Polster, Verfahren zu seiner Herstellung und Mittel zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung erlaubt die Ausnutzung der Nachgiebigkeit und der wärmeisolierenden und schallschluckenden Eigenschaften solcher gummi elastischer Kunststoffe, welche wegen der über das gesamte Material verteilten Poren allgemein als gummielastische Schaumstoffe bekannt sind. Solches Material ist z. B. Schaum-Polyurethan, das unter dem Namen Moltoprens> (eingetragene Marke) ver trieben wird.
Ein derartiges Material kann in viel fältiger Struktur hergestellt werden, von hochporöser stark federnder bis zu sehr weicher geringporöser, oder auch in Form von Plättchen, Flocken, Körnern, Stückchen und Schnitzeln, welche als Polsterfüllung verwendet werden können.
Es ist bereits bekannt, beispielsweise als Ma tratze eine Platte gummielastischen Schaumstoffes zu verwenden, jedoch werden deren Eigenschaften nicht voll ausgenutzt, weil sich das Material streckt, sozu sagen unter der Last ausweicht. Entsprechend weicht im Falle eines runden Sitzkissens das Material radial über die Kissendicke aus, so dass zum Zwecke einer ausreichenden Bettung für das Gewicht dickeres Material benötigt wird als für den Fall, wo kein derartiger Radialschub stattfindet. Eine derartige Materialverschiebung wird natürlich dann nicht ein treten, wenn die Druckfläche jener des Materials entspricht und das Material um seinen Aussenrand herum gehalten wird, was jedoch im Falle von Ma tratzen, Kissen und den meisten Ausbildungsformen von Polstern unpraktisch ist.
Die Erfindung erlaubt es, die oben aufgeführten Nachteile zu vermeiden.
Die Erfindung betrifft ein zum mindesten teil weise aus gummielastischem Schaumstoff bestehendes Polster und ist gekennzeichnet durch Mittel, welche bewirken, dass im unbelasteten Polster das Material, welches an diejenige Fläche grenzt, die zur Aufnahme einer Last bestimmt ist, unter einer quer zur Rich tung der aufzunehmenden Last gerichteten Zugspan nung steht, während das Material, welches der ge nannten Fläche nicht benachbart ist, unter einer quer zur Richtung der aufzunehmenden Last gerichteten Druckspannung steht.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher Polster; welches dadurch gekenn zeichnet ist, dass man plattenförmiges Ausgangsmate rial mindestens in seiner Randzone zusammenpresst, und dass man die zusammengepressten Stellen minde stens am Rand in ihrer zusammengepressten Lage fixiert.
Schliesslich bezieht sich die Erfindung noch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens. Diese ist gekennzeichnet durch eine Presse mit zwei relativ zueinander beweglichen Press- flächen.
Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsformen der Erfindung, welche nachfolgend näher beschrie ben werden.
Fig. 1 bis 3 zeigen im Vertikalschnitt eine erste Ausführungsform von erfindungsgemässen Polstern, wobei Fig. la einen Horizontalschnitt durch Fig. 1 darstellt.
Fig. 4 bis 10 zeigen Vertikalschnitte durch weitere Ausführungsformen.
Fig. 11 bis 13 zeigen Mittel zur Herstellung der Polster.
Fig. 14 bis 20 und 22 zeigen weitere Ausfüh rungsformen von Polstern.
Fig.21 zeigt Mittel zum kontinuierlichen Her stellen der Polster.
Die einfachste Ausbildungsform, ein rundes Kis sen für einen Stuhlsitz, wird, wie in Fig. 1 und la gezeigt, unter Verwendung einer einzigen Lage gummielastischen Schaumstoffes 1 von beispielsweise 7 l', bis 10 cm Dicke derart ausgeführt, dass das Material auf einen flachen Tisch 2 gelegt wird und mittels einer daraufgelegten und etwa der Grösse des beabsichtigen Kissens entsprechenden Lehre 3 zu sammengepresst wird; wenn das Material so auf bei spielsweise 0,6 cm Dicke zusammengepresst worden ist, wird es am Rand der Lehre mittels eines be heizten Formwerkzeuges, z.
B. einer Rolle, oder anderer bekannter Verfahren verschweisst, derart, dass längs dieser Strecke sämtliche Poren beseitigt werden, und beim Abheben der Lehre das Material bis etwa auf seine ursprüngliche Dicke zurückkehrt, jedoch am Umfang des Kissens zusammengepresst bleibt, wie in Fig. 2 im Schnitt gezeigt ist. Das über schüssige Material ausserhalb der Schweissnaht wird sodann entfernt (siehe Fig. 3).
Es leuchtet ein, dass bei seinem Zurückkehren zur ursprünglichen Dicke das Material der Kissen-Aussenflächen unter Zug spannung gerät, während das Material der Kissen- Mittelebene gepresst wird, so dass beim Aufsetzen einer Last auf das Kissen die Radialverschiebung von Material unter der Last verhindert wird.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform für ein ähnliches Kissen werden drei Lagen plattenför- migen Materials übereinandergelegt, bevor sie zu sammengepresst und geschweisst werden, wobei die Materialien der Schichtlagen derart ausgewählt wer den, dass dasjenige für die Aussenlagen 4 der hervor gerufenen Zugspannung Widerstand entgegensetzt, während das Material der Mittelschicht 5 bei der Beanspruchung Widerstand gegen Druck entgegen setzt. Die für diesen Fall geeigneten Materialien kön nen auch zugleich andern Zwecken dienlich sein. So können z.
B., wie in Fig. 5 gezeigt, die äussern Lagen 4 ein engeres Gefüge haben mit geeigneter Abnutzung und Schlupf verhindernder Oberfläche, während die innere Schicht 6 aus losen Körnchen, Plättchen, Stück chen, Flocken oder dergleichen oder aus einer aus Plättchen oder Abfallmaterial gebildeten Lage be steht, deren Teilchen beispielsweise durch Klebmittel oder durch Anwendung mässiger Hitze, die nicht hoch genug ist, um das Material zu schmelzen, verklebt worden sind.
Bei einer weiteren, in Fig. 6 dargestellten Aus führungsform für diese einfache Kissenform können die Aussenlagen 4 aus gummielastischem Schaumstoff sein, während die Innenschicht 7 aus gummiertem Haar oder andern geeigneten, bekannten gummi elastischen Polstermaterialien besteht, welche den bei der Dehnung der Aussenlagen beim Zusammenpressen des Kissens auftretenden Druckkräften widerstehen.
Natürlich kann bei der letztaufgeführten Kissen ausbildung, wenn die Mittelschicht nicht besonders nachgiebig ist, das Kissen nicht im gleichen Masse zusammengepresst werden wie im Falle der Anwen dung von Schaumstoff, und es kann nötig werden, während des Zusammenpressens des Kissens Streck kräfte in Richtung der Pfeile (Fig. 6) für die Aussen schichten anzuwenden, um zu erreichen, dass angemes- sene Dehnungskräfte in den Aussenlagen nach beende tem Schweissen verbleiben.
Wo eine hochporöse Kunststoffeinlage für die Mittellage benötigt wird, wie beispielsweise bei Kino sitzen (Fig. 7), kann dieses Material mit einer sich über die innere Lage 8 erstreckenden Anzahl von Durchlochungen versehen sein, welche an ihren Enden abgeschlossen sind, sei es durch die äussern Lagen oder durch die Sitzflächenausbildung, so dass damit im Sitzpolster geschlossene Lunker gebildet werden.
Wenn die Aufgabe besteht, einer Belastung be trächtlichen Widerstand entgegenzusetzen, so kann ein Kissen oder eine Matratze (wie in Fig. 8 darge stellt) aus einer drei- oder mehrlagigen Schicht her gestellt werden, bei der das Material jeder der Lagen ein stufenweise über den Gegenstand wachsendes (oder abnehmendes) Federungsvermögen aufweist. Ein derartiger Aufbau weist bei leichter Last eine erheb liche Federung auf, während das Federungsvermögen mit wachsender Belastung abnimmt.
Vorzugsweise werden die Lagen durch Schweissen miteinander verbunden, da dies schnell und einfach ist. Man muss dazu ein thermoplastisches Material verwenden. Man kann aber auch, wie in Fig. 9 dar gestellt, die Lagen miteinander entlang dem Kissen umfang durch Nähen oder mittels Klammern, Bügel oder anderer Mittel zusammenfügen.
Die beschriebene einfache Ausführungsform des Kissens weist somit eine einzige Lage gummi elastischen Schaumstoffes auf, in welchem während der Herstellung des Kissens in oder nahe der Ober fläche Zugkräfte, in der Mitte Druckkräfte erzeugt werden, wobei die Oberflächen durch Schweissen, Nähen oder andere Befestigung am Rand aneinander befestigt werden, zwecks Erzeugung besagter Kräfte, welche im Kissen verbleiben, bis ihm eine Last auf gesetzt wird. Die Materialbeschaffenheit des Kissens kann über den Querschnitt hinweg wechseln, bei spielsweise derart, dass das nahe den Oberflächen befindliche Material im Hinblick auf den der Zug spannung entgegenzusetzenden Widerstand gewählt ist, während das Zwischenmaterial so gewählt ist, dass es der Pressung Widerstand entgegensetzt.
Es ist klar, dass das Ausmass und die Verteilung der Kräfte über das Kissen vom Kissendurchmesser und seiner Dicke abhängen. Ist daher das Kissen im Vergleich zu seinem Durchmesser dünn, so werden die Kräfte in der Mitte nur verhältnismässig gering sein und man kann dann, wie in Fig. 10 gezeigt, bei spielsweise in der Mitte eines runden Kissens das Material durch das Kissen hindurch verschweissen, wodurch ein weiterer Festpunkt 9 erzeugt wird, von dem aus die Zug- und Presskräfte ausgehen können. Dieser Festpunkt kann durch die oben erwähnte Methode geschaffen werden, indem nämlich das Material zwischen parallelen Platten zusammenge presst wird und das Verschweissen durch ein Loch 10 in der Mitte der kreisförmigen, obern Platte 11 hin durch erfolgt.
Die Pressplatte kann, wie in Fig. 11 dargestellt, Heizelektroden 12 in Form von erhabenen Platten teilen aufweisen, um die Schweissung auf der unten liegenden Tischplatte 2 oder auf Elektroden 12, welche symmetrisch an einer andern unten liegenden Platte 13 vorgesehen sind, vorzunehmen, wie in Fig. 12 gezeigt wird.
Gemäss Fig. 13 kann auch mit Hilfe von Gebilden auf der Pressplatte oder auf einer Gegenplatte ein Muster auf die Kissenoberfläche eingeprägt werden.
Wird eine Matratze benötigt, deren Flächen- Ausmasse erheblich grösser sind als deren Dicke, so können, wie in Fig. 14 dargestellt, mehrere Fest punkte 9 über die Oberflächen verteilt vorgesehen werden, um angemessene Spannkräfte in der Ma tratze zu erzeugen und der Tendenz entgegenzuwir ken, dass beim Auflegen der Last das Material aus weicht. Diese Festpunkte können voneinander in regelmässigen oder unregelmässigen Abständen ange ordnet sein und ein Ziermuster auf der Matraze bil den.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform können ausser der geradlinigen oder gebogenen Schweissnaht am Rand des Gegenstandes noch gerade oder gebo gene Haltelinien innerhalb der Aussenflächen vorge sehen werden, entweder zusätzlich zu den Halte punkten oder an deren Stelle. Man kann z. B. gerade Rippen quer oder längs der Matratze nach Stepp deckenart oder andere Netzmuster erzeugen, wie in Fig. 15 dargestellt ist.
Das Polster kann, wie oben ausgeführt, aus einer einzigen, flächenförmigen Lage oder aus drei flächen- förmigen Lagen hergestellt werden, oder aber aus einer beliebigen Anzahl von Lagen, wenn das Polster frei von jeder ihm ständig oder zeitweise zugeord neten festen Stütze gebraucht wird, das heisst, wenn die Kräfte innerhalb des Materials um eine Mittel ebene symmetrisch verteilt liegen. Wenn das Polster jedoch an einer steifen Unterlage befestigt ist, z. B. an einem Stuhlrücken oder einem Sitz, kann eine gerade Zahl von Lagen vorgesehen werden, beispiels weise zwei.
Die äussere Lage erhält die Zugspannung und die innere Lage die Pressung, wobei durch mittel- oder unmittelbare Befestigung an der Unter lage verhindert wird, dass sich das Polster aufrollt.
Der Gegenstand kann, wie aus Fig. 16 ersichtlich, auch aus einer einzigen dünnen Materiallage herge stellt sein, die nach dem Schweissen symmetrisch beansprucht wird, so dass in und nahe der Ober flächen Zugspannungen und dazwischen Druckspan nungen auftreten. Diese Lage kann sodann mit ihrem Rand an eine steife Unterlage 14, wie Sperrholz, be festigt werden, was die Zugkräfte in der Aussen fläche steigert und die Druckspannungen von der Mitte heraus in die der Unterlage benachbarte Aussen fläche verlagert, wie durch die Pfeile in Fig.16 angedeutet ist. Ein derartiges Polster ist somit un symmetrisch in bezug auf die Mittelebene.
Um zur Befestigung an einer Unterlage, gemäss der obigen oder anderer Ausführungsformen, genü- gend Material zu haben, kann die Verschweissung ent sprechend breiter gehalten werden und somit einen Kranz um den Gegenstand herum bilden, oder zwei getrennte benachbarte Schweissungen können zum gleichen Zwecke ausgeführt werden, wie in Fig. 17 gezeigt wird.
Wenn man bedenkt, dass beim Schweissen der Ränder der Lagen unter gleichzeitiger Druck anwendung mittels zweier paralleler Platten keine Zug- und Druckspannungen vorhanden sind, wird es klar, dass die nachher entstehenden Zug- und Druckspannungen beim Auflegen einer fast das gesamte Polster deckenden Last wieder aufgehoben sind. Im Gebrauch trägt allein die zu den Aussen flächen senkrechte Federungskraft des Polsters die Last, wobei eine Querverschiebung des Materials aus geschlossen ist.
Wenn es unzweckmässig ist, eine grosse, z. B. eine Matratze aufnehmende Presse zu erstellen, kann eine Lage an ihren Rändern an Mitteln befestigt werden, welche sie, wie in Fig. 18 durch die Pfeile angedeutet ist, in ihrer natürlichen Ebene halten, ohne dass ein Zusammenpressen zwischen Parallel platten erfolgt. Das Schweissen kann sodann mittels eines kleineren, geheizten Handrollers bewirkt wer den, der um die Konturen von Mustern geführt wird, wobei gleichzeitig oder nachträglich unabhängige Festpunkte oder Festlinien zur Verbindung der Ober- und Unterseite, da, wo benötigt, von Hand eingeführt werden. Das Verfahren kann somit nicht nur durch Pressen der Lagen zwischen Parallelplatten ausgeübt werden.
Immerhin hat sich dieses Verfahren als das wirksamste erwiesen, weil damit die Arbeit viel rascher vonstatten gehen kann.
Wenn auf das Endprodukt Riffel, Wellen oder andere Formen aufgebracht werden sollen, so kön nen die Oberflächen, zwischen denen die Lagen oder die Einzellage zusammengepresst werden soll, gewellt oder anders geformt sein; dementsprechend ist die Pressweise beim Schweissvorgang nicht auf Parallel platten beschränkt. Wenn beispielsweise ein Wärme- oder schallisolierendes oder -dämpfendes Polster als Mantel einer Halbkugel gewünscht wird, können die Pressflächen eine derartig geeignete Form haben, dass das Endprodukt, wie in Fig. 19 gezeigt, die ge wünschte Wölbung aufweist.
Diese Polster werden vorzugsweise für grosse Flächen deckende Polsterungen, wie Flugzeugsitze, Divane usw., verwendet, wobei etwaige gewölbte oder zylindrische Teile (Fig.20) beim Formen der die Hauptlast tragenden Sitz- und Lehnflächen mitge- formt werden. Man kann das Ganze dabei an einer flachen Grundlage entweder nur längs der Schweiss nahtlinien befestigten oder man kann den gesamten Rückteil auf die Grundlage aufleimen.
Die Polster können zur Wärmeisolierung oder zur Schallisolierung oder Schalldämpfung an Wänden oder Decken verwendet werden. Sie können, wie in Fig. 21 dargestellt, kontinuierlich durch Druckanwen- dung einer oder mehrerer Rollen 17 und 18 auf eine Einzellage oder auf mehrere Lagen hergestellt werden, wobei zugleich in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben die Verschweissung mittels den Elektro den 12 erfolgt. Ein derartiges Material wird auf der Unterlage zweckdienlich den Schweissnähten entlang befestigt.
Wie in Fig. 22 gezeigt, kann man beim Formvor gang auf die Oberfläche einer Einzel- oder einer Mehrfachlage eine schmückende oder verschleissfeste Stoffbespannung 15 legen, die, falls sie thermo plastische Eigenschaften hat, sich mit der Matratze, dem Kissen oder dem Polster zum Schlusse entlang der Schweissnähte 16 vereinigt und ein Teil des End produktes wird; sie wird zwischen den Schweissstellen durch die Nachgiebigkeit der Lage oder Lagen ge spannt gehalten, wenn diese nach ihrer Zusammen pressung vom Druck entlastet werden.
Wenn die Polster menschliche Körper tragen sollen, so soll das Material vorzugsweise unterein ander verbundene Poren aufweisen, so dass das Mate rial atmen kann und sich kein Kondenswasser bildet. Falls jedoch die Polster andern Zwecken die nen, kann auch ein Material, bei welchem die Poren nicht untereinander verbunden sind, einwandfrei ge braucht werden.
Kleine Kissen oder Handpolster können als Putz kissen für Autos oder dergleichen verwendet werden. Es wird dann ein Schlauch in eine Vertiefung im Material eingeführt und derart fest mit demselben verschweisst, dass das aus dem Schlauch austretende Wasser über die Poren des Materials zur Putzkissen- Oberfläche ausfliesst. Gleicherweise kann ein kleiner Lautsprecher in ein Kissen vor dessen Verschweissung eingelegt werden. Ein derartiges Kissen wird viel in Spitälern verwendet.
Weiter können in die Lage Stoffe, z. B. ein nach allen Richtungen hin dehnbares Netz, eingeschlossen werden, um dem Verstrecken der Polster entgegen zuwirken, besonders dort, wo der Gegenstand nur am Rand befestigt und nicht mit einer durchgehenden Unterlage versehen ist.