den Elastomeren bestehende Belagkomponente findet bevorzugterweise Polyurethan, eine geeignete Kautschukmischung, modifiziertes Epoxydharz, Polyvinylchlorid (PVC) oder ähnliche Elastomere bzw. eine Mischung aus mehreren derartigen Elastomeren Anwendung. Die Härte der von dem Elastomer bzw. von der Elastomermischung gebildeten Belagkomponente soll dabei so gewählt sein, daß sie mit sinkenden Temperaturen relativ stark ansteigt. Dies wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Optimierung der Gleiteigenschaften aus, da auch die Schneekristalle bei tieferen Temperaturen härter und schärfer werden.The soft, elastic material of the covering advantageously consists of at least one elastomer. For the covering component consisting of the elastomers, polyurethane, a suitable rubber mixture, modified epoxy resin, polyvinyl chloride (PVC) or similar elastomers or a mixture of several such elastomers is preferably used. The hardness of the covering component formed by the elastomer or the elastomer mixture should be chosen so that it increases relatively sharply with falling temperatures. This has a very advantageous effect on the optimization of the sliding properties, since the snow crystals become harder and sharper at lower temperatures.
Im folgenden werden die Erfindung und ihr physikalischer Hintergrund unter Hinweis auf die Figuren der beigefügten Zeichnung ausführlich beschrieben.
- Fig. 1 zeigt einen Skiboden bzw. -belag von unten gesehen sowie die Unterschiede des Flächendruckes zwischen dem Gleitboden des Skis und dem Schnee in verschiedenen Phasen des Skilaufes.
- Fig. 2 verdeutlicht die verschiedenen Phasen des Skilaufes und die Unterschiede des Flächendruckes zwischen Gleitboden und Schnee in diesen Phasen.
- Fig. 3 zeigt den Querschnitt des erfindungsgemäßen Gleitbodens des Skis und Fig. 3 ist gleichzeitig der Schnitt III-III von Fig. 1.
- Fig. 4 zeigt in 100-facher Vergrößerung einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Belagmaterials vor der Schleifbehandlung des Gleitbodens bzw. der Gleitlauffläche.
- Fig. 5 zeiqt in 100-facher Vergrößerung die Schnittansicht der Lauffläche des Skis, nachdem sie derart geschliffen wurde, daß sie erfindungsgemäß funktioniert.
- Fig. 6 zeigt ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs der Härte der Elastomerkomponente über der Temperatur.
- Fig. 7 zeigt den Verlauf der Haftreibung der Elastomerkomponente, der Fasern und des Belagmaterials insgesamt über der Schneetemperatur.
- Fig. 8 und 9 zeigen jeweils in einer der Fig. 5 ähnlichen Darstellung stark vergrößerte Schnittansichten einer weiteren Ausführungsform des Skibelags im fertig bearbeiteten Zustand.
- Fig. 1 shows a ski floor or base seen from below and the differences in the surface pressure between the sliding floor of the ski and the snow in different phases of skiing.
- Fig. 2 illustrates the different phases of skiing and the differences in the surface pressure between sliding surface and snow in these phases.
- 3 shows the cross section of the sliding base of the ski according to the invention and FIG. 3 is at the same time the section III-III of FIG. 1.
- 4 shows a cross section of the covering material according to the invention in a 100-fold enlargement before the grinding treatment of the sliding floor or sliding surface.
- Fig. 5 zei q t in 100x magnification, the sectional view of the tread of the ski after it has been ground so that it works according to the invention.
- 6 shows a diagram to show the course of the hardness of the elastomer component over the temperature.
- 7 shows the course of the static friction of the elastomer component, the fibers and the covering material overall over the snow temperature.
- 8 and 9 each show, in a representation similar to FIG. 5, greatly enlarged sectional views of a further embodiment of the ski base in the finished state.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 die Hauptprinzipien der Funktion des Skis erläutert.The main principles of the function of the ski are explained below with reference to FIGS. 1 and 2.
Die Funktion eines Geländelaufskis setzt voraus, daß zwischen dem Boden 13, 17, 18 des Skis 10 und dem Schnee eine ausreichend große Ruhereibung für das Abstoßen und eine kleine Gleitreibung beim Gleiten erreicht werden kann. Bei der modernen Skifertigungstechnik wird die Erfüllung der im vorstehenden genannten Bedingungen durch Skibodenmaterial, Skiwachsmittel und richtige Skiwölbung angestrebt. Die Aufgabe des Bodenmaterials, als welches heutzutage vielfach Polyäthylen-Kunststoff verwendet wird, besteht in der Erzielung einer kleinen Gleitreibung zwischen Ski und Schnee. Polyäthylen erfüllt diese Forderung in befriedigender Weise bei allen Temperaturen und allen Schneestrukturen.The function of a cross-country ski presupposes that between the bottom 13, 17, 18 of the
Die für-den Abstoß erforderliche Ruhereibung wird normalerweise durch Skiwachs erreicht, der je nach Schneestruktur und -temperatur ausgewählt wird. Es ist allgemein bekannt, daß die Wirkung der Wachse darauf beruht, daß die Spitzen der Schneekristalle in die sich plastisch verhaltende Wachsschicht eindringen und dadurch die in der Abdruckphase erforderliche Reibung herbeiführen. Da die Wachsschicht weicher als der Boden selbst ist, neigt sie auch dazu, das Gleiten des Skis zu schwächen, weshalb der Skiläufer immer den richtigen Kompromiß zwischen Halten und Gleiten eingehen muß. Die Funktion des Wachses konnte durch richtige Konstruktion und Vorspannungs- oder Skiwölbungsform des Skis, mit der angestrebt wird, den Flächendruck zwischen Ski und Schnee in verschiedenen Phasen des Diagonalschrittskilaufes zu beeinflussen, wesentlich gefördert werden.The static friction required for the push-off is normally achieved by ski wax, which is selected depending on the snow structure and temperature. It is generally known that the effect of the waxes is based on the tips of the snow crystals penetrating into the plastically behaving wax layer and thereby causing the friction required in the impression phase. Since the wax layer is softer than the ground itself, it also tends to weaken the glide of the ski, which is why the skier must always make the right compromise between holding and gliding. The function of the wax could be significantly promoted by the correct design and the shape of the ski's pretension or curvature, with which the aim is to influence the surface pressure between the ski and snow in different phases of diagonal step skiing.
Wenn der Skiwölbungsbogen parabelförmig gewählt wird und die Skibindung 11 an einer Stelle befestigt wird, an der sich die Abdruckkraft des Skiläufers auf den Scheitel der Parabel richtet, wird erreicht, daß sich der Oberflächendruck zwischen Ski und Schnee beim Diagonalschrittskilauf im Prinzip gemäß Fig. 2 verhält, deren verschiedene Phasen im folgenden näher beschrieben werden.If the arch of the ski arch is chosen to be parabolic and the ski binding 11 is fastened at a point at which the skier's impression force is directed onto the vertex of the parabola, the result is that the surface pressure between the ski and the snow is diagonal Step skiing in principle behaves according to FIG. 2, the different phases of which are described in more detail below.
Phase 1 ± Abstoß: Das ganze Gewicht des Skiläufers liegt voll auf dem Ballen des Abstoßbeines 12. Außer der Druckkraft ist die von der Muskulatur erzeugte Abstoßkraft wirksam, die 1,5 bis 3-fache der Druckkraft betragen kann. Aus der Gesamtwirkung dieser Kräfte ergibt sich der Oberflächendruck, der unter dem Abstoßpunkt am größten ist und sich nach beiden Richtungen recht steil verringert (in Fig. 1 und 2 (Phase 1.) gestrichelt dargestellte Kurve).
Phase 2 ± Gleiten: Das ganze Gewicht des Skiläufers befindet sich ganz auf dem sich bewegenden Bein, und zwar gleichmäßig auf Ferse und Ballen verteilt. Der Wirkungspunkt der Kraft verschiebt sich um cirka 1/3 der Fußlänge von der vorangehenden Phase zum hinteren Ende des Skis hin. Der Oberflächendruck zwischen Ski und Schnee ändert sich wesentlich bei Ablösung des Parabelscheitels von der Unterlage und bei gleichzeitiger Verteilung des Druckes auf zwei Scheitel, die zu beiden Seiten des Beines 12 liegen. Die die Verteilung des Oberflächendruckes darstellende)in Fig. 1 in Vollstrich dargestellte Kurve entspricht der Querstrichkurve nach Fig. 2. Die gestrichelte Kurve nach Fig. 2 stellt im Vergleich zur Querstrichkurve den Oberflächendruck für den Fall dar, wenn ein steiferer Ski oder ein leichterer Skiläufer in Frage kommt.
Phase 3 = Abfahrt: Das Gewicht des Skiläufers befindet sich gleichmäßig auf beiden Skiern. Der Druck verteilt sich wie in der Phase 2, und zwar so, daß beide Skier nur von der Hälfte des Gewichtes des Skiläufers belastet werden. Die in Fig. 1 mit Querstrich gekennzeichnete Kurve entspricht der in Phase 3 der Fig. 2 gestrichelt dargestellten Kurve. Die mit Querstrich gekennzeichnete Kurve entspricht einer Situation, bei der es sich um einen elastischeren Ski oder einen schwereren Skiläufer handelt.
Aufgrund des im vorstehenden Dargestellten läßt sich feststellen, daß für das Gleiten des Skis der Gleitreibungskoeffizient am Trag- und Hinterteil 17, 18 der Gleitfläche des Skis wichtig ist und für das Halten der Ruhereibungskoeffizient im mittleren Teil 13 des Skis wichtig ist.Based on the above, it can be stated that the sliding friction coefficient on the support and
In Fig. 3 ist der Querschnitt eines erfindungsgemäßen Skis gezeigt. Der Ski 10 ist eine Schichtplattenkonstruktion und seine tragenden Teile bestehen aus einer Deckelplatte 14 und einer Bodenplatte und einem dazwischen befindlichen Hartschaumkern 15, der in der Formgußphase entstehende härtere Seitenteile 16 hat. Gemäß Fig. 1 und 3 sind die Spitze und der hintere Teil 17 und 18 des Gleitbodens des Skis 10 mit nur Gleitvermögen erzeugendem Polyäthylenkunststoff oder dergleichen und der mittlere Teil 13 des Skis mit einem Haltevermögen erzeugenden erfindungsgemäßen Bodenteil 21 beschichtet. Im Spezialfall kann der Gleitboden des Skis ganz mit der erfindungsgemäßen Bodenmaterialplatte 20 beschichtet werden. Am Boden 17, 18, 20 befindet sich eine an sich bekannte Laufrinne 19.3 shows the cross section of a ski according to the invention. The
Im folgenden werden zwei nicht-einschränkende Beispiele fürdie zusammensetzung des Bodenplattenmaterials beschrieben.Two non-limiting examples of the composition of the floor panel material are described below.
'20 Gewichts-% Polyamidfasern mit-Durchmesser 10...20 µ, Länge 0,5...1,0 mm, 80 Gewichts-% Polyurethaneslatomer. '' 20% by weight of polyamide fibers with a diameter of 10 ... 20 µ, length 0.5 ... 1.0 mm, 80% by weight of polyurethane latex.
20 Gewichts-% Polyamidfasern mit Durchmesser 10...20 µ, Länge 0,5...1,0 mm, 80 Gewichts-% Gummimischung, deren Grundelastomer aus Nitrilgummi besteht.20% by weight of polyamide fibers with a diameter of 10 ... 20 µ, length 0.5 ... 1.0 mm, 80% by weight of rubber mixture, the basic elastomer of which is made of nitrile rubber.
Wenn das erfindungsgemäße Boden- bzw. Belagmaterial 20 in der im vorstehenden beschriebenen Weise gegossen wird, wird eine Oberfläche 21' erzielt, aus der die Fasern 22 nicht herausstechen.If the floor or covering
In Fig. 4 ist eine 100-fache Vergrößerung eines gemäß dem im vorstehenden beschriebenen Beispiel 1 hergestellten Bodenmaterials 20 dargestellt, dessen Elastomerekomponente mit Bezugszeichen 24 bezeichnet ist. In Fig. 4 ist zu sehen, daß die Oberfläche 21' der Bodenmaterialplatte 20 eben ist. Erfindungsgemäß wird die Oberfläche 21' der Bodenmaterialplatte 20 entweder vor dem Gießen des Skis oder vor deren Befestigung am Skiboden oder nach dem Giessen des Skis oder nach der Befestigung des Bodens mit einer Schleifscheibe oder einer Bandschleifmaschine von geeigneter Gröbigkeit oder in entsprechender Weise geschliffen. In dieser Schleifphase tritt ein Teil der in der Elastomerekomponente 24 befindlichen Fasern als freie Fasern 23 hervor, die mit ihrer Wurzel 23' an der Elastomerekomponente 24 befestigt sind. Auf diese Weise wird eine behaarte Fasernoberfläche 21 erzielt, die der in Fig. 5 schematisch dargestellten ähnelt. Naturgemäß wird ein Teil der an der Oberfläche 25 befindlichen Fasern völlig abgetrennt oder abgerissen. Diese abgerissenen Fasern sind mit Bezugszeichen 26 bezeichnet.FIG. 4 shows a 100-fold enlargement of a
Wenn Polyamidfasern oder andere entsprechende genügend feste und zähe Fasern als Fasermaterial gewählt werden, wird eine für den Zweck der Erfindung ausreichend haltbare und ausreichend dichte Haaroberfläche 21 erzielt. Die hauptsächliche Wirkungsweise dieser Haaroberfläche ist die, daß die Fasern 24 den an dem Bodenmaterial des Skis entstehenden Wasserfilm zerstören und dadurch bezüglich des Haltens eine ausreichende Berührung der Schneekristalle mit dem sich elastisch verhaltenden Bodenmaterial erzielt wird. Naturgemäß richten sich die Fasern 23 gewissermaßen mit dem Strich in Skilaufrichtung aus und die Fasern 23 können in gewissem Maße mechanische Haltewirkung haben.If polyamide fibers or other corresponding sufficiently strong and tough fibers are selected as the fiber material, a
In durchgeführten vergleichenden Versuchen ergab sich als vorteilhafteste Stärke der Fasern 22 ein Bereich zwischen ca. 5 und 100 µm, zweckmäßig zwischen 10 und 20 µm. Als günstigste Durchschnittslänge der aus der geschliffenen Oberfläche 25 herausstechenden Fasern wurde ein Bereich zwischen ca. 0,1 und 2 mm, zweckmäßig zwischen 0,5 und 1 mm, ermittelt. Als zweckmäßige Menge der in der Schleifphase auf der Oberfläche 25 verbleibenden heilen Fasern wurde ca. 2 bis 100 Stck/mm2 zweckmäßig ca. 10 Stck/mm ermittelt. Als Fasern 22 werden Polyamidfasern und/oder andere entsprechende Fasern verwendet, die so geartet sind, daß sie sich an einer Elastomerekomponente 24 verankern, die Herstellungstemperaturen der Bodenplattenkomponente vertragen und mechanisch ausreichend haltbar und zäh sind.In comparative tests carried out, the most advantageous thickness of the
Das Material oder die Materialkombination der Elastomerekomponente 24 wird so ausgewählt, daß die Haltewirkung des Gleitbodens des mittleren Teiles 13 des Skis derart auf der Elastizität dieses Bodenteils beruht, daß die Spitzen der Schneekristalle in der Abstoßphase (Fig. 2, Phase 2) genügend tief in die Oberflächenebene des Bodens eindringen können, so daß im Boden 20' kleine Vertiefungen entstehen. Am vorteilhaftesten wird das Material für die Elastomerekomponente so ausgewählt, daß seine Härte mit Abnahme der Temperatur wächst. Ein typisches Beispiel dafür ist ein elastischer Kombinationsmaterialboden bzw. -belag, dessen Härte bei einer Temperatur von -20°C ca. 50 SHORE D und bei einer Temperatur von 0°C ca. 40 SHORE D beträgt und die Härte mit dem Steigen der Temperatur innerhalb des beim Skilaufen im allgemeinen üblichen Temperaturbereiches im wesentlichen linear abnimmt. Fig. 6 zeigt den Verlauf der Härte der Elastomerkomponente über der Temperatur.The material or the material combination of the
In Figur 7 ist das Betriebsverhalten des erfindungsgemäßen Skibelagmaterials bzw. Skibelags im gesamten Einsatz-Temperaturspektrum des Skis gezeigt. Die Abszisse gibt die Temperatur des Schnees und die Ordinate die Haftreibung wieder.FIG. 7 shows the operating behavior of the ski covering material or ski coverings according to the invention in the entire temperature range of use of the ski. The abscissa shows the temperature of the snow and the ordinate the static friction.
Die durchgezogene Linie stellt die Haftreibung des Skibelags insgesamt dar. Zu dieser Gesamt-Haftreibung tragen einerseits die Elastomerekomponente (strichpunktierte Kurve) und andererseits die Fasern (gestrichelte Linie) bei, so daß die durchgezogene Linie durch Überlagerung der beiden anderen Kurven entsteht. Man erkennt, daß die Fasern bei tiefen Temperaturen -bedingt durch die dort vorliegende größere Härte der Elastomerekomponente nur einen geringen Beitrag zur Reibungserhöhung leisten, daß sie aber in der Nähe des Gefrierpunkts in zunehmendem Maße wirksam werden und den Abfall der Haftreibungskurve der Elastomerekomponente quasi kompensieren, indem sie nun aus der weicher werdenden Elastomerekomponente wirkungsvoller herausstechen. Mit diesem Zusammenwirken der Belagkomponenten läßt sich im gesamten Einsatz-Temperaturbereich des Skies eine im wesentlichen konstante Abdrück-Haft- bzw. -Haltefähigkeit des Belags erzielen.The solid line represents the overall static friction of the ski base. On the one hand, the elastomer component (dash-dotted curve) and on the other hand the fibers (dashed line) contribute to this overall static friction, so that the solid line is created by superimposing the other two curves. It can be seen that the fibers at low temperatures - due to the greater hardness of the elastomer component present there - make only a small contribution to increasing the friction that however, they become increasingly effective in the vicinity of the freezing point and virtually compensate for the drop in the static friction curve of the elastomer component by now sticking out more effectively from the softening elastomer component. With this interaction of the base components, an essentially constant push-off adhesion or holding capacity of the base can be achieved in the entire operating temperature range of the ski.
Bei Plus-Temperaturen wirkt die aus den Fasern gebildete behaarte Oberfläche 21 außerdem in der im vorstehenden beschriebenen Weise auf den Wasserfilm zerstörend, wobei die auf Elastizität beruhende Haltewirkung der Oberfläche 25 erzielt wird. Besonders wichtig ist die Wirkung der Fasern 23 dann, wenn der Wassergehalt des Schnees groß ist. Auch ohne Fasern 23 würde durch geeignete Elastomere eine ausreichende Haltewirkung bei Frosttemperaturen erreicht, aber bei wässrigen Schneeverhältnissen läßt sich das Halten des Skis durch den erfindungsgemäßen behaart geschliffenen Gleitboden 20 wesentlich verbessern.At plus temperatures, the
Fig. 8 und 9 zeigen weitere Ausführungsformen des Skibelags. In den dort gezeigten Fällen sind abweichend vom vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel keine Fasern, sondern stabförmige Partikel 28 bzw. kornförmige Körper 29 in der von dem Elastomer bzw. von der Elastomermischung gebildeten Belagkomponente 24 eingebettet. Die Partikel 28 und 29 sind wiederum von Vollkörpern gebildet. Der aus der weichen Belagkomponente (Elastomerkomponente) und der Partikel-Belagkomponente bestehende Belag kann ebenfalls als Platte gegossen werden. Diese Belagplatten werden dann zugeschnitten und im Mittelbereich der Ski-Lauffläche eingesetzt. Im eingesetzten Zustand erfolgt dann die Endbearbeitung des Haftbelags. Durch diese Endbearbeitung wird in erster Linie die Elastomerkomponente abgetragen, so daß die härteren Partikel mit den Abschnitten 30 bzw. 31 aus der Belagoberfläche 25 hervorstechen. Die Partikel 28 bzw. 29 bleiben dabei mit den Wurzelabschnitten 28' bzw. 29' fest in der Elastomerkomponente 24 verankert. Bei der Endbearbeitung des Skibelags bzw. Haftbelags können die Partikel 28 bzw. 29 zusätzlich noch einer Formänderung unterworfen werden. Durch die Endbearbeitung der Skibelagplatte entsteht auf diese Weise auch in diesem Fall eine behaarte bzw. rauhe Deckfläche 21, die bei nasser werdendem Schnee die sich zwischen Skibelag und Untergrund bildende Wasser-. filmschicht zerstören kann.8 and 9 show further embodiments of the ski base. In the cases shown there, deviating from the exemplary embodiment described above, no fibers, but rod-shaped particles 28 or
Es soll besonders hervorgehoben werden, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein soll. So kann in Abwandlung der beschriebenen Ausführungsformen die weiche, sich elastisch verhaltende Skibelagkomponente auch aus Polyäthylen oder aus PVA (Polyvinylalkohol bzw. Vinal) oder aus Mischungen dieser Materialien mit den vorstehend beschriebenen Komponenten bestehen. Ferner können die härteren Partikel auch in Form von Kugeln in der Elastomerkomponente vorliegen. Darüber hinaus können auch Partikelkristalle Anwendung finden.It should be particularly emphasized that the invention is not intended to be limited to the embodiments described above. Thus, in a modification of the described embodiments, the soft, elastically behaving ski covering component can also consist of polyethylene or of PVA (polyvinyl alcohol or vinal) or of mixtures of these materials with the components described above. Furthermore, the harder particles can also be present in the form of spheres in the elastomer component. Particle crystals can also be used.
Die Härte der Elastomerkomponente liegt beispielsweise bei Raumtemperatur im Bereich zwischen 60 und 80 Shore D und steigt bei abnehmender Temperatur bevorzugterweise mit einem vorbestimmten Verlauf an.The hardness of the elastomer component is, for example, at room temperature in the range between 60 and 80 Shore D and preferably increases with a predetermined course as the temperature decreases.
Die Erfindung schafft somit eine Lauffläche bzw. ein Belagmaterial und einen Belag für einen Gelände- bzw. Langlaufski für wechselnde Schneeverhältnisse, der als Steighilfe im mittleren Bereich der Ski-Lauffläche einsetzbar ist. Der Belag (20) besteht aus einem sich elastisch verhaltenden weichen Stoff und enthält außerdem eine härtere Partikelkomponente. Ein Teil dieser härteren Partikel ist so ausgebildet, daß sie aus der Bodenoberfläche des Skibelags herausstechen, was beispielsweise durch Anschleifen der als Bodenfläche vorgesehenen Fläche der Skibelagplatte derart erfolgt, daß sich an der angeschliffenen Fläche eine behaarte Decke bildet, in der die herausstechenden Partikel mit ihren Wurzeln in der Elastomerkomponente befestigt sind. Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Belagmaterials und des Skibelags sowie einen Ski für wechselnde Schneeverhältnisse, bei dem das erfindungsgemäße Belagmaterial Anwendung findet.The invention thus creates a tread or a covering material and a covering for a cross-country or cross-country ski for changing snow conditions, which as Climbing aid can be used in the central area of the ski tread. The covering (20) consists of an elastic, soft material and also contains a harder particle component. Some of these harder particles are designed so that they stick out of the bottom surface of the ski base, which is done, for example, by grinding the surface of the ski base plate provided as the bottom surface in such a way that a hairy blanket forms on the ground surface, in which the protruding particles with their Roots are attached to the elastomer component. The invention also provides a method for producing the base material and the ski base as well as a ski for changing snow conditions, in which the base material according to the invention is used.
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