Wachs- und Schneeabrieb im Skilanglauf
M. Hasler, K. Schindelwig, M. Mössner, S. Rohm, J. van Putten, W. Nachbauer, Forschungszentrum Schnee, Ski und Alpinsport Innsbruck
In einfachen Reibungsmodellen (z.B. Archard) wurde angenommen, dass das Volumen an abgeriebenem Material proportional zur Reibungsarbeit ist. Am System Ski – Schnee sind zumindest drei verschiedene Materialien beteiligt: Skibelag, Wachs und Schnee (zzgl. Wasser). Alle drei Komponenten haben unterschiedliche plastische und elastische Eigenschaften. Damit wird der Mechanismus des Abriebs sehr komplex. In der vorliegenden Untersuchung wurden der Abrieb von Wachs und die Abnutzung der Schneeoberfläche untersucht. Methode: Ein Probekörper wurde am Tribometer der Universität Innsbruck bei 5 m/s über eine Strecke von 9,35 km getestet. Dabei wurde laufend der Reibungskoeffizient bestimmt und in 850 m- Intervallen der Wasser-Kontaktwinkel und die Abnahme des Wachses mittels FTIR. Nach 1, 10 und 20 Überfahrungen einer Schneespur wurde die oberste Schneeschicht mittels µ-Computertomographie vermessen. Nach ca. 3 km war nur mehr ein Drittel der ursprünglichen Fluor-Kohlenstoffverbindungen an der Belagsoberfläche nachweisbar. Der Wasser-Kontaktwinkel nahm nach etwa 7 km signifikant ab. Die gemessene Reibung war für die ersten 7 km annähernd gleichbleibend und nahm in der Folge zu. Änderungen im Schnee betrafen nur die oberste Schicht mit ca. 1 mm Dicke. Der Unterschied war nach der ersten Fahrt am größten mit einer Verringerung der Flächenrauheit um ca. 70%. Diskussion: Der Verlauf des Abriebs an beiden untersuchten Reibungspartnern (Schnee und gewachster Skibelag) lässt sich nicht mit einfachen Modellen beschreiben. Während die Reibung zumindest für die ersten 7 km relativ konstant war, zeigten sowohl FTIR-Messungen als auch die Untersuchung der Schneeoberfläche nicht das aus dem Modell erwartete proportionale Verhalten.