DE102011088133A1

DE102011088133A1 - Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Polsterkleides für einen Sitz oder dergleichen sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes, dreidimensionales Polsterkleid

Info

Publication number: DE102011088133A1
Application number: DE102011088133A
Authority: DE
Inventors: Christian Reitinger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-13

Abstract

Es ist bereits bekannt, ein dreidimensionales Polsterkleid aus mehreren Teilen zu einem einzigen Gesamtteil zusammenzunähen. Aufgaben der Erfindung sind es, ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Polsterkleides für einen Sitz oder dergleichen anzugeben, das einfach durchzuführen ist sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes, dreidimensionales Polsterkleid anzugeben. Die Aufgabe zur Angabe eines Verfahrens zur Herstellung eines dreidimensionalen Polsterkleides wird dadurch gelöst, dass der Stoffzuschnitt des zu erzeugenden dreidimensionalen Polsterkleides in einer Halterungseinrichtung eines Werkzeuges eingespannt wird, dass eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, die den eingespannten Stoffzuschnitt so aufheizt, dass eine plastische Verformung des eingespannten Stoffzuschnittes durchführbar ist, dass über mindestens ein stempelförmiges Werkzeug oder durch Vakuumtiefziehen der Stoffzuschnitt in mindestens einem Verfahrensschritt in die vorbestimmte Endform gebracht wird, und dass nach der plastischen Umformung der plastisch umgeformte Stoffzuschnitt von dem Werkzeug entfernt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Polsterkleides für einen Sitz oder dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes, dreidimensionales Polsterkleid gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Es ist bereits bekannt, ein dreidimensionales Polsterkleid dadurch herzustellen, dass beispielsweise aus einer Rollenware vorherbestimmte Zuschnitte ausgeschnitten werden, die an ihren Rändern über Nähte zu einem Nähkleid miteinander verbunden werden. Ein derartiges Nähkleid, das aus verschiedenen, miteinander über Nähte verbundene Zuschnitte zu einem dreidimensionalen Polsterbezug zusammengesetzt ist, wird nachfolgend als ein Polsterkleid bezeichnet. Die Herstellung eines solchen Polsterkleides aus mehreren Zuschnitten ist in der Herstellung aufwändig und entsprechend teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Polsterkleides für einen Sitz oder dergleichen anzugeben, das einfach durchzuführen ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein nach diesem Verfahren hergestelltes Polsterkleides zu schaffen.
Die Aufgabe zur Angabe eines Verfahrens zur Herstellung eines dreidimensionalen Polsterkleides für einen Sitz oder dergleichen wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Die Aufgabe zur Schaffung eines nach diesem Verfahren hergestellten dreidimensionalen Polsterkleides für einen Sitz oder dergleichen wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 11 gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Polsterkleides für einen Sitz oder dergleichen besteht das Polsterkleid aus einem Stoff, dessen Fäden aus einem Kunststoff sind, der plastisch warm umformbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Stoff in einer geeigneten Größe zu einem Stoffzuschnitt zugeschnitten.
Der Stoffzuschnitt des zu erzeugenden dreidimensionalen Polsterkleides wird in einer Halterungseinrichtung eines Werkzeuges eingespannt. Es ist eine Heizvorrichtung vorgesehen, die den eingespannten Stoffzuschnitt so aufheizt, dass eine plastische Verformung des eingespannten Stoffzuschnittes durchführbar ist. Über mindestens ein stempelförmiges Werkzeug oder durch Vakuumtiefziehen wird der Stoffzuschnitt in mindestens einem Verfahrensschritt in die vorbestimmte Form gebracht. Nach der plastischen Umformung in die vorgesehene Form wird der plastisch umgeformte Stoffzuschnitt von dem Werkzeug entfernt.
Der Stoffzuschnitt wird in einer vorteilhaften Ausführungsform in der erforderlichen Größe zur Herstellung des dreidimensionalen Polsterkleides in einer Halterungseinrichtung eines Werkzeuges an einem umlaufenden Außenrand zumindest an den Grenzen des zu erzeugenden dreidimensionalen Polsterkleides eingespannt.
Vorteilhafterweise ist eine Heizvorrichtung vorgesehen, die den eingespannten Stoffzuschnitt an vorgesehenen Flächen und/oder Linien mit vorbestimmten Temperaturen so aufheizt, dass eine plastische Verformung des eingespannten Stoffzuschnittes durchführbar ist.
Über mindestens ein stempelförmiges Werkzeug oder durch Vakuumtiefziehen wird der eingespannte und aufgewärmte Stoffzuschnitt in mindestens einem Verfahrensschritt in die vorbestimmte Endform gebracht. Eine Vakuum-Tiefziehvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 3739843 A1 bekannt. Eine derartige Vorrichtung kann im Prinzip auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.
Nach der plastischen Umformung des eingespannten und erwärmten Stoffzuschnittes wird der plastisch umgeformte Stoffzuschnitt von dem Werkzeug entfernt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der plastisch warm umformbare Kunststoff ein Thermoplast.
Vorteilhafterweise liegt die Umformtemperatur zwischen dem Glaspunkt und dem Schmelzpunkt des umzuformenden Werkstoffes.
Die Umformtemperatur liegt bei einem Stoff aus Polyester in einem Bereich von 85°C ≤ T_umform ≤ 230°C.
Die Heizung ist vorteilhafterweise eine Infrarotheizung.
Die Flächen, die zu den Flächen oder an den Umbrüchen, benachbart sind, an denen eine besonders hohe Dehnung des erwärmten Stoffzuschnittes erfolgt, das heißt insbesondere an Kanten und Ecken, werden stärker erwärmt, als die Flächen und Linien, an denen der Ausziehgrad höher ist als an den benachbarten Flächen, so dass an diesen Flächen oder Linien mit dem höheren Ausziehgrad eine Mindestdicke des Stoffes erhalten bleibt.
Vorteilhafterweise weist der Stoffzuschnitt einen einschichtigen Aufbau oder einen mehrschichtigen Aufbau auf.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Stoffzuschnitt eine warm umformbare Kaschierung angeordnet.
Die Verbindung zwischen dem Stoffzuschnitt, der eine Außenschicht darstellt, und der eine Innenschicht darstellenden Kaschierung erfolgt vorteilhafterweise über eine Verklebung und/oder über einen Nähvorgang.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eine Kühlvorrichtung vorgesehen, durch die der in die Endform plastisch umgeformte Stoffzuschnitt auf eine Temperatur abgekühlt wird, in der sich der umgeformte und abgekühlte Stoffzuschnitt zerstörungsfrei von dem Werkzeug lösen lässt.
Das dreidimensionale Polsterkleid dient in einer vorteilhaften Ausführungsform als Bezug für ein Sitzteil und/oder ein Rückenteil eines Sitzes.
Vorteilhafterweise ist der Sitz ein Einzelsitz oder ein Mehrfachsitz oder eine Sitzbank eines Kraftfahrzeuges.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beispielshalber beschrieben. In einem ersten Verfahrensschritt wird ein Stoff beispielsweise von einer Rolle auf eine geeignete Größe abgeschnitten. Der Stoff ist beispielsweise in einem Webverfahren hergestellt. Die Fäden des Stoffes bestehen aus einem warm umformbaren Kunststoff, insbesondere einem Thermoplasten oder einem Plastomer. Ein geeigneter Kunststoff ist beispielsweise Polyester.
Der Stoffzuschnitt wird in einem Werkzeug in einem Spannrahmen umlaufend am Außenrand flächig eingespannt. Anschließend wird der eingespannte Stoffzuschnitt auf die erforderliche Umformtemperatur erwärmt. Als Wärmequelle kann beispielsweise eine Infrarotheizung verwendet werden. Die Umformtemperatur kann beispielsweise der Glaspunkt des Werkstoffes sein.
Der Glaspunkt des Werkstoffes ist eine Temperatur bei dem sich der Stoff in einem Übergang zwischen einem festen und einem elastischen Zustand befindet. Bei weiterer Erhöhung der Temperatur erreicht man den Schmelzpunkt.
Der Schmelzpunkt beschreibt den Übergang vom elastischen in den flüssigen Zustand. Der Bereich zwischen Glaspunkt und Schmelzpunkt ist für einen Tiefziehvorgang geeignet.
Bei Polyester liegt je nach Beschaffenheit und Zusammensetzung des Fadens die Umformtemperatur bei 85°C ≤ T_umform ≤ 230°C.
Die Erwärmung des Stoffzuschnittes erfolgt in Abhängigkeit vom jeweiligen Umformgrad des Stoffes. Das heißt an Stellen eines höheren Umformgrades, beispielsweise einer Kante oder Ecke erfolgt eine Erwärmung an den benachbarten Flächen in einem höheren Maße als an der Kante oder Ecke des herzustellenden Polsterkleides.
Durch die unterschiedliche Erwärmung an unterschiedlichen Stellen in Abhängigkeit vom Umformgrad wird erreicht, dass es beispielsweise an einer herzustellenden Kante nicht zu einer Unterschreitung einer erforderlichen Stoffdicke kommt, so dass die Ausziehgrade bei der Warmumformung optimiert sind. Unter einer erforderlichen Stoffdicke ist eine Stoffdicke zu verstehen, die eine für die Benutzung und vorgesehene Lebensdauer ausreichende Festigkeit aufweist.
Nachdem der eingespannte Stoffzuschnitt auf die an den jeweiligen Stellen und Flächen erforderlichen Temperaturen in Abhängigkeit vom jeweiligen Umformgrad des Stoffes gebracht wurde, drückt ein Stempelwerkzeug auf den eingespannten Stoffzuschnitt, bis die vorbestimmte Form erreicht ist. Der eingespannte und erwärmte Stoffzuschnitt legt sich dabei an den Werkzeugstempel an.
In einer Ausführungsform verbleibt der Werkzeugstempel bis der umgeformte Stoffzuschnitt auf eine Temperatur abgekühlt ist, die ein zerstörungsfreies Ablösen des umgeformten, dreidimensionalen Stoffzuschnittes ermöglicht.
Bei komplexen Formen des dreidimensionalen Polsterkleides, beispielsweise bei Hinterschneidungen, kann es nach dem Ausfahren des ersten Werkzeugstempels erforderlich sein, dass ein Werkzeugstempel mit der gleichen oder einer anderen Form den eingespannten und wieder aufgewärmten Stoffzuschnitt an der vorgesehenen Stelle plastisch umformt, bis die komplexe Form ausgebildet wurde.
Der Stempel bleibt in der vorbestimmten Umformposition bis der plastisch umgeformte Stoffzuschnitt auf eine Temperatur abgekühlt ist, die ein Entfernen des Stoffzuschnittes vom Werkzeugstempel oder des Werkzeugstempels vom Stoffzuschnitt zerstörungsfrei ermöglicht.
In einer Ausführungsform ist mindestens eine Kühlvorrichtung vorgesehen, durch die der in die Endform plastisch umgeformte Stoffzuschnitt auf eine Temperatur abgekühlt wird, in der sich der umgeformte und abgekühlte Stoffzuschnitt zerstörungsfrei von dem Werkzeug lösen lässt.
In einem anderen Verfahren erfolgt das Umformen des eingespannten und aufgewärmten Stoffzuschnittes durch Vakuumtiefziehen, in dem der Stoffzuschnitt um eine vorbestimmte, dreidimensionale Form, beispielsweise einem Werkzeugstempel, in mindestens einem Verfahrensschritt in die vorbestimmte Endform gebracht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3739843 A1 [0010]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Polsterkleides für einen Sitz oder dergleichen, wobei das Polsterkleid aus einem Stoff besteht, dessen Fäden aus einem Kunststoff sind, der plastisch warmumformbar ist, wobei ein Stoff in einer geeigneten Größe zugeschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffzuschnitt des zu erzeugenden dreidimensionalen Polsterkleides in einer Halterungseinrichtung eines Werkzeuges eingespannt wird, dass eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, die den eingespannten Stoffzuschnitt so aufheizt, dass eine plastische Verformung des eingespannten Stoffzuschnittes durchführbar ist, dass über mindestens ein stempelförmiges Werkzeug oder durch Vakuumtiefziehen der Stoffzuschnitt in mindestens einem Verfahrensschritt in die vorbestimmte Endform gebracht wird, und dass nach der plastischen Umformung der plastisch umgeformte Stoffzuschnitt von dem Werkzeug entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffzuschnitt in der erforderlichen Größe zur Herstellung des dreidimensionalen Polsterkleides in einer Halterungseinrichtung eines Werkzeuges an einem umlaufenden Außenrand zumindest an den Grenzen des zu erzeugenden dreidimensionalen Polsterkleides eingespannt ist, dass eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, die den eingespannten Stoffzuschnitt an vorgesehenen Flächen und/oder Linien mit vorbestimmten Temperaturen so aufheizt, dass eine plastische Verformung des eingespannten Stoffzuschnittes durchführbar ist, dass über mindestens ein stempelförmiges Werkzeug oder durch Vakuumtiefziehen der eingespannte und aufgewärmte Stoffzuschnitt in mindestens einem Verfahrensschritt in die vorbestimmte Endform gebracht wird und dass nach der plastischen Umformung des eingespannten und erwärmten Stoffzuschnittes der plastisch umgeformte Stoffzuschnitt von dem Werkzeug entfernt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der plastisch warmumformbare Kunststoff ein Thermoplast ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformtemperatur zwischen dem Glaspunkt und dem Schmelzpunkt des umzuformenden Werkstoffes liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformtemperatur bei einem Stoff aus Polyester in einem Bereich von 85°C ≤ T_umform ≤ 230°C liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung eine Infrarotheizung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen, die zu den Flächen oder an den Umbrüchen, an denen eine besonders hohe Dehnung des erwärmten Stoffzuschnittes erfolgt, das heißt insbesondere an Kanten und Ecken, benachbart sind, stärker erwärmt werden, als die Flächen und Linien, an denen der Ausziehgrad höher ist als an den benachbarten Flächen, so dass an diesen Flächen oder Linien mit dem höheren Ausziehgrad eine Mindestdicke des Stoffes erhalten bleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffzuschnitt einen einschichtigen Aufbau und/oder einen mehrschichtigen Aufbau aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stoffzuschnitt eine warm umformbare Kaschierung angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Stoffzuschnitt, der eine Außenschicht darstellt, und der eine Innenschicht darstellenden Kaschierung über eine Verklebung und/oder über einen Nähvorgang erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kühlvorrichtung vorgesehen ist, durch die der in die Endform oder vorgesehene Form plastisch umgeformte Stoffzuschnitt auf eine Temperatur abgekühlt wird, in der sich der umgeformte und abgekühlte Stoffzuschnitt zerstörungsfrei von dem Werkzeug lösen lässt.
Dreidimensionales Polsterkleid, das nach dem Verfahren entsprechend der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das dreidimensionale Polsterkleid als Bezug für ein Sitzteil und/oder ein Rückenteil eines Sitzes dient.
Dreidimensionales Polsterkleid nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz ein Einzelsitz oder ein Mehrfachsitz oder eine Sitzbank eines Kraftfahrzeuges ist.