DE3621054A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbinden flexibler materialien - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verbinden flexibler materialien

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flexible
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James A Hammond
Thomas L Smith
Keith A Jacklin
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Description

Die Erfindung befaßt sich mit dem Verbinden flexibler Materia­ lien, wie textiler Stoffe, Leder oder Vinyl, die auf einer Unterlage, im folgenden Substrat genannt, angebracht werden.
Häufig ist es erwünscht, flexible Materialien entlang einer Naht miteinander zu verbinden. Ein Anwendungsfall hierfür befindet sich an Türen von Automobilen. Vinyl- oder Textil- -überzogene Polster (z. B. Schaumstoff) werden an den oberen und unteren Abschnitten der Innenseite einer Autotür verwen­ det. Um die beiden Abschnitte zu verbinden, wurden die beiden Materialien nach dem Stande der Technik entweder zusammen mit einer Borte vernäht, oder es wurde die Naht an der Verbin­ dungsstelle mit einem Streifen aus dünnem Material, beispiels­ weise aus Metall oder Kunststoff, überzogen.
Ein diesem bekannten Verfahren anhaftendes Problem ist die Notwendigkeit einer zusätzlichen Herstellungsoperation nach Anbringung des Materials an der Tür, um die Übergangsstelle der beiden Materialien abzudecken oder zu kaschieren. Außerdem ergeben sich unerwünschte Materialspannungen an der Verbin­ dungsstelle, wenn bestimmte flexible Materialien verbunden werden. Beispielsweise neigen viele textile Materialien dazu, unter Spannung auszufasern, während bestimmte Folienmateriali­ en geringer Festigkeit reißen oder gestreckt werden können, wenn sie mit bekannten Verfahren verbunden werden. Ein weite­ res Problem entsteht, wenn unterschiedliche Materialien mit­ einander verbunden werden sollen. Beispielsweise können texti­ le Materialien und Vinylmaterialien nicht geeignet vernäht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben angegebenen Probleme mit Hilfe eines einfachen und wirksamen Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung zum Verbinden flexibler Materialien zu lösen.
Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß ein Substrat bzw. eine Unterlage mit einer Nut versehen. Mit Klebstoff überzogener Schaumstoff wird auf das Substrat aufgelegt, und danach werden die beiden flexiblen zu verbindenden Materiallagen (Zuschnit­ te) derart auf den Schaumstoff aufgelegt, daß sie die im Sub­ strat befindliche Nut überlappen. Als nächstes wird eine mit einem der Nut im Substrat angepaßten, rippenförmigen Blatt versehene Form dazu verwendet, die flexiblen Materialien und die Schaumstoffschicht in die Nut des Substrat zu drücken, wo sie vom Klebstoff und Druck in Stellung gehalten werden. Das Ergebnis ist eine glatte Naht, die weder eines Überzugs bzw. einer Abdeckung noch einer weiteren Stabilisierung bedarf und während des Schritts der Anbringung der Materialien auf dem Substrat gebildet wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Substrat, in welchem eine Nut ausgebildet ist;
Fig. 2 eine Endansicht des Substrat gemäß Fig. 1 zur Veranschaulichung des Nutquerschnitts;
Fig. 3 die zur Herstellung der Verbindung verwendete Form;
Fig. 4 eine Ansicht zur Erläuterung des Verfahrens bei der Bildung der Verbindung zwischen zwei flexi­ blen Materiallagen;
Fig. 5 die Verfahrensstufe nach dem Schließen der Form und des Substrats; und
Fig. 6 die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens gebildete Verbindung.
Beschrieben wird ein Verfahren zum Verbinden flexibler Materi­ allagen entlang einer Naht bzw. eines Saums. Das Verfahren benutzt ein mit einer Nut versehenes Substrat und führt zu beständigen, glatten Nähten, die keiner Abdeckung und keines Überzugs bedürfen. In der folgenden Beschreibung werden zahl­ reiche besondere Einzelheiten, z. B. Materialarten, Klebstoff usw. angegeben, um das Verständnis für die vorliegende Erfin­ dung zu erleichtern. Es ist jedoch klar, daß die Erfindung ohne solche speziellen Einzelheiten realisiert werden kann. In anderen Fällen werden bekannte Materialien nicht beschrieben, um die Erfindung nicht mit unnötigen Einzelheiten zu bela­ sten.
In der folgenden Beschreibung wird das Verbinden von zwei flexiblen Materialien entlang einer geradlinigen Verbindungs­ stelle (Naht) beschrieben. Die Materiallagen werden auf einem Substrat 10 (Fig. 1) miteinander verbunden. Eine Nut 11 ist in dem Substrat ausgebildet und definiert die Stelle der Verbin­ dung. Für das Substrat 10 kann ein beliebiges Material verwen­ det werden, dessen einziges Erfordernis darin besteht, daß es bei Ausbildung als Substrat eine Nut über die Gesamtlänge des Verbindungsbereichs der Materialien aufnehmen kann. So kann das Substrat beispielsweise aus Metall, Hartkunststoff, Holz oder gepreßtem Schaumstoff bestehen. Die Nut 11 kann in das Material geschnitten oder gefräst oder auf andere Weise in dem Material ausgeformt werden. Obwohl der Nutquerschnitt in Fig. 2 schwalbenschwanzförmig dargestellt ist, können andere Quer­ schnitte, wie rechtwinklige Querschnitte, verwendet werden. Die Nut 11 muß tief genug ausgebildet sein, um ein Verbinden der Materialien zu ermöglichen, jedoch wiederum nicht so tief, daß die bauliche Einheit des Substrats gefährdet oder zerstört wird; normalerweise 10 bis 20% der Gesamtdicke des Sub­ strats.
Bei der Erfindung findet außerdem eine Form 15 mit einem Blatt 16 (Fig. 3) Verwendung. Das rippenförmige Blatt 16 ist so ausgebildet, daß es in die Nut 11 des Substrats 10 paßt. Das Blatt 16 kann aus Aluminium, Hartkunststoff oder einem anderen Material bestehen, welches sich in die erforderlichen Formen bringen läßt. Führungsstifte 17 sind an der Form angebracht und dienen der Lagefestlegung und Zentrierung des Substrats während der Bildung der Naht. Obwohl die Oberfläche der Form in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel glatt ist, kann auf der Formoberfläche ein Muster vorgesehen sein, um den flexiblen Materiallagen bei der Herstellung der Verbindung eine erhabende Oberflächenstruktur zu geben.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in den Fig. 4 und 5 veranschaulicht. In dem beschriebenen Beispiel wird ein flexi­ bles Material 22 mit einem Material 23 verbunden. Geeignete Überzugsmaterialien, die bei der Erfindung verwendet werden können, sind im Stande der Technik bekannt; zu ihnen gehören gewebte und ungewebte Textilstoffe, Vinyl, andere faltbare Kunststoffolien (oder Schichten), Leder o. dgl.. Das Material wird mit der sichtbaren Seite auf die Form 15 aufgelegt. Es wird genügend Material eingesetzt, damit sowohl das Material 22 als auch das Material 23 einander an der Berührungsstelle mit dem Blatt 16 überlappen. Die Führungsstifte 17 werden durch das Material gesteckt. Als nächstes wird Schaumstoff 21, der auf beiden Seiten mit einem Klebstoff versehen ist, auf die Materialien 22 und 23 aufgebracht. Der Schaumstoff 21 muß genügend elastisch verformbar sein, um die Herstellung einer Verbindung zu ermöglichen. Stärker verformbare Schaumstoffe können tiefere Schlitze als steifere Schaumstoffe erforderlich machen. Da der Schaumstoff mit Klebstoff überzogen ist, werden die Deckmaterialien nicht nur an ihrer gegenseitigen Verbin­ dungsstelle, sondern über ihre gesamte Oberfläche zum Haften gebracht. Dies verringert Spannungen an der Verbindungsstelle selbst und führt zu einer zuverlässigeren, haltbareren und stabileren Verbindung. Als Klebstoff eignen sich sowohl Hart- als auch Weichklebstoffe, wie beispielsweise harte und weiche Urethanklebstoffe, wie sie in den US-PS 43 73 057 und 43 95 530 beschrieben sind. Das Substrat 10 wird unter Verwendung der Führungsstifte 17 auf den Schaumstoff derart aufgesetzt, daß die Nut mit dem Blatt 16 ausgerichtet ist.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird die aus Form und Substrat bestehende Kombination zusammengedrückt, wodurch der Schaum­ stoff und die einander überlappenden Materiallagen 22 und 23 in die Nut 11 gedrückt werden. Dieser Schritt kann bei Zimmer­ temperatur durchgeführt werden, wobei der Druck solange auf­ rechterhalten bleibt, bis der Klebstoff ausgehärtet ist. Bei erhöhten Temperaturen härtet der Klebstoff rascher, wodurch der Ausstoß erhöht werden kann. Die obere Temperaturgrenze hängt von den Materialien, dem Schaumstoff und dem beim Ver­ fahren verwendeten Substrat ab.
Ein Beispiel für das Verfahrensprodukt mit der erfindungsgemäß hergestellten Naht ist in Fig. 6 gezeigt. Die Nahtstelle ist geradlinig und sauber und bedarf keines Überzugs zum Instel­ lunghalten.
Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Naht während der Anbringung der Materialien auf dem Substrat gebildet wird. Nach dem Stande der Technik wurden die Materi­ allagen zuerst am Substrat angebracht und danach miteinander verbunden.
Obwohl die Erfindung vorstehend anhand von zwei zu verbinden­ den Materialstücken bzw. -lagen beschrieben worden ist, kann das Verfahren auch an Multi-Materialanordnungen sowie dreidi­ mensionalen Teilen angewendet werden. Die Bildung dreidimensi­ onaler Formteile unter Verwendung bekannter Verfahren zum Verbinden von Materialen ist aus der DE-OS 35 14 625 bekannt.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Herstellung gerad­ liniger Nähte, sondern kann auch auf gekrümmte oder winklige Nahtverläufe Anwendung finden. Die Form der Nut und des in dieser eingreifenden Blatts bestimmt die Nahtform.

Claims (16)

1. Verfahren zum Verbinden flexibler Materialien auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Substrat (10) an einer der Verbindungsstelle der flexiblen Materialien (22, 23) entsprechenden Stelle eine Nut (11) ausgebildet wird, daß die flexiblen Materialien dem Sub­ strat derart aufgelegt werden, daß sie einander im Nutbereich überlappen, daß im Überlappungsbereich der flexiblen Materia­ lien eine Kraft zur Wirkung gebracht wird, welche einen Ab­ schnitt der flexiblen Materialien in die Nut drückt, wodurch die flexiblen Materialien entlang einer glatten Naht miteinan­ der verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen der Kraft eine Form (15) verwendet wird, die ein mit der Nut (11) im Substrat (10) zusammenfallendes vor­ springendes Blatt (16) hat.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Nut (11) ein Klebstoff zum Fixieren der flexiblen Materialien (22, 23) in der Nut (11) verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht (21) aus klebstoffüberzogenem Füllstoff auf die Oberfläche des die Nut (11) enthaltenden Substrats (10) aufgebracht wird und die miteinander zu verbindenden flexiblen Materialien (22, 23) derart auf die Oberfläche der Füllstoff­ schicht aufgelegt werden, daß sich die flexiblen Materialien an ihrer Verbindungsstelle überlappen, daß danach die Form (15) mit dem mit der Nut (11) ausgerichteten Blatt (16) aufge­ legt wird und das Substrat (10) und die Form (15) soweit zu­ sammengedrückt werden, daß die flexiblen Materialien (22 und 23) und der Füllstoff (21) in die Nut gedrückt werden, so daß eine Verbindung zwischen den beiden flexiblen Materialien gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Substrat aus Metall verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Substrat aus Holz verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Substrat aus Kunststoff verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Füllstoffschicht aus Schaumstoff be­ steht.
9. Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei flexiblen Deckmaterialien, gekennzeichnet durch ein Sub­ strat (10), in welchem eine Nut (11) zur Aufnahme der flexi­ blen Materialien (22, 23) und zur Begrenzung der Verbindung ausgebildet ist, und eine Form (15) mit einem mit der Nut (11) ausrichtbaren, rippenartig vorspringenden Blatt (16) zum Ein­ drücken der flexiblen Materialien in die Nut (11).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) aus Holz besteht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) aus Metall besteht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) aus Kunststoff besteht.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (15) mit Führungsstiften (17) zum Ausrichten der Form (15) mit dem Substrat (10) versehen ist.
14. Überzogener Schichtkörper, gekennzeichnet durch ein mit einer Nut (11) versehenes Substrat (10), einer dem Substrat aufgelegten Schaumstoffschicht (21), die an einem Abschnitt in der Nut (11) des Substrats zusammengedrückt und mit dem Sub­ strat verklebt ist, eine erste flexible Deckschicht (22), die einem ersten Bereich der Schaumstoffschicht derart aufgelegt ist, daß ein Abschnitt der ersten Deckschicht in die Nut ein­ gedrückt ist, wobei die erste Deckschicht mit der Schaumstoff­ schicht (21) verklebt ist, und eine zweite flexible Deck­ schicht (23), die auf einem zweiten Bereich der Schaumstoff­ schicht (21) derart angeordnet ist, daß ein Abschnitt dieser Deckschicht (23) in die Nut gedrückt ist, wobei die zweite Deckschicht mit der Schaumstoffschicht verklebt ist und mit der ersten flexiblen Deckschicht (22) entlang einer durch die Nut (11) begrenzten Nahtstelle verbunden ist.
15. Schichtkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten (22, 23) aus Vinyl, einem textilen Mate­ rial, Kunststoffolie und/oder Leder bestehen.
16. Schichtkörper nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Substrat (10) aus Holz, Metall oder Kunst­ stoff besteht.
DE19863621054 1985-06-26 1986-06-24 Verfahren und vorrichtung zum verbinden flexibler materialien Withdrawn DE3621054A1 (de)

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US74919685A 1985-06-26 1985-06-26

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