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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung einer Öffnung durch einen einzelnen oder wenigstens zwei aufeinanderliegende Folienabschnitte hindurch mit den Merkmalen von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Expansionskörper, insbesondere für einen Fahrzeugsitz, mit wenigstens einer nach dem Verfahren ausgebildeten Öffnung nach den Merkmalen von Anspruch 14.
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Sitzgelegenheiten in Kraftfahrzeugen weisen diverse Verstelleigenschaften oder/und Komforteinstellungen auf. Diese reichen beispielsweise von deren ergonomischer Anpassbarkeit bis hin zur Massagefunktion. Neben elektrischen Aktuatoren werden hierfür auch hydraulisch oder pneumatisch betriebene Expansionskörper eingesetzt. Ein solcher bisweilen auch als „Blase“ bezeichneter Expansionskörper umfasst wenigstens eine möglichst fluiddichte Hohlkammer, aus deren auf Befüllen und Entleeren basierender Volumenänderung eine mechanische Arbeit resultiert. Im Vergleich mit elektrischen Aktuatoren weisen Expansionskörper eine in Bezug auf den erreichbaren Arbeitsweg geringere Größe auf, wodurch sie weniger Bauraum benötigen. Wegen ihrer bauartbedingt nur geringen bewegten Masse lassen sich mit Expansionskörper neben kurzen Reaktionszeiten auch schnelle und harmonische Bewegungen erzielen.
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So ist aus
DE 10 2011 116 194 A1 ein Expansionskörper bekannt, welcher zwei zumindest bereichsweise übereinander angeordnete Folienabschnitte umfasst. Die Folienabschnitte sind unter Ausbildung einer Hohlkammer durch eine Schweißnaht miteinander verbunden.
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Weitergehende Ausgestaltungen im Stand der Technik können zwei oder mehr Hohlkammern vorsehen, welche über wenigstens eine entsprechende Öffnung fluidleitend miteinander in Verbindung stehen. Neben der Ausbildung der Öffnung zwischen Hohlkammern besteht auch aus Befestigungszwecken Bedarf an wenigstens einer mindestens einen der Folienabschnitte durchdringenden Öffnung. Diese ist dann zumeist außerhalb der Hohlkammer/n angeordnet, wie etwa in einem die Hohlkammer begrenzenden Rand wenigstens eines Folienabschnitts. Diese kann genutzt werden, um den Expansionskörper beispielsweise innerhalb eines Fahrzeugsitzes zu positionieren oder/und zu befestigen.
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Zur Ausbildung einer der vorgenannten Öffnungen ist es üblich, diese aus dem wenigstens einen Folienabschnitt beispielsweise über Stanzen auszubilden. Insbesondere bei einer zwei Hohlkammern miteinander verbindenden Öffnung ist dies mit erhöhtem Aufwand verbunden, da der aus dem Folienabschnitt herausgelöste Folienrest aus dem hierfür verwendeten Werkzeug manuell zu entfernen ist. Sofern die mitunter nur schwer in ihrem Verhalten zu kontrollierenden Folienreste unbemerkt bleiben, können diese die Qualität eines fertigen Expansionskörpers mindern. Typische Qualitätsverluste entstehen beispielsweise durch den Verbleib eines Folienrests innerhalb der Hohlkammer eines Expansionskörpers.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ausbildung einer solchen Öffnung insbesondere bei der Fertigung von Expansionskörpern, dahingehend zu verbessern, dass die Produktionszeit trotz Erhöhung des Qualitätsniveaus verkürzt wird. Weiterhin soll ein Expansionskörper mit wenigstens einer entsprechend ausgebildeten Öffnung geschaffen werden, welcher trotz geringer Produktionszeit ein hohes Qualitätsniveau aufweist.
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Die Lösung des verfahrensmäßigen Teils dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1. Der gegenständliche Teil dieser Aufgabe wird durch einen Expansionskörper mit den Merkmalen von Patentanspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche 2 bis 13 sowie 15 bis 17.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausbildung einer Öffnung durch wenigstens einen Folienabschnitt oder wenigstens zwei aufeinanderliegende Folienabschnitte hindurch umfasst die folgenden Schritte:
- - Bereitstellung des wenigstens einen Folienabschnitts,
- - Anordnen wenigstens eines Schnittes durch einen Bereich des wenigstens einen Folienabschnitts hindurch,
- - zumindest teilweises Auslenken eines mindestens bereichsweise an den wenigstens einen Schnitt angrenzenden Folienüberstands in Richtung einer Deckseite des wenigstens einen Folienabschnitts,
- - zumindest bereichsweises Verbinden des wenigstens einen, insbesondere an die Deckseite des wenigstens einen Folienabschnitts angelegten, ausgelenkten Folienüberstands mit der Deckseite unter Ausbildung der Öffnung.
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Erfindungsgemäß wird nun nicht mehr ein zur Ausbildung der Öffnung zu entfernender Folienrest aus dem wenigstens einen Folienabschnitt herausgelöst, sondern lediglich in wenigstens einen umzuformenden und an einer seiner Deckseiten zu befestigenden Folienüberstand aufgeteilt. Der sich hieraus ergebende Vorteil liegt in einer stets genauen Kenntnis über den Verbleib des Folienüberstands, der naturgemäß an dem jeweils zugehörigen Folienabschnitt verbleibt. Hierdurch ist kein manuelles Entfernen etwaiger Folienreste mehr notwendig, wodurch die Produktionszeit verkürzt werden kann. Überdies treten nunmehr auch keine abgetrennten Folienreste mehr auf, so dass die Fertigungsqualität insgesamt verbessert ist. Insbesondere bei der Herstellung eines Expansionskörpers ist es nun nicht mehr möglich, dass sich abgetrennte Folienreste unbemerkt innerhalb seiner wenigstens einen Hohlkammer ansammeln können.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens kann der wenigstens ein, zuvor ausgelenkte Folienüberstand zumindest bereichsweise stoffschlüssig mit einem Bereich der Deckseite verbunden werden. Unter einer stoffschlüssigen Verbindung im Sinne der Erfindung wird beispielsweise eine Verbindung unter Einsatz einer Klebung oder/ und einer Schweißung verstanden. Besonders bevorzugt kann es sich in Bezug auf die Schweißung um eine Hochfrequenzschweißung (HF-Schweißen) handeln. Durch dieses Schweißverfahren wird der wenigstens eine Folienüberstand über ein elektromagnetisches Feld mit der Deckseite des Folienabschnitts zusammengefügt.
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Die Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Folienüberstand während seines Verbindens mit der Deckseite zumindest bereichsweise an diese gepresst werden kann. Auf diese Weise kann eine überaus präzise und kontrollierte Verbindung mit der Deckseite erfolgen.
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Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der wenigstens eine Folienüberstand unter Ausbildung einer die Öffnung zumindest abschnittsweise begrenzenden Randverstärkung mit der Deckseite verbunden werden. Dies ist insofern von Vorteil, als dass der an sich zuvor noch als Folienrest zu entfernende Teil des Folienabschnitts nunmehr weiter genutzt wird, um die Öffnung als solche strukturell zu unterstützen. Durch die quasi bereichsweise Aufdopplung im Randbereich der Öffnung ist beispielsweise eine höhere Festigkeit gegenüber einer elastischen oder gar plastischen Deformation der Öffnung erreichbar.
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Besonders bevorzugt wird der wenigstens eine Folienüberstand in Richtung der Biegeseite ausgelenkt, insbesondere gebogen, indem ein passender Dorn in den wenigstens einen Schnitt eingeführt wird. In vorteilhafter Weise kann das zur Einbringung des wenigstens einen Schnittes erforderliche Schnittmuster dabei bereits am freien Ende des Dorns angeordnet sein. Hierdurch erfüllt der Dorn direkt zwei Maßnahmen, indem er bei dessen Annäherung an den wenigstens einen Folienabschnitt zunächst mindestens den einen, den Folienabschnitt lokal auftrennenden Schnitt einbringt und mittels seiner weitergehenden Bewegung dann den wenigstens einen dabei ausgebildeten Folienüberstand aus der Ebene des Folienabschnitts heraus verdrängt.
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Durch Annähern einer Buchse an die Deckseite kann der wenigstens eine mit deren Stirnfläche in Kontakt tretende Folienüberstand in vorteilhafter Weise an die Deckseite angelegt werden. Bevorzugt kann dies in Kombination mit dem zuvor beschriebenen Dorn erfolgen, so dass Buchse und Dorn sich hierbei gegenseitig als Gegenlager dienen. Dabei kann die Buchse beispielsweise eine den Dorn zumindest abschnittsweise aufnehmende Vertiefung aufweisen, um eine möglichst große Annäherung dieser Elemente unter Einschluss des die Öffnung umgebenden Bereichs des wenigstens einen Folienabschnitts zu erhalten. Dies insbesondere im Hinblick auf dessen üblicherweise recht geringe Materialdicke.
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In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der wenigstens eine Folienüberstand während seines Verbindens mit der Deckseite durch die Stirnfläche der Buchse an die Deckseite gepresst wird. Bevorzugt kann beispielsweise der Dorn ein der Stirnfläche der Buchse gegenüberliegendes und gegenüber dem freien Ende des Dorns entsprechend zurückspringendes Plateau aufweisen, so dass der die auszubildende Öffnung umgebende Bereich des wenigstens einen Folienabschnitts und der mindestens eine auf die Deckseite umgebogene Folienüberstand während ihrer Verbindung zwischen Plateau und Stirnfläche aufeinandergepresst werden.
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Besonders bevorzugt kann der Dorn als formgebendes Element für die Öffnung während des Anlegens und Verbindens des wenigstens einen Folienüberstands mit der Deckseite innerhalb des wenigstens einen Schnittes verbleiben. Insbesondere bei einer Schweißung und der dabei zumindest lokalen Aufweichung des Folienmaterials kann auf diese Weise ein genaues Abbild des Dorns in Bezug auf seinen Querschnitt auf die Öffnung übertragen werden. Unkontrollierte Formgebungen sind hierdurch ausgeschlossen.
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Beispielsweise kann der Dorn hierfür einen kreisrunden oder eckigen, wie etwa drei- oder viereckigen Querschnitt besitzen, um nur einige mögliche Ausgestaltungen zu benennen.
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In besonders bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass ein wenigstens zwei sich berührende oder überkreuzende Schnitte aufweisendes Schnittmuster durch einen Bereich des wenigstens einen Folienabschnitts hindurch angeordnet wird. Besagtes Schnittmuster kann beispielsweise X- oder +-förmig ausgebildet sein. Weitergehende Formen des Schnittmusters können aus mehr als zwei sich überkreuzenden Schnitten bestehen. Sich berührende Schnitte, wie beispielsweise L-, U-, F- oder E-förmige, H-, #-, Y oder V-förmige oder auch Z-, T-, W-, M- oder J-förmige Ausgestaltungen, um nur einige Möglichkeiten zu nennen, können ebenfalls das jeweilige Schnittmuster bilden.
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Weiterhin bevorzugt kann wenigstens ein zwischen den Schnitten verbleibender, insbesondere dreieckförmiger, Folienüberstand zumindest teilweise aus der Ebene des wenigstens einen Folienabschnitts heraus in Richtung einer Biegeseite ausgelenkt, insbesondere gebogen, werden.
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Im Rahmen der Erfindung wird es als besonders bevorzugt angesehen, wenn das Verfahren alle Folienüberstände erfasst. Dies meint, dass sämtliche Folienüberstände ausgelenkt, insbesondere gebogen, sowie an die Deckseite angelegt und mit dieser verbunden werden. In vorteilhafter Weise kann hierdurch eine die Öffnung verstärkende Formgebung ausgebildet werden. Diese kann sich allein aus der Aufdopplung des Materials ergeben.
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In diesem Zusammenhang ist weiter vorgesehen, dass die verstärkende Formgebung mittels einer das Material der Folienüberstände zumindest bereichsweise lokal erweichenden oder verflüssigenden Temperaturerhöhung eingebracht werden kann. In vorteilhafter Weise kann das Material dabei derart verflüssigt werden, dass sich im Ergebnis eine zumindest bereichsweise materialeinheitlich einstückige Ausgestaltung aus Folienabschnitt und Folienüberständen rund um die Öffnung herum ergibt. Alternativ oder ergänzend kann das Material dabei zumindest bereichsweise so plastisch umgeformt werden, dass sich eine tatsächliche Verstärkungsstruktur um die Öffnung herum ergibt, wie beispielsweise durch wenigstens einen Steg.
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Grundsätzlich können die Folienabschnitte jeweils Teil eines Expansionskörpers sein, so dass die Expansionskörper durch die Öffnung hindurch fluidleitend miteinander verbunden werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren lässt eine deutliche Qualitätsverbesserung zu. Insbesondere im Zusammenhang mit der Fertigung von Expansionskörpern liegt dies im Wesentlichen an der stets kontrollierten Ausbildung der Öffnung, so dass keinerlei Folienrückstände innerhalb der wenigstens einen Hohlkammer mehr verbleiben. Durch den Wegfall etwaiger manueller Eingriffe zum Entfernen ausgetrennter Folienteile wird die Produktionszeit zudem spürbar verkürzt. Zudem werden die ansonsten als Abfall anfallenden Folienteile bzw. Folienüberstände weiterhin genutzt, indem diese einen positiven Materialzuwachs um die Öffnung herum bilden. Die sich hieraus ergebende Verstärkung erhöht dessen Beständigkeit oder/und Belastbarkeit. Denkbar ist auch eine Nutzung des zusätzlichen Materials durch dessen Umformung, wie beispielsweise in Form von Strömungsrippen oder dergleichen.
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Weiterhin ist die Erfindung auf einen Expansionskörper gerichtet, welcher wenigstens eine zwischen zwei zumindest bereichsweise übereinander angeordneten und durch wenigstens eine Schweißnaht miteinander verbundenen Folienabschnitten ausgebildete Hohlkammer umfasst. Bei dem Expansionskörper kann es sich bevorzugt um einen solchen für einen Fahrzeugsitz handeln. Im Bereich der Hohlkammer oder einem die Hohlkammer begrenzenden Rand der Folienabschnitte ist mindestens eine Öffnung mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet.
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Die sich hieraus ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren näher erläutert, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen an dieser Stelle auf die entsprechenden Ausführungen hierzu verwiesen wird.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung kann der erfindungsgemäße Expansionskörper wenigstens zwei Hohlkammern besitzen, welche durch mindestens eine solche Öffnung fluidleitend miteinander verbunden sind.
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Nach der Erfindung kann ein die Öffnung begrenzender Rand zumindest abschnittsweise durch aus dem Bereich der Öffnung auf eine Deckseite umgebogene und zumindest bereichsweise mit dieser verbundene Folienüberstände verstärkt sein.
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In diesem Zusammenhang können die mit der Deckseite verbundenen Folienüberstände zumindest bereichsweise unter Ausbildung einer Verstärkungsstruktur umgeformt sein. Dies kann bevorzugt mittels Temperatureinfluss erfolgt sein. Hierdurch ergibt sich eine dauerhaft plastische Formgebung. Auch kann durch den Temperatureinfluss eine zumindest bereichsweise materialeinheitlich einstückige Ausgestaltung ausgebildet sein. Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 Teile zweier erfindungsgemäßer Expansionskörper in einer schematischen Aufsicht nach einer ersten erfindungsgemäßen Maßnahme;
- 2 den Expansionskörper aus 1 in einer schematischen Aufsicht am Ende weiterer Maßnahmen in ansonsten unveränderter Darstellungsweise sowie
- 3 eine mögliche Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem schematischen Vertikalschnitt.
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1 zeigt jeweils die Hälfte zweier erfindungsgemäßer Expansionskörper 1 in der schematischen Darstellung ihrer Aufsicht.
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Diese umfasst zwei übereinander angeordnete Folienabschnitte 2, 3, von denen in der hier rein beispielhaft erkennbaren Ausgestaltung nur der obere Folienabschnitt 2 erkennbar ist, während der darunterliegende Folienabschnitt 3 durch den oberen Folienabschnitt 2 entsprechend verdeckt ist. Entlang ihres äußeren Randes können die beiden Folienabschnitte 2, 3 über jeweils eine hier nicht näher ersichtliche umlaufende Schweißnaht mit weiteren hier ebenfalls nicht erkennbaren Folienabschnitten fluiddicht verbunden werden, so dass jeder der Folienabschnitte 2, 3 mit jeweils einem weiteren Folienabschnitt eine Hohlkammer ausbildet.
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In der vorliegenden Darstellung geht es um die Ausbildung einer die beiden Hohlkammern später fluiddicht miteinander verbindenden und hier noch nicht ersichtlichen Öffnung. Hierfür müssen beide Folienabschnitte 2, 3 zunächst über eine solche miteinander verbunden werden, bevor diese mit je einem weiteren, hier nicht ersichtlichen Folienabschnitt unter Ausbildung von dann insgesamt zwei über die Öffnung miteinander verbundene Hohlkammern randseitig verschweißt werden.
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Zur Ausbildung der Öffnung werden zunächst sich überkreuzende Schnitte 4a, 4b durch einen mittleren Bereich beider Folienabschnitte 2, 3 hindurch angeordnet. Rein beispielhaft sind diese vorliegend so angeordnet, dass sich das daraus ergebende Schnittmuster die Form eines + (Plus) oder X aufweist. Aufgrund der Schnitte 4a, 4b werden naturgemäß vorliegend vier weiterhin mit den Folienabschnitten 2, 3 materialeinheitlich einstückig verbundene Folienüberstände 5a-5d ausgebildet. Diese weisen vorliegend eine im Wesentlichen dreieckige Form auf. In einem nächsten Schritt werden die Folienüberstände 5a-5d in hier nicht näher gezeigter Weise gemeinsam in Richtung einer Biegeseite 6 aus der Ebene der Folienabschnitte 2, 3 heraus umgebogen. Die hierbei vollzogene Richtung erfolgt senkrecht zur Ebene der Folienabschnitte 2, 3 (aus der hier vorliegenden Blattebene heraus).
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2 zeigt die Lage der Folienüberstände 5a-5d nach deren Umbiegen. Erkennbar sind diese so weit abgebogen, dass diese nunmehr auf einer Deckseite 2a des oberen Folienabschnitts 2 aufliegen. In nicht näher erkennbarer Weise sind die Folienüberstände 5a-5d unter Ausbildung der Öffnung 7 mit der Deckseite 2a verbunden. Durch die sich hierdurch ergebende quasi Aufdopplung des Materials wird ferner eine Randverstärkung 8 um die Öffnung 7 herum ausgebildet. Weitere, im Wesentlichen in Form eines Quadrats mit abgerundeten Ecken ausgebildete Schweißnähte 9 sorgen für einen festen Verbund zwischen den beiden Folienabschnitten 2, 3. Zusätzliche Verstärkungen sind in Form von den Ecken des Quadrats ausgehende und radial in Richtung der Öffnung 7 weisenden Stegen 10 ausgebildet.
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3 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung 11 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung 11 umfasst einen unteren Teil 11a und einen oberen Teil 11b, welche relativ zueinander beweglich sind (durch weiße Pfeile angedeutet). Der untere Teil 11a weist einen Dorn 12 auf, welcher in ein demgegenüber zurückspringendes Plateau 13 eingebettet ist. Demgegenüber weist der obere Teil 11b eine Buchse 14 auf, welche eine mit dem Dorn 12 korrespondierende Vertiefung 14a besitzt. Zwischen dem unteren Teil 11a und dem oberen Teil 11b sind die beiden aufeinandergelegenen Folienabschnitte 2, 3 erkennbar. Der Dorn 12 weist ein an seinem freien Ende gelegenes und hier nicht näher ersichtliches Schnittmuster auf, mit dem zunächst die Schnitte 4a, 4b in die Folienabschnitte 2, 3 eingebracht wurden.
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Durch eine weitere Verschiebung des Dorns 12 wurden die dabei ausgebildeten Folienüberstände 5a-5d in der zuvor beschriebenen Weise umgebogen.
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In nicht näher gezeigter Weise werden Dorn 12 oder/und Plateau 13 sowie Buchse 14 nun so weit einander angenähert, bis eine Stirnfläche 14b der Buchse 14 die Folienüberstände 5a-5d auf die Deckseite 2a abbiegt. Mittels HF-Schweißen werden die dabei gehaltenen Folienüberstände 5a-5d anschließend mit der Deckseite 2a verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- - Expansionskörper
- 2
- - Folienabschnitt von 1
- 2a
- - Deckseite
- 3
- - Folienabschnitt von 1
- 4a
- - Schnitt in 2 und 3
- 4b
- - Schnitt in 2 und 3
- 5a
- - Folienüberstand von 2 und 3
- 5b
- - Folienüberstand von 2 und 3
- 5c
- - Folienüberstand von 2 und 3
- 5d
- - Folienüberstand von 2 und 3
- 6
- - Biegeseite
- 7
- - Öffnung in 2 und 3
- 8
- - Randverstärkung aus 5a-5d
- 9
- - Schweißnacht
- 10
- - Steg
- 11
- - Vorrichtung
- 11a
- - unterer Teil von 11
- 11b
- - oberer Teil von 11
- 12
- - Dorn von 11
- 13
- - Plateau von 11a
- 14
- - Buchse von 11b
- 14a
- - Vertiefung von 14
- 14b
- - Stirnfläche von 14
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011116194 A1 [0003]
