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DE8508599U1 - Springy running and jumping shoe

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Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1985-06-27

Description

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Dr.Joachim Schnell J 009Dr Joachim Schnell J 009 Ameelwec 7 _ηΛ , „_Λα.Ameelwec 7 _ηΛ , “ _Λα .

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Federnder Lauf- und SpringschuhSpringy running and jumping shoe

Die Neuerung bezieht sich auf einen feiernden Lauf- und Springschuh mit einer oberen und einer unteren Sohle, die durch eine Blattfeder elastisch miteinander verbunden sind. Schuhe dieser Art werden in SP G1U3041 beschrieben und verbessern das Lauf- und Springverraöeen des Menschen. Es zeigt sich, daß die Schuhe bei Verwendung von Stahlfedern ein relativ großes Gewicht haben, in der oben angeführten Patentschrift wird deshalb schon die Verwendung von faserver-The innovation relates to a celebrating running and jumping shoe with an upper and a lower sole, which is supported by a Leaf spring are elastically connected to one another. Shoes of this type are described in SP G1U3041 and improve the running and jumping behavior of humans. It turns out that when the shoes are used steel springs are relatively heavy, so the use of fiber-reinforced stärkten Kunststoffen als Federmaterial erwähnt.strengthened plastics mentioned as spring material.

Aufgabe der Neuerung ist die Entwicklung von möglichst leichten federnden Lauf- und Springschuhen.The task of the innovation is to develop the lightest possible springy running and jumping shoes.

Die Neuerung löst die Aufgabe, wie im Schutzanspruch 1 festgehalten, durch einen federnden Lauf- und Springschuh mit einer oberen undThe innovation solves the problem, as stated in protection claim 1, by a springy running and jumping shoe with an upper and einer unteren Sohle, die durch eine Blattfeder elastisch miteinander verbunden sind, wobei die beiden Sohlen und die Blattfeder ein z-förmiges Federteil aus faserverstärktem Kunststoff bilden, bei dem die Fasern überwiegend in Längsrichtung angeordnet sind. Weitere Ausführungen der Neuerung sind in den Schutzansprüchen 2a lower sole, which is resiliently connected to one another by means of a leaf spring are connected, the two soles and the leaf spring forming a Z-shaped spring part made of fiber-reinforced plastic which the fibers are arranged predominantly in the longitudinal direction. Further versions of the innovation are contained in claims 2 bis 10 festgehalten.held until 10.

Der Vorteil der Neuerung liegt außer im geringen Gewicht der Schuhe in den einfachen Übergängen von der Blattfeder zu den Sohlen und in der preisgünstigen Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen. Die Neuerung wird im folgenden anhand von drei AusführungsbeispielenThe advantage of the innovation lies in the low weight of the shoes in the simple transitions from the leaf spring to the soles and in the inexpensive manufacture of fiber-reinforced plastic parts. The innovation is illustrated below with the aid of three exemplary embodiments beschrieben und enthält folgende Zeichnungen:and contains the following drawings:

Figur 1.: Federnder Lauf- und Springschuh mit z-förmigera Federteii. Figur 2: Federnder Lauf- und Springschuh, bei dem das Federteil Anlehnbögen und Haltebänder enthält und mit dem Vorderschuh eine Einheit bildet.Figure 1 .: Springy running and jumping shoe with z-shaped spring parts. Figure 2: Spring-loaded running and jumping shoe, in which the spring part contains leaning arches and retaining straps and forms a unit with the front shoe.

Figur 3: Federnder Lauf- und Springschuh wie in Figur 2, aber mitFigure 3: Spring-loaded running and jumping shoe as in Figure 2, but with

elastischen Sohlen.elastic soles.

Figur 4: Federnder Lauf- und Springschuh mit einer Manschette. Figur 5: Federnder Lauf- und Springschuh mit schützenden Elastomer-Formteilen.Figure 4: Spring-loaded running and jumping shoe with a cuff. Figure 5: Spring-loaded running and jumping shoe with protective elastomer molded parts.

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- 2 - J 009- 2 - J 009

Beispiel 1example 1

In Figur 1 ist ein neuerungsgeraäßer federnder Lauf« und Springschuh skizziert, der einen den Fuß umhüllenden Schuh 1 und ein z-förraiges Federteil 2 von ungefähr Schuhlange und Schuhbreite enthält. Das Federteil 2, das eine obere Sohle 3, eine Blattfeder 4 und eine untere Sohle 5 enthält, ist aus einem Stück aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt. Schuh 1 und Federteil 2 sind durch eine lösbare Halterung 6 miteinander verbunden, die den bei Langlaufskiern Üblichen Halterungen ähnlich ist. Die untere Sohle 5In FIG. 1, a resilient running and jumping shoe is outlined, which has a shoe 1 and a shoe that envelops the foot z-shaped spring part 2 of approximately shoe length and width contains. The spring part 2, which has an upper sole 3, a leaf spring 4 and a lower sole 5 is made of one piece of fiber-reinforced plastic. Shoe 1 and spring part 2 are through a detachable bracket 6 connected to one another, which is similar to the brackets customary for cross-country skis. The lower sole 5 enthält eine iJlastomerauflage 7 für den Bodenkontakt.contains an iJlastomer pad 7 for ground contact.

Zur Herstellung des z-förmigen Federteils 2 kommen alle hochbelastbaren Fasern infrage, z.B. Kohlenstoffasern, Glasfasern und Kunststoffasern. Um eine möglichst große Federkraft zu erreichen, muß der Faseranteil möglichst groß sein. Mit Faseranteilen von 60 bisFor the production of the z-shaped spring part 2, all highly resilient fibers can be used, e.g. carbon fibers, glass fibers and synthetic fibers. In order to achieve the greatest possible spring force, must the fiber content should be as large as possible. With fiber proportions from 60 to 70 Volumprozent erreicht man gute Ergebnisse. Eine Vielzahl vonGood results are achieved with 70 percent by volume. A variety of Kunststoffen kommt als Einbettungsmaterial infrage, z.B. Polyesterharze, Epoxydharze, Polyurethanharze, verschiedene Thermoplaste und in begrenztem Maße auch Elastomere. Der Kunststoff muß im Verarbeitungszustand möglichst dünnflüssig sein und in ausgehärtetem ZustandPlastics can be used as embedding materials, e.g. polyester resins, epoxy resins, polyurethane resins, various thermoplastics and to a limited extent also elastomers. The plastic must be as thin as possible in the processing state and in the hardened state möglichst hohe Zug- und Druckfestigkeit haben. Wie bei der Herstellung von faserverstärkten Blattfedern kommen verschiedene Herstellungsverfahren infrage, die zu einem möglichst blasenfreien Material führen, z.B. Druck- oder Vakuumgußverfahren. Die Herstellung des z-förmigen Federteils durch Zusammenpressen von mehreren vorgeferhave the highest possible tensile and compressive strength. As with the manufacture of fiber-reinforced leaf springs, various manufacturing processes can be used to produce a material that is as bubble-free as possible lead, e.g. pressure or vacuum casting processes. The manufacture of the Z-shaped spring part by compressing several vorgefer tigten dünnen Bändern von der für das Federteil vorgesehenen Breite ist eine besonders preisgünstige Methode.made thin strips of the width intended for the spring part is a particularly inexpensive method.

Die Fasern in den z-förmigen Federteilen 2 verlaufen hauptsächlich in Längsrichtung. Bei starker Belastung der Blattfeder wird die Festigkeit des Kunststoffs quer zur Faserrichtung häufig überThe fibers in the z-shaped spring parts 2 mainly run longitudinal. When the leaf spring is heavily loaded, the strength of the plastic is often too high across the grain schritten und es kommt insbesondere in der Randzone zu Beschädi gungen. Das kann durch Schichten mit quer liegenden Fasern oder durch ein Umwickeln der Blattfeder mit Fasern in Querrichtung verhindert werden. Diese und andere bei faserverstärkten Blattfedern bekannte Techniken können auch bei den neuerungsgeaäßensteps and damage occurs especially in the edge zone worked. This can be done by layers with transverse fibers or by wrapping the leaf spring with fibers in the transverse direction be prevented. These and other techniques known for fiber-reinforced leaf springs can also be used with the innovations z-förmigen Federteilen angewendet werden. Da die Bereiche 8 desz-shaped spring parts are applied. Since the areas 8 of the z-förmigen Federteils 2, wo die Sohlen 3 und τ in die Blattfeder 4 übergehen, besonders stark belastet werden, ist hier eine zusätzliche Verstärkung angebracht.z-shaped spring part 2, where the soles 3 and τ in the leaf spring 4 pass over, are particularly heavily loaded, an additional reinforcement is appropriate here.

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Aus EP 0103041 ist bekannt, die Belastung in den besonders stark beanspruchten Gebieten durch Anlehnbögen 9 zu begrenzen, wie sie in Figur 2 skizziert sind. Diese Anlehnbügen 9 bestehen ebenfalls aus faserverstärktem Kunststoff und sind Teil der Sohlen 3 und 1, die dadurch eine zusätzliche Steifigkeit erhalten. Cs ist aber auch möglich, die Sohlen 3 und 5 ähnlich elastisch herzustellen wie die Blattfeder 4 und die Anlehnbögen 9 beidseitig gebogen zu gestalten und nur in dem Bereich 8 des z-förmigen Federteils 2 zu befestigen, wo Uie obere Sohle 3 oder die untere Sohle 5 in die Blattfedor 4From EP 0103041 it is known that the load in the particularly strong areas claimed by leaning arches 9, as shown in Figure 2 are outlined. These leaning bows 9 are also made of fiber-reinforced plastic and are part of the soles 3 and 1, the this gives additional rigidity. But it is also possible to produce the soles 3 and 5 similarly elastic as that To make leaf spring 4 and the leaning arches 9 curved on both sides and only to be attached in the area 8 of the z-shaped spring part 2, where Uie upper sole 3 or lower sole 5 into leaf spring 4 übergeht, wie es in Figur 3 skizziert ist. Die Anlehnbögen 9 können die volle Breite des Federteils 2 einnehmen, für eine einwandfreie Funktion genügen aber zwei schmale Bögen 9 in den Randbereichen des Federteils 2. ISs wurde ein z-förmiges Federteil mit Anlehnbögen aus Kohlenstoffpasses over, as outlined in FIG. The leaning arches 9 can occupy the full width of the spring part 2, but two narrow arcs 9 in the edge areas of the are sufficient for proper function Spring part 2. ISs became a z-shaped spring part with carbon arches fasern und Epoxydharz hergestellt, das bei einer Länge von 28C men, einer Breite von 90 ran», einer Blattfederdicke von 5 min und einem Gewicht von knapp 800 g eine Kraft von 3000 N bei einem Federweg von 75 ram aufnehmen kann. Kin Mensch mit einem Gewicht zwischen 60 und 90 kg kann damit gut laufen und springen.fibers and epoxy resin, which is 28C in length, a width of 90 ran », a leaf spring thickness of 5 min and a Weight of almost 800 g can absorb a force of 3000 N with a spring deflection of 75 ram. Kin person weighing between 60 and 90 kg can run and jump well with it.

Beispiel 2Example 2

In Figur 2 ist ein neuerungsgemäßer federnder Lauf- und Springschuh skizziert, bei dem etwa ein drittel der oberen Sohle 3 mit dem Vorderteil des den Fuß umhüllenden Schuhs 1 fest verbunden ist,In Figure 2, a resilient running and jumping shoe according to the invention is sketched, in which about a third of the upper sole 3 with the front part of the shoe enclosing the foot 1 is firmly connected, also Schuh 1 und Federteil 2 eine Einheit bilden. Natürlich kann auch die ganze obere Sohle 3 Bestandteil des den Fuß umhüllenden Schuhs 1 sein, insbesondere bei Schuhen, die speziell zum Springen konzipiert sind. Bei Laufschuhen ist es von Vorteil, wenn der F\iß im Bereich der Fußballen abknicken kann und damit eine natürlicheso shoe 1 and spring part 2 form a unit. Of course you can the entire upper sole 3 can also be part of the shoe 1 enclosing the foot, in particular in shoes that are specially designed for jumping are designed. With running shoes it is an advantage if the foot can bend in the ball of the foot and is therefore natural Abrollbewegung möglich ist. Versuche haben gezeigt, daß die Seitenstabilität kaum leidet, wenn der Schuh 1 nur am vorderen Drittel fest mit dem Federteil 2 verbunden ist.Rolling movement is possible. Tests have shown that the lateral stability hardly suffers if the shoe 1 is only on the front third is firmly connected to the spring part 2.

Bei plötzlichem Entlasten des vorher belasteten federnden Laufund Springschuhs kann das Federteil 2 über die Ruhelage hinausIf the previously loaded resilient running and jumping shoe is suddenly relieved, the spring part 2 can go beyond the rest position auffedern, wobei insbesondere die Bereiche 8, wo die Sohlen 3 und 5 in die Blattfeder 4 übergehen, stark belastet werden. Durch Bänder 10, die das z-förraige Federteil 2 zusammenhalten, kann das Auffedern verhindert werden. Die Bänder IC können arc vorderen undAuffedern, in particular the areas 8 where the soles 3 and 5 merge into the leaf spring 4, are heavily loaded. By straps 10 that hold the z-shaped spring part 2 together, this can Springback can be prevented. The ligaments IC can arc anterior and

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trtr hinteren Ende der Sohlen 3 und 5 oder in der Mitte der beidenrear end of soles 3 and 5 or in the middle of both

'v. Sohlen angebracht sein, wie es in Figur 3 skizziert ist. Die'v. Soles should be attached, as outlined in FIG. the

Bänder IC können auch Sohlen und Blattfeder zusammenhalten; inRibbons IC can also hold soles and leaf springs together; in

JJ Figur 2 befinden sich solche Bänder 10 im Bereich der Anlehnbögen V.FIG. 2 shows such bands 10 in the area of the leaning arches V.

;/> 3 Am wenigstens auffällig sind die Bänder 10, wenn sie in der Nähe; /> 3 The bands 10 are at least noticeable when they are in the vicinity

%% der Bereiche 8 angebracht sind, wo die Sohlen 3 und 5 in die Blatt-of areas 8 are attached where the soles 3 and 5 in the leaf

\i\ i feder 4 übergehen. Sie können dort voll im z-förmigen Federteil 2 Skip spring 4. You can there fully in the z-shaped spring part 2

$$ integriert sein und wie dieses aus faserverstärktem Kunststoffbe integrated and like this made of fiber-reinforced plastic

. f; bestehen. Durch die Bänder 10 kann das Federtei¹. 2 eine Vorspannung. f; exist. By means of the bands 10, the spring part ¹ . 2 a bias

ι 10 erhalten. Die Vorspannung erhöht die Stabilität des federnden Lauf-ι received 10. The preload increases the stability of the resilient barrel

und Springschuhs; bei geringer Beanspruchung, z.B. im Stand, federtand jumping shoes; with low stress, e.g. when standing, springs

i| der Schuh dann nicht oder nur wenig.i | the shoe then not or only a little.

Beispiel 3Example 3

Der Bereich, in den sich die Blattfeder 4 bei Belastung an die Anlehnbögen θ anlehnt, ist empfindlich gegen Verschmutzung durch harte Partikel, z.B. durch Sandkörner. Zum Schutz dagegen kann man das z-förmige Federteil 2 mit einer Manschette 11 oder einer elastischen Hülle 11 umgeben, die die obere Sohle 3 mit der unterenThe area in which the leaf spring 4 is when loaded to the Leaning against the leaning θ is sensitive to contamination from hard particles, e.g. from grains of sand. To protect against it you can the z-shaped spring part 2 with a cuff 11 or an elastic sleeve 11 surround the upper sole 3 with the lower

Sohle 5 verbindet und das Federteil 2 bis auf sin Luftloch zumSole 5 connects and the spring part 2 except for sin air hole

Druckausgleich staubdicht verschließt, wie es in Figur 4 skizziert ist. Die Umhüllung 11 kann auch bis zu dem den Fuß umhüllenden Schuh 1 hochgezogen sein und so auch den Bereich zwischen Schuh 1 und Federteil 2 schützen.Pressure equalization closes dust-tight, as outlined in FIG is. The sheath 11 can also be pulled up to the shoe 1 enclosing the foot and thus also the area between the shoe 1 and protect spring part 2.

Man kann auch den empfindlichen Bereich durch Forrateile 12 aus weichelastischen oder geschäumten Elastomeren schützen, die in den von dem z-förmigen Federteil 2 gebildeten Tinkeln angebracht sind. Diese Ausführungsform ist in Figur 5 skizziert und kann recht elegant aussehen. Die elastischen Formteile 12 können so ausgeführt sein,You can also protect the sensitive area by forrate parts 12 made of flexible or foamed elastomers, which are in the of the z-shaped spring part 2 formed tinkles are attached. These Embodiment is sketched in Figure 5 and can be quite elegant look. The elastic molded parts 12 can be designed so daß sie die im Beispiel 2 beschriebenen Bänder 10 enthalten oderthat they contain the tapes 10 described in Example 2 or diese umhüllen und schützen. Natürlich können die elastischen Formteile 12 auch so gestaltet werden, daß sie nicht nur die empfindlichen Teile, sondern das ganze Federteil 2 umhüllen und schützen. Bei starker Belastung der Ferse oder der Fußspitze können sich dieenvelop and protect them. Of course, the elastic molded parts 12 can also be designed in such a way that they enclose and protect not only the sensitive parts, but the entire spring part 2. If the heel or toe is heavily stressed, the Sohlen 3 oder 5 und die Blattfeder 4 an den Enden berühren. Dansit diese Berührung nicht zu hart ausfällt, wird in diesem Bereich eine Elastomerauflage 13 angebracht, die auch mit dem 5oMenbelag 7 verbunden sein kann, wie es in den Figuren 2 und 3 skizziert ist.Soles 3 or 5 and the leaf spring 4 touch at the ends. Dansit If this contact is not too hard, an elastomer pad 13 is attached in this area, which can also be connected to the 50Menbelag 7, as it is sketched in Figures 2 and 3.

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- 5 - J 009- 5 - J 009

In den drei Beispielen können nicht erschöpfend alle vorteilhaften Ausführungsformen der Neuerung beschrieben werden. So kann z.B. das z-förmige Federteil 2 recht unterschiedlich ausgebildet sein:The three examples cannot exhaustively all of the advantageous ones Embodiments of the innovation are described. E.g. the z-shaped spring part 2 can be designed quite differently:

- Die obere Sohle 3 kann eben oder der Fußforra angepaßt sein, sie kann flach sein oder Verstärkungsrippen enthalten.- The upper sole 3 can be flat or adapted to the foot shape, they can be flat or contain reinforcing ribs.

-- Die untere Sohle 5 kann eben sein oder eine für den Bodenkontakt LThe lower sole 5 can be flat or one for ground contact L

und für den Sohlenbelag 7 günstige andere Form haben und auchand for the sole covering 7 and also have other favorable shapes

Yerstärkungsrippen enthalten. =Reinforcement ribs included. =

-- Die Blattfeder 4 kann eben oder bogenförmig oder s-fönaig ge— $■'' IC krümmt sein. £iThe leaf spring 4 may be flat or curved bends or s-fönaig overall $ ■ '' IC. £ i

- Die Form der Anlehnbögen 9 kann je nach der Fon» der Sohlen 3 und fj. 5 und der Blattfeder 4 unterschiedlich sein. |- The shape of the leaning arches 9 can depending on the shape of the soles 3 and fj. 5 and the leaf spring 4 may be different. |

- Die Federwege und/oder die Federkraft im Fersenbereich und im t- The spring travel and / or the spring force in the heel area and in the t

Fußspitzenbereich können gleich oder unterschiedlich sein. \ Toe areas can be the same or different. \ IU - Die Höhe des z-förraigen Federteils 2 kann unterschiedlich sein; '·:■ IU - The height of the z-shaped spring part 2 can be different; '·: ■

wir bevorzugen 'A'erte zwischen 3 und 13 cm. ?we prefer 'A'erte between 3 and 13 cm. ?

- Die Stärke und das Gewicht des z-förraigen Federteils 2 richtet j sich nach dem verwendeten Fasermaterial und nach dem Gewicht und- The strength and weight of the z-shaped spring part 2 aligns j depends on the fiber material used and on the weight and dem Laufstil des Benutzers.the running style of the user.

- Das Federteil 2 kann Teile oder Vorrichtungen zur Aufnahme des \ - The spring part 2 can be parts or devices for receiving the \

den Fuß umhüllenden Schuhs 1, der Halterung 6, des Sohlenbelages 7, .the foot enveloping shoe 1, the holder 6, the sole covering 7,.

der Bänder 10, der Umhüllung 11 oder der elastischen Formteile 12 *the straps 10, the cover 11 or the elastic molded parts 12 *

enthalten. _: contain. _:

- Wir bevorzugen die Befestigung des Vorderteils des den Fuß umhiil- ;i lenden Schuhs 1 am freien Ende der oberen Sohle 3 wie in den ί - We prefer the attachment of the front part of the foot-wrapping shoe 1 to the free end of the upper sole 3 as in the ί

Figuren 1 bis 5 skizziert. Das Schuhvorderteil kann aber auch am fFigures 1 to 5 outlined. The front part of the shoe can also be attached to the f

anderen Ende der oberen Sohle 3 angebracht sein. |be attached to the other end of the upper sole 3. |

Der neuerungsgemaße federnde Lauf- und Springschuh ist ein Spezial- JThe new springy running and jumping shoe is a special J

fall des in EP 0103041 beschriebenen federnden Lauf- und Spring- fcase of the resilient running and jumping f described in EP 0103041

schuhe.shoes.

Claims

- 6 - J C09 Protection claims

1. Springy running and jumping shoe with an upper (3) and a lower sole (5) which are elastically connected by a leaf spring (4), characterized in that the two soles (3, 5) and the leaf spring ( 4) form a z-shaped spring part (2) made of fiber-reinforced plastic, in which the fibers are predominantly arranged in the longitudinal direction,

2. Springy running and jumping shoe according to claim 1, characterized in that that the z-shaped spring part (2) also contains transverse fibers.

3. Spring-loaded running and jumping shoe according to claim 1, characterized in that the z-shaped spring part (2) contains leaning arches (9) which are attached to the upper and lower soles (3,5) or to the areas (8), where the soles (3,5) on genes in the leaf spring (4), are connected to the spring part (2) such that under load dec spring part (2) _# the claimed most parts of the Anlehnbö ^ s (3) lean.

4. Springy running and jumping shoe according to claim I, characterized in that that the z-shaped spring part (2) is held together by a band (10) or bands (1O) that spring back when Prevent the spring part (2) from relieving pressure and / or preload the spring part (2).

5. Resilient running and jumping shoe according to claim 4, characterized that the bands (1O) in the vicinity of the areas (3) where the soles (3, 5) merge into the leaf spring (4), arranged are made of fiber-reinforced plastic and are firmly connected to the spring part (2).

6. Spring-loaded running and jumping shoe according to claim 1, characterized in that that the upper and lower soles (3,5) are connected to one another by a cuff (11) or an elastic cover (11) are, which envelops the z-shaped spring part (2) protectively.

7. Springy running and jumping shoe according to claim 1, characterized in that that in the angles formed by the z-shaped spring part (2) molded parts (12) made of flexible or foamed material Elastomers are attached to the spring part (2) or at least the parts of the spring part (2) that are attached to each other when loaded lean against it, protect it from dirt and damage.

- 7_ J 0C9

8. Spring-loaded running and jumping shoe according to claim 1, characterized in that that about a third of the upper sole (3) of the z-förraicen spring part (2) firmly with the one surrounding the foot Shoe (1) is connected or forms part of the shoe (l) enveloping the foot.

9. Springy running and jumping shoe according to claim 1, characterized in that that the z-shaped spring part (2) on the front and rear Where the soles (3, 5) and leaf spring (4) touch under full load, contains an elastomeric pad (13).

10. Spring running and jumping shoe according to claim I _1, characterized in that the z-shaped spring part (2) consists essentially of several layers of prefabricated fiber-reinforced plastic fb: »nder, which are brought into the intended z-shape with a pressing process.

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