DE4021354A1

DE4021354A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines elastischen formteils

Info

Publication number: DE4021354A1
Application number: DE4021354A
Authority: DE
Inventors: Guenter Weigand
Original assignee: Dunlop Div Dunlopillo GmbH
Current assignee: Dunlop Div Dunlopillo GmbH
Priority date: 1990-07-05
Filing date: 1990-07-05
Publication date: 1992-01-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Formteils, bestehend aus einem zumindest sicht seitig vorgesehenen, innenseitig wenigstens mit einer Schaum kaschierung ausgestatteten und entsprechend der Endform vor genähten Bezugsmaterial und einem durch einen Ausschäumvor gang in den Bezug eingebrachten und diesen in der vorgege benen Endform hinterfüllenden und spannenden Schaumstoffkör per, wobei das Bezugsmaterial in eine Schäumform eingelegt und dann durch Einbringen eines Schaums in die Schäumform ausgeschäumt wird.

Ein Schäumverfahren, das auch hier verwendet werden kann, ist beispielsweise aus der nicht vorveröffentlichten deut schen Patentanmeldung P 39 34 652.8 bekannt. Bei dem bekann ten Schäumverfahren dieser Art wird der Bezugsmaterialrand im Regelfall aus der Form herausgeführt und zwischen Formun terteil und Formoberteil eingeklemmt. Nach dem Ausschäumvor gang wird der Bezugsmaterialrand umgeschlagen und am ge schäumten Körper, beispielsweise durch Verkleben befestigt. Dieses nachträgliche Befestigen erfordert zusätzliche Ar beitsschritte und verursacht bei der Fertigung zusätzliche Kosten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß eine schnellere, kostengünstigere und betriebssichere Fertigung von mit Bezugsmaterial bespannten elastischen Formteilen ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Umschlagwinkel (α) zwischen dem in die Form eingelegten Bezugsmaterial und dem festzuschäumenden Bezugsmaterialrand durch bezüglich der Form fixierbare Halteelemente derart offengehalten wird, daß der Bezugsmaterialrand beim Ausschäu men gegen eine Formwandung gedrückt wird.

Bei diesem Verfahren wird durch das Offenhalten des Umschlag winkels zwischen dem in die Form eingelegten Bezugsmaterial und dem bereits in die Form umgeschlagenen Bezugsmaterial rand mittels der fixierbaren Haltelemente ein Randraum zwi schen Bezugsmaterial und Bezugsmaterialrand geschaffen, der bereits beim Ausschäumen gefüllt wird. Dadurch wird der Be zugsmaterialrand bereits im Verfahrensschritt des Ausschäu mens positionsgenau am Schaumkörper befestigt. Das bespannte Formteil kann dann bereits fertig der Form entnommen werden, ohne daß die im Stand der Technik notwendige Nachbearbeitung erfolgen muß.

Eine besonders geeignete Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wird im Anspruch 2 beschrieben. Das Bezugsmate rial wird dabei mittels der Arretierungsbänder an der Ober kante des Formunterteils festgespannt, so daß sich einer seits das Bezugsmaterial an das Formunterteil anlegt und gleichzeitig der Bezugsmaterialrand sich an einen in die Form ragenden Anschlagrand anlegt. Hierdurch wird der Um schlagwinkel zwischen Bezugsmaterial und Bezugsmaterialrand auf besonders vorteilhafte Weise sicher offengehalten, so daß der Schaum später in diesen Randbereich eindringen kann und dabei Bezugsmaterial und Bezugsmaterialrand festschäumt.

Die Ansprüche 3 bis 7 kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildun gen der Vorrichtung nach Anspruch 2.

Eine Variante einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach Anspruch 1 ist im Anspruch 8 beschrieben. Das dor tige Vorsehen eine Magnetverbindung erlaubt ein besonders schnelles und sicheres Einlegen des Bezugsmaterials in die Form.

Eine Variante einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach Anspruch 1 ist dem Anspruch 9 zu entnehmen. Auch diese Vorrichtung erlaubt aufgrund der Verspannung des Be zugsmaterialrandes an den Verhakungseinrichtungen ein schnel les Einlegen des Bezugsmaterialrandes in die Form, so daß ei ne hohe Fertigungsgeschwindigkeit erzielbar ist. Die Verha kungseinrichtungen können dabei nach Anspruch 10 durch auf der Innenseite des Formoberteils angebrachte Haken gebildet sein, sie können aber auch nach Anspruch 11 an einem zwi schen Formunterteil und Formoberteil angeordneten Einlege teil vorgesehen sein. Die Ausführungsform nach Anspruch 11 ist dabei besonders vorteilhaft, da das Einlegeteil entweder im späteren Formteil verbleiben kann oder auf einfache Weise aus dem Formteil entfernbar ist.

Die in Anspruch 12 beschriebene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung erlaubt ebenfalls ein besonders schnelles Fixieren des Bezugsmaterials in der Form, wobei die Ausführung nach Anspruch 13 einen halbautomatischen Be trieb ermöglicht, bei dem nach dem Einlegen des Bezugsmate rials in die Form das Erfassen des Bezugsmaterials von der Nadel durch die Hilfskraft bewerkstelligt wird.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen werden in den verbleiben den Ansprüche angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine mit Magneten arbeitende Variante der Vorrich tung,

Fig. 3 eine mit Verhakungseinrichtungen versehene Variante der Vorrichtung,

Fig. 4 eine mit gekrümmten Nadeln arbeitende Vorrichtung,

Fig. 5 eine einen Profilrahmen aufweisende Vorrichtung und

Fig. 6 eine Vorrichtung nach Fig. 5 mit einem Schwenkge lenk.

In Fig. 1 ist eine Form zum Ausschäumen eines in die Form eingelegten Bezugsmaterials 3 dargestellt. Die Form weist ein Formunterteil 1 und ein Formoberteil 2 auf.

Im Bereich der Formoberkante 10 des Formunterteils 1 ist das Formunterteil mit einem Anschlagrand 11 versehen, der an sei ner einen Seite in die Form hineinragt und an seiner anderen Seite aus der Form herausragt. Das Formoberteil 2 ist in sei nem Randbereich mit einer Aussparung 23 versehen, die zur Aufnahme des Anschlagrands 11 derart ausgebildet ist, daß die untere Fläche des Anschlagrands 11 mit der Innenfläche 24 des Formoberteils fluchtet.

Der Anschlagrand 11 ist an seinem in die Form ragenden Be reich mit Aussparungen 18 versehen, durch die am Bezugsma terial 3 mit geringem Abstand zum Bezugsmaterialrand 31 ange nähte Arretierungsbänder 30 hindurch und aus der Form heraus geführt sind. An seinem nach außen ragenden Bereich weist der Anschlagrand Einrichtungen 19 zur Befestigung der Arre tierungsbänder 30 auf. Diese Einrichtung können vorzugsweise aus Klettband oder Klammern bestehen. Es können außerdem Spanneinrichtungen für die Arretierungsbänder 30 vorgesehen sein.

Bei geöffneter Form wird das bereits an die Form angepaßte Bezugsmaterial 3 in das Formunterteil eingelegt, wobei der Bezugsmaterialrand 31 zur Öffnung der Form zeigt. Daraufhin werden die am Bezugsmaterial angenähten Arretierungsränder 30 durch die Aussparungen 18 im Anschlagrand hindurchge führt, nach außen gespannt und an den Einrichtungen 19 zur Befestigung arretiert. Beim Nach-Außen-Spannen der Arretie rungsbänder 30 wird die von der Übergangszone des Bezugsma terials 3 in den Bezugsmaterialrand 31 gebildete Kante an der die Arretierungsbänder 30 angenäht sind, in den Eckbe reich 12 zwischen der Wandung des Formunterteils 1 und den Anschlagrand 11 hineingezogen. Dabei legt sich das Bezugsma terial 3 im wesentlichen vollständig an die Wandung 17 des Formunterteils 1 an, während sich gleichzeitig der Bezugsma terialrand 31 an die Unterseite des in die Form ragenden Be reichs des Anschlagrands 11 anlegt. Auf diese Weise wird der zwischen Bezugsmaterial 3 und Bezugsmaterialrand 31 gebilde te Winkel unter nahezu 90° offengehalten. Nachdem durch das Auflegen des Formoberteils 2 auf das Formunterteil 1 die Form geschlossen worden ist, wird der Schaum eingefüllt und kann aufgrund des erfindungsgemäß arretierten Bezugsmaterial rands 31 das Bezugsmaterial 3 vollständig ausschäumen, wobei der Schaum in den vom durch das Bezugsmaterial 3 und den Be zugsmaterialrand 31 gebildeten Winkel begrenzten Randraum des späteren Formteils eindringen kann und dabei den Bezugs materialrand 31 gleichzeitig festschäumt.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, bei der in der Wandung 17 des Formunterteils 1 Magneten 13 vorgesehen sind, die mit auf der Innenseite der Form 1, 2 hinter das Bezugsmaterial 3 gelegten Blechplättchen 33 zusam menwirken.

Das Bezugsmaterial 3 wird auch hier in gleicher Weise wie vorher beschrieben in das Formunterteil 1 der geöffneten Form eingelegt und an die Wandung 17 des Formunterteils ange drückt. Gleichzeitig werden im Bereich der Magnete 13 Blech plättchen 33 von innen gegen das Bezugsmaterial gebracht, die dann von den Magneten 13 angezogen werden und das Bezugs material zwischen sich und der Wandung 17 des Formunterteils 1 einklemmen. Bevorzugterweise sind die Magneten 13 in der Wandung 17 in der Nähe der Oberkante 10 des Formunterteils angeordnet, so daß durch die Magnetkraft der Übergangsbe reich zwischen Bezugsmaterial 3 und Bezugsmaterialrand 31 in die von dem in die Form hineinragenden Bereich des Anschlag rands 11 und der Wandung 17 gebildete Innenkante bzw. den Eckbereich hineingezogen wird und sich der Bezugsmaterial rand 31 so an die untere Fläche des Anschlagrands 11 anlegt.

Auf diese Weise wird ebenso wie beim vorherigen Beispiel der zwischen Bezugsmaterial 3 und Bezugsmaterialrand 31 gebilde te Winkel offengehalten, so daß der Schaum in den von diesem Winkel begrenzten Randbereich des späteren Formkörpers ein dringen kann und den Bezugsmaterialrand 31 gleichzeitig mit dem Bezugsmaterial festschäumen kann.

Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zeigt Fig. 3. Hier sind am Formoberteil 2 im Bereich der Innenfläche 24 Haken 20 vorgesehen, die nach außen (in Richtung der Oberkan te 10 des Formunterteils 1) gerichtet sind.

Das Bezugsmaterial 3 ist im Bereich des Bezugsmaterialrandes 31 mit einem elastischen, dehnbaren Band 32, vorzugsweise einem Gummiband versehen.

Zur Montage wird das Bezugsmaterial 3 mit seinem mit dem ela stischen, dehnbaren Band 32 versehenen Rand 31 um die Haken 20 des Formoberteils 2 herumgespannt, so daß das Bezugsmate rial 3 vom Formoberteil blasenartig herabhängt. Das Formober teil 2 wird nun auf das Formunterteil 1 gesetzt, wobei die vom Bezugsmaterial 3 gebildete Blase in den Innenraum des Formunterteils 1 herabhängt.

Durch eine im Formoberteil 2 vorgesehene Einfüllöffnung wird der Schaum in die Form eingebracht. Der sich ausdehnende Schaum dringt nun in den vom Bezugsmaterialrand 31 und dem Bezugsmaterial 3 eingeschlossenen Winkelraum ein und füllt diesen aus, wobei das Bezugsmaterial in die zwischen dem Formunterteil 1 und dem Formoberteil 2 ausgebildete Kante hineingedrückt wird.

Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zeigt Fig. 4. Die Wandung 17 des Formunterteils weist in der Nähe der Ober kante 10 die Wandung 17 durchdringende Öffnungen 16 auf.

Außerhalb des Formunterteils 1 sind an diesem im Bereich der Öffnungen 16 Schwenkvorrichtungen 4 für gekrümmte Nadeln 15 vorgesehen. Die gekrümmten Nadeln 15 sind an einem Hebelarm der Schwenkvorrichtung 4 befestigt und mit ihrem freien Ende in die zugehörige Öffnung 16 eingeführt. Die Schwenkachse der Schwenkvorrichtung 4 ist im wesentlichen im Krummungsmit telpunkt M der gekrümmten Nadel 15 gelegen. Am anderen Hebel arm der Schwenkvorrichtung 4 ist eine Betätigungsvorrichtung 5 angelenkt, die beispielsweise mechanisch, pneumatisch, hy draulisch oder elektromagnetisch auf die Schwenkvorrichtung 4 einwirken kann. In einer ersten (nicht gezeigten) Stellung der Schwenkvorrichtung 4 dringt die Nadel 15 mit ihrem frei en Ende nur in die Öffnung 16 ein. In dieser Position wird das Bezugsmaterial 3 in das Formunterteil 1 der geöffneten Form eingelegt und an die Innenseite des Formunterteils 1 angelegt. Daraufhin wird mittels der Betätigungsvorrichtung 5 die Schwenkvorrichtung um ihren Drehpunkt geschwenkt und die gekrümmte, vorzugsweise stumpfendig ausgebildete Nadel 15 dringt durch die Öffnung 16 in den Innenraum der Form ein, erfaßt dabei mit ihrer Spitze das Bezugsmaterial 3 und klemmt dieses gegen die Wandung 17 des Formunterteils 1.

Das Eindringen der gekrümmten Nadel 15 durch die Öffnung 16 erfolgt dabei vorzugsweise derart, daß das freie Ende der der Nadel 15 während des Schwenkens von der Öffnung 16 in Richtung auf die Oberkante 10 des Formunterteils 1 bewegt wird, so daß das Bezugsmaterial 3 möglichst nahe der Form oberkante 10 an der Wandung 17 festgelegt wird.

Nach dem Festklemmen des Bezugsmaterials 3 mittels der Nadel 15 wird das Formoberteil 2 auf das Formunterteil 1 aufge setzt und der Schaum in die Form eingefüllt. Auch bei dieser Ausführungsform ist der Bezugsmaterialrand 31 durch die Ei genspannung des Bezugsmaterials 3 bestrebt, sich gegen die Innenfläche 24 des Formoberteils 2 zu legen. Auf diese Weise wird der zwischen dem Bezugsmaterial 3 und dem Bezugsmate rial 31 gebildete Winkel ausreichend geöffnet, um dem Schaum das Eindringen in den von diesem Winkel begrenzten Randraum zu ermöglichen, so daß auch hier der Bezugsmaterialrand 31 gleichzeitig mit dem Bezugsmaterial 3 festgeschäumt wird.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach der Erfindung, bei der zwischen Formunterteil 1 und Formoberteil 2 ein umlaufender Profilrahmen 34 einge setzt ist, der innerhalb der Form einen U-förmigen Quer schnitt aufweist, welcher zum Formaußenumfang hin geöffnet ist. Der Bezugsmaterialrand 31 wird in den umlaufenden U-för migen Profilrahmen 34 eingeschoben und auf diese Weise gehal ten. Beim Ausschäumen dichtet der Profilrahmen 34 gleichzei tig sowohl zur Bezugsmaterialaußenseite als auch zum Oberteil 2 hin ab. Nach erfolgtem Schäumvorgang kann der Schäumling am Profilrahmen aus der Form herausgenommen werden, wobei besonders vorteilhaft ist, wenn der Profilrahmen 34 gemeinsam mit dem Formoberteil 2 um ein am Formunterteil 1 angeordnetes Gelenk 35 schwenkbar ist (Fig. 6). Ein Verstärkungsrahmen 36 ist zur Erhöhung der Stabili tät des Profilrahmens 34 an dessen Außenumfang vorgesehen.

Bezugszeichenliste

1 Formunterteil
2 Formoberteil
3 Bezugsmaterial
4 Schwenkvorrichtung
5 Betätigungsvorrichtung
10 Oberkante
11 Anschlagrand
12 Innenkante
13 Magnete
15 gekrümmte Nadel
16 Öffnung
17 Wandung
18 Aussparungen
19 Einrichtung zur Befestigung
20 Haken
21 Einfüllöffnung
22 Formwandung
23 Aussparung
24 Innenfläche
30 Arretierungsbänder
31 Bezugsmaterialrand
32 elastisches, dehnbares Band
33 Blechplättchen
34 Profilrahmen
35 Gelenkachse
36 Verstärkungsrahmen

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines elastischen Formteils, bestehend aus einem zumindest sichtseitig vorgesehenen, innenseitig wenigstens mit einer Schaumkaschierung aus gestatteten und entsprechend der Endform vorgenähten Be zugsmaterial und einem durch einen Ausschäumvorgang in den Bezug eingebrachten und diesen in der vorgegebenen Endform hinterfüllenden und spannenden Schaumstoffkör per, wobei das Bezugsmaterial in eine Schäumform einge legt und dann durch Einbringen eines Schaums in die Schäumform ausgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlagwinkel (α) zwischen dem in die Form ein gelegten Bezugsmaterial (3) und dem festzuschäumenden Bezugsmaterialrand (31) durch bezüglich der Form (1, 2) fixierbare Halteelemente (30, 19; 13, 33; 20, 32; 15) derart offengehalten wird, daß der Bezugsmaterialrand (31) beim Ausschäumen gegen eine Formwandung (24) ge drückt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine aus Formunterteil (1) und Formoberteil (2) be stehende Schäumform einen an der Oberkante (10) des Formunterteils (1) angeordneten und in die Form ragen den, umlaufenden Anschlagrand (11) aufweist,
daß das Bezugsmaterial (3) in geringem Abstand zu sei nem Rand (31) Arretierungsbänder (30) aufweist, die durch Aussparungen (18) des Anschlagrands (11) hindurch aus der Form (1, 2) herausgeführt und außerhalb der Form fixiert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungsbänder (30) am Bezugsmaterial (3) außerhalb der Sichtseite angenäht sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagrand (11) außerhalb der Form (1, 2) Ein richtungen (19) zur Befestigung der Arretierungsbänder (30) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (19) zur Befestigung der Arretie rungsbänder (30) aus Klettbandelementen bestehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (19) zur Befestigung der Arretie rungsbänder (30) Klammern umfassen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Anschlagrand (11) außerhalb der Form (1, 2) Spannvorrichtungen für die Arretierungsbänder (30) vor gesehen sind.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung (17) der Form (1, 2) Magnete (13) vorgesehen sind, die mit von der Forminnenseite gegen das Bezugsmaterial (3) gelegten Metallblättchen (33) zu sammenwirken und das Bezugsmaterial (3) an die Formwan dung (17) andrücken.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bezugsmaterialrand (31) mit einem elastischen, dehnbaren Band (32) versehen ist, und
daß in der Form (1, 2) deckelseitig Verhakungseinrich tungen vorgesehen sind, über die der Bezugsmaterialrand (31) gespannt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verhakungseinrichtungen durch auf der Innensei te des Formoberteils (2) angebrachte Haken (20) gebil det sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verhakungseinrichtungen an einem zwischen Form unterteil (1) und Formoberteil (2) angeordneten Einlege teil, insbesondere einem Drahtrahmen, vorgesehen sind.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Wandung (17) der Form Öffnungen (16) zum Durchführen von gekrümmten Nadeln (15) vorgesehen sind,
und daß außerhalb der Form im Bereich der Öffnungen (16) Schwenkvorrichtungen (4) für die gekrümmten Nadeln (15) vorgesehen sind, um die gekrümmten Nadeln (15) durch die zugehörigen Öffnungen (16) hindurchzuführen und unter Schwenkung der Nadel (15) im wesentlichen um den Mittelpunkt (M) ihrer Krümmung das Bezugsmaterial (3) zu erfassen und gegen die Wandung (17) der Form zu spannen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtungen (4) mittels einer mechani schen, pneumatischen, hydraulischen oder elektromagneti schen Hilfskraft betätigbar sind.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bezugsmaterialrand (31) von einem umlaufenden, im Querschnitt U-förmigen und vorzugsweise aus Dünn blech bestehenden Profilrahmen (34) aufgenommen ist und
daß der Profilrahmen (34) zwischen Formunterteil (1) und Formoberteil (2) gelegen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilrahmen (34) bezüglich der Form (1, 2) mit tels Paßstiften zentriert ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilrahmen (34) am Formunterteil (1) vorzugs weise um dieselbe Gelenkachse wie das Formoberteil (2) schwenkbar angelenkt ist.