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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
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Bauteile aus geschäumten Werkstoffen werden meist dann produziert, wenn ein niedriges Gewicht bei gleichzeitig einfachem Herstellungsverfahren erzielt werden soll. Beim Schäumen kann beispielsweise einem Kunststoffgranulat ein Treibmittel zugegeben werden. Durch Wärmezufuhr spaltet sich ein flüchtiger Bestandteil des Treibmittels ab, was zum Aufschäumen der Schmelze führt. Dies kann zum Beispiel in einer dafür geeigneten Werkzeugform stattfinden.
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Beim gängigen Herstellen von Schaumbauteilen aus PUR (Polyurethanschaum) werden beispielsweise Polyole mit Isocyanaten und einem Treibmittel (meist Wasser) vermischt. Die Polyole reagieren mit den Isocyanaten in einer Polyaddition zu PUR und das Treibmittel bildet Gaseinschlüsse, die die zellige Struktur des Schaums verantworten. Bauteile aus Polyurethan lassen sich jedoch auch ohne Zugabe von Treibmittel ungeschäumt und damit in kompakter Form spritzen.
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Beispielsweise finden Kunststoffbauteile, vor allem aus Polyurethan, in geschäumter und ungeschäumter Form als Bestandteil von Fahrzeugsitzen Verwendung. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass gerade bei Nutzfahrzeugen wie Holzaufladelastern, welche trotz offener Fahrerkabine draußen eingesetzt werden und damit oft feuchten Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, ein optimierter Feuchte- und Spritzwasserschutz für die Schaumbestandteile der dabei eingesetzten Fahrzeugsitze von Vorteil ist. Insbesondere ist zu beachten, dass in die Zellen des Schaums Wasserdampf eindiffundieren kann, welcher die Wärmeleitfähigkeit des Schaums nachteilig erhöht. Des Weiteren besteht die Gefahr, dass durch die Feuchte und etwaiger Schimmelbildung die Lebensdauer des Sitzes und eventuell damit verbundener elektrischer Vorrichtungen drastisch gesenkt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für den beschriebenen Fahrzeugsitzes soweit zu optimieren, dass ein Spritzwasser- und Feuchteschutz der Schaumbestandteile mit in das Bauteil integriert wird. Aufgabe ist es ferner, ein Bauteil mit Schaumbestandteilen bereitzustellen, das bestmöglich spritzwasser- und feuchtegeschützt ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 9.
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Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass ein Verfahren durchgeführt wird zum Herstellen eines Bauteils, welches bevorzugt ein Polsterteil eines Fahrzeugsitzes ausgestaltet, unter Verwendung eines Werkzeugs mit einer ersten Werkzeugform, welche ein Unterteil und einen Weichschaumdeckel aufweist, und einer zweiten Werkzeugform, welche das Unterteil und einen Coatingdeckel aufweist,
die folgenden Verfahrensschritte umfassend:
- a) Einlegen und Einziehen eines Zuschnittes eines wasser- und gasdichten Hüllwerkstoffs in das Unterteil mittels Anlegen eines Unterdrucks, wobei ein hüllförmiger erster Abschnitt des Bauteils gebildet wird,
- b) Eintragen und Verteilen einer Weichschaumkomponentenmischung in das Unterteil,
- c) Schließen der ersten Werkzeugform,
- d) Ausreagieren der Weichschaumkomponentenmischung zu einem Weichschaumwerkstoff, welcher einen mit dem ersten Abschnitt mittels eines ersten Oberflächenabschnitts verbundenen zweiten Abschnitt des Bauteils bildet, wobei der zweite Abschnitt ferner einen zweiten und einen dritten abdeckungsfreien Oberflächenabschnitt aufweist,
- e) Öffnen und Entfernen des Weichschaumdeckels,
- f) Auflegen eines dritten Abschnitts des Bauteils, bevorzugt in Form einer Folie, auf den zweiten Oberflächenabschnitt des zweiten Abschnitts,
- g) Schließen der zweiten Werkzeugform,
- h) Eintragen einer Coatingmaterialmischung in die geschlossene zweite Werkzeugform,
- i) Aushärten der Coatingmaterialmischung zu einem Coatingmaterial, welches einen wasserdichten vierten Abschnitt des Bauteils ausgestaltet, wobei der vierte Abschnitt so angeordnet wird, dass er den dritten Oberflächenabschnitt des zweiten Abschnitts vollständig abdeckt,
- j) Öffnen und Entfernen des Coatingdeckels,
- k) Entnehmen des Bauteils.
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Dabei bestehen bevorzugt sowohl der zweite als auch der vierte Abschnitt des Bauteils aus dem gleichen Werkstoff und weiter bevorzugt aus Polyurethan. Beispielsweise sorgt der zweite Abschnitt in Form des Weichschaumwerkstoffs mittels seiner dämpfenden Eigenschaften als Polsterteil für erhöhten Sitzkomfort. Der zweite Abschnitt weist bevorzugt lediglich den ersten, den zweiten und den dritten Oberflächenabschnitt auf.
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Der dritte Abschnitt ist bevorzugt in Form einer Folie ausgestaltet. Diese kann wasserdicht sein; es hat sich jedoch in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, wenn diese Folie atmungsaktiv ist. Besonders bevorzugt kann somit zwar Wasserdampf aus dem Weichschaumwerkstoff an die Umgebung abgegeben werden, von außen jedoch kein Wasser in den Weichschaumwerkstoff eindringen.
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Der vierte Abschnitt stellt bevorzugt ein Kompaktkunststoffteil dar, welches nicht geschäumt ist und zum Beispiel eine hohe Festigkeit aufweist und somit zur Anordnung von Montageelementen zur Montage des Bauteils an einem Karosserieteil oder an einem Tragrahmen des Sitzes geeignet ist. Beispielsweise ist der vierte Abschnitt mittels einer kompakten Polyurethanschicht ausgebildet, welche die Funktion eines Trägerteils bzw. eines Befestigungselements übernimmt. Das Eintragen der Coatingmaterialmischung erfolgt mittels einer weiteren Reaktionsgießmaschine mit dem gleichen Herstellungs-Zyklus.
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Bevorzugt weist der im Schritt a) angelegte Unterdruck einen Wert zwischen –0,6 und –1,2 bar, weiter bevorzugt von –0,8 bar auf. Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Unterform vor dem Schritt a) auf 45°C erwärmt wird.
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Ein Schließen des Weichschaumdeckels und/ oder des Coatingdeckels erfolgt bevorzugt durch Anlegen eines Schließdrucks mit einem Wert zwischen 3 und 5 bar, weiter bevorzugt mit einem Wert von 4 bar.
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Geeignete Verfahrensparameter aus der Praxis sehen vor, dass der Schritt b) nach etwa 3 Sekunden abgeschlossen ist. Anschließend dauert es etwa 6 bis 7 Sekunden (entspricht der sogenannten Startzeit) bis zur Schäumphase der Weichschaumkomponentenmischung, welche wiederum innerhalb der sogenannten Steigzeit erfolgt und nach etwa 50s abgeschlossen ist. Der Schritt c) erfolgt nach dem Einschießen, aber vor der Steigzeit.
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Beim Schritt d) hat es sich in der Praxis bewährt, wenn im Inneren des Weichschaumwerkstoffs eine Temperatur von 100 bis 120°C, bevorzugt von 110°C entsteht. Ferner hat es sich bewährt, wenn beim Schritt i) im Inneren des Coatingwerkstoffs eine Temperatur von 150 bis 170°C, bevorzugt von 160°C entsteht. Dies sorgt jeweils für eine niedrigere Viskosität und damit für eine gleichmäßige Verteilung der Weichschaumkomponentenmischung und/ oder der Coatingmaterialmischung.
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Beispielsweise beträgt die Aushärtezeit der Coatingmaterialmischung zum Coatingmaterial 50 s bis 70 s, bevorzugt 1 Minute.
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Ferner hat es sich bewährt, wenn 3 Minuten nach dem Schließen des Weichschaumdeckels der Schritt e) erfolgt, also der Weichschaumdeckel geöffnet wird.
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Nach dem Entfernen des Bauteils kann es notwendig sein, den Zuschnitt bzw. dessen Überstand am Bauteil zu beschneiden; dies erfolgt bevorzugt manuell. Anschließend wird der Abfall entfernt.
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Durch das Verfahren ist also gewährleistet, dass alle Oberflächenabschnitte des zweiten Abschnitts optimal abgedeckt werden. Insbesondere das Anordnen des dritten Abschnitts auf dem zweiten Abschnitt sowie das Anordnen des vierten Abschnitts auf dem dritten Abschnitt gewährleisten, dass ein Eindringen von Spritzwasser in das Polsterteil praktisch ausgeschlossen ist.
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Außerdem können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens komplexe Polsterkonturen dargestellt werden, was mittels konventioneller Polstertechnologie nicht möglich wäre. Der Bezug wird außerdem konturgerecht mit dem Schaum verklebt.
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Eine optimale Verbindung aller Abschnitte bietet die bevorzugte Verfahrensvariante, gemäß der im Schritt i) der vierte Abschnitt so angeordnet wird, dass er dem dritten Oberflächenabschnitt des zweiten Abschnitts benachbarte Oberflächenabschnitte des ersten und/ oder des dritten Abschnitts des Bauteils zumindest teilweise abdeckt. Somit ist für eine optimale Überlappung aller Abschnitte und damit für einen weiter verbesserten Spritzwasserschutz gesorgt.
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Besonders bevorzugt deckt der vierte Abschnitt die Oberflächenabschnitte des ersten Abschnitts so ab, dass der vierte und der erste Abschnitt in einer Tiefenrichtung des Bauteils betrachtet miteinander abschließen. Möglich ist aber auch, dass der vierte Abschnitt sich weiter in der Tiefenrichtung des Bauteils erstreckend angeordnet wird als der erste Abschnitt.
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Je nach Wunsch und Aufbau der Form kann das Coatingmaterial also ganzflächig oder nur partiell auf der Polsterrückseite, also der Rückseite des zweiten Abschnitts aufgebracht werden. Das Coatingmaterial verbindet also den ersten Abschnitt, bevorzugt den Bezug, mit dem zweiten Abschnitt, welcher bevorzugt das Polsterelement darstellt. Sind im vierten Abschnitt integrierte Anschraubpunkte angeordnet, ermöglichen diese die Befestigung des gesamten Bauteils am Blechteil bzw. an der Karosserie des Fahrzeugs. Bei geschlossener Bauteilrückseite, also bei ganzflächiger Auftragung des Coatingmaterials dient dieses zugleich als verbesserter Spritzwasserschutz.
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Das Verfahren kann so ausgestaltet sein, dass der vierte Abschnitt des Bauteils so angeordnet wird, dass zumindest der dritte Abschnitt zu einer Unterseite des Bauteils hin vollständig vom vierten Abschnitt abgedeckt wird. Mit anderen Worten übernehmen der erste und der vierte Abschnitt dabei vollständig die Feuchte-Abdichtung des Bauteils. Allerdings wird dadurch das Bauteil vergleichsweise schwer. In der Praxis hat es sich daher als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der vierte Abschnitt den dritten Abschnitt nur partiell abdeckt. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der vierte Abschnitt Randabschnitt des dritten Abschnitts abdeckt; besonders bevorzugt deckt der vierte Abschnitt sämtliche Randabschnitte des dritten Abschnitts ab.
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Um den Komfort für einen Sitzinsassen weiter zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn nach dem Schritt a) eine Heizvorrichtung, bevorzugt in Form eines elektrischen Heizgitters, am Weichschaumdeckel montiert wird. Diese Heizvorrichtung ist bevorzugt eine elektrische Heizvorrichtung. Weiter bevorzugt weist die Heizvorrichtung Anschlüsse und/ oder Kabel auf, welche aus dem Werkzeug herausgeführt angeordnet werden.
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Um die Heizvorrichtung montieren zu können, sind vorteilhaft am Weichschaumdeckel entsprechende Lagereinrichtungen angeordnet. Beispielsweise liegen die in Form von Stiften, Bolzen, Nuten und/ oder entsprechend geformten Flächen vor, welche an einer ersten Berandungsfläche des Weichschaumdeckels, welcher die Berandung für eine spätere dem Sitzinsassen zugewandte Oberfläche des Bauteils (im Folgenden auch Abstützfläche genannt) bildet, angeordnet sind.
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Besonders vorteilhaft ist die Heizvorrichtung lösbar mit den Lagereinrichtungen verbunden. Dies ist sinnvoll, da die Heizvorrichtung ja mit Entfernen des Weichschaumdeckels nicht an diesem, sondern im Weichschaumwerkstoff verbleiben soll. Beispielsweise ist zumindest einer, bevorzugt vier der Lagervorrichtungen in Form von ersten Stiften ausgestaltet, welche mit ihrem unteren Ende an der ersten Berandungsfläche des Weichschaumdeckels angeordnet sind und in einem vordefinierten Abstand zur ersten Berandungsfläche des Weichschaumdeckels an ihrem oberen Ende eine umlaufende Nut aufweisen. Oberhalb der Nut ist der erste Stift beispielsweise in Form eines Kugelelements ausgestaltet.
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Bevorzugt ist an jeder der vier Ecken des Weichschaumdeckels ein erster Stift angeordnet. Dazwischen sind bevorzugt zweite, zylindrisch ausgestaltete Stifte mit ihrem unteren Ende an der ersten Berandungsfläche des Weichschaumdeckels angeordnet, welche an ihrem oberen Ende bevorzugt eine Fase aufweisen.
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Im Gegensatz zu den zweiten Stiften bieten also die ersten Stifte die Möglichkeit, die Heizvorrichtung mittels Formschluss in einer Richtung parallel zur Längsachse des Stiftes zu befestigen. Die Anzahl, Anordnung und genaue Ausgestaltung der ersten Stifte ist also entscheidend für die Kraft, die zum Entfernen des Weichschaumdeckels bei gleichzeitigem Verbleib der Heizvorrichtung im Weichschaumwerkstoff notwendig ist. Die zweiten Stifte bieten hingegen Formschluss nur in einer Ebene senkrecht zu ihrer Längsachse. Beim Entfernen des Weichschaumdeckels werden die Stifte in einer Richtung parallel zu ihrer Längsachse aus dem Weichschaumwerkstoff herausgezogen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Heizvorrichtung bei geschlossener erster Werkzeugform beabstandet zum ersten Abschnitt des Bauteils angeordnet und wird im Schritt b) von der Weichschaumkomponentenmischung umhüllt. Demzufolge ist die Heizvorrichtung im fertigen Bauteil zum ersten Abschnitt des Bauteils beabstandet angeordnet ist. Dies bietet den Vorteil, dass zum einen die Heizvorrichtung an der Oberfläche des fertigen Bauteils nicht sichtbar angeordnet ist. Außerdem kann so ein Überheizen oder ungleichmäßiges Aufheizen der Abstützfläche des Bauteils erfolgreich vermieden werden, indem durch die tiefer liegende Heizvorrichtung eine gleichmäßige Temperaturverteilung erzielt wird. Insbesondere bei einer flächig ausgestalteten, aber auch bei anderen Heizvorrichtung ist gewährleistet, dass so Temperaturgradienten des Bauteils zumindest an der Abstützfläche minimiert werden.
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Um den Sitzkomfort für den Insassen weiter zu erhöhen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Abstützfläche so ausgestaltet ist, dass zumindest Abschnitte davon nicht in Kontakt mit dem Sitzinsassen stehen, sondern zu diesem beabstandet angeordnet sind. Diese beabstandeten Abschnitte sind beispielsweise in Form von Klimakanälen ausgestaltet und sorgen für eine optimierte Belüftung der Körperoberfläche des Sitzinsassens und den Abtransport von Schweiß.
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Daher ist es vorteilhaft, wenn vor dem Schritt a) in das Unterteil mindestens ein dreidimensionales Formelement eingelegt wird, welches mindestens einen im fertigen Bauteil oberflächlich angeordneten und offen ausgestalteten Klimakanal ausbildet. Das dreidimensionale Formelement kann beispielsweise in Form eines gebogenen Zylinderelements ausgestaltet sein. Dieses kann einen geschlossenen oder einen hohlen Querschnitt aufweisen.
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Beispielsweise ist das gebogene Zylinderelement in Form eines starren Rohrs oder eines flexiblen Schlauchs ausgestaltet. Bevorzugt liegen die dreidimensionalen Formelemente in Form von Aluminiumrohren vor. Es versteht sich, dass bei der genauen Ausgestaltung der Formelemente individuelle Kundenwünsche und Randbedingungen wie Bauteildimensionen sehr gut berücksichtigt werden können.
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Das dreidimensionale Formelement kann entweder nur im Unterteil eingelegt oder daran befestigt angeordnet werden. Beispielsweise weist das dreidimensionale Formteil Ausnehmungen in Form von Durchgangsbohrungen und das Unterteil Ausnehmungen in Form von Bohrungen und/ oder Innengewindebohrungen auf, so dass Stifte oder Schrauben durch das dreidimensionale Formteil hindurchgesteckt und in das Unterteil eingesteckt oder eingeschraubt werden können.
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In der Praxis hat es sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn nach dem Schritt a) der Weichschaumdeckel und/ oder der Coatingdeckel mit einem Trennmittel eingesprüht werden.
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Damit wird erreicht, dass das Bauteil zuverlässig entformt werden kann, ohne dass die Hülle vom Weichschaumwerkstoff abreißt und im Werkzeug verbleibt. Diese Gefahr besteht dann, wenn zwischen Hülle und Werkzeug eine bessere Haftung besteht als zwischen Hülle und Weichschaumwerkstoff. Ein weiterer Vorteil des Einsatzes eines Trennmittels besteht darin, dass die Reinigung der Werkzeughälften leichter fällt.
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Bekannt aus dem Stand der Technik sind zum Beispiel Trennmittel auf Silikonbasis, auf PTFE-Basis, mit oder ohne Wachs, ölhaltig oder ölfrei; weiterhin gibt es Trennmittel auf Basis unterschiedlicher Lösemittel. Bewährt hat sich in der Praxis unter anderem der Einsatz des Trennmittels mit dem Handelsnamen „ACMOSIL 36-4536“ von der Firma ACMOS.
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Bevorzugt wird vorher der Weichschaumdeckel auf 45°C und/ oder der Coatingdeckel auf 80°C erwärmt. Die Oberflächen des Unterteils, des Weichschaumdeckels und/ oder des Coatingdeckels sind beispielsweise durch Anordnen einer Flächenheizung und/ oder einer Volumenheizung erwärmbar. Beispielsweise wird das Trennmittel mittels einer Trennmittelpistole manuell oder maschinell aufgebracht, deren Düse einen Durchmesser von 0,3 mm aufweist.
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Beispielsweise werden Werkzeugstähle für das Unterteil, den Weichschaumdeckel und/ oder den Coatingdeckel verwendet, die neben Kohlenstoff zum Beispiel Chrom, Wolfram, Silizium, Nickel, Molybdän, Mangan, Vanadium oder Kobalt als Legierungselemente enthalten und die auftretenden Betriebstemperaturen von über 200°C aushalten.
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Das Einziehen des Hüllwerkstoffs in das Unterteil wird weiter erleichtert, wenn vor dem Schritt a) der Zuschnitt des Hüllwerkstoffs mittels Zuschneiden des flächigen Hüllwerkstoffs, welcher bevorzugt aus PVC bzw. aus einem PVC-Kunstleder besteht, gebildet wird und anschließend aufgeheizt wird. Das Zuschneiden erfolgt dabei bevorzugt bei Raumtemperatur und/ oder maschinell oder manuell. Das Aufheizen erfolgt hingegen bei 70°C in einem Umluftofen, welcher bevorzugt für PVC-Werkstoffe eingesetzt wird.
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Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Vorteile gelten insbesondere auch für das im Folgenden beschriebene erfindungsgemäße Bauteil.
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Die Aufgabe der Erfindung wird nämlich ebenfalls gelöst durch ein Bauteil, welches bevorzugt ein Polsterteil eines Fahrzeugsitzes ausgestaltet und bevorzugt hergestellt ist nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–7, und welches zumindest an einer Oberseite und Randseiten einen ersten hüllförmigen Abschnitt und einen mit dem ersten Abschnitt mittels eines ersten Oberflächenabschnitts verbundenen zweiten Abschnitt des Bauteils in Form eines Weichschaumwerkstoffs aufweist, wobei der zweite Abschnitt ferner einen dem ersten Abschnitt jeweils abgewandten zweiten und dritten Oberflächenabschnitt aufweist, wobei ein dritter Abschnitt des Bauteils in Form einer Folie auf dem zweiten Oberflächenabschnitt des zweiten Abschnitts angeordnet ist, wobei ein vierter Abschnitt des Bauteils in Form eines Coatingmaterials den dritten Oberflächenabschnitt des zweiten Abschnitts vollständig abdeckend angeordnet ist.
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Aufgrund der Tatsache, dass der Weichschaumwerkstoff vollständig abgedeckt angeordnet ist, ist somit ein optimaler Feuchteschutz des Bauteils gewährleistet.
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Beispielsweise wird als Folie ein Produkt mit dem Handelsnamen „Platilon® U“ mit der Typenbezeichnung 2102 A verwendet, welches eine Folie auf Polyurethanbasis darstellt. Weiter bevorzugt ist das Material der verwendeten Folie eines aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen hoher (HDPE) oder niedriger Dichte (LDPE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), einem Polyester und Polycarbonat (PC).
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Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der vierte Abschnitt des Bauteils Oberflächenabschnitte des ersten und/ oder des zweiten Abschnitts des Bauteils zumindest teilweise abdeckend angeordnet ist. Dies sorgt für eine optimierte Verbindung zwischen allen Abschnitten des Bauteils mittels des vierten Abschnitts.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn ein derartiges Bauteil eine Heizvorrichtung, bevorzugt in Form eines Heizgitters, aufweist, welche innerhalb des zweiten Abschnitts und zum ersten Abschnitt des Bauteils beabstandet angeordnet ist.
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Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen.
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Es zeigen:
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1a in einer perspektivischen Darstellung das für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzte Unterteil mit einem schematisch dargestellten Zuschnitt;
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1b in einer weiteren perspektivischen Darstellung das Unterteil gemäß 1 mit eingelegten Formelementen;
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2 in einer perspektivischen Darstellung der für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzte Weichschaumdeckel mit Heizvorrichtung;
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3 in einer perspektivischen Darstellung der für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzte Coatingdeckel;
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4a in einer Draufsicht ein erstes erfindungsgemäßes Bauteil zum Einsatz als Rückenlehnenpolsterteil;
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4b in einer Draufsicht ein zweites erfindungsgemäßes Bauteil zum Einsatz als Sitzpolsterteil;
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5 eine Querschnittsansicht des ersten erfindungsgemäßen Bauteils gemäß 4a.
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In 1a ist in einer perspektivischen Darstellung das für das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Bauteils 1, vorliegend eines Sitz- und eines Rückenlehnenpolsterteils für einen Holzaufladelaster, eingesetzte Unterteil 7 gezeigt. Dieses Unterteil bildet zusammen mit dem gemäß 2 gezeigten Weichschaumdeckel eine erste Werkzeugform des verwendeten Werkzeugs und zusammen mit dem gemäß 3 gezeigten Coatingdeckel 9 eine zweite Werkzeugform des verwendeten Werkzeugs.
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Ein erster Anteil 1a des späteren Bauteils 1 (siehe 4a und 4b) wird gebildet, indem ein Zuschnitt 10 aus gasdichtem PVC-Kunstleder 4 in das gezeigte Unterteil 7 eingelegt und mittels Anlegen eines Unterdrucks eingezogen wird, so dass er kontaktierend zu einer ersten Berandungsfläche 23a und einer zweiten Berandungsfläche 23b des Unterteils 7 angeordnet wird. Insbesondere die erste Berandungsfläche 23a weist mehrere ebene und gebogene Abschnitte auf, welche vorliegend zwar nicht näher beschrieben werden, jedoch die Komplexität der Gestalt des späteren Bauteils 1 veranschaulichen. Nicht gezeigt sind hier das Herstellen des Zuschnitts 10 mittels Zuschneiden des flächigen Hüllwerkstoffs und das anschließende Aufheizen.
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Auf der ersten Berandungsfläche 23a sind weitere Elemente 25a wie Montagelemente in Form von Bohrungen, Innengewindebohrungen etc. vorhanden.
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Gemäß der vorliegenden 1b ist gezeigt, dass vor dem Einlegen des Zuschnitts in das Unterteil 7 vorliegend drei dreidimensionale Formelemente 14a, 14b, 14c eingelegt und an der ersten Berandungsfläche 23a befestigt werden können, welche im fertigen Bauteil 1 oberflächlich angeordnete und offen ausgestalteten Klimakanäle 15a, 15b, 15c ausbilden (siehe 4a & 4b).
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Für das Herausführen von Kabeln ist ferner eine Durchführung 26 innerhalb des Unterteils 7 angeordnet.
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Nach Einlegen und Einziehen des Zuschnitts 10 kann in das gezeigte Unterteil 7 eine nicht gezeigte Weichschaumkomponentenmischung eingetragen und verteilt werden.
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Der Weichschaumdeckel 8 gemäß 2 weist Lagerelemente 26a, 26b in Form von auf einer Berandungsfläche 23c des Weichschaumdeckel 8 angeordneten Stiften auf. Die Verteilung der Lagerelemente 26a, 26b ähnelt dabei im Wesentlichen einer Rechteckform. Dabei ist festzustellen, dass an jeder Ecke dieser Rechteckform ein erstes Lagerelement 26a mit umlaufender Nut angeordnet ist. Abgesehen von den vier Ecken sind lediglich zweite Lagerelemente 26b (nur eines gekennzeichnet) angeordnet.
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Passend zur Rechteckform der Verteilung ist die Form einer Heizvorrichtung 20 ausgebildet, welche auf die Stifte aufgesteckt wird (nicht gezeigt).
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Ebenfalls zu sehen in 2 und 3 ist eine Vorrichtung 30 in Form einer Sprühdose, mittels der der Weichschaumdeckel 8 und/ oder der Coatingdeckel 9 mit einem Trennmittel 11 eingesprüht werden kann.
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Die erste Werkzeugform wird anschließend geschlossen, indem der Weichschaumdeckel 8 gemäß 2 auf das Unterteil 7 gemäß den 1a und 1b gelegt wird. Anschließend kann die Weichschaumkomponentenmischung zu einem Weichschaumwerkstoff ausreagieren. Es bildet sich ein mit dem ersten Abschnitt 1a verbundener zweiter Abschnitt 1b des Bauteils 1. Anschließend erfolgt das Öffnen und Entfernen des Weichschaumdeckels 8.
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Gemäß 3 ist eine atmungsaktive Folie 3 gezeigt, welche den dritten Abschnitt 1c des Bauteils 1 bildet und nach Entfernen des Weichschaumdeckels 8 auf den zweiten Abschnitt 1b des nicht gezeigten Bauteils 1 gelegt wird.
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Ferner ist der Coatingdeckel 9 zu sehen, welcher nach Anbringen der Folie 3 auf das Unterteil 7 gemäß den 1a und 1b gelegt wird und die zweite Werkzeugform bildet. Der gezeigte Coatingdeckel 9 ist für ein partielles Anbringen eines nicht gezeigten Coatingmaterials als vierten Abschnitt 1d des Bauteils 1 ausgebildet und weist hierfür mehrere Berandungsflächen auf, von denen eine mit 23d und eine weitere mit 23e markiert ist. Insbesondere sorgt die Ausgestaltung der Berandungsflächen 23d, 23e dafür, dass das Coatingmaterial rahmenartig auf die restlichen Abschnitte 1a, 1b, 1c des Bauteils 1 angeordnet wird.
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Wie beschrieben, wird nach dem Schließen der zweiten Werkzeugform eine nicht gezeigte Coatingmaterialmischung in die geschlossene zweite Werkzeugform eingebracht, welche anschließend zu einem Coatingmaterial aushärtet. Dieses bildet einen wasserdichten vierten Abschnitt 1d des Bauteils 1 aus. Nach dem anschließenden Öffnen und Entfernen des Coatingdeckels 9 kann das Bauteil 1 entnommen werden.
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Mittels der gezeigten Werkzeughälften in Form des Unterteils 7 und der beiden Deckel 8, 9 ist somit die Herstellung des gemäß 4a gezeigten Bauteils 1 in Form eines Rückenlehnenpolsterteils 2a möglich. Zu sehen ist die dem Sitzinsassen zugewandte Abstützfläche 26a und die mittels der Anordnung der dreidimensionalen Formelemente 14a, 14b, 14c gebildeten Klimakanäle 15a, 15b, 15c, welche die Abstützfläche 26a und damit den Kontakt zur Körperoberfläche eines Sitzinsassen partiell unterbrechen und damit für die Schweißabfuhr sorgen. Ebenfalls zu sehen ist eine Bauteilhöhenrichtung 1z, eine Bauteilbreitenrichtung 1y sowie eine Bauteiltiefenrichtung 1x.
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Gestrichelt ist in der 4a ein Verlauf des vierten Abschnitts 1d angedeutet, der sich in Bauteiltiefenrichtung 1x betrachtet unter dem ersten Abschnitt 1a befindet. Zu sehen ist, dass der vierte Abschnitt 1d lediglich partiell auf der Rückseite des Bauteils 1 angeordnet ist. Vorliegend bildet der vierte Abschnitt 1d im Wesentlichen ein umlaufendes Element in Form eines geschlossenen Ringelements aus.
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Ein weiteres Bauteil 1‘ ist gemäß 4b 1 in Form eines Sitzpolsterteils 2a gezeigt und verfügt analog zum Bauteil 1 gemäß 4a in diesem Fall über einen zusammenhängenden Klimakanal 15d und der dadurch unterbrochenen Abstützfläche 27b.
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Gemäß der vorliegenden 5 ist ein Querschnitt des Bauteils 1 entlang der Linie A-A (siehe 4a) zu sehen. Als Teil der äußeren Hülle des Bauteils 1, welches bevorzugt hergestellt ist nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–7, ist an einer Oberseite 21 und Randseiten 22a, 22b des Bauteils ein erster hüllförmiger Abschnitt 1a in Form des PVC-Kunstleders 4 angeordnet. Gleichzeitig bildet der erste Abschnitt 1a die Abstützfläche 27a für einen nicht gezeigten Sitzinsassen aus. Zu sehen sind ebenfalls zwei Querschnitte des mittleren Klimakanals 15b. Eine Unterseite 19 des Bauteils 1 ist mittels eines zweiten Abschnitts 1b und zweier Teile des vierten Abschnitts 1d ausgebildet.
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Ebenfalls sichtbar ist die eingeschäumte Heizvorrichtung 20, welche beabstandet zum ersten Abschnitt 1a des Bauteils 1 angeordnet ist und vom zweiten Abschnitt 1b umhüllt angeordnet ist. Es sind durch das Entfernen des Weichschaumdeckels 8 und dem damit einhergehenden Herausziehen der Stifte 26a, 26b noch Entformungskanäle 28a, 28b zu sehen. In der Detailansicht gemäß 5a, welche einen Ausschnitt der 5 zeigt, ist zu sehen, dass der mittels des Weichschaumwerkstoffs 5a gebildete zweite Abschnitt 1b des Bauteils 1 mit dem ersten Abschnitt 1a mittels eines ersten Oberflächenabschnitts 13a verbunden angeordnet ist. Ferner weist der zweite Abschnitt 1b noch einen zweiten 13b und einen dritten Oberflächenabschnitt 13c auf. Beginn und gegebenenfalls Ende der Oberflächenabschnitte 13a, 13b, 13c sind in der 5a jeweils mit Pfeilen markiert. Es ist allerdings zu beachten, dass das jeweilige Ende der Oberflächenabschnitte 13a und 13b, welches dem Oberflächenabschnitt 13c abgewandt ist, innerhalb dieser Ausschnittsansicht nicht zu sehen ist, sondern vielmehr die Oberflächenabschnitte 13a und 13b sich noch fortsetzen.
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Zu sehen ist, dass ein dritter Abschnitt 1c des Bauteils 1 in Form einer Folie 3 auf dem zweiten Oberflächenabschnitt 13b des zweiten Abschnitts 1b angeordnet ist. Zu beachten ist, dass in der 5 zum Zweck der Übersichtlichkeit die Abschnitte 1b; 1c, 1c; 1d, 1b; 1d zwar zueinander paarweise beanstandet dargestellt sind, in Realität jedoch (wie auch in 5a veranschaulicht) einander kontaktierend verbunden sind. Weiter gilt es zu beachten, dass die Folie 3 gemäß 5a zum Zweck der Übersichtlichkeit mit einer Erstreckung in Bauteiltiefenrichtung veranschaulicht ist, welche in Realität aufgrund der Tatsache, dass die Dicke einer Folie vernachlässigbar klein gegenüber ihrer Länge und Breite ist, nur in sehr geringem Maße vorhanden ist.
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Des Weiteren ist zu sehen, dass das Coatingmaterial 5b einen wasserdichten vierten Abschnitt 1d des Bauteils 1 ausgestaltet, wobei der vierte Abschnitt 1d so angeordnet ist, dass er den dritten Oberflächenabschnitt 13c des zweiten Abschnitts 1b vollständig abdeckt.
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Der vierte Abschnitt 1d ist außerdem so angeordnet, dass er dem dritten Oberflächenabschnitt 13c des zweiten Abschnitts 1b benachbarte Oberflächenabschnitte 16 bzw. 18 des ersten 1a bzw. des dritten Abschnitts 1c des Bauteils 1 in diesem Fall vollständig abdeckt. Dabei ist der Oberflächenabschnitt 16 sich im Wesentlichen in Bauteiltiefenrichtung 1x und der Oberflächenabschnitt 18 sich im Wesentlichen in Bauteilbreitenrichtung 1y erstreckend angeordnet.
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Vorliegend deckt der vierte Abschnitt 1d den Oberflächenabschnitt 16 des ersten Abschnitts 1a so ab, dass der vierte 1d und der erste Abschnitt 1a in Bauteiltiefenrichtung 1x betrachtet miteinander abschließen.
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Bevorzugt weist ein Verhältnis einer Länge des Oberflächenabschnitts 18 zur Länge des dritten Oberflächenabschnitts 13c einen Wert aus einem Bereich von 0,15 bis 0,44, weiter bevorzugt aus einem Bereich von 0,22 bis 0,27, meist bevorzugt von 0,27 auf.
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Bevorzugt weist ein Verhältnis einer Länge des Oberflächenabschnitts 16 zur Summe der Längen des Oberflächenabschnitts 18 und des dritten Oberflächenabschnitts 13c einen Wert aus einem Bereich von 0,24 bis 0,55, weiter bevorzugt aus einem Bereich von 0,30 bis 0,40, meist bevorzugt von 0,36 auf. Die Summe der Längen des Oberflächenabschnitts 18 und des dritten Oberflächenabschnitts 13c entspricht hier gleichzeitig der Länge des vierten Abschnitts 1d in Bauteilbreitenrichtung 1y.
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Die Länge des Oberflächenabschnitts 16 weist bevorzugt einen Wert aus einem Bereich von 20 mm bis 30 mm, bevorzugt von 25 mm mit einer Toleranz von +/–1 mm auf.
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Die Länge des Oberflächenabschnitts 18 weist bevorzugt einen Wert aus einem Bereich von 10 mm bis 20 mm, bevorzugt von 15 mm mit einer Toleranz von +/–2 mm auf.
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Die Länge des Oberflächenabschnitts 13c weist bevorzugt einen Wert aus einem Bereich von 45 mm bis 65 mm, bevorzugt von 55 mm mit einer Toleranz von +/–2 mm auf.
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Am vierten Abschnitt 1d ist an einer dem zweiten Abschnitt 1b gegenüberliegenden Seite ein Montagelement 29, vorliegend in Form einer Sacklochbohrung, zur Montage des Bauteils 1 an einer Karosserie des Nutzfahrzeugs angeordnet.
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Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1; 1‘
- Bauteil
- 1a–1d; 1‘a–1‘d
- Abschnitt
- 1x; 1‘x
- Bauteiltiefenrichtung
- 1y; 1‘y
- Bauteilbreitenrichtung
- 1z; 1‘z
- Bauteilhöhenrichtung
- 2a, 2b
- Polsterteil
- 3
- Folie
- 4
- PVC-Kunstleder
- 5a
- Weichschaumwerkstoff
- 5b
- Coatingmaterial
- 6
- Werkzeug
- 6a, 6b
- Werkzeugform
- 7
- Unterteil
- 8
- Weichschaumdeckel
- 9
- Coatingdeckel
- 10
- Zuschnitt
- 11
- Trennmittel
- 13a–13c; 16a, 16b; 18a, 18b
- Oberflächenabschnitt
- 14a–14c
- Formelement
- 15a–15c
- Klimakanal
- 19
- Unterseite
- 20
- Heizvorrichtung
- 21
- Oberseite
- 22a, 22b
- Randseite
- 23a, 23b, 23c
- Berandungsfläche
- 24a, 24b
- Abstützfläche
- 25a, 25b, 29
- Montageelement
- 26a, 26b
- Lagereinrichtung
- 27a, 27b
- Abstützfläche
- 28a, 28b
- Führungskanal
- 30
- Vorrichtung