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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Füllelements.
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Spezieller
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Füllelementen
mit unterschiedlicher Härte,
die von federnden Füllelementen
für Matratzen,
Kissen und Teilen von Sitz- und Liegemöbeln bis zu relativ harten
Füllelementen
für Sandwichpaneele,
beispielsweise für
die Kraftfahrzeug- und Flugzeugindustrie, reichen.
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Das
belgische Patent Nr. 1.007.171 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung
federnder Füllelemente
für Matratzen,
Kissen und dergleichen, wobei zylinderförmige Körper aus Schaumstoff individuell
geformt werden, wonach diese Körper
mit einem Ende auf eine Unterlage geklebt werden, die ebenfalls
aus Schaumstoff besteht. Anschließend wird eine Decklage aus
Schaumstoff auf die anderen Enden der Körper geklebt.
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Dieses
bekannte Verfahren gestattet auf jeden Fall die Herstellung eines
relativ leichten Füllelements
mit relativ wenig Schaumstoff, hat jedoch den Nachteil, dass die
Durchführung
dieses Verfahrens mittels Maschinen zeitaufwendig und schwierig
ist, da die Körper
stark verformbar sind.
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Die
vorliegende Erfindung bezweckt ein Verfahren, das diese Nachteile
nicht aufweist und wobei ein relativ leichtes Füllelement auf einfache, rasche Weise
und mit relativ wenig Material für
eine bestimmte Härte
hergestellt. werden kann, welches Verfahren leicht vollständig oder
teilweise automatisiert werden kann.
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Zu
diesem Zweck besteht die Erfindung aus einem Verfahren zur Herstellung
eines Füllelements gemäß Anspruch
1.
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Aus
einem Bündel
können
rasch mehrere Füllelemente
hergestellt werden.
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Vorzugsweise
werden die Seitenkanten der Streifen durch Kleben aneinander befestigt.
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Vorzugsweise
werden die Röhren über ihre gesamte
Länge zusammengeklebt.
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Auf
diese Weise wird eine stärkere
Verbindung der Röhren
erhalten, während
auch in einem kurzen Teil sichergestellt wird, dass die röhrenförmigen Körper oder
Ringe auf ausreichend starke Weise zusammengeklebt werden.
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Die
Röhren
können
in Schichten und Säulen angeordnet
werden, wobei benachbarte Röhren
in einer Schicht aneinandergeklebt werden und übereinander befindliche Röhren in
einer Säule
aneinandergeklebt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden die Röhren
in einer Halterung, die sie zusammenhält, aneinandergeklebt, zumindest
bis der zum Verkleben verwendete Klebstoff ausreichende Klebkraft
hat.
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Hierbei
können
die Röhren
mittels der Halterung zumindest in den Lagen mit einer gewissen Spannung
gegeneinander angedrückt
werden.
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Vor
oder nach dem Aufteilen des Bündels
in Teile kann ein Kern in dem zentralen Hohlraum wenigstens einer
Anzahl der röhren-
oder ringförmigen Körper angebracht werden,
vorzugsweise zum Beeinflussen der Härte oder der Federeigenschaften des
Füllelements.
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Dieser
Kern kann beispielsweise ein harter Kern aus Kunststoff, Schaumstoff
oder Gummi, oder eine Drahtfeder sein.
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Schließlich können die
aneinandergeklebten Röhren
mit einer Abdeckung umgeben werden, beispielsweise einer Lage aus
Schaumstoff, wodurch eine glatte Kontur erhalten wird.
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Mit
der Absicht, die Merkmale der Erfindung besser darzustellen, ist
hiernach, als Beispiel ohne jeden einschränkenden Charakter, eine bevorzugte Ausführungsform
eines Verfahrens zur Herstellung eines Füllelements gemäß der Erfindung
beschrieben, unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen, worin:
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1 eine
Perspektivansicht eines Teils eines Füllelements darstelt, das durch
das erfindungsgemäße Verfahren
erhalten worden ist;
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2 in
einem größeren Maßstab einen Querschnitt
gemäß Linie
II–II
in 1 darstellt; die
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3 und 4 schematisch
das Formen einer Röhre
darstellen, welche bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird;
die
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5 und 6 schematisch
Teile von Füllelementen
während
aufeinanderfolgender Schritte darstellen, um mit den Röhren gemäß 3 ein
erfindungsgemäßes Füllelement
herzustellen;
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7 schematisch
ein Füllelement
gemäß einem
möglichen
zusätzlichen
Schritt des Verfahrens darstellt.
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Die 1 und 2 stellen
ein Füllelement dar,
das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt
worden ist. Dieses Füllelement
besteht aus einer Anzahl einander benachbarter röhren- oder ringförmiger Körper 1 aus
Schaumstoff, die, an Stellen, an denen sie miteinander in Kontakt
kommen, über
ihre gesamte Länge
mittels Klebstoff 2 aneinandergeklebt sind.
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Jeder
röhren-
oder ringförmige
Körper 1 umfasst
eine zylindrische Wand 1A aus Schaumstoff, welche eine
runde zentrale Öffnung 3 umgibt.
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Dieser
Schaumstoff ist weicher Schaumkunststoff, wie etwa Polyurethanschaum
oder synthetischer Latexschaumstoff.
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In
einer Variante ist er harter synthetischer Schaumstoff, wie etwa
Polyethylenschaumstoff.
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In
einer anderen Variante ist der Schaumstoff natürlicher Schaumstoff, das heißt, ein
aus einem natürlichen
Material, insbesondere Naturlatex, bestehender Schaumstoff.
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In
noch einer anderen Variante werden die Körper 1 und damit auch
die Streifen 4 nicht aus Schaumstoff, sondern aus Gummi
hergestellt.
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Dieser
Gummi kann sowohl Synthese- als auch Naturkautschuk sein. Hierbei
sind auch die Elastomere unter Synthesekautschuke zu rechnen.
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An
der Außenseite
dieser röhrenförmigen Körper 1 befinden
sich Hohlräume 4,
die sich von außen
nach innen erstrecken. Ihr Durchmesser vermindert sich von einem maximalen
Wert an der Außenseite
des Körpers 1 bis
zu praktisch Null an der Innenseite.
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Wie
dargestellt, können
diese Hohlräume 4 annähernd rautenförmig sein,
können
jedoch auch jede andere Form haben. Vorzugsweise sind sie gemäß einem
versetzten Muster angeordnet. Auch müssen sie nicht unbedingt über der
gesamten Oberfläche
des Körpers 1 vorgesehen
sein.
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In
der zentralen Öffnung 3 jedes
röhrenförmigen Körpers 1 ist
eine Drahtfeder 5 vorgesehen. Diese Drahtfeder 5 kann
sowohl aus Metall als auch aus synthetischem Material verwirklicht
sein.
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Erfindungsgemäß wird besagtes
Füllelement hergestellt
wie folgt:
Zuerst wird eine Anzahl rechteckiger Streifen 6 hergestellt,
wie einer davon in 3 dargestellt ist.
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Diese
Streifen 6 werden aus dem Schaumstoff oder dem Gummi hergestellt,
woraus die Körper 1 bestehen.
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Anschließend wird
jeder Streifen 6 mit Schnitten 7 versehen, die
in seiner Längsrichtung
gerichtet sind, mit einem versetzten Muster.
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Sowohl
vor als auch nach dem Anbringen der Schnitte 7 kann der
Streifen 6 eventuell aus einem größeren Streifen geschnitten
werden, der beispielsweise kontinuierlich von einer Schaumstoffmaschine
geliefert wird.
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Solcher
Streifen 6 mit Schnitten 7 ist in 3 dargestellt.
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Anschließend wird
jeder Streifen 6 aufgerollt, um eine Röhre 8 zu bilden, wie
in 4 dargestellt, wonach die zwei seitlichen Längskanten 9 des
Streifens 6 aneinandergeklebt werden.
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Der
Durchmesser einer solchen Röhre 8 ist gleich
dem Durchmesser eines röhren-
oder ringförmigen
Körpers 1,
während
dessen Länge
eine Vielzahl der Länge
eines Körpers 1 oder
somit der Dicke eines Füllelements
ist.
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Die
Schnitte 7 erleichtern das Aufrollen des Streifens 6, um
eine Röhre 8 zu
bilden. Beim Formen der Röhre 8 werden
die Schnitte 7 verformt, sodass die vorgenannten Hohlräume 4 erzeugt
werden.
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Vorzugsweise
erstrecken die Schnitte 7 sich quer durch den Streifen 6.
Sollte dies nicht der Fall sein, so werden die Schnitte 7 an
der Seite des Streifens 6 angebracht, die sich, wenn er
aufgerollt wird, um eine Röhre 8 zu
bilden, an der Außenseite
der Rolle 8 befindet.
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Anschließend wird
eine Anzahl solcher Röhren 8 in
eine Halterung 10 eingebracht, wo sie in horizontalen Schichten
und vertikalen Säulen
zu einem Bündel 11 gestapelt
werden, wie in 5 dargestellt. Einfachheitshalber
sind die Hohlräume 4 in
den Röhren 8 in
dieser Figur nicht dargestellt.
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Dort,
wo zwei Röhren 8 miteinander
in Kontakt kommen, ist wenigstens eine der beiden über ihre
gesamte Länge
mit Klebstoff 2 bedeckt.
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Dies
gilt für
zwei benachbarte Röhren 8 einer Schicht,
sowie für
die übereinander
befindlichen Röhren 8 in
einer Säule.
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Es
können
verschiedene Arten von Klebstoff 2 verwendet werden, sowohl
mit einer als auch mit zwei Komponenten. Vorzugsweise wird ein sogenannter "Schmelzkleber" verwendet, der durch
die Hitze verflüssigt
wird und der die Röhren 8 in
durchlaufenden oder unterbrochenen Streifen zusammenfügt.
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Die
Halterung 10 hält
die Röhren 8 einer Schicht
während
des Trocknens oder Aushärtens des
Klebstoffs 2 zusammen und umfasst beispielsweise bewegbare
Seitenwände 10A,
die ihrerseits einen leichten Druck in horizontaler Richtung auf
die Röhren 8 ausüben, um
ein gutes Verkleben zu gewährleisten.
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In
der Halterung 10 werden so viele Röhren 8 angebracht,
wie Körper 1 in
einem Füllelement
vorhanden sein müssen.
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Wenn
der Klebstoff 2 ausreichende Klebkraft hat und somit ausreichend
getrocknet oder ausgehärtet
ist, wird das Bundel 11 aus der Halterung 10 entnommen
und in mehrere kleinere Stücke
oder Teile 12 gleicher Länge aufgeteilt, wie in 6 dargestellt.
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Die
Hohlräume 4 in
den Röhren 8 sind
nur im ersten Teil 12 dargestellt, es ist jedoch deutlich,
dass die Röhren 8 über ihre
gesamte Länge
mit Hohlräumen 4 versehen
sind.
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Das
Aufteilen kann entweder durch Schneiden mit einem Messer 10,
wie schematisch in 6 dargestellt, oder durch Schneiden
mit einem Laserstrahl, oder auch durch Sägen oder andere Techniken stattfinden.
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Mit
einem geeigneten Werkzeug können eventuell
mehrere Teile 12 gleichzeitig geschnitten oder gesägt werden.
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Diese
Teile müssen
nicht unbedingt gerade sein, sondern können jede beliebige Form haben. Beispielsweise
könnte
der Schnitt für
ein Kissen mit einer gebogenen Form gemacht werden.
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Es
ist nicht ausgeschlossen, dass, abhängig von der Form der Halterung 10,
das Aufteilen des Bündels 8 zu
Teilen 12 stattfindet, während das Bündel 11 sich noch
in dieser Halterung befindet.
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Somit
besteht jedes Teil 12 aus einer Anzahl röhrenförmiger Elemente 1,
die aneinandergeklebt sind.
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Die
Röhren 8 müssen nicht
unbedingt in Säulen
vorgesehen sein. Die Röhren 8 können auch versetzt
in dem Bündel
angebracht werden. In diesem Fall schließen nicht alle Röhren 8 unbedingt
gegeneinander an, vielmehr können
die Röhren 8 sich beispielsweise
in einer Schicht in einem geringen Abstand voneinander befinden.
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Aus
Röhren 8 aus
relativ starrem Gummi oder aus relativ starrem Schaumkunststoff
erhaltene Füllelemente
können
als eine Lage in Sandwichmaterial für die Kraftfahrzeug- und Flugzeugindustrie verwendet
werden. Solche Füllelemente
können auch
als Isoliermaterial oder in der Verpackungsindustrie verwendet werden.
Die Dicke der Füllelemente
kann stark schwanken und kann sogar auf einige Millimeter beschränkt sein,
in welchem Fall die röhrenförmigen Körper 1 so
abgeändert
sind, dass sie ringförmige
Körper 1 bilden.
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Aus
Röhren 8 aus
weichem Gummi oder weichem Synthetikmaterial erhaltene Füllelemente
bilden federnde Elemente, die als Füllmaterial für Matratzen,
Kissen, Sitze und Rückenlehnen
von Sitz- und Liegemöbeln verwendet
werden können.
Hierbei kann das Füllelement
vollständig
oder teilweise durch eine Schaumstofflage bedeckt sein.
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Die
Härte und
eventuell Flexibilitätseigenschaften
der Füllelemente
können
durch Vorsehen eines Kerns in der zentralen Öffnung 3 einer Anzahl von
oder aller röhren- oder ringförmigen Körper 1 verändert werden.
Diese Kerne können
nach dem Aufteilen in den Körpern 1 des
Füllelements
angebracht werden, in einer Variante können sie jedoch in den Röhren 8 angebracht
werden, bevor das Bündel 11 in Stücke aufgeteilt
wird, und können
somit zusammen mit den Röhren 8 auf
Länge geschnitten
oder gesägt werden.
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Diese
Kerne können
aus hartem Schaumkunststoff oder Gummi hergestellt werden, in dem
in 1 dargestellten Füllelement sind diese Kerne
jedoch Drahtfedern 5.
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7 zeigt
in der Tat das Füllelement
während
der Anbringung der Drahtfedern 5.
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In
einer anderen Ausführungsform
können Drahtfedern 5 oder
andere Kerne in die Öffnungen eingebracht
werden, die zwischen den röhrenförmigen Körpern 1 in
dem Füllelement
gebildet sind.
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Es
ist nicht notwendig, eine Drahtfeder oder einen anderen Kern in
allen Öffnungen 3 und/oder Öffnungen
zwischen den Körpern 1 anzubringen.
Es ist sogar möglich,
dass überhaupt
kein Kern in dem Füllelement
angebracht wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist keineswegs auf die hier vorangehend beschriebenen
und in den Figuren dagestellten Ausführungsformen beschränkt, vielmehr
kann solches Verfahren zur Herstellung eines federnden Elements
in verschiedenen Varianten verwirklicht werden, ohne die Reichweite
der Ansprüche
zu verlassen.