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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Herstellen eines Befestigungsteils, das insbesondere dem Befestigen
von Bezugmaterialien an Polsterteilen bei Kraftfahrzeugsitzen dient,
bei dem ein Profilkörper
mit einer separat hergestellten Annähfahne verbunden wird, die
zumindest teilweise in eine Aufnahmeöffnung im Profilkörper eingreift,
wobei der Profilkörper
und die Annähfahne
zumindest an ihrer gemeinsamen Verbindungsstelle überwiegend
aus Kunststoffmaterialien bestehen.
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Durch das
DE-U-89 07 459 ist ein Einzugstab
zur Profilformung von außenseitig
durch einen Bezugstoff abgedeckten Polstermaterialien bei Polstermöbeln und
dergleichen gepolsterten Sitzteilen bekannt, bestehend aus einem
einstückig
stranggepreßten
Profilstab aus Kunststoff, mit dem eine gesondert hergestellte Annähfahne für seine
Verbindung mit dem Bezugstoff zwischen flachen Profilteilen fest
verschweißt
ist. Der Profilstab weist ein zweischenkliges Querschnittsprofil
auf, dessen beide Profilschenkel an ihrer Basis durch einen schmalen Verbindungssteg
miteinander verbunden sind und einen von diesem ausgehenden Aufnahmespalt
für die Annähfahne begrenzen,
indem ihre feste Verschweißung
mit den angrenzenden Innenflächen
der beiden Profilschenkel vorgenommen ist.
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Zum Herstellen der bekannten Lösung eines Befestigungsteils,
bestehend aus dem Einzugstab als Profilkörper und der Annähfahne,
wird also ein Schweißverfahren
eingesetzt, bei dem zum Herstellen der Verbindung die Kunststoffmaterialien
von Profilkörper
und Annähfahne
aufgeschmolzen und durch Verpressen miteinander verbunden werden.
Bei dem bekannten Schweißverfahren
kommt es durch das Aufschmelzen der Kunststoffmaterialien zu Schädigungen,
insbesondere im Übergangsbereich
zwischen der Schweißverbindungsnaht
und dem sich anschließenden
Kunststoffmaterial der zu verbindenden Teile, was die Abreißfestigkeit
entsprechend reduziert. Kommt es während des Schweißvorganges zu
thermischen Spitzen, besteht die Gefahr, dass unmittelbar die Schweißnaht selbst
geschädigt
wird. Darüber
hinaus ist bei dem bekannten Verfahren ein zusätzlicher Schweißwärmeeintrag
notwendig, um die Schweißverbindung
herzustellen, so dass der Maschinen- und Energieaufwand bei dem
bekannten Verfahren erhöht
ist, was mit entsprechenden hohen Herstellkosten einhergeht. Die
dahingehenden Nachteile würden
auch auftreten, sofern man in Fortführung des bekannten Verfahrens
nach dem deutschen Gebrauchsmuster die Schweißverbindung über Einbringen
eines Zusatzwerkstoffes realisieren würde, was dort jedoch nicht
unmittelbar offenbart ist.
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Durch die
EP 1 060 092 B1 ist ein
weiteres Befestigungssystem für
einen Fahrzeugsitz bekannt mit einem Polsterteil aus einem geschäumten Material,
das von mindestens einem Polsterbezugteilumgeben ist, das mit einer
als Verhakungsmittel dienenden Profilleiste als Profilkörper verbunden
ist, die außenumfangsseitig
Verhakungselemente aufweist, wobei ein der Form der jeweiligen Profilleiste
angepaßter
Längskanal
im Schaumpolsterteil vorhanden ist. Der dahingehende Längskanal
im Polsterteil weist in seiner Längsrichtung
Ausnehmungen auf, die dem Eingriff der Verhakungselemente des Profilkörpers dienen
und die in den Längskanal
münden sowie
rin nenartig ausgebildet sind. Die bekannte Profilleiste als Profilkörper ist
in der Art eines Halbrundstabes ausgebildet und weist somit auf
ihrer dem Schaum zugewandten Seite eine konvex ausgebildete Anlagefläche auf;
auf ihrer gegenüberliegenden Seite
ist die Profilleiste aber eben ausgebildet und mittig mit einem
schlitzartigen Aufnahmekanal als Aufnahmeöffnung für die Annähfahne versehen, an der wiederum
das Polsterbezugsteil festgelegt wird.
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Zum Herstellen dieser bekannten Befestigungslösung kann
wiederum die Annähfahne
mit der Profilleiste als Profilkörper
verschweißt
werden – wie vorstehend
beschrieben – oder
die dahingehende Verbindung wird über eine Klebstofflösung realisiert, wobei
ein speziell geeigneter Kunststoff-Klebstoff, wie er auf dem Markt frei
erhältlich
ist, die benötigte feste
Verbindung herstellt. Da dahingehende Klebstoffe regelmäßig sehr
teuer in der Anschaffung sind, verteuern sie auch die Herstellung
des Befestigungssystems und sofern der Klebstoff in der Art eines Zweikomponenten-Systems
ausgebildet ist, muß dieser
zum Herstellen der festen Verbindung erst entsprechend aushärten, was
die Herstellzeiten und mithin die Kosten entsprechend verlängert. Da
eine Vielzahl der heute eingesetzten Kunststoffkleber lösemittelhaltig
ist, kommt es bei einem Verdunsten des Lösemittels zu einer Versprödung der
Klebstoffstellen, so dass zumindest langfristig gesehen es während der
praktischen Einsatzdauer zu einem Versagen an der Klebstoffnaht
und mithin an der Verbindungsstelle zwischen Profilleiste und Annähfahne kommen kann.
Auch sind die lösemittelhaltigen
Klebstoffe aus Umweltschutzgründen
nicht zu befürworten
und erschweren das spätere
Recycling von Sitzen und deren Teilen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Lösungen dahingehend
weiter zu verbessern, dass das Herstellverfahren für das genannte Befestigungsteil,
bestehend aus Profilkörper
und einer Annähfahne,
sich rasch und mit geringen Herstellkosten realisieren läßt und das
dennoch eine hoch feste Verbindung erreichbar ist sowie gestiegenen
Umweltaspekten genüge
getan wird. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.
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Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil
des Patentanspruches 1 die Schmelztemperaturbereiche der eingesetzten
Kunststoffmaterialien von Profilkörper und Annähfahne derart
unterschiedlich gewählt
werden, dass das eine Kunststoffmaterial beim Erzeugen der Verbindung
unter thermischer Einwirkung im wesentlichen formstabil bleibt und dass
das andere Kunststoffmaterial in Ausnehmungen, gebildet von dem
einen Kunststoffmaterial, eindringt und bei Erkalten in den Ausnehmungen
verfestigt wird, wird eine Art Intrusionslösung verwirklicht, bei der
ein Teil des aufgeschmolzenen bzw. plastifizierbaren Kunststoffmaterials
in Hohlräume
(Ausnehmungen) des anderen Kunststoffmaterials eindringt und sich
dort unter Herstellen einer formschlüssigen Verbindung verfestigt,
wobei das Kunststoffmaterial mit den Ausnehmungen aufgrund des anders
liegenden Schmelztemperaturbereiches in seiner Gefügeanordnung
unberührt
bleibt. Es kommt mithin bei der Realisierung des erfindungsgemäßen Verbindungsverfahrens
nicht zu Schweiß-
oder Klebstoffverbindungen, sondern vielmehr wird in der Art eines
Eingieß-
oder Intrusionsverfahrens der Kunststoffwerkstoff eines Teils der
Verbindung in den Kunststoffwerkstoff des anderen Verbindungsteils
formschlüssig
eingebettet und dergestalt festgehalten.
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Bei dem dahingehenden Einbettvorgang werden
die Kunststoffmaterialien thermisch weder geschädigt noch beansprucht, was
dem Erzeugen einer festen Verbindung an der Verbindungsstelle von Profilkörper und
Annäh fahne
zugute kommt. Durch den Eingieß-
bzw. Intrusionsvorgang ist eine Vielzahl von Verankerungsmöglichkeiten
zwischen den Kunststoffmaterialien gebildet, was zu hohen Haltekräften führt und
es ist für
einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der dahingehenden Verbindungstechnologie überraschend,
dass er ohne ein Schweißverfahren
und ohne Zusatzmaterialien, wie Klebstoff, zu derart hochfesten
Verbindungen kommt, wobei Zug- und Reißversuche gezeigt haben, dass eher
die Ausgangsteile, wie Profilkörper
oder Annähfahne,
versagen als die derart durch Intrusion hergestellte Verbindung.
Durch Verzicht auf lösemittelhaltige
Klebstoffe ist darüber
hinaus gestiegenen Umweltaspekten Rechnung getragen und das Befestigungsteil
läßt sich
ohne weiteres umweltschonend recyceln.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist vorgesehen, dass der Profilkörper
aus einem extrudierbaren Kunststoffmaterial gebildet wird und dass
die Annähfahne
aus einem nonwoven(nicht gewebt)-Material, insbesondere aus einem
Vlies besteht. Bei der dahingehenden Ausgestaltung dringt dann das
Kunststoffmaterial des Profilkörpers
unter thermischer Einwirkung in die Zwischenabstände (Ausnehmungen) des Fasergeleges
des Vlieses ein, um derart die Intrusionsverbindung herzustellen.
Es hat sich bei praktischen Versuchen dabei gezeigt, dass als Eindringtiefe
für das
angeschmolzene Kunststoffmaterial des Profilkörpers nur wenige Fasergelegeschichten
auf der Vliesseite benötigt
werden, um die wirksame hochfeste Verbindung zu erzeugen.
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Als besonders vorteilhaft hat es
sich erwiesen, den Profilkörper
selbst aus einem Weich-Polyvinylchlorid-Werkstoff (PVC) zu bilden
oder aus einem Polypropylen-Blockcopolymer. Vorzugsweise besteht
dabei ferner die Annähfahne
aus einem Polyester-non-woven-Material.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird zum Erzeugen der Verbindung in der Aufnahmeöffnung des Profilkörpers zeitlich
unmittelbar seinem Extrusionsvorgang nachfolgend die Annähfahne eingebracht,
wobei durch Aneinanderpressen der die Aufnahmeöffnung begrenzenden Wandteile
des Profilkörpers
mit den aufgenommenen Teilen der Annähfahne der Eindringvorgang
im genannten Sinne ausgelöst
wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, zeitgleich
mit dem Extrudieren des Profilkörpers
die Annähfahne
ein- und anzubringen.
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Sofern in der Beschreibung und in
den Patentansprüchen
auf die Angabe „Annähfahne" zurückgegriffen
wird, um das Verbindungsteil zwischen Polsterbezug und Polsterkörper, insbesondere
in Form von elastisch nachgiebigen Schaumteilen, zu beschreiben,
wird es nicht als zwingend angesehen, dass der Polsterbezug, beispielsweise
in Form eines Polsterbezugstoffes eines Kraftfahrzeugsitzes, mit der
Annähfahne
vernäht
wird, sondern vielmehr kann die dahingehende Verbindung auch über Klebstoffe, thermisches
Schweißen
od. dgl. erzeugt werden. Ferner braucht der Profilkörper nicht
unmittelbar im Schaum der einzelnen Polsterkörper direkt verankert zu werden,
sondern vielmehr besteht auch die Möglichkeit, was im Stand der
Technik nachweisbar ist, in den Schaum profilartige Verhakungskörper einzulegen,
in die dann der leistenartige Profilkörper einclipbar ist zum Festlegen
des Polsterbezuges an den genannten Polsterteilen.
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Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren
anhand der Zeichnung näher
beschrieben. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung
die
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1 in
perspektivischer Ansicht einen Teilausschnitt aus einem geschäumten Polsterteil
mit Schlitzöffnung
und Längskanal;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Teilausschnittes einer Profilleiste
mit Annähfahne,
wie sie in den Längskanal
des Polsterteils nach der 1 einsetzbar
ist;
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3 zwei
verschiedene Rasterelektronen-Mikroskopaufnahmen von mit Gold besputterten Teilen
betreffend die Verbindungsstelle zwischen Profilkörper und
Annähfahne
nach der 2 bezogen auf
einen Teil der dahingehenden Verbindungs-Wandabschnitte.
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Das in den 1 und 2 dargestellte
Befestigungssystem ist für
einen Fahrzeugsitz (nicht dargestellt) verwendbar, beispielsweise
in Form eines Kraftfahrzeug- oder Fluggastsitzes. Es sind jedoch auch
Anwendungen im Bereich der Medizintechnik bei Behandlungsstühlen oder
bei Gebrauchsmöbeln im
Wohnbereich denkbar. Dahingehende Sitze setzen sich grundsätzlich aus
einem Sitzteil und einem Rückenlehnenteil
zusammen, die mit einer Polsterung versehen sind, insbesondere in
Form einzelner Polsterteile 10 (vgl. 1). Dahingehende Polsterteile 10 bestehen
aus formgeschäumtem
Kunststoffmaterial, das nach außen
hin von mindestens einem Polsterbezugteil (nicht dargestellt), beispielsweise
in Form von Polsterbezugstoffen od. dgl., umgeben ist. Um den Polsterbezug
mit dem Polsterteil 10 zu verbinden, dient das in Rede
stehende Befestigungsteil, das entlang von vorgebbaren Nahtverläufen das Polsterbezugteil
am Polsterteil 10 jeweils festlegt.
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Das Befestigungsteil weist hierfür mindestens
einen als Verhakungsmittel dienenden leisten- oder stabartigen Profilkörper 12 auf,
der flexibel ist und entlang von beliebig vorgebbaren Trennähten am
Polsterbezugteil mit diesem verbunden ist. Wie dies insbesondere
die 2 zeigt, weist der
Profilkörper 12 außenumfangsseitig
Verhakungselemente 14 auf. Im Polsterteil 10 ist,
wie dies die 1 zeigt, ein
der Form des jeweiligen Profilkörpers 12 angepaßter Längskanal 16 vorhanden,
der in seiner Längsrichtung
weitere Längskanäle 18 aufweist,
die für
den Eingriff mit den Verhakungselementen 14 vorgesehen
sind. Der Längskanal 16 ist
im Querschnitt im wesentlichen kreisrund ausgebildet, wobei eine
in den Längskanal 16 mündende Schlitzöffnung 20 an der
Außenseite
des geschäumten
Polsterteils 10 austritt. Wie die l zeigt,
verbreitert sich die Schlitzöffnung 20 vom
Längskanal 16 zu
der Außenseite 22 in
einer absatzweisen Stufe 24 im freien Querschnitt. Die
Ausnehmungen 18 des Längskanals 16 liegen
diametral zur Längsausrichtung
einander gegenüber
und münden
nutartig in den Längskanal 16. Die
weiteren Längskanäle 18 bilden
dabei rinnenartige Hohl-Profilstegabschnitte aus.
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Wie die 1 des weiteren zeigt, sind die Verhakungselemente 14 einstükkig Teil
des Profilkörpers 12 und
können
als profilartige Fortsätze
in die rinnenartigen weiteren Längskanäle 18 entlang
ihrer gesamten Längsausrichtung
eingreifen. Der jeweilige, im zugeordneten Längskanal 16 einzusetzende Profilkörper 12 ist
auf seiner der Schlitzöffnung 20 abgewandten
Seite mit einer konvex ausgebildeten Anlagefläche 26 versehen und
auf seiner der Schlitzöffnung
zugewandten Seite 28 im übrigen
eben ausgebildet. Die Anlagefläche 26 ist
dabei randseitig entlang der Längsausrichtung
des Profilkörpers 12 von den
nächstkommenden
Verhakungselementen 14 begrenzt. Das jeweilige Abschnittsstück 30 zwischen zwei
Verhakungselementen 14, die seitlich der Anlagefläche 26 nachfolgen,
ist ebenfalls konvex ausgebildet und mithin mit einer Rundung versehen,
wohingegen die darauffolgenden Abschnitte 32 einer jeden Seitenwand
des Profilkörpers 12 eben
ausgebildet sind.
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Die eben verlaufende Rückseite 28 des
Profilkörpers 12 ist
mittig mit einem schlitzartigen Aufnahmekanal 34 als Aufnahmeöffnung versehen,
der in Verlängerung
bei eingesetztem Profilkörper 12 im Längskanal 16 in
die Schlitzöffnung 20 mündet. Diese
schlitzartige Aufnahmeöffnung 34 des
Profilkörpers 12 dient
der Aufnahme einer sog. Annähfahne 36,
die in der Art eines Verbindungsbandes ausgebildet sich zwischen
dem Profilkörper 12 und
dem entlang einer Nahtstelle abgespannten Polsterbezugteil (nicht
dargestellt) erstreckt, wobei das in Blickrichtung auf die 2 gesehen hintere freie
Ende der Annähfahne 36 mit
dem dahingehenden Polsterbezugteil fest verbunden ist, sei es durch
Annähen,
Heften, Verschweißen,
Verkleben oder dergleichen. Der Begriff „Annähfahne" ist also nicht nur auf solche Verbindungen
beschränkt,
bei denen der Polsterbezug an das Verbindungsband 36 angenäht wird. Über die genannte
Annähfahne 36 läßt sich
also die Verbindung zwischen dem Profilkörper 12 und dem Polsterbezug
herstellen, wobei sich dann die Annähfahne 36 unter Spannung
durch die Schlitzöffnung 20 im
Polsterteil 10 erstreckt und das Polsterbezugmaterial in Richtung
des Längskanals 16 zu
ziehen sucht.
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Der im wesentlichen massiv ausgebildete leistenartige
Profilkörper 12;
den man in der Fachsprache üblicherweise
auch mit „Kederprofil" bezeichnet, ist
vorzugsweise ein Monoextrudat und besteht aus weichem Kunststoffmaterial.
Bevorzugt kommt dabei für
das Profilmaterial ein Weich-Polyvinylchlorid-Werkstoff
(PVC) zum Einsatz, dessen Schmelzbereich vorzugsweise > 75°C liegt. Die Verarbeitungstemperatur
des Materials liegt bevorzugt zwischen 140°C und 160°C. An die Stelle des genannten
Weich-PVC-Werkstoffes kann als Profilmaterial auch ein Polypropylen- Blockcopolymer treten mit
einer Erweichungstemperatur von ca. 125°C, mit einer Schmelztemperatur
von ca. 163°C
und mit einer Verarbeitungstemperatur bei ca. 200°C. Des weiteren
kann das Profil auch aus einem Polyethylen-Werkstoff gebildet sein,
dessen Erweichungspunkt bei ca. 90°C liegt und dessen Schmelztemperatur
ca. 115°C
beträgt.
Als Annähfahne 36 findet
bevorzugt ein Polyester-non-woven-Material Anwendung mit einer Schmelztemperatur
von 256°C
und einer Erweichungstemperatur von mehr als 220°C.
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Im folgenden wird nunmehr das erfindungsgemäße Verfahren
zum Herstellen eines Befestigungsteils, bestehend aus dem Profilkörper 12 und der
Annähfahne 36,
näher beschrieben,
das, wie bereits dargelegt, insbesondere dem Befestigen von Polsterbezugmaterialien
an Polsterteilen bei Kraftfahrzeugsitzen dient, bei dem der Profilkörper 12 mit der
separat hergestellten Annähfahne 36 verbunden wird,
die entlang ihres einen freien Endes in die Aufnahmeöffnung 34 des
Profilkörpers 12 eingreift,
wobei, wie bereits ausgeführt,
der Profilkörper 12 und die
Annähfahne 36 zumindest
an ihrer gemeinsamen Verbindungsstelle überwiegend aus Kunststoffmaterialien
der vorstehend beschriebenen Art bestehen.
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Dadurch, dass die genannten Schmelztemperaturbereiche
der eingesetzten Kunststoffmaterialien von Profilkörper 12 und
Annähfahne 36,
wie vorstehend beschrieben, derart unterschiedlich gewählt werden,
bleibt das eine Kunststoffmaterial beim Erzeugen der Verbindung
unter thermischer Einwirkung im wesentlichen formstabil und das
andere Kunststoffmaterial dringt in Ausnehmungen 38 (vgl. 3) gebildet von dem einen
Kunststoffmaterial ein und verfestigt sich beim Erkalten in den
genannten Ausnehmungen 38. Zum Erzeugen der eigentlichen
Verbindung wird in die Aufnahmeöffnung 34 des
Profilkörpers 12 zeitlich
unmittelbar seinem Extrusionsvorgang nach folgend oder zeitgleich
die Annähfahne 36 eingebracht,
wobei durch anschließendes
Aneinanderpressen der die Aufnahmeöffnung 34 begrenzenden
Wandteile 40 des Profilkörpers 12 mit den aufgenommenen
Teilen der Annähfahne 36 der
Eindringvorgang (Intrusion) ausgelöst wird.
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Die flexibel ausgestaltete Annähfahne 36 besteht
im wesentlichen aus einem Kunststoff-Vlies oder aus einem sonstigen
non-woven-Material, das nicht gewebte bzw. nicht gewirkte Flächengebilde aus
verschiedenen Fasermaterialien bezeichnet. Die genannten Fasern
können
auch aus Endlosfasern oder Stapelfasern gebildet sein und die aus
den Einzelfasern 42 aufgebauten Faserlagen der vliesartigen
Annähfahne 36 sind
in Blickrichtung auf die 3 gesehen
entsprechend links dargestellt. Wie die die Verbindung von Profilkörper 12 mit
Annähfahne 36 betreffende 3 des weiteren zeigt, dringt das
Kunststoffmaterial des Profilkörpers 12 bedingt durch
die Intrusion in die Zwischenabstände zwischen den Einzelfasern 42 der
Faserlagen 44 der Annähfahne 36 ein
und umfaßt
die dahingehenden Fasern 42, ohne dass die Kunststoffmaterialien
von Annähfahne 36 und
Profilkörper 12 miteinander
verschweißt
würden;
vielmehr werden die Fasern 42 im Sinne eines Eingießens oder
Einbettens von dem Kunststoffmaterial des Profilkörpers 12 formschlüssig umfaßt, wobei
Versuche gezeigt haben, dass es für eine hochfeste Verbindung
genügt,
wenn entlang der Wandteile 40 die ersten benachbarten Faserlagen 40 der
Annähfahne 36 umgriffen
werden und eine vollständige
Intrusion des gesamten Vliesquerschnittes der Annähfahne 36 mit
den Fasergelegen ist für
eine hochfeste Verbindung nicht notwendig.
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Da durch das Umgießen des
einen Kunststoffmaterials mit dem anderen Kunststoffmaterial es nicht
zu einem Verschweißen
der Kunststoffmaterialien miteinander kommt, ist jedenfalls der
beim Schweißen
sonst übliche,
gegebenenfalls schädigende
Wärmeeintrag
vermieden und da zumindest das Kunststoffmaterial des einen Verbindungsteils ungeschädigt bleibt,
ergibt sich eine Vielzahl von Verankerungsstellen, die die hochfeste
Verbindung ermöglichen.
Es hat sich gezeigt, dass eher der Vlieswerkstoff in Zugoder Abreißversuchen
versagt als die derart über
einen Intrusionsvorgang erhaltene Verbindung von Profilkörper 12 mit
Annähfahne 36.
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In nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen
wäre es
auch denkbar, die Kunststoffmaterialien derart mit ihren unterschiedlichen
Schmelzbereichen auszuwählen,
dass das Material der Annähfahne 36 in
die Zwischenabstände
des Kunststoffmaterials des Profilkörpers 12 intrudiert
oder dass die Materialien derart gewählt werden, dass ein wechselweises
Intrudieren oder Ineinanderfließen
möglich ist.
Anstelle der genannten non-woven-Materialien können auch
gewebte oder gewirkte Fasergelege treten, wobei jedoch im Hinblick
auf die dann derart hergestellte Verbindungsordnung gegebenenfalls weniger
Verankerungs- und Anknüpfpunkte
für das einzugießende Kunststoffmaterial
verbleiben, so dass mit Festigkeitseinbußen an der Verbindungsstelle
zu rechnen ist.