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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Abdeckverbund, der dafür
bestimmt ist, die mechanische Verstärkungsstruktur eines Gleitbrettes
zu vervollständigen.
Sie betrifft insbesondere Artikel, die sich in der Form von Schichten
darstellen, die unterschiedliche Verbundmaterialien zusammerbringen, wie
z. B. Skier im Allgemeinen, Snowboards, Monoskis oder andere ähnliche
Gegenstände.
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In den meisten Fällen setzt sich ein Gleitbrett aus
einer mechanischen Gesamtheit zusammen, welche die wesentlichen
Teile zusammen bringt, um unterschiedlichen Beanspruchungen in Biegung,
Torsion und seitlichen Deformierungen, denen das Brett ausgesetzt
ist, zu widerstehen. Diese Teile sind im Allgemeinen Verstärkungsteile
aus Verbundmaterialien oder metallischen Materialien und Füllteile,
welche als Kern dienen, um die Verstärkungsteile auf Abstand zu
halten.
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Um diese Gesamtheit vor äußeren Angriffen zu
schützen
und um das Produkt ansprechender zu machen, bedeckt man die obere
Oberfläche
und die Schmalseiten des Brettes mit einem Schutzoberteil und einer
Dekorierung, welches im Allgemeinen aus einer oder mehreren Schichten
aus Kunststoffmaterial gebildet ist, welches dekoriert ist oder
nicht, wie es z. B. in dem Dokument EP A 0 606 556 beschrieben ist.
Jedoch ist die Aufgabe von dieser oberen Untergesamtheit beschränkt auf
den Schutz gegen das Verkratzen, Kantenschläge, UV-Strahlen, Reinigungslösungen etc.;
aber sie bringt keine besondere Verbesserung im Verhalten des Skis.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Verbesserung in der Realisierung eines Oberteils
eines Gleitbrettes vorzuschlagen, welche zusätzlich zu ihrer gewöhnlichen
Aufgabe eine Dämpfungsrolle
aufweist unter Teilnehmen an der Abschwächung von Vibrationen, welche
das Fahren des Brettes stören.
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Insbesondere ist es einer der Vorteile
der Erfindung, das vibrationsbedingte Verhalten des Brettes durch
eine maßgebliche
Dämpfung
in Torsion zu verbessern. Die Mehrzahl von Dämpfungseinrichtungen, welche
hinzugefügt
sind oder integriert sind, dämpfen
vor allem die Deformierungsenergie in Biegung des Brettes; wobei
dies nicht ausreichend ist, um einen kraftvollen, präzisen und
geregelten Kontakt auf dem Schnee aufrecht zu erhalten. Somit hat man
festgestellt, dass die Dämpfung
in Torsion höher sein
muss als in reiner Biegung, um einen besseren Kontakt der Enden
des Brettes auf dem Schnee zu erhalten. Die Erfindung ermöglicht,
ein besseres Dämpfungsverhältnis Torsion/Biegung
gegenüber herkömmlichen
Strukturen von einem Gleitbrett zu erhalten.
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Hierfür betrifft die Erfindung einen
Abdeckungsverbund einer mechanischen Struktur eines Gleitbrettes,
welche mindestens eine erste Kunststoffschutzschicht aufweist, welche
dafür bestimmt ist,
die äußere Fläche des
Gleitbretts zu bilden, eine zweite Schicht aus gekreuzten, trockenen
Fasergebilden, wobei die zweite Schicht durch Klebung mit der ersten
Kunststoffschutzschicht verbunden ist und noch eine dritte Barrierenschicht,
welche durch Klebung mir der zweiten Schicht verbunden ist, und
welche dazu bestimmt ist, eine mechanische Barriere zwischen der
zweiten Schicht und dem Harz der Verstärkungen der mechanischen Struktur
zu bilden.
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Auf überraschende Weise hat man
herausfinden können,
dass die zweite Schicht aus einem Fasergebilde fähig ist, die Energie durch
die Reibungen, welche durch die gekreuzten Fasern untereinander
hervorgerufen werden, aufzulösen,
während der
Deformierungen des Brettes, insbesondere in Torsion. Die Faser ist
gegenüber
dem äußeren durch die
erste Kunststoffschicht geschützt,
welche sie abdeckt. Auf der anderen Seite bildet die dritte Schicht eine
Dichtigkeitsbarriere, welche der verwobenen Faser der zweiten Schicht
ermöglicht,
trocken zu bleiben im Moment der letztendlichen Montage des Verbunds
mit dem Rest der Struktur des Brettes, und insbesondere während des
Kontakts des thermofließbaren
Harzes mit den Verstärkungsteilen
der Struktur.
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Zusätzlich zu ihrer Dämpfungsrolle
nimmt die Schicht aus Fasergebilden Teil daran, die Außenseite
des Verbunds dekorativ zu machen.
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Gemäß einem anderen Merkmal der
Erfindung ist die dritte Schicht aus mindestens einer textilen Schale
aus Nichtgewebe gebildet, von der die Fläche, welche dazu bestimmt ist
mit der mechanischen Struktur des Brettes verbunden zu sein, mit
einem thermoschmelzbaren Polymer mit geringer Viskosität und niedrigem
Schmelzpunkt imprägniert
ist. Das Polymer füllt
im Schmelzzustand die Lücken
der nichtgewobenen Schicht auf und macht die Gesamtheit dicht zu
dem thermofließbaren
Harz der Verstärkungen.
Die nichtgewobene Schicht hat als Vorteil, den Betrag der Klebung
zwischen dem Verbund und dem Rest der Struktur des Gleitbrettes
deutlich zu verbessern.
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Gemäß einem zusätzlichen Merkmal weist der
Verbund einen thermoschmelzbaren Klebefilm auf zwischen der ersten
Kunststoffschutzschicht und der zweiten Schicht aus trockenem Fasergebilde
und einem anderen thermoschmelzbaren Klebefilm zwischen der zweiten
Schicht und der dritten Barrierenschicht. Das Vorhandensein der
Filme ermöglicht
die Klebung zwischen den Schichten und bietet so eine viel größere Auswahl
von Materialien, welche jeweils die Schichten bilden.
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Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von besonderen
Ausführungen
deutlich, die im Bezug auf die beigefügten Figuren erfolgt und in
welchen:
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1 eine
Schnittansicht des Verbunds gemäß der Erfindung
vor der Montage mit dem Rest der Struktur des Brettes zeigt;
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2 eine
aufgedeckte Ansicht von oben des Verbunds zeigt, welche die unterschiedlichen Schichten,
die sie bilden, verdeutlicht;
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3 bis 5 eine Ausführungsform
des Verbunds gemäß der Erfindung
zeigen; 6 ein Gleitbrett
zeigt, welches mit einem Verbund gemäß der Erfindung überdeckt
ist;
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7 eine
Schnittansicht gemäß A-A aus 6 ist; und 8 eine Variante des Gleitbretts aus 6 ist.
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1 und 2 zeigen einen Verbund gemäß der Erfindung,
der dazu bestimmt ist, auf einer mechanischen Struktur 2 eines
Gleitbrettes angefügt
zu sein.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbund 1 wiedergegeben
in Form eines Bandes, welches aus einer Mehrzahl von Schichten gebildet
ist, welche miteinander verbunden sind.
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Auf der äußeren Seite (EXT) befindet
sich die erste Schutzschicht 10 angeordnet, die dafür bestimmt
ist, die äußere Fläche des
Verbunds zu bilden. Diese Schicht ist aus Kunststoff und vorzugsweise aus
einem thermoplastischen Material.
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Vorzugsweise handelt es sich um eine
transparente Folie aus einem thermoplastischen Material, welches
aus der Gruppe ausgewählt
ist, die gebildet wird aus den Polyamiden, den Polykarbonaten, den ABS,
den tereftalaten Polyethylenen (PET), den Polystyrenen. Die Schicht
kann ein dekoratives Motiv tragen, z. B. ein Motiv, welches mittels
sublimierten Druckfarben 100 über der äußeren Oberfläche der Schicht 10 realisiert
ist.
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Diese erste Schicht muss eine ausreichende Dicke
aufweisen, um den Rest des Verbunds zu schützen und die Thermodiffusion
der Druckfarben in der Tiefe zu absorbieren. Sie muss größer oder gleich
zu 0,3 mm sein, vorzugsweise in der Größenordnung von 0,7 mm. Andere
Dekorationstechniken können
ebenfalls eingesetzt werden, um die Supplimierung zu ersetzen. Man
kann z. B. den Einsatz der Serigraphie, der Tampographie, der Wärmemarkierung
etc. angeben.
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Selbstverständlich kann man in Betracht
ziehen, dass der Verbund mehrere Schutzschichten aufweist. In diesem
Fall können
die Schutzschichten untereinander zunächst durch Koextrusion oder
durch jedes andere Mittel zusammengefügt werden.
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Gemäß der Erfindung ist die zweite
Schicht 11 des Verbundes ein Gebilde aus trockenen Fasern. Dieses
Gebilde ist vorzugsweise ein Gewebe aus Schussfaden und Kettfaden,
welche mit Kreuzungswinkeln von 90 Grad oder geringer als 90 Grad
gekreuzt sind (multidirektionelle Gebilde).
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Das Gebilde enthält kein Imprägnierungsharz
zumindest im Kern, in einer Weise, um die Reibungen zwischen den
Faden oder Litzen zu begünstigen.
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Die Dicke dieser zweiten Schicht
kann enthalten sein zwischen 0,2 und 0,7 mm. Die Flächenmasse
des Gebildes kann zwischen 200 und 1000 g.m-2 enthalten
sein.
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Diese zweite Schicht kann aus einem
Gebilde aus synthetischen Fasern, welche ausgewählt sind aus Glasfasern, Karbonfasern,
Para-Aramiden, Polyester oder einer Mischung dieser Fasern, gebildet
sein.
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Die dritte Schicht 12 ist
eine Barrierenschicht, deren Rolle es gleichzeitig ist, die Verklebung
des Verbunds auf der Verstärkungsstruktur
zu begünstigen
und die Imprägnierung
der zweiten Schicht durch das thermofließbare Harz der Verstärkungsschicht 20 während der
Endmontage zu verhindern.
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Diese Schicht 12 ist demnach
vorzugsweise aus einer textilen, nicht gewobenen Schale 120 gebildet,
deren Fläche
dazu bestimmt ist, mit der mechanischen Struktur des Brettes verbunden
zu werden und welche mit einem thermoschmelzbaren Polymer 121 imprägniert ist
mit geringer Viskosität
und niedrigem Schmelzpunkt. Das Polymer kann die Spalte der nichtgewobenen
Schale ausfüllen
und diese dicht gegenüber
dem Harz der Verstärkungen
machen.
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Unter den Polymeren, welche geeignet
sind zu passen, bevorzugt man sie aus den Ionomeren auszuwählen, insbesondere
denjenigen, welche einen MFI-Wert (melt flow Index) aufweisen, der
geringer oder gleich zu 7 ist und einen Schmelzpunkt aufweist, der
geringer oder gleich ist zu 110°C.
Die textile, nichtgewobene Schale weist auch als Vorteil auf, sich
leicht anzupassen und zu Strecken ohne zu brechen.
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Die textile, nichtgewobene Schicht,
die den Imprägnierungspolymeren
zugefügt
ist, bildet auch einen undurchsichtigen Aufdeckungsboden des Dekors
des Verbunds.
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Zum Realisieren der Kohäsion des
Verbundes wird ein thermoschmelzbarer Klebefilm bzw. -folie 130
zwischen die erste Kunststollschutzschicht 10 und die zweite Schicht 11 aus
einem trockenen Fasergebilde zwischengelegt und ein anderer thermoschmelzbarer
Klebefilm 131 zwischen die zweite Schicht 11 und
die dritte Barrierenschicht 12.
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Die Klebefilme 130, 131 sind
vorzugsweise auf Basis von einem Polymer oder Copolymer, welches
durch eine Behandlung mir einer karboxylischen Säure oder einer karboxylischen
Estersäure veredelt
ist.
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Der Film kann vorteilhafter Weise
aus veredeltem Polyethylen bestehen und noch genauer aus einem Polyethylen,
welches durch das maleatische Anhydrid veredelt ist.
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Auf Grund der Wahl der textilen,
nichtgewobenen Schale und ihrem Zusammenbringen mit einem thermoschmelzbaren
Film von dem Typ, der angegeben ist, erhält man sehr viel höhere Klebewerte gegenüber denjenigen,
welche man mit irgendeinem anderen Substrat, wie z. B. einer Kunststoffschicht erhalten
kann.
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Die Widerstandsfähigkeit der Klebung am Übergang
zwischen der zweiten Schicht 11 und der Verstärkungsstruktur 20 ist
in der Größenordnung von
20 N bei Vorhandensein der nichtgewobenen Schicht 120.
Die Widerstandsfähigkeit
ist nicht mehr als 4 N ohne die nichtgewobene Schicht bei jedoch Beibehalten
des Vorhandenseins von lediglich der Filme 131 und 121 (und
keine Widerstandsfähigkeit nach
einer Alterung in wässrigen
Umgebungen).
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Die Widerstandsfähigkeit der Klebung an dem Übergang
zwischen der zweiten Schicht 11 und der ersten Kunststoffschicht 10 ist
von der Größenordnung
von ungefähr
12 N mit dem Vorhandensein des Klebefilms 130.
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Außer ihrer Rolle als Barrierenschicht
verhindert die dritte Schicht 12 die chemische Veränderung des
Klebefilms 131 durch das Harz der Verstärkungen, da der Film insbesondere
ein Ionomer ist, welches mit den Epoxyden reagieren kann.
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3 bis 5 stellen beispielhaft ein
Herstellungsverfahren des Verbunds 1, der zuvor beschrieben
wurde, dar. Gemäß 3 verfährt man in einem ersten Moment
mit dem Drucken eines Dekors durch Wärmeübertragung von supplimierba ren
Farben, welche in einem Papierträgerblatt 3 enthalten
sind. Das Blatt wird in Kontakt mit der Oberfläche der Kunststoffschicht 10 angelegt
und in einer an sich bekannten Art legt man Wärme und Druck an, um die Diffusion
der Farbstoffe über
der Schicht 10 zu erhalten. Die Betriebsbedingungen des
Dekorierungszyklus sind z. B. 165°C über zwei
min bei 2 bar.
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Der nachfolgende Schritt besteht
darin, die Schichtung des Verbunds zu realisieren, jeweils von der
ersten Kunststoffschicht 10, die so dekoriert ist, dem
Klebefilm 130, der zweiten Schicht aus einem Gebilde 11 dann
der andere Klebefilm 131, die dritte Schicht, welche aus
der textilen, nichtgewobenen Schale 120 gebildet ist und
dem Film aus einem thermoschmelzbaren Polymer 121.
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Man wendet dann einen Druckzyklus
an unter Anlegen von einem Druck in der Größenordnung von 2 bis 4 bar
und bei einer Temperatur von 150 bis 165 Grad über etwa 1 bis 2 Minuten.
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Eine Variante besteht darin, die
Vormontage von einem Teil des Verbundes durch Warmglätten zu realisieren.
Z. B. kann die Untergesamtheit, welche aus dem Film 130,
der zweiten Schicht 11, dem Film 131, der dritten
Schicht 12 gebildet ist, unter Wärme geglättet werden in einem ersten
Moment, dann mit der Kunststoffschicht durch Pressen in einem zweiten
Moment zusammengefügt
werden.
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Der so gebildete Verbund ist somit
fertig für den
Einsatz für
die letztendliche Zusammenfügung mit
dem Rest der Struktur des Gleitbrettes, welche insbesondere die
Vorimprägnierten
Verstärkungselemente
umfasst.
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Die letztendliche Zusammenfügung ist
eine Operation, welche darin besteht, die Struktur in der gewünschten
Form zu formen bei gleichzeitigem Erhalten der Haftung aller sie
bildenden Teile untereinander. Die Operation erfolgt in einer Pressform
mit einer geeigneten Form in der letztendlichen, gewünschten
Form, welche auf eine ausreichende Temperatur erhitzt wird, um das
Aushärten
der vorimprägnierten
Verstärkungselemente
zu erhalten.
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Während
der Aushärtung
in der Pressform erreicht das Harz der vorimprägnierten Verstärkungen
eine Temperatur in der Größenordnung
von 150°C
und wird flüssig.
Auf Grund des in der Pressform ausgeübten Drucks von in der Größenordnung von
7-10 bar, hat das Harz die Tendenz, in die Räume und Spalte, welche freigelassen
werden, zu fließen. Dieses
Fließen
wird in Richtung des Verbundes gestoppt auf Grund der Barrierenschicht 12.
Die Harze, welche am häufigsten
eingesetzt werden für
das Vorimprägnieren
in dem Gebiet der Herstellung von Skiern und Snowboards sind thermoaushärtbare Harze vom
Typ Epoxyd.
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Die Erfindung betrifft auch das Gleitbrett, welches
mit einem derartigen, zuvor beschriebenen Verbund ausgestattet ist.
In dem Fall der 6 und 7 ist das Gleitbrett über seine
gesamte Länge
mit dem Komplex 1 ausgestattet, welcher die mechanische Struktur 2 abdeckt.
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Diese Struktur 2 weist ein
oberes Element oder Verstärkungsschicht 20 auf,
einen zentralen Kern 21, ein unteres Element oder Verstärkungsschicht 22,
seitliche, metallische Kanten 230, 231 und eine
Gleitsohle 24, im Allgemeinen aus Polyethylen. Die Elemente 20, 22 sind
vorteilhafter Weise auf der Basis von Verstär- kungsfasern und einem thermoaushärtbaren
Epoxydharz.
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Der Kern ist aus einem Material mit
einer geringen Dichte realisiert, welches jedoch gegen die Komprimierung
widerstandsfähig
ist, wie z. B. einem Schaum, aus Holz oder aus Bienenwaben.
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Gemäß der Erfindung wird der Verbund
auf der Struktur 2 in einer Weise zusammengefügt, dass die
dritte Schicht 12, welche die mechanische Barriere bildet,
durch Klebung in Kontakt mit der Verstärkungsschicht 20 auf
Basis von Fasern, welche imprägniert
sind mit einem unter Wärme
fließbaren
Harz, verbunden sind, welche zu der mechanischen Struktur 2 gehören.
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In dem Beispiel der 6 sind die Fasern oder Fäden der
Fasergebildeschicht, welche die gesamte Länge des Brettes einnehmen,
ausgerichtet und gekreuzt im Wesentlichen gemäß einer geneigten Richtung
bei + und – 45
Grad in Bezug auf die longitudinale Richtung I-I' des Brettes.
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Tests einer Messung einer Dämpfung haben es
ermöglicht
festzustellen, dass das Verhältnis
zwischen der ersten einer Torsion und der dritten einer Biegung
in dem Bereich von entsprechenden Frequenzen von der Größenordnung
von 200 Hz viel beträchtlicher
ist für
Gleitbretter, welche den Verbund gemäß der Erfindung verwenden,
als für
Bretter einer herkömmlichen
Struktur. Man misst, dass dieses Verhältnis in jedem Fall größer zu 1
ist und in der Größenordnung
von 1,05 für
einen Ski mit einer Kastenstruktur mit Verstärkungen vollständig aus
Fasern und von einer Größenordnung
von 1,42 für
einen Ski mit einer Faser-metallenen Kastenstruktur. Für eine herkömmliche
Struktur ist das Verhältnis
in der Größenordnung
von 0,75 für
einen Ski vom Typ mit Verstärkungen
völlig
aus Fasern und von der Größenordnung
von 0,70 für
einen Ski mit einer Faser-metallenen Verstärkung. Man stellt fest, dass
diese Skier, welche ein Verhältnis
größer als
1 aufweisen, ein Verhalten auf Schnee aufweisen, welches man als
weicher qualifizieren kann bei einem besseren Kontakt Gleitoberfläche/Schnee.
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In dem Beispiel der 8 ist das wiedergegebene Gleitbrett ein
Ski, welcher einen zentralen Abschnitt 30 aufweist, der
der Montagezone von Bindungen entspricht, eine vordere Zone 31,
die sich zwischen dem vorderen Ende des zentralen Abschnitts 30 und
der Spatel erstreckt und eine hintere Zone 32, die sich
zwischen dem hinteren Ende des zentralen Abschnitts 30 und
dem Ende des Skis erstreckt.
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In diesem Fall sieht man vor, dass
die zweite Schicht von trockenen Fasern 11 nur in der vorderen Zone 31 und
der hinteren Zone 32 vorhanden ist, um eine Dämp fung vorherrschend
in Torsion in diesen Zonen zu bieten, welche besonders und stärker als der
zentrale Abschnitt belastet sind. In dem zentralen Abschnitt kann
die Schicht 11 durch eine zusätzliche Kunststoffschicht einer
gleichen Dicke in dem Verbund z. B. ersetzt werden. In einer Variante
kann die Schicht 11 auch nicht ersetzt sein durch eine
zusätzliche
Schicht.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht
auf die somit beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt
und umfasst alle technischen Äquivalente, welche
in die Reichweite der nachfolgenden Ansprüche fallen können.