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Beschreibung
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches
1 zum Herstellen eines geschäumten
Bauteils, welches eine Umhüllung
bzw. einen Bezug aufweist, und zwar insbesondere jedoch nicht ausschließlich als
Baukomponente für
den Innenraum eines Fahrzeuges.
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Ein
solches Verfahren ist beispielsweise aus der GB-A-2 175 242 bekannt.
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Wenn
Bauteile bzw. Komponenten für
Fahrzeuginnenräume
hergestellt werden, wird eine übliche
Verfahrenstechnik verwendet, die als „Schäumen am Platz" bezeichnet wird,
bei welcher eine Umhüllung
mit bzw. aus einer Kunststoffhaut in einem Schäumwerkzeug plaziert wird. Eine
feste Armatur wird durch das Schäumwerkzeug
von der Haut entfernt gehalten und Polyurethanschaum wird zwischen
die Umhüllung
und die Armatur eingespritzt, um eine Baukomponente mit einer Zwischenlage
aus Weichschaum zu erhalten, die durch die Armatur abgestützt wird.
Wenn ein solches Bauteil hergestellt wird, ist die Positionierung
der aus Kunststoff gebildeten Haut einfach, da die Haut in der Form
des fertigen Teils geformt ist, und da das Schäumwerkzeug entsprechend in
geeigneter Weise geformt ist, um die Haut aufzunehmen.
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Die
Verwendung von Leder oder von Materialien mit einem lederartigen
Erscheinungsbild wird in Fahrzeugen üblich. Es ist daher wünschenswert,
innere Fahrzeugkomponenten mit einer Umhüllung aus Leder oder einem
Material mit lederähnlichem Erscheinungsbild
unter Verwendung des obigen Schäumverfahrens
herzustellen. Eine Lokalisierung der Umhüllung in der Form ist jedoch
weniger einfach als bei einer aus Kunststoff gebildeten Haut. Dieses ist
insbesondere dann der Fall, wenn die Umhüllung eine Naht aufweist, die
zu einem bestimmten Teil der Baukomponente ausgerichtet sein soll.
Das Laden einer solchen Umhüllung
und die Ausrichtung der Naht erfordern eine große Geschicklichkeit der Bedienungsperson,
um die Naht korrekt auszurichten. Wenn die Ausrichtung der Naht
nicht korrekt ist, wird das Teil visuell unakzeptabel, doch ist
die Wahrscheinlichkeit eines Erfolges von der Komplexibilität des Werkzeuges
und dem Geschick der Bedienungsperson abhängig, so daß die Schaffung eines akzeptablen
Teils nicht garantiert ist. Es ist auch schwierig, enge Spezifikationen
hinsichtlich der Positionierung der Nahttoleranz zu erfüllen.
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Ein
Ziel der Erfindung ist es, eines oder mehrere der obigen Probleme
zu reduzieren oder zu vermeiden.
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Demgemäß schafft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren, welches in Anspruch 1 beschrieben
ist.
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Das
Verfahren kann den Schritt umfassen, daß die Umhüllung durch ein erstes Haltemittel
benachbart zu dem Positionierwerkzeug in Position gehalten wird,
wenn sie auf dem Positionierwerkzeug angeordnet ist.
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Das
Verfahren kann den Schritt umfassen, daß nach dem Einführen des
Positionierwerkzeuges in die Form das erste Haltemittel gelöst wird,
um die Umhüllung
von dem Positionierwerkzeug freizugeben, und daß ein zweites Positionierwerkzeug
betätigt
wird, um die Umhüllung
in der Form in Position zu halten.
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Das
Verfahren kann den Schritt umfassen, daß vor dem Schließen der
Form eine Armatur in der Form angeordnet wird.
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Die
Umhüllung
kann ein erstes Teil und ein zweites Teil aufweisen, die jeweils
eine Außenseite aufweisen,
wobei ein Kantenteil jeder der ersten und zweiten Teile so einander
benachbart angeordnet sind, daß die
Außenseiten
aneinander anliegen, und daß die
Stiche durch den Kantenteil verlaufen, um die Naht zu bilden.
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Der
Nahtbereich kann außerdem
ein Bandelement aufweisen, welches sich auf der Rückseite der
Umhüllung
entlang der Naht erstreckt, wobei das Bandelement mit dem ersten
Teil und/oder dem zweiten Teil auf jeder Seite der Naht verbunden
ist.
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Der
vorstehende Teil kann ein Profil aufweisen, welches durch das Bandelement
an Ort und Stelle gehalten wird.
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Die
Naht kann schaumundurchlässig
ausgebildet sein.
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Die
Erfindung wird nachstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Positionierwerkzeuges und einer
Umhüllung;
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2a eine
perspektivische Darstellung eines Teils des Positionierwerkzeuges
gemäß 1;
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2b eine
Schnittansicht gemäß der Schnittlinie
2b-2b in 2a, wobei das Positionierwerkzeug
mit einer Umhüllung
versehen ist;
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3 eine
perspektivische Darstellung des Schäumwerkzeuges;
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4 einen
Schnitt entlang der Schnittlinie 4-4 von 3, wobei
weiterhin ein Positionierwerkzeug gemäß 1 vorgesehen
ist;
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5a eine
perspektivische Darstellung der Naht der Umhüllung, die bei der vorliegenden
Erfindung nützlich
ist;
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5b einen
Schnitt entlang der Schnittlinie 5-5 von 5a;
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6a eine
perspektivische Darstellung einer alternativen Nahtausbildung, die
für die
vorliegende Erfindung nützlich
ist, und
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6b einen
Schnitt gemäß der Schnittlinie 6-6
von 6a.
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Die 1–4 zeigen
ein Positionierwerkzeug 10 zur Verwendung mit einem in 3 allgemein
bzw. insgesamt mit 11 bezeichneten Schäumwerkzeug. Das Positionierwerkzeug 10 umfaßt Stützmittel
mit einem Kopfteil 12a und einem Flächenteil 12b, wobei
das Flächenteil 12b mit
einem ersten Haltemittel 12c in Form einer Unterdruckquelle
versehen ist, die zu Öffnungen
in der Fläche
des Flächenteils 12b führt. Das
Kopfteil 12a ist entlang eines Randes mit einer Ausnehmung 13 versehen,
bei dem vorliegenden Beispiel einer Nut, die sich entlang der Länge des
Kopfteils 12a erstreckt. Das Positionierwerkzeug 10 ist
zur Aufnahme und Abstützung
einer Umhüllung 14 geeignet,
um diese in der Form 11 zu lokalisieren.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt die Umhüllung 14 ein
erstes Teil 14a und ein zweites Teil 14b, wobei
das erste Teil 14a und das zweite Teil 14b entlang
einer Naht 15 miteinander verbunden sind. Die Naht 15 kann
in jeglicher geeigneter Weise ausgebildet sein, wie dieses bereits
beschrieben worden ist, und wie dieses insbesondere nachstehend
noch beschrieben wird. Die Umhüllung 14 hat
eine Außenseite 16,
die bei dem fertiggestellten Element sichtbar ist, und eine innere
oder rückwärtige Seite 17,
die bei dem fertiggestellten Element nach innen gerichtet ist. Die
Umhüllung 14 ist
an dem Positionierwerkzeug 10 so montiert, daß ein vorstehender
Teil 18, der von der Naht 15 gebildet ist, satt anliegend
von der Ausnehmung 13 aufgenommen ist. Der erste Teil 14a der
Umhüllung 14 ist
mit seiner Innenseite 17 benachbart zu dem Flächenteil 12b positioniert,
so daß die
Umhüllung
benachbart zu dem Flächenteil 12b gehalten
ist, wenn das erste Haltemittel 12c betätigt worden ist. Die Umhüllung 14 ist außerdem mit
einer Mehrzahl von Lokalisierlöchern 19 versehen,
die zu ihrem Umfang hin angeordnet sind.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt ist, umfaßt das Schäumwerkzeug 11 ein
unteres Formteil 20 und ein oberes Formteil 21.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist das obere Formteil 21 durch
Gelenke 22 mit dem unteren Formteil 20 verbunden.
Ein (nicht dargestelltes) Schaum-Zuführmittel
ist vorgesehen, um das Schäumwerkzeug
mit Schaum zu versehen. Das untere Formteil 20 ist mit
einer unteren Formfläche 23 in
Form der Außenseite
der gewünschten Baukomponente
versehen. Bei dem vorliegenden Beispiel bildet das gewünschte,
herzustellende Bauteil einen Teil eines Armaturenbretts für das Innere
eines Fahrzeuges. Die untere Formfläche 23 ist mit einer
Hinterschneidung 24 versehen. Wie in 4 ersichtlich
ist, ist das Kopfteil 12a des Positionierwerkzeuges 10 so
geformt, daß es
der Form der Unterschneidung 24 der unteren Formfläche 23 entspricht und
in dieser unter Berücksichtigung
der Dicke der Umhüllung 14 aufgenommen
wird. Die untere Formfläche 23 ist
mit einem (nicht dargestellten) zweiten Haltemittel versehen, bspw.
einem Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks, um die Umhüllung 14 benachbart
zur unteren Formfläche 23 in
Position zu halten. Das untere Formteil 20 ist außerdem mit
mehreren Lokalisierstiften 25 versehen, die um den Umfang
der unteren Formfläche 23 angeordnet
sind, und geeignet sind, um mit den Lokalisierlöchern 19 der Umhüllung 14 in
Eingriff zu kommen. Das obere Formteil 21 ist mit (nicht
dargestellten) Haltemitteln versehen, um eine Armatur in einem geeigneten
Abstand zu der unteren Formfläche 23 zu
halten.
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Das
Positionierwerkzeug 10 entspricht bei dem vorliegenden
Beispiel der Form der unteren Formfläche 23 nur in der
Nähe der
Ausnehmung 13, d. h., daß nur der Kopfteil 12a so
geformt ist, daß eine einfache
Einführung
und Entnahme des Positionierwerkzeuges 10 gewährleistet
ist. Es ist ersichtlich, daß das
Kopfteil 12a, wenn dieses zweckmäßig erscheint, auch ohne eine
Ausnehmung 13 ausgebildet sein kann, aber die Form des
Kopfteils 12a wird gleichermaßen vorteilhafterweise eine
einfache Lokalisierung und Entnahme des Positionierwerkzeuges 10 ermöglichen.
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Zur
Herstellung eines Bauteils plaziert die Bedienungsperson zunächst eine
Umhüllung 14 mit einem
vorstehenden Teil 18 so an dem Positionierwerkzeug 10,
daß der
vorstehende Teil 18 in der Ausnehmung 13 aufgenommen
wird. Durch Betätigung des
Haltemittels 12c wird die Umhüllung 14 benachbart
zu bzw. an dem Positionierwerkzeug 10 in korrekter Position
gehalten. Die Bedienungsperson positioniert das Positionierwerkzeug 10 sodann
in dem unteren Formteil 21 so, daß das Kopfteil 12a des
Positionierwerkzeuges in der Hinterschneidung 24 aufgenommen
wird. Die Bedienungsperson lokalisiert die Lokalisierstifte 25 in
den entsprechenden Lokalisierlöchern 19 der
Umhüllung.
Wenn die Löcher
und Stifte nicht korrekt ausgerichtet sind, zeigt dieses an, daß entweder
die Umhüllung 14 oder
das Werkzeug 10 nicht korrekt positioniert sind, und dann
ist es für die
Bedienungsperson ersichtlich, daß das Werkzeug 10 oder
die Umhüllung
neu positioniert werden müssen.
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Sobald
die Umhüllung 14 und
das Werkzeug 10 korrekt positioniert sind, wird das Haltemittel
des unteren Formteils 21 betätigt, um die Umhüllung 14 benachbart
zu der unteren Formfläche 23 in
Position zu halten. Das Haltemittel 12c kann dann deaktiviert werden,
bspw. durch Abschalten des Unterdruckes, um die Umhüllung 14 von
dem Positionierwerkzeug 10 zu lösen. Das Positionierwerkzeug 10 kann
sodann von dem unteren Formteil 21 zurückgezogen werden. Der Eingriff
der Stifte 25 und Löcher 19 ist ebenfalls
hilfreich, um die Umhüllung 14 in
ihrer Plazierung zu halten, während
das Positionierwerkzeug 10 zurückgezogen wird. Die Umhüllung 14 wird
so plaziert gehalten, daß ihre
Außenseite 16 benachbart zu
der unteren Formfläche 23 nach
unten weist, und daß ihre
Innenseite 17 nach oben gerichtet ist.
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Bei
dem vorliegenden Beispiel ist die Geometrie des Kopfteils 12a des
Positionierwerkzeuges 10 und der Hinterschneidung 24 so,
daß das
Werkzeug mühelos
aus der Form zu bewegen ist. Wenn die Geometrie des Positionierwerkzeuges 10 und/oder
des unteren Formteils 21 so ist, daß dieses nicht einfach zu bewirken
ist, kann das Positionierwerkzeug 10 auch zusammenklappbar
ausgebildet sein, um eine einfache Entfernung des Werkzeuges 10 zu
ermöglichen,
nachdem die Umhüllung 14 positioniert
worden ist.
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Der
Effekt dieses Verfahrens ist, daß die Naht 15 relativ
zu dem unteren Formwerkzeug 23 korrekt positioniert ist.
Die Naht 15 kann so wiederholt und einfach in der korrekten
Position lokalisiert werden, ohne daß hierfür eine große Geschicklichkeit der Bedienungsperson
erforderlich ist.
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Wenn
die herzustellende Bauteilkomponente eine Armatur aufweisen soll,
wird diese auf dem oberen Formteil 21 angeordnet. Ein Schaummaterial wird
direkt im oberen Teil der Umhüllung 14 zugeführt. Das
Werkzeug 11 wird sodann geschlossen, indem das obere Teil 21 der
Form um die Gelenke 22 nach unten in eine geschlossene
Stellung geschwenkt wird. Das Schäumwerkzeug 10 wird
unter einen gewünschten
Druck gesetzt, während
das Schaummaterial abbindet. Alternativ kann das Schäumwerkzeug 11 vor
dem Einführen
des Schaummaterials geschlossen werden, und das Schaummaterial über das
Schaum-Zuführmittel
eingeführt
werden. Wenn eine Armatur vorgesehen ist, wird das Schaummaterial
zwischen die Umhüllung und
die Armatur eingeführt.
Wenn das Schaummaterial abgebunden hat, kann das Bauteil, welches
nunmehr eine Umhüllung 14 aufweist,
die durch eine Lage aus Schaummaterial mit der Armatur verbunden
ist, aus dem Werkzeug 11 entnommen und der Verfahrensablauf
wiederholt werden.
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Wenn
es gewünscht
ist, können
weitere Positioniermittel wie ein Gelenk oder Paßstifte vorgesehen werden,
um das Positionierwerkzeug 10 relativ zu dem unteren Formteil 23 zu
positionieren. Alternativ können
in Fällen,
in denen die Geometrie des unteren Formteils 23 und des
Positionierwerkzeuges 10 so ist, daß das Positionierwerkzeug 10 nur
in einer Position des unteren Formteils 23 positioniert
werden kann, die Paßstifte
oder anderen Mittel entfallen.
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Das
Verfahren und die zu dessen Durchführung vorgesehene Vorrichtung
sind zwar für
eine Verwendung mit Leder oder einem Material mit lederähnlichem
Erscheinungsbild bestimmt und geeignet, können aber auch für andere
Materialien der Umhüllung
verwendet werden, wenn dieses gewünscht ist.
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Um
die Umhüllung 14 korrekt
an dem Positionierwerkzeug 10 zu positionieren, ist es
natürlich notwendig,
daß der
vorstehende Teil 18 der Naht 15 von geeigneter
Größe und Form
ist, um korrekt innerhalb der Ausnehmung 13 aufgenommen
zu werden. Beispiele von zwei solchen vorstehenden Teilen sind in
den 5a, 5b, 6a, 6b dargestellt.
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Bei
dem ersten Beispiel, wie es in den 5a und 5b dargestellt
ist, sind die beiden Teile 14a 14b der Umhüllung 14 an
einer Naht 15 miteinander verbunden. Das erste Teil 14a und
das zweite Teil 14b sind entlang der Naht 15 so
miteinander verbunden, daß die
Kante 30a, 30b jedes Teils, d. h. der Randteil
des Materials, der über
die Naht 15 vorsteht, bei dem fertigen Bauteil nicht sichtbar
ist und benachbart zu der Innenseite 17 liegt. Oberhalb der
Naht 15 und parallel zu dieser ist ein Profil angeordnet,
im vorliegenden Beispiel ein Abschnitt eines Rohres 31.
Das Profil kann alternativ aus einer Schnur, einem Draht oder aus
einem anderen Material bestehen, welches geeignet erscheint oder
gewünscht
wird. Der Rohrabschnitt 31 wird durch einen geschlossenen
Bandabschnitt 32 in Stellung gehalten, der sich längs der
Naht 15 erstreckt. Der Rohrabschnitt 31 ist in
einem im wesentlichen mittigen Teil des geschlossenen Bandabschnittes 32 angeordnet. Dieser
wird durch Nähte 33 in
Stellung gehalten, die sich auf jeder Seite des Rohres 31 erstrecken
und durch den gleichsam umschlagartig ausgebildeten Bandabschnitt 32 sowie
wenigstens eine der ersten Teile 14a und zweiten Teile 14b verlaufen.
Somit ist ein vorstehender Teil 18 auf der inneren bzw.
rückwärtigen Seite 17 der
Umhüllung 14 gebildet,
der in der Ausnehmung 13 aufgenommen werden kann.
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In
einer alternativen Ausführungsform,
bei welcher das Material der Umhüllung 14 ausreichend dick
ist, kann das aus einem Rohr od. dgl. bestehende Profil fortgelassen
werden, wie dieses in den 6a und 6b gezeigt
ist. Bei diesem Beispiel werden die Teile 14a und 14b in
gleicher Weise durch eine Naht verbunden, doch statt zurückgefaltet
zu werden und längs
der Teile 14a, 14b anzulegen, erstrecken sich
die Randabschnitte 30'a, 30'b, wie in den 6a, 6b ersichtlich
ist, im wesentlichen quer zu den Teilen 14a, 14b.
Ein Bandabschnitt 34 ist an der Innenseite 17 des
Teils 14 angeordnet. Ein Teil 35 des Bandes 34 ist
auf jeder Seite der Naht 15 angeordnet und liegt benachbart
zu den Teilen 14a, 14b an, wobei sich ein mittlerer
Teil 36 des Bandes 34 über der Naht 15 erstreckt.
Das Band 34 wird durch Nähte 37 in Stellung
gehalten, welche sich auf jeder Seite der Naht 15 durch
wenigstens eine der ersten und zweiten Teile 14a, 14b erstrecken.
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Zusätzlich zur
Schaffung eines vorstehenden Teils 18 hat die Naht 15,
wie vorstehend beschrieben, den weiteren Vorteil, daß, wenn
die Umhüllung 14 in
dem Schäumwerkzeug 11 positioniert ist
und die Form mit Schaum beaufschlagt wird, die Naht 15 und
insbesondere das Bandelement 34 verhindern, daß Schaum
durch die Naht 15 hindurchtritt.
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Es
ist ersichtlich, daß das
Merkmal 18, also das vorstehende Teil, auf jegliche gewünschte Weise ausgebildet
werden kann. Es ist weiterhin ersichtlich, daß das Verfahren und die Vorrichtung
zur Herstellung jeglicher geeigneter und gewünschter Baukomponente verwendet
werden können
und zur Lokalisierung einer Umhüllung
bzw. eines Bezuges od. dgl. in einer Form für jeglichen Anwendungszweck
geeignet sind.
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In
der vorliegenden Beschreibung bedeutet "umfaßt", daß die betreffende Maßnahme das
beschriebene Merkmal "enthält oder
aus ihm besteht".
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Die
in der vorhergehenden Beschreibung oder den Ansprüchen oder
den Zeichnungen offenbarten Merkmale, wie sie in ihren spezifischen
Formen oder in Bezeichnungen eines Mittels zur Durchführung der
offenbarten Funktion oder eines Verfahrens zur Erzielung des offenbarten
Ergebnisses zum Ausdruck kommen, können separat bzw. einzeln oder
in jeglicher Kombination zur Verwirklichung der Erfindung in verschiedenen
Ausbildungen verwendet werden, ohne von dem in den Ansprüchen definierten Bereich
abzuweichen.