AT412068B

AT412068B - Laufsohle für wintersportgeräte

Info

Publication number: AT412068B
Application number: AT3632000A
Authority: AT
Original assignee: Creavac Creative Vakuumbeschic
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2004-09-27
Also published as: DE19909598A1; ATA3632000A

Description

Die Erfindung betrifft eine Laufsohle für Wintersportgeräte, bestehend aus einer auf einem Trä- germaterial durch Vakuumbeschichtung aufgetragenen Hartstoffschicht. Weiters betrifft die Erfin- dung einen Ski bestehend aus einer mit einem Grundkörper verbundenen Laufsohle.

Die Laufflächen moderner Alpin- und Langlaufskier bestehen im Wesentlichen zumeist aus Po- lyethylen, wobei je nach Konstruktion und Preisklasse Polyethylen als Extrudat oder Sintermaterial eingesetzt wird. Unterschiede bestehen im Molekulargewicht des eingesetzten Polyethylens, das als wesentlicher Faktor für die Gleiteigenschaften und für die Bearbeitung der Lauffläche dient.

Praxisversuche haben gezeigt, dass die Inhomogenität der zur Verfügung stehenden Belagsware, die zusätzliche Veränderung des Kristallititätsgrades des Polyethylens während der Skiverklebung und der Schleifmittelverschleiss bei der Laufflächenausfertigung trotz gleicher Konstruktion, Skilän- ge oder Belagtyp zu unterschiedlichen Gleiteigenschaften führen.

Versuche, bessere Gleiteigenschaften bei Skiern zu erreichen, spiegeln sich in vielen Patent- schriften wider. Die DD 276 238 A1 offenbart einen Ski mit verbesserten Gleiteigenschaften, bei dem eine Anpassung an unterschiedliche Schneeverhältnisse durch auswechselbare Metallfolien auf Aluminiumbasis erreicht werden soll. Dabei wird eine Aluminiumfolie mit einer Stärke von 100 Mikrometern verwendet, die geglüht, entfettet und anschliessend mittels einer PTFE- Suspension beschichtet wird. Zur Stabilisierung ist die Metallfolie mit einem Primer versehen, des weiteren enthält die Folie einen Haftkleber, der mit einer Silikonpapierschicht abgedeckt ist. Bei Bedarf wird die zusammengerollte Laufsohle aufgerollt. Die Silikonpapierschicht abgezogen und auf dem Ski aufgeklebt.

Sowohl die Herstellung als auch die Anwendung der Laufsohle nach der DD 276 238 A1 sind ökonomisch sehr aufwendig und haben in die Praxis keinen Eingang gefun- den.

Aus der US 3,395,928 A ist ein Ski bekannt, bei dem die gesamte Laufsohle einen porzellanar- tigen Emailleüberzug aufweist, der auf einer mit dem aus Holz bestehenden Skikörper verbunde- nen Metallplatte aufgetragen ist. Die Verschleissfestigkeit dieser Beschichtung ist jedoch sehr gering. Des weiteren besteht die Gefahr, dass die bei Gebrauch des Skis eintretende Biegebean- spruchung in Folge der grossflächigen Beschichtung auf der gesamten Unterseite zum Abplatzen, zumindest aber zu Rissen in der Beschichtung führt.

Aus der CH 271 670 A ist ein Ski bekannt, der einen, vorzugsweise aus Leichtmetall, beste- henden Laufbelag aufweist. Dabei besteht jedoch die Gefahr, dass der Laufbelag vom Skikörper gelöst wird. Des weiteren ist die geringe Verschleissfestigkeit der metallischen Legierungen, insbe- sondere von Aluminium ungenügend für die Beanspruchungen auf Schnee- und Eispisten.

Die EP 249 895 A2 offenbart einen Ski mit einer laufsohlenseitigen, von seitlichen Verstär- kungskanten begrenzten Gleitfläche aus keramischem Werkstoff, bei dem im Bereich der vorderen und/oder hinteren Gleitzone eine Gleitfläche aus vollkeramischen Sinterformkörpern oder aus mit Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Siliziumkarbid, Siliziumnitrit oder Siliziumaluminiummoxinitrit oder Titankarbid, Titannitrit beschichteten metallischen Basisplatten aufgebaut ist. Die in den Gleitzonen eingebetteten Sinterformkörper sollen eine Gleitfläche ausbilden, die aufgrund der hohen Härte der eingesetzten Sinterformkörper eine ausserordentlich gute Verschleissfestigkeit und hervorragende Gleitfähigkeit besitzen. Die Elemente sind kraft- und/oder formschlüssig in der Laufsohle befestigt.

Derartig aufgebaute Ski sind in der Herstellung sehr kostenaufwendig. Die aus mehreren Einzeltei- len aufgebaute Lauffläche ist beim Gebrauch der Ski einer extremen Belastung ausgesetzt, was zu Spannungen zwischen den Laufflächenteilen führt. Unterschiedliche Elastizitätseigenschaften aufgrund der Mehrteiligkeit der Laufsohle wirken sich beim Fahrverhalten und der Skistabilität negativ aus.

Aus der DE 40 16 267 A1 ist eine Gleitsohle bekannt, die eine Gleitbeschichtung aus Kunst- stoff aufweist, in welchem Metallpartikel aus einem hochlegierten Werkstoff mit einer hohen Härte eingearbeitet sind. Mit dieser Lösung soll sowohl eine verbesserte Gleitfähigkeit als auch Abrieb- festigkeit erreicht werden. Der Volumenanteil der Metallpartikel soll dabei zwischen 10 und 90 Prozent liegen, wobei die Metallpartikel eine Korngrösse zwischen 1 und 200 Mikrometer aufwei- sen.

Aus der DE 34 39 682 A1 ist eine Armierungseinlage aus einem Metallkörper, vorzugsweise Federstahl bekannt, die in einen Kunststoffski eingebettet wird und damit dem Ski eine verbesserte Festigkeit verleihen soll.

Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften offenbart das deutsche Gebrauchsmuster

G 93 06 987. 1 einen aus mindestens zwei Schichten bestehenden erwärmbaren Ski, bei dem zwischen der untersten, den Laufsohlenbelag bildenden, und der obersten Schicht ein in einer Kunststoffolie eingebetteter Heizdraht angeordnet ist. Über eine, auf der Oberseite des Skis angeordnete Batterie soll dabei der Heizdraht betrieben werden.

In der JP 09-313662 A wird ein Ski vorgeschlagen, dessen Gleitfläche mit Kohlenstoff beschichtet wird, indem der ganze Ski in eine Bedampfungskammer gebracht wird. Anschliessend wird die Gleitfläche des Skigrundkörpers beschichtet. Hierbei treten Maskierungsprobleme auf, da der ganze Ski der Bedampfung ausgesetzt ist, aber nur eine Teilfläche selektiv beschichtet werden soll.

In der JP 11-164930 A wird vorgeschlagen, die Gleitfläche eines Skis, Snowboards o. ä. mit Metall oder Kohlenstoff oder Metall mit Kohlenstoff als Haftvermittler zu beschichten, wozu verschiedene Verfahren angegeben werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Laufsohle sowie eines Skis mit einer Laufsohle mit verbesserten Gleiteigenschaften.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch eine Laufsohle gelöst, die aus einer auf einem Trägermaterial durch Vakuumbeschichtung aufgetragenen Hartstoffschicht aus einem Metallnitrid oder Metallkarbid oder Metallkarbonitrid oder einer inhomogenen Beschichtung mit einem Gradienten, der aus dem Übergang mehrerer vorgenannter Verbindungen und/oder Kohlenstoff besteht.

Vorzugsweise besteht die Hartstoffschicht aus einem Nitrid oder Karbid oder Karbonitrid der Metalle Zirkon oder Titan oder Chrom oder Hafnium und das Trägermaterial aus einem Edelstahlfederband einer Dicke von 0,05 bis 0,2 mm. Enthält die Hartstoffschicht auch Kohlenstoff, ist auf dem Trägermaterial eine Grundierung aus einem Metallnitrid oder Metallkarbid oder Metallkarbonitrid zweckmässig.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Trägermaterial und Hartstoffschicht eine isolierende Zwischenschicht aus einem anorganischen Oxid angeordnet. Die isolierende Zwischenschicht eröffnet die Möglichkeit der Heizbarkeit der Hartstoffschicht durch Stromdurchgang mittels Gleich- oder Wechselspannung, insbesondere HF-Spannung oder gepulster Stromeinspeisung. Dazu weist die Hartstoffschicht entsprechende elektrische Anschlüsse auf.

Hartstoff- und isolierende Zwischenschicht werden durch reaktive Beschichtung im Vakuum aufgebracht. Die Schichtdicke der Hartstoffschicht beträgt 0,5 bis 10 um, vorzugsweise 1 bis 2 um.

Dazu wird eine vorgefertigte und profilierte Laufsohle in einer Hochvakuumbedampfungsanlage beschichtet. Die Profilierung und Bemassung kann aber auch nach dem Beschichten erfolgen.

Das zum Beispiel bei Sprungskiern benutzte Profilieren der Laufsohle durch Fräsen von feinen Strukturen zur Verbesserung des Abrisses des Wasserfilmes, wird durch entsprechendes Profilieren des Edelstahlbandes mit z. B. Profilwalzen, Prägewerkzeugen oder auch mit zerspanenden Werkzeugen vor dem Härten und Bedampfen realisiert.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die mit einer Hartstoffschicht versehene Laufsohle durch lonenstrahlen mit Stickstoff- oder Kohlenstoffionen nachbehandelt. Damit wird eine verbesserte Bindung der aufgebrachten Gleitschicht zum Trägermaterial erreicht, die eine Verbesserung der Gleitreibungseigenschaften bewirkt.

Zum Spannungsabbau insbesondere bei Edelstahlfederband ist das Trägermaterial beidseitig beschichtet. Die Abscheidungsbedingungen sind dabei so gewählt, dass die dem Skikörper zugewandte Seite durch Dropletablagerungen eine höhere Rauhigkeit aufweist.

Die erfindungsgemässe Laufsohle weist aufgrund ihrer Beschichtung eine wesentlich verbesserte Gleitfähigkeit auf, die durch Heizung noch verbessert werden kann.

Erfindungsgemäss besteht der Ski mit verbesserter Laufsohle aus einer mit einem Grundkörper verbundenen erfindungsgemässen Laufsohle. Die Laufsohle ist dabei mit einem geeigneten Haftkleber am Grundkörper befestigt.

Anhand nachfolgender Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert:
Ausführungsbeispiel 1
Ski mit einer Edelstahlsohle mit TiN-Beschichtung
Aus einem Edelstahlfederband X7 CrNiAl 17. 7 Nr. 1. 4568 mit einer Federband-Dicke von 0,11 mm wird eine Laufsohle unter Berücksichtigung der Abmasse für den Ski zugeschnitten und einer Walzenprofilierung zur Schaffung einer Nadelstruktur zur Verbesserung des Wasserabrisses

zugeführt. Die so vorgefertigte Laufsohle wird in eine Hochvakuumbedampfungsanlage einge- bracht und mit einer TiN-Beschichtung versehen. Danach erfolgt eine Nachbearbeitung in Bezug auf die Führungsspuren und Massigkeit gegenüber dem Ski-Fertigmass. Die so hergestellte Lauf- sohle wird auf einen Sprungskigrundkörper in Sandwich-Bauweise mit profilierter Laufseite mittels eines Haftklebers aufgeklebt.

Ausführungsbeispiel 2
Ski mit einer Edelstahlsohle mit einer Gleitschicht mit Heizung
Analog Ausführungsbeispiel 1 wird aus einem Edelstahlfederband X7 CrNiAl 17. 7 Nr. 1.4568 eine Laufsohle unter Berücksichtigung der Abmasse für den Ski und der notwendigen Profilierungen im Laufbereich vorbereitet. Diese Laufsohle wird in eine Hochvakuumbedampfungsanlage einge- bracht, wo zuerst eine isolierende Zwischenschicht aus einem anorganischen Oxid und anschlie- #end eine Hartstoffschicht aus Metallnitrid oder Metallkarbid oder Metallkarbonitrid aufgedampft wird. Die so beschichtete Laufsohle erhält an den Enden elektrische Anschlüsse für die Einspei- sung einer HF-Spannung. Die so hergestellte Laufsohle wird auf einen Sprungskigrundkörper in Sandwich-Bauweise mit profilierter Laufseite mittels eines Haftklebers aufgeklebt.

Die elektrischen Anschlüsse werden nach innen verlegt und mit einem im Skigrundkörper angeordneten HF-Spannungsgenerator und einer Spannungsquelle verbunden.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Laufsohle für Wintersportgeräte, bestehend aus einer auf einem Trägermaterial durch Va- kuumbeschichtung aufgetragenen Hartstoffschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die
Hartstoffschicht aus einem Metallnitrid oder Metallkarbid oder Metallkarbonitrid oder einer inhomogenen Beschichtung mit einem Gradienten, der aus dem Übergang mehrerer vor- genannter Verbindungen oder aus dem Übergang mehrerer vorgenannter Verbindungen und Kohlenstoff besteht.

Claims

2. Laufsohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffschicht aus ei- nem Nitrid oder Karbid oder Karbonitrid der Metalle Zirkon oder Titan oder Chrom oder Hafnium besteht.

3. Laufsohle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial aus einem Edelstahlfederband besteht.

4. Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die be- schichtete Laufsohle durch lonenstrahlen mit Stickstoff- oder Kohlenstoffionen nachbe- handelt ist.

5. Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Trägermaterial und Hartstoffschicht eine isolierende Zwischenschicht angeordnet ist.

6. Laufsohle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus ei- nem anorganischen Oxid besteht.

7. Laufsohle nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffschicht heizbar ist und elektrische Anschlüsse für das Anlegen einer Gleich- oder Wechsel- oder Hochfrequenzspannung aufweist.

8. Ski bestehend aus einer mit einem Grundkörper verbundenen Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

KEINE ZEICHNUNG