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用于身体保护缓冲垫的缓冲垫装置和用于其制造的方法

申请号 CN201280021393.3 申请日 2012-04-24 公开(公告)号 CN103534077A 公开(公告)日 2014-01-22
申请人 瓦科技术有限公司; 发明人 朱利安·伯奇;
摘要 本 发明 涉及一种缓冲垫装置(01)以及一种用于其制造的方法。在此,缓冲垫装置(01)具有多个由弹性的成形体填充的空心体(05),所述空心体构成在组合层中的可热塑性 变形 的基本层(03)和可热塑性变形的 覆盖 层 (02)之间。为了实现尤其成本有利的结构,为了形成空心体(05),将基本层(03)改型成袋形的隆起部(07)并且以对准的方式将上置的覆盖层(02)改型成具有伸入到隆起部(07)中的突出部(08)。
权利要求

1.一种用于制造用于身体保护缓冲垫的缓冲垫装置(01)的方法,所述缓冲垫装置具有多个空心体(05),所述空心体构成在组合层中的能热塑性变形的基本层(03)和能热塑性变形的覆盖层(02)之间,所述方法具有下述方法步骤:
a)在所述基本层中、尤其是借助于真空和/或超压构成多个袋形的隆起部(07),b)用弹性的成形体(12)填充所述基本层的所述袋形的隆起部以用于构成成形体填充物(11);
c)将所述覆盖层设置在所述基本层上,使得为了构成空腔,通过所述覆盖层来覆盖所述袋形的隆起部的装填开口(16);
d)将温度作用于设置在所述基本层上的覆盖层并且将真空(23)作用于所述空腔,以用于在所述覆盖层中构成伸入到所述隆起部中的突出部(08),并且同时压缩设置在所述空腔中的所述成形体填充物并且在所述袋形的隆起部的开口边缘(10)处在所述基本层和所述覆盖层之间构成的连接区(09)中构成接合连接。
2.根据权利要求1所述的方法,
其特征在于,为了构成所述袋形的隆起部(07),将所述基本层(03)设置在具有袋形的成形腔(21)的成形板(20)上,并且随后将真空(23)和/或在加热的所述基本层的上侧将超压作用于由加热到变形温度上的基本层所覆盖的成形腔。
3.根据权利要求2所述的方法,
其特征在于,为了构成所述覆盖层(02)的伸入到所述隆起部(07)中的突出部(08),通过在所述隆起部的底壁(15)中构成的底部开口(14)将真空(23)作用于通过用所述覆盖层覆盖所述基本层所限定的所述空腔。
4.根据权利要求3所述的方法,
其特征在于,为了构成所述底部开口(14),借助于引入到所述成形板的排气开口(22)中的工具对贴靠成形腔底部(24)的底壁(15)进行打孔。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,所述覆盖层(02)在真空作用期间在后面由气密层覆盖。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,借助于接触加热装置将温度作用于所述覆盖层(02)或覆盖所述覆盖层的层。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,
其特征在于,借助于辐射加热装置将温度作用于所述覆盖层(02)或覆盖所述覆盖层的气密层。
8.一种用于身体保护缓冲垫的缓冲垫装置(01),所述缓冲垫装置具有多个空心体(05),所述空心体构成在组合层中的能热塑性变形的基本层(03)和能热塑性变形的覆盖层(02)之间,并且所述空心体具有包覆部(06),所述包覆部通过基本层区域(17)和覆盖层区域(18)形成,所述基本层区域和所述覆盖层区域经由接合连接在所述组合层的平面中环绕的连接区(09)中相互连接,所述接合区形成所述基本层区域的袋形的隆起部(07)的上边缘,其中所述包覆部具有由多个弹性的成形体(12)组成的成形体填充物(11),并且为了压缩所述成形体填充物,在所述覆盖层区域中构成伸入到所述隆起部中的突出部(08)。
9.根据权利要求8所述的缓冲垫装置,
其特征在于,所述包覆部(06)具有开口。
10.根据权利要求9所述的缓冲垫装置,
其特征在于,所述开口构成为所述袋形的隆起部(07)的底壁(15)中的底部开口(14)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的缓冲垫装置,
其特征在于,所述基本层(03)和/或所述覆盖层(02)由具有织物结构的热塑性材料形成。
12.根据权利要求8至11中的任一项或多项所述的缓冲垫装置,
其特征在于,所述基本层(03)和/或所述覆盖层(02)设有至少一个另外的覆盖层。
13.一种具有根据权利要求8至12中的任一项或多项所述的缓冲垫装置(01)的身体保护缓冲垫。

说明书全文

用于身体保护缓冲垫的缓冲垫装置和用于其制造的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于制造用于身体保护缓冲垫的缓冲垫装置的方法以及一种根据权利要求8所述的缓冲垫装置。

背景技术

[0002] 开始所述类型的缓冲垫装置用于制造身体保护缓冲垫,所述身体保护缓冲垫例如集成在安全帽或者运动功能性服装中。在此,保护功能基本上基于通过在缓冲垫装置的空心体中构成的成形体填充物来吸收打击或者撞击。
[0003] 为了实现尽可能好的吸收能,在成形体组合物中期望成形体的尽可能高的充填密度。这此外能够通过下述方式来实现:借助于抽真空装置将空心体抽真空进而借助于真空形成紧密的组合物。同时,在此形成形状稳定性,使得在抽真空之后,保护元件与塑料罩的形状稳定性无关地具有尽可能固定的形状。
[0004] 与真空相关的作用的前提是:必须将适合于暂时抽真空的装置构成在缓冲垫装置上,或者在永久抽真空的情况下相应耗费地构成缓冲垫装置,以便确保在缓冲垫装置的使用寿命期间保持真空。

发明内容

[0005] 因此,本发明的目的是,提供用于身体保护元件的缓冲垫装置,所述缓冲垫装置是易于使用且易于制造的。
[0006] 该目的通过具有权利要求1的特征的方法以及具有权利要求8的特征的缓冲垫装置来实现。
[0007] 在根据本发明的方法中,首先在基本层中构成多个袋形的隆起部。在此,基本层目前是否是完全平坦并且本身刚硬的层或者是否作为柔性松弛的结构存在是不重要的。在第一步骤中,至少进行相应的改型以用于形成隆起部。
[0008] 为了填充袋形的隆起部,将弹性的成形体以松散填料的方式进行填装。成形体至少能够弹性地或者部分弹性地、弹性-塑性地变形。例如,能够使用由聚苯乙烯或者类似的材料构成的塑料球。
[0009] 接下来,在基本层上施加覆盖层。在此,在之前通过形成袋形的隆起部而出现的装填开口的区域中,覆盖层覆盖基本层以包围成形体填充物和装填开口。
[0010] 下面,将温度作用于设置在基本层上的覆盖层并且将真空作用于空腔。在空腔中构成的真空引起成形体在空腔中存在的松散填料的压缩。由此,降低由成形体填充物所占据的空间。与成形体填充物的压缩的同时,将覆盖层深拉到成形体填充物上。相应于覆盖层的变形,出现伸入到隆起部中的突出部。就此而言,相应于袋形的隆起部分别形成形状减小且在相同的方向上成形的突出部。此外,同时或者之后,在袋形的隆起部的上边缘处在基础层和覆盖层之间形成的连接区中实现接合连接。在此,在基本层和覆盖层之间形成固定连接。接合连接能够根据构成方案气密地构成。
[0011] 根据本发明的方法能够以尤其简单且经济的方式实现缓冲垫装置的制造,所述缓冲垫装置具有有利的撞击吸收的特性,而不需要在空心体中构成真空。仅需要在制造过程期间产生真空,以便通过减小空心体内腔来实现成形体填充物的高的充填密度或者甚至实现成形体填充物的弹性的预应力
[0012] 关于将覆盖层在连接区中连接到基本层上,接合连接的准确的实施方案目前是不重要的。然而,在一个尤其有利的实施形式中,接合连接借助于将基本层与覆盖层以环绕的方式进行焊接来产生,其中在基本层和覆盖层之间实现基本上气密的连接。
[0013] 尤其有利的是,为了构成袋形的隆起部,首先将基本层置于具有袋形的成形腔的成形板上。在此,基本层不仅能够是本身刚硬的元件、而且能够是不稳固的元件。至少将加热到变形温度上的基本层通过施加到成形腔中的真空而下拉到所述成形腔中。在此,如何产生变形温度目前是不重要的。一方面可行的是,事先将基本层在外部加热并且在已升高的温度下安置。然而有利的是,将基本层在安置在成形板上之后加热。这能够预先在施加真空之前进行或者与施加真空同时进行。在此,加热不仅能够借助于接触加热装置、而且能够借助于辐射加热装置来进行。
[0014] 尤其有利的是,基本层气密地实施。就此而言,所述基本层能够实施成塑料膜。由此,以简单的方式能够实现将真空施加到成形腔中,而不强制地需要另外的辅助机构。
[0015] 替选地同样能够考虑,应用首先非气密的层、例如织物的塑料结构作为基本层。为此,为了能够借助于真空实现改型,能够用另外的气密层覆盖基本层。明显的是,另外的层在该情况下必须具有用于对基本层进行改型所必需的热稳定性以及用于对袋形的隆起部进行造型所必需的可变形性。
[0016] 补充于或者替选于使用真空以从基本层中成形袋形的隆起部,同样存在下述可行性:在基础层的上侧上,即在基本层的与真空相对置的一侧上使用真空的情况下,产生超压。在此,能够以简单的方式使用压缩空气,所述压缩空气与要产生的真空相比通常更容易作为辅助机构在生产工厂中使用。要理解的是,在基本层之上需要基本上封闭的罩,借此能够建立有利的超压。不需要完全的气密性。因此,例如上侧的用于加热基本层的工具能够实施成,使得能够在成形腔之上在所述工具和基本层之间形成超压。由于基本层之上的压强和基本层之下的成形腔中的压强之间的压强差,出现基本层的所必需的改型。相应地,在成形腔中使用真空引起与在基本层之上使用超压起相同作用的改型。
[0017] 然而,在使用非气密的基本层时,尤其适合的是借助于冲压工具进行变形,其中基本层由加热的成形冲头下压到相应的成形腔中。
[0018] 尤其有利的是,为了构成覆盖层的伸入到隆起部中的突出部,通过在隆起部的底壁中构成的底部开口将真空作用于通过用覆盖层覆盖基本层而限定的空腔。
[0019] 底部开口是何种类型的目前是不重要的。在非气密的基本层的情况下,所述底部开口直接地通过缺乏气密性而得出。
[0020] 在应用气密的基本层时,以尤其有利的方式通过将在成形腔底部中贴靠的底壁打孔来形成底部开口。在此,以尤其有利的方式应用引入到成形板的排气开口中的工具。就此而言,在产生底部开口的情况下,从成形板的一侧穿过排气开口对基本层进行打孔。
[0021] 在此不重要的是,是否在排气开口中施加负压的情况下进行产生打孔或者是否首先执行打孔并且接下来施加负压。至少将用于打孔的工具以有利的方式引入到排气开口中。
[0022] 为了借助于真空产生伸入到隆起部中的突出部,在上侧上需要气密的封闭件。这以尤其有利的方式通过气密的覆盖层来实现。就此而言,覆盖层同样能够选为通常成本适宜的热塑性的塑料膜。
[0023] 替选地,可行的是,覆盖层同样选为可热塑性变形的层,然而所述层不实施成是气密的。为了真空作用的目的,有利地,通过另外的气密层将覆盖层在后面覆盖以用于产生所必需的气密性。在此,需要另外的气密层的所必需的柔韧性,以用于实现始于未变形的覆盖层的变形以形成伸入的突出部。
[0024] 有利地,借助于接触加热装置将温度作用于覆盖层或者将覆盖层覆盖的层。在此,覆盖层在第一实施变型形式中能够置于平坦的加热的工具上。在软化之后,能够借助于真空形成突出部。同样可行的是,为加热覆盖层所选择的工具形式匹配于突出部的构成。就此而言,首先对覆盖层的首先变形的区域进行加热。在此,以有利的方式能够持续地在对覆盖层进行改型时执行加热。
[0025] 替选于接触加热装置,能够以尤其有利的方式借助于辐射加热装置将温度作用于覆盖层或者将覆盖层覆盖的气密层。通过应用辐射加热装置不需要制造另外的成形工具。此外,该实施形式是尤其有利的,因为在变形过程期间,以通过真空触发的方式,能够借助于辐射加热装置未减弱地对覆盖层进行加热。在此,辐射加热装置能够以最简单的实施类型来执行对覆盖层的整个表面的均匀的辐照。然而,尤其有利的是,辐射加热装置根据隆起部进而要产生的突出部的分布和造型施加不同分布的辐射能量。就此而言,尤其能够加热要变形的区域,而相反不要变形的区域经受更低的温度负荷。
[0026] 此外,有利的是,在施加真空之前或者之后,尤其有利的是在施加真空期间,使用这种工具,使得同时在上部的、围绕袋形的隆起部的边缘中的连接区中在基本层和覆盖层之间产生接合连接。就此而言,有利的是,能够同时使用用于产生覆盖层的加热的机构以用于产生接合连接。
[0027] 根据本发明的缓冲垫装置具有权利要求8的特征。
[0028] 根据本发明,缓冲垫装置具有多个空心体,所述空心体构成在组合层中的可热塑性变形的基本层和可热塑性变形的覆盖层之间,并且所述空心体具有包覆部,所述包覆部通过基本层区域和覆盖层区域形成,所述基本层区域和所述覆盖层区域经由接合连接在组合层的平面中环绕的连接区中相互连接,所述接合区形成基本层区域的袋形的隆起部的上边缘,其中包覆部具有由多个弹性的成形体组成的成形体填充物,并且为了压缩成形体填充物,在覆盖层区域中构成伸入到隆起部中的突出部。
[0029] 原则上,设有多个空心体,所述空心体构成在组合层中的可热塑性变形的基本层和可热塑性变形的覆盖层之间。虽然缓冲垫装置为了实现根据本发明的优点同样能够仅具有单独的空心体,但是具有多个空心体的实施方案是优选的。
[0030] 根据本发明的缓冲垫装置的主要特征是,为了压缩成形体填充物或者为了压缩弹性的成形体的松动填料,将覆盖层区域构成为伸入到隆起部中的突出部。
[0031] 根据本发明的缓冲垫装置的特征特别在于尤其简单的制造,其中在与隆起部相同的方向上构成突出部。通过该实施形式,能够实现成形体的尤其紧密的充填进而实现最佳的保护平,而没有如从现有技术中常见的那样需要继续施加附加的真空。
[0032] 此外,缓冲垫装置适合用于应用在不同的应用领域中。因此,缓冲垫装置能够用于不同的应用目的,例如用于身体保护,也用于物体的运输保护。同样可行的是,由于可热塑性变形的基本层和覆盖层,借助于后续的过程步骤为了单独的应用而再次在空心体之外的区域中将缓冲垫装置变形。
[0033] 尤其有利的是,包覆部具有开口。在此,以有利的方式将开口构成为在袋形的隆起部的底壁中的底部开口。明显的是,因此在应用缓冲垫装置时在空心体中不施加真空。尽管如此,缓冲垫装置具有尤其有利的紧密的充填,所述充填对于实现高的保护水平是必需的。然而,由于缺乏真空,在通过撞击类型的负荷引起的变形之后能够实现手动的再成形。相反,在现有技术中,需要移除真空并且在再成形之后重新产生真空。
[0034] 在一个有利的实施形式中,基本层和/或覆盖层由具有织物结构的热塑性材料形成。就此而言,能够根据随后的应用为缓冲垫装置来设计材料选择。这有时省去了施加附加的遮盖的上层。
[0035] 此外,有利的是,基本层和/或覆盖层设有至少一个另外的覆盖层。因此,缓冲垫装置能够作为制成的构件为了单独的应用而设有所必需的表面特性。
[0036] 根据本发明的身体保护缓冲垫具有根据权利要求8至12中任一项或多项所述的缓冲垫装置。附图说明
[0037] 在下面的附图中示例性地示出根据本发明的缓冲垫装置、其制造方法的实施形式以及应用实例。
[0038] 附图示出:
[0039] 图1示出缓冲垫装置的一个实施例
[0040] 图2示出在缓冲垫装置中构成的空心体;
[0041] 图3至图8以各个方法阶段的视图示出缓冲垫装置的制造的可能性;
[0042] 图9示出缓冲垫装置在安全帽上的应用。

具体实施方式

[0043] 图1示出具有基本层03和覆盖层02的缓冲垫装置01,在所述基本层和覆盖层之间构成多个空心体05,所述空心体分别由基本层区域17和覆盖层区域18形成(示意地在图2中可见),所述基本层区域和覆盖层区域在连接区09中相互连接。在覆盖层区域18中构成突出部08,所述突出部伸入到基本层区域17的袋形的隆起部07中。在空心体05之内存在成形体填充物11。
[0044] 尤其如图2示出,袋形的隆起部07以及伸入到所述袋形的隆起部中的突出部08以对准的方式构成并且构成用于成形体填充物11的包覆部06(示意示出)。在连接区09之内构成接合连接,所述接合连接确保基本层03和覆盖层02之间的固定的组合进而稳定包覆部06。成形体填充物11具有多个成形体12,所述成形体在通过包覆部06施加到成形体填充物11上的预应力下紧密压紧地相互贴靠。
[0045] 在袋形的隆起部07的底壁15的区域中设置有底部开口14,所述底部开口在制成的缓冲垫装置01中实现空心体05的换气(Belüftung)并且——如在下文中还阐明的那样——在制造缓冲垫装置01时实现空心体的排气(Entlüftung)。
[0046] 在图3至8中根据依次的方法阶段的视图详细阐明在图1中示出的缓冲垫装置01的制造。在此,图3示出基本层03的基本层区域17,所述基本层设置在具有成形腔21的成形板20上。成形腔21在成形腔底部24中设有排气开口22。
[0047] 在升高的温度的作用下以及借助于在排气开口22上施加真空23,如在图4中示出,将基本层03深拉到成形腔21中,使得构成袋形的隆起部07并且将基本层03以袋形的隆起部07的底壁15置于成形腔底部24上。随着构成隆起部07,在基本层03中构成装填开口16。
[0048] 接下来,如图5所示出的,借助于冲头25在底壁15中构成底部开口14,并且隆起部07经由基本层区域17中的装填开口16由成形体12填充,将所述成形体以松散填料的方式放入到隆起部07中(图6)。
[0049] 在填充隆起部07之后,如在图7中示出,将具有覆盖层区域18的覆盖层02置于基本层03或者基本层区域17上并且借助于在此没有详细示出的加热装置加热到变形温度上。
[0050] 通过在排气开口22上施加负压23,如在图8中示出,将加热到变形温度上的覆盖层02的覆盖层区域18朝向装填开口16的开口边缘以及朝向容纳在隆起部07中的成形体填充物11拉动。在此,覆盖层区域18在连接区09中构成接合连接的情况下紧贴到开口边缘10和成形体填充物11上,其中在覆盖层区域中构成突出部08的情况下实现成形体填充物11的压缩。
[0051] 方法的结果是在图1中示出的、具有伸入到袋形的隆起部07中的突出部08的缓冲垫装置01。
[0052] 在缓冲垫装置的制造之后,在另一改型过程中能够对缓冲垫装置进行改型,以用于产生期望的形状稳定的轮廓、也就是例如碗形的轮廓。
[0053] 在图9中示出作为缓冲垫装置的可能的应用的实例的安全帽31的剖面图,其中具有空心体33的缓冲垫装置32设置在外壳35和内罩36之间。尽管能够考虑应用主要具有不稳固的结构或者具有可柔性弯曲的基本层和覆盖层的缓冲垫装置32并且通过设置在外壳的内侧上才实现缓冲垫装置的期望的轮廓,但是对于该示例性的实施形式有利的是,在制造缓冲垫装置32之后对覆盖层和基本层在围绕空形体的区域中再次以热学的方式进行改型从而实现使缓冲垫装置32最佳地匹配于外壳35。
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