DE2542588A1

DE2542588A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausformen einer folie, insbesondere eines textilstoffes oder einer kunststoffolie in einer formmatrize

Info

Publication number: DE2542588A1
Application number: DE19752542588
Authority: DE
Inventors: Kurt Moser
Original assignee: Upjohn Co
Current assignee: Pharmacia and Upjohn Co
Priority date: 1975-09-24
Filing date: 1975-09-24
Publication date: 1977-04-07
Also published as: GB1549042A; FR2325483B3; DE2542588B2; FR2325483A1; JPS5240578A; DE2542588C3; US4087224A; IT1072560B

Description

HENKEL, KERN, FEILER &HÄNZEL

BAYFRISCHE HYPOTHEKEN- UND TELEX: 05 29 802 HNKL D P DII A R D-SCH M I D-STR ASSE 2 WECI1SI-I.BANK MÜNCHKN Nr. 3HWIMU TPIPJ.ON- ,0 Mi 663197 66 30 91 92 tüUAKU-bLHMllJ-M KAMt, Z DRKSDNIJl BANK MÖNCHEN 3 914

TELEPON. <089) 66 3197. 66 30« - Vi D-8000 MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MÖNCHEN 162147 - W»

TP.LEGRAMMK: El LlPSOID MÜNCHEN

The Upoohn Company
Kalamazoo, Mich./USA

Verfahren und Vorrichtung zum Ausformen einer Folie, insbesondere eines Textilstoffes oder einer Kunststoffolie in

einer Formmatrize

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausformen unter Unterdruck und/oder Überdruck einer Folie, insbesondere eines kalt oder in der Wärme verformbaren textilen oder textilähnlichen Stoffes, vie eines Gewebes, der durch einen elastischen Überzug an einer seiner Seiten luftundurchlässig gemacht ist, oder einer Folie eines warmverformbaren Kunststoffes an der Formwand einer Forinmatrize, insbesondere bei der Herstellung von Polstern aus weichem geschäumtem Kunststoff mit einem Verbundüberzug aus Textilstoff, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Es ist bekannt, Polster aus weichem geschäumtem Kunststoff mit einem Verbundüberzug aus Gewebe od. dgl. dadurch herzustellen, daß ein kalt oder in der Wärme verformbares und durch einen elastischen Überzug auf einer seiner Oberflächen luftundurchlässig gemachtes textiles Stoffstück gegen den Umfangsrand einer Formmatrize festgelegt wird, wonach sich das Stoffstück unter der Einwirkung von Unterdruck

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an die Formwand der Formmatrize anschmiegt und in den Formraura der Formmatrize auf das ausgeformte textile Stoffstück eine schäumbare Kunststoffmischung eingegossen wird, die im Formraum alsbald aufschäumt und ein Kunststoffschaumpolster bildet. Nach der Polymerisation des Schaumstoffes wird das Polster mit dem am Schaumstoff fest und unlösbar anhaftenden Gewebeüberzug aus dem Formraum herausgenommen.

Eine wesentliche Schwierigkeit bei diesem bekannten Vorgehen liegt in der Erzielung einer konstanten Dicke und Dehnung des Gewebeüberzuges auf dem fertigen Produkt. So wird zwar beim Aufbau des Unterdruckes im Formraum das gesamte Gewebe mehr oder weniger gleichmäßig gedehnt und tritt zunächst mit den weniger tiefen Bereichen der Formwand der Formmatrize in Berührung, gegen die das Gewebe alsbald unter der vereinten Wirkung des Unterdruckes und der Reibung an der Formwand festgelegt wird.

Um jedoch anschließend ein Anschmiegen des Gewebes an die tieferen Bereiche der Formwand der Formmatrize zu erzielen, muß.sich das Gewebe in den noch nicht gegen die Formwand anliegenden Bereichen noch zusätzlich dehnen. Dies führt im Ergebnis zu verschiedenen Dehnungsgraden des Gewebes und damit zu bereichsweise verschiedenen Dicken des Gewebeüberzuges auf dem fertigen Polster, da die im Bereich der Berührungsfläche wirkenden Reibungskräfte eine gleichmäßige Dehnung verhindern. Dies bedeutet im Ergebnis, daß am Fertigprodukt (Polster) gerade di.e am meisten beanspruchten Stellen am dünnsten sind.

Zur Erzielung einer gleichmäßigen Dicke des Gewebes an allen Stellen des Überzuges wäre es erforderlich, eine Gleit-

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bewegung des Gewebes auf der Formwand der Formmatrize zu ermöglichen, damit dieses sich gleichmäßig verteilen kann. Dies ist jedoch aus den oben angeführten Gründen nicht möglich, und zwar insbesondere deshalb, weil keine Schmierflüssigkeit und kein Pulver eingesetzt werden kann, welches eine solche Gleitbewegung des Gewebes ermöglichen würde, da sonst der Überzug des fertigen Polsters beschmutzt würde. Außerdem würde die Gefahr eines Zusetzens der Entlüftungsbohrungen in der Formwand bestehen.

Uh die genannten Schwierigkeiten zu beseitigen oder wenigstens zu verringern, kann ein Formkolben oder eine Mehrzahl von Formkolben eingesetzt werden, die das Gewebe gegen die tieferen Bereiche der Formmatrize drücken, bevor der Unterdruck im Formraum aufgebaut wird. Durch derartige Formkolben wird das Gewebe insgesamt einer ersten mehr oder weniger gleichförmigen Verformung unterworfen, um ihm eine Vorform zu geben, die mehr der Form der Formwand der Formmatrize angepaßt ist, bevor der Unterdruck aufgebaut wird, durch den sich das Gewebe durch eine zusätzliche Vorformung mit vergleichsweise geringen Verformungswegen gegen die gesamte Formwand der Formmatrize anlegt.

Diese Verfahrensweise, die eine Ausformung des Gewebes mit einer insgesamt relativ gleichförmigen Dehnung ermöglicht, erfordert jedoch eine zusätzliche Formeinrichtung, die sehr kompliziert und teuer wird, da die Formwand der Fonnmatrize gewölbte und schwer herzustellende Formen aufweist. Darüber hinaus ist eine solche Zusatzeinrichtung in der Praxis nicht bei solchen Formmatrizen anwendbar, die beispielsweise in einer Fertigungsstraße für die Polster bewegt werden.

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Es ist auch schon vorgeschlagen worden (P 25 11 811.0), zwischen Gewebe und Foriawand eine elastisch verformbare, perforierte Membran unterschiedlicher Dicke (gegebenenfalls mit zusätzlichem flüssigen oder festen Schmiermittel) anzuordnen, die aufgrund der unterschiedlichen Dicke ein entsprechend unterschiedliches Dehnungsverhalten aufweist, wobei die örtliche Membrandicke derart gewählt ist, daß Stellen größerer Membrandicke Formwandvertiefungen gegenüberliegen. Hierdurch wird im Ergebnis eine relativ gleichmäßige Dehnung des auf der perforierten Membran aufgrund der Perforierungsdurchlässe festgelegten Gewebes erreicht.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine noch gleichmäßigere Dehnung der Folie bzw. des Gewebes zu erzielen, und zwar ohne daß die Gefahr besteht, daß durch das Schmiermittel die Folie (Gewebe) verschmutzt und die Entlüftungsbohrungen in der Forrawand sich zusetzen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß während des Ausformens ein Luft- oder Gasfilm zwischen Formwand und Folie (Gewebe) bzw. perforierter elastischer Membran mit örtlich unterschiedlicher Dickenverteilung erzeugt wird. Erfindungsgemäß gleitet somit das Gewebe bzw. die Membran wie auf einem Luftkissen, so daß eine sonst eine gleichmäßige Dehnung verhindernde Reibung praktisch nicht vorhanden ist, d.h. erfindungsgemäß wird sehr einfach eine völlig gleichmäßige Dehnung erzielt.

Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein durch die mit Durchlässen versehene Formwand an einer Seite begrenzter Formkasten in mindestens zwei Kammern unterteilt ist, in denen bis zum Ende oder bis kurz

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vor dem Ende des Ausformens unterschiedliche Gas- oder Luftdrücke aufrechterhalten werden. Aufgrund des Differenzdruckes wird somit ein die Reibung praktisch völlig verhindernder Gas- bzw. Luftfilm erzeugt, da Gas bzw, Luft von der Kammer höheren Drucks in die Kammer niedrigeren Druckes über die Durchlässe in der Formwand strömt. Wie ohne weiteres ersichtlich, besteht keine Gefahr einer Folienverschmutzung oder eines Zusetzens der Durchlässe, Bei besonders großen Tiefziehgraden kann zusätzlich die elastische perforierte Membran unterschiedlicher Dicke benutzt werden. Diese Membran mit bereichsweise unterschiedlicher Dicke, die sich unter der Einwirkung des Formdruckes zunächst mit den dünneren Bereichen an die weniger tiefen Bereiche der Formwand der Formmatrize anlegt, bevor sich die dickeren Bereiche der Membran verformen und gegen die tieferen Bereiche der Formwand angelegt werden, ergibt eine weitere Verbesserung bezüglich einer möglichst gleichmäßigen Foliendehnung. Die dünneren Bereiche der Membran, die sich schneller bzw. früher verformen, legen sich somit als erste an die weniger tiefen Bereiche der Formmatrize an und übertragen dabei auf die entsprechenden Bereiche des gegen die Membran festgelegten Gewebes oder der Folie eine bestimmte Dehnung und erst wenn diese dünnen Bereiche der Membran durch die gemeinsame Einwirkung des Unterdrucks gegen die Formwand der Formmatrize festgelegt sind, werden dann auch die dickeren Bereiche der Membran verformt, wobei sie ebenfalls den entsprechenden Bereichen des Gewebes oder der Folie eine bestimmte Dehnung vermitteln, damit auch eine Anschmiegung an die tieferen Bereiche der Formwand der Formmatrize erfolgt.

Dadurch, daß als zusätzliches Hilfsmittel zum Luft- bzw. Gasfilm eine Membran mit einem geeigneten Dickenverlauf in

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Abhängigkeit von der Änderung der Tiefe der Formwand der Formmatrize benutzt wird, ist es möglich, der Membran an allen Stellen eine etwa gleiche Dehnung zu vermitteln, so daß auch das gegen die Membran festgelegte und sich zusammen mit dieser verformende Gewebe oder die Folie eine völlig gleichmäßige Dehnung erfährt.

Um das Gewebe oder die Folie gegen die Membran unter der Einwirkung des im Formraum erzeugten Unterdruckes festzulegen, wird vorteilhaft eine Gleitbewegung auf der dem Gewebe oder der Folie zugewandten Oberfläche der Membran vermieden, wobei beispielsweise dort eine Schicht aus einem Material, wie Polyisobutylen, aufgebracht wird, welche ein Gleiten behindert.

Bei der Herstellung von Polstern mit vergleichsweise einfachererer Formgebung kann es ausreichen, allein das Gewebe oder den Überzug dieser Polster ohne Verwendung einer Membran auszuformen, wobei das Gewebe oder der überzug eine gleichmäßige Dehnung erfährt und auf dem Luft- bzw. Gasfilm auf der Formwand der Formmatrize gleiten kann, um sich gleichmäßig auf der Formwand zu verteilen.

Die elastische Membran kann zusammen mit dem Gewebe in einen Klemmrahmen eingesetzt und festgelegt werden, der gegen den Umfangsrand der Formmatrize abgedichtet ist.

Jedoch kann die Membran ebenso auch Heibend auf der Formmatrize befestigt werden, wodurch sie durch ihre Elastizität die Herausnahme des Polsters am Ende der Herstellung aus der Formmatrize unterstützt, und es kann das Gewebe dann getrennt oberhalb der Membran in einen Klemmrahmen

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eingesetzt und festgelegt werden, der gegen den Umfangsrand der Formmatrize abgedichtet ist.

Die elastische Membran kann aus irgendeinem Material hergestellt sein, welches ausreichend elastisch ist, um sich an die Formen der Formwand der Formmatrize anschmiegen zu können. Sie kann beispielsweise aus einem elastischen Textilstoff oder aus natürlichem oder synthetischem Gummimaterial bestehen. Insbesondere wird als Werkstoff mit Vorteil natürlicher oder synthetischer Profilgummi verwendet. In derselben Form kann auf diese Weise eine große Anzahl identischer Membranen erzeugt werden, die beispielsweise zur Ausrüstung sämtlicher Formmatrizen einer Fabrikationsstraße für die Polster eingesetzt werden. Im übrigen gestattet eine solche Guß- oder Preßformherstellung eine Erzeugung von Membranen mit beliebigen Dickenänderungen.

Beim Ausformen von in der Wärme verformbaren Textilstoffen oder warmverformbaren Folien muß die Membran natürlich aus einem Werkstoff bestehen, der die bei der Verformung der Textilstoffe oder bei der Warmumformung der Folien auftretenden Temperaturen aushält.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 schematisch vereinfacht verschiedene Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ausformung eines Gewebestückes unter Verwendung einer Vorrichtung mit einer Membran mit variabler Dicke, und

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

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Die Erfindung wird nachstehend zunächst anhand des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 bis 3 beschrieben, bei dem eine zusätzliche Membran vorgesehen ist.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Unterdruckausformung eines Gewebes 1 im Querschnitt dargestellt, mit der der überzug eines Polsters aus weichem geschäumtem Kunststoff geformt werden soll und die auch als Gußform zum Abguß der Schaummasse auf dem ausgeformten Gewebe dient. Die Vorrichtung weist eine Formmatrize 2 auf, die als Formkasten ausgebildet ist und eine Formwand 3 aufweist. Die Formwand ist mit Durchlässen 4 versehen, durch die hindurch sich der im Formkasten 5 erzeugte Unterdruck auch im Formraum 7 der Formmatrize aufbauen kann. Der Formkasten bzw. der Raum unterhalb der Formwand 3 ist in zwei Kammern 5 a und eine Kammer 5b unterteilt, in denen bis zum Ende des Ausformens ein unterschiedlicher Gas- oder Luftdruck aufrechterhalten wird, der wegen der Symmetrie der Formwand 3 in den Kammern 5a gleich ist. Je nachdem, in welcher der Kammern der Druck größer ist, strömt ein Gas- oder Luftfilm von der Kammer 5b nach den beiden Kammern 5a oder umgekehrt. Zur Erzeugung des Unterdruckes und des Differenzdruckes im Formkasten 5 v/eist dieser einen Sauganschluß 6a und 6b zur Verbindung mit einer Saugpumpe auf, die Luft aus dem Formkasten 5 und durch die Formwand 3 hindurch aus dem Formraum 7 absaugt. Die Sauganschlüsse 6a und 6b sind an die zugeordneten Kammern 5a und 5b angeschlossen.

Das Gewebe 1, das in der Formmatrize 2 ausgeformt werden soll, ist durch einen auf eine seiner Flächen aufgebrachten elastischen Überzug 8 luftundurchlässig gemacht.

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Das so vorbereitete Gewebe 1 ist zusammen mit einer mit Löchern 10 versehenen elastischen Membran 9 auf einen Umfangsrand. 11 der Formmatrize 2 aufgesetzt und dort befestigt. Hierzu werden übereinanderliegend die Membran 9 und das Gewebe 1 auf den Umfangsrand 11 aufgelegt, der beispielsweise mit einer umlaufenden Dichtung 12 versehen ist, wonach die Membran 9 und das Gewebe 1 mittels eines einstückigen Klemmrahmens 13 dicht am Umfangsrand 11 befestigt werden.

Die Membran 9 läßt an ihrer dem Gewebe 1 zugewandten Seite keine Gleitbewegungen zu, wozu beispielsweise eine Schicht 14 aus Polyisobutylen aufgebracht ist, derart, daß das sich unter dem Einfluß des Unterdrucks gegen die Membran 9 anl/egende Gewebe festgelegt ist und sich nicht gegenüber der Membran 9 verschieben kann.

Die Membran 9 weist eine variable Dicke auf, wobei die Dicke in den Bereichen 9', die sich an die weniger tiefen Bereiche 3¹ der Formwand 3 anlegen sollen, geringer ist als die Dicke in Bereichen 9", die zur Anlage an die tiefer gelegenen Bereiche 3" der Formwand 3 bestimmt sind.

Die dünnen Bereiche 9¹ der Membran 9 verformen sich schneller bzw. früher als die dicken Bereiche 9"; die Verformung, welcher die Membran 9 unter dem Einfluß des Unterdruckes im Formraum 7 der Formmatrize ausgesetzt ist, wirkt sich zunächst an diesen dünnen Bereichen 9* aus.

Wie anhand der Fig. 2 veranschaulicht ist, dehnen sich die dünnen Bereiche 9¹ im Mittelteil und entlang des Umfangsrandes der Membran 9 und gelangen zur Anlage an den weni-

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ger tiefen Bereichen 3¹ der Formwand 3, ohne daß die dicken Bereiche 9" der Membran durch diese Verformung beeinflußt werden. Das gegen die Membran 9 festgelegte Gewebe 1 folgt der Verformung der Membran und wird somit allein in den Bereichen gedehnt, die an den Bereichen 9^! der Membran 9 anliegen.

Wenn die dünnen Bereiche 9¹ der Membran 9 an den weniger tiefen Bereichen 3^f der Formwand 3 der Formmatrize 2 anliegen, wird durch den genannten Gas- bzw. Luftfilm die Reibung zwischen der Membran 9 und der Forinwand 3 im Bereich der Kammer 5b fast völlig aufgehoben, so daß sich die Membran 9 auch in diesem Bereich nahezu frei und gleichmäßig dehnen kann, wobei gleichzeitig und nachfolgend auch die dicken Bereiche 9" der Membran verformt werden, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist, bis sie sich an die tieferen Bereiche 3" der Formwand 3 anschmiegen. Diese Verformung wirkt sich in einer Dehnung der Bereiche 9" der Membran 9 aus, was zu einer entsprechenden Dehnung des Gewebes 1 in den gegen die Bereiche 9" der Membran festgelegten Bereichen des Gewebes führt.

Durch die fast völlige Vermeidung der Reibung aufgrund des Gas- bzw. Luftfilmes und mittels einer geeigneten Dickenverteilung kann selbst bei großen Tiefziehgraden erreicht werden, daß die Membran 9, obwohl sie einer in zwei Stufen ablaufenden, unterschiedliche Bereiche der Membran erfassenden Verformung ausgesetzt ist, insgesamt eine gleichmäßige Verformung erfährt. Das Gewebe 1, das unter der gemeinsamen Einwirkung des Unterdruckes und der Reibung ifolge der Antigleitschicht 14 der Membran gegen die Membran festliegt und daher überall genau der Verformung der Membran

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folgt, erfährt somit in seiner Gesamtheit eine im wesentlichen gleichmäßige Dehnung und weist in seiner Anlage an die Formwand 3 an allen Stellen dieselbe Dicke auf.

In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich durch eine andere Formgebung der Formwand 3· Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4 weist nämlich die Formwand 3 mehrere aufeinanderfolgende rillenartige Vertiefungen auf, so daß der Formkasten in eine entsprechende Anzahl von Formkammern 5a und 5b unterteilt ist. Ferner besteht noch ein gewisser geringfügiger Unterschied bezüglich der Verfahrensweise, indem die Druckdifferenz zwischen den Kammern 5a und 5b nur bis kurz vor Ende des Ausformvorganges aufrechterhalten wird. Kurz vor Ende des Ausformvorganges wird nämlich der Druck zwischen den Kammern 5a und 5b aneinander angeglichen, so daß sich die Membran 9 zusammen mit der Folie 1 exakt an jede der Vertiefungen in der Forriiwand 3 anlegen kann. Abgesehen von diesen beiden Unterschieden bestehen sowohl bezüglich des konstruktiven Aufbaus als auch bezüglich der Funktionsweise keine Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Jig. 1 bis 3, weshalb auch die gleichen Bezugszeichen verwendet sind und auf eine nochmalige eingehende Beschreibung der Fig. 4 verzichtet wird.

Wenn im Unterschied zu den beiden Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 4 auf die Membran 9 verzichtet wird, verläuft der gesamte Funktionsabiauf in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben, denn die Membran 9 dient ledig-

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lieh als zusätzliche Hilfe bei besonders großen Tiefzieh graden bzw. bei besonders starken Vertiefungen in der
Formwand 3. Insbesondere das erfindungsgemäße Hauptmerkmal der fast völligen Reibungsaufhebung infolge des Gasoder Luftfilmes ist völlig unabhängig davon, ob eine Membran verwendet wird oder nicht.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere von Vorteil
bei der Herstellung von Polstern für die Sitze von Automobilen und Flugzeugen.

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zum Ausformen unter Unterdruck und/oder Überdruck einer Folie, insbesondere eines kalt oder in der Wärme verformbaren textlien oder textilähnlichen Stoffes, wie eines Gewebes, der durch einen elastischen Überzug an einer seiner Seiten luftundurchlässig gemacht ist, oder einer Folie eines warmverformbaren Kunststoffes an der Formwand einer Formmatrize, insbesondere bei der Herstellung von Polstern aus einem weichen geschäumten Kunststoff mit einem Verbundüberzug aus Textilstoff, wobei das Gewebe oder die Folie abgedichtet am Umfangsrand der Formwand der Formmatrize, insbesondere unter Zwischenschaltung einer oberhalb der Forinwand der Formmatrize liegenden elastischen perforierten Membran mit örtlich unterschiedlicher Dickenverteilung festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ausformens ein Luft- oder Gasfilm zwischen Formwand und Folie (Gewebe) bzw. perforierter elastischer Membran mit örtlich unterschiedlicher Dickenverteilung erzeugt wird.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die mit Durchlässen (4) versehene Formwand (3) an einer Seite begrenzter Formkasten (5) in mindestens zwei Kammern (5a, 5b) unterteilt ist, in denen bis zum Ende oder bis kurz vor dem Ende des Ausformens unterschiedliche Gas- oder Luftdrücke aufrechterhalten werden.

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3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gewebe (1) oder der Folie zugewandte Seite der Membran (9) mit einer Antigleitschicht (14), z.B. einer Polyisobutylenschicht, versehen ist.

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