CN101341013B - 制造整体弹性支座的方法以及采用该方法获得的支座 - Google Patents

Abstract

本发明可用于运动和休闲附件领域，特别是涉及用于制造整体弹性支座的方法以及可通过该方法获得的整体弹性支座。本发明还涉及用于制造该支座的模具以及包括该模具的用于执行上述方法的模制装置。该方法包括以下步骤：由弹性材料形成至少一个填料元件(2)，其与由基本刚性或半刚性材料制造的框架(3)连接，该框架的外边缘(8)与所述填料元件(2)结合限定了周边部分(9)。该方法的特征在于它包括以下步骤：在所述周边部分(9)附近由基本防水材料来形成卷边(10)，以便防止在该部分中的任何不希望的渗透。

Description

制造整体弹性支座的方法以及采用该方法获得的支座

技术领域

本发明可用于运动和休闲附件领域，特别是涉及用于制造整体弹性支座的方法以及可通过该方法获得的整体弹性支座。

本发明还涉及用于制造该支座的模具。

可以根据本发明形成的整体弹性支座的典型实例包括用于解剖学座椅的座位靠背和座位(特别是设计成用于老年人和残疾人)、鞋垫、整形外科和非整形外科的垫、用于脚踏车、自行车、摩托车等的鞍座。

背景技术

上述类型的弹性支座为已知的，它通常包括：刚性或半刚性材料的基底元件；填料或填充元件，该填料或填充元件由弹性材料制成，该弹性材料通常为聚氨酯树脂和/或凝胶；以及盖板元件，通常由人造革等形成，它设计成与就座的用户接触。

还已知用于形成这种支座的各种方法，它们都将在一个或多个步骤中将上述元件连接在一起，以便形成舒适和耐久的最终产品。

本申请人的欧洲专利EP-B1-0653279公开了一种用于形成上述类型支座的方法，它使用凸形-凹形模具，各种元件连续布置于该模具中。

特别是，具有阴模成形腔(该阴模成形腔与要形成的支座的顶表面的形状相符)的凹形模具首先接收盖元件，且底表面朝上。该凹形模具还具有真空装置，用于使元件布置成没有表面折叠或不均匀处。

然后，仍然处于液体状态的弹性元件布置在盖元件上。该弹性元件包含发泡剂，通常为CFC气体，它将使得这种填料具有通常很高孔隙度的蜂窝结构。

然后，通过使凸形模部分(上面有基底元件)与凹形模部分连接而使模具闭合。结构体留在模具中，该结构体充分加热成在足够温度下足够时间，以便使树脂膨胀以及使树脂和/或凝胶固化。在该步骤中，树脂和/或凝胶“粘在”基底元件和盖元件上(用于这些元件的化学和/或物理相互作用)。在处理的最后步骤中，最终产品进行精加工，且所有多余材料的毛边通常通过人工操作进行修剪。

这种现有技术方法具有明显的缺点，即这样形成的支座具有水可透过的周边边缘，并使水能够透入结构体中，从而使得盖元件在经过一定时间后将移动。这是由于弹性树脂的较高孔隙度引起的，该弹性树脂自然易于吸收液体。而且，当支座包含凝胶时，必须避免与水接触，以防止凝胶分解。该问题还将由于不完美的精加工步骤(考虑到它为人工操作，这很可能发生)而明显加剧。

相同申请人的WO2005/051629公开了一种用于制造上述类型的整体弹性支座的方法，它包括以下步骤：在基底元件上形成环形密封缘，以便产生用于可膨胀树脂的优选增厚区域，并进一步有利于随后的人工支座精加工步骤。

尽管该方案满足了预定需要，但是它并没有完全解决水透入填充元件的问题。这是由于密封卷边仍然在基底和填料之间暴露于天气中。

迄今为止，在现有技术中还没有提供防止液体在弹性元件(该弹性元件具有相对较高孔隙度的填充元件)的边缘部分渗透入的方案。

还有，上述方案都有其它明显的缺陷。

首先，当包含CFC的树脂在盖元件上增厚时，一层材料(称为“化学表层”实际形成于它们之间，这使得支座使用不舒服，并影响树脂的弹性。

其次，这些现有技术方法使用过多量的树脂，大部分为形成密封卷边所需。由于上述原因，当需要在必须尽可能防水的区域中使用高孔隙度树脂时将进一步加剧该浪费。

最后，使用CFC发泡剂将对环境有很大危险。

发明内容

本发明的目的是通过提供非常高效和可再生的方法来克服上述缺陷。

特定目的是提供一种方法，该方法能够简单和有效地形成具有防水周边边缘的整体弹性支座，以便保持支座的完整性和延长它的寿命。

另一目的是提供一种方法，它能够降低产品的制造成本。

本发明的又一目的是提供一种对环境友好的方法。

本发明的又一目的是提供一种防水弹性支座，它非常方便和舒适。

如下面所述，这些和其它目的通过如权利要求1所述的、用于制造整体弹性支座的方法来实现，该方法包括以下步骤：由弹性材料形成至少一个填料元件，其与由基本刚性或半刚性材料制造的框架连接，该框架的外边缘与填料组合限定了周边部分。

根据本发明，该方法包括在所述周边部分附近由基本防水材料来形成卷边的步骤。

本发明方法防止任何不希望的液体渗透至该部分中，以便保持支座的完整性和延长它的寿命。

优选是，防水卷边的基础材料可以具有比填料材料更高的刚性。

优选是，卷边可以通过将基本刚性和防水的材料沿周边部分添加成至少部分地与填料和框架接触而形成，这样，组件获得更高的稳定性。

而且，当盖元件与填料相连时，卷边至少部分地与该填料接触，用于使支座有更大的耐久性。

优选是，所述方法的步骤可以利用模具来进行，该模具由凹形模部分和凸形模部分组成，该凹形模部分具有其形状基本与填料的外形一致的空腔，该凸形模部分具有用于框架的至少一个壳体。凸形模部分可以具有第一和第二凸形模部件，它们可以选择和交替地与相应凹形模部分连接。而且，第一和第二凸形模部件彼此相对，并绕旋转轴线可枢轴转动地轴颈连接，用于与凹形模部分啮合。

由于该特殊结构，本发明的方法非常高效，因为它降低了废品率，还具有成本效益。

因此，第一和第二凸形模部件可以具有与用于框架的壳体相对应的公共部分，且区别仅在于第二凸形模部件有周边沟槽，用于通过将防水材料注入该周边沟槽中而在框架的周边部分处形成防水卷边。

由于上述特征，防水卷边很容易形成和具有很高的可再生性。

优选是，本发明的方法可以包括以下步骤，其中，垫圈形成于周边部分处，用于与周边沟槽连接和抵靠该周边沟槽。

这将防止注入防水材料的任何泄漏，从而使浪费最小。

在本发明的另一方面，提供了如权利要求15所述的整体弹性支座，它包括：由基本刚性或半刚性材料形成的框架，该框架具有外边缘；以及由弹性材料形成的至少一个填料元件，该填料元件与框架相连，并与框架的周边边缘组合限定一周边部分。根据本发明，支座包括由液体基本不可透过的材料形成的卷边，该卷边位于所述周边部分附近。

由于该结构，本发明的整体弹性支座防止在它的周边部分中的任何不希望的渗透。

优选是，防水材料可以包括相对较低孔隙度的树脂，而弹性材料可以包括相对较高孔隙度的树脂。

由于上述特征，本发明的支座将非常方便和舒适，且它们的防水性不变。这由弹性高孔隙度树脂和防水低孔隙度树脂的组合而形成。

而且，弹性材料优选是可以包括并不包含CFC气体的发泡剂。因此，支座的制造可以适应防污染标准。

根据本发明的又一方面，提供了如权利要求19所述的、用于形成整体弹性支座的模具。

附图说明

通过对本发明的方法、整体弹性支座、模具和模制装置的优选非排他实施例的详细说明，将更清楚本发明的其它特征和优点，这些实施例将作为非限定实例而借助于附图来介绍，附图中：

图1是本发明的整体弹性支座的透视图；

图2是图1的支座沿平面II-II看时的视图；

图3是本发明的整体弹性支座的还一透视图；

图4表示了图3的支座沿平面IV-IV看时的视图；

图5是本发明的模具的透视图；

图6是图5的某些细节的俯视图；

图7是本发明的模具的部分地剖视图；

图8是图7的模具沿平面VIII-VIII看时的剖视图；

图9至16表示了用于制造图1的支座的本发明方法的各个步骤。

具体实施方式

参考上述附图，本发明的整体弹性支座(总体以标号1表示)可以为坐垫、靠背、用于自行车等的垫或鞍座的形式，如图1中所示。

通常，支座1包括填料元件，该填料元件总体由标号2表示，其由弹性材料制成，并与基底框架3相连，该基底框架3通过鞍形轨F而与自行车的座位杆P连接。弹性材料可以包括树脂、凝胶或它们的组合，如图2中所示，其中，标号4表示树脂层，标号5表示凝胶层，在不脱离本发明的范围的情况下，它们的布置方式可以颠倒或变化。

树脂优选是聚氨酯树脂，它具有相对较高的孔隙度，密度为0.05g/cm³至0.3g/cm³(非限制的)。凝胶(当具有时)可以为聚氨酯混合物，例如由BAYER出售的LEVAGEL

，它可以根据专利US-A-4404296和US-A-4456642的教导而获得。由于机械原因，框架3基本由刚性或半刚性的聚合物、化合物、金属或木头材料而形成。

任选地，用户的座位表面可以通过使填料2(如图所示)覆盖盖元件6来限定，该盖元件的顶表面7限定该座位表面。盖6可以由皮革、人造革、Lycra

、聚合物(可能为多层类型)等或者一个或多个它们的组合而制成。另外，座位表面可以由填料2自身通过合适的表面精加工来限定。

如图3和4中清楚所示，框架3包括外边缘8，该外边缘8与填料相组合限定了周边部分9。本发明的独特特征是在靠近部分9处提供由基本防水材料制成的卷边10，以便保护该部分防止任何不希望的渗透。该材料可以是低孔隙度聚氨酯树脂，例如(非限制的)密度为0.5至1.2g/cm³，且可以沉积在框架3和填料2之间的部分9上。卷边10可以使它的端部11与框架3的垫圈12接触，该卷边的功能将在后面更清楚介绍。应当知道，在不脱离由下面的权利要求限定的范围的情况下，卷边可以在部分9附近沉积在部分或整个延伸部分中，即部分或完全覆盖边缘9的环形延伸部分。

这里所述的整体弹性支座可以有利地使用这样的方法来形成，该方法在形成与框架3相连的填料2之后还包括如上述形成卷边3的步骤，以便使该部分9附近的区域防水。

本发明的方法步骤优选是利用图5的模具100来进行，该模具100包括：凸形模部分，总体由标号13表示；以及凹形模部分，总体由标号14表示，该凹形模部分具有空腔15，该空腔15与填料2的外部形状相符，并设计成接收支座1的各个部件。如图所示，部分13和14又由多个元件组成，该部分13和14绕轴线X可枢轴转动地轴颈连接，用于相互啮合，以便使模具从打开位置运动至关闭状态。

凹形模部分14包括：第一底板16，该第一底板16包括空腔15；另一中间板17，用于形成相对于空腔15的底切口；以及可拆卸的第三顶部保持板18，用于永久性固定元件6。

另一方面，凸形模部分13包括第一和第二凸形模部件，分别由标号19和20表示，它们彼此面对，且在21处可枢轴转动地轴颈连接，以便绕轴线Y枢轴转动，从而交替和选择地与凹形模部分14连接。

部件19和20通过夹22而连接在一起。很容易知道，在不脱离在附图中限定的范围的情况下，两个部件19和20(它们并不必须连接在一起和/或能够枢轴转动)能够与两个单独的凹形模部分连接。

如图6和7中特别所示，凸形模部件19和20设置成具有公共部分23，该公共部分23对应于框架3的壳体，所述凸形模部件19和20只在框架3的周边部分9处不同，在该周边部分9中，设置有周边凹口24，用于形成防水卷边10。

优选是，参考图8，模具100的凹形模部分14如上述专利EP-B-0653279所述构成。特别是，多个孔26形成于空腔15的底部25中，这些孔26通过槽道27而与连接外部真空装置V的歧管28连通。加热线圈29、30还用于分别加热元件19和板16至正确温度，并使它们保持在该温度。用于使树脂注入模具中的孔31有钥匙孔的作用。

通过下面对制造本发明支座1的方法步骤的详细介绍，将更清楚模具100的各种部件的特殊结构的功能和重要性。

作为第一步骤，模具100打开，底切板17固定在元件16上，且盖6布置在空腔15的底部25上，同时使它的底表面32朝上，如图9中所示。由于实际原因，盖6的表面区域延伸超过空腔15的边缘。

为了固定盖6和防止它的任何不希望运动，可除去的保持板18布置在底切板17上，这样，盖6夹在它们之间。然后驱动真空装置V，以便在空腔15中产生负压力，并在它的底部25上永久性地形成盖6，如图10中所示。

然后，通过由合适的泡沫头(foaming head)A注入液体状态的树脂4和/或凝胶5而形成填料2，如图11中所示。也可选择，树脂和/或凝胶可以通过注射而沉积在模具中。在该步骤中，合适的发泡剂(优选是不包含CFC，例如基于水的发泡剂)可以加入树脂中。

为了方便凝胶和/或树脂的固化，模具通过加热线圈29和30而预先加热至20℃至60℃的工作温度，优选是40℃。在这些情况下，固化时间可以是2分钟至6分钟，优选是大约3-4分钟。

下面，一旦框架3被布置在第一凸形模部分19的壳体23中(见图12)，模具将关闭(见图13)，并保持关闭超过固化时间，这样，填料2将呈现它的最终形状，并在它、盖6和框架3之间形成化学和/或物理粘接。

然后打开模具，其中，在空腔15中部分地形成支座1，且框架3与填料2和盖6相连，部件19和20绕轴线Y枢轴转动，用于使第二部件与凹形模部分14连接，如图14中所示。

一旦制备成该连接，模具关闭，且防水材料通过孔31注入周边凹口24中，以便形成卷边10。通过使框架3设置有凸起12来方便该操作，该凸起12用作第二凸形模部分20在凹口24处的抵靠件。防水树脂的固化时间可以为1-2分钟。

然后，借助于压缩机C，模具100打开，并从中取出结构件1，该压缩机具有与真空装置V相反的流体流。

为了方便取出支座1，合适的脱模剂(可以包括公知的石蜡方案)可以施加在壳体23的底部25上。

通过最后的精加工步骤(即修剪盖6的边缘6′和6″)，支座1将呈现它的最终形状。

上述步骤可以通过包括上述多个模具的模制工具来以特别有效的方式进行。该装置可以通过上述专利EP-B-0653279的教导加以必要变化而构成。

上述说明清楚表示了本发明的方法以及可通过该方法获得的整体弹性支座，从而实现预定目的，特别是能够简单和有效地制造具有防水周边边缘的整体弹性支座的目的。

上述顺序的步骤能够使支座1的周边部分9防水，以便保持支座的完整性和延长它的寿命。

还应当知道，由于模具100的特殊结构，产品制造成本可以最小(甚至是由于使用本发明的模制装置)。

还应当知道，由于它的特殊结构，本发明的弹性支座非常方便和舒适。

在附加权利要求所述的本发明思想中，上述方法、产品、模具和模制装置可以进行多种变化或改变。它们的全部细节可以由其它技术等效部分来代替，且在不脱离本发明范围的情况下，材料可以根据不同需要而变化。

尽管已经特别参考附图介绍了方法、产品、模具和模制装置，但是在说明书和权利要求中的标号只是用于更好地理解本发明的目的，而决不是对权利要求范围的限定。

Claims (21)

1.一种用于制造整体弹性支座(1)的方法，包括以下步骤：

由基本刚性或半刚性的材料形成框架(3)，以具有外边缘(8)；

由弹性材料形成至少一个填料元件(2)，

使所述填料元件(2)与所述框架(3)连接，并与该框架的外边缘(8)一起限定一公共周边部分(9)；

在所述周边部分(9)附近由聚合物材料形成卷边(10)；

其特征在于：形成所述卷边(10)的所述步骤在形成所述至少一个填料元件(2)的所述步骤以及使所述填料元件(2)与所述框架(3)连接并限定所述周边部分(9)的所述步骤之后进行，所述聚合物材料是基本防水的材料，并添加在所述公共周边部分(9)上，以便提供沿所述公共周边部分(9)的防水区域，并防止在公共周边部分(9)中的任何不希望的渗透。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述卷边(10)的所述材料的刚性比所述填料的材料的高。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述卷边(10)通过沿所述公共周边部分(9)添加所述基本刚性的防水材料而形成，这样，它至少部分地与所述填料(2)和所述框架(3)接触。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：至少一个盖元件(6)与所述填料元件相连，所述卷边(10)部分地与该填料元件接触。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤利用模具(100)来进行，该模具具有至少一个凹形模部分(14)和凸形模部分(13)，该凹形模部分具有其形状基本与填料(2)的外形一致的空腔(15)，该凸形模部分具有用于所述框架(3)的至少一个壳体(23)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述凸形模部分(13)包括第一凸形模部件(19)和第二凸形模部件(20)，该第一和第二凸形模部件可以选择性地与所述至少一个凹形模部分(14)交替连接。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述第一凸形模部件(19)和第二凸形模部件(20)彼此相对，并绕旋转轴线(Y)可枢轴转动地轴颈连接，以便能够与所述至少一个凹形模部分(14)连接。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第一凸形模部件(19)和第二凸形模部件(20)具有与用于所述框架(3)的壳体(23)相对应的公共部分。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述第二凸形模部件(20)与第一凸形模部件(19)仅仅在所述周边部分(9)处不同，在该周边部分(9)中提供有周边凹口(24)，用于形成防水卷边(10)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：与所述框架(3)相连的所述填料元件(2)利用所述第一凸形模元件(19)形成。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：它包括以下步骤，在该步骤中，所述凸形模部分(13)绕所述旋转轴线(Y)枢轴转动，且所述第二凸形模部件(20)与所述至少一个凹形模部分相对。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：它包括以下步骤，在该步骤中，所述模具(100)这样被关闭，即通过使所述第二凸形模部件(20)与所述至少一个凹形模部分(14)连接，然后，所述防水材料被注入所述周边凹口(24)中。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：它包括以下步骤，在该步骤中，垫圈(12)在所述周边部分(9)处形成于所述框架(3)上，该垫圈设计成连接并抵靠所述周边凹口(24)，并防止所述注入的防水材料的任何泄漏。

14.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：它包括以下步骤，在该步骤中，盖元件(6)布置在所述空腔(15)中，该盖元件具有底表面(32)和顶表面(7)，所述顶表面设计成与就座的用户接触，所述底表面(32)面朝上。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：它包括以下步骤，在该步骤中，所述盖元件(6)通过在所述空腔(15)的内侧(25)上产生真空而永久性地形成。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：它包括以下步骤，在该步骤中，所述盖元件(6)通过将可拆卸的保持板(17)布置在它上面而被稳定地固定。

17.一种自行车鞍座，其可通过权利要求1至16中所述的方法获得，它包括：由基本刚性或半刚性材料形成的框架(3)，该框架具有外边缘(8)；以及由弹性材料形成的至少一个填料元件(2)，所述填料元件与所述框架(3)相连，并与所述框架(3)的所述外边缘(8)结合限定一公共周边部分(9)，由聚合物材料形成的卷边(10)位于所述公共周边部分(9)的附近；

其特征在于：所述聚合物材料基本防水，所述卷边(10)在形成所述填料元件(2)和形成所述公共周边部分(9)之后沉积在所述公共周边部分(9)上，以便提供防水区域和防止在所述周边部分(9)中的任何不希望的渗透。

18.根据权利要求17所述的自行车鞍座，其特征在于：所述防水材料包括第一相对较低孔隙度的树脂，所述弹性材料包括第二相对较高孔隙度的树脂。

19.根据权利要求18所述的自行车鞍座，其特征在于：所述第一和第二树脂是聚氨酯树脂。

20.根据权利要求18所述的自行车鞍座，其特征在于：所述弹性材料的所述第二树脂包含无CFC的发泡剂。

21.一种模具，用于使用如权利要求1至16中任意一项所述的方法来制造如权利要求17至20中任意一项所述的整体弹性支座，该模具包括：至少一个凹形模部分(14)，该凹形模部分有空腔(15)，该空腔的形状基本与所述支座(1)的外形相符；以及凸形模部分(13)，该凸形模部分(13)具有用于所述支座(1)的所述框架(3)的至少一个壳体(23)；

其特征在于：所述凸形模部分(13)包括周边凹口(24)，用于在由所述填料元件(2)和所述框架的周边边缘(8)限定的周边部分(9)处由基本防水的材料形成卷边(10)，以便防止在所述周边部分(9)中的任何不希望的渗透；并且，所述模具包括孔(31)，以便将防水材料注入所述周边凹口(24)中。

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