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SKIPRÄPARATION · FACHARTIKELSERIE

Handbürste oder Rotationsbürste?

TEIL I VON II

Handbürste oder Rotationsbürste? Teil I – Wie Handstahlbürsten Skiwachs entfernen

Das Bürsten von Hand und das Bürsten mit Rotationsbürsten sind zwei weitverbreitete Verfahren zur Entfernung überschüssigen Wachses von Langlaufskibelägen. Obwohl beide Verfahren einem ähnlichen Zweck dienen, unterscheiden sich ihre mechanischen Wirkungsweisen.

Um diese Unterschiede zu verstehen, müssen wir zunächst untersuchen, wo das Wachs nach dem Heißwachsen verbleibt, wie es mit UHMWPE zusammenwirkt und wie die Fasern einer Handstahlbürste auf die präparierte Oberfläche einwirken.

Die Struktur, die eigentlich nicht existiert – Steingeschliffene vs. funktionelle Skibelagstruktur, Teil 1

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SKIBELAGSTRUKTUR · FACHARTIKELSERIE

Geschliffene vs. funktionelle Struktur

TEIL 1 VON 2

Die Struktur, die eigentlich nicht existiert

Steingeschliffene vs. funktionelle Skibelagstruktur – Teil 1

Über Skibelagstrukturen wurde bereits sehr viel geschrieben – möglicherweise so viel, dass es zunehmend schwieriger geworden ist, ihre wesentlichen Eigenschaften von den damit verbundenen Annahmen zu unterscheiden.

Betrachten wir dieses Thema deshalb einmal aus einer anderen Perspektive.

Bei einem fachgerecht präparierten Ski muss die von der Schleifmaschine erzeugte Struktur nicht zwangsläufig mit der wirksamen Oberflächengeometrie übereinstimmen, die letztlich mit dem Schnee in Wechselwirkung tritt.

Die ursprüngliche Struktur existiert selbstverständlich als reale geometrische Form im UHMWPE.

Was jedoch nicht zwangsläufig existiert, ist ein einziges, dauerhaftes und unveränderliches funktionelles Oberflächenprofil, das ausschließlich durch die Schleifmaschine bestimmt wird.

Was verstehen wir unter einer Skibelagstruktur?

Unter einer Struktur verstehen wir ein System von Rillen unterschiedlicher Form, Abstände und Tiefen, die in die Oberfläche des Skibelags eingeschliffen werden.

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SKIPRÄPARATION · FACHARTIKELSERIE

Handbürste oder Rotationsbürste?

TEIL II VON II

Handbürste oder Rotationsbürste? Teil II – Wie rotierende Stahlbürsten Skiwachs entfernen

Im ersten Teil haben wir die drei grundlegenden Arten von Wachsreservoirs sowie die relativ langsame, kumulative mechanische Wirkung einer Handstahlbürste untersucht.

Rotierende Stahlbürsten erfüllen denselben allgemeinen Zweck. Ihre Konstruktion, die Biegesteifigkeit ihrer Drähte und ihre Arbeitsgeschwindigkeit führen jedoch zu deutlich anderen Kontaktbedingungen.

Die folgende Analyse untersucht diese Unterschiede und vergleicht die praktischen Eigenschaften beider Bürstverfahren.

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SKIWACHSE & OBERFLÄCHENBEHANDLUNGEN · FACHARTIKELSERIE

Wachsschichten und Skibelagpräparation

TEIL 1 VON 5

Skibelagstruktur und Wachsreservoirs – Teil 1

Handbürste oder Rotationsbürste – das ist hier die Frage!

Die Version für Servicetechniker: Wachsschichten verstehen

Das Wachsen von Skiern wird häufig als relativ einfacher Vorgang dargestellt: Wachs auftragen, abkühlen lassen, überschüssiges Wachs abziehen und den Skibelag abschließend mit einer Handbürste oder Rotationsbürste bearbeiten.

Doch was entfernen wir beim Abziehen und Bürsten eigentlich genau? Wo verbleibt das Wachs tatsächlich? Und wie beeinflussen die Eigenschaften des Skibelagmaterials und seiner strukturierten Oberfläche das Endergebnis?

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SKIWACHSE & OBERFLÄCHENBEHANDLUNGEN · FACHARTIKELSERIE

Wachsschichten und Skibelagpräparation

TEIL 2 VON 5

Wie nimmt UHMWPE-Skibelagmaterial Wachs auf? – Teil 2

1.3 Welche Bereiche können Wachs aufnehmen?

Unter normalen Bedingungen können Wachsmoleküle nicht frei in die vollkommen geordneten kristallinen Bereiche des UHMWPE eindringen.

In der kristallinen Phase sind die Polymerketten dicht gepackt. Zwischen ihnen steht nicht genügend freies Volumen zur Verfügung, um eine leichte Diffusion von Paraffinwachsmolekülen zu ermöglichen.

Kristalline Bereiche stellen hinsichtlich der Wachspenetration daher praktisch geschlossene oder nur sehr schwer zugängliche Materialbereiche dar.

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SKIWACHSE & OBERFLÄCHENBEHANDLUNGEN · FACHARTIKELSERIE

Wachsschichten und Skibelagpräparation

TEIL 3 VON 5

Skibelagadditive und Wachspenetration – Teil 3

1.6 Einfluss von Additiven auf die Wachsaufnahmefähigkeit des Skibelags

Verschiedene Additive und Festschmierstoffe werden häufig in UHMWPE für Skibeläge eingearbeitet. Dazu gehören Ruß (Carbon Black), Graphit und andere kohlenstoffbasierte Materialien.

Die Verwendung von Kohlenstoffpartikeln und Festschmierstoffen in Skibelagmaterialien ist in der technischen Fachliteratur gut dokumentiert.

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SKIWACHSE & OBERFLÄCHENBEHANDLUNGEN · FACHARTIKELSERIE

Wachsschichten und Skibelagpräparation

TEIL 4 VON 5

Wo verbleibt Skiwachs nach dem Abziehen und Bürsten? – Teil 4

1.8 Erstes Reservoir: Die makroskopische Wachsschicht oberhalb der Oberfläche

Das erste und am deutlichsten sichtbare Reservoir besteht aus dem Wachs, das nach dem Aufbügeln als zusammenhängende Schicht oberhalb der ursprünglichen Skibelagoberfläche zurückbleibt.

Diese Schicht kann lokal relativ dick sein, insbesondere dort, wo große Wachsmengen aufgetragen wurden oder das Wachs mit dem Bügeleisen nicht gleichmäßig verteilt wurde.

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Wachsschichten und Skibelagpräparation

TEIL 5 VON 5

Skiwachs entfernen und Skibeläge bürsten – Teil 5

1.11 Die Grenzen zwischen den einzelnen Wachsreservoirs sind nicht scharf definiert

Die drei zuvor beschriebenen Wachsreservoirs bilden ein nützliches Arbeitsmodell, jedoch keine drei vollständig voneinander getrennten Schichten.

In Wirklichkeit bestehen zwischen ihnen kontinuierliche Übergänge.

Wachs, das eine tiefere Rille der geschliffenen Belagstruktur ausfüllt, befindet sich geometrisch oberhalb der Polymeroberfläche. Gleichzeitig kann es jedoch durch mechanische Verzahnung sehr fest in dieser Rille zurückgehalten werden.

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PHYSIK DES SKIGLEITENS · PRAXISTESTS

Flüssige Skigleitmittel: Wachsbasis oder ISANTIN

GLEITVERHALTEN & HALTBARKEIT

Flüssige Skigleitmittel: Wachsbasis oder ISANTIN-Beschichtung – Gleitverhalten und Haltbarkeit

Hängt die Leistungsfähigkeit eines flüssigen Skigleitmittels von der darunterliegenden Präparationsschicht ab?

Wir verglichen komplexe flüssige Gleitmittel, die häufig als Topcoats oder Speeder bezeichnet werden, auf zwei unterschiedlichen Präparationssystemen: einer herkömmlichen Wachsbasis und einer ISANTIN-Beschichtung.

Die anfänglichen Gleiteigenschaften waren in beiden Fällen vergleichbar. Nach wiederholten Testfahrten behielten die auf einer herkömmlichen Wachsbasis aufgetragenen Gleitmittel ihre Leistungsfähigkeit jedoch gleichmäßiger bei als jene auf ISANTIN.

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PHYSIK DES SKIGLEITENS · FACHARTIKELSERIE

Skibelagmaterial und Strukturqualität

TEIL 2 VON 2

Steifigkeit des Skibelags und Strukturstabilität auf nassem Schnee – Teil 2

Die Bedeutung der Formstabilität bei nassen Schneebedingungen

Einige Hersteller von Skibelagmaterialien betrachten die Formstabilität als eine der entscheidenden Materialeigenschaften, insbesondere bei Skibelägen, die für warme und nasse Schneebedingungen vorgesehen sind.

Bei kälteren Bedingungen findet der Kontakt überwiegend zwischen dem Skibelag und einzelnen Eiskörnern statt, deren Oberflächen von einer sehr dünnen quasiflüssigen Schicht bedeckt sind, die als QLL (Quasi-Liquid Layer) bezeichnet wird. An den tatsächlichen Kontaktstellen kann diese Schicht als äußerst wirksamer Grenzschmierfilm wirken.

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PHYSIK DES SKIGLEITENS · FACHARTIKELSERIE

Skibelagmaterial und Strukturqualität

TEIL 1 VON 2

Wie das Skibelagmaterial die Qualität des Steinschliffs beeinflusst – Teil 1

Einfluss des Skibelagmaterials auf die Strukturqualität

Das Material des Skibelags beeinflusst die Qualität einer durch Steinschliff erzeugten Struktur hauptsächlich auf zwei Arten:

1. durch die Bildung unerwünschter Fasern und feiner Härchen während des Schleifvorgangs,
2. durch die Formstabilität des Materials während der Bearbeitung und unter anschließender mechanischer Belastung.

Ein herkömmlicher Skibelag für den Rennsport besteht aus einer Matrix aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMWPE), die durch funktionelle Partikel verstärkt und modifiziert wird. Am häufigsten handelt es sich dabei um Ruß (Carbon Black), lamellaren Graphit und/oder Graphen.

Warum das Skibelagmaterial entscheidend ist – Teil 2: Was berührt den Schnee tatsächlich?

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PHYSIK DES SKIGLEITENS · FACHARTIKELSERIE

Warum das Skibelagmaterial entscheidend ist

TEIL 2 VON 2

Warum das Skibelagmaterial entscheidend ist – Teil 2

Was berührt den Schnee tatsächlich?

Ganz zu Beginn des Gleitvorgangs kann das Skibelagmaterial selbst bei einem frisch präparierten und vollständig gewachsten Skibelag nur wenig oder möglicherweise überhaupt keinen direkten Kontakt mit dem Schnee haben.

Stattdessen findet der anfängliche Kontakt hauptsächlich zwischen der Schneeoberfläche und den zusätzlich aufgetragenen Wachs- und Beschichtungsschichten statt. Während der ersten mehreren hundert Meter kann das äußerste Kontaktmaterial ein Topcoat oder ein sogenannter Speeder sein.

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PHYSIK DES SKIGLEITENS · FACHARTIKELSERIE

Warum das Skibelagmaterial entscheidend ist

TEIL 1 VON 2

Warum das Skibelagmaterial entscheidend ist – Teil 1

Wenn Skiwachse und Oberflächenbeschichtungen tatsächlich genau so funktionieren würden, wie es häufig dargestellt wird – wenn sie also unabhängig von der Komplexität des Strukturmusters eine durchgehende Schicht über die gesamte Skibelagoberfläche bilden würden und diese Schicht mehrere zehn Kilometer überstehen könnte –, dann dürfte das eigentliche Skibelagmaterial während eines Wettkampfs kaum eine Rolle spielen.

Unter solchen Bedingungen käme der Skibelag selbst praktisch nie in direkten Kontakt mit dem Schnee. Die eigentliche Gleitkontaktfläche würde überwiegend zwischen der Schneeoberfläche und der Wachs- beziehungsweise Beschichtungsschicht entstehen.

In Wirklichkeit sind die Vorgänge an der Gleitkontaktfläche und die damit verbundenen Verschleißprozesse jedoch wesentlich komplexer.