DE19716924A1 - Foam cushion core - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Polsterelement mit einem Kern aus elastischem Material, der zwei Bereiche seiner Oberfläche aufweist, deren elastische Eigen schaften sich unterscheiden, sowie ein Formwerkzeug zu seiner Herstellung.The invention relates to a cushion element with a Core made of elastic material, the two areas has its surface, its elastic properties differ, as well as a mold for its manufacture.
Polsterelemente, wie sie beispielsweise für die Sitze von Kraftfahrzeugen verwendet werden, umfas sen einen Kern aus elastischem Material, etwa einem Schaumstoff oder Gummihaar, wobei die Oberfläche des Kerns in aller Regel von einem Bezug und gege benenfalls darunter befindlichen Zwischenlagen be deckt ist. Gelegentlich besteht der Kern auch aus mehreren Elementen, beispielsweise übereinander be findlichen, voluminösen Materiallagen oder Elemen ten zur seitlichen Abstützung eines Benutzers am Rande seiner Sitzfläche.Upholstery elements, such as for the Seats used in motor vehicles include a core of elastic material, such as one Foam or rubber hair, the surface of the core usually from a reference and counter if necessary, the intermediate layers below is covered. Occasionally, the core consists of several elements, for example, one above the other sensitive, voluminous layers of material or elements for lateral support of a user on Edge of its seat.
Häufig ist es erwünscht, daß sich die elastischen Eigenschaften des Polsterelementes, insbesondere die Eindruckhärtezahl sowie die Stauchhärte, in verschiedenen Bereichen seiner Oberfläche unter scheiden. So ist es bei einem Fahrzeugsitz von Vor teil, wenn die Sitzfläche in ihrem Zentralbereich, der sogenannten Spiegelfläche, die den Benutzer bei gewöhnlichem Gebrauch des Sitzes unterstützt, ver gleichsweise weich ist, um ein bequemes Sitzen zu ermöglichen. In den angrenzenden Randbereichen der Sitzfläche ist dagegen eine größere Härte er wünscht, die eine seitliche Abstützung des Benut zers, etwa bei einer Kurvenfahrt, bewirkt. Eine weiter differenzierte Abstimmung auf die Anforde rungen gestatten Kerne, deren Oberfläche drei und mehr Bereiche mit unterschiedlichen elastischen Ei genschaften aufweist.It is often desirable that the elastic Properties of the cushion element, in particular the indentation hardness number as well as the compression hardness, in different areas of its surface under divorce. So it is with a vehicle seat from before partly if the seat is in its central area, the so-called mirror surface, which the user supports normal use of the seat, ver is equally soft to allow comfortable sitting enable. In the adjacent marginal areas of the In contrast, the seat is a greater hardness wants a side support for the user zers, for example when cornering. A further differentiated coordination to the requirements Stakes allow cores with a surface of three and more areas with different elastic egg properties.
Im Stande der Technik besteht der Kern in seinen einzelnen Bereichen aus unterschiedlichen Materia lien, die im Fall eines Schaumstoffkerns durch einen Mehrzonenschaum gebildet sind. Meist sind die Schaumstoffe in den einzelnen Zonen aus verschie denen Mischungen gleicher Edukte hergestellt, also unterschiedlichen Anteilen der Kunststoffkomponen ten und des Treibmittels. Im Formwerkzeug, durch dessen Ausschäumen der Kern bzw. ein Kernelement hergestellt wird, ist eine Durchmischung der Schaumstoffe unterschiedlicher Zusammensetzung durch eine aufwendige Unterteilung zu vermeiden. Üblich ist dazu die Verwendung von Trennschwertern, die in das Formwerkzeug eingreifen. Von Nachteil ist weiterhin, daß für jeden Bereich des Mehrzonen schaums ein eigener Schaummischkopf erforderlich ist, in welchem die jeweilige Mischung aus Schaum stoffedukten und Treibmittel beim Einspritzen in das Formwerkzeug entsteht. Im Ergebnis sind Form werkzeuge zur Herstellung eines Schaumstofformteils aus einem Mehrzonenschaum somit aufwendig und teuer. In the prior art, the core is in its individual areas from different materia lien that in the case of a foam core a multi-zone foam are formed. Most of them are Different foams in the individual zones which mixtures of the same starting materials are produced, so different proportions of the plastic components and the blowing agent. In the mold, through foaming the core or a core element is a mixture of Foams of different compositions to avoid by a complex subdivision. It is common to use separation swords, which engage in the mold. A disadvantage is further that for each area of the multi-zone a separate foam mixing head is required is in which the respective mixture of foam educts of substances and propellants when injected into the molding tool is created. The result is form tools for producing a foam molding from a multi-zone foam and therefore complex expensive.
Vor diesem Hintergrund hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, ein Polsterelement mit Berei chen unterschiedlicher elastischer Eigenschaften zu entwickeln, das preiswert und auf einfache Weise herstellbar ist sowie ein Werkzeug zu seiner Her stellung anzugeben.Against this background, it is the invention task, a cushion element with area Chen different elastic properties develop that inexpensively and easily can be produced and a tool for its manufacture position to specify.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer der Bereiche eine Vielzahl von Vertiefun gen in seiner Oberfläche aufweist, die Tiefe der Vertiefungen größer als ihr Durchmesser ist und der Abstand und der Durchmesser der Vertiefungen klein gegen den Durchmesser vom Polsterelement abzustüt zender Körper sind.According to the invention, this object is achieved by that one of the areas has a variety of specializations has in its surface, the depth of the Wells is larger than their diameter and the Distance and the diameter of the wells small against the diameter of the cushion element zender body.
Die grundlegende Idee der Erfindung besteht darin, den Kern aus einem einheitlichen Material herzu stellen und Bereiche unterschiedlicher Elastizität durch die lokale geometrische Gestalt des Kerns zu bewirken. Zu diesem Zweck weist einer der Bereiche eine Vielzahl von Vertiefungen in seiner Oberfläche auf. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich der Kern bei Druckbelastungen leichter verformt, also weicher ist, da unter Belastungen des Kerns ver drängtes Material in die Vertiefungen ausweichen kann.The basic idea of the invention is the core from a uniform material places and areas of different elasticity due to the local geometric shape of the core cause. For this purpose one of the areas points a variety of depressions in its surface on. In this way it is achieved that the Core deformed more easily under pressure, so is softer because under loads of the core ver Dodge the pressed material into the wells can.
Abstand und Durchmesser der runden oder eckigen Vertiefungen sind klein gegen den Durchmesser der vom Polster abzustützenden Gegenstände und Körper, also im Fall eines Sitzes beispielsweise dem Durch messer eines menschlichen Rückens oder Arms. Als zweckmäßig haben sich Durchmesser der Vertiefungen im Bereich zwischen etwa 1 mm und 10 mm erwiesen. Der Abstand der Vertiefungen untereinander liegt vorzugsweise im Bereich weniger mm bis cm. Aufgrund der großen Zahl von Vertiefungen unter dem abge stützten Körper entsteht eine im Mittel gleichmä ßige Elastizität der Oberfläche im jeweiligen Be reich. Kleinräumige Variationen in der unmittelba ren Umgebung einer einzelnen Vertiefung sind allen falls von spitzen Gegenständen erfaßbar, die ohne hin eine Zerstörung des Polsters bewirken können. Zudem erfolgt in aller Regel eine Verteilung der Belastungen und damit ein Ausgleich kleinräumig un terschiedlicher elastischer Eigenschaften durch einen über dem Kern befindlichen Bezug sowie gege benenfalls darunterliegende Zwischenlagen.Distance and diameter of the round or angular Wells are small against the diameter of the objects and bodies to be supported by the upholstery, in the case of a seat, for example, the through knife of a human back or arm. As Diameters of the depressions have been found to be expedient proven in the range between about 1 mm and 10 mm. The distance between the wells is one another preferably in the range of a few mm to cm. Because of the large number of wells below the supported body arises on average evenly ß elasticity of the surface in the respective Be rich. Small-scale variations in the immediate environment of a single well are everyone if detectable by pointed objects that without can destroy the upholstery. In addition, there is usually a distribution of Loads and thus a compensation on a small scale different elastic properties a cover located above the core and counter if necessary, underlying intermediate layers.
Damit trotz des geringen Durchmessers der Vertie fungen eine Veränderung der elastischen Kerneigen schaften in einer hinreichend dicken, für den Be nutzer spürbaren Schicht des Kerns erfolgt, ist es erforderlich, daß die Tiefe der Vertiefungen ihren Durchmesser übersteigt. Vorzugsweise ist sie um ein vielfaches größer als der Durchmesser. Geeignete Tiefen liegen somit abhängig vom Durchmesser der Vertiefungen zwischen etwa 0,3 cm und 10 cm.So despite the small diameter of the recess changes the elastic core cores shafts in a sufficiently thick for the loading user-noticeable layer of the core, it is required that the depth of the wells be their Diameter exceeds. It is preferably around one many times larger than the diameter. Suitable Depths are therefore dependent on the diameter of the Wells between about 0.3 cm and 10 cm.
Durch Variation der Flächendichte, der Tiefe und des Durchmessers der Vertiefungen lassen sich die Eigenschaften des Polsterelementes an seiner Ober fläche in weiten Grenzen variieren. Die Vertiefun gen können sowohl regelmäßig als auch statistisch angeordnet sein. Dabei ist es möglich, daß mehrere oder sämtliche Bereiche der Oberfläche mit Vertie fungen versehen sind, die sich in bezug auf Ab stand, Durchmesser oder Tiefe unterscheiden. Im Hinblick auf Durchmesser und Abstand der Vertiefun gen ist es anstelle einheitlicher Werte über einen gesamten Bereich hinweg möglich, daß sich die Werte kontinuierlich verändern und somit auch die Mate rialeigenschaften entsprechend variieren. Auf diese Weise sind scharfe Abgrenzungen zwischen den ein zelnen Bereichen vermeidbar. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, daß die Tiefe der einzelnen Vertiefungen in einem Bereich sich untereinander unterscheidet. Durch Verwendung von Vertiefungen unterschiedlicher Tiefen, die regelmäßig oder sta tistisch angeordnet sind, ist es beispielsweise möglich, daß die Oberfläche des Kerns aufgrund ei ner hohen Vertiefungsdichte sehr weich ist. Dagegen nimmt die Flächendichte mit zunehmender Tiefe im Inneren des Polsters ab, so daß seine Härte nach innen rasch steigt.By varying the areal density, the depth and the diameter of the recesses can be Properties of the upholstery element on its upper area vary within wide limits. The deepening can be both regular and statistical be arranged. It is possible that several or all areas of the surface with vertie are provided, which are in relation to Ab differentiate stand, diameter or depth. in the With regard to the diameter and spacing of the wells instead of uniform values over one whole range possible that the values change continuously and thus also the mate rial properties vary accordingly. To this Ways are sharp lines between the one certain areas avoidable. Finally there is also the possibility that the depth of each Deepen one area among themselves differs. By using recesses different depths that are regular or sta are arranged statistically, for example possible that the surface of the core due to egg ner high density is very soft. On the other hand the areal density increases with increasing depth Interior of the cushion, so that its hardness after rises quickly inside.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Polsterelementes besteht darin, daß Bereiche unterschiedlicher ela stischer Eigenschaften der Oberfläche bei einem Kern aus einheitlichem Material möglich sind. Auf diese Weise läßt sich die Herstellung des Kerns er leichtern und insbesondere das dazu notwendige Formwerkzeug wesentlich einfacher gestalten, da we der Vorrichtungen zum Abteilen unterschiedlicher Schaumstoffe noch mehrere Mischköpfe zu ihrem Ein spritzen notwendig sind. Zudem sind bei der Produk tion Fehler aufgrund einer ungewollten Durchmi schung der Schaumstoffe ausgeschlossen. Grundsätz lich ist es jedoch denkbar, auch den Kern des er findungsgemäßen Polsterelementes als Mehrzonen schaum aus unterschiedlichen Materialien herzustel len, um die Variationsmöglichkeiten für die Mate rialeigenschaften zu erweitern.The advantage of the cushion element according to the invention is that areas of different ela stical properties of the surface Core made of uniform material are possible. On this way he can manufacture the core lighter and in particular the necessary Make mold much easier, because we of devices for dividing different Foams still several mixing heads to their on injections are necessary. In addition, the product tion error due to unwanted diameter the foams are excluded. Principle However, it is conceivable, also the core of the inventive cushioning element as a multi-zone to produce foam from different materials len to the possible variations for the Mate rial properties to expand.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, weisen die Vertiefungen eine zylindrische oder ko nische Gestalt auf, wobei die Zylinder- bzw. Ko nusachse bevorzugt senkrecht der Kernoberfläche ausgerichtet ist. In der Folge besteht die Möglich keit einer einfachen Herstellung der Vertiefung durch einen stiftförmigen Verdrängungskörper auf der inneren Oberfläche des Formwerkzeuges. Die zy lindrische oder konische Gestalt vermeidet Probleme bei der Entformung, insbesondere ein Hinterhaken des Verdrängungskörpers mit dem Kern. Ebenso er leichtert auch die senkrechte Ausrichtung der Ver tiefungsachse zur Oberfläche die Entformung.In an advantageous embodiment of the invention, the depressions have a cylindrical or ko African shape, with the cylinder or Ko Nut axis preferably perpendicular to the core surface is aligned. As a result, there is a possibility the ease of making the recess by a pin-shaped displacement body the inner surface of the mold. The zy Lindrical or conical shape avoids problems during demolding, especially a rear hook of the sinker with the core. So did he also facilitates the vertical alignment of the ver Depression axis to the surface.
Bevorzugt besteht der Kern aus einem Schaumstoff, wobei sich insbesondere Polyurethan als Werkstoff bewährt hat.The core preferably consists of a foam, with polyurethane in particular as a material has proven.
Im Fall eines Kerns aus Schaumstoff ist es von Vor teil, wenn der Abstand der Vertiefungen groß gegen den mittleren Porendurchmesser des Schaumstoffes ist. Damit wird vermieden, daß sich zwischen den Vertiefungen nur eine geringe Anzahl von Kunst stoffbrücken befindet und der Zusammenhalt des Schaumstoffes somit beeinträchtigt ist. Ein hinrei chender vertiefungsabstand verbessert folglich die Stabilität des Kernmaterials und erleichtert seine Entformung aus einem Formwerkzeug mit Verdrängungs körpern zur Herstellung der Vertiefungen wesent lich.In the case of a foam core, it is from before part if the distance between the wells is large the average pore diameter of the foam is. This avoids that between the Deepening only a small number of art fabric bridges and the cohesion of the Foam is thus impaired. One there appropriate cavity distance thus improves the Stability of the core material and facilitates its Demolding from a mold with displacement bodies essential for the production of the wells Lich.
Ein vorteilhaftes Formwerkzeug zur Herstellung des Kerns umfaßt, wie im Stande der Technik bekannt, ein abschließbares, ausschäumbares Volumen, in das die Edukte des Schaumstoffs und gegebenenfalls ein Treibmittel einbringbar ist. Ebenso ist es denkbar, eine Armierung oder einen Rahmen vor dem Ausschäu men in das Formwerkzeug einzulegen, welches das fertigte Formteil verstärkt. Auf zumindest einer inneren Oberfläche seines Volumens weist das Form werkzeug eine Vielzahl von Verdrängungskörpern auf, die eine zylindrische oder sich mit zunehmendem Ab stand von der Oberfläche verjüngende, z. B. kegel- oder pyramidenförmige Gestalt besitzen. Geeignet ist insbesondere die Gestalt eines Stiftes oder Na gels, also eines zylindrischen oder geringfügig ko nischen Körpers mit einer Spitze, die dem Inneren des auszuschäumenden Volumens zugewandt ist. Die Längsachsen der Verdrängungskörper sind vorzugs weise parallel zueinander und senkrecht zur Ober fläche des Volumens ausgerichtet. Durchmesser und Länge der Verdrängungskörper entsprechen denen der herzustellenden Vertiefungen in der Oberfläche des Kerns. Die Flächendichten oder Abmessungen der Ver drängungskörper unterscheiden sich in zumindest zwei Bereichen auf der inneren Oberfläche des Werk zeuges. In der Mehrzahl der Fälle ist es zweckmä ßig, daß Verdrängungskörper lediglich in einem Be reich der Oberfläche vorhanden sind, während ein anderer Bereich frei von Verdrängungskörpern ist. Folglich entsteht ein Polsterelement, das lediglich in einem Bereich seiner Oberfläche Vertiefungen aufweist. Begrenzungen der möglichen geometrischen Parameter der Vertiefungen ergeben sich, weil die Entformung des ausgehärteten Kerns mit zunehmender Flächendichte und Länge der Verdrängungskörper schwieriger wird und die Gefahr besteht, daß der Kern beim Entformen zerreißt und in Teilen zwischen den Verdrängungskörpern hängen bleibt.An advantageous mold for producing the As is known in the art, Kerns includes a lockable, foamable volume into which the educts of the foam and, if appropriate Propellant can be introduced. It is also conceivable a reinforcement or a frame before the expansion insert into the mold, which the finished molded part reinforced. On at least one inner surface of its volume shows the form tool on a large number of displacement bodies, which is cylindrical or growing with increasing ab stood from the surface tapering, z. B. cone or have a pyramidal shape. Suitable is in particular the shape of a pen or Na gel, i.e. a cylindrical or slightly ko body with a point that goes inside of the volume to be foamed. The Longitudinal axes of the displacement body are preferred wise parallel to each other and perpendicular to the upper area of volume aligned. Diameter and Length of the displacement body corresponds to that of to produce recesses in the surface of the Core. The areal densities or dimensions of the ver pushing bodies differ in at least two areas on the inner surface of the work stuff. In the majority of cases it is useful ßig that displacement body only in one loading rich in surface area while a other area is free of displacement bodies. As a result, an upholstery element is created that only depressions in an area of its surface having. Limitations of the possible geometric The parameters of the wells result because the Demolding of the hardened core with increasing Area density and length of the displacement body becomes more difficult and there is a risk that the Core tears during demolding and in parts between the sinkers get stuck.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei bungsteil entnehmen, in dem Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert sind. Sie zeigt in prinzipienhafter DarstellungFurther details, features and advantages of the Er can be found in the following description remove exercise part in the embodiments are explained in more detail with reference to the drawing. she shows in principle representation
Fig. 1 Ansicht des Kerns eines erfindungsgemäßen Polsterelementes, FIG. 1 view of the core a cushion member according to the invention,
Fig. 2 Ansicht eines Bereiches der inneren Ober fläche eines Formwerkzeuges zu seiner Her stellung. Fig. 2 view of an area of the inner upper surface of a mold to its position.
Der in Fig. 1 wiedergegebene Kern (1) eines Pol sterelementes weist an seiner Oberfläche zwei un terschiedliche Bereiche (2, 3) auf, von denen der Bereich (3) mit einer Vielzahl von Vertiefungen (4) in geringen Abstand voneinander versehen ist. Die Vertiefungen (4) erleichtern die Deformation des Kerns (1) und bewirken somit, daß der Bereich (3), der beispielsweise den Zentralbereich der Sitzflä che eines Fahrzeugsitzes bildet, wesentlich weicher als der angrenzende Bereich (2) ist. Auf diese Weise entstehen unterschiedliche elastische Eigen schaften an der Oberfläche des Kerns (1), der vor zugsweise mit einem Bezugstoff versehen wird.The core ( 1 ) shown in FIG. 1 of a pole element has on its surface two un different areas ( 2 , 3 ), of which the area ( 3 ) is provided with a large number of depressions ( 4 ) at a short distance from one another. The depressions ( 4 ) facilitate the deformation of the core ( 1 ) and thus cause the area ( 3 ), which for example forms the central area of the seat surface of a vehicle seat, to be substantially softer than the adjacent area ( 2 ). In this way, different elastic properties arise on the surface of the core ( 1 ), which is preferably provided with a cover fabric.
Fig. 2 zeigt ein Element (5) eines Formwerkzeuges, das zur Herstellung des Kerns (1) dient. Seine Oberfläche (6), welche einen Abschnitt der inneren Oberfläche (6) des ausschäumbaren Volumens des Formwerkzeuges bildet, ist mit einer Vielzahl stiftförmiger Verdrängungskörper (7) versehen, die den in das Formwerkzeug eingebrachten Schaumstoff verdrängen und somit während seines Aushärtens die Vertiefungen (4) im Kern (1) erzeugen. Entsprechend der Anordnung der herzustellenden Vertiefungen (4) weist auch die Oberfläche (6) des Elementes (5) einen Bereich (8) auf, in dem die Verdrängungskör per (7) angeordnet sind, während der angrenzende Bereich (9) frei von Verdrängungskörpern (7) ist. Um die Entformung des Kerns (1) nach dem Aushärten zu erleichtern, sind die Längsachsen sämtlicher Verdrängungskörper (7) zweckmäßig parallel zueinan der ausgerichtet. Fig. 2 shows an element ( 5 ) of a mold, which is used to manufacture the core ( 1 ). Its surface ( 6 ), which forms a section of the inner surface ( 6 ) of the foamable volume of the molding tool, is provided with a large number of pin-shaped displacement bodies ( 7 ) which displace the foam introduced into the molding tool and thus, during its curing, the depressions ( 4 ) in the core ( 1 ). According to the arrangement of the recesses ( 4 ) to be produced, the surface ( 6 ) of the element ( 5 ) also has an area ( 8 ) in which the displacement bodies are arranged by ( 7 ), while the adjacent area ( 9 ) is free of displacement bodies ( 7 ) is. In order to facilitate the demolding of the core ( 1 ) after curing, the longitudinal axes of all the displacement bodies ( 7 ) are expediently aligned parallel to one another.
Im Ergebnis entsteht auf diese Weise der Kern eines Polsterelementes mit bereichsweise unterschiedli chen elastischen Eigenschaften sowie ein Werkzeug zu seiner Herstellung, wobei die Fertigung wesent lich vereinfacht wird.The result is the core of one Upholstery element with different areas Chen elastic properties as well as a tool to its manufacture, the manufacture being essential is simplified.
Claims (6)
- - einer der Bereiche (3) eine Vielzahl von Vertie fungen (4) in seiner Oberfläche aufweist,
- - die Tiefe der Vertiefungen (4) größer als ihr Durchmesser ist
- - und der Abstand und der Durchmesser der Vertie fungen (4) klein gegen den Durchmesser vom Polster element abzustützender Körper sind.
- - One of the areas ( 3 ) has a plurality of indentations ( 4 ) in its surface,
- - The depth of the recesses ( 4 ) is greater than their diameter
- - And the distance and the diameter of the recesses ( 4 ) are small against the diameter of the cushion element to be supported body.
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