DE1961487A1 - Mehrschichtenski und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Mehrschichtenski und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Case 6367
DEUTSCHE SEMPERIT GUMMIWERK GES,M.B.H.
Lehrschichtenski
und Verfahren zu seiner Herstellung
und Verfahren zu seiner Herstellung
Als Gleitkufeη für den Skilauf sind seit altersher entsprechend
geformte Holzleisten verwendet xrorden. Man stellte sehr bald fest,
daß nicht nur sur besseren Gewichtsverteilung des Skiläufers übor die ganze Länge der Gleitkufe, sondern auch zur sicheren
Führung der Skier, insbesondere wenn Kurven gefahren v/erden sollten, es zweckmäßig war, den Ski leicht nach oben zu wölben
und ihm damit eine elastische Vorspannung zu geben. Da insbesondere
die Esche als elastisches Holz bekannt geworden ist, war es die Esche, daneben die schwedische Birke, Hickory und dgl«, aus
denen die Skiervorzugsweise verfertigt wurden.
In weiterer Folge stellte es sich heraus, daß mit einer einfachen,
wenn auch etwas vorgeformten Holzleiste das Auslangen nieh'c gefunden
werden konnte, da die elastische Vorspannung unter der Belastung des Skiläufers zu rasch nachließ und außerdem den in
verschiedenen Situationen auftretenden plötzlichen Belastungen zu wenig V/iderstand entgegengesetzt wurde. Dadurch kam es häufig
zu Brüchen. Diesen Problemen begegnete man durch den Einsatz mehrschichtiger verleimter Skier,die sehr häufig auch aus einzelnen
Streifen, Leisten od.dgl* verschiedener Holzsorten aufgebaut wurden und noch werden. Einen weiteren Fortschritt brachten
in den letzten Jahren die glasfaserverstärkten Kunstharzlaminate, die insbesondere die beiden erwähnten Probleme sehr stark
reduzierten. ·
;:it der steigenden Elastizität der Gleitkufen - selbst unter
Vermeidung einer zu starken Versprodung - traten jedoch neue
Probleme auf, besonders bei der modernen Skilauftechnik und bei den zunehmenden Geschwindigkeiten. Die.sehr langen, leicht
nach oben gewölbten und sehr elastischen Skier, insbesondere deren Spitzen und Enden beginnen bei kleinsten Unebenheiten,
insbesondere balm teilweisen Abheben des Ski's vom Boden, wie
es beim modernen Skilauf und den derzeitigen Pisten unvermeid-
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- ζ- Ί961487 .
lieh und üblich ist, zu flattern, und zu vibrieren-. Dies
beeinträchtigt jedoch die Lauf ruhe und Stabilität des Ski's,
sowie seine, Führung.
Nun hat man sich bisher zwar bereits mit diesem Problem auseinandergesetzt.
Die wenigen dafür vorgeschlagenen Lösungen geben jedoch keinesfalls befriedigende Ergebnisse. Da.-ra gehört
2.3. eine nach der österreichischen Patentschrift 187.028 stoischen der Bindung und der Skispitze angebrachte,
dämpfende Torsionsstange; die nach den österreichischen Patentschriften
235.13ο, 244.8I7 oder 254.341 vorgeschlagenen v/elligen
oder profilierten Deckblätter oder Keileinlagen, z.B. aus glasfaserverstärktem Polyesterharz oder Holz, die eine federnde
und dämpfende Wirkung haben sollten. Auch die in der Ö.P. 194.764 vorgeschlagene Kernfüllung mit einem inerten
anorganischen Füllmaterial führt durch die Skibewegungen zu einem raschen Zerreiben dieses Materials und hat daher in
der Praxis keine Anwendung gefunden.
Man hat sich bisher im wesentlichen auf eine Verbesserung der Bruchfestigkeit, Biegefestigkeit, Biegungssteifigkeit und
eine seitliche Beständigkeit der elastischen Eigenschaften konzentriert. Aber selbst eine Veränderung der Biegesteifigkeit
in verschiedenen Zonen über die Länge des Ski's bringt
keine Lösung des Dämpfungsproblems.
Erfindungsgemä.?; wird hingegen ein Ilehrschichtenski vorgeschlagen,
der dadurch gekennzeichnet ist, daß er wenigstens eine streifen-, band- oder dgl. -förmige Ein- und/oder Auflage
aus einem vorzugsweise vernetzten, elastomeren Kunststoffmaterial
enthält, welches eine relative Dämpfung von wenigstens 8 Ja, vorzugsweise wenigstens Io fj (gemessen nach der Biegewellenmethode
bei loo Hz) aufweist. Durch die erfindungsgemäße
Kombination der im Skibau an sieh bekannten elastischen Materialschichten, wie z.B. Holz, glasfaserverstärktem Kunstharz, Aluminium
öd. dgl. mit Materialien von hohem Dämpfungswert können die erwünschten Festigkeits- und Biegesteifigkeitseigenschaften
bei hoher bleibender Elastizität beibehalten werden,
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der Ski erhält jedoch dadurch trotzdem ein optimales Dämpfungsverhalten
bei beginnendem Plattern oder Vibrieren der Skispitzen oder -enden. Diese Schwingungen klingen durch die
erfindungsgemäßen Ein- oder Auflagen sehr rasch ab.
Es ist leicht einzusehen, daß der Dämpfungseffekt umso besser sein wird, d.h., daß die Schwingungen umso rascher abklingen
werden, je mehr dämpfendes Material in dem Ski untergebracht werden kann und je weniger Brückenbildung zwischen den nichtdämpfenden
Materialien besteht. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der gegenständlichen Erfindung werden daher
an sich bekannte Schichten mit elastischer Vorspannung, wie z.B. aus glasfaserverstärktem Kunststoff, Aluminium od.dgl.
völlig von dem dämpfenden Material umhüllt.
Die für die erfindungsgemäßen Ein- oder Auflagen in Frage kommenden Bestandteile eines Kehrschichtenski's sind insbesondere
der Laufflächenbelag, der Oberbelag, die Seitenflächen und die Keileinlage.
Während man ursprünglich die Laufseite der Skier zur Verbesserung der Gleiteigenschaften nur mit einem dünnen Wachs-, später
mit einem Lackübersug versehen hatte, ging man in letzter Zeit besonders au? eine Beschichtung der Lauffläche mit Polyäthylen
über, welches unter Gestimmten Bedingungen hervorragende Gleiteigenschaften bietet. Der Nachteil eines solchen Laufbelages
liegt jedoch einerseits in seiner geringen Kratzfestigkeit, andererseits in seiner verstärkung der elastischen Eisenschaften,
womit er der Dämpfung von Schwingungen entgegenwirkt. Zwar verwendet man zur Verbesserung der Härte ohnedies Niederdruckpolyäthylen,
doch kommt es bei diesem immer noch zu tiefen Kratzern beim Fahren über eisige oder nur geringfügig apere
Stellen. Durch die "Verwendung des Kiederdruckpolyäthylen kommt es außerdem bei tiefen Temperaturen zu einer zusätzlichen Versprödung;
besonders wenn die Skier über Nacht im Freien stehen, können Spannungen auftreten, die sogar zu, wenn auch geringfügigen,
Verwerfungen führen können, wodurch jedoch wiederum die, wie erwähnt, heute besonders erforderliche exakte Skiführung
beeinträchtigt wird.
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Besondere wichtig ist es des weiteren nach der Erfindung,
die Seitenflächen der Skier, die bisher z.B. aus Melamin-
oder riarnstoffharzen gebildet waren, aus einem-dämpfenden
Material mit den oben angegebenen Eigenschaften zu fertigen, um die erwähnte schädliche Brückenbildung zwisehen den üblicherweise
über und unter der Kerneinlage führenden Schichten mit starker elastischer Vorspannung zu verhindern.
Diese Kern-, oder Keileinlage wurde bisher aus blockverlei'mtem
Holz, PVC, Wabenkoiistruktionen od.dgl» ausgebildet. Alle
diese Einlagen geben jedoch eine .relativ .harte Verbindung,
tragen zu wenig Dämpfung bei, und sind --wie" insbesondere z.B. PVC - bei tiefen Temperaturen zu steif. Hier unterscheidet
sich ein erfindungsgemäßer Ski mit einer Kern- bzw. Keileinlage
aus dämpfendem Material besonders vorteilhaft von bisher bekanntgewordenen Konstruktionen. Um Gewicht "zu" sparen,
wird diese Einlage vorzugsweise profiliert ausgebildet,'wobei es besonders zweckmäßig ist, die Ausnehmungen an der Unterseite
vorzusehen, um der Verankerung von Schrauben genügend Halt zu bieten, die für die Befestigung der Bindung von oben
her erforderlich sind.
Während Holz ein logarithmisches Dekrement der Schwingungsabnahme von 0,02 bis 0,02 entsprechend 1 bis 2 % relativer
Dämpfung aufweist, die für die Beschichtung von Glasfasern verwendeten Polyesterharze eine relative Dämpfung von 2 bis 4 c,i,
thermoplastische Kunststoffe eine solche von 3 bis 7 % und die
gelegentlich bereits im Skibau verwendeten, mit hart eingestellten Gummiqualitäten beschichteten Gewebe eine relative Dämpfung
von 7 /o aufweisen, liegt die relative Dämpfung von stark gefüllten
Gummimischungen bei 26 ^, von halbharten Polyurethanelastomcron
bei 11 bis 17 £. Gewisse thermoplastische Polyurethantypen,
gelangen auch bei tiefen Temperaturen (z.B. -30 C)
noch auf Dämpfungsvier te von 14 bis 26 #.
Die -erwähnten, besonders gut dämpfenden Materialien weisen
jedoch teilweise nicht so gute Gleiteigenschaften auf-wie
z.B. Polyäthylen. In einer weiteren Ausbildung der vorliegen-
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den Erfindung· wird daher ein Mehrschichtenski vorgeschlagen,
bei welchem insbesondere die an der Lauffläche und den Seitenkanten
sum Einsatz gelangenden dämpfenden Materialien gleitverbeGsemde
Zusätze enthalten, wie z.B. Silikon, Pudergraphit, Molybdänsulfid od.dgl. Bestimmte Gummitypeη können mit Hilfe
an sich bekannter oberflächlich v/irkender Fluorierungsverfahren
gleitfähig gemacht werden.
Sin. derartiger Laufflächenbelag kann s.B. nach folgender Rezeptur
hergestellt v/erden:
linearer, gesättigter Polyester mit
einem mittleren MG 2000 460
| reines · | 225 |
| Diphenylraethan —4,4'-Diisocyanate | 40 |
| Pudergraphit-Batch | 150 |
| I lono styrol | 75 |
| Polyäthylen AC | 7 |
| Silikonöl | 65 |
| Butand!öl - 1,4 | |
1.022
Sine gute Dämpfung zur Verwendung im Aufbau eines erfindungsgerxlijen
Mehrschichtenski's weisen insbesondere Materialien mit
hoher innerer Reibung, s.B, heterogen vernetzte Produkte auf, zn denen das bereits erwähnte Polyurethan gehört. Solche Produkte
besitzen gute Dämpfungseigenschaften, speziell bei niedrige;.
Gchwingungszahlen, um weiche es hier besonders geht.
j;in weiterer Vorteil der erfindungsgemä::j zum Binsat;; gelangenden
dämpfenden Materialien, insbesondere hochgefüll'oer
G.ir.r.iiq-.'alitäton und elastomerer Polyurethane ist die besonders
hoho Abricbfestlgkoit, die diejenige von Polyäthylen, auch
iricdordrnckpolyäthylen, bei weitem übertrifft, ohne in vergleichbarer
T,/eiso bei tiefen Temperaturen zu Versprödungs- oder
/crsi-'uirr.inij.oorccheinungen zu führen. Auch die Rit;:feutigi;eit
■-uid clic Gtichausreißfestigkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagener.
Materialien ist boträehtlie". höher als diejenigen des
I-OlyUMiylons. Während letzteres κ,B. eine Abricbfestigkelt. von
'■)"' mg nach DIIi au 'v/ei fit, v/erde λ von einer vergleichbaren PoIyircthannrinchuiig
u.iter denrelbQ,! ledingUngeX; nur 50 mg abgetragen.
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Schließlich soll noch eine besonders vorteilhafte Ausfuhrungsform
der gegenständlichen Erfindung erw&hnt werden, nach v/elcher
der gesamte Ski - mit Ausnahme der Stahlkanten und wenigstens
einer, vorzugsweise zwei bis drei elastischen Elnlageschichten
mit Vorspannung - im wesentlichen aus dem dämpfenden
Material besteht.' Ein .solcher Ski ist zweclaraaJBigcrHeise durch
direktes Umgießen der die elastische Vorspannung aufweisenden Einlagen, die beispielsweise aus glasfaserverstärkten Kunstharz
bestehen können, oder durch direktes Aufvulkanisieren herzustellen. Dabei ergeben sich keine oder nur geringfügige
Probleme der Haftung zwischen den Einlagen! und dea dämpfenden
Material, welche gegebenenfalls durch an sich bekannte Haftvermittler
verringert, bzw. beseitigt werden können.
Jedoch kann dieses Verfahren auch für den Fall Verwendung finden, wo nur eine Ein- oder Auflage aus dämpfendem ϊ-laterial
vorgesehen ist, die durch direktes Gieren oder Vulkanisieren
mit den restlichen Einlagen verbunden x-.rf.rd.
Es ist wohl verstanden, daß der erfindungsgeisiäSe i-Ieiirscnichtenski
auch als Wasserski, oder zur Herstellung von Skibobs, oder anderen Gleitkufen Vervrendung finden kann.
Um die Gleitfähigkeit einer Skilauffiäehe aus dea erfindungs-
£emäßen dämpfenden Material zu verbessern, wird welters vorgeschlagen,
dem Material etwa 5 bis etwa 50, vorzugsweise etwa
10 bis etwa 20 Gewichtsprozent eines Polyolefins zuzusetzen.
Dieses Polyolefin lagert sich nämlich in das elastomere .Kunst-Stoffmaterial
ein, schwitzt jedoch bei den Verarbeitungstemperaturen, - da es in dem Material nicht gebunden werden kann aus,
und bildet daher eine besonders gut gleitende Oberfläche auf dem Belag aus.
Außerdem hat sich jedoch bei dem erfindungsgeioäBen dämpfenden
Material ein bisher theoretisch noch nicht erklärbarer, völlig überraschender Effekt eingestellt, Während beispielsweise ein
halbhartes Polyurethanelastomer, wie es für die Besohlung von öohuhon verwendet wird, eine Abriebfestigkeit von 40 - 43* das
für SkilaufflUchenbeläge bisher verwendete» relativ harte
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Polyäthylen eine solche von 98 aufweist, wird durch den Zusatz
von. 10 Gowiehtstoilcn eines niedrig schmelzenden Polyäthylens
zu denselben Polyurethanelastomeren der Abrieb auf 17*6
reduziert. Dies ist naturgemäß für den angestrebten Verwendungssv.'eclc
von ganz besonderer Bedeutung.
Soferne es uo die Herstellung des erfindungsgemäßen dämpfenden
Materials auf der Basis eines Polyurethanelastomers geht, wird
in einer weiteren Ausgestaltung vorgeschlagen, daß das Polyolefin
dem für die Bildung des Polyurethans erforderlichen Polyester
oder Polyether zugesetzt und die Ilischung auf 12O0C erhitzt
wird, 'worauf das weiter zur Polyurethanbildung erforderliche
Polyisocyanat. unter Rühren zugefügt wird, und daß schließlich
die Formgebung in an sich bekannter V/eise durch Gießen erfolgt.
Durch diese Vorcangsweise v/ird der Einbau des Polyolefins in
das Polyurethan erleichtert und die Verteilung verbessert.
009828/1102 BAD
Claims (1)
- Patentansprüche(1. J Mehrschichtenski, dadurch gekennzeichnet, daI3 er wenigstens eine streifen-, band- od.dgl. -förmige Ein- und/oder Auflage aus einem vorzugsweise vernetzten, elastomeren Kunststoffmaterial enthält, welches eine relative Dämpfung von wenigstens C c/o, vorzugsweise wenigstens 10 % (gemessen nach der Biegewellenmethode bei 100 Hz) aufweist.2. Ski nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai3 an sich bekannte Schichten mit elastischer Vorspannung, wie z.B. aus glasfaserverstärktem Kunstharz, Aluminium od.dgl., völlig von dem dämpfenden Material umhüllt sind.~:j. Ski nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dämpfende Material eine hochgefüllte Gummimischung ist.4. Ski nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daßdas dämpfende Material ein halbhartes Polyurethane las torner ■ ist.■j. Ski nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche einen Belag aus dem dämpfenden _.. Material aufweist.6. Ski nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten aus dem dämpfenden Material bestehen.7· Ski nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dämpfende Material gleitverbessernde Zusätze, wie z.B. Silikon, Pudergraphit, Molybdänsulfid od. dgl. enthält.Pj. Ski nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-.zeichnet, daß das dämpfende Material oberflächlich, z.B. durch Pluoricrung, gleitfähig gemacht ist. -—«00 9 8 2 8/1102 bad original- 9 -"■ " 196U879. Ski nach einem dor vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kern- bzw. Keileinlage aus dem dämpfenden Material besteht.10. Ski nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Kernbsv/. Keileinlage profiliert ausgebildet ist, wobei sie Ausnehmungen vorzugsweise an der Unterseite aufweist.11. Ski nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das dämpfende Iiaterial etwa 3 bis 30, vorzugsweise etwa 10 bis etwa ^O Gewichtsprozent eines Polyolefins enthält.Vi. Ski nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, da.o das dämpfende Material ein - vorzugsweise niedrig schmelzendes Polyäthylen enthält.Yj. Verfahren :;ur Herstellung eines Ski's no.ch einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine, vorzugsweise swei oder drei an sich bekannte Schichten mit elastischer Vorspannung, wie z.B. aus glasfaserverstärktem Kunstharz, Aluminium od.dgl., durch direktes Um- oder Aufgießen, bzw. Ein- oder Aufvulkanisieren mit dem dämpfenden Material verbunden werden.IK. Verfahren zur Herstellung eines Ski's nach Anspruch 11 oder Vd, unter Vervrendung eines Polyurethanelastomers, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin dem für die Bildung des Polyurethans erforderlichen Polyester oder Polyether zugesetzt und diese Mischung auf 120 C erhitzt wird, worauf das weiter zur Polyurethanbildung erforderliche Polyisocyanat unter Rühren zugefügt wird, und daß schließlich die Formgebung in an sich bekannter V/eise durch Gießen erfolgt.D^rrS^HB SJtMPBRIT OUKMIWKRK 0IS.M.B.H.A*009828/1102
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