DE102018207778B4 - Herstellungsverfahren für einen Fahrzeugkindersitz - Google Patents

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Abstract

Herstellungsverfahren für einen Fahrzeugkindersitz (1), wobei das Herstellungsverfahren umfasst:Bereitstellen einer Form und Anordnen eines Hauptkörpers (11) des Fahrzeugkindersitzes (1) in der Form; undEinspritzen eines Schaumstoffs in einen Hohlraum der Form und Aufschäumen des Schaumstoffs im Hohlraum der Form zum Bilden einer flexiblen Schicht (12), die mit dem Hauptkörper (11) integriert ist, wobei ein Druck im Hohlraum der Form während eines Aufschäumungsprozesses zwischen 1,5 bar und 5,0 bar liegt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen Fahrzeugkindersitz.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 197 40 472 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von expandierten Polypropylen(EPP)-Partikeln mit einer Dichte von 10 bis 200 g/l und einem Partikeldurchmesser von 1 bis 10 mm, durch Imprägnieren von 0,1 bis 10 Gew.-% Graphitpartikel enthaltendem Propylenpolymerisat-Granulat mit 2 bis 40 Gew.-% eines flüchtigen Treibmittels in wässriger Suspension unter Druck bei Temperaturen von 100 bis 160°C und anschließendem Entspannen bekannt.
  • Aus der US 2004 / 0 090 099 A1 ist ein Verfahren zum Formen eines Kindersitzes für Fahrzeuge bekannt, welches die Schritte des Bildens eines konturierten Sitzrahmens, des Anordnens des konturierten Sitzrahmens in einer Form mit der Form des Kindersitzkörpers, Gießen von Schaum in die Form und Polymerisieren des Schaums zum Formen eines Polstersubstrats und Abziehen des Schaums von der Form aufweist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein Fahrzeugkindersitz (d.h. ein Kindersitz) ist eine Sicherheitsvorrichtung, die zum Schützen eines Kinds während einer Autofahrt erforderlich ist. Ein herkömmliches Herstellungsverfahren des Fahrzeugkindersitzes, wie beispielsweise in DE 10 2006 059 179 B4 offenbart, besteht darin, zuerst einen Hauptkörper des Fahrzeugkindersitzes zu formen und dann ein Sitzpolster oder ein Kissen auf dem Hauptkörper anzuordnen. Der Hauptkörper wird oft aus Thermoplasten, wie z. B. Polypropylen (PP), gebildet, die durch ein Spritzgießverfahren in eine Spritzgussform eingespritzt werden, wobei eine Härte des geformten Hauptkörpers ein Hinzufügen des Sitzpolsters oder des Kissens, das mit dem Hauptkörper ausgestattet ist, erfordert, um den Komfort und die Sicherheit des darin sitzenden Kindes zu verbessern. Zum Befestigen des Sitzpolsters oder des Kissens am Hauptkörper müssen jedoch daran entsprechende Fixierstrukturen angeordnet werden, was zu einem Problem erhöhter Kosten und verlängerter Arbeitszeit bei der Fertigung führt.
  • Zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist es erforderlich, ein Herstellungsverfahren für den Fahrzeugkindersitz bereitzustellen, bei dem kein Sitzpolster oder Kissen angeordnet werden muss, während der Komfort und die Sicherheit für den Fahrzeugkindersitz erhalten bleiben.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für einen Fahrzeugkindersitz bereitzustellen, bei dem kein Sitzpolster oder Kissen eingebaut werden muss, während der Komfort und die Sicherheit für den Fahrzeugkindersitz erhalten bleiben.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren für einen Fahrzeugkindersitz gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche haben entsprechende Weiterbildungen und Verbesserungen zum Inhalt.
  • Wie aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung deutlicher hervorgeht, umfasst das beanspruchte Herstellungsverfahren für einen Fahrzeugkindersitz die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Form und Anordnen eines Hauptkörpers des Fahrzeugkindersitzes in der Form, und Einspritzen eines Schaumstoffs in einen Hohlraum der Form und aufschäumen des Schaumstoffs im Hohlraum der Form zum Ausbilden einer flexiblen Schicht, die mit dem Hauptkörper integriert ist. Ein Druck im Hohlraum der Form liegt während eines Aufschäumungsprozesses zwischen 1,5 bar und 5,0 bar.
  • Vorzugsweise liegt der Druck im Hohlraum während des Aufschäumungsprozesses zwischen 2,0 bar und 4,0 bar.
  • Vorzugsweise liegt ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser von Partikeln des Schaumstoffs nach dem Aufschäumen zwischen 1mm und 10mm.
  • Vorzugsweise beträgt eine Wandstärke des Hauptkörpers 1,5 mm.
  • Vorzugsweise umfasst das Herstellungsverfahren ferner das Einspritzen von Dampf in den Hohlraum der Form nach dem Einspritzen des Schaumstoffs in den Hohlraum, sodass sich Schaumstoff mit dem Hauptkörper durch Temperatur und Druck verbindet.
  • Vorzugsweise umfasst das Herstellungsverfahren ferner das Kühlen der gebildeten flexiblen Schicht und das Entformen der Form, um den Fahrzeugkindersitz mit dem Hauptkörper und der flexiblen Schicht manuell oder durch einen Auswerferstift auszuwerfen.
  • Vorzugsweise umfasst das Herstellungsverfahren ferner das Trocknen und Kühlen des Fahrzeugkindersitzes nach dem Auswerfen des Fahrzeugkindersitzes aus der Form.
  • Vorzugsweise umfasst das Herstellungsverfahren ferner das Entgraten des Fahrzeugkindersitzes nach dem Kühlen des Fahrzeugkindersitzes.
  • Vorzugsweise umfasst das Herstellungsverfahren ferner das Anordnen einer Fixiervorrichtung im Fahrzeugkindersitz zum Formen des Fahrzeugkindersitzes vor dem Trocknen des Fahrzeugkindersitzes.
  • Vorzugsweise umfasst das Herstellungsverfahren ferner das Anordnen einer Dichtvorrichtung am Hauptkörper des Fahrzeugkindersitzes zum Abdichten zumindest einer Öffnung oder zumindest einer Nut am Hauptkörper des Fahrzeugkindersitzes vor dem Anordnen des Hauptkörpers des Fahrzeugkindersitzes in der Form.
  • Zusammengefasst ordnet das Herstellungsverfahren der vorliegenden Anmeldung den Hauptkörper in der Form an und bildet mittels eines Schaumbildungsformprozesses eine flexible Schicht direkt auf dem Hauptkörper, sodass die flexible Schicht die Sicherheit und den Komfort des Fahrzeugkindersitzes gewährleistet, ohne dass ein Sitzpolster oder Kissen am Hauptkörper angeordnet werden muss. Daher kann die vorliegende Anmeldung die Zwecke einer Reduzierung der Kosten und der Arbeitszeit der Fertigung sowie der Reduzierung des Gesamtgewichts des Fahrzeugkindersitzes erreichen, da die Fixierstrukturen entfallen.
  • Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Durchschnittsfachmann nach dem Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in den diversen Figuren und Zeichnungen veranschaulicht ist, zweifelsfrei offensichtlich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter veranschaulicht. Darin zeigt
    • 1 ein Hauptablaufdiagramm, das ein Herstellungsverfahren eines Fahrzeugkindersitzes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht,
    • 2 eine Darstellung eines durch das Herstellungsverfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung hergestellten Fahrzeugkindersitzes, und
    • 3 ein detaillierteres Ablaufdiagramm, welches das Herstellungsverfahren des Kindersitzes gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.
  • Detaillierte Beschreibung
  • In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil davon bilden, und in denen spezifische Ausführungsbeispiele beispielhaft dargestellt sind, mittels denen die Erfindung ausgeführt werden kann. In diesem Zusammenhang wird eine Richtungsterminologie wie „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, usw. in Bezug auf die Ausrichtung der zu beschreibenden Figur(en) verwendet. Die Komponenten der vorliegenden Erfindung können in einer Anzahl unterschiedlicher Ausrichtungen positioniert werden. Daher wird die Richtungsterminologie zum Zwecke der Veranschaulichung verwendet und ist in keiner Weise einschränkend. Dementsprechend werden die Zeichnungen und Beschreibungen als an sich veranschaulichend und nicht einschränkend angesehen.
  • Es wird auf 1 und 2 Bezug genommen. 1 zeigt ein Hauptablaufdiagramm, das ein Herstellungsverfahren eines Fahrzeugkindersitzes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. 2 zeigt eine Darstellung eines durch das Herstellungsverfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung hergestellten Fahrzeugkindersitzes. Die vorliegende Anmeldung stellt das Herstellungsverfahren zum Nachformen eines geformten Polypropylen-(PP-) Hauptkörpers 11 zum Herstellen des Fahrzeugkindersitzes 1 bereit, ohne dass ein Sitzpolster oder ein Polster auf dem Hauptkörper 11 angeordnet werden muss. Das Herstellungsverfahren umfasst zwei Hauptschritte des Bereitstellens einer Form und Anordnens des Hauptkörpers 11 in der Form vor dem Schließen der Form, und des Einspritzens eines Schaumstoffs in einen Hohlraum der Form und Aufschäumen des Schaumstoffs im Hohlraum der Form zum Bilden einer flexiblen Schicht 12 , die den Hauptkörper 11 einhüllt und mit diesem integriert ist.
  • Nachdem der Schaumstoff in den Hohlraum der Form eingespritzt ist, wird Dampf mit hoher Temperatur in den Hohlraum eingespritzt, um den Hohlraum mit einer bestimmten Temperatur- und Druckumgebung zu versehen. Der Schaumstoff wird geschäumt und mit dem Hauptkörper 11 unter der Temperatur und dem Druck verbunden. Der Druck im Hohlraum während des Aufschäumungsprozesses kann zwischen 1,5 bar und 5,0 bar, vorzugsweise zwischen 2,0 bar und 4,0 bar eingestellt sein. Nach dem Aufschäumungs- und Nachformprozess kann der Fahrzeugkindersitz 1 für eine bestimmte Zeitdauer im Hohlraum gehalten und gekühlt werden, bevor er aus der Form gezogen wird. Eine Wandstärke des Hauptkörpers 11 kann im Wesentlichen 1,5 mm betragen. Hierbei sei angemerkt, dass ein Zwischenraum zwischen dem Hauptkörper 11 und einer Innenwand der Form zur Vermeidung einer Verformung des Hauptkörpers 11 beschränkt werden kann.
  • Während des Aufschäumungsprozesses sind vier wichtige Bedingungen des Verfahrens der Druck, die Dampftemperatur, das Schaumexpansionsverhältnis und die Abkühlzeit. Durch Einstellen der Bedingungen wurden, wie in der folgenden Tabelle dargestellt, neun unterschiedlich geschäumte Proben hergestellt:
    Figure DE102018207778B4_0001
    Figure DE102018207778B4_0002
  • Aus der obigen Tabelle lässt sich folgern, dass der Schaumstoff nicht aufschäumen kann, wenn der Druck im Hohlraum zu niedrig (insbesondere niedriger als 1,5 bar) ist. Wohingegen der Schaumstoff übermäßig aufschäumt, wenn der Druck im Hohlraum zu hoch (insbesondere höher als 6 bar) ist, die Schaumpartikel schrumpfen und der Hauptkörper 11 sich aufgrund einer übermäßigen Druckbeaufschlagung verformt. Daher begrenzt die vorliegende Anmeldung den Druck zwischen 1,5 bar und 5,0 bar und vorzugsweise zwischen 2,0 bar und 4,0 bar.
  • Darüber hinaus wird die Qualität des geformten Fahrzeugkindersitzes 1 durch die Parameter des Schaumexpansionsverhältnisses und des durchschnittlichen Partikeldurchmessers des Schaumstoffs beeinflusst. Ein Endprodukt des Fahrzeugkindersitzes 1 kann übergewichtig sein, wenn das Schaumexpansionsverhältnis wesentlich niedriger als 30 ist, während ein ansonsten leichtgewichtiges Produkt eine schlechte Schlagfestigkeit aufweist, wenn das Schaumexpansionsverhältnis wesentlich höher als 50 ist. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Schaumstoffs kann zur Herstellung eines leichten Fahrzeugkindersitzes 1 zwischen 1 mm und 10 mm ausgelegt sein, und der durchschnittliche Partikeldurchmesser ist als ein Durchschnittswert gemessener Durchmesser aller Schaumpartikel innerhalb eines Volumens von 1 cm3 definiert. Der Schaumstoff des Ausführungsbeispiels kann insbesondere expandiertes Polypropylen (EPP) sein.
  • Es wird auf 3 Bezug genommen. 3 zeigt ein detaillierteres Ablaufdiagramm, welches das Herstellungsverfahren des Kindersitzes gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. Das detaillierte Herstellungsverfahren für den Fahrzeugkindersitz 1 umfasst folgende Schritte:
    • Bereitstellen der Form und Anordnen des Hauptkörpers 11 in der Form, und anschließendes Schließen der Form;
    • Einspritzen des Schaumstoffs in den Hohlraum der Form;
    • Einspritzen von Dampf mit hoher Temperatur in die Form, um eine Umgebung mit bestimmter Temperatur zum Verbinden des Schaumstoffs mit dem Hauptkörper 11 zu schaffen, sodass die flexible Schicht gebildet wird, die den Hauptkörper einhüllt;
    • Kühlen der gebildeten flexiblen Schicht;
    • Entformen der Form, um den Fahrzeugkindersitz 1 manuell oder durch einen Auswerferstift auszuwerfen;
    • Trocknen und Kühlen des Autositzes 1; und
    • Entgraten des Autositzes 1.
  • Nach Beendigung des Herstellungsverfahrens für den Fahrzeugkindersitz 1 ist der Fahrzeugkindersitz 1 fertig zum Verpacken.
  • Am Hauptkörper 11 sind viele Öffnungen oder Nuten vorhanden, und die Öffnungen oder Nuten können während des Aufschäumungsprozesses durch den Schaumstoff gefüllt werden, wenn der Hauptkörper 11 für den Aufschäumungsprozess direkt in die Form eingesetzt wird. Daher können Abdichtvorrichtungen zum Anordnen am Hauptkörper 11 verwendet werden, um die gewünschten Öffnungen oder Nuten vorab vorübergehend abzudichten, bevor der Hauptkörper 11 für den Aufschäumungsprozess in die Form eingesetzt wird, damit das Füllen der gewünschten Öffnungen oder Nuten durch den Schaumstoff verhindert wird. Die Abdichtvorrichtungen können Stopfen mit Formen sein, die den Öffnungen oder Nuten entsprechen.
  • Der entformte Fahrzeugkindersitz kann im Trocknungsschritt durch Wärme verformt werden, und hohle Strukturen am Hauptkörper 11, wie zum Beispiel Öffnungen, Nuten oder Einschnitte, können besonders leicht verformt werden. Daher können Fixiervorrichtungen zum Einführen in die hohlen Strukturen verwendet werden, um die Formen der hohlen Strukturen zu erhalten, bevor der Fahrzeugkindersitz durch den Trocknungsprozess getrocknet wird. Während des Trocknungsprozesses wird eine mögliche Verformung unterbunden, da die Fixiervorrichtungen an diesen Stellen der hohlen Strukturen zum Fixieren ihrer Formen dran bleiben. Die Fixiervorrichtungen können Stopfen mit Formen sein, die den Formen der hohlen Strukturen entsprechen.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik ordnet das Herstellungsverfahren der vorliegenden Anmeldung den Hauptkörper 11 in der Form an und bildet die flexible Schicht 12 durch den Aufschäumungsprozess direkt am Hauptkörper 11. Die flexible Schicht 12 gewährleistet die Sicherheit und den Komfort des Fahrzeugkindersitzes 1 und erspart ein ansonsten erforderliches Anordnen eines Sitzpolsters oder Kissens und von Fixierstrukturen am Hauptkörper 11. Daher kann die vorliegende Anmeldung die Zwecke der Reduzierung der Kosten und der Arbeitszeit bei der Fertigung erreichen. Darüber hinaus reduziert sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugkindersitzes 1, da die Fixierstrukturen entfallen.

Claims (10)

  1. Herstellungsverfahren für einen Fahrzeugkindersitz (1), wobei das Herstellungsverfahren umfasst: Bereitstellen einer Form und Anordnen eines Hauptkörpers (11) des Fahrzeugkindersitzes (1) in der Form; und Einspritzen eines Schaumstoffs in einen Hohlraum der Form und Aufschäumen des Schaumstoffs im Hohlraum der Form zum Bilden einer flexiblen Schicht (12), die mit dem Hauptkörper (11) integriert ist, wobei ein Druck im Hohlraum der Form während eines Aufschäumungsprozesses zwischen 1,5 bar und 5,0 bar liegt.
  2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Hohlraum während des Aufschäumungsprozesses zwischen 2,0 bar und 4,0 bar liegt.
  3. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Partikeldurchmesser von Partikeln des Schaumstoffs nach dem Aufschäumen zwischen 1 mm und 10 mm beträgt.
  4. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandstärke des Hauptkörpers (11) 1,5 mm beträgt.
  5. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner gekennzeichnet durch: Einspritzen von Dampf in den Hohlraum der Form nach dem Einspritzen des Schaumstoffs in den Hohlraum, sodass sich der Schaumstoff mit dem Hauptkörper (11) durch Temperatur und Druck verbindet.
  6. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner gekennzeichnet durch: Kühlen der gebildeten flexiblen Schicht (12); und Entformen der Form, um den Fahrzeugkindersitz (1) mit dem Hauptkörper (11) und der flexiblen Schicht (12) manuell oder durch einen Auswerferstift auszuwerfen.
  7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch: Trocknen und Kühlen des Fahrzeugkindersitzes (1) nach dem Auswerfen des Fahrzeugkindersitzes (1) aus der Form.
  8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch: Entgraten des Fahrzeugkindersitzes (1) nach dem Kühlen des Fahrzeugkindersitzes (1).
  9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch: Anordnen einer Fixiervorrichtung im Fahrzeugkindersitz (1) zum Formen des Fahrzeugkindersitzes (1) vor dem Trocknen des Fahrzeugkindersitzes (1).
  10. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch: Anordnen einer Abdichtvorrichtung am Hauptkörper (11) des Fahrzeugkindersitzes (1) zum Abdichten zumindest einer Öffnung oder zumindest einer Nut am Hauptkörper (11) des Fahrzeugkindersitzes (1) vor dem Anordnen des Hauptkörpers (11) des Fahrzeugkindersitzes (1) in der Form.
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