DE19537959A1 - Polsterelement, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Polsterelement, insbesondere für den Innenraum eines Kraftfahrzeu­ ges, mit einem dreidimensional ausgedehnten Volumen und Naturfasern, die durch ein Bindemittel unter­ einander zu einem elastisch formstabilen Material verklebt sind.

An gepolsterte Flächen, z. B. von Sitzen, bestehen sowohl die Anforderungen nach den mechanischen Ei­ genschaften der Flexibilität, so daß eine weiche Fläche entsteht, sowie der Formstabilität, damit die Polsterung auch nach wiederholten Belastungen ihre Gestalt nicht verändert, als auch der Schaf­ fung eines angenehmen Sitzklimas für den Benutzer. Zu letzterem Zweck ist insbesondere eine hinrei­ chende Luftzirkulation durch das Polster notwendig, um bei erhöhten Temperaturen einen Wärme- sowie einen Feuchtigkeitsstau von durch Transpiration abgegebene Flüssigkeit zu vermeiden, während bei tiefen Temperaturen eine gute Wärmeisolation erfor­ derlich ist. Die unterschiedlichen Merkmale lassen sich auf vorteilhafte Weise durch Naturfasern re­ alisieren, bei denen es sich um pflanzliche Fasern, tierische Haare oder ein Gemisch beider handeln kann, wobei die Verklebung untereinander mit einem Bindemittel, in der Regel Latex, die Formstabilität gewährleistet und eine allmähliche Abgabe einzelner Fasern aus dem Polster verhindert. Der poröse Auf­ bau ermöglicht die Luftzirkulation sowie die Abfüh­ rung von Feuchtigkeit, die zum Teil auch durch die Fasern aufgenommen werden kann.

Diesen Vorteilen stehen die Nachteile eines ver­ gleichsweise teueren Ausgangsmaterials sowie hohen spezifischen Gewichtes gegenüber, wobei das letz­ tere Merkmal im Fall eines Einsatzes im Fahrzeugbau der Forderung nach einer geringen Fahrzeugmasse zur Energieeinsparung entgegensteht. Diese negativen Materialeigenschaften fallen insbesondere bei Pol­ sterelementen mit einem ausgedehnten Volumen ins Gewicht, beispielsweise Armlehnen, den Seitenwul­ sten von Sitzen oder Kopfstützen, bei denen daneben der fertigungstechnische Nachteil hinzukommt, daß großvolumige Polsterteile aus mehreren Schichten bestehen, die untereinander mit einem Bindemittel verbunden sind, so daß sich der Aufwand zur Her­ stellung deutlich erhöht. Zudem unterliegen natür­ liche Fasern Schwankungen ihrer Eigenschaften, spe­ ziell der Faserstärke, mit der Folge, daß die un­ terschiedlichen Bereiche eines Polsters in ihren elastischen Eigenschaften auf nur schlecht be­ herrschbare Weise variieren.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, ein dreidimensional ausgedehntes Polsterelement zu schaffen, das sich bei unverän­ dertem Sitzklima durch ein verringertes Gewicht so­ wie gut reproduzierbare mechanische Eigenschaften auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Polsterelement einen Kern und eine Hüll­ schicht umfaßt, die aus unterschiedlichen Werkstof­ fen bestehen, die Hüllschicht aus den miteinander verklebten Naturfasern besteht, der Kern ein Form­ teil ist und die Hüllschicht den Kern vollständig oder an den Oberflächen umschließt, die die Sitz- und Lehnenflächen des Sitzes bilden.

Das Polsterelement des vorgeschlagenen Sitzes be­ steht aus einem Kern und einer Hüllschicht, die aus jeweils unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Als Material der Hüllschicht finden durch ein Bindemit­ tel miteinander verklebte Naturfasern Anwendung. Der Kern, bei dem es sich um ein Formteil handelt, wird von der Hüllschicht vollständig oder zumindest an den Oberflächen umschlossen, an denen ein Benut­ zer mit dem Sitz in Berührung kommt, wenn er Platz nimmt. Selbstverständlich kann das Polsterelement, das nicht notwendig fest mit dem Sitz verbunden ist, mit einem Überzug, beispielsweise aus Stoff oder Leder, zur Erzeugung einer optisch ansprechen­ den und belastbaren Oberfläche versehen sein.

Bei dem erfindungsgemäßen Polsterelement wird ein großer Teil des Volumens durch das Formteil des Kerns ausgefüllt, das sich auf einfache und gut re­ produzierbare Weise, z. B. im Spritzguß, herstellen läßt. Entsprechend besteht die Möglichkeit, Kerne mit variablen, jedoch vorgegebenen Eigenschaften herzustellen. Dagegen werden alle Kontaktflächen zwischen Polsterelement und Körper des Benutzers durch die Hüllschicht gebildet, so daß die vorteil­ haften klimatischen Eigenschaften der Naturfasern, d. h. die Wärme- und Feuchtigkeitsregulierung, in nahezu unveränderter Weise erhalten bleiben. Dies gilt insbesondere für solche Polsterelemente, an denen der Körper nicht großflächig oder nur zeit­ weise anliegt, etwa eine Kopfstütze, so daß keine Notwendigkeit besteht, Feuchtigkeit und Wärme durch den Kern abzuführen. Der Aufwand der Fertigung bleibt gegenüber einem vollständig aus verklebten Naturfasern bestehenden, großvolumigen Polsterele­ ment nahezu unverändert, da anstelle der Herstel­ lung aus mehreren Materialschichten die Fertigung aus Kern und Hülle tritt, während sich die Materi­ alkosten infolge des verringerten Einsatzes teurer Naturfasern erniedrigen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Dicke der Hüllschicht 0,5 bis 2 cm, wo­ bei insbesondere im Zentrum oder am Rand einer ge­ polsterten Fläche Abweichungen von diesem Wert denkbar sind. Die vorgeschlagene Dicke der Hüll­ schicht erweist sich als vorteilhaft, da bei größe­ ren Werten die Vorteile in bezug auf mechanische Materialeigenschaften und Preis rasch abnehmen, weil ein wachsender Anteil des Volumens durch die Naturfasern ausgefüllt wird. Bei geringerer Schichtdicke werden hingegen die thermischen und feuchtigkeitsabführenden Eigenschaften des Polsters zunehmend vom Kernmaterial bestimmt, das in dieser Hinsicht im allgemeinen erheblich schlechtere Ei­ genschaften als das Hüllmaterial aufweist.

Ein vorteilhafter Kern weist ein geringeres spezi­ fisches Gewicht als das Material der Hüllschicht auf. In diesem Fall wird das Gesamtgewicht des Pol­ sterelementes reduziert, was bei einem Einsatz im Fahrzeugbau zur Verringerung der Gesamtmasse und damit des Energieverbrauchs von Vorteil ist.

Ist ein vergleichsweise weiches Polsterelement her­ zustellen, so stellt ein Vlies, beispielsweise aus Polyester, ein geeignetes Material des Kerns dar. Vliese lassen sich durch gebräuchliche Herstel­ lungsverfahren mit unterschiedlichen Dichten, ela­ stischen Eigenschaften und auch großen Dicken her­ stellen, wobei die Möglichkeit eines Luft- und Feuchtigkeitstransports durch den Kern besteht, so daß auch bei geringer Dicke der Hüllschicht ein vorteilhaftes Sitzklima erreichbar ist. Da Vliese, speziell solche aus Kunstfasern, die Eigenschaft aufweisen, ihr Volumen bei Temperaturschwankungen beträchtlich zu verändern, ist es zweckmäßig, daß das Polsterelement in diesem Fall stets vollständig von der Hüllschicht umschlossen ist, um ein Hervor­ quellen des Kernmaterials in einzelnen Bereichen zu vermeiden.

Alternativ bietet sich als Kern ein Hohlkörper aus einem formstabilen Material, beispielsweise Poly­ propylen an. Verwendbar sind sowohl vollständig starre Hohlkörper als auch solche, die teilweise elastisch sind. Der formstabile Kern bewirkt eine vergleichsweise harte Polsterung, die insbesondere zum Zweck der Abstützung gut geeignet ist. Weiter­ hin läßt sich unter Verwendung eines Hohlkörpers ein sehr geringes Gesamtgewicht des Polsterelemen­ tes erzielen.

Eine dritte Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Schaumstofformteiles, z. B. aus Polyurethan, als Kern. Schaumstofformteile lassen sich preiswert herstellen und haben sich aufgrund ihrer vorteil­ haften elastischen Eigenschaften sowie des geringen Gewichtes insbesondere für Polster in Fahrzeugen bewährt. Weiterhin ist Schaumstoff auch in Form von Flocken als Kernmaterial verwendbar, wie sie bei­ spielsweise als Abfälle oder bei der Wiederverwer­ tung von Werkstoffen anfallen, und die sehr kosten­ günstig sind. Geeignete mechanische Eigenschaften sind in diesem Fall durch einen Kern erreichbar, der aus einem Gemisch von Fasern und Schaum­ stoffflocken besteht, die sich z. B. durch Verkle­ bung oder Verschmelzung miteinander verbinden las­ sen.

Sowohl im Fall eines Hohlkörpers als auch eines Kerns mit Schaumstoff stellt Amylose ein geeignetes Material zum alleinigen Einsatz oder als Bestand­ teil eines Stoffgemisches dar. Sie ist bei­ spielsweise aus Erbsen extrahierbar und als Granu­ lat im Spritzguß oder als Schaumstoff verarbeitbar, wobei vergleichsweise weiche Formteile entstehen. Als Form der Stärke ist Amylose vollständig biolo­ gisch abbaubar und daher bei einer Entsorgung des Polsterelementes nach dessen Benutzungszeitraum von Vorteil.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines er­ findungsgemäßen Formteiles besteht darin, zunächst den Kern auf bekannte Weise als Formteil, bei­ spielsweise im Spritzguß, herzustellen. Danach wird seine Oberfläche oder die Innenseite der Hüll­ schicht mit einem Klebstoff beschichtet und die Hülle um den Kern gelegt. Abschließend erfolgt eine Verpressung der Materialien zur Erzeugung einer in­ tensiven und belastbaren Verbindung. Von Vorteil ist bei dieser Form der Herstellung insbesondere, daß im Vergleich zu einem herkömmlichen, vollstän­ dig aus verklebten Naturfasern bestehenden Polster­ element, welches aus mehreren miteinander verkleb­ ten Schichten besteht, nur geringe Abwandlungen im Fertigungsprozeß notwendig sind. Die bisher verwen­ deten Vorrichtungen lassen sich folglich zum großen Teil weiter nutzen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu­ tert ist.

Die Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes Polster­ element in prinzipienhafter Querschnittsdarstellung. Es besteht aus einem zentralen Kern (1), beispiels­ weise einem massiven Schaumstoff- oder Vlieskörper oder einem formstabilen Hohlkörper, der die mecha­ nischen Eigenschaften des Polsterelementes, insbe­ sondere seine Härte und Elastizität bestimmt. Der Kern (1) ist vollständig von einer Hüllschicht (2) umgeben, die aus durch ein Bindemittel, beispiels­ weise Latex, miteinander verklebten Pflanzenfasern und/oder Haaren besteht. Die Hüllschicht (2) ist aufgrund ihrer porösen Struktur sowie der Flüssig­ keits-Aufnahmekapazität der verwendeten tierischen oder pflanzlichen Fasern zur Absorption und Weiter­ leitung von Feuchtigkeit in der Lage und stellt ein zwischen dem Kern (1) sowie dem Körper eines durch das Polsterelement abgestützten Benutzers befindli­ ches Luftpolster dar, das isolierend wirkt, jedoch einen Wärmestau verhindert. Speziell wenn der Kör­ per nicht, wie z. B. bei einer Sitzfläche, ständig auf dem Polster anliegt, sondern seine Oberfläche gelegentlich freigibt, ist es zur Schaffung eines guten Sitzklimas nicht erforderlich, daß eine Ab­ leitung von Feuchtigkeit und Wärme durch den Kern (1) erfolgt. Außenseitig ist das Polsterelement von einem Überzug (3) umschlossen, beispielsweise einer Stoffhülle, die seine Oberfläche ansprechend ge­ staltet, es vor Beschädigung und Verschmutzung schützt, jedoch einen Transport von Wärme und Feuchtigkeit in sein Inneres nicht behindert.

Im Ergebnis entsteht auf diese Weise ein Polster­ element, das sich bei verringerten Kosten mit prä­ zise vorgegebenen mechanischen Eigenschaften und erniedrigtem Gewicht herstellen läßt.

Claims (9)

1. Polsterelement, insbesondere für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges, mit einem dreidimensional ausgedehnten Volumen und Naturfasern, die durch ein Bindemittel untereinander zu einem elastisch form­ stabilen Material verklebt sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• - das Polsterelement einen Kern (1) und eine Hüll­ schicht (2) umfaßt, die aus unterschiedlichen Werk­ stoffen bestehen,
• - die Hüllschicht (2) aus den miteinander verkleb­ ten Naturfasern besteht,
• - der Kern (1) ein Formteil ist
• - und die Hüllschicht (2) den Kern (1) vollständig oder an den Oberflächen umschließt, die die Sitz- und Lehnenflächen des Sitzes bilden.

2. Polsterelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dicke der Hüllschicht (2) 0,5 bis 2 cm beträgt.

3. Polsterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) ein geringeres spezifisches Gewicht als das Material der Hüll­ schicht (2) aufweist.

4. Polsterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) ein Vlies ist.

5. Polsterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) ein Hohl­ körper ist.

6. Polsterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) ganz oder teilweise aus einem Schaumstoff besteht.

7. Polsterelement nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kern (1) ein Gemisch von Fasern und Schaumstoffflocken umfaßt.

8. Polsterelement nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) ganz oder teilweise aus Amylose besteht.

9. Verfahren zur Herstellung eines Polsterelementes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - Herstellung eines Formteils auf bekannte Weise, vorzugsweise im Spritzguß,
• - Beschichtung der Oberfläche des Formteils und/oder der Innenseite der Hüllschicht (2) mit ei­ nem Klebstoff,
• - Auflegen der Hüllschicht (2) auf die Oberfläche des Formteils,
• - Verpressen von Hüllschicht (2) und Formteil.