DE4122557C2 - Einstückiges, flächiges Formteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein einstückiges, flächiges Formteil vorzugsweise aus spritzgegossenem Kunststoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Formteile werden zu mannigfachen Einsatzzwecken verwendet. Als Bei­ spiel seien Sitzflächen-, Rückenlehnen- oder Sitzschalen-Formteile von Stühlen, großflächige Verkleidungsteile u. dgl. genannt.

Insbesondere wenn das Formteil als tragendes Teil zum Einsatz kommt, muß es eine bestimmte Tragfähigkeit und damit Festigkeit und Biegesteifheit aufweisen. Zur Verbesserung dieser Eigenschaften ist es bekannt, derartige Formteile mit sich in einer Flächenausdehnungsrichtung längserstreckenden, zueinander pa­ rallelen, senkrecht zur Flächenebene stehenden Rippen zu verstärken. Derartig verstärkte Formteile können hinsichtlich ihrer Stabilität und Biegefestigkeit jedoch nicht befriedigen, da beispielsweise die Biegefestigkeit um eine zu den Rippen parallele Achse durch die angegebenen Maßnahmen nicht oder nur unwe­ sentlich erhöht wird. Gegebenenfalls hinzutretende, in Querrichtung verlaufende Rippen verbessern zwar die Biegesteifigkeit, jedoch wird dadurch auch der Ma­ terialverbrauch und das Gewicht des derart ausgebildeten Formteils erhöht, was beispielsweise auch die Folge einer Wanddickenerhöhung als Maßnahme zur Sta­ bilitätsverbesserung sein kann.

Aus der DE-OS 144 80 328 ist ein mehrschichtiges Bauelement bekannt, bei dem zwischen zwei glatten Außenschichten eine Innenschicht mit V- förmiger Faltung und mit einer Längsversteifung angeordnet ist. Die Innen­ schicht besteht dabei aus einzelnen, nebeneinander angeordneten, schmalen Bändern, in denen die V-förmigen Faltungen auch versetzt zueinander an­ geordnet sein können. Die Bänder bestehen dabei aus einem mehrschichti­ gen Werkstoff, wie z. B. Wellpape.

Aufgrund seines Mehrschicht-Aufbaus ist das Bauelement relativ aufwen­ dig in seiner Herstellung. Im übrigen ist es als Formteil nicht mit dem gatt­ ungsgemäßen Formteil vergleichbar, das einstückig aus einem Kunststoff hergestellt sein soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flächiges Formteil der gat­ tungsgemäßen Art in seiner Struktur derart weiterzubilden, daß seine Bie­ gefestigkeit und Stabilität ohne wesentlich höheren Materialeinsatz und unter Beibehaltung eines vergleichsweise geringen spezifischen Flächengewichtes verbessert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 gegeben. Durch die Ausbildung der Formteilstreifen zwischen den Rippen nach Art eines Wellenprofils wird bereits grundsätzlich eine hohe Biegesteifigkeit quer zur Längserstreckungsrichtung der Rippen erzielt, die homogen entlang des Wellenprofils gegeben ist. Durch den Versatz der Wellen­ profile zweier benachbarter Formteilstreifen stützen sich die beiden Wellen­ profile in ihrem wellenförmigen Übergangsbereich zu den Rippen jeweils an unterschiedlichen Längspositionen einer gemeinsamen Rippe ab, wodurch nicht nur die Biegefestigkeit weiter verbessert, sondern auch eine hohe Verwindungs­ steifigkeit erzielt wird.

Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Formteils ist weiterhin, daß das Formteil nach seiner Herstellung insbesondere im Spritzgießverfahren gut entformbar bleibt.

Die Ansprüche 2 bis 7 kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen des Formteils. So wird durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 an der Ober- und Unterseite des Formteils jeweils eine Art ebenes Netz von Aufstandslinien geschaffen, das besonders gut als Auflage- oder Abstützfläche für beiderseits des Formteils anzubringende weitere Formteile, wie beispielsweise Blenden oder dergleichen dienen kann.

Durch Anspruch 3 wird ein symmetrischer Versatz der Wellenprofile zweier be­ nachbarter Formteilstreifen erzielt, der sich besonders vorteilhaft auf die Verbesserung der Biegefestigkeit und Verwindungssteifheit auswirkt.

Die in den Ansprüchen 4 bis 6 aufgeführten Maßnahmen machen deutlich, daß zur Anpassung des erfindungsgemäßen Formteils an gewünschte Festigkeits- oder Flexibilitätseigenschaften verschiedene Parameter zur Verfügung stehen, die zu diesem Zweck variiert werden können. Es sind dies etwa die symmetrische oder unsymmetrische Ausbildung der Wellenzüge jedes Wellenprofils, die Wanddicke des Formteils im Wellenprofil- bzw. Rippenbereich, die Wellenlänge oder die Wellen- und gegebenenfalls Rippenhöhe. Da diese Parameter sich gegenseitig beeinflussen und wechselseitig zu unterschiedlichen Eigenschaftsänderungen führen können, sind entsprechende Eigenschaften des Formteils und die dafür notwendigen Parameterwerte bzw. Formgebungen des Wellenprofils am besten durch Versuche unter Variierung der entsprechenden Parameter und Formge­ bungen ermittelbar.

Durch die Ausgestaltung des Formteils nach Anspruch 7 kann dieses auch einen aus seiner Flächenebene gegebenenfalls mehrfach ausgebogenen Verlauf aufwei­ sen, ohne die gewünschten Stabilitäts- und Festigkeitseigenschaften zu ver­ lieren.

Anspruch 8 kennzeichnet eine vorteilhafte Verwendung des Formteils für eine Sitz-Lehnen-Schale eines Stuhles mit einstückig durchgehender Sitzfläche und Rückenlehne.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgen­ den Beschreibung entnehmbar, in der ein Ausführungs- und Anwendungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt eines flächigen Formteils gemäß der Erfindung entlang der Schnittlinie I-I gemäß Fig. 2,

Fig. 2 bis 4 Teilschnitte des Formteils entlang den Schnittlinien II-II, III-III bzw. IV-IV gemäß Fig. 1,

Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch eine Sitz-Lehnen-Schale für einen Stuhl und

Fig. 6 eine perspektivische, ausschnittsweise Draufsicht auf die Schale gemäß Fig. 5.

Das in den Fig. 1 bis 4 gezeigte und den linken Teil der Fig. 6 bildende flä­ chige Formteil, das einstückig aus einem geeigneten Kunststoff spritzgegossen ist, weist sich in einer Flächenausdehnungsrichtung, also beispielsweise der Längsrichtung 1 des Formteils längserstreckende, zueinander parallele und senkrecht zur Flächenebene 2 stehende Rippen 3 auf, deren Querschnitt, wie aus den Fig. 2 bis 4 deutlich wird, flachrechteckig ausgebildet ist.

Die zwischen den Rippen 3 liegenden Formteilstreifen 4 sind nach Art eines in Längsrichtung 1 der Rippen 3 fortschreitenden Wellenproflis 5 ausgebildet. Wie insbesondere aus Fig. 1 und 6 deutlich wird, sind die Wellenprofile 5, 5' zweier benachbarter Formteilstreifen 4, 4' in Längsrichtung 1 der Rippen 3 um den Versatz V zueinander versetzt angeordnet. Der Versatz V entspricht der halben Wellenlänge L des Wellenprofils 5, so daß das Wellenprofil 5'' des jew­ eils übernächsten Formteilstreifens 4'' (s. Fig. 6) mit dem Wellenprofil S fluchtet.

Jedes Wellenprofil 5, 5', 5'' schließt ober- bzw. unterseitig in der gleichen Ebene mit den Ober- bzw. Unterkanten 6, 7 der Rippen 3 bündig ab. So wird das in Fig. 6 angedeutete Netz 8 von Aufstandslinien an der Oberseite 9 des Formteils geschaffen, wodurch beispielsweise darauf sitzende Abdeckteile eine optimale Abstützung erfahren.

Wie weiterhin aus Fig. 1 hervorgeht, ist jeder durch die Wellenlänge L defi­ nierte Wellenzug 10 jedes Wellenprofils 5, 5', 5'' in dessen Fortschreitrichtung (Längsrichtung 1) unsymmetrisch ausgebildet, indem jeder Wellenzug 10 jeweils eine steil ansteigende Flanke 11 und eine flach abfallende Flanke 12 aufweist. Zwischen den oberen und unteren Bogenbereichen 13, 14 sind die Flanken 11, 12 geradlinig ausgebildet.

Wie aus den Fig. 1 bis 4 weiter deutlich wird, ist die Wanddicke D des Form­ teils im Bereich der Wellenprofile 5, 5', 5'' und im Bereich der Rippen 3 etwa gleich.

In den Fig. 5 und 6 ist ein Anwendungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Formteil in Form einer Sitz-Lehnen-Schale 15 eines Stuhles mit einstückig durchgehender Sitzfläche 16 und Rückenlehne 17 dargestellt, wobei in Fig. 6 die in Längsrichtung 1 verlaufenden Seitenränder der Schale 15 und das obere Teil der Rückenlehne 17 weggelassen sind. Im Bereich der Ebene der Sitzfläche 16 entspricht die Schale 15 dem in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Formteil hin­ sichtlich der Struktur der Rippen 3 und der Wellenprofile 5. In einem ersten Biegebereich 18 ist das Formteil um eine quer zur Längsrichtung 1 der Rippen 3 angeordnete Biegeachse 19 ausgehend von der Ebene der Sitzfläche 16 nach oben ausgebogen, um anschließend im Verlauf der Rückenlehne 17 in einem zweiten und dritten Biegebereich 20, 21 um die beiden parallel zur ersten Bieg­ eachse 19 liegenden Biegeachsen 22, 23 in jeweils einander entgegengesetzten Richtungen gebogen zu verlaufen. Damit wird eine ergonomisch angepaßte Form der Rückenlehne 17 des Sitz-Lehnen-Schale erreicht. Wie aus Fig. 5 erkennbar ist, folgen die Wellenprofile 5 dem Biegeverlauf unter entsprechender Anpassung der Neigungswinkel 24 zwischen den Wellenprofilflanken 12, 13 und den Ober- bzw. Unterkaten der Rippen. Im oberen Biegebereich 21 nehmen die Wellen- und Rippenhöhen H ab sowie die Wellenlänge L in Richtung zum Lehnenende zu, wo­ durch in diesem Bereich die Rückenlehne 17 zunehmend flexibler wird. In Fig. 5 ist noch eine unter- bzw. rückseitige Blende 25 erkennbar, die die Sitz-Leh­ nen-Schale auf ihrer vollen Breite nach unten bzw. rückwärts abdeckt. Auch ist ein seitlicher Rand 26 angedeutet, an dem (nicht dargestellte) Teile wie Arm­ lehnen oder die Blende 25 mit der Sitz-Lehnen-Schale verbunden werden können.

Claims (8)

1. Einstückiges, flächiges Formteil aus vorzugsweise spritzgegossenem Kunststoff mit sich in einer Flächenausdehnungsrichtung (Längsrichtung 1) längser­ streckenden, zueinander parallelen, senkrecht zur Flächenebene (2) stehenden Rippen (3), dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Rippen (3) liegenden Formteilstreifen (4, 4', 4'') jeweils nach Art eines in Längserstreckungsrich­ tung (Längsrichtung 1) der Rippen (3) fortschreitenden Wellenprofils (5, 5', 5'') ausgebildet sind, wobei die Wellenprofile (5, 5') zweier benachbarter Formteilstreifen (4, 4') in Längserstreckungsrichtung (Längsrichtung 1) der Rippen (3) versetzt (Versatz V) zueinander angeordnet sind.

2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wellenprofil (5, 5', 5'') ober- bzw. unterseitig in der gleichen Ebene mit den Ober- bzw. Un­ terkanten (6, 7) der Rippen (3) abschließt.

3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatz (V) der Wellenprofile (5, 5') zweier benachbarter Formteilstreifen (4, 4') der halben Wellenlänge (L) eines Wellenzuges (10) entspricht.

4. Formteil nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Baß die Wellenzüge (10) jedes Wellenprofils (5, 5', 5'') in dessen Fort­ schreitrichtung (Längsrichtung 1) jeweils unsymmetrisch ausgebildet sind, indem jeder Wellenzug (10) jeweils eine steil ansteigende und eine flach abfallende Flanke (11, 12) aufweist.

5. Formteil nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke (D) des Formteils im Wellenprofil- und im Rippenbereich etwa gleich groß ist.

6. Formteil nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flexibilität des Formteils durch eine Variierung der Wellenlänge (L) und/oder der Wellenhöhe (H) und gegebenenfalls der Rippenhöhe in Teilberei­ chen des Formteils variierbar ist.

7. Formteil nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem um eine quer zur Längserstreckungsrichtung (Längsrichtung 1) der Rippen (3) angeordnete Biegeachse (18, 20, 21) gegebenenfalls mehrfach ge­ bogenen Verlauf des Formteils die Wellenprofile (5, 5', 5'') dem Biegeverlauf unter entsprechender Anpassung der Neigungswinkel (24) zwischen den Wellen­ profilflanken (11, 12) und den Ober- bzw. Unterkanten (6, 7) der Rippen (3) folgen.

8. Formteil nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch seine Verwendung für eine Sitz-Lehnen-Schale (15) eines Stuhles mit einstückig durchgehender Sitzfläche (16) und Rückenlehne (17).