DE2500365A1

DE2500365A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von polstern aus geschaeumtem kunststoff mit einem textilen verbundueberzug

Info

Publication number: DE2500365A1
Application number: DE19752500365
Authority: DE
Inventors: Joseph Sanson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-15
Filing date: 1975-01-07
Publication date: 1975-07-17
Also published as: JPS50102462A; IT1032560B; SE407674B; SE7500177L; BR7500234A; JPS5915669B2; US4046611A; DE2500365C2; GB1466531A; ES453357A1; ES433800A1; DD117426A5

Description

HENKEL, KERN, FEILER&HÄNZEL

BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND

TELEX: 05 2 9 802 HNKL D ΕΠΙΙΛΡΠ «ΪΓΉΜΙΠ STRASSF 9 WECHSELBANK MÜNCHEN Nr. 318«

TRIFFON- rO89i 66 3197 66 30 91 92 bUUARU-bLHMilJ-MKAMIl Z DRESDNER BANK MÜNCHEN 3914975

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- 7. Jan. 1975

Joseph Sanson

F-45190 Beaugency, Prankreich

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Polstern aus geschäumtem Kunststoff mit einem textlien Verbundüberzug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polstern aus weichem geschäumtem Kunststoff mit einem textlien Verbundüberzug aus Webware, Wirkware od. dgl·, bei dem das den Verbundüberzug bildende Stoffstück durch Vakuumtiefziehen an die Innenwand einer Formmulde angelegt und mit einer beispielsweise durch chemische Reaktion schäumbaren Kunststoffmasse ausgegossen wird, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung·

Es ist bekannt, daß das Stoffstück für ein solches Vakuumtiefziehen luftundurchlässig gemacht werden muß, beispielsweise durch Beschichtung mit einem elastischen Kunststoffüberzug an seiner Innenseite.

Weiterhin wird das auszuformende Stoffstück üblicherweise an seinem Umfang durch einen Rahmen gehalten, der abgedichtet auf die Oberseite der Formmulde aufgespannt ist.

Wenn es sich um ein Polster aus Polyurethanschaumstoff handelt, führt die chemische Reaktion für den Schäumvorgang zu einer Ausdehnung des Schaumstoffes im Inneren der Formmulde, wobei seine Haftung an dem Verbundüberzug im allgemeinen im Zuge der

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- 2 Polymerisation des Schaumstoffes erzielt wird.

Im Bedarfsfalle kann der zwischen dem Rah-men und der Formmulde liegende Rand des Stoffstückes zur Befestigung des herzustellenden Polsters an seiner Unterlage herangezogen werden.

Um eine starke Überdehnung des zur Bildung des Verbundüberzuges dienenden Textilstoffes im Falle einer sehr tiefen Formmulde für die Polsterherstellung sowie ein elastisches Zusammenziehen des Textilstoffes nach dem Ausgießen mit Kunststoff und ein Abheben von der Formwand der Formmulde zu vermeiden, wobei der Schaumstoff unter Verringerung der- Abmessungen des Polsters zusammengedrückt wird, ist schon vorgeschlagen worden, zwischen den R'ändern des Stoff Stückes und dem Rahmen am Umfang des Stoffstückes ein Spiel vorzusehen, derart, daß der Stoff am Rahmen beim Tiefziehvorgang in Richtung auf das Innere der Formmulde gleiten kann, und daß die Dehnung des Textilstoffes erheblich verringert wird, wodurch das Stoffstück an die innere Formwand der Formmulde angedrückt werden kann.

Durch dieses Spiel im Bereich des Durchtritts des Textilstoffes am Rahmen kann jedoch keine ausreichende Dichtheit zwischen dem Rahmen und der Formmulde mehr erreicht werden, was zur Folge hat, daß die Formmulde während der gesamten. Dauer der Schäumreaktion und der folgenden Polymerisation des Schaumstoffes an die Vakuumpumpe angeschlossen bleiben muß und dennoch die Höhe des Unterdruckes geringer als bei einem abgedichtet auf der Formmulde gelagerten Rahmen ist, was zu einer unvollständigen Anpressung des Stoffes an die Formwand der Formmulde führen kann.

Darüberhinaus gleitet das lediglich durch den Unterdruck an seiner Unterseite gespannte oder gezogene Stoffstück nicht in der gewünschten Weise am gesamten Umfang des Rahmens, wodurch sich insbesondere an Winkeln der Formmulde häufig Falten bilden, was die industrielle Nutzung eines solchen Verfahrens erschwert.

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Im übrigen schließt das Erfordernis einer Aufrechterhaltung des Unterdrucks bis zum Ende der Polymerisation der Schaummasse, also über eine Zeitspanne von 5 bis 10 Minuten für jedes hergestellte Polster, kurze Taktzeiten bei der Serienfertigung aus, die normalerweise bei einer Fertigung von Massenartikeln beispielsweise aus Polyurethanschaumstoff erforderlich sind.

Zur Vermeidung dieser Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, welches eine kostengünstige und störungsfreie industrielle Serienfertigung gestattet·

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dafi vor dem üblichen Vakuumtiefziehen eines Textilüberzuges in das Innere einer Formmulde,■*■ die auch zum Ausgießen und der Polymerisation einer das Polster bildenden Schaummasse dient, eine Vorformung des zur Bildung des Verbundüberzuges bestimmten Textilstoffstückes durchgeführt wird, bei der eine Gleitbewegung der Umfangsbereiche des StoffStückes in das Innere des mit dem notwendigen Spiel versehenen Rahmens zur teilweisen Ausformung unter Bildung einer Tasche zugelassen wird, ohne daß eine wesentliche Dehnung der Fäden des gegebenenfalls als Wirkware ausgebildeten Stoffes auftritt, wobei die Vorformung innerhalb der durch die erzielbare Umfangskontraktion des Stoffes gesetzten Grenzen gehalten wird, so daß ein Auftreten von Falten und überhaupt jeglicher sich an die Umfangskontraktion anschließender Störerscheinungen vermieden ist, wonach der Umfangsbereich des StoffStückes im Bereich des Rahmens in der dann vorliegenden inneren Struktur beispielsweise durch Schweißen, Nähen oder Kleben festgelegt wird.

Im einzelnen zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß vor dem Vakuumtiefziehen eine Vorformung des textlien StoffStückes durchgeführt wird, bei der das Stoffstück in der Nähe seines Umfangs in einem Rahmen gehalten wird, der eine Gleitbewegung des Stoffes in Richtung auf den Inne»-

raum des Rahmens ohne merkliche Dehnung bei gleichzeitiger faltenfreier Kontraktion des Stoffes in Umfangsrichtung im Bereich des Rahmens zuläßt, wonach die Fäden des texti-len StoffStücks im Bereich des Rahmens in der nach der Umfangskontraktion vorliegenden Relativlage gegeneinander festgelegt werden.

Durch eine solche Vorformung kann das ebene Stoffstück zu einer Tasche begrenzter Tiefe, die geringer ist als diejenige der Formmulde, umgebildet werden, ohne daß Falten im Umfangsbereich des StoffStückes auftreten.

Wenn im Anschluß an die Vorformung die gebildete Stofftasche dem üblichen Vakuumtiefziehschritt unter Verwendung eines abgedichtet am Umfang der Formmulde befestigten Rahmens unterworfen wird, so ist die hierdurch hervorgerufene Längung der den Stoff bildenden Fäden so gering, daß einerseits eine vollkommene Anpressung des Textilüberzuges an die innere Formwand der Formmulde erreicht wird und andererseits die auf den das Polster bildenden Schaumstoff wirkenden elastischen Rückstellkräfte auf einen vernachlässigbar kleinen Wert begrenzt sind.

Zudem kann nach der Vorformung der Tasche mit Umfangskontraktion das die Tasche bildende Stoffstück unter Umständen eine größere mittlere Fadendichte aufweisen als der Ausgangsstoff.

Die Fäden des Gewebes oder Gewirkes werden vorzugsweise durch eine Schweißung in ihrer gegenseitigen Lage festgelegt, für deren Durchführung Schweißelektroden im Rahmen vorgesehen sind.

Gegebenenfalls können dieselben. Rahmen für die Vorformung und die Ausformung durch Vakuumtiefziehen herangezogen werden, wobei die Rahmen je nach der Arbeitsweise mit Spiel für die Gleitbewegung des Stoffes oder abgedichtet ausgebildet oder angeordnet sind, jedoch erweist es sich im allgemeinen als vorteilhafter, für den Tiefziehvorgang unter Unterdruck eigene dichte Rahmen und mit einem dichten Kastengehäuse versehene Formmulden vorzusehen, die mit Schnellschlußkupplungen mit Rückschiagven-

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til versehen sind, so daß die Formmulden schnell vom Anschluß der Vakuumpumpe gelöst werden können, sobald das Stoffstück an die innere Formwand der Formmulde angepreßt ist; hierdurch ist ein kostengünstiger Einsatz von Hochleistungsmaschinen für die Schaumstofferzeugung möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die gegebenenfalls eine Umfangskontraktion des mit dem Schaumstoffpolster aus Polyurethan verbundenen Stoffüberzuges bei einer Schrumpfung des Schaumstoffes gestattet, wird die Ausformung des Stoffstückes durch Umfangskontraktion angehalten, bevor die Grenze erreicht ist, bei der sich Falten bilden würden, so daß eine gewisse Kontraktionsreserve erhalten bleibt, die es dem Umfangbereich des Verbundüberzuges gestattet, einer eventuellen im Anschluß an den Abguß erfolgenden Schrumpfung des Polyurethanschaumstoffes zu folgen, ohne daß sich für das Aussehen des Polsters nachteilige Falten bilden, obgleich dieser Umfangsbereich bei der Herstellung des Polsters möglicherweise gar keine elastische Dehnung erfahren hat.

Bei dieser Weiterbildung der Erfindung wird zwar die elastische Längung der das Stoffstück bildenden Fäden etvas erhöht, jedoch dafür eine Kontraktionsreserve am Umfang in der Größenordnung von 5 bis 10/6 bezogen auf den Wert der maximalen Umfangs— konzentration erzielt, wodurch jegliche Ausbildung von Falten bei einer Schr-umpfung des das Polster bildenden Polyurethanschaumstoffes ausgeschlossen ist.

Dabei wird im einzelnen so vorgegangen, daß zunächst für jeden verwendeten Textilstoff mittels eines kreisrunden Rahmens ein .

Beiwert einer maximalen Umfangskontraktion des jeweiligen Stoffes bestimmt und sodann ein etwas geringerer Richtwert für eine optimale Umfangskonzentration festgesetzt wird, anhand dessen bei der Durchführung des Verfahrens die Vorformung des Vorform-*- lings derart begrenzt wird, daß eine mögliche Schrumpfung des Polyurethanschaumstoffes im Zuge der nachfolgenden Bearbeitungen für die Herstellung des Polsters nicht zu einer Faltenbildung

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führen kann.

Im Rahmen für die Vorformung sind hierbei Schlitze vorgesehen, in denen Führungsnadeln für den Stoff gleitend geführt sind und deren Länge und Ausrichtung in Abhängigkeit von dem Richtwert für die optimale Umfangskonzentration so gewählt werden, daß der Richtwert für die optimale Umfangskonzentration gerade dann erreicht ist, wenn die Nadeln gegen die dem Innenraum des Rahmens benachbarten Enden der Schlitze anschlagen.

Dadurch, daß im Rahmen Schlitze zur Begrenzung der Vorformung vorgesehen sind und die jeweiligen Enden dieser Schlitze auf zwei homothetischen geometrischen Orten liegen, kann die Vorformung des taschenförmigen Vorformlings durch Vakuumtiefziehen auch dann erfolgen, wenn in den verschiedenen Bereichen des Randes des Polsters unterschiedliche große Gleitbewegungen ausgeführt werden müssen, je nach der mehr oder weniger großen Dicke des herzustellenden Polsters im Bereich dieser Umfangspartien. ■

Die Art und Weise der Bestimmung des homothetischen Mittelpunktes zur Festlegung der Ausrichtung und der Länge der Schlitze wird weiter unten im einzelnen näjier erläutert und beruht auf den nachfolgenden grundsätzlichen Überlegungen· :

In Querrichtung des mit dem Polster zu versehenden Fahrzeuges wird der homothetische Mittelpunkt in eine vertikale Mittelebene zwischen den Längsrändern des Polsters gelegt, dessen Dicke in Querrichtung nur geringfügigen Änderungen unterliegt.

Im Gegensatz hierzu ist der Abstand des homothetischen Mittelpunkts in Längsrichtung des Fahrzeuges, in der die Dicke des Polsters in der Regel nach vorne hin zunimmt, von dem Vorderteil des StoffStückes, welches an der Frontseite des Polsters liegt, größer als aän Abstand von der Hinterseite des Stoffstückes, das an der Rückseite des Polsters liegt, wobei das Verhältnis dieser beiden Abstände gleich ist dem Verhältnis

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der zugehörigen Dickenabmessungen an der Frontseite und der Rückseite des Polsters. Dadurch wird erreicht, daß bei der ' Vorformung des taschenförmigen Vorformlings die Gleitbewegung im vorderen Teil des Polsters größer ist als im hinteren Teil, beispielsweise an der Vorderseite ein doppelt so großer Gleitweg wie an der Hinterseite des Polsters erzeugt wird; die jeweiligen Längen der zugehörigen Schlitze, die miteinander fluchten können, sind dabei im selben Verhältnis gewählt.

Weiterhin sind die Richtungen der Schlitze auf einen gemeinsamen Mittelpunkt, nämlich den homothetischen Mittelpunkt, ausgerichtet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.

Es zeigen

Fig. 1 bis 7 schematisch vereinfacht die aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 8 schematisch vereinfacht eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Vorrichtung zur kontinuierlichen. Herstellung von Vorformlingen aus einer Stoffbahn,

Fig. 9 in einem Vertikalschnitt eine Untersuch-ungsvorrich— tung zur Ermittlung der maximalen Umfangskontraktion bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Vorformvorrichtung für ein nicht punktsymmetrisches Polster, beispielsweise für den Fahrersitz eines Fahrzeuges,

Fig. 11 in perspektivischer Darstellung schematisch vereinfacht einen aus einem ebenen Zuschnitt gewonnenen Vorformling und

Fig. 12 eine Vorformvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Vorformlings der sich aus Fig. 10 ergebenden Umrißform.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in

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der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise ein textiles Stoffstück 1, welches an einer Oberseite mit einem elastischen Kunststoffüberzug 1a beschichtet ist, in den Innenraum eines Führungsrahmens 2 eingesetzt, der aus zwei übereinanderliegenden Rahmenteilen besteht. Zwischen den beiden übereinanderliegenden Rahmenteilen besteht ein gewisses Spiel, so daß das Stoffstück 1 zwischen ihnen gleiten kann, wozu beispielsweise an einem der Rahmenteile in nicht näher dargestellter Weise ein Anschlag vorgesehen ist. An der Außenseite des Rahmens 2 ragt das Stoffstück 1 über eine gewisse Länge aus, um ein anschließendes Eindrücken des StoffStückes 1 in das Rahmeninnere und eine entsprechende Gleitbewegung des Stoffes in Richtung auf das Rahmeninnere zu ermöglichen, ohne daß das Stoffstück 1 an seinem Umfang von der Führung des Rahmens 2 freikommt.

Auf irgendeine geeignete Weise, beispielsweise mittels eines, in Fig. 2 dargestellten Drückstempels 3, wird das Stoffstück in den Innenraum des Rahmens hineingedrückt, so daß im Bereich des Rahmens 2 eine Gleitbewegung in Richtung auf das Rahmeninnere stattfindet und ein als Tasche ausgebildeter Vorformling 4 erzeugt wird, ohne daß damit eine merkliche Längung der Fäden des StoffStückes 1 einhergeht und ohne daß die Grenze überschritten wird, jenseits der sich im Bereich des Rahmens trotz der Möglichkeit, daß sich der Stoff am Umfang als Folge von Relatiwerschiebungen benachbarter Fäden oder Maschen zusammenzieht, zwangsläufig Falten bilden.

Eine solche Kontraktion über den Umfang im Bereich des Rahmens ermöglicht es, einen über den Rahmen 2 erheblich und entlang des Umfangs des Rahmens 2 gegebenenfalls unterschiedlich weit herausragenden Zuschnitt zu einer Tasche umzubilden, die in ihren Abmessungen denjenigen des Rahmens entspricht.

Im Anschluß an die Ausformung des Vorformlings 4 durch den Drückstempel 3 wird das Stoffstück 1 an seinem Umfang fixiert, d.h. es werden die Fäden in der dann vorliegenden Relativlage gegeneinander festgelegt. Eine solche Festlegung kann beispiels-

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weise mittels zweier Schweißelektroden 5 im Rahmen 2 erfolgen,-wie diese in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind. Die so erhaltenen parallelen Schweißlinien 6, welche die zwischen ihnen liegenden Fäden des Gewebes, Gewirkes od. dgl. binden, sind in Fig. 3 schematisch veranschaulicht.

Anschließend wird der taschenförmige Vorformling 4 dem Rahmen entnommen und in einen Formkasten 7 einer mit Unterdruck arbeitenden Tiefziehanlage eingesetzt (vgl. Fig. 4), wobei sein Rand abgedichet zwischen einen oberen Rahmenteil 8 und einen am oberen Rand der Formmulde 10 aufgesetzten, als Dichtbrille ausgebildeten unteren Rahmenteil 9 eingespannt wird. Die Formmulde 10 des Formkastens 7 ist mit Durchbrüchen 11 versehen, welche für einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Formkastens 7 und dem Raum zwischen der Formmulde 10 und dem Vorformling 4 stattfinden kann. Der Formkasten 7 weist einen Sauganschluß 12 auf, der zu einer Vakuumpumpe od. dgl. führt und erfindungsgemäß mit besonderem Vorteil als Schneilschlußkupplung mit an der Seite des Formkastens 7 eingebautem Rückschlagventil ausgebildet ist, so daß der Formkasten 7 mit einem Handgriff vom Anschluß der Vakuumpumpe abgenommen werden kann und selbsttätig gegen die Umgebungsatmosphäre abgeschlossen wird.

Beim Aufbau des Unterdrucks im Inneren des Formkastens 7 unterhalb des Vorformlings 4 nimmt dieser in der in Fig. 5 dargestellten Weise die Form der Formmulde 10 an, wobei sich die Fäden des textlien Stoffstückes 1 nur um einen solchen, vergleichsweise geringen Betrag längen müssen, der zu keinem merklichen Druck auf den Schaumstoff nach dem Abgießen und der Polymerisation des Schaumstoffes führt, so daß die Maß- . haltigkeit des* hergestellten Polsters gewährleistet ist.

Dadurch, daß der Rand des StoffStückes 1 abgedichtet über der Formmulde 10 festgespannt ist, kann der Formkasten 7 mit dem. Sauganschluß 12 bereits in dem Augenblick von der Vakuumpumpe abgenommen werden, in dem eine vollständige Anschmiegung des Vorformlings 4 an die innere Formwand der Formmulde 10 in der

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in Fig. 5 dargestellten Weise erfolgt ist, ohne daß die Gefahr besteht, daß während des nachfolgenden Abgusses und der Polymerisation des Schaumstoffes Leckluft in den Innenraum des Formkastens 7 eindringt und den erzeugten Unterdruck abbaut·

Nach dem Ausgießen des Innenraums des durch die Stoffbahn 1 bzw. den Vorformling 4 nach vollständiger Ausformung im Formkasten 7 gebildeten Verbundüberzuges 13, wird beispielsweise die Formmulde 10 mittels einer Abdeckung 14 in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise abgeschlossen. Nach der Polymerisation der Kunststoff-Schaummasse 15 haftet diese fest am Verbundüberzug 13 und kann das fertige Polster 16 aus der Formmulde ausgehoben werden; das ausgehobene fertige Polster 16 aus der Kunststoff-Schaummasse 15 und dem textlien Verbundüberzug 13 ist in Fig. 7 dargestellt. Der Rand des Verbundüberzuges 13 bzw. des Vorformlinges 4, der beim Vakuumtiefziehen außerhalb der Formmulde 10 zwischen den Rahmenteilen 8 und 9 eingespannt war, kann gegebenenfalls zur Befestigung des Polsters 16 an seiner Unterlage dienen.

Es können auch die Schweißelektroden 5 im Rahmen 2 weggelassen werden und es kann eine gegenseitige Festlegung der Fäden des Umfangs des StoffStückes 1 bzw. des Vorformlinges 4 gegeneinander statt durch Schweißen auch durch Vernähen und Verkleben durchgeführt werden, wofür ein Rahmenteil oder beide Rahmenteile des Rahmens 2 in spezieller Weise ausgebildet werden können.

Es ist grundsätzlich möglich, den Rahmen 2 für die Vorformung des Vorformlings 4 und die abschließende Unterdruckformung des Verbundüberzuges 13 heranzuziehen, anstatt für diesen letzten Arbeitsgang ein eigenes, einstückiges oberes Rahmenteil 8 zu verwenden.

In Fig. 8 ist schematisch vereinfacht eine halbkontinuierlich

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arbeitende Anlage zur erfindungsgemäßen Vorformung von Vorformlingen 4 dargestellt. Hierbei wird eine Textilstoffbahn 17 kontinuierlich von einer Abwickelrolle 18 abgezogen und läuft in Richtung des Pfeiles 19 über eine Spannrolle 20 und eine Umlenkrolle 21 in eine Arbeitsebene ein, in der wenigstens ein Rahmen 2 der erläuterten Ausbildung angeordnet ist. Nach dem Schließen des Rahmens 2 im Anschluß an eine Stoffbahnförderung von der Abwickelrolle 18 her wird ein Drückstempel 3 mit geeigneter Drückform in das. Innere des Rahmens 2 abgesenkt und bildet dort in der'im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Weise einen taschenförmigen Vorformling 4· In dieser Form wird der Stoff durch Schweißelektroden 5 im Rahmen 2 fixiert. Ein Stanzmesser 22, dessen fester Gegenmesserteil wie der Rahmen 2 auf einem Gestell 23 gelagert ist, schließt sich sodann und trennt den Stoff längs des Außenuirfangs des Rahmens 2 ab; bei einer Anordnung des Stanzmessers 22 in der in Fig. 8 veranschaulichten Weise kann auch eine Abtrennung des Stoffes vor dem Absenken des Drückstempels 3 vorgesehen werden, wobei im Zuschnitt der in Fig. 1 sichtbare, die Einzugsreserve bildende Rand an der Außenseite des Rahmens 2 zugegeben wird. Im letzteren Falle ist vermieden, daß die Gleitoder Einzugsbewegung des den Vorformling bildenden Stoffstückes auf die benachbarten Bereiche der Stoffbahn 17 übertragen wird. Nach dem Abschneiden mittels des Stanzmessers 22 öffnen sich der Rahmen 2 und das Stanzmesser 22 gleichzeitig und fällt der taschenförmige Vorformling 4 in einen Aufnahmebehälter 24 unterhalb der Arbeitsebene, während der Drückstempel 3 wieder angehoben wird. Die Stoffbahn 17 kann nunmehr zur Bildung eines neuen Vorformlinges 4 weitergefördert werden, wobei der Teil der Stoffbahn 17, aus dem der vorhergehende Vorformling 4 ausgeschnitten wurde, auf eine Verschnittrolle 27 aufgerollt wird und dabei über eine Umlenkrolle 25 und eine Spannrolle 26 geführt wird. Danach laufen die vorstehend geschilderten Arbeitsgänge erneut ab.

Mit einer solchen halbkontinuierlich arbeitenden Vorformvorrichtung kann eine industrielle Fertigungsstraße zur Massenfertigung von Schaumstoffpolstern mit einem Verbundüberzug mit der erforderlichen Zulieferleistung gespeist werden, wobei die Fertigungsstraße eine Verwendung von abgedichteten Einspannungen für die Vor formlinge 4 und Schnellschlußkupplungen mit Rück-

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schlagventilen, wie weiter oben erläutert, zuläßt, und so eine leichte und insbesondere schnelle Abnahme der Formkästen von der Vakuumpumpe od. dgl. ermöglicht, bevor der Abguß erfolgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es auf sehr einfache Weise, einen Schutz für die Verbundüberzüge 13 vorzusehen. Hierzu genügt es, im Rahmen 2 unter das Stoffstück 1 eine perforierte Kunststoffhaut mit hoher Dehnbarkeit bis zum Bruch einzulegen. Diese Kunststoffhaut folgt der Ausformung des Stoffstückes 1 bei der Vorformung des Vorformlings 4, an dem sie mit angeschweißt, angenäht oder angeklebt wird. Bei der Ausformung des Vorformlinges 4 unter Unterdruck legt sich die Kunst stoff haut an die Formwand der Formmulde 10 an und deckt somit den Verbundüberzug 13 ab und schützt ihn bis das herzustellende Polster 16 fertiggestellt ist.

In Fig. 9 ist eine üntersuch-ungsvorrichtung zur Ermittlung des maximalen Beiwertes der umfangsseitigen Querkontraktion des Stoffstückes 1 dargestellt. Die Untersuchungsvorrichtung weist einen Formkasten 7a auf sowie obere und untere Rahmenteile 8 und 9, die kreisringförmig ausgebildet sind. Zwischen dem oberen Rand des Formkastens 7a und dem unteren Rahmenteil 9 ist eine Dichtung 28 vorgesehen. Die Rahmenteile 8 und 9 werden durch Andruckfedern 29 aneinandergedrückt, mit denen die Andruckkraft der Rahmenteile S und 9 derart einstellbar ist, daß eine Verformung des das Stoffstück 1 bildenden Zuschnittes mit einer Gleitbewegung seines Randes zwischen den Rahmenteilen 8 und 9 möglich ist. Weiterhin weist der Formkasten 7a einen Sauganschluß 12a auf, der mit Vorteil ebenfalls mit einer Schnellschlußkupplung mit Rückschlagventil ausgestattet ist.

Das Stofistück 1 wird in der zuvor bereits erläuterten Weise zunächst mittels eines dünnen elastischen Kunststoffüberzuges an seiner Oberseite luftdicht gemacht; die Verformung unter dem Einfluß des Unterdrucks im Formkasten 7a wird angehalten, vor zwischen den beiden Rahmenteilen 8 und 9 oder in deren

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Nachbarschaft Falten auftreten· Die entsprechende Gleitbewegung wird durch vorherige Markierung des ümfanges der Innenränder 8a, 9a und/oder der Außenränder 8b, 9b der Rahmenteile 8 und 9 auf dem Stoffstück 1 festgestellt.

Die Rahmenteile 8 und 9 weisen keine mit den Schweißelektroden gemäß Fig. 1 und 2 vergleichbare Schweißelektroden oder dgl. auf, da in dem vorliegenden Falle kein Vorformling 4 erzeugt werden soll, sondern lediglich ein Beiwert der umfangsseitigen maximalen Querkontraktion entsprechend dem Verhältnis· der Durchmesser des Zuschnittes an den Innen- und/oder Außenrändern 8a, 9a bzw. 8b, 9b der Rahmenteile 8 und 9 vor und nach der Verformung unter dem Einfluß des Unterdrucks.

Je nach den Verhältnissen des Einzelfalles und der Form des herzustellenden Polsters mit Verbundüberzug wird als Richtwert für die optimale umfangsseitige Kontraktion bei der Vorformung der Vorformlinge·4 ein Wert verwendet, der gleich ist dem Beiwert der maximalen Umfangskontraktion, vermindert um 5 bis 10 % hiervon.

Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, weist der bei der dortigen Vorformvorrichtung verwendete obere Rahmenteil 8c keine puntsymmetrische Form mehr auf und dient zur Herstellung von Polstern beispielsweise für Fahrersitze in einem Automobil und nicht für ganze vordere Sitzbänke, die symmetrisch zu einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Symmetrieebene ausgebildet sind.

Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, weist der Rahmenteil_#8c eineradiale Breite auf, die bei der Darstellung gemäß Fig. 10 nach unten, zum Vorderteil des Fahrersitzes hin, merklich zunimmt. Diese Breite ist etwa doppelt so groß wie die Breite an der Hinterseite desselben Polsters, wie anhand der Schnittpunkte der Geraden BB^und AA¹ sichtbar ist.

Wie nachfolgend noch anhand von Fig. 12* näher erläutert wird,

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ermöglichen Schlitze 30 im Rahmenteil 8c eine Begrenzung der Gleitbewegung des Stoffes zwischen den beiden übereinanderliegenden Rahmenteilen 8c und 9c; die Schlitze 30 sind auf einen Punkt 0 ausgerichtet, der der homothetische Mittelpunkt der beiden geometrischen Orte der inneren und äußeren Enden 30a und 30b der Schlitze 30 ist, sowie dies in Fig. 10 mit gestrichelten Linien veranschaulicht ist·

Wie weiterhin aus Fig. 10 hervorgeht, befindet sich der homothetische Mittelpunkt 0 in einem solchen Abstand von dem dem Vorderteil des Polsters entsprechenden Rahmenteil, der etwa doppelt so groß wie sein Abstand von dem dem rückwärtigen Teil des Polsters entsprechenden Rahmenteil ist; somit ist die in Fig. 10 eingezeichnete Strecke OA^f etwa gleich der Hälfte der Strecke OB¹, ebenso wie die Strecken OA und AA¹ etwa gleich der Hälfte der Strecke OB und BB¹ sind.

Die in Fig. 10 dargestellte Achse 31, auf der der Punkt 0 liegt, entspricht einer vertikalen Symmetrieebene lir die beiden Seitenteile der Rahmenteile 8c und 9c, wobei die Symmetriepunkte dieser Symmetrieebene gleiche Abstände von den Schnittpunkten der seitlichen inneren Ränder 8d und 8e des Rahmenteils 8c mit zu den inneren Querrändern 8f und 8g des Rahmenteils 8 parallelen Geraden aufweisen."

Wird die Symmetrieachse 31 verlängert, so zeigt sich, daß sie auf den Schnittpunkt der gedachten Verlängerung zwischen den inneren Längsrändern 8d und 8e aufgerietet ist.

In Querrichtung ist der homothetische Mittelpunkt 0 daher durch eine die Symmetrieachse 31 enthaltende Vertikalebene definiert, in Längsrichtung hingegen durch ein geeignetes Verhältnis zwischen den Teilstücken OA¹ und OB¹ der Strecke A¹B¹, wobei dieses Verhältnis beispielsweise einer doppelten Dicke des Polsters an der Vorderseite im Vergleich zur Dicke an der Rückseite entspricht.

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Ebenso wie bei der Darstellung gemäß Fig. 10 die Strecke AA* etwa gleich ist der Hälfte der Strecke BB·, entsprechen auch, die Längen der Schlitze wie etwa des Schlitzes 3Oe in der Nachbarschaft des Streckenabschnittes AA¹ und des Schlitzes 3Of an der gegenüberliegenden Seite des Rahmenteiles 8c demselben homothetischen Verhältnis, so daß also die Länge des Schlitzes 3Of etwa doppelt so groß ist wie die Länge des Schlitzes 3Oe.

Die schematische Darstellung gemäß Fig. 11 zeigt in strichpunktierter Linie den Verlauf des Außenrandes 32 des Ausgangszuschnittes oder StoffStückes 1.

Nach der Gleitbewegung des Stoffes im Bereich der verschiedenen Schlitze 30, ausgehend vom äußeren Ende 30b dieser Schlitze 30 bis zum inneren Ende 30a, befindet sich der Außenrand 32 zwischen den Rahmenteilen 8c und 9c an einer Stelle, die in Fig. 10 nicht näher dargestellt ist, vorzugsweise jedoch jenseits der äußeren Enden 30b der Schlitze 30.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, entspricht das konstante Verhältnis der Abstände des homothetischen Mittelpunktes 0 von den inneren Enden 30a und den äußeren Enden 30b der unterschiedlichen Schlitze 30 dem oben genannten homothetischen Verhältnis, d.h.,daß der geometrische Ort 30d homothetisch zum geometrischen Ort 30c liegt und daß das Verhältnis der jeweiligen Längen dieser beiden geometrischen Orte gleich ist dem Richtwert der optimalen ümfangs-Querkontraktion.

In Fig. 11 ist weiterhin in der Nachbarschaft eines inneren Seitenrandes jedes Randes 8d aus Fig. 10 ein Teil des Stoffstückes 1 gezeigt, der ursprünglich zwischen zwei benachbarten Schlitzen 30 liegt und durch die Eckpunkte CDC¹D¹ veranschaulicht ist. Nach der Vorformung befindet sich dieser ursprünglich zwischen benachbarten Schlitzen 30 liegende Teil des StoffZuschnittes in einer im wesentlichen vertikalen Ebene und ist durch die Punkte C¹D¹C¹¹D" begrenzt, und bildet in der aus Fig. 11 ersichtlichen Weise einen Teil des Vorformlings 4.

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Das homothetisehe Verhältnis, welches definitionsgemäß gleich ist dem Verhältnis der Streckenabschnitte CD und CD«, ist auch gleich dem Verhältnis der Streckenabschnitte OC zu OC¹ entsprechend der Länge eines Schlitzes 30 und dem Verhältnis OD zu OD¹, entsprechend dem benachbarten Schlitz 30. ■

Wie ohne weiteres.ersichtlich ist, hat die Querkontraktion am Umfang des Stoffzuschnittes im Bereich des Streckenabschnittes CD die Form des Zuschnitts in diesem Bereich verändert.

In Fig. 12 ist eine das Rahmenteil 8c gemäß Fig. 10 aufweisende Vorformvorrichtung im Schnitt dargestellt. Diese Vorformvorrichtung gestattet, die Gleitbewegung des Stoffes im Bereich der Schlitze zu begrenzen, wobei im Schnitt gemäß Fig. 12 zwei einander fluchtend gegenüberliegende Schlitze etwa gleicher Länge beidseits des homothetischen Mittelpunkts 0 dargestellt sind.

In Fig. 12 sind wiederum die inneren Enden 30a und die äußeren Enden 30d der beiden dargestellten Schütze 30 sichtbar, in denen sich Führungsnadeln 33 bewegen können, die den Stoffzuschnitt oder das Stoffstück 1 durchsetzen und in einer Gleitbewegung zwischen den beiden Eahmenteüen 8c und 9c zwangsgeführt sind; die Gleitbewegung der Führungsnadeln 33 ist nach innen hin durch das innere Ende 30a der Schlitze 30 begrenzt.

Die Saugwirkung des mittels eines Sauganschlusses 12b unterhalb des Stoffstückes 1 erzeugten Unterdruckes übersteigt die Haltekraft zweier Spannfedern 34, die das Stoffstück 1 über die Nadeln 33 auf seiner gesamten Oberfläche radial innerhalb der äußeren Enden 30b der Schlitze 30 gespannt zu halten suchen.

Die Spannfedern 34 sind auf Führungsstangen 35 für die Nadeln gelagert.

Um das Stoffstück 1 beim Aufsetzen auf das untere Rahmenteil 9c

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im wesentlichen eben zu halten, ist unterhalb des unteren Rahmenteiles 9c weiterhin eine perforierte Gummimembran.36 vorgesehen.

Mit Rücksicht auf die geringe Dicke der hautartigen Gummimembran 36 und die darin vorgesehenen Durchbrüche kann das zuvor in der erläuterten Weise luftdicht abgedeckte Stoffstück 1 sich ohne Schwierigkeiten bei der Vorformung des Vorformlings einwölben und dabei eine Kompression der Spannfedern 34 herbeiführen.

Wenn die Führungsnadeln 33 am inneren Rand der Schlitze 30a der Schlitze 30 anschlagen, ist die maximale Querkontraktion in Umfangsrichtung des StoffStückes 1 noch nicht erreicht, jedoch wird bereits in dieser Stellung der Randbereich des den Vorformling 4 bildenden StoffZuschnittes in der erläuterten Weise beispielsweise durch Schweißelektroden 5a fixiert; die weiteren Veifehrensschritte laufen gemäß der Beschreibung weiter oben zu den Fig. 4 bis 7 ab.

Die in Fig. 12 veranschaulichten Führungsstangen 35 sind an ihren hinteren Enden mit Endanschlägen 35 versehen, mit denen die Gleitbewegung des Stoffrandes und der Bewegungsweg der Führungsnadeln 33 an jedem der unterschiedlichen Schlitze 30 eingestellt werden kann und der auf irgendeine geeignete Weise in der gewählten Einstellstellung gegen die zugehörige Führungsstange 35 festgelegt werden kann.

Zur weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Vorgehens werden nachstehend Einzelheiten eines speziellen Ausführungsbeispieles wiedergegeben, welches jedoch nicht der im Zusammenhang mit den Fig. 9 bis 12 erläuterten Ausführungsform der Erfindung entspricht.
Beispiel;

Es soll ein Polster aus weichem Polyurethanschaumstoff mit einem' gewirkten textlien Verbundüberzug aus "Nylon" hergestellt werden, der bei Raumtemperaturen in Längs- und Querrichtung um 40 %

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bzw. 30 % dehnbar ist, dessen Oberfläche also um maximal 82 % durch entsprechende Zugeinwirkung vergrößert werden kann, und der in allen Richtungen eine lineare Konstraktionsfähigkeit in der Größenordnung von durchschnittlich 30 % aufweist.

Für die Erfordernisse eines Tiefziehens unter Unterdruck ist der"Stoffzuschnitt in der üblichen Weise durch einen Überzug aus einer PVC-Haut von 50 Mikrometern Dicke luftundurchlässig gemacht.

Wenn eine Formmulde mit kreisförmigem Umfang von 50 cm Durchmesser und 15 cm Tiefe mit einer Formwandoberfläche von ins—

gesamt 4319 cm und einer kreisförmigen Öffnungsfläche von

1963 cm für das Vakuumtiefziehen eingesetzt werden soll, so müßte die Oberfläche des Stoffstückes beim Tiefziehvorgang um etwa 120 % anwachsen, was jedoch nicht möglich wäre, da die maximale Oberflächenvergrößerung des eingesetzten Stoffes lediglich etwa 82 % beträgt.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Möglichkeit einer Querkontraktion des Gewirkes oder Gewebes an seinem Umfangsrand ausgenutzt, welche im vorliegenden Fall etwa 30 % betragen kann; für die Vorformung von Vorformlingen wird dabei in einen Rahmen von 50 % Durchmesser und somit 157 cm Umfang ein'kreisscheibenförmiger Zuschnitt mit einer Umfangslänge von 204 cm,also einem Durchmesser von etwa 65 cm und einer

Oberfläche von etwa 3312 cm eingesetzt und ausgewölbt, ohne daß die Fäden des Gewirkes eine merkliche Längung erfahren.

Diese Oberfläche von 3312 cm des als Vorformling 4 vorliegenden Stoffes können anschließend durch Dehnung um etwa 82 % vergrößert werden, so daß im Extremfall gegebenenfalls eine

ρ
Gesamtoberfläche von 6027 cm erhalten werden kann, erheblich größer, als die Formwandoberfläche der Formmulde, die gemäß der obigen Erläuterung lediglich 4319 cm beträgt, so daß zur Erzielung einer Anlage des Stoffes an der Formwand nicht eine Stoffde^hming um 82 %, wie maximal möglich, sondern lediglich.

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um etwa 30 % erfolgen muß. Somit ist es ohne Schwierigkeiten möglich, das zuvor zu einem taschenförmigen Vorformling 4 umgebildete Stoffstück 1 durch Unterdruck an die innere Formrand der Formmulde anzulegen, ohne die Dehnungsmöglichkeiten des Stoffes voll auszuschöpfen.

Es ist ersichtlich ohne weiteres möglich, das erfindungsgemäße Verfahren bei in der Kälte dehnbarer Wirkware und ebenso bei aus Kett- und Schußfäden aufgebauten Geweben aus thermoplastischen Kunststoffäden anzuwenden, die für ihre Ausformung unter Unterdruck eine gewisse Temperaturerhöhung benötigen.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und können insbesondere verschiedene Einzelheiten der zeichnerisch dargestellten Vorrichtungen durch entsprechend wirkende Bauteile ersetzt werden.

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Claims

2 b U U J b id

Ansprüche

Verfahren zur Herstellung von Polstern, insbesondere für "~ Fahrzeugsitze, aus weichem geschäumtem Kunststoff mit einem textlien Verbundüberzug aus Webware, Wirkware od. dgl., bei dem das den Verbundüberzug bildende Stoffstück durch Vakuumtiefziehen an die Innenwand einer Formmulde angelegt und mit einer beispielsweise durch chemische Reaktion schäumbaren Kunststoffmasse ausgegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Vakuumtiefziehen eine Vorformung des textlien Stoffstückes durchgeführt wird, bei der das Stoffstück in" der Nähe seines Umfanges in einem Rahmen gehalten wird, der eine Gleitbewegung des Stoffes in Richtung auf den Innenraum des Rahmens ohne merkliche Dehnung bei gleichzeitiger faltenfreier Kontraktion des Stoffes in Umfangsrichtung im Bereich des Rahmens zuläßt, wonach die Fäden des textlien StoffStücks im Bereich des Rahmens in der nach der Umfangskontraktion vorliegenden Relativlage gegeneinander festgelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung der Fäden des Stoffstücks eine Schweißung mit im Rahmen eingebauten Schweißelektroden vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung der Fäden des Stoffstückes mittels einer Steppnaht erfolgt.

4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung der Fäden des StoffStücks durch gegenseitige Verklebung der Fäden erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoff stück beim Vakuumtiefziehen in an sich bekannter Weise abgedichtet am Rand der Formmulde aufliegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoffstück vor der Vorformung an seiner zur

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Aufnahme der Schaummasse vorgesehenen Innenseite mit einem luftundurchlässigen elastischen Kunststoffüberzug beschichtet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoffstück vor der Vorformung im Rahmen an seiner späteren Außenseite mit einem perforierten Schutzüberzug aus Kunststoff versehen wird, der durch die,Schweißung, die Naht oder die Klebung festgelegt und bei der Endbearbeitung des Polsters wieder entfernt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst für jeden zu verwendenden Textilstoff ein Richtwert für die Umfangskontraktion.festgelegt wird,der je nach der Form des herzustellenden Polsters um 5 bis 10 % unter dem Beiwert einer- maximalen umfangskontraktion liegt, der mit einem ebenen kreisrunden Stoffzuschnitt in einem zweiteiligen kreisrunden Rahmen gemessen wird, wozu der Stoffzuschnitt soweit in den Rahmen eingezogen wird und dabei zwischen den übereinanderliegenden Rahmenteilen gleitet, als keine merkliche Längung der Fäden und keine Falten auftreten, daß sodann auf einer Symmetrieachse durch den Schnittpunkt der gedachten Verlängerungen zweier Längsränder der übereinanderliegenden Rahmenteile zur Herstellung des Vorformlings ein Wno the ti scher Mittelpunkt in solchen Abständen von den Querrändern der Rahmenteile festgelegt wird, die proportional den flicken-Abmessungen des Polsters an den Querrändern des Vorformlings sind, daß an den überexnanderliegenden Rahmenteilen zur Herstellung des Vorformlings den Stoff durchdringende, in Richtung auf den homothetischen Mittel- ' punkt geführte und dabei senkrecht zur Ebene der Rahmenteile stehende Führungsnadeln vorgesehen sind, deren Bewegungsweg durch Endanschläge zwischen solchen äußeren und inneren Abständen vom homothetischen Mittelpunkt begrenzt ist, die in einen konstanten homothetischen Verhältnis stehen und deren Differenz dem Richtwert der Umfangskontraktion entspricht,

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und daß der Textilstoff in Richtung auf den homothetischen Mittelpunkt gezogen wird bis die Führungsnadeln durch den inneren Endanschlag angehalten werden.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Untersuchungsvorrichtung mit zwei übereinanderliegenden kreisringförmigen Rahmenteilen (8, 9) zur Ermittlung der maximalen Umfangskontraktion, durch eine Vorformvorrichtung mit zwei übereinanderliegenden Rahmentei— len (8c, 9c) mitjeiner der Umfangsform des herzustellenden Polsters entsprechenden Form, die mit geradlinigen, in etwa gleichen Abständen am Umfang verteilt und in radialer Ausrichtung um den homothetischen Mittelpunkt (0) angeordneten Schlitzen (30) versehen sind, deren jeweilige Länge einem konstanten homothetischen Verhältnis zwischen den zugehörigen Abständen der äußeren und inneren Schlitzenden (30a bzw. 30b) vom homothetischen Mittelpunkt entspricht, und mit einer Lagervorrichtung für die den Stoff durchdringenden Führungsnadeln (33), an der Führungsnadeln (33) in jedem Schlitz (30) von dessen äußerem Ende (30b) zu dessen inneren Ende (30a) über einen vom Richtwert der Umfangskontraktion des Stoffes begrenzten Abstand bewegbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Unt er suchungs vorrichtung eine Dichtung (28) aufweist, auf der die beiden übereinanderliegenden Rahmenteile (8, 9) aufsitzen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformvorrichtung durch eine Formmulde zum Vakuumtiefziehen gebildet ist, auf der das untere (9c) der beiden übereinanderliegenden Rahmenteile (8c, 9c) unter Zwischenschaltung einer perforierten Gummimembran (36) geringer Dicke befestigt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Schlitze (30) Führungsstangen (35) für, die Führungsnadeln (33) und Spannfedern (34) zur Rückstellung

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der Führungsnadeln (33) in ihre vom homothetischen Mittelpunkt (θ) entfernte Endlage vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsstange (35) einen verstell- und feststellbaren Endanschlag (35a) zur Einstellung der vom homothetischen Mittel-• punkt (θ) entfernten Endlage der Führungsnadeln (33) aufweist.

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