EP0249894B1 - Ski - Google Patents
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- EP0249894B1 EP0249894B1 EP87108464A EP87108464A EP0249894B1 EP 0249894 B1 EP0249894 B1 EP 0249894B1 EP 87108464 A EP87108464 A EP 87108464A EP 87108464 A EP87108464 A EP 87108464A EP 0249894 B1 EP0249894 B1 EP 0249894B1
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63C—SKATES; SKIS; ROLLER SKATES; DESIGN OR LAYOUT OF COURTS, RINKS OR THE LIKE
- A63C5/00—Skis or snowboards
- A63C5/04—Structure of the surface thereof
- A63C5/048—Structure of the surface thereof of the edges
Definitions
- the invention relates to the tread edge of a ski according to the preamble of claim 1.
- tread edges made of steel, possibly made of surface-hardened or continuously hardened steel types.
- the metallic reinforcing edges serve to reduce wear and are of great importance for the grip and guidance of the ski.
- One-piece tread edges, made of steel, from web members connected to one another via the edge web are described in DE-A-35 10 545 and FR-A-21 27 650.
- a ski is known from US-A-33 95 928, the entire outsole and thus also part of the tread edge is provided with a porcelain-like enamel coating which is applied to a metal plate connected to the wooden ski body.
- the wear resistance of this known coating is very low, and there is also the risk that the bending stress that occurs when the ski is in use, due to the large-area coating on the entire underside, will lead to chipping, or at least to cracks in the coating.
- the hard metals include the hard metals, preferably made of metal carbide or a metal carbide alloy with additions of metals, such as nickel or cobalt, and also the so-called cermets: that is, mixtures of ceramic materials with metals and ceramic materials.
- the hard materials are preferably applied as a coating with a thickness of 0.5 mm. Provided that the tread edge is made as a whole from hard materials, the hard material should be one have sufficient elasticity.
- the invention aims to provide a tread edge of a ski with improved durability and significantly increased wear resistance, so that regrinding is no longer necessary.
- the invention aims to provide a tread edge with better sliding properties.
- the invention provides the characteristic features of a tread edge according to the preamble of claim 1.
- An advantageous embodiment for inserting individual sintered bodies into the ski with the aid of metallic elements is characterized by claim 4.
- the arrangement of sintered shaped bodies according to the invention in the areas of the tread edge that are exposed to particularly high wear results due to the higher strength, in particular one high grain boundary strength of sintered shaped bodies, at a significantly lower wear compared to the known coatings.
- the use of shaped sintered bodies eliminates the risk that coatings always flake off and that the coatings flake off their supports.
- the measure that the tread edge is composed of individual sintered shaped bodies which are not connected to one another is of very significant importance, the sintered shaped bodies either being directly connected to the ski body or, according to the embodiment characterized by claim 4, the sintered shaped bodies consisting exclusively of ceramic material in individual, not interconnected metallic elements are inserted. Since the individual elements are not connected to each other, the flexibility of the ski body is retained.
- the sintered shaped bodies or, if these are inserted into metallic elements the metallic elements at a distance in the longitudinal direction of the ski, since this causes the individual sintered shaped bodies or Elements when the ski bends is largely avoided.
- a distance of 3/10 to 4/10 mm measured on the outsole side is particularly preferred.
- zirconium oxide in particular has proven to be very particularly suitable, since this material leads to particularly good sliding behavior on snow and ice, moreover a particularly high flexural strength and fracture toughness, a relatively high impact resistance and also a certain elasticity disposes.
- Aluminum oxide is particularly preferred from an economic point of view and also allows the production of particularly complicated shapes.
- aluminum oxide has a relatively high hardness.
- Mixtures consisting essentially of aluminum oxide and 1 to 30% by volume of zirconium oxide are also outstandingly suitable because they have good toughness.
- Silicon carbide is because of its low specific weight compared to ferrous metals or the associated approx. 50% weight saving is preferred. Another advantage is the extraordinarily high hardness and the low R a value (arithmetic mean roughness). As a result, favorable sliding properties are achieved.
- pressure-free sintered or hot-pressed silicon carbide is preferred.
- silicon nitride also result from the low specific weight, its high flexural strength and high wear resistance. Silicon nitride sintered without pressure is particularly suitable.
- the elements can be made of metal and an associated sintered molded body made of ceramic material by gluing or soldering.
- the connection of such an element or an element which is designed as a sintered shaped body made of ceramic material with the ski or with its individual layers can be done by welding, gluing and embedding in the ski body.
- the sintered shaped bodies can be provided with tongue and groove, toothing, dovetails or perforations made in their edge legs. In the same way, these or similar designs are possible with a sintered molded body which is inserted into a single metallic element.
- the size and shape of the sintered body forming the tread edge according to the invention are to be matched to the respective intended use of the ski, sintered bodies which have a length of 25 to 100 mm as viewed in the direction of the ski and which have a width of approx. 4 mm.
- the formation of the tread edge according to the invention in the area below the ski binding has proven to be particularly valuable.
- a particularly expedient embodiment of the tread edge arises when the sintered bodies _ seen in side view _ are parallelogram or trapezoidal.
- the trapezoidal shape enables minimal distances on the outsole, which should preferably not exceed 0.4 mm, but can be reduced to values of up to 0.05 mm in order to set a particularly good sliding behavior, with the distances in the area opposite the outsole being achieved at the same time a particularly good deflection are higher.
- characters 1 and 2 are sectional views in partial ski sections of various embodiments of the invention characters 3 to 7 cross-sectional representations of individual elements formed in different geometries to form side rails characters 8 to 12 side views of side rails formed from individual elements.
- a metallic, single element (21) along the adhesive area (13) with the layers (2), (3), (4) and (5) is inserted into the ski (1) and with the layers of the ski connected by gluing.
- a sintered molded body (28) made of partially stabilized zirconium oxide is inserted into the element (21) and connected by a solder joint (14).
- the sintered molded body (28) forms part of the outer sides (11) and (12) of the element (21).
- FIG. 2 shows an embodiment in which the tread edge is formed from sintered shaped bodies made exclusively of ceramic material and along the adhesive area (13) the layers (2), (3), (4) and (5) of the ski (1) is glued.
- This embodiment thus shows completely made of ceramic outer sides (11) and (12), so that the tread edge formed by elements (23) has an improved sliding behavior in its entire contact area.
- Figures 3 to 7 show different profile embodiments, according to which the elements (21) or sintered body (23) can be designed to achieve a positive connection with the individual layers of the ski, which can lead to the elimination of the edge legs (8) , which are only indicated by dash-dotted lines.
- Figure 8 pulls a tread edge (15), formed from spaced-apart sintered bodies (23) with end faces (7) formed at the connection points (19) at right angles to the outsole.
- the distance A between the individual sintered bodies (23) at the connection points (19) is 0.35 mm.
- the sintered shaped bodies are trapezoidal when viewed from the side trained so that V-shaped connection points (19 ') arise. This makes it possible to form the lower distance A 'near O (approx. 0.1 mm), which serves to improve the sliding properties.
- FIG. 10 shows sintered shaped bodies (23 ⁇ ) combined to form a tread edge (15), the edges of which are rounded on the sides (7 ⁇ ) on the side facing away from the outsole. At the connection points (19 ⁇ ) the smallest distance A ⁇ (outsole side) is 0.1 mm.
- Figure 11 shows a tread edge (15) formed from sintered body (23 ′′′), which have a parallelogram shape seen from the side and are arranged at the connection points (19 ′′′) with a distance A ′′′ 0.4 mm to each other.
- the direction of travel is indicated by F.
- the helix angle ⁇ is 30 °. The embodiment enables good sliding behavior.
- Figure 12 shows a tread edge (15) formed from sintered bodies (23 ⁇ ⁇ ), which are chamfered at their end faces (7) with different angles ⁇ and ⁇ , so that there is a wedge gap with angle ⁇ .
- This design combines the advantages of the design according to FIG. 9 (small distance) with that of FIG. 11 (low driving resistance).
Landscapes
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Description
- Die Erfindung betrifft die LaufflächenKante eines Ski nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Die heute üblichen Skikonstruktionen sehen seitliche LaufflächenKanten aus Stahl, ggf. aus oberflächengehärteten oder durchgehend gehärteten Stahlsorten vor. Als Bestandteil der Seitenschiene dienen die metallischen verstärkungskanten der verschleißminderung und sind von großer Bedeutung für die Griffigkeit und Führung des Ski. Einstückige LaufflächenKanten, aus Stahl, aus über den Kantensteg miteinander verbundenen Steggliedern sind in der DE-A-35 10 545 und des FR-A-21 27 650 beschrieben.
- Die Nachteile der bisher verwendeten metallischen Laufflächenkanten bestehen darin, daß der Verschleiß vielfach noch zu hoch ist, was im einzelnen zu einer vorzeitigen Abnutzung der Laufflächenkante,insbesondere zu einer Kantenverrundung oder einer Gratbildung führt. Man hat sich bisher dadurch beholfen, daß die einem Verschleiß unterligenden Laufflächenkanten nachgeschliffen wurden, mußte dabei jedoch in Kauf nehmen, daß tieferliegende Kerben und Riefen nicht mehr scharfkantig zu beschleifen waren und daß ferner oberflächengehärtete Stahlkanten durch mehrfaches Nachschleifen ihre Härte verlieren Nachteilig ist auch die Korrosionsempfindlichkeit der bisherigen Metallkanten.
- Aus der US-A- 33 95 928 ist ein Ski bekannt, dessen gesamte Laufsohle und damit auch ein Teil der Laufflächenkante mit einem porzellanartigen Emailleüberzug versehen ist, der auf einer mit dem aus Holz bestehenden Skikkörper verbundenen Metallplatte aufgetragen ist. Die Verschleißfestigkeit dieser bekannten Beschichtung ist sehr gering, außerdem besteht die Gefahr, daß die bei Gebrauch des Skis eintretende Biegebeanspruchung infolge der großflächigen Beschichtung auf der gesamten,Unterseite zum Abplatzen, zumindest aber zu Rissen in der Beschichtung führt.
- Aus der DE-A-15 78 902 ist die Ausbildung von Laufflächenkanten aus Hartstoffen bekannt. Zu den Hartstoffen werden dabei die Hartmetalle, vorzugsweise aus Metallkarbid oder einer Metallkarbidlegierung mit Zusätzen von Metallen, wie Nickel oder kobalt, ferner die sogenannten Cermets: also Abmischungen von keramikwerkstoffen mit Metallen und keramische Werkstoffe gezählt. Vorzugsweise sind die Hartstoffe als Beschichtung in einer Dicke von 0,5 mm aufgetragen. Sofern eine Herstellung der Laufflächenkante als Ganzes aus Hartstoffen in Erwägung gezogen wird, soll der Hartstoff eine ausreichende Elastizität aufweisen. Aus diesen Angaben ist darauf zu schließen, daß keramikwerkstoffe infolge ihrer Sprödigkeit lediglich als Beschichtungswerkstoffe zum Einsatz kommen sollen, so daß nach wie vor die Gefahr des Abplatzens der Beschichtung von den metallischen Beschichtungsträgern, insbesondere wegen der bekannten Haftungsprobleme zwischen Metall und keramik und infolge der unterschiedlichen thermischen Längenausdehnungskoeffizienten zwischen Metall und keramik besteht.
- Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik will die Erfindung eine Laufflächenkante eines Ski mit verbesserter Haltbarkeit und einer wesentlich erhohten Verschleißfestigkeit zur Verfügung stellen, so däß ein Nachschleifen nicht mehr erforderlich ist. Darüberhinaus will die Erfindung eine Laufflächenkante mit besseren Gleiteigenschaften zur Verfügung stellen.
- Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Laufflächenkante entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dessen kennzeichnende Merkmale vor. Eine vorteilhafte Ausführungsform zur Einfügung von einzelnen Sinterformkörpern in den Ski unter Zuhilfenahme von metallischen Elementen ist durch den Patentanspruch 4 gekennzeichnet.
- Die Anordnung von Sinterformkörpern entsprechend der Erfindung in den einem besonders hohen verschleiß ausgesetzten Bereichen der Laufflächenkante führt infolge der höheren Festigkeit, insbesondere einer hohen Korngrenzenfestigkeit von Sinterformkörpern, zu einem wesentlich geringeren Verschleiß im Vergleich zu den bekannten Beschichtungen. Darüberhinaus beseitigt die Verwendung von Sinterformkörpern die bei Beschichtungen permanent vorhandene Gefahr, daß die Beschichtungen von ihrem Träger abplatzen. Eine ganz wesentliche Bedeutung kommt dabei der Maßnahme zu, daß die Laufflächenkante aus einzelnen, nicht miteinander verbundenen Sinterformkörpern zusammengesetzt ist, wobei die Sinterformkörper entweder direkt mit dem Skikörper verbunden sind oder gemäß der durch den Patentanspruch 4 gekennzeichneten Ausführungsform die ausschließlich aus keramischem Werkstoff bestehenden Sinterformkörper in einzelne, nicht miteinander verbundene metallische Elemente eingefüst sind. Da die einzelnen Elemente nicht miteinander verbunden sind, bleibt die Flexibilität des Skikörpers erhalten.
- Um die unbedingt erforderliche Flexibilität des Skikörpers zu gewährleisten, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Sinterformkörper oder, wenn diese in metallische Elemente eingefügt sind, die metallischen Elemente in Längsrichtung des Ski mit Abstand anzuordnen, da hierdurch ein Aneinanderreiben der einzelnen Sinterformkörper bzw. Elemente bei Durchbiegung des Ski weitestgehend vermieden wird. Besonders bevorzugt ist ein laufsohlenseitig gemessener Abstand von 3/10 bis 4/10 mm.
- Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich durch die Patentansprüche 3 und 6. Diese Ausführungsformen bewirken bei dem vom Skiläufer ausgeübten Druck bzw. der dadurch verursachten Durchbiegung des Ski, daß eine Berührung der die Verstärkungskante bildenden Sinterformkörper noch sicherer vermieden wird.
- Von den durch Patentanspruch 9 gekennzeichneten Ausführungsformen hat sich insbesondere Zirkoniumoxid als ganz besonders geeignet erwiesen, da dieser Werkstoff zu einem besonders guten Gleitverhalten auf Schnee und Eis führt, außerdem über eine besonders hohe Biegebruchfestigkeit und Bruchzähigkeit, eine relativ hohe Schlagbeanspruchbarkeit und auch noch eine gewisse Elastizität verfügt. Aluminiumoxid wird insbesondere unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten bevorzugt und erlaubt auch die Herstellung besonders komplizierter Formen. Außerdem hat Aluminiumoxid eine relativ hohe Härte. Desweiteren sind auch Abmischungen, die im wesentlichen aus Aluminiumoxid und 1 bis 30 Vol.% Zirkoniumoxid bestehen, hervorragend geeignet, weil sie eine gute Zähigkeit aufweisen. Siliciumcarbid ist wegen seines geringen spezifischen Gewichtes im Vergleich zu Eisenmetallen bzw. der damit verbundenen ca. 50% igen Gewichtsersparnis bevorzugt. Ein weiterer Vorteil liegt in der außerordentlich hohen Härte und ist durch den niedrigen Ra-Wert (arithmetischer Mittenrauhwert) gegeben. Dadurch werden günstige Gleiteigenschaften erreicht. Insbesondere durcklos gesintertes oder heißgepreßtes Siliciumcarbid ist bevorzugt.
- Die Vorteile von Siliciumnitrid ergeben sich ebenfalls aus dem geringen spezifischen Gewicht, seiner hohen Biegebruchfestigkeit und hohen Verschleißbeständigkeit. Insbesondere drucklos gesintertes Siliciumnitrid ist geeignet.
- Die Herstellung der Elemente aus Metall und einem damit verbundenen Sinterformkörper aus keramischem Werkstoff kann durch Kleben oder Löten erfolgen. Die Verbindung eines solchen Elementes oder eines Elementes, das als Sinterformkörper aus keramischem Werkstoff ausgebildet ist, mit dem Ski, bzw. mit dessen Einzellagen kann durch Verschweißen, Verkleben und Einbetten in den Skikörper erfolgen. Um eine bessere Verbindung mit dem Skikörper zu erzielen, können die SinterFormKörper zur Erzielung einer formschlüssigen Verbindung mit Nut und Feder, Verzahnungen, Schwalbenschwänzen oder in ihrem Kantenschenkel angebrachten Durchbrechungen versehen sein. In gleicher Weise sind diese oder ähnliche Ausbildungen bei einem Sinterformkörper möglich, der in ein metallisches Einzelelement eingesetzt wird.
- Wenngleich Größe und Form der die erfindunsgemäße LaufflächenKante bildenden SinterFormKörper auf den jeweiligen Einsatzzweck des Ski abzustimmen sind, haben sich doch SinterFormKörper als besonders geeignet erwiesen, die in Laufrichtung des Ski gesehen eine Länge von 25 bis 100 mm aufweisen und die laufsohlenseitig eine Breite von ca. 4 mm aufweisen. Als ganz besonders wertvoll hat sich die Ausbildung der erfindungsgemäßen LaufflächenKante im Bereich unterhalb der Skibindung erwiesen. Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der LaufflächenKante entsteht, wenn die SinterFormKörper _ in der Seitenansicht gesehen _ parallelogramm- oder trapezförmig ausgebildet sind. Insbesondere die Trapezform ermöglicht laufsohlenseitig minimale Abstände, die vorzugsweise 0,4 mm nicht überschreiten sollen, aber zur Einstellung eines besonders guten Gleitverhaltens auf Werte bis zu 0,05 mm abgesenkt werden können, wobei gleichzeitig die Abstände in dem der Laufsohle entgegengesetzt liegenden Bereich zur Erzielung einer besonders guten Durchbiegung höher sind.
- Die nachfolgenden Figuren zeigen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung:
- Es zeigen:
Figuren
1 und 2 Schnittdarstellungen in Ski-Teilausschnitten von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung
Figuren
3 bis 7 Querschnittdarstellungen von in verschiedenen Geometrien ausgebildeten einzelnen Elementen zur Ausbildung von Seitenschienen
Figuren
8 bis 12 Seitenansichten von aus einzelnen Elementen gebildeten Seitenschienen. - Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein metallisches, einzelnes Element (21) entlang dem Klebebereich (13) mit den Lagen (2), (3), (4) und (5), in den ski (1) eingesetzt und mit den Lagen des Skis durch Verklebung verbunden. Ein Sinterformkörper (28) aus teilstabilisiertem Zirkoniumoxid ist in das Element (21) eingesetzt und durch Lötstelle (14) verbunden. Der Sinterformkörper (28) bildet einen Teil der Außenseiten (11) und (12) des Elementes (21).
- In Figur 2 wird eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Laufflächenkante von ausschließlich aus keramischem Werkstoff bestehenden Sinterformkörpern ausgebildet ist und entlang dem klebebereich (13) mit den Lagen (2), (3), (4) und (5) des Ski (1) verklebt ist. Diese Ausführungsform zeigt somit vollständig aus Keramik bestehende Außenseiten (11) und (12), so daß die durch Elemente (23) gebildete LaufflächenKante in ihrem gesamten Kontaktbereich über ein verbessertes Gleitverhalten verfügt.
- Die Figuren 3 bis 7 zeigen verschiedene Profil-Ausführungsformen, gemäß denen die Elemente (21) bzw. SinterFormKörper (23) zur Erzielung einer formschlüssigen Verbindung mit den einzelnen Lagen des Ski ausgebildet sein können, was zu einem Wegfall der Kantenschenkel (8) führen kann, welche nur strichpunktiert angedeutet sind.
- Figur 8 ziegt eine LaufflächenKante (15), gebildet aus mit Abstand voneinander angeordneten SinterFormKörpern (23), mit an den Anschlußstellen (19) rechtwinklig zur Laufsohle ausgebildeten Stirnseiten (7). Der Abstand A zwischen den einzelnen SinterFormKörpern (23) beträgt an den Anschlußstellen (19) 0,35 mm.
- Bei der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform sind die SinterFormKörper in seitlicher Ansicht gesehen trapezförmig ausgebildet, so daß V-förmige Anschußstellen (19′) entstehen. Dadurch wird es möglich, den unteren Abstand A′ nahe O (ca. 0,1 mm) auszubilden, was zur Verbesserung der Gleiteigenschaften dient.
- Eine in Figur 10 gezeigte Ausführungsform zeigt zu einer Laufflächenkante (15) vereinigte Sinterformkörper (23˝), deren kanten an den Seiten (7˝) an der der Laufsohle abgewandten Seite abgerundet sind. An den Anschlußstellen (19˝) beträgt der geringste Abstand A˝ (laufsohlenseitig) 0,1 mm.
- Figur 11 zeigt eine LaufflächenKante (15), gebildet aus SinterFormKörper (23‴), die von der Seite gesehen eine parallelogrammförmige Form aufweisen und an den Anschlüßstellen (19‴) mit Abstand A‴ 0,4 mm zueinander angeordnet sind. Die Fahrtrichtung ist mit F angegeben. Der Schrägwinkel β beträgt 30°. Die Ausführungsform ermöglicht ein gutes Gleitverhalten.
- Figur 12 zeigt eine LaufflächenKante (15), gebildet aus SinterFormKörpern (23˝˝), die an ihren Stirnseiten (7) mit unterschiedlichen Winkeln β und γ abgeschrägt sind, so daß sich ein Keilspaltt mit Winkel δ ergibt.
- Diese Ausführung kombiniert die Vorteile der Ausführung nach Figur 9 (geringer Abstand) mit dem der Figur 11 (geringer fahrwiderstand).
Claims (9)
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