AT521642A2

AT521642A2 - Verfahren zur Herstellung eines Polsters

Info

Publication number: AT521642A2
Application number: ATA289/2018A
Authority: AT
Inventors: Baldinger Andreas; Ferner Tobias; Zillich Michael; Wohlkinger Walter
Original assignee: Blue Danube Robotics Gmbh
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2020-03-15
Also published as: AT521642B1; AT521642A3; WO2020051602A1; US20220048268A1; EP3849768A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Polsters (1) mit einer Hülle (2) aus einem luftdichten Hüllenmaterial und einem in der Hülle (2) angeordneten, nachgiebigen, polydirektional luftdurchlässigen Füllkörper (3), der mit der Hülle (2) stofflich verbunden ist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: Beschichten eines ersten Formnests (6') eines Formwerkzeugs (6) mit einem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial zur Ausbildung einer ersten Hüllenschale ( 2' ) ' Beschichten eines zweiten Formnests (6'') des Formwerkzeugs (6) mit dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial zur Ausbildung einer zweiten Hüllenschale (2''), Einlegen eines vorproduzierten Füllkörpers (3) in die im ersten Formnest (6') befindliche erste Hüllenschale (2') Zusammenfügen der im ersten Formnest (6') und im zweiten Formnest (6'') befindlichen ersten und zweiten Hüllenschalen (2', 2'') vor dem Aushärten oder Ausreagieren des Kunststoffmaterials.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines

Polsters mit einer Hülle aus einem luftdichten

Hüllenmaterial und einem in der Hülle angeordneten, nachgiebigen, polydirektional luftdurchlässigen Füllkörper sowie einen entsprechenden Polster.

Ein Polster ähnlich der eingangs genannten Art ist beispielsweise in der WO 2016/000005 Al beschrieben und dient als taktiler Sicherheits-Sensor zum Schutz von Personen und ortsfesten oder autonom bewegten Hindernissen vor ortsfesten oder autonom bewegten Handhabungsgeräten, insbesondere Industrieroboter, wie z.B. Fertigungs-, Transport-, Inspektions- oder .Servicerobotern und ihren Manipulatoren. Zur Kollisionserkennung wird der Sicherheits-Sensor oder eine Mehrzahl solcher SicherheitsSensoren bzw. Polster am Handhabungsgerät und/oder an deren Manipulatoren angebracht. Der in der WO 2016/000005 Al beschriebene Sicherheits-Sensor umfasst im Wesentlichen eine luftdichte Hülle, die eine gas- oder luftgefüllte Kammer umschließt, und einen innenliegenden barometrischen Drucksensor.

Die Form der Hülle wird durch eine nachgiebige Stützstruktur bzw. einen Füllkörper gehalten, wobei der Füllkörper und die Hülle gemeinsam den Körper des Sensors bzw. Polsters bilden. Der Füllkörper sorgt hierbei für Formstabilität und eine mechanische Dämpfung der bei einer Kollision einwirkenden Kräfte. Eine Berührung des Sensors führt zu einer Verformung der Hülle, wobei die Hülle jedoch an von der Stelle der Berührung unterschiedlichen Stellen nicht ausweichen kann, da der Füllkörper mit der Hülle stofflich verbunden ist. Daraus folgt ein messbarer Druckanstieg im Inneren der Hülle. Ein Druckanstieg über / 25

einen gewissen Schwellwert führt zum Anhalten des zu sichernden Handhabungsgeräts, auf dessen Oberfläche der

Sensor befestigt ist.

Während Polster bzw. Sicherheits-Sensoren der soeben beschriebenen Art schon kommerziellen Einsatz finden, stellt deren überaus aufwendige Herstellung mittlerweile ein Hauptproblem bei der weiteren und vor allem kostengünstigen Verbreitung und Anwendung .dar. Wie bereits erwähnt, ist es nämlich von essentieller Bedeutung, dass die Hülle und der Füllkörper in stofflicher und/oder formschlüssiger Verbindung miteinander stehen, da ohne diesen Umstand die Hülle bei Berührung oder Kompression an einer von der Stelle der Berührung unterschiedlichen Stelle ausweichen könnte, wodurch es nicht zu dem für das Erkennen einer Kollision notwendigen Druckanstieg im Polster kommen 0 würde.

Um die stoffliche und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Hülle und dem Füllkörper zu erzielen, wurden die Polster der eingangs genannten Art bisher mittels 3DDruckverfahren hergestellt, bei denen die Hülle und. an die Hülle anschließend und mit dieser verbunden der Füllkörper Schicht für Schicht gedruckt wurden. Dies ist sehr zeitaufwendig und kostenintensiv und es steht zu befürchten,„ dass der Bedarf an Sicherheits-Sensoren zum Schutz von Personen und ortsfesten oder autonom bewegten Hindernissen vor ortsfesten oder autonom bewegten

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Handhabungsgeräten, insbesondere Industrierobotern, wie z.B. Fertigungs-, Transport-, Inspekti'ons- oder

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Servicerobotern und ihren Manipulatoren mit derartig hergestellten Polstern langfristig nicht sinnvoll gedeckt werden kann.

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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren anzugeben, mit dem die Herstellung von Polstern bzw. Sicherheits-Sensoren mittels 3DDruckverfahren durch ein schnelleres, kostengünstigeres, gleichzeitig aber zuverlässiges Herstellungsverfahren ersetzt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren zur Herstellung eines Polsters mit einer Hülle aus einem luftdichten Hüllenmaterial und einem in der Hülle angeordneten, nachgiebigen, polydirektional luftdurchlässigen Füllkörper,· der mit der Hülle stofflich und/oder formschlüssig verbunden ist, erfindungsgemäß durch zumindest die folgenden Schritte gekennzeichnet:

Beschichten eines ersten Formnests eines ersten Formwerkzeugs mit einem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigeh Kunststoffmaterial zur Ausbildung einer ersten Hüllenschale,

Beschichten eines zweiten Formnests eines zweiten Formwerkzeugs mit dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial zur Ausbildung einer zweiten Hüllenschale,

Einlegen eines vorproduzierten Füllkörpers in die im ersten Formnest befindliche erste Hüllenschale,

Zusammenfügen der im ersten Formnest und im zweiten Formnest befindlichen ersten und zweiten Hüllenschalen vor dem Aushärten oder Ausreagieren des Kunststoffmaterials.

Dadurch, dass die Hülle in Form zweier Hüllenschalen in Formwerkzeugen durch Beschichten der Formnester mit einem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen / 25 : :: :: . ·..· ·» r;· * *· ·**:*: : · *

Kunststoffmaterial gebildet werden und ein fertig produzierter Füllkörper vor dem Zusammensetzen der zwei Halbschalen eingelegt wird, gelingt die Produktion in kurzer Zeit mit relativ geringem apparativen Aufwand. Gleichzeitig wird dadurch, dass der Füllkörper zeitlich vor dem Aushärten des aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterials eingesetzt wird und das Kunststoffmaterial diesen an seiner gesamten Oberfläche durchdringen und erst in der Folge aushärten kann, eine feste stoffliche Verbindung zwischen dem bevorzugt elastischen Hüllenmaterial und dem Füllkörper gebildet, die eine unerwünschte Verformung des Polsters an einer von der Stelle der Berührung oder Kollision unterschiedlichen Stelle verhindert.

Der Füllkörper kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit relativ einfachen und.erprobten Verfahren hergestellt werden, da noch keine luftdichte Hülle an der Aussenseite des Füllkörpers gebildet werden muss. So können die Füllkörper beispielsweise als offenporige Schäume und Hartschäume geschäumt·oder aus offenproigem Schaum warmgeformt oder aus einem dreidimensionalen Gewirk zugeschnitten und in Massen zur Verfügung gestellt werden. Es ist auch möglich, den Schaum unmittelbar vor dem Einlegen zu schäumen, zurecht zu schneiden oder umzuformen.

Wesentlich ist, dass der nachgiebige Füllkörper polydirektional luftdurchlässig ist, um bei einer Kollision einen gleichmäßigen Druckanstieg im Polster unabhängig von der Stelle der Berührung zu gewährleisten. Der auf diese Weise geeignete Füllkörper wird dann in die noch nicht ausgehärtete Hüllenschale eingebracht, und mit der zweiten Hüllenschale abgedeckt. Das aushärtbare, fließ.- und/oder / 25

sprühfähige Kunststoffmaterial dringt bis zu einem gewissen

i. Grad in die Porosität oder in das Gewirk ein und verbindet sich stofflich und/oder formschlüssig mit dem Füllkörper.

I ' Das erfindungsgemäße Verfahren greift auf bekannte, durch

Polymerisation aushärtbäre, fließ- und/oder sprühfähige Kunststoffmaterial bzw. -Systeme zurück und ist daher chemisch gut beherrschbar. Das Beschichten und Aushärten erfolgt innerhalb einiger Minuten, sodass eine hohe , Taktfrequenz bei der Herstellung von Polstern für die eingangs genannte Anwendung ermöglicht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden ! Erfindung wird das Beschichten des ersten Formnests und des zweiten Formnests mit dem Kunststoffmaterial mittels Hochdrucksprühen bewerkstelligt. Hochdrucksprühen gestattet , das gleichmäßige Aufbringen von Schichten des genannten aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen fähigen Kunststoffmaterials auf die Oberfläche des Formnests eines

Formwerkzeug, wobei das aushärtbare, fließ- und/oder sprühfähige Kunststoffmaterial anfangs weich ist und gerade genügend Zeit verbleibt, um den Füllkörper einzubringen bzw. einzulegen und die zweite Hüllenschale, die ebenfalls noch nicht ausgehärtet ist, aufzusetzen.

Bevorzugt wird als Kunststoffmaterial Polyurethan . eingesetzt. Polymerisationssysteme auf Urethan-Basis zeichnen sich durch geringe Kosten und eine geringe ’ Giftigkeit aus und lassen sich einfach bereitstellen und auf die Formnester aufbringen. Insbesondere ist es möglich, Urethane in durch Hochdrucksprühen auf die Formnester aufzubringen, sodass es mit der-vorliegenden Erfindung

- möglich wird, Hüllen bzw. Hüllenschalen mit gleichmäßiger / 25

Dicke und konstanter Qualität herzustellen.

Zum Einbringen des Füllkörpers in die Hüllenschale ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegende Erfindung vorgesehen, dass der Füllkörper beim Einlegen in die erste Hüllenschale mit einem Formwerkzeug für den Füllkörper in eine der Hüllenschalen gedrückt wird. Dies bedeutet, dass der Füllkörper am Ort der Produktion der Hülle bzw. der Hüllenschalen in einem Formwerkzeug hergestellt wird und das Formwerkzeug für den Füllkörper gleichzeitig als Werkzeug zum Einlegen des Füllkörpers in die Hüllenschale verwendet wird. Der Füllkörper kann, jedoch auch mit einem eigens dafür vorgesehenen Werkzeug in einer der Hüllenschalen gedrückt werden. Das Formwerkzeug für den-. Füllkörper kann hierbei bevorzugt von einem ortsfesten oder autonom bewegten Handhabungsgerät, insbesondere einem Industrieroboter, wie z.B. einem Fertigungsroboter bewegt werden, um den Füllkörper in die erste Hüllenschale einzusetzen. Der Füllkörper wird gerade soweit in das noch nicht ausgehärtete Kunststoffmaterial der ersten Hüllenschale gedrückt, um das Eindringen des _;

Kunststoffmaterials in die äußersten Bereiche des Füllkörpers zu gewährleisten, wobei Jedoch die Schichtdicke des Kunststoffmaterials im Formnest und der Anpressdruck des Füllkörpers in das noch nicht ausgehärtete Kunststoffmaterial so gewählt sind, dass der Füllkörper keinesfalls mit dem noch nicht ausgehärteten Kunststoffmaterial getränkt und seine polydirektionale Luftdurchlässigkeit dadurch beeinträchtigt wird.

Wie bereits erwähnt, ist ein Polster bzw. Luftpolster zur Anwendung als Sicherheits-Sensor bei ortsfesten oder autonom bewegten Handhabungsgeräten bzw. Robotern zumindest / 25 • ί ί ?j.i..··* *· ···.

mit einem im Inneren der Hülle angeordneten Drucksensor und einer entsprechenden Auswertelektronik ausgestattet, um eine Berührung bzw. Kollision detektieren und ein entsprechendes Steuerungssignal ausgeben zu können. Der Polster bzw. der Sicherheits-Sensor muss daher über entsprechende Einbauten verfügen. Während diese Einbauten bei der WO 2016/000005 Al noch in einer Basisschale aus Kunststoff (Bezugszeichen 12 in Fig. 1 der WO 2016/000005 Al) aufgenommen waren, ist man in der Zwischenzeit dazu übergegangen, diese Einbauten direkt in die flexible Hülle des Polsters bzw. Sicherheits-Sensors zu integrieren, d.h. entsprechende Einbauteile bzw. Gehäuseteile für elektronische Einrichtungen direkt mit der Hülle herzustellen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann dies auf besonders vorteilhafte Weise gelöst werden, wenn vor dem Beschichten des ersten Formnests mit dem Kunststoffmaterial zumindest ein vorgefertigter Einlegeteil in dem Formwerkzeug platziert wird, um den genannten zumindest einen Einlegeteil beim Beschichten in die Hüllenschale einzubetten, wie dies einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegende Erfindung entspricht. DieEinlegeteile können on-site hergestellt oder von einem Zulieferer bereitgestellt werden und sind in der Art ihrer Herstellung unabhängig vom erfindungsgemäßen Verfahren, solange sie eine stoffliche und/oder formschlüssige Verbindung mit dem gewählten Kunststoffmaterial der Hülle nicht vereiteln.

Bevorzugt wird als der zumindest eine Einlegeteil ein Gehäuse- oder Trägerteil für Elektronikbauteile, ein mechanisches Verbindungs- und/oder Befestigungselement und/oder eine Kabelklemme eingebettet.

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Um eine luftdichte und mechanisch dauerhaft belastbare Verbindung des zumindest einen Einlegeteils mit der Hülle zu gewährleisten, weist der zumindest eine Einlegeteil eine flächigen Befestigungsbereich auf, der von dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial durchsetzt wird, wie dies einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht. Der Befestigungsbereich kann zu diesem Zweck eine poröse oder netzartige Struktur aufweisen, die von dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial durchsetzt werden kann, wobei es entweder zu einer stofflichen Verbindung zwischen dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial kommt oder wobei der Einlegeteil formschlüssig von dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial festgehalten wird oder wobei beide Arten der Verbindung, stofflich und formschlüssig, erzielt werden.

Die Integration des zumindest einen Einlegeteils gelingt dann am besten, wenn der zumindest eine Einlegeteil einen Dichtbereich aufweist, der bezüglich des

Befestigurigsbereichs. erhaben ist und das, aushärtbare, fließ- und/oder sprühfähige Kunststoffmaterial den Befestigungsbereich bis zum Niveau des Dichtbereichs durchsetzt.

Um die Integration des zumindest einen Einlegeteils weiter zu verbessern und um insbesondere eine stoffliche Verbindung zwischen dem bevorzugt elastischen Hüllenmaterial und dem zumindest einen Einlegeteil zu fördern, ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform·der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der zumindest eine / 25

Einlegeteil vor dem Beschichten zumindest einem Verfahren ausgewählt aus Erhitzen, Flämmen und Plasmabehandeln , unterworfen wird. Dies dient dazu, die Oberfläche insbesondere des Dichtbereichs des zumindest einen Einlegeteils einer stofflichen Verbindung mit dem Hüllenmaterial zugänglicher zu machen, was insbesondere bei der Verwendung von Thermoplasten als aushärtbares, fließund/oder sprühfähiges Kunststoffmaterial bei der Herstellung der Hülle unmittelbar nachvollziehbar wird. Die genannten Behandlungen der Einlegeteile erweisen sich jedoch auch bei der bevorzugten Wahl von Polyurethan als aushärtbares, fließ- und/oder sprühfähiges Kunststoffmaterial als vorteilhaft, was insbesondere für die Plasmabehandlung gilt.

Um ein Verrutschen der Einlegeteile beim Beschichten der Formnester mit dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial zu verhindern, ist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt dahingehend weitergebildet, dass die Einlegeteile vor dem Beschichten durch die Wirkung von Unterdrück an ihrem Platz.gehalten werden. Die Einlegeteile können hierfür spezifisch ausgeformt sein, sodass der Unterdrück leicht aufgebaut und gehalten werden kann, bis das Kunststoffmaterial .ausgehärtet ist und die Einlegeteile fest in der Hülle verankert sind. Bevorzugt kann das erfindungsgemäße Verfahren dahingehend weitergebildet sein, dass die Einlegeteile zumindest teilweise aus Metall bestehen und vor dem Beschichten durch die Wirkung von Magneten, insbesondere Elektromagneten an ihrem Platz gehalten werden.

Bevorzugt wird der Unterdrück durch das Formwerkzeug / 25 : :: F·:·:”· ·’ ’·*· durchsetzende Unterdruckleitungen gebildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nach dem Aushärten des Kunststoffmaterials eine Naht aus überschüssigem Kunststoffmaterial mittels Druckluft vom Polster abgetrennt.

Der erfindungsgemäße Polster mit einer Hülle aus einem luftdichten Hüllenmaterial und einem in der Hülle angeordneten, nachgiebigen, polydirektional luftdurchlässigen Füllkörper, wobei der Füllkörper stofflich mit der Hülle verbunden ist, ist dadurch . gekennzeichnet, dass die Hülle durch'Beschichten eines Formnests eines Formwerkzeugs mit einem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial hergestellt ist. Der erfindungsgemäße Polster bzw. Sicherheits-Sensor zum Schutz von Personen und ortsfesten oder autonom bewegten Hindernissen vor ortsfesten oder autonom bewegten Handhabungsgeräten, insbesondere Industrieroboter, wie z.B. Fertigungs-, Transport-, Inspektions- oder Servicerobotern und ihren Manipulatoren -ist dadurch in Massenproduktion herstellbar und kann kostengünstig angeboten werden. ,

Bevorzugt besteht die Hülle aus Polyurethan. Polyurethane zeichnen sich durch geringe Kosten aus und ermöglichen die Herstellung von Hüllen bzw. Hüllenschalen mit gleichmäßiger Dicke und konstanter Qualität. .

Wie bereits erwähnt, ist ein Polster bzw. Luftpolster zur Anwendung als Sicherheits-Sensor bei ortsfesten oder autonom bewegten Handhabungsgeräten bzw. Robotern zumindest mit einem Drucksensor und einer entsprechenden Auswertelektronik ausgestattet, um eine Berührung bzw.

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Kollision detektieren und ein entsprechendes Steuerungssignal ausgeben zu können. Der erfindungsgemäße Polster bzw. Sicherheitssensor ist daher dergestalt · weitergebildet, dass zumindest ein Einlegeteil stofflich und/oder formschlüssig mit der Hülle verbunden ist, wie dies einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht. Die Einlegeteile können on-site hergestellt oder von einem Zulieferer bereitgestellt werden.

Bevorzugt ist der zumindest eine Einlegeteil ein Gehäuseoder Trägerteil für Elektronikbauteile, ein mechanisches Verbindungs- und/oder Befestigurigselement und/oder eine Kabelklemme.

Um eine luftdichte und mechanisch dauerhaft belastbare Verbindung des zumindest einen Einlegeteils mit der Hülle zu gewährleisten, weist der zumindest eine Einlegeteil eine flächigen Befestigungsbereich auf, der von dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial durchsetzt ist, wie dies einer bevorzugten Aüsführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht. Der Befestigungsbereich hat zu diesem Zweck eine poröse oder netzartige Struktur, die von dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial durchsetzt sein kann, wobei es entweder zu einer· stofflichen Verbindung zwischen dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial kommt oder wobei der Einlegeteil formschlüssig von dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial festgehalten wird oder wobei beide Arten der Verbindung, stofflich und formschlüssig, erzielt werden.

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Die Erfindung wird nachfolgen anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dies'er zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Polsters bzw. Sicherheits-Sensors, wie er mit dem' erfindungsgemäßen Ver'fahren hergestellt* wird,

Fig. 2, eine schematische, auseinander gezogene Darstellung der erfindungswesentlichen Teile in ihrer relativen Lage beim erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 3 eine schematische, zusammengesetzte Darstellung der erfindungswesentlichen Teile in ihrer relativen Lage beim erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 4 eine Darstellung eines Einlegeteils

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Einbettens eines Einlegeteils in eine Hüllenschale,

Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Illustration, wie der Füllkörper beim Einlegen in die erste Hüllenschale gedrückt wird, und

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Abtrennens einer Naht aus überschüssigem Kunststoffmaterial.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein erfindungsgemäßer Polster bezeichnet, der im Wesentlichen aus einer luftdichten Hülle 2 und einem mit der luftdichten* Hülle 2 stofflich und/oder formschlüssig verbundenen Füllkörper 3 besteht. Der nachgiebige Füllkörper ist polydirektional luftdurchlässig, d.h. er gestattet die rasche Ausbreitung von Druckunterschieden bzw. Druckwellen im gesamten Polster 1, um eine Verformung der Hülle 2 in Folge einer Berührung bzw. Kollision mit einem Gegenstand als Druckanstieg an einem entsprechenden Drucksensor bzw. einer Auswerteelektronik 4 detektierbar und als Steuersignal für / 25 : :: ¥*·:·:*·· :

ein ortsfestes oder autonom bewegtes Handhabungsgerät, insbesondere Industrieroboter, wie z.B. einen Fertigungs-, Transport-, Inspektions- oder Serviceroboter nutzbar zu machen. Der Füllkörper 3 ist zum effektiven Aufbau einer auswertbaren Druckänderung in Folge einer Berührung oder Kollision nötig, um ein Ausweichen der Hülle 2 an anderer Stelle zu verhindern, indem der Füllkörper die Hülle vor allem im Sinne einer Zugkraft nach innen stabilisiert, wie dies durch die an der Hülle entspringenden, nach innen ragenden Pfeile in der Fig. 1 versinnbildlicht wird. Aussen an der Hülle 2 sind Einlegeteile 5 erkennbar, die in die Hülle eingebettet sind. Ein Einlegeteil 5 ist beispielsweise als Befestigungselement 5' oder und als Kabelklemme 5'’ ausgestaltet, um den Polster 1 an einem Roboter (nicht dargestellt) festzulegen bzw. um Kabel der Auswerteelektronik 4 oder des Roboters aufzunehmen und zu führen. Auch der Drucksensor 4 ist in Form eines Einlegeteils in Form eines Gehäuseteils 5''' in die Hülle eingebettet.

In Fig. 2 ist nun das Verfahren zur Herstellung eines Polsters 1 mit einer Hülle 2 aus einem luftdichten und bevorzugt elastischen Hüllenmaterial und einem in der Hülle 2 angeordneten, nachgiebigen, polydirektional luftdurchlässigen Füllkörper 3, der mit der Hülle 2 stofflich verbunden ist, dargestellt. Die Hülle 2 wird in Form einer ersten Hüllenschale 2' und einer zweiten Hüllenschale 2’' durch Beschichten eines ersten Formnests 6' und eines zweiten Formnests 6'' eines zweiteiligen Formwerkzeugs 6 mit einem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial, bevorzugt Polyurethan hergestellt. Zeitlich vor dem Aushärten des fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterials wird der vorgefertigte / 25

Füllkörper 3 in die im ersten Formnest befindliche erste Hüllenschale 2' eingelegt. Eingebettet in die erste Hüllenschale 2' sind Einlegeteile 5, die vom Kunststoffmaterial durchsetzt und dadurch stofflich und/oder formschlüssig festgelegt sind. Der Füllkörper 3 benötigt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren noch keine luftdichte Hülle an seiner Aussenseite, wodurch der Füllkörper 3 beispielsweise als offenporiger Schaum und Hartschaum geschäumt oder aus einem dreidimensionaler! Gewirk zugeschnitten werden kann.

In Fig. 3 ist das Verfahrensstadium dargestellt, in welchem die im ersten Formnest 6' und die im zweiten Formnest 6'' befindliche ersten Hüllenschale 2' und zweite Hüllenschale 2'' vor dem Aushärten des Kunststoffmaterials zusammengefügt werden, um den Füllkörper 3 zu umgeben und sich mit diesem stofflich und/oder formschlüssig zu verbinden. Das Kunststoffmaterial härtet nun aus und es wird eine stabile und dauerhafte Verbindung zwischen der Hülle 2 und dem Füllkörper 3 sowie zwischen der Hülle 2 und den Einlegeteilen 5 geschaffen, die schon beim Beschichten der Formnester 6' und 6'' mittels Unterdruckleitungen 7 festgehalten wurden.

In Fig. 4 ist gezeigt, dass ein Einlegeteil 5 einen Befestigungsbereich 8 und einen Dichtbereich 9 aufweist, der bezüglich des Befestigungsbereichs 8 erhaben ist, wobei das aushärtbare, fließ- und/oder sprühfähige i

Kunststoffmaterial den Befestigungsbereich 8 bis zum Niveau des Dichtbereichs 9 durchsetzt.

Wie in Fig. 5 gezeigt, wird_ein Einlegeteil 5 vor dem Beschichten durch die Wirkung von Unterdrück an seinem / 25 : ί ···.

Platz gehalten, um eine Verrutschen des Einlegeteils 5 beim Beschichten der Formnester mit dem aushärtbaren, fließund/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial zu verhindern. Das Einlegeteile 5 ist hierfür mit seinem Dichtbereich 9 spezifisch ausgeformt, sodass der Unterdrück leicht aufgebaut und gehalten werden kann, bis das Kunststoffmaterial ausgehärtet ist und das Einlegeteil 5 fest in der Hülle 2 verankert sind.

Fig. 6 illustriert, wie der Füllkörper 3 beim Einlegen in die erste Hüllenschale 2' gedrückt wird, welche Hüllenschale 2' zu diesem Zeitpunkt noch nicht ausgehärtet ist. Das fließ- und/oder sprühfähige Kunststoffmaterial dringt hierbei in die äußersten Bereiche des Füllkörpers 3 ein und gestattet dadurch vor allem eine formschlüssige Verbindung zwischen der Hülle 2 und dem Füllkörper 3. Der Füllkörper 3 wird beim Einlegen in die erste Hüllenschale 2' mit einem Formwerkzeug 3' für den Füllkörper 3 in die noch nicht ausgehärtete Hüllenschale 2' gedrückt, um eine definierte Eindringtiefe t in das aushärtbare, fließund/oder sprühfähige Kunststoffmaterial zu gewährleisten.

Fig. 7 macht nachvollziehbar, dass nach dem Aushärten des Kunststoffmaterials eine Naht 10 aus überschüssigem _tKunststoffmaterial an der Aussenseite der Hülle 2 verbleiben kann, die jedoch leicht mittels Druckluft vom Polster 1 abgetrennt werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Polsters (1) mit einer Hülle (2) aus einem luftdichten Hüllenmaterial und einem in der Hülle (2) angeordneten, nachgiebigen, polydirektional luftdurchlässigen Füllkörper (3), der mit der Hülle (2) stofflich verbunden ist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:

Beschichten eines ersten Formnests (6') eines Formwerkzeugs (6) mit einem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial zur Ausbildung einer ersten Hüllenschale (2' ) ,·

Beschichten eines zweiten Formnests (6'') des Formwerkzeugs (6) mit dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial zur Ausbildung einer zweiten

Hüllenschale (2' '),

Einlegen eines vorproduzierten Füllkörpers (3) in die im ersten Formnest (6') befindliche erste Hüllenschale (2'), Zusammenfügen der im ersten Formnest (6') und im zweiten Formnest (6'') befindlichen ersten und zweiten

Hüllenschalen (2', 2'') vor dem Aushärten oder Ausreagieren des Kunststoffmaterials.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Beschichten des ersten Formnests (6') und des zweiten Formnests (6'') mit dem Kunststoffmaterial mittels Hochdrucksprühen bewerkstelligt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei als Kunststoffmaterial Polyurethan eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2- oder 3, wobei der Füllkörper (3) beim Einlegen in die erste Hüllenschale (2')

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I ί f I mit einem Formwerkzeug (3') für, in Füllkörper (3) in eine c der Hüllenschalen (2' , 2' ') ged :4kt wird.

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Verfahren nach einem der ύ Brüche 1 bis 4, wobei vor Ans.

Beschichten des ersten For sts (6') mit dem pnne.·

Kunststoffmaterial zumindest vorgefertigter Einlegeteil ^lat2^iert einen Ei_nleg^teil (2 ) einjzubelten.

5.

dem (5) in dem Formwerkzeug (6) wird, um den genannten zumindest in die Hüllenschale (5) beim Beschichten . ί

6. Verfahren nach Anspruch 5 .wobei als der zumindest eine Einlegeteil (5) ein Ge'häusJ^- oder Trägerteil (5''') z für Elektronikbauteile, eipj _mecx4anisches Verbindungs- f und/oder Befestigungselem^nt (5'' ) und/oder eine

Kabelklemme (5') eingebettet wikd.

7. Verfahren nach Anspruch 5 ’oder 6, wobei der zumindest eine Einlegeteil (5) einen flächigen Befestigungsbereich (8) aufweist, der von dem aushä'rtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial durchsetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei der zumindest eine Einlegeteil (5) einen Dichtbereich (9) aufweist, der bezüglich des Befestigungsbereichs (8) erhaben ist und das aushärtbare, fließ- und/oder sprühfähige Kunststoffmaterial den Befestigungsbereich (8) bis zum Niveau des Dichtbereichs (9) durchsetzt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der zumindest eine Einlegeteil (5) vor dem Beschichten zumindest einem Verfahren ausgewählt aus Erhitzen, Flämmen und Plasmabehandeln unterworfen wird.

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10. Verfahren’ nach einem der Ansprüche 5 bi’s 9, wobei die Einlegeteile (5) vor dem Beschichten durch die Wirkung von Unterdrück an ihrem Platz gehalten werden.

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11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Unterdrück durch das Formwerkzeug (6) durchsetzende Unterdruckleitungen (7) gebildet wird.

12. Verfahren nach einem der'Ansprüche 1 bis 11, wobei nach dem Aushärten des Kunststoffmaterials eine Naht (10) < aus überschüssigem Kunststoffmaterial mittels Druckluft vom Polster (1) abgetrennt wird.

13. Polster (1) mit einer Hülle (2) aus einem luftdichten Hüllenmaterial und einem in der Hülle (2) angeordneten, nachgiebigen, polydirektional luftdurchlässigen Füllkörper (3), wobei der Füllkörper (3) stofflich mit der Hülle (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (2) durch Beschichten eines Formnests (6', 6'') eines Formwerkzeugs (6) mit einem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial hergestellt ist.

14. Polster nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (2) aus Polyurethan besteht.'

15. Polster nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Einlegeteil (5) stofflich und/oder formschlüssig mit der Hülle (2) verbunden ist.‘

16. Polster nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Einlegeteil (5) ein Gehäuse- oder Trägerteil (5'^,ζ) für Elektronikbauteile, ein mechanisches

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Verbindungs- und/oder Befestigungselement (5'') und/oder eine Kabelklemme (5') ist.

17. Polster nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Einlegeteil (5) einen flächigen Befestigungsbereich (8) aufweist, der von dem aushärtbaren, fließ- und/oder sprühfähigen Kunststoffmaterial durchsetzt ist.