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BeitragVerfasst: Fr Jan 14, 2005 07:13 
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Materialkunde

Kurze Materialkunde über das Sportgerät Alpinski

Werkstoffe für den Bau von Alpinski:
Moderne Alpinski sind ein komplizierter Verbund aus den verschiedensten Materialien, der hohen Anforderungen gerecht werden muß. Noch 1960 bestanden die Mehrzahl der produzierten Skier zum Großteil aus hochwertigen Harthölzern (Esche, Hickory). Brüche und bleibende Deformationen waren die Regel. Berufsfahrer verbrauchten bis zu 10 Paar Skier in einer Saison. Die Suche nach geeigneteren Werkstoffen führte die Skierzeuger in die Kunstoff- und Compoundtechnik (Verbundstoffe). Neue Werkstoffe wie Duraluminium, unidirektionelle und bidirektionelle Fiberglaslaminate, hochgezüchtete Bindemittel und elastische Ausgleichsfolien wurden in der Folge verwendet. Heute sind Carbonfaser und Kevlarlaminate sowie vorgefertigte Halbschalen häufig verwendete Ausgangsmaterialien bei der Skierzeugung.

Bauteile eines Skis:
Oberflächenlaminat, Obergurte, Untergurte, Kerne, Kanten, Seitenwangen, Belag, Stahlkanten, Spitzen- und Endenbeschläge

Kriterien für die Werkstoffauswahl zur Skiherstellung:
Festigkeit, Einfluss der Materialien auf das Fahrverhalten, Wirtschaftlichkeit, Eignung für gestalterische Effekte im Oberflächen- und Laufflächendesign.

Gurtwerkstoffe werden in jeder Verbundkonstruktion verwendet. Obergurte und Untergurte müssen die hohen Verformungskräfte bei Skiern aufnehmen. Die Gurte liegen in den Zonen der höchsten Beanspruchungen. Sie müssen diese ohne bleibende Deformation und Ermüdung aufnehmen.
Obergurt = Druckgurt - nimmt Druckbelastungen auf
Untergurt = Zuggurt - nimmt Zugbelastungen auf

Kohlefaser und Kevlarlaminate sind die teuersten Materialien, werden demnach nur im Hochpreissegment verbaut. Die große Menge der Gurte sind mit Epoxidharz gebundene Glasfaserlaminate. Auch Duraluminium wird im Sandwichbau verwendet. Ausschlaggebend für ein gutes Endprodukt ist die Kombination verschiedener Werkstoffe zu einem guten Produkt mit den vorgegebenen Fahreigenschaften bei vertretbaren Kosten.

Kernwerkstoffe:
Der Kern hat je nach Konstruktionstyp des Skis verschiedene Bedeutung. Beim Kastensystem ist der Kern nur Distanzhalter für die Fiberglaselemente im Nasswickelprozess. Hier sind keine hohen Anforderungen an die Qualität des Kernes gestellt. In bestimmten Anwendungsbereichen (Langlauf!) werden auch PU Schäumkerne verwendet. Im Sandwichbau muß der Kern weit höheren Ansprüchen gerecht werden. Hier leitet der Kern hohe Schubspannungen über die Gurte ab und ist stark an den Lastwechseln beteiligt. Kerne sind auch heute noch vielfach aus Holz. Eine weitere Bedeutung hat das Kernmaterial für die Schwingungsdämpfung und Formbeständigkeit des Skis (Temperaturtoleranz, Erhaltung der Vorspannung).

Stahlkanten:
Kanten werden als einteilige Kanten oder Gliederkanten in verschiedenen Stahlhärten verarbeitet. Harte Stähle sind widerstandsfähiger, allerdings auch schwerer zu bearbeiten (Kantentuning). Neueste Entwicklung sind hitzebehandelte Stähle („Plasmaedge"), welche die Schärfe länger als herkömmliches Material halten, händisch aber schwer zu tunen sind.

Konstruktionssysteme von Alpinski:
Die herkömmlichsten Bauweisen sind die unten angeführten Systeme, daneben gibt es zahlreiche Hybrid- und Spezialverfahren. Die Entscheidung für eines der Verfahren erfolgt je nach Konstruktionsziel, Einsatzgebiet und Preiskategorie. Auch Form und Gestaltung (Design) sind wichtige Kriterien für die Wahl eines bestimmten Verfahrens.

Sandwichkonstruktion: hochwertige Verbundkonstruktion, über viele Jahre für Spitzenskier die Toptechnologie; auch heute noch für Qualitätsskier und besonders auch Rennskier von den meisten Produzenten verwendet.

Kastenbauweise: „gewickelte Ski"; um einen Torsionskasten als Kern werden Fiberglasbandagen gewickelt. Ergibt torsionssteife Ski, arbeitsaufwendiges Verfahren, große Qualitätstoleranzen.

Monocoque Bauweise: Über ein tragendes U-Profil werden die Kräfte direkt auf die Kanten abgeleitet (Salomon) und bieten sehr guten Kantengriff. Die daraus entstehende neue Skiform war besonders innovativ und förderte den Verkauf.

Cap- (Halbschalen-) Konstruktion: die tragende Konstruktion ist nach wie vor im Ski selbst. Die aufgesetzte Halbschale bringt eine ansprechende Form und neue Möglichkeiten für das Design.

Fibre Tube Konstruktion: Fiberglasschläuche werden als tragende Elemente in den Ski eingebaut und von einer Halbschale überdeckt.

PU-Schäumverfahren: Polyurethanschaum wird in eine tragende Konstruktion über das Skiende eingespritzt. Für preisgünstige Ski verwendet.


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