DE4446450C1

DE4446450C1 - Befestigungselement zum Einschäumen in ein Schaumteil

Info

Publication number: DE4446450C1
Application number: DE4446450A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Grund; Horst Steinmeier; Matthias Habersatter
Original assignee: Johnson Controls GmbH
Current assignee: Johnson Controls GmbH
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 1996-04-04
Anticipated expiration: 2014-12-24
Also published as: ZA9510870B; JPH08257265A; KR960021454A; EP0720900A1; BR9506063A; DE29506306U1; ATE178256T1; AU4056995A; CA2165930A1; CN1134340A; EP0720900B1; US5723197A; DE59505508D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Her stellung und die Verwendung des Befestigungselements.

Rückenlehnen, Sitzflächen und dgl. von Fahrzeugsitzen werden zunehmend mit Schaumteilen aus Polyurethan (PUR) gepolstert und anschließend mit Bezügen aus Stoff, Leder oder dgl. überzogen.

Zur Herstellung der Schaumteile wird flüssiges Polyurethan in eine Form eingespritzt, die anschließend geschlossen und beheizt wird, so daß das Polyurethan auf schäumt und das Schaumteil die gewünschte Form erhält. Damit an dem Sitz bzw. dem Schaumteil die Bezüge befestigt werden können, sind in dem Schaumteil sogenannte Einlege- oder Garnierdrähte eingeschäumt, an denen entsprechende in den Bezügen vorgesehene Drähte über aufklemmbare Ringe oder dgl. befestigbar sind. Die Garnierdrähte werden vor dem Einbringen des flüssigen Polyurethans in die Form eingelegt und über Magnete und Haltestifte an den entsprechenden Stellen in der Form gehalten, damit sie beim Einspritzen und Aufschäumen des Polyurethans nicht verschoben werden. Die Garnierdrähte werden dabei vollständig in das Schaumteil eingeschäumt, wobei lediglich an den Haltepunkten Freiräume verbleiben, die einen Zugang zu den Drähten zum anschließenden Befestigen der Bezüge ermöglichen. Die Metalldrähte sind in ihrer Herstellung relativ teuer, da sie in unterschiedlichen Längen und Formen hergestellt werden müssen. So werden in einzelnen Rückenlehnen bis zu 17 Garnierdrähte eingebracht, die zum einen unter schiedlich lang sind und zum anderen auch recht kompliziert gebogen sind, um eine Berührung benachbarter Drähte zu vermeiden, die zu störenden Knarrgeräuschen bei einer Relativbewegung der Drähte führen würden. Die Biegungen sollen ferner eine "Verkrallung" der Garnierdrähte im Schaumteil bewirken, so daß die aufnehmbaren Ausreißkräfte erhöht werden. Abgesehen von der aufwendigen Herstellung bereiten die Metalldrähte aber auch Probleme bei der Entsorgung ausgedien ter Schaumteile. Da die Schaumteile mit eingeschäumten Einlegedrähten nicht sortenrein sind, müssen die Drähte vor der Entsorgung entfernt werden, was bisher über Herausreißen per Hand erfolgt. Erst anschließend können die nun sortenrei nen Schaumteile zur Zerkleinerung bspw. einer Schredderanlage zugeführt und als Recyclat zur Herstellung neuer Schaumteile wiederverwendet werden. Hierzu müssen selbstverständlich zuvor die Metalldrähte entfernt sein. Als Alternative kommt bisher lediglich eine thermische Entsorgung - also Verbrennung - in Betracht. Ein weiterer Nachteil liegt in der Vielzahl der unterschiedlichen Drähte, die für ein Schaumteil benötigt werden. Diese müssen innerhalb der relativ kurzen Taktzeit des für die Herstellung derartiger Schaumteile verwendeten Montagebandes in die Form eingelegt werden, so daß der Bediener genau wissen muß, welcher Draht wohin gehört, da ihm für längere Überlegungsphasen oder Überprüfungen in der Arbeitsanweisung in der Regel keine Zeit bleibt. Dabei muß er sich zudem von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp umstellen, da Anordnung und Auswahl der Garnierdrähte bei jedem Schaumteil variieren. Berücksichtigt man, daß bei den unterschiedlichen Modelltypen und Fahrzeugherstellern weit über hundert verschiedene Garnierdrähte verwendet werden, wird deutlich, welche Anforderungen an denjenigen gestellt werden, der die Einlegedrähte in die Form einsetzt. Werden die Drähte falsch angeordnet, so führt dies dazu, daß das gesamte Schaumteil als Ausschuß ausgeschieden werden muß, da die Drähte ggf. aus dem Schaumteil herausstehen oder eine ordnungsgemäße Befestigung der Bezüge nicht mehr möglich ist. Angesichts der vielfältigen Nachteile der herkömmlicherweise in derartige Schaumteile eingeschäumten metallischen Garnierdrähte wurde bereits nach Lösungen gesucht, die einen Verzicht auf Metalldrähte ermöglichen. So werden statt dessen Plastikstäbe eingesetzt, die jedoch weitgehend dieselben Nachteile aufweisen wie die Metalldrähte. Auch wurde vorgeschlagen, die Bezüge über lösbare Haftverschlüsse an den Schaumteilen zu befestigen. Hierdurch läßt sich jedoch keine ausreichend feste Verbindung zwischen Bezug und Schaumteil erreichen. Außerdem ist die Befestigung der Haftverschlüsse an dem Schaumteil und den Bezügen schwierig und daher teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der Verwendung von Metalldrähten eine einfach herstellbare und zuverlässige Verbindung zwischen einem Schaumteil und einem Bezug zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ein derartiges Befestigungs element kann auf ähnliche Weise wie die herkömmlichen Garnierdrähte in die Form eingelegt und mit Polyurethan oder dgl. umschäumt werden. Hierdurch wird ein im Sinne der Wiederverwertung sortenreines Schaumteil gebildet, das nach seiner Verwendung problemlos zerkleinert, bspw. geschreddert, und einer Wiederverwertung zugeführt werden kann. Das mit Polyurethan umschäumte Trägerprofil besitzt eine ausreichende Steifigkeit, um einem daran befestigten Bezug einen aus reichenden Halt an dem Schaumteil zu geben. Ferner wird das Gewicht des fertigen Schaumteils reduziert, da die relativ schweren Metalldrähte entfallen. Da bei einander berührenden Befestigungselementen keine störende Geräusche verursachenden Metallkontakte mehr vorliegen, kann auf die zur Vermeidung derartiger Berührungspunkte bisher erforderlichen kom plizierten Drahtformen verzichtet werden, so daß die Her stellungskosten der Befestigungselemente weiter verringert werden. Dem Bediener wird ferner das Einlegen der Befesti gungselemente erleichtert, da er nur noch unterschiedliche Längen, aber keine verschiedenen Formen mehr berücksichtigen muß. Dies verringert die Fehlergefahr und damit den ent stehenden Ausschuß.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht das Trägerprofil aus Polyethylen, Jute, Gaze, Vlies oder dgl. Hierdurch wird gewährleistet, daß bei einfacher Herstellbar keit des Trägerprofils eine zuverlässige Verbindung zu dem umschäumenden Polyurethan erreicht wird.

Das Trägerprofil weist erfindungsgemäß einen U-förmigen, kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt auf, wobei selbstverständlich auch beliebige andere Querschnitte verwendet werden können.

Um den Halt des Befestigungselements in dem Schaumteil zu verbessern, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das Trägerprofil wenigstens einen vorzugsweise parallel zur Mittelebene des Schaumteils auskragenden Halteabschnitt aufweist. Hierdurch lassen sich die für eine Trennung des Befestigungselements von dem Schaumteil notwendi gen Ausreißkräfte wesentlich erhöhen, da sich das Befesti gungselement richtiggehend in dem Schaumteil verkrallt.

Eine weitere Erhöhung der Ausreißkräfte läßt sich dadurch erreichen, daß der wenigstens eine Halteabschnitt nicht mit Polyurethan umschäumt ist. Dieser wird vielmehr erst beim Aufschäumen des Schaumteils selbst eingeschäumt, so daß durch die durchgängige Verbindung des Polyurethans des Schaumteils mit dem Netzwerk des Halteabschnitts eine noch festere Verbindung erreicht wird.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird für den das Trägerprofil umgebenden Polyurethanschaum wenigstens zum Teil Recyclat verwendet. Dabei kann der Recyclatanteil gegenüber sonstigen Anwendungen wesentlich erhöht werden, da es auf die Formstabilitäts- und Elastizitätseigenschaften der Be festigungselemente nicht in gleichem Maße ankommt wie bei sonstigen Anwendungen.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Befestigungselements erfolgt bspw. über eine beheizbare Endlosform, der das Trägerprofil kontinuierlich zugeführt und durch die es gefördert wird, wobei parallel zu dem Trägerprofil flüssiges Polyurethan in die Endlosform eingebracht wird und unter Wärmeeinwirkung aufschäumt, so daß das Trägerprofil wenigstens teilweise von dem Polyurethanschaum umgeben wird. Die Länge der Endlosform kann dabei an die Reaktionszeit des Polyu rethanschaums angepaßt sein.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird Poly urethan in einem kontinuierlichen Prozeß auf das Trägerprofil aufextrudiert und erwärmt, so daß es das Trägerprofil wenigstens teilweise einschäumt.

Um den Herstellungsaufwand zu reduzieren, kann das Träger profil mit dem umgebenden Polyurethanschaum erfindungsgemäß vor dem Aushärten des Polyurethans über Umlenkrollen oder dgl. in die gewünschte Form gebracht werden. Dadurch läßt sich die Gestaltung der Endlosform bzw. des Mischkopfes der Extrusions vorrichtung wesentlich vereinfachen.

In Weiterbildung dieser Erfindungsgedanken wird das als kontinuierlicher Strang geformte Befestigungselement auf Rollen aufgewickelt, von denen anschließend die gewünschten Längen der Befestigungselemente abgelängt werden können.

Vorzugsweise erfolgt das Ablängen der Befestigungselemente direkt an der Produktionseinheit der Schaumteile. Für jede Variante des zu produzierenden Schaumteils können dabei die erforderlichen Längen der Befestigungselemente vor Ort oder über eine programmierte Steuerung bestimmt werden, so daß eine aufwendige Lagerhalterung für die jeweils unterschiedlichen Befestigungselementsätze entfallen kann.

Die Erfindung umfaßt ferner die Verwendung der oben be schriebenen Befestigungselemente zum Befestigen von Bezügen an insbesondere als Auflage für Rückenlehnen, Sitzflächen oder dgl. von Fahrzeugsitzen dienenden Schaumteilen.

Bei der Herstellung der Schaumteile, bei der die Befestigungs elemente in eine beheizbare Form eingelegt werden, an schließend flüssiges Polyurethan oder dgl. eingefüllt und die Form geschlossen und erwärmt wird, so daß das Polyurethan aufschäumt, werden die Befestigungselemente in in der Form vorgesehene Halterungen eingeklemmt. Durch die Elastizität der Befestigungselemente wird ein solches Einklemmen ermöglicht, wobei durch geeignete Anordnung der Halterungen auch beliebige Formen der Befestigungselemente in dem Schaumteil vorgesehen werden können. Die bisher üblichen aufwendigen Halterungen der Garnierdrähte über Magnete kann entfallen, so daß die Herstellungskosten der Form wesentlich gesenkt werden können. Gleichzeitig wird eine zuverlässige Halterung der Befesti gungselemente in den Klemmen gewährleistet.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Be festigungselement,

Fig. 2 schematisch die Herstellung eines erfindungsge mäßen Befestigungselements gemäß einer ersten Aus führungsform der Erfindung,

Fig. 3 schematisch die Herstellung eines erfindungsgemäßen Befestigungselements gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform der Erfindung,

Fig. 4 schematisch einen Abschnitt einer Form zur Her stellung eines Schaumteils mit einem erfindungs gemäßen Befestigungselement und

Fig. 5 einen Teilschnitt durch ein Schaumteil mit einem erfindungsgemäßen Befestigungselement.

Ein in Fig. 1 dargestelltes Befestigungselement 1, das zur Befestigung von Bezügen in bspw. als Auflage für Rückenlehnen oder dgl. von Fahrzeugsitzen verwendeten Schaumteilen einge schäumt wird, besteht aus einem Trägerprofil 2, das teilweise mit Polyurethan (PUR) oder dgl. umschäumt ist.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Trägerprofil 2 im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei sich an die Schenkel 3 der U-Form jeweils etwa waagerecht nach außen auskragende Halteabschnitte 4 anschließen. Das Trägerprofil 2 besteht aus einem grobmaschigen Netzwerk aus Polyethylen, Jute, Gaze, Vlies oder dgl. Hierbei ist das Material weitgehend beliebig wählbar, solange sichergestellt ist, daß das Netzwerk von dem Schaummaterial durchtränkbar und problemlos einschäumbar ist. Ferner sind abgesehen von der beispielhaft dargestellten U-Form des Trägerprofils 2 auch beliebige andere Formen, bspw. ein kreisförmiger oder rechteckiger Querschnitt des Trägerprofils 2 möglich. Auch hierbei ist vor allem von Bedeutung, daß das Trägerprofil 2 auf einfache Weise mit dem Schaummaterial durchtränkbar und einschäumbar ist.

Die Herstellung des Befestigungselements 1 erfolgt gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer in Fig. 2 dargestellten Endlosform 5. Die Endlosform 5 besteht aus einer Vielzahl von Oberformabschnitten 6 und Unterformab schnitten 7, die über Gelenke 8, 9 jeweils mit benachbarten Oberformabschnitten 6 bzw. Unterformabschnitten 7 verbunden sind. Die Ober- und Unterform 6, 7 sind über einen lediglich für die Oberform 6 schematisch angedeuteten Förderantrieb 10 antreibbar und führen dabei das Trägerprofil mit. Die ein zelnen Formabschnitte 6, 7 werden wie durch Pfeile angedeutet im Kreislauf geführt, so daß die Oberform 6 und die Unterform 7 lediglich entlang der Formstrecke 11 einander gegenüberlie gen und parallel geführt werden. Nach der Formstrecke 11 trennen sich die Ober- und Unterformabschnitte 6, 7 und wer den dem Anfang der Formstrecke 11 zugeführt.

Der Formstrecke 11 wird kontinuierlich ein vorgefertigtes, bspw. von nicht dargestellten Rollen abgewickeltes Träger profilband 12 zugeführt, das zwischen Ober und Unterform 6, 7 aufgenommen wird. Der Formstrecke 11 wird ferner flüssiges Polyurethan (PUR) oder dgl. zugeführt, das auf der Form strecke 11 durch Aufheizen bspw. der Unterform 7 aufschäumt und den Trägerprofilstrang 12 wenigstens teilweise umgibt. Klap pen am Ende der Formstrecke 11 die Oberformabschnitte 6 und die Unterformabschnitte 7 auseinander, so wird ein Befesti gungselementstrang 13 freigegeben, der bspw. auf nicht dar gestellten Rollen aufgewickelt werden kann. Um beim Trennen der Ober- und Unterformabschnitte 6, 7 am Ende der Form strecke 11 eine problemlose Freigabe des Befestigungselement strangs 13 zu ermöglichen, sind die Ober- und Unterformab schnitte 6, 7 beschichtet oder bestehen aus Kunststoff. Die Länge der Endlosform hängt von der Reaktionszeit des Polyu rethans ab.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt die Herstellung der Befestigungselemente durch Auf extrudieren von Polyurethan oder dgl. über eine Extrusions vorrichtung 14 auf einen kontinuierlich zugeführten Träger profilstrang 15. Auch hierbei erfolgt bspw. über eine Heizung 16 ein Aufheizen des aufextrudierten Polyurethans, um ein Aufschäumen zu bewirken. Der umschäumte Befestigungselement strang 17 kann wiederum auf nicht dargestellten Rollen aufge wickelt werden.

Um die Gestaltung der Endlosform 5 bzw. der Extrusionsvor richtung 14 zu erleichtern, kann diesen ein im wesentlichen unprofilierter Trägerprofilstrang 12, 15 zugeführt werden, der erst nach Aufbringen des Polyurethans oder dgl. und vor dessen Aushärtung bspw. über nicht dargestellte Umlenkrollen oder dgl. zu dem gewünschten Profil geformt wird.

Der derart auf Rollen aufgewickelte Befestigungselementstrang 13, 17 kann nun den Produktionseinheiten zugeführt werden, an denen die Befestigungselemente 1 in Formen 18 zur Herstellung von Schaumteilen 19 eingelegt werden. Denn zweckmäßigerweise erfolgt die Ablängung der Befestigungselemente 1 von dem Befestigungselementenstrang 13 erst an der Produktionsein heit, so daß eine aufwendige Lagerung der einzelnen Befesti gungselemente 1 vermieden wird. Da in vielen Fällen für ein Schaumteil 19 Befestigungselemente 1 verschiedener Längen benötigt werden, kann dies in der Steuerung der Ablängvor richtung entsprechend berücksichtigt werden.

Die Befestigungselemente 1 werden, wie in Fig. 4 dargestellt, in in der Form 18 vorgesehene Halteklemmen 20 eingeklemmt, wobei sie aufgrund ihrer Elastizität leicht in die Halteklem men 20 eingesetzt und durch die Klemmspannung zuverlässig gehalten werden. Sind die Befestigungselemente 1 in die Form 18 eingesetzt, so wird auf herkömmliche Weise flüssiges Po lyurethan eingespritzt und die Form 18 geschlossen und er wärmt, so daß das Polyurethan aufschäumt und die Befesti gungselemente 1 vollständig einschäumt.

In Fig. 5 ist ausschnittsweise ein Schaumteil 19 mit einge schäumtem Befestigungselement 1 dargestellt. Da das Träger profil 2 des Befestigungselements 1 nur teilweise vorher mit Polyurethan umschäumt wurde, erfolgt die Umschäumung der auskragenden Halteabschnitte 4 erst beim Aufschäumen des Schaumteils 19. Dadurch wird eine Verkrallung des Befesti gungselements 1 in dem Schaumteil 19 erreicht, so daß wesent lich höhere Ausreißkräfte aufgenommen werden können, als bei herkömmlichen Garnierdrähten aus Metalldraht. Werden derart hohe Ausreißkräfte nicht benötigt, so kann auf die zusätzli chen Halteabschnitte 4 des Trägerprofils 2 verzichtet werden.

Ein mit derartigen Befestigungselementen 1 versehenes Schaum teil 19 ist wesentlich leichter als mit herkömmlichen Gar nierdrähten versehene Schaumteile und zudem problemlos recy clebar, da das Schaumteil 19 direkt einer Zerkleinerungs maschine zugeführt werden kann, und es nicht erforderlich ist, zuvor die Befestigungselemente 1 zu entfernen.

Bezugszeichenliste

1 Befestigungselement
2 Trägerprofil
3 Schenkel
4 Halteabschnitte
5 Endlosform
6 Oberformabschnitt
7 Unterformabschnitt
8 Gelenk
9 Gelenk
10 Förderantrieb
11 Formstrecke
12 Trägerprofilstrang
13 Befestigungselementstrang
14 Extrusionsvorrichtung
15 Trägerprofilstrang
16 Heizung
17 Befestigungselementstrang
18 Form
19 Schaumteil
20 Halteklemme
PUR Polyurethan

Claims

1. Befestigungselement zum Einschäumen in ein insbesondere als Auflage für Rückenlehnen, Sitzflächen oder dgl. von Fahrzeugsitzen vorgesehenes Schaumteil (19) aus Polyurethan oder dgl., um ein Befestigen von Bezügen an dem Schaumteil (19) zu ermöglichen, gekennzeichnet durch ein aus einem vorzugsweise grobmaschigen Netzwerk bestehendes Trägerprofil (2), das vor dem Einschäumen in das Schaumteil (19) wenigstens teilweise mit Polyurethan (PUR) oder dgl. umschäumt ist.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Trägerprofil (2) aus Polyethylen, Jute, Gaze, Vlies oder dgl. besteht.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerprofil (2) einen U-förmigen, kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.

4. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerprofil (2) wenigstens einen vorzugsweise parallel zur Mittelebene des Schaumteils (19) auskragenden Halteabschnitt (4) aufweist.

5. Befestigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der wenigstens eine Halteabschnitt (4) nicht mit Polyurethan (PUR) umschäumt ist.

6. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der das Trägerprofil (2) umgebende Polyurethanschaum (PUR) wenigstens zum Teil aus Recyclat besteht.

7. Verfahren zur Herstellung eines Befestigungselements nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerprofil (2) kontinuierlich einer beheizbaren Endlosform (5) zugeführt und durch diese gefördert wird, und daß parallel zu dem Trägerprofil (2) flüssiges Polyurethan in die Endlos form (5) eingebracht und unter Wärmeeinwirkung aufgeschäumt wird, so daß das Trägerprofil (2) wenigstens teilweise von dem Polyurethanschaum (PUR) umgeben wird und als Befestigungs elementstrang (13) aus der Endlosform (5) austritt.

8. Verfahren zur Herstellung eines Befestigungselements nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem kontinuierlichen Prozeß Polyurethan (PUR) oder dgl. auf das Trägerprofil (2) aufextrudiert und anschließend erwärmt wird, so daß das Polyurethan aufschäumt und ein Befestigungs elementstrang (13, 17) gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerprofil (2) mit dem umgebenden Polyurethanschaum (PUR) vor dem Aushärten des Polyurethans über Umlenkrollen oder dgl. in die gewünschte Form gebracht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungselementstrang (13, 17) auf Rollen aufgewickelt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Befestigungselementstrang (13, 17) die gewünschte Länge der Befestigungselemente (1) abgelängt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablängen der Befestigungselemente (1) direkt an der Produktionseinheit des Schaumteils (19) erfolgt.

13. Verwendung eines Befestigungselements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für die Befestigung von Bezügen an einem als Auflage für Rückenlehnen, Sitzflächen oder dgl. von Fahr zeugsitzen dienenden Schaumteil (19).