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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Schis, wobei in eine Form mit einem, dem Umriss des Schis im wesentlichen entsprechenden Hohlraum eine obere und eine untere Platte und/oder zwei Seitenplatten, sowie ein schäumbarer Kunststoff auf Basis von Polyurethan zur Bildung eines Kernes mit Zellenstruktur und gegebenenfalls mindestens ein zwischen den Platten angeordnetes Distanzelement eingebracht werden und anschliessend der Kunststoff geschäumt und ausgehärtet wird, wodurch die obere und die untere Platte und/oder die beiden Seitenplatten unter dem Schäumdruck des Kunststoffes an die Innenflächen der Form gepresst und mit dem Kern verbunden werden, wobei der ausgehärtete Kern ein spez. Gewicht von etwa 0, 4 bis 0, 7 g/cm3 aufweist.
Vielfach wurden bisher Schichtenschi unter Verwendung eines hölzernen, qualitativ gleichartigen Kernmaterials erzeugt, welches in der ersten Produktionsstufe in die Grösse und die Form des zu erzeugenden Schis gebracht wurde. Die obere und untere Fläche des Kernes wurden mit einem Bindemittel versehen, Oberflächenplatten wurden auf diese Flächen gelegt und anschliessend hitzebehandelt, um die Oberflächenplatten fest mit dem Kernmaterial zu verbinden.
Von diesem Schirohling wurden dann die überschüssig vorstehenden Ecken der Oberflächenplatten weggeschnitten. Der Schirohling wurde dann mit Seitenplatten in gleicher Weise wie oben beschrieben versehen. Da die Erzeugung eines Schichtenschis dieser Art viel Zeit und Facharbeit erforderte, war die Wirtschaftlichkeit der Erzeugung sehr gering. Ausserdem werden die Holzbestände für das feingemaserte und qualitätsmässig einheitliche Kernmaterial immer seltener, der Preis des Kernmaterials steigt konstant.
Es wurden daher verschiedene andere Schichtenschi-Konstruktionen vorgeschlagen, um das bisherige Kernmaterial durch ein behandeltes Holz geringerer Qualität oder durch ein Kunstharz zu ersetzen. Diese Konstruktionen hatten, beispielsweise unter Verwendung eines billigeren Materials, entweder nicht die erforderliche ausreichende Zähigkeit bzw. Bruchfestigkeit und Elastizität oder waren bei Verwendung eines Kunstharzes zu schwer.
In weiterer Folge wurden deshalb mehrere Vorschläge gemacht, den Kern eines Schis aus einem schäumbaren Kunststoff bzw. Schaumstoff herzustellen, der im ausgehärteten Zustand eine Zellenstruktur aufweist.
So ist beispielsweise ein Metallschi bekanntgeworden (Schweizer Patentschrift Nr. 450 251), bei dem die mit den Seitenplatten einstückig ausgebildete metallische Bodenplatte und die aufsetzbare metallische Deckplatte des Schis die Form für den schäumbaren Kunststoff bilden, der in den Hohlraum des Schis eingegossen und dort geschäumt sowie ausgehärtet wird.
Dieser bekannte Schi ist in seiner Herstellung sehr teuer, da der untere Teil mit im wesentlichen U-förmi-
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erhält ; ebenso muss die obere Deckplatte spanabhebend bearbeitet werden.
Des weiteren ist bei der Dimensionierung der Deck-, Boden- und Seitenplatten der Schäumdruck im Inneren des Schis zu berücksichtigen, wodurch unter Umständen die erwünschten Eigenschaften des Schis z. B. seine Biegsamkeit nicht im erforderlichen Umfang erreicht werden. Diese Eigenschaften sind im wesentlichen durch die Ausbildung und Form der metallischen Aussenplatten bestimmt, der Kunststoffkern mit Zellenstruktur hat in erster Linie die Funktion eines Füllmaterials.
Bei einem andern bekannten Verfahren zur Herstellung eines Schis (deutsche Offenlegungsschrift 1806433) werden eine obere Deckplatte, eine untere Bodenplatte, die Seitenplatten und ein aus schäumbarem Kunststoff bestehender, plastisch verformbarer Kern in den Hohlraum einer Form eingelegt und anschliessend der Kunststoffkem geschäumt und ausgehärtet, wodurch der Kern mit den Platten einen Verbundkörper bildet. Durch diese allgemeinen Massnahmen ist die Herstellung eines qualitativ hochwertigen und dauerhaften Kernes bzw. eines entsprechende Eigenschaften aufweisenden Schis mit einem derartigen Kern jedoch nicht sichergestellt.
Ähnlicherweise ist z. B. in der deutschen Offenlegungsschrift 1916043 ein Schibauteil, insbesondere ein Schikern, aus einem Schaumstoff beschrieben, wobei der Schaumstoffkörper mindestens stellenweise eine verdichtete Aussenhaut bzw. Randzone aufweist. Das beschriebene Verfahren zur Herstellung dieses bekannten Schikernes bzw. eines Schis mit diesem Kern entspricht dem Verfahren der eingangs genannten Art, doch wird allein durch die Ausbildung von verdichteten Randzonen im Schaumstoffkern noch keine qualitative Verbesserung des Kernes erreicht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Schis mit einem Kern aus Polyurethanschaumstoff zu schaffen, mit dem ein hochwertiger und haltbarer Kern und damit ein entsprechend qualitativ einwandfreier Schi erzeugt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass vor dem Eingiessen des schäumbaren Kunststoffes die Form und der Kunststoff auf eine Temperatur von 30 bis 700C erwärmt werden und nach dem Eingiessen des Kunststoffes dessen Aushärtung bei einer Temperatur von 50 bis 900C und in einer Zeit von etwa 20 min durchgeführt wird.
Dadurch wird der schäumbare Kunststoff unter den günstigsten und für die Ausbildung des Kernes vorteilhaftesten Bedingungen geschäumt, d. h. mit andern Worten : unter diesen Bedingungen werden in den Abschnitten des Kernes, die mit den Innenflächen der Form bzw. der oberen und unteren Platte bzw. der Seitenplatten in
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Berührung stehen, nicht oder nur gering geschäumte, verdichtete Randschichten in der vom Standpunkt eines geringen Gewichtes und der Festigkeit des Kernes vorteilhaftesten Form ausgebildet.
Ausserdem werden in jenen Abschnitten des Kernes, die mit dem gegebenenfalls vorgesehenen Distanz- element in Berührung stehen, ebenfalls derartige nicht oder nur gering geschäumte Randschichten gebildet.
Diese im Inneren des Kernes liegenden Schichten bewirken zusätzlich zu den oben betrachteten Kernaussen- schichten eine Verbesserung der Festigkeit des Kernes und begünstigen folglich die Schaffung eines hochwerti- gen Schis.
Der Kern kann zusammen mit einer oberen und einer unteren Platte und/oder den Seitenplatten des Schis geformt werden, wobei alle Platten, - gegebenenfalls mit einem Distanzelement, welches die Platten in ihren erforderlichen Lagen hält -, vor dem Eingiessen des Kunststoffes in die Form gegeben werden. Das Distanz- element wird in da Form belassen und nach dem Schäumen und Aushärten des Kunststoffes vom Kern einge- schlossen.
Der so geformte Schirohling kann nachher mit einer oberen Oberflächenplatte in Schichtkonstruktion, z. B. einer dekorativen Deckplatte und Seitenkanten aus Metall, und ebenso mit einer unteren Oberflächenplatte in
Schichtkonstruktion, beispielsweise einer Laufsohlenplatte und Kanten, verbunden werden. In besonderen Fällen können auch die oberen und unteren Oberflächenplatten zusammen mit ihren Kanten an die entsprechenden
Stellen in die Form, gegebenenfalls gemeinsam mit einem Distanzstück, gelegt werden, und dann kann der schäumbare Kunststoff in die Form gegossen, sowie geschäumt und ausgehärtet werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen durch Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 im Querschnitt eine Grundkonstruktion eines erfindungsgemäss hergestellten Schichtenschis,
Fig. 2 in perspektivischer Ansicht, teilweise im Schnitt, eine Kombination eines Kernes mit Seitenplatten, welche bei der Produktion eines Schichtenschis eingesetzt wird, Fig. 3 in perspektivischer Ansicht, teilweise im Schnitt, eine Metallform zur Formung des Kernes nach Fig. 2, Fig. 4 im Querschnitt eine andere Art einer
Form, in der ein Kern mit oberen und unteren Platten sowie mit Seitenplatten und einem Distanzelement bzw.
Stützteil geformt wird, Fig. 5 im Querschnitt einen in der Form nach Fig. 4 hergestellten Kem, Fig. 6 im
Querschnitt einen vollständigen Schichtenschi mit einem Kern nach Fig. 5, Fig. 7 in perspektivischer Ansicht einen Stützteil bzw. ein Distanzelement, wie es in den Kernen nach Fig. 4 bis 6 verwendet wird, Fig. 8 in
Draufsicht einen Teil des Kernes, worin die Verteilung der Stützteile durch strichlierte Linien gezeigt ist und
Fig. 9 im Querschnitt einen andern erfindungsgemäss hergestellten Schichtenschi, wobei das Distanzelement auch zur Bildung der Seitenplatten verwendet wird.
Fig. 1 zeigt die Grundkonstruktion eines erfindungsgemäss hergestellten Schichtenschis. Der aus dem Hauptkörper-l-bestehende Schi weist einen Oberteil --2--, einen Unterteil-3-und einen dazwischen angeordneten Kern --4- auf. Der Oberteil--2-- ist aus einer glasfaserverstärkten Kunststoffplatte-5-in direkter Verbindung mit dem Kern --4--, einer Platte --6-- aus einer Aluminiumlegierung und einer dekora-
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Der Ober- und der Unterteil --2 und 3-- des Schis sind fix mit dem Kern --4-- verbunden, z. B. mittels
Bindemitteln, Schrauben oder Nieten.
Der Kern --4-- besteht aus einem Kunststoff mit Zellenstruktur wie z. B. Polyurethanschaumstoff mit einem spez. Gewicht von 0, 4 bis 0,7 g/cm. Verschiedene Tests haben ergeben, dass ein Kern mit einem geringeren spez. Gewicht als 0, 4 g/cm3 die Festigkeit und Haltekraft der Schraubenbolzen, welche eine Bindung am Schi befestigen, herabsetzt, und dass ein Kern mit einem höheren spez. Gewicht als 0,7 g/cm3 eine Steigerung des Schigesamtgewichtes zur Folge hat, wodurch die Benutzung des Schis erschwert wird.
Es wurde weiters gefunden, dass der Kunststoff vorzugsweise so geschäumt wird, dass seine Zellen zum Grossteil geschlossen oder untereinander nicht verbunden sind. Die geschlossenen Zellen festigen den Aufbau des Kernes. In diesem Beispiel eines Schichtenschis erfüllt der Kern --4-- auch die Funktion der Seitenplatten, d. h. er bildet die äussere seitliche Oberfläche des Schis ; es sind daher keine gesonderten Seitenplatten vorgesehen.
Da der Kern--4-- eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit aufweist, kann das Formen der notwendigen und erwünschten Krümmung des Schis, welche bisher der schwierigste Schritt in der Produktion war, wesentlich leichter durchgeführt werden als bei einem Kern aus Holz. Da ausserdem der Kern als Seitenplatte wirkt, besteht keine Notwendigkeit einer weiteren Bindung von Seitenplatten an den Kern. Aus diesen Gründen kann die Wirtschaftlichkeit der Produktion gehoben und die Kosten der Erzeugnisse stark gesenkt werden.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäss hergestellten Kernrohlings, der bei der Konstruktion eines Schichtenschis verwendet wird. Der Rohling weist einen Kern-21-aus einem zellförmigen Kunststoffmaterial und Seitenplatten --22- auf, welche an beiden seitlichen Oberflächen des Kerns --21-- be- festigt sind.
Fig. 3 zeigt eine Form, welche zur Bildung des oben beschriebenen Kernes und gleichzeitig zum Binden der Seitenplatten an den Kern verwendet wird. Die Metallform --23-- hat eine obere Abdeckung --24--, in
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der eine erforderliche Anzahl von Füllöffnungen--25--für den flüssigen Kunststoff vorgesehen ist. Der Hohl- raum in der Metallform-23-stimmt mit der Form des Kernes inklusive der Seitenplatten überein, wobei die
Metallform-23-und der Deckel--24 so ausgebildet sind, dass sie den Füll-und Schäumdrücken des schäumbaren Kunststoffes widerstehen.
Das Verfahren der Herstellung des Kernes inklusive der Seitenplatten ist wie folgt :
Zuerst werden die Seitenplatten --22-- in den Hohlraum der Form --23- entlang ihrer inneren Ober- flächen eingelegt. Die Seitenplatten können aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)-Harzplatten, Phenolharz- platten od. dgl. bestehen ; im vorliegenden Fall werden Seitenplatten --22-- aus einer imprägnierten, gehärte- ten Phenolharzplatte mit zirka 1, 0 mm Stärke verwendet. Auf der dem Hohlraum der Metallform --23-- zu- gewendeten Seite beider Seitenplatten -22-- wird ein Glasfasergewebe-26- (oder Glasfasermatte oder eine andere Art von Gewebe oder Matte) befestigt.
Nachdem die Form --23- mit dem Formdeckel --24- abgedichtet wurde, wird ein schäumbarer Kunst- stoff in flüssiger Form durch die Füllöffnungen-25-des Deckels-24-in den Hohlraum der Metallform - gegossen. Der Kunststoff ist ein schäumbares Polyurethanharz. Nach Beendigung des Füllvorganges wer- den alle Füllöffnungen --25-- geschlossen und das Polyurethan wird so geschäumt, dass es im ausgehärteten
Zustand ein spez. Gewicht von 0,4 bis 0,7 g/cm aufweist.
Unter dem Schäumdruck des Kunststoffes werden die Seitenplatten -22- eng an die innere Oberfläche des Formhohlraumes gepresst, wodurch der Umriss des Kernes mit den Seitenplatten genau mit der Gestalt des Hohlraumes übereinstimmt und die Bildung zwischen den Seitenplatten-22-und dem Polyurethanschaumkern - ausreichend stark wurde.
Der auf diese Art geformte Kern wird anschliessend mit einer oberen Oberflächenplatte, einer dekorativen Deckplatte, einer Laufsohlenplatte od. dgl. verbunden. Oberkanten, Stahlkanten und anderes Schizubehör werden anschliessend in herkömmlicher Art montiert.
Mit dieser Konstruktion können die Verbindung-un Anpassungsschritte für die Seitenplatten ausgeschaltet werden. Die Steifigkeit, das Vibrationsabsorptionsvermögen, die Biegsamkeit und andere Kennwerte sind im wesentlichen gleich denjenigen eines Schis mit herkömmlichem Holzkern.
In Fig. 4 wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Kernes gezeigt, wobei gleichzeitig eine obere Platte und eine untere Platte und/oder beide Seitenplatten am Kern befestigt und dadurch getrennte Schritte zur Verbindung dieser Platten ausgeschaltet werden. Bei diesem Verfahren werden die oberen und unteren Platten und/oder beide Seitenplatten unter dem Schäumdruck des schäumbaren Kunststoffes eng an die entsprechenden inneren Oberflächen des Formhohlraumes einer Metallform --31-- gepresst.
Falls bei diesem Verfahren die Lage der oberen oder unteren Platte oder einer bzw. beider Seitenplatten im Formhohlraum nicht ausreichend genau ist, wird der Schäumdruck auf diese Platten nicht gleichmässig einwirken und es besteht die Möglichkeit, dass sich die Platten neigen. Bei ungenauer Lage der Platten versucht ein Teil des schäumbaren, in den Formhohlraum gegossenen Kunststoffes, sich zwischen die fehlerhaft angeordneten Platten und die inneren Oberflächen der Metallform zu drängen, so dass diese Platten im Endprodukt sozusagen unter dem geschäumten Kunststoff begraben werden.
Dieser Nachteil wird durch die Anwendung eines Stützteiles bzw. Distanzelementes, welches zwischen den Platten angeordnet wird, ausgeschlossen. Durch das Distanzstück werden beide Seitenplatten und/oder die obere und untere Platte in ihrer Lage, wie in Fig. 4 gezeigt, gehalten.
Die Metallform --31-- ist mit einer Vielzahl von Einfüllöffnungen -32- für die Füllung mit schäumbarem Kunststoff versehen, die in Abstand voneinander angeordnet sind. Weiters ist eine Vielzahl von Ent-
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sem Fall wurde ein Polyurethanhartschaumstoff verwendet. Obwohl der Polyurethanschaumstoff in diesem Fall so ausgebildet wurde, dass ein spez. Gewicht von 0,5 g/cms erreicht wurde, kann das spez. Gewicht des ausgehärteten Kunststoffes in einem Bereich von 0, 4 bis 0, 7 g/cm3variieren.
Das Distanzelement oder der Stützteil-36-kann aus einem Kunststoff wie ABS, einer Leichtmetalllegierung wie Aluminium od. ähnl. bestehen und in H- oder I-Querschnittsform in jeder festgelegten Länge in Längsrichtung des Kernes geformt sein. Wie in Fig. 7 gezeigt sind die Seitenteile --36b-- und der Stegteil - 36a-- des Distanzelementes -36- vorzugsweise mit einer Anzahl von Bohrungen für den Durchtritt des schäumbaren Kunststoffes versehen.
Wenn die Länge des Distanzelementes-36-der Länge des Kernes entspricht, d. h. falls ein ununterbrochenes Distanzelement-36-im Kern verwendet wird, so wird der Stegteil --36a-- notwendigerweise durchbohrt, um eine Anzahl von Löchern-37-für die Verbindung der zwei Räume im Formhohlraum vorzusehen. Wenn eine Vielzahl von Distanzelementen-36-in Längsrichtung des Kernes vorgesehen ist, werden die Distanzelemente --36-- in Abständen wie in Fig. 8 gezeigt angeordnet, so dass eine bessere Verbindung zwischen den beiden Räumen erreicht wird.
Das Verfahren zur Herstellung des letztgenannten Schikernes wird nun mit mehr Einzelheiten beschrieben :
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Auf den inneren Boden der Form --31-- wird eine untere Platte --38--, aus z. B. glasfaserverstärktem Kunststoff und auf diese ein Distanzelement oder eine festgelegte Anzahl von Distanzelementen-36-ent- lang der Längsrichtung der Form --31-- gelegt. Dann wird eine obere Platte-39-, aus z. B. glasfaserverstärktem Kunststoff auf das oder die Distanzelemente --36-- gelegt und die Metallform --31-- wird mit dem Deckel--34- fest geschlossen.
Anschliessend wird ein schäumbarer Kunststoff durch die Einfüllöffnungen --32- in die Form --31-- gefüllt und im Hohlraum geschäumt. Unter dem Schäumdruck des Kunststoffes werden die obere und die untere Platte--38 und 39-eng an die innere Fläche der oberen und unteren Wand des Hohlraumes gepresst.
Ein Teil des schäumbaren Kunststoffes tritt in die Zwischenräume zwischen den Flanschteilen --36b-- und den seitlichen Innenflächen der Form ein um dort zu erstarren, so dass das Distanzelement --36-- in den Kern - eingebettet ist. Als Ergebnis wird eine Kombination --40-- eines Kernes --35-- mit oberer und unterer Platte --38, 39- erreicht, worin der Kern mit den Platten fest verbunden ist.
Die Kombination --40-- wird aus der Metallform-31-herausgenommen und Seitenplatten --41 und 42-werden an den entsprechenden seitlichen Oberflächen des Kernes -35-- befestigt. Nach dem Auflegen der Seitenplatten --41 und 42-werden die Kanten-43-und die dekorative Deckplatte -44-- auf der oberen Platte-39-, andere Kanten --45-- und eine Laufsohlenplatte --46-- an der unteren Platte --38-- befestigt.
Auf diese Art kann ein Schichtenschi-47--, wie in Fig. 6 und 8 gezeigt, erhalten werden.
Obwohl im oben beschriebenen Beispiel der Erfindung eine Kombination eines Kernes mit einer oberen und einer unteren Platte innerhalb der Form erzeugt wird, kann ein vollständiger Schichtenschi auch in Schritten
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Distanzelement --36-- und Füllen des Hohlraumes der Form --31-- mit dem schäumbaren Kunststoff erzeugt werden.
Der durch das oben beschriebene Verfahren hergestellte Schichtenschi sichert eine richtige Anordnung der oberen und unteren Platte auf Grund des Vorhandenseins eines Distanzelementes, wodurch ein Schi höherer Qualität erzeugt werden kann.
Ausserdem kann das in den Kern aus Schaumstoff eingebettete Distanzelement als verstärkender Teil für den Schiaufbau dienen und die in geringerem Masse oder nicht geschäumte, an der Kernoberfläche in Kontakt mit dem Distanzelement ausgebildete, verdichtete Haut- oder Randschicht kann die Dauerhaftigkeit des Schikernes verbessern.
Diese Hautschichten oder Randzonen werden auch an den äusseren Flächen des Kernes, welche während der Formung in Kontakt mit den inneren Wänden der Form oder mit den Oberflächen der oberen und unteren Platten sind, gebildet. Falls die Hautschicht im Schaumstoff jedoch zu dick ausgebildet ist, wurde gefunden, dass sich Scherspannungen an der Grenzlinie zwischen der verdichteten Hautschicht des Kernes und der Schicht mit Zellenstruktur konzentrieren, wodurch der Kern entlang dieser Grenze während der Verwendung eines Schis mit einem derartigen Kern zum Brechen neigt. Es wurde weiters gefunden, dass die Temperatur der Form und des schäumbaren Kunststoffes, sowie die Aushärtezeit und-temperatur sehr viel mit der Bildung der Hautschicht, speziell mit der Dicke der Hautschicht zu tun haben.
Als Ergebnis verschiedener Experimente wurde gefunden, dass Schaumstoffkörper mit verdichteten Ober-
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unter folgenden Bedingungen erreichbar sind :
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<tb>
<tb> Temperatur <SEP> der <SEP> Form <SEP> vor <SEP> dem <SEP> Eingiessen
<tb> des <SEP> schäumbaren <SEP> Kunststoffes <SEP> in <SEP> den <SEP> Formhohlraum <SEP> 30 <SEP> bis <SEP> 700C
<tb> Temperatur <SEP> des <SEP> schäumbaren <SEP> Kunststoffes
<tb> vor <SEP> dem <SEP> Formen <SEP> 30 <SEP> bis <SEP> 70 <SEP> c
<tb> Aushärtetemperatur <SEP> 50 <SEP> bis <SEP> 900C
<tb> Aushärtezeit <SEP> 20 <SEP> min
<tb>
In einem der Experimente, bei welchen ein eine verdichtete Hautschicht aufweisender Schaumstoffkörper erhalten wurde, wurden als schäumbare Kunststoffe Polyol und Isocyanat verwendet, das Mischungsverhältnis von Polyol zu Isocyanat betrug 1, 00 :
1, 35, und der so erhaltene Polyurethanhartschaum wies ein spez. Gewicht von 0,6 g/cm3auf.
Die folgende Tabelle zeigt die Kennwerte der unter den verschiedenen Aushärtebedingungen erhaltenen Schaumstoffkerne.
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Tabelle
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<tb>
<tb> Aushärtebedingungen <SEP> Kennwerte <SEP> des <SEP> geschäumten <SEP> Kernes
<tb> ABCDEFG <SEP> H <SEP> I
<tb> a <SEP> b <SEP> a <SEP> b
<tb> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 3, <SEP> 46 <SEP> 71,5 <SEP> 8, <SEP> 18 <SEP> 1,7 <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 28 <SEP> 0,29
<tb> 30 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 20 <SEP> 3, <SEP> 72 <SEP> 72, <SEP> 9 <SEP> 8, <SEP> 48 <SEP> 1.
<SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 29 <SEP> 0,31
<tb> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 20 <SEP> 3,64 <SEP> 71,6 <SEP> 8,91 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 27 <SEP> 0,32
<tb> 40 <SEP> 40 <SEP> 70 <SEP> 20 <SEP> 3,84 <SEP> 68,7 <SEP> 9,69 <SEP> 1,6 <SEP> 2,6 <SEP> 0,36 <SEP> 0,36
<tb> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 20 <SEP> 3,78 <SEP> 71, <SEP> 6 <SEP> 11, <SEP> 00 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 36 <SEP>
<tb> 50 <SEP> 50 <SEP> 80 <SEP> 20 <SEP> 3,92 <SEP> 69,9 <SEP> 11,90 <SEP> 1,0 <SEP> 2,0 <SEP> 0,33 <SEP> 0,34
<tb> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 20 <SEP> 3, <SEP> 92 <SEP> 70, <SEP> 1 <SEP> 13, <SEP> 20 <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP> 1,6 <SEP> 0, <SEP> 33 <SEP> 0, <SEP> 38 <SEP>
<tb> 60 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 20 <SEP> 4,10 <SEP> 71, <SEP> 7 <SEP> 13,70 <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 38 <SEP> 0,
<SEP> 43 <SEP>
<tb> 70 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 20 <SEP> 3,85 <SEP> 68,8 <SEP> 9,70 <SEP> 1,5 <SEP> 2,5 <SEP> 0,35 <SEP> 0,36
<tb>
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Anmerkung 1 : In der Tabelle bedeutet : A die Temperatur (OC) der Form bevor der schäumbare Kunststoff in den Hohlraum der Form gegossen wurde ; B die Temperatur (OC) des schäumbaren Kunststoffes vor dem Formen ; C die Aushärtetemperatur (OC) ; D die Aushärtezeit (min) ; E die Knickfestigkeit (kg/mm) gemessen nach DIN53423 ; F derYoung-Modul (kg/mm ) ; G Stosswert nachlzod (kg. cm/cm ) ; Ha die Stärke (mm) der durch Anliegen an der oberen Wand des Formhohlraumes gebildeten Hautschicht an der oberen Fläche des Kernes ;
Hb die Stärke (mm) der durch Anliegen an der unteren Wand des Formhohlraumes gebildeten Hautschicht an der unteren Fläche des Kernes ; Ia der perzentuelle Schrumpf (vlo) des geschäumten Kernes in der Schäumrichtung und Ib der perzentuelle Schrumpf (10) des geschäumten Kernes in senkrechter Richtung auf die Schäumrichtung.
Anmerkung 2 : Bei diesem Versuch wurde nur der schäumbare Kunststoff in den Formhohlraum gefüllt ; andere Teile wie obere, untere oder seitliche Platten oder Distanzelemente wurden nicht in der Form angeordnet.
Eine weitere Möglichkeit zur erfindungsgemässen Herstellung eines Schichtenschis wird nun an Hand von
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- -361-- als Seitenplatten für den Schi verwendet.
Genauer gesagt, werden die obere und untere Platte in eine Metallform eingelegt, ein Distanzelement mit einem H-förmigen Querschnitt wird zwischen der oberen und der unteren Platte angeordnet, um die Platten in paralleler Stellung zu halten, ein schäumbarer Kunststoff wird in die Metallform gefüllt und anschliessend geschäumt und ausgehärtet, so dass ein mit der oberen und der unteren Platte fest verbundener Kern innerhalb der Metallform gebildet wird. Da die seitliche Breite des Distanzelementes so gewählt wird, dass sie im wesentlichen gleich der Breite der oberen und unteren Platte ist, dienen die Flanschflächen des Distanzelementes als Seitenplatten für den Schi und der Schritt der Befestigung von Seitenplatten auf dem Kern kann dadurch entfallen.
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The invention relates to a method for producing a multi-layer ski, with an upper and a lower plate and / or two side plates, and a foamable plastic based on polyurethane to form a core in a mold with a cavity corresponding to the outline of the ski with a cell structure and optionally at least one spacer element arranged between the plates and then the plastic is foamed and cured, whereby the upper and lower plate and / or the two side plates are pressed against the inner surfaces of the mold under the foaming pressure of the plastic and with the core be connected, the cured core a spec. Has a weight of about 0.4 to 0.7 g / cm3.
Up to now, layered skis have often been produced using a wooden core material of the same quality, which in the first production stage was brought into the size and shape of the ski to be produced. The upper and lower surfaces of the core were provided with a binding agent, surface plates were placed on these surfaces and then heat-treated in order to firmly bond the surface plates to the core material.
The excess protruding corners of the surface plates were then cut away from this sharpening blank. The ski blank was then provided with side plates in the same way as described above. Since the production of a layer ski of this type required a lot of time and skilled labor, the profitability of the production was very low. In addition, the wood stocks for the finely grained core material of uniform quality are becoming increasingly rare, the price of the core material is rising constantly.
Various other layered ski constructions have therefore been proposed in order to replace the previous core material with a treated wood of lower quality or with a synthetic resin. These constructions either did not have sufficient toughness or fracture strength and elasticity, for example using a cheaper material, or were too heavy if a synthetic resin was used.
Subsequently, several proposals were therefore made to produce the core of a ski from a foamable plastic or foam which, in the hardened state, has a cell structure.
For example, a metal ski has become known (Swiss Patent No. 450 251) in which the metallic base plate, which is formed in one piece with the side plates, and the attachable metallic cover plate of the ski form the mold for the foamable plastic, which is poured into the cavity of the ski and foamed there as well as being cured.
This known ski is very expensive to manufacture, since the lower part is essentially U-shaped.
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receives; the upper cover plate must also be machined.
Furthermore, when dimensioning the top, bottom and side panels, the foaming pressure inside the ski must be taken into account, which may result in the desired properties of the ski e.g. B. its flexibility can not be achieved to the extent required. These properties are essentially determined by the design and shape of the metallic outer plates, the plastic core with cell structure primarily has the function of a filler material.
In another known method for producing a ski (German Offenlegungsschrift 1806433), an upper cover plate, a lower base plate, the side plates and a plastically deformable core made of foamable plastic are inserted into the cavity of a mold and then the plastic core is foamed and cured, whereby the core forms a composite body with the panels. However, these general measures do not ensure the production of a high-quality and durable core or a ski having corresponding properties with such a core.
Similarly, e.g. For example, in German Offenlegungsschrift 1916043, a ski component, in particular a ski core, made from a foam material is described, the foam material body having at least in places a compressed outer skin or edge zone. The described method for producing this known ski core or a ski with this core corresponds to the method of the type mentioned at the outset, but the formation of compressed edge zones in the foam core alone does not achieve any qualitative improvement in the core.
It is therefore the object of the invention to create a method for producing a ski with a core made of polyurethane foam with which a high-quality and durable core and thus a correspondingly high-quality ski can be produced.
According to the invention, this object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that, before the foamable plastic is poured, the mold and the plastic are heated to a temperature of 30 to 70 ° C and, after the plastic is poured, it is hardened at a temperature of 50 to 90 ° C and carried out in a time of about 20 minutes.
As a result, the foamable plastic is foamed under the most favorable and most advantageous conditions for the formation of the core; H. in other words: under these conditions, in the sections of the core which are in contact with the inner surfaces of the mold or the upper and lower plates or the side plates
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Are in contact, not or only slightly foamed, compacted outer layers formed in the most advantageous form from the standpoint of a low weight and the strength of the core.
In addition, such non-foamed or only slightly foamed edge layers are formed in those sections of the core that are in contact with the optionally provided spacer element.
These layers located inside the core, in addition to the core outer layers considered above, improve the strength of the core and consequently promote the creation of a high-quality ski.
The core can be molded together with an upper and a lower plate and / or the side plates of the ski, with all plates - possibly with a spacer element that holds the plates in their required positions - placed in the mold before the plastic is poured will. The spacer element is left in its shape and enclosed by the core after the plastic has foamed and hardened.
The so formed ski blank can then with an upper surface plate in layer construction, z. B. a decorative cover plate and side edges made of metal, and also with a lower surface plate in
Layer construction, for example an outsole plate and edges, are connected. In special cases, the upper and lower surface plates together with their edges can also be attached to the corresponding
Places in the mold, optionally together with a spacer, are placed, and then the foamable plastic can be poured into the mold, as well as foamed and cured.
The invention is described below with reference to the drawings through exemplary embodiments. The figures show: FIG. 1 in cross section a basic construction of a layer ski manufactured according to the invention,
2 in a perspective view, partially in section, a combination of a core with side plates, which is used in the production of a layered ski, FIG. 3 in a perspective view, partially in section, a metal mold for forming the core according to FIG. 2, FIG Figure 4 shows in cross section another type of one
Form in which a core with upper and lower plates as well as with side plates and a spacer element or
Support part is formed, Fig. 5 in cross section a core produced in the form of Fig. 4, Fig. 6 in
Cross-section of a complete layered ski with a core according to FIG. 5, FIG. 7 in a perspective view a support part or a spacer element as it is used in the cores according to FIGS. 4 to 6, FIG. 8 in
Plan view of part of the core, wherein the distribution of the support parts is shown by dashed lines and
9 shows, in cross section, another layered ski produced according to the invention, the spacer element also being used to form the side plates.
Fig. 1 shows the basic construction of a layer ski manufactured according to the invention. The ski consisting of the main body 1 has an upper part 2, a lower part 3 and a core 4 4 arranged in between. The upper part - 2-- is made of a glass fiber reinforced plastic plate-5-in direct connection with the core --4--, a plate --6-- made of an aluminum alloy and a decorative
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The upper and lower part --2 and 3-- of the ski are permanently connected to the core --4--, e.g. B. by means of
Binders, screws or rivets.
The core --4-- consists of a plastic with a cell structure such as B. polyurethane foam with a spec. Weight from 0.4 to 0.7 g / cm. Various tests have shown that a core with a lower spec. Weight than 0.4 g / cm3 reduces the strength and holding force of the screw bolts that attach a binding to the ski, and that a core with a higher spec. Weight than 0.7 g / cm3 results in an increase in the total weight of the ski, which makes it difficult to use the ski.
It has also been found that the plastic is preferably foamed in such a way that its cells are largely closed or not connected to one another. The closed cells strengthen the structure of the nucleus. In this example of a layered ski, the core --4-- also fulfills the function of the side plates, i.e. H. it forms the outer lateral surface of the ski; therefore no separate side plates are provided.
Since the core - 4 - has excellent machinability, the shaping of the necessary and desired curvature of the ski, which has so far been the most difficult step in production, can be carried out much more easily than with a core made of wood. In addition, since the core acts as a side panel, there is no need to further bond side panels to the core. For these reasons, the production efficiency can be increased and the cost of the products can be greatly reduced.
Fig. 2 shows a further example of a core blank produced according to the invention, which is used in the construction of a layered ski. The blank has a core -21- made of a cell-shaped plastic material and side plates -22- which are attached to both side surfaces of the core -21-.
Figure 3 shows a mold which is used to form the above-described core and at the same time to bond the side panels to the core. The metal mold --23-- has a top cover --24--, in
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which a required number of filling openings - 25 - is provided for the liquid plastic. The cavity in the metal mold-23-corresponds to the shape of the core including the side plates, whereby the
The metal mold 23 and the lid 24 are designed in such a way that they withstand the filling and foaming pressures of the foamable plastic.
The process of making the core including the side panels is as follows:
First the side plates --22-- are placed in the cavity of the mold --23- along their inner surfaces. The side panels can be made of ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) resin panels, phenolic resin panels or the like; In the present case, side panels --22-- made of an impregnated, hardened phenolic resin panel with a thickness of around 1.0 mm are used. A glass fiber fabric-26- (or glass fiber mat or another type of fabric or mat) is attached to the side of both side plates -22- facing the cavity of the metal mold -23-.
After the mold -23- has been sealed with the mold lid -24-, a foamable plastic in liquid form is poured through the filling openings -25-of the lid-24-into the cavity of the metal mold. The plastic is a foamable polyurethane resin. After completion of the filling process, all filling openings --25-- are closed and the polyurethane is foamed so that it is cured in the
State a spec. Has a weight of 0.4 to 0.7 g / cm.
Under the foaming pressure of the plastic, the side plates -22- are pressed tightly against the inner surface of the mold cavity, whereby the outline of the core with the side plates exactly matches the shape of the cavity and the formation between the side plates -22- and the polyurethane foam core - sufficiently strong has been.
The core formed in this way is then connected to an upper surface plate, a decorative cover plate, an outsole plate or the like. Top edges, steel edges and other ski accessories are then assembled in the conventional way.
With this construction, the connection and adjustment steps for the side plates can be eliminated. The rigidity, the vibration absorption capacity, the flexibility and other characteristics are essentially the same as those of a ski with a conventional wood core.
In Fig. 4 there is shown another method of making a core, wherein an upper plate and a lower plate and / or both side plates are simultaneously attached to the core, thereby eliminating separate steps for connecting these plates. In this process, the top and bottom plates and / or both side plates are pressed tightly to the corresponding inner surfaces of the mold cavity of a metal mold under the foaming pressure of the foamable plastic.
If the position of the upper or lower plate or one or both side plates in the mold cavity is not sufficiently accurate in this process, the foaming pressure on these plates will not act evenly and there is a possibility that the plates will tilt. If the panels are inaccurately positioned, some of the foamable plastic poured into the mold cavity tries to squeeze between the incorrectly positioned panels and the inner surfaces of the metal mold, so that these panels are buried under the foamed plastic in the end product, so to speak.
This disadvantage is eliminated by using a supporting part or spacer element which is arranged between the plates. Both side plates and / or the upper and lower plates are held in place by the spacer, as shown in FIG. 4.
The metal mold -31- is provided with a large number of filling openings -32- for filling with foamable plastic, which are arranged at a distance from one another. Furthermore, a large number of
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In this case, a rigid polyurethane foam was used. Although the polyurethane foam in this case was designed so that a spec. Weight of 0.5 g / cms has been reached, the spec. Vary the weight of the hardened plastic in a range from 0.4 to 0.7 g / cm3.
The spacer element or the support part 36 can be made of a plastic such as ABS, a light metal alloy such as aluminum or similar. and formed in an H or I cross-sectional shape in any specified length in the longitudinal direction of the core. As shown in Fig. 7, the side parts -36b- and the web part -36a- of the spacer element -36- are preferably provided with a number of bores for the foamable plastic to pass through.
If the length of the spacer element -36-corresponds to the length of the core, i. H. If an uninterrupted spacer element -36- is used in the core, the web part -36a- is necessarily drilled through to provide a number of holes -37- for connecting the two spaces in the mold cavity. If a large number of spacer elements -36- are provided in the longitudinal direction of the core, the spacer elements -36- are arranged at intervals as shown in Fig. 8, so that a better connection between the two spaces is achieved.
The method of making the latter ski core is now described in more detail:
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A lower plate --38--, made of z. B. glass fiber reinforced plastic and placed on this a spacer element or a specified number of spacer elements -36-along the longitudinal direction of the mold --31--. Then a top plate-39-, made of e.g. B. glass fiber reinforced plastic is placed on the spacer element or elements -36- and the metal mold -31- is firmly closed with the lid -34-.
Then a foamable plastic is filled into the mold --31-- through the filling openings --32- and foamed in the cavity. Under the foaming pressure of the plastic, the upper and lower plates - 38 and 39 - are pressed tightly against the inner surface of the upper and lower walls of the cavity.
Part of the foamable plastic enters the spaces between the flange parts --36b - and the lateral inner surfaces of the mold in order to solidify there, so that the spacer element --36 - is embedded in the core. The result is a combination --40-- of a core --35-- with an upper and lower plate --38, 39-, in which the core is firmly connected to the plates.
The combination -40- is removed from the metal mold-31- and side plates -41 and 42-are attached to the corresponding side surfaces of the core -35-. After placing the side panels --41 and 42 - the edges - 43 - and the decorative cover panel - 44 - are placed on the top panel - 39 -, other edges --45 - and an outsole panel --46 - on the lower plate -38- attached.
In this way, a laminated film 47 as shown in Figs. 6 and 8 can be obtained.
Although in the example of the invention described above a combination of a core with an upper and a lower plate is produced within the mold, a complete layered ski can also be produced in steps
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Spacer element -36- and filling the cavity of the mold -31- with the foamable plastic.
The layered ski produced by the method described above ensures a correct arrangement of the upper and lower plates due to the presence of a spacer element, whereby a higher quality ski can be produced.
In addition, the spacer element embedded in the foam core can serve as a reinforcing part for the ski structure and the compressed skin or edge layer formed on the core surface in contact with the spacer element, which is less or not foamed, can improve the durability of the ski core.
These skin layers or margins are also formed on the outer surfaces of the core which, during molding, are in contact with the inner walls of the mold or with the surfaces of the upper and lower plates. However, if the skin layer in the foam is too thick, it has been found that shear stresses concentrate at the boundary line between the densified skin layer of the core and the cellular structure layer, causing the core to break along this boundary during use of a ski with such a core tends. It was also found that the temperature of the mold and of the foamable plastic, as well as the curing time and temperature, have a lot to do with the formation of the skin layer, especially with the thickness of the skin layer.
As a result of various experiments it was found that foam bodies with compressed upper
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can be reached under the following conditions:
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<tb>
<tb> Temperature <SEP> of the <SEP> form <SEP> before <SEP> the <SEP> pouring
<tb> of the <SEP> foamable <SEP> plastic <SEP> in <SEP> the <SEP> mold cavity <SEP> 30 <SEP> to <SEP> 700C
<tb> Temperature <SEP> of the <SEP> foamable <SEP> plastic
<tb> before <SEP> the <SEP> forms <SEP> 30 <SEP> to <SEP> 70 <SEP> c
<tb> curing temperature <SEP> 50 <SEP> to <SEP> 900C
<tb> curing time <SEP> 20 <SEP> min
<tb>
In one of the experiments in which a foam body having a compressed skin layer was obtained, polyol and isocyanate were used as foamable plastics, the mixing ratio of polyol to isocyanate was 1.00:
1, 35, and the resulting rigid polyurethane foam had a spec. Weight of 0.6 g / cm3.
The following table shows the characteristic values of the foam cores obtained under the various curing conditions.
<Desc / Clms Page number 5>
table
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<tb>
<tb> Curing conditions <SEP> Characteristic values <SEP> of the <SEP> foamed <SEP> core
<tb> ABCDEFG <SEP> H <SEP> I
<tb> a <SEP> b <SEP> a <SEP> b
<tb> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 3, <SEP> 46 <SEP> 71.5 <SEP> 8, <SEP> 18 <SEP> 1.7 <SEP> 3 , <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 28 <SEP> 0.29
<tb> 30 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 20 <SEP> 3, <SEP> 72 <SEP> 72, <SEP> 9 <SEP> 8, <SEP> 48 <SEP> 1.
<SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 29 <SEP> 0.31
<tb> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 20 <SEP> 3.64 <SEP> 71.6 <SEP> 8.91 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP > 5 <SEP> 0, <SEP> 27 <SEP> 0.32
<tb> 40 <SEP> 40 <SEP> 70 <SEP> 20 <SEP> 3.84 <SEP> 68.7 <SEP> 9.69 <SEP> 1.6 <SEP> 2.6 <SEP> 0 , 36 <SEP> 0.36
<tb> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 20 <SEP> 3.78 <SEP> 71, <SEP> 6 <SEP> 11, <SEP> 00 <SEP> 1, <SEP> 5 < SEP> 2, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 36 <SEP>
<tb> 50 <SEP> 50 <SEP> 80 <SEP> 20 <SEP> 3.92 <SEP> 69.9 <SEP> 11.90 <SEP> 1.0 <SEP> 2.0 <SEP> 0 , 33 <SEP> 0.34
<tb> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 20 <SEP> 3, <SEP> 92 <SEP> 70, <SEP> 1 <SEP> 13, <SEP> 20 <SEP> 1, <SEP > 3 <SEP> 1,6 <SEP> 0, <SEP> 33 <SEP> 0, <SEP> 38 <SEP>
<tb> 60 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 20 <SEP> 4.10 <SEP> 71, <SEP> 7 <SEP> 13.70 <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP> 1 , <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 38 <SEP> 0,
<SEP> 43 <SEP>
<tb> 70 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 20 <SEP> 3.85 <SEP> 68.8 <SEP> 9.70 <SEP> 1.5 <SEP> 2.5 <SEP> 0 , 35 <SEP> 0.36
<tb>
<Desc / Clms Page number 6>
Note 1: In the table: A is the temperature (OC) of the mold before the foamable plastic was poured into the cavity of the mold; B the temperature (OC) of the foamable plastic before molding; C is the curing temperature (OC); D is the curing time (min); E is the buckling strength (kg / mm) measured according to DIN53423; F the young module (kg / mm); G impact value nachlzod (kg. Cm / cm); Ha is the thickness (mm) of the skin layer formed by abutting the top wall of the mold cavity on the top surface of the core;
Hb is the thickness (mm) of the skin layer formed by abutting the lower wall of the mold cavity on the lower surface of the core; Ia is the percentage shrinkage (vlo) of the foamed core in the foaming direction and Ib is the percentage shrinkage (10) of the foamed core in the direction perpendicular to the foaming direction.
Note 2: In this experiment, only the foamable plastic was filled into the mold cavity; other parts such as top, bottom or side panels or spacers have not been placed in the mold.
Another possibility for the production of a layered ski according to the invention is now illustrated by FIG
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- -361- used as side plates for the ski.
More specifically, the upper and lower plates are placed in a metal mold, a spacer with an H-shaped cross section is placed between the upper and lower plates to keep the plates in parallel position, a foamable plastic is filled in the metal mold, and then foamed and cured, so that a core firmly connected to the upper and lower plates is formed within the metal mold. Since the lateral width of the spacer element is chosen so that it is essentially the same as the width of the upper and lower plate, the flange surfaces of the spacer element serve as side plates for the ski and the step of fastening side plates on the core can be omitted.