DE20202042U1

DE20202042U1 - Schaumstoffformteil mit Zonen unterschiedlicher Materialeigenschaften und Vorrichtung zur Herstellung derartiger Schaumstoffformteile

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Publication number: DE20202042U1
Application number: DE20202042U
Authority: DE
Original assignee: FS Fehrer Automotive Foam GmbH
Current assignee: FS Fehrer Automotive Foam GmbH
Priority date: 2002-02-11
Filing date: 2002-02-11
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2012-02-12

Description

11. Februar 2002

F.S. Fehrer Automotive Foam GmbH FEF-OOl

97306 Kitzingen Ste/hil

Schaumstoffformteil mit Zonen unterschiedlicher Materialeigenschaften und Vorrichtung zur Herstellung derartiger Schaumstoffformteile

Die Erfindung betrifft einstückig ausgebildete Schaumstoffformteile und Vorrichtungen zur Herstellung derartiger Schaumstoffformteile nach den Oberbegriffen der unabhängigen Hauptansprüche.

Um ein spezifisches Einsitzverhalten realisieren zu können, sind aus dem Stand der Technik sogenannte Mehrzonen-Schaumstoffformteile bekannt. Diese einstückig ausgebildeten Schaumstoffformteile, wie sie beispielsweise bei der Bepolsterung von Kraftfahrzeugsitzen zur Verwendung kommen, bestehen aus einem schaumartigen Material, beispielsweise Polyurethan, und weisen zumindest zwei räumlich getrennte Zonen auf, die jeweils unterschiedliche Werkstoffeigenschaften, beispielsweise unterschiedliche Schaumhärten, besitzen.

Um die Geometrie der verschiedenen Zonen mit unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften mit ausreichender Prozesssicherheit wiederholbar herstellen zu können, ist es bekannt, zwischen den Zonen während des Schäumens ein Trennelement anzuordnen, das beim Schäumen in das

Schaumstoffformteil eingeschäumt wird. Durch das Trennelement wird die Geometrie der Begrenzung zwischen den Zonen eindeutig definiert.

Aus der DE-OS 20 52 907 ist es bekannt, als Trennelemente zur Abgrenzung zwischen den verschiedenen Zonen Textilgewebe zu verwenden. Beim Schließen der Schäumform werden Zuschnitte des Textilgewebes zwischen den verschiedenen Formseitenteilen eingespannt und anschließend die flüssige Schaumstoffkomposition ins Formnest eingebracht.

Nachteilig an dieser Technik ist es zum einen, dass die Trennelemente das Schaumstoffformteil immer bis zur Außenseite des Schaumstoffformteils trennen, da das Einspannen der Trennelemente jeweils zwischen den verschiedenen Formseitenteilen erfolgt. Weiterhin nachteilig ist es, dass die Geometrie der Trennelemente und damit die Geometrie der Begrenzung zwischen den beiden Zonen durch die Aufspannung der Textilgewebeteile bestimmt wird, so dass komplexere Begrenzungsgeometrien zwischen den beiden Zonen nicht realisiert werden können.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue Schaumstoffformteile und neue Vorrichtungen zur Herstellung derartiger Schaumstoffformteile vorzuschlagen, die die Nachteile des bekannten Stands der Technik vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch Schaumstoffformteile bzw. Vorrichtungen nach der Lehre der unabhängigen Hauptansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nach einer ersten Lösungsalternative ist das Trennelement aus einem formstabilen, und dabei aber elastisch verformbaren Werkstoff hergestellt. Beispielsweise können derartige Trennelemente in der Art eines vorgeformten Vlieses oder sonstigen Netzwerkes ausgebildet sein. Aufgrund der Eigenstabilität derartiger Trennelemente können letztendlich beliebige Geometrien der Begrenzung zwischen den verschiedenen

Zonen im Schaumstoffformteil realisiert werden. Beim Aufschäumen des Schaumstoffes im Formnest wird diese Geometrie durch das formstabile Trennelement ohne weiteres im Schaumstoffformteil abgebildet. Das Einspannen des Trennelements an den verschiedenen Formelementen der Schäumform ist zwar möglich, aber nicht zwingend erforderlich, da das Trennelement aufgrund seiner Eigenstabilität ohne weiteres auch innerhalb des Formnestes lagerichtig fixiert werden kann. Da die Ränder des Trennelements im Formnest freitragend anordenbar sind, ist außerdem eine vollständige Trennung der verschiedenen Zonen des Schaumstoffes nicht zwingend erforderlich. Vielmehr können die Seitenränder des Trennelements freitragend in das Formnest hineinragen und beim Aufschäumen vom Schaumstoff umflossen werden.

Nach einer zweiten Lösungsalternative eines erfindungsgemäßen Schaumstoffformteils sind im Schaumstoffformteil zumindest zwei Ausnehmungen vorhanden, die sich ausgehend von einer Außenseite des Schaumstoffformteils zumindest abschnittsweise seitlich des Trennelements in das Schaumstoffformteil erstrecken. Diese Ausnehmungen im Schaumstoffformteil entstehen beim Schäumen eines derartigen Schaumstoffformteils mit einer neuen Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch.

Bei diesen Vorrichtungen sind, wie aus dem Stand der Technik bekannt, mehrere relativ zueinander beweglich gelagerte Formelemente vorhanden, die im geschlossenen Zustand das Formnest zum Schäumen des Formstoffformteils bilden. Außerdem weisen diese Vorrichtungen einen beweglich gelagerten Zwischendeckel auf, der aus einer ersten Stellung außerhalb des geöffneten Formnests in eine zweite Stellung verbringbar ist, in der der Zwischendeckel eine räumlich fixierte Position innerhalb des geschlossenen Formnests annimmt. Dieser Zwischendeckel trennt die verschiedenen Zonen im Schaumstoffformteil untereinander und definiert die Geometrie der Begrenzung zwischen den Zonen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Zwischendeckel von zumindest einem Haltearm und einem in das Schaumstoffformteil einschäumbaren Trennelement, beispielsweise einem Vlies oder sonstigem Netzwerk, gebildet. Dieses einschäumbare Trennelement wird vor Schließen des Formnestes an den Haltearmen befestigt und beim Aufschäumen des Schaumstoffes in das Schaumstoffformteil eingeschäumt. Nach ausreichender Aushärtung des Schaumstoffes werden die Haltearme in die erste Stellung, d.h. die Entnahmestellung außerhalb des Formnestes verstellt und das Schaumstoffformteil von den Haltearmen gelöst, beispielsweise indem das Schaumstoffformteil von den Haltearmen abgezogen wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Zwischendeckel also von fest an der Form gelagerten Elementen, nämlich den Haltearmen, und in das Schaumstoffformteil einschäumbaren Elementen, nämlich dem Trennelement, gebildet. Nach dem Schäumvorgang wird beim Entformen des Schaumstoffformteils dieser erfindungsgemäße Zwischendeckel getrennt, wobei das einschäumbare Trennelement zusammen mit dem Schaumstoffformteil weiterbefördert wird, wohingegen die Haltearme bei der Schäumvorrichtung verbleiben und beim nächsten Schäumvorgang erneut zum Einsatz kommen. Vor dem nächsten Schäumvorgang muss dann ein neues einschäumbares Trennelement an den Haltearmen angeordnet werden, um den erfindungsgemäßen Zwischendeckel für den nächsten Schäumvorgang und die dabei erforderliche Trennung der unterschiedlichen Zonen im Schaumstoffformteil wieder zu vervollständigen.

Dadurch, dass der eine Teil des Zwischendeckels, nämlich das einschäumbare Trennelement, im Schaumstoffformteil verbleibt, wird insbesondere die Entformung des Schaumstoffformteils im Vergleich zur Verwendung konventioneller Zwischendeckel erheblich vereinfacht, da die Oberfläche der Haltearme sehr viel kleiner ist als die Oberfläche eines konventionellen Zwischendeckels, der vollflächig in den Schaum-

Stoff eingeschäumt ist. Im Ergebnis sind dadurch die beim Entformen zu überwindenden Reibungskräfte sehr viel geringer.

In welcher Weise das einschäumbare Trennelement an den Haltearmen fixiert wird, ist grundsätzlich beliebig. Es ist beispielsweise denkbar, ein formstabiles, elastisch verformbares Trennelement, beispielsweise hergestellt aus einem vorgeformten Vlies, zu verwenden. Derartige formstabile Trennelemente müssen dabei nicht zwingend an den Haltearmen fixiert werden, sondern vielfach reicht auch ein Auflegen derartiger Trennelemente an den Haltearmen aus.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umgreifen die Seitenkanten des Trennelements die Haltearme, so dass die Seitenkanten des Trennelements später die von den Haltearmen gebildeten Ausnehmungen im Schaumstoffformteil umschließen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass an den Seitenkanten eines textlien Materials, beispielsweise eines Vliesstoffes, Laschen angenäht werden. Bei der Fixierung des Trennelements an den Haltearmen werden diese Laschen auf die Haltearme aufgeschoben und das Trennelement dadurch aufgespannt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaumstoffformteil mit eingeschäumtem Trenn

element in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 das Schaumstoffformteil gemäß Fig. 1 im Querschnitt

entlang der Schnittlinie I-I;

Fig. 3 eine schematisch dargestellte Vorrichtung zur Herstel

lung eines Schaumstoffformteils in einer ersten Prozessphase;

Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 3 in einer zweiten Pro

zessphase;

Fig. 5 den Zwischendeckel der Vorrichtung gemäß Fig. 3 im

Querschnitt entlang der Schnittlinie H-II;

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform eines Zwischendeckels

im Querschnitt.

Fig. 7 eine schematisch dargestellte eine zweite Ausfüh

rungsform einer Vorrichtung zur Herstellung eines Schaumstoffformteils in einer ersten Prozessphase;

Fig. 8 die Vorrichtung gemäß Fig. 7 in einer zweiten Pro

zessphase;

In Fig. 1 ist ein Schaumstoffformteil 01 perspektivisch dargestellt. Das Schaumstoffformteil 01 ist einstückig aus Polyurethan hergestellt und weist in der mittleren Sitzfläche 02 mehrere Vertiefungen 03 auf. Die Sitzfläche 02 wird von einer Nut 04 gegenüber den Seitenteilen 05 und 06 abgegrenzt. Außerdem sind zur weiteren Profilierung der Sitzfläche 02 weitere Nuten 07 und 08 vorgesehen.

Ausgehend von der vorderen Außenseite 09 des Schaumstoffformteils erstrecken sich zwei Ausnehmungen 10 und 11 durchgehend bis zur hinteren Außenseite des Schaumstoffformteils durch den Schaumkörper. Zwischen den Ausnehmungen 10 und 11 verläuft entlang einer Horizontalebene ein eingeschäumtes Trennelement 12, das beispielsweise aus einem Vliesstoff hergestellt ist. An den Seitenkanten des Vliesstoffes sind dabei durch Umlegen und Vernähen des Vliesstoffes zwei Laschen gebildet, die die Ausnehmungen 10 und 11 geschlossen umgreifen.

Die Funktion des Trennelements 12 im Schaumstoffformteil 01 ist in Fig. 2 erkennbar. Bei der Herstellung des Schaumstoffformteiles 01 wird im Bereich der Sitzfläche 02 eine erste Zone 13 und im Bereich der

Seitenteile 5 und 6 bzw. des Unterteils des Schaumstoffformteils 01 eine zweite Zone 14 erzeugt, wobei die Eigenschaften des Schaumstoffes in den Zonen 13 und 14 unterschiedlich sind. Dies dient beispielsweise dazu, im Bereich der Sitzfläche einen besonders weichen Schaumkörper zu realisieren, wohingegen der Schaumstoff im Bereich der Seitenteile 05 und 06 und im unteren Bereich härtere Eigenschaften aufweisen soll. Um die Zonen 13 und 14 im Formnest definiert voneinander zu trennen und dadurch eine definierte Begrenzungsgeometrie zu erhalten, wird das Trennelement 12 in der Schäumvorrichtung in einer definierten Lage angeordnet.

Eine Vorrichtung 15, die zur Herstellung des in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Schaumstoffformteils 01 grundsätzlich geeignet ist, ist in Fig. 3 und Fig. 4 schematisch dargestellt. In der Vorrichtung 15 sind ein oberes Formelement 16 und ein unteres Formelement 17 vorgesehen, die schwenkbar miteinander verbunden sind und im geschlossenen Zustand durch ihre Geometrie das Formnest für das Schaumstoffformteil 01 bilden. Mittels eines Mischkopfes 18 kann flüssige Schäummasse in die Vorrichtung 15 eingebracht werden.

Um die Zonen 13 und 14 im Schaumstoffformteil 01 beim Aufschäumen der zunächst noch flüssigen Schäummasse definiert voneinander zu trennen, ist an der Vorrichtung 15 ein Zwischendeckel 19 vorgesehen.

Der Zwischendeckel 19 befindet sich bei der Darstellung in Fig. 3 in seiner ersten Stellung, so dass die flüssige Schäummasse in den Bereich des Formnestes eingebracht werden kann, der später die Sitzfläche 02 bildet und dabei die Werkstoffeigenschaften in der ersten Zone 13 aufweist. Sobald ausreichend Schäummasse mit entsprechenden Eigenschaften eingebracht wurde, wird der Zwischendeckel 19, wie in Fig. 4 dargestellt, nach unten geschwenkt und anschließend mittels des Schäumkopfes 18 eine Schäummasse mit anderen Werkstoffeigenschaften in das Formnest eingebracht. Zuletzt wird auch das obere Formelement 16 nach unten geschwenkt, um dadurch das Formnest zu schließen, wobei

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durch eine entsprechende chemische Reaktion die Schäummasse im geschlossenen Formnest aufschäumt und dadurch das Schaumstoffformteil 01 gebildet wird.

Der Aufbau des Zwischendeckels 19 entlang der Schnittlinie H-II ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Der Zwischendeckel 19 wird von zwei schwenkbar an der Vorrichtung 15 gelagerten Haltearmen 20 und 21 und dem dazwischen aufgespannten Trennelement 12, beispielsweise aus Vliesstoff, gebildet. An den Seiten des Trennelements 12 sind dabei durch Umlegen und Vernähen der Seitenkanten Laschen hergestellt, mit denen das Trennelement 12 auf die Haltearme 20 und 21 fixierend aufgeschoben werden kann. Beim Schäumen des Schaumstoffformteils wird das Trennelement 12 fest in den Schaumkörper eingeschäumt und bleibt auch nach der Entformung mit dem Schaumkörper verbunden. Zur Entformung des Schaumstoffformteils 01 werden die Haltearme 20 und 21 in die Entnahmestellung nach oben geschwenkt, so dass das Schaumstoffformteil 01 von den Haltearmen 20 und 21 abgezogen werden kann. Alternaiv zu derartig schwenkbar gelagerten Haltearmen ist es auch denkbar, dass der Haltearm von der Vorrichtung abgenommen werden kann, um zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verstellt zu werden die Haltearme zur Fixierung an der Vorrichtung an einer Aufnahmeeinrichtung aufgesteckt oder aufgelegt werden kann.

In Fig. 6 ist eine alternative Ausführungsform 23 eines Zwischendeckels zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt dargestellt. Wiederum sind zwei Haltearme 24 und 25 vorgesehen, an denen ein einschäumbares Trennelement 26 lagerichtig angeordnet werden kann. Das Trennelement 26 weist dabei einen Drahtrahmen 27 auf, in dem ein formelastischer Werkstoff 28, beispielsweise ein Vliesstoff, aufgespannt ist.

Zur Fixierung des Drahtrahmens 27 an den Haltearmen 24 und 25 sind an den Haltearmen 24 und 25 nach oben offene Nuten vorgesehen, in den der Drahtrahmen fixiert werden kann. Nach Einschäumen des Drahtrah-

mens 27 in ein Schaumstoffformteil kann der Drahtrahmen 27 zur Befestigung von Befestigungselementen bei der Befestigung eines Bezuges am Schaumstoffformteil genutzt werden.

In den Fig. 7 und 8 wird eine alternative Möglichkeit zur Herstellung von Mehrzonenschaumformteilen schematisch dargestellt. In eine Vorrichtung 29 mit einem oberen Formelement 30 und einem unteren Formelement 31 wird mittels eines Mischkopfes 32 zunächst eine Schaummasse eingebracht, die beispielsweise einen Weichschaum bildet. Anschließend wird, wie in Fig. 8 dargestellt, ein formstabiles, elastisch verformbares Trennelement 33 in das Formnest eingelegt und mit dem Mischkopf 32 eine Schäummasse eingebracht, die andere Werkstoffeigenschaften aufweist. Anschließend wird das obere Formteil 30 geschlossen, so dass die Schäummassen oberhalb und unterhalb des Trennelements 33 unter Bildung zweier Zonen 13 und 14 mit unterschiedlichen Werkstoffeigenschäften aufschäumen und aushärten können. Durch die Verwendung eines formstabilen Trennelements 33, beispielsweise hergestellt aus einem vorgeformten Vlies, können komplizierte Begrenzungsgeometrien zwischen den Zonen unterschiedlicher Werkstoffeigenschaften im Schaumstoffformteil einfach hergestellt werden.

Claims

1. Einstückig ausgebildetes Schaumstoffformteil, insbesondere für ein Polsterelement eines Kraftfahrzeugsitzes, bestehend im wesentlichen aus schaumartigem Material, insbesondere Polyurethan, wobei zumindest zwei, räumlich getrennte Zonen (13, 14) mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften des schaumartigen Materials vorgesehen sind, und wobei die Begrenzung zwischen den beiden Zonen (13, 14) mit unterschiedlichen Materialeigenschaften zumindest bereichsweise von einem in das Schaumstoffformteil eingeschäumten Trennelement definiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (33) aus einem formstabilen, elastisch verformbaren Werkstoff hergestellt ist.

2. Schaumstoffformteil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Trennelement (33) in der Art eines vorgeformten Flächenmaterials, beispielsweise in der Art eines Vliesabschnitts, Papierabschnitts oder Textilabschnitts, oder einem vorgeformten Netzwerkes ausgebildet ist.

3. Einstückig ausgebildetes Schaumstoffformteil (01), insbesondere für ein Polsterelement eines Kraftfahrzeugsitzes, bestehend im wesentlichen aus schaumartigem Material, insbesondere Polyurethan, wobei zumindest zwei, räumlich getrennte Zonen (13, 14) mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften des schaumartigen Materials vorgesehen sind, und wobei die Begrenzung zwischen den beiden Zonen (13, 14) mit unterschiedlichen Materialeigenschaften zumindest bereichsweise von einem in das Schaumstoffformteil (01) eingeschäumten Trennelement definiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaumstoffformteil (01) zumindest zwei Ausnehmungen (10, 11) aufweist, die sich ausgehend von einer Außenseite (09) des Schaumstoffformteils (01) zumindest abschnittsweise seitlich des Trennelements (12) in das Schaumstoffformteil (01) erstrecken.

4. Schaumstoffformteil nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkanten des Trennelements (12) die Ausnehmungen (10, 11), insbesondere geschlossen, umgreifen.

5. Schaumstoffformteil nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (10, 11) kreisringförmig ausgebildet sind.

6. Schaumstoffformteil nach einem der Ansprüche 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (10, 11) das Schaumstoffformteil (01) von der einen Außenseite (09) bis zur gegenüberliegenden Außenseite durchgehend durchgreifen.

7. Schaumstoffformteil nach einem der Ansprüche 3 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (26) aus formelastischen Werkstoff hergestellt ist und auf einem Rahmen, insbesondere Drahtrahmen (27), aufgespannt ist, der zusammen mit dem Trennelement (26) in das Schaumstoffformteil (01) eingeschäumt ist.

8. Schaumstoffformteil nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass am eingeschäumten Rahmen (27) Befestigungselemente zur Befestigung eines Bezugs am Schaumstoffformteil zum Eingriff bringbar sind.

9. Schaumstoffformteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung zwischen den beiden Zonen (13, 14) im wesentlichen in einer Horizontalebene des Schaumstoffformteils (01) verläuft.

10. Vorrichtung (15) zur Herstellung eines mehrzonigen Schaumstoffformteils (01), insbesondere für ein Polsterelement eines Kraftfahrzeugsitzes, mit zumindest zwei Formelementen (16, 17), wobei die Formelemente (16, 17) im geschlossenen Zustand ein Formnest bilden, und zumindest einem beweglichen Zwischendeckel (19), wobei der Zwischendeckel (19) aus einer ersten Stellung außerhalb des geöffneten Formnests in eine zweite Stellung verbringbar ist, in der der Zwischendeckel (19) eine räumlich fixierte Position innerhalb des geschlossenen Formnests annimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischendeckel (19) von zumindest einem Haltearm (20, 21; 24, 25) und einem in das Schaumstoffformteil (01) einschäumbaren Trennelement (12; 26) gebildet wird, wobei das Trennelement (12; 26) in der zweiten Stellung des Haltearms (20, 21; 24, 25) lagerichtig im Formnest fixiert ist und in der ersten Stellung des Haltearms (20, 21; 24, 25) vom Haltearme (20, 21; 24, 25) gelöst werden kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (20, 21; 24, 25) und/oder das Trennelement (12; 26) in der zweiten Stellung des Haltearms (20, 21; 24, 25) auf zumindest einem Vorsprung eines Formelements (16, 17) zur Auflage bringbar sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (20, 21; 24, 25) zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung im wesentlichen scharnierartig klappbar bewegbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Haltearm (20, 21; 24, 25) mittels einer gemeinsamen Achse scharnierartig klappbar miteinander verbunden sind, und eine Befestigungsgabel bilden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm von der Vorrichtung abgenommen werden kann, um zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verstellt zu werden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm zur Fixierung an der Vorrichtung an einer Aufnahmeeinrichtung aufgesteckt oder aufgelegt werden kann.