CN117355455A - 用于机动车辆的方向盘及用于制造方向盘的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆的方向盘，具有方向盘主体(2)，方向盘主体(2)具有内部的方向盘芯(1)以及至少一个构造在方向盘主体(2)中的、在圆周上环绕的凹槽(4)，所述凹槽具有凹槽底部(4c)以及凹槽侧壁(4b)，用于位置固定地接纳覆皮(3)的条带的自由端(3a、3b)，其特征在于，在方向盘主体(2)中，在凹槽侧壁(4b)上设置有伸入凹槽(4)并指向凹槽底部的倒钩(5c)。根据用于借助成型工具(6)制造这种方向盘的方法，在成型工具(6)中为了在方向盘主体(2)中制造至少一个凹槽(4)而设置有规定出凹槽(4)的形状的、环绕的突起(6a)。所需数量的紧固夹(5、8)在通过其张紧力保持在倒钩(5c)的区域中的情况下，被放置到突起(6a)上。然后用合适的材料包裹方向盘芯(1)，并且在包裹住方向盘芯(1)后，方向盘主体(2)与成型工具(6)分离，其中，将紧固夹(5、8)与突起(6a)拉开，并通过其弹簧力以倒钩(5c)穿过凹槽(4)的侧壁伸入到凹槽(4)中。由此可靠地防止覆皮(3)的端部(3a、3b)从凹槽(4)中滑出。

Description

用于机动车辆的方向盘及用于制造方向盘的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的方向盘以及一种用于制造这种方向盘的方法，该方向盘具有：方向盘主体，该方向盘主体具有内部的方向盘芯；以及构造在方向盘主体中的至少一个在圆周上环绕的凹槽，该凹槽具有凹槽底部和凹槽侧壁，用于位置固定地接纳覆皮的条带的自由端。

背景技术

现今，方向盘通常采用注射成型方法制造。为此，使用由多个部件组成的注塑模具，将由铝或钢制成的方向盘骨架插入到该注塑模具中，然后将例如由聚氨酯制成的泡沫层施加到圆形的方向盘轮缘上。

出于触觉原因，车辆驾驶员由于质感原因而偏好用皮革等令人愉悦的材料包裹泡沫方向盘轮缘。方向盘引人注目的视觉外观在与车内其他装备相关地也发挥着重要作用。因此现在大多数方向盘轮缘都配有覆皮。

使用夹紧凹槽来固定覆皮已为人所知60多年，其方式为，将覆皮端部插入到夹紧凹槽中并且加以粘合。

然而，将插入的覆皮端部永久牢固地固着在凹槽中的方案存在一些问题，使得如今仍然非常不愿意使用夹紧凹槽。当铸造带有凹槽的方向盘时，该凹槽与所有使用注塑方法制造的元件一样，必须具有1至2度的最小斜度，否则在材料成型后，注塑模具将无法再轻松移除，并且方向盘覆皮的部件因形成的真空和表面摩擦可能会损坏。然而，这样的最小斜度随后会降低覆皮端部在凹槽中的保持程度。压入方向盘凹槽的材料(例如皮革)由于其柔软性、在热和冷条件下的不同膨胀以及随着时间的推移由于老化而导致的材料变化，可能在凹槽中变得松动并也可能滑出。

粘合连接也存在类似的问题，其中，不能排除的是，随着时间的推移，由于频繁使用、方向盘振动以及由于老化和强烈的温度变化而导致材料发生变化，粘合连接可能会与方向盘上的覆皮松脱。

发明内容

因此，本发明的目的是：实现覆皮端部在凹槽中的永久牢固且耐老化的固定。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的方向盘和具有权利要求8的特征的方法来实现。进一步有利的设计方案可以在相应的从属权利要求中得出。

根据本发明，在方向盘主体中，在凹槽侧壁上设置有伸入到凹槽中的倒钩。在凹槽的每一侧上可以设置一个或多个倒钩。倒钩应狭窄并向内指向地成型，使得倒钩可以相对容易地压过可能存在的、在制造过程中保留的任何方向盘主体材料，并且还可以可靠地防止覆皮的端部滑出。倒钩的尖端应为楔形或锥形，以便能够良好地咬入覆皮材料。诸如圆形走向的线端部等的其他实施方式也是可以考虑的。倒钩可以指向凹槽底部或沿另一方向指向。重要的是倒钩可以防止覆皮从凹槽中滑出。

特别优选地，倒钩被设计成，与挤入凹槽的深度相关地具有弹性，使得当覆皮的端部插入时倒钩能够通过凹槽的侧壁缩回并且当覆皮拉出时接合在材料中并防止其滑出。

根据本发明的特别优选的设计，倒钩布置在至少部分地包围凹槽、位于方向盘主体中的紧固夹的弹簧臂的端部处。紧固夹可以具有不同的形状，其中，紧固夹以弹簧臂至少部分地包围凹槽的侧壁并以连接弹簧臂的接片包围凹槽底部。弹簧臂和连接弹簧臂的接片的设计可以采取不同的形式。在圆形或U形的情况下，消除了接片并且弹簧臂彼此合并。在有利的设计中，紧固夹具有敞开的、几乎圆形的在端部具有倒钩的弹簧夹的近似形状(D形设计)。在所有设计方案中，倒钩之间的开口的距离大致对应于凹槽的宽度，其中，倒钩本身的尖端之间的距离略小于凹槽宽度。紧固夹的弹簧臂优选地稍微向内弯曲，以在成型工具中用合适的材料包裹之后对凹槽的侧壁实现一定的压力。该压力必须足够大，使得紧固夹的倒钩能够穿透可能存在的包裹材料，但又必须足够小，使得倒钩仅延伸到凹槽中仅一点点。凹槽中倒钩的长度取决于凹槽的宽度和其中所需的材料。相比于夹紧槽，在宽槽的情况下倒钩的长度可以明显更大，夹紧槽只允许为插入材料的两端提供空间。由于其形状，紧固夹可以轻松地推到成型工具的突起上，随后成型工具形成凹槽。当推入时，紧固夹的弹簧臂会被稍微推开，以便弹簧臂稍微张紧。这可以容易地通过机器或手动完成，因为倒钩向内指向，并因此容易地滑过成型工具突起。

在根据本发明设计的方向盘中，覆皮以其自由端插入到至少一个凹槽中，其中，倒钩压入覆皮并防止其滑出凹槽。

根据本发明的方法，在用于在方向盘主体中制造至少一个凹槽的成型工具中放置有预给定凹槽形状的、环绕的突起，在该突起上将所需数量的紧固夹通过其张紧力保持在倒钩的区域中。然后用合适的材料包围方向盘芯，在包围方向盘芯之后，将方向盘主体与成型工具分离，其中，将紧固夹与突起拉开，并由于紧固夹的弹簧力以倒钩穿过凹槽的侧壁伸入到凹槽中。

具体来说，通过将带有倒钩的紧固夹固定到成型工具的突起上来制造方向盘主体，随后突起将产生凹槽。通过引入合适的泡沫材料，例如聚氨酯泡沫(PU泡沫)，紧固夹被包铸并且现在位于形成方向盘主体的泡沫内。就下文中提到的注塑模具和聚氨酯泡沫(PU泡沫)而言，也可以是其他的实施方式，例如其他泡沫材料、非泡沫塑料或合成树脂及其相应的成型工具。下文中还提及注塑模具，尽管注塑模具通常总是由多个零件组成，因为否则无法干预到在注塑模具中形成的部件。

将注塑模具的突起从发泡方向盘轮缘中拉出后，紧固夹位于注塑模具的突起留下的材料凹陷、即凹槽的边缘处。

由于其形状和灵活性以及不存在注塑模具突起的阻力，紧固夹将其倒钩进一步推入凹槽中。当覆皮端部现在插入凹槽中时，覆皮端部可以简单地被推过倒钩，因为倒钩向内指向并且还可能稍微退回到泡沫中。一旦覆皮端部插入完成，倒钩就会咬入与其相邻的插入覆皮材料中。如果试图拉出覆皮的一端或两端，则倒钩将更深地咬入覆皮材料中，从而阻止插入凹槽中的覆皮端部被进一步拉出。

因此，覆皮端部不再可能滑出，但也无法重新调整覆皮，这对于机械制造来说不是问题。制造机械经过编程，以便它们始终在同一地点使用相同的材料执行相同的工作流程，因此通常不需要重新调整。

为了使加工更容易，可以将多个紧固夹组合在一起以形成复合夹。在此紧固夹使用一个或多个连接元件(例如线材)彼此连接。这种复合夹现在可以简单地施加到注塑模具的突起上。在方向盘主体中，可以根据喜好将相应数量的单独的紧固夹和复合夹施加在所需的部位上。

优选地使用D形紧固夹，其中，弹簧臂优选地是弧形的并且在松弛状态下在自由端处具有比突起的厚度更小的距离。

上面在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以在分别指定的组合中使用，而且也可以采用其他组合或单独使用。为了实现本发明，并非必须实现权利要求1的所有特征。独立或从属权利要求的各个特征也可以由其他公开的特征或特征组合来替代。

由权利要求、说明书或附图产生的所有特征和/或优点(包括结构细节、空间布置和方法步骤)无论单独还是以多种组合对于本发明来说都是必要的。在附图中，相同或类似的部件用相同或类似的附图标记来标记。

附图说明

下面参考附图基于实施例更详细地介绍本发明。图中仅示出方向盘轮缘的一部分的横截面，并且没有与方向盘中部的连接，即没有方向盘辐条、方向盘轮毂、安全气囊等。运动方向由箭头标示。其中：

图1示出方向盘轮缘的横截面；

图2示出具有突起和紧固夹的注塑模具的截段；

图3示出图2中的被推到注塑模具的突起上的紧固夹；

图4示出方向盘截段，其中，用于方向盘主体的注塑材料包围图3中的紧固夹；

图5示出在移除注塑模具的同时拉出突起时图4中的方向盘截段；

图6示出取出注塑模具后图5的截段；

图7示出将覆皮端部插入凹槽后图6的截段；

图8示出具有突起的注塑模具的截段和应当被推到突起上的各个紧固夹的组合；

图9示出图8的复合夹，其被推到注塑模具的突起上；

图10示出夹和凹槽的一些示例性特征；以及

图11示出用于紧固夹的特殊设计和变型的一些示例。

具体实施方式

图1示出方向盘，其具有方向盘芯1和方向盘主体2，并包裹有覆皮3，例如皮革，覆皮的端部插入凹槽4中。本发明和下面的说明涉及虚线所示的区域。

图2示出紧固夹5，其应当被推到在注塑模具6中形成凹槽4的突起6a上。紧固夹5具有敞开的几乎圆形的在端部具有倒钩5c的弹簧夹的近似形状。在该实施例中，倒钩5c之间的开口距离大约对应于凹槽4的宽度4a(图10)，其中，倒钩5c本身的尖端之间的距离稍微小于凹槽宽度4a。

紧固夹5的侧臂5b稍微向内弯曲，以允许在铸造后对凹槽4的内壁4b施加一定的压力。该压力必须足够大，使得紧固夹5的倒钩5c能够穿透可能存在的铸造材料，但又必须足够小，使得倒钩5c仅稍微延伸进入凹槽4中。凹槽4中的倒钩5c的长度取决于凹槽宽度4a和其中所需的材料。相比于夹紧槽，在宽槽的情况下倒钩的长度可以明显更大，夹紧槽仅允许为插入材料的两端提供空间。

由于其形状，如图3所示，紧固夹5可以容易地被推到注塑模具6的突起6a上，该突起随后形成凹槽4。当被推上时，紧固夹5的臂5b被稍微彼此推开，使得臂稍微处于张紧。这可以通过机器或手动容易地完成，因为倒钩5c向内指向并因此容易地滑过突起6a。

将模塑料、例如聚氨酯注射到注塑模具6中，从而形成方向盘主体2。在图4中，用于方向盘主体2的注塑材料包围图3中的紧固夹5。

在图5中，将注塑模具6从已成型的方向盘主体2上拉开。在此，注塑模具6的突起6a在方向盘主体2中留下形成凹槽4的空腔。

在移除注塑模具6后，图6中的夹5的倒钩现在稍微伸入到凹槽4中，凹槽底部4c以及部分地还有凹槽的侧壁4b被接片5a包围(图10)并且部分被紧固夹5的弹簧臂5b(图10)包围。紧固夹5由于弯曲其臂5b的力而将其倒钩5c稍微压入凹槽4的空的内部空间。

一旦根据图7将覆皮3的端部3a和3b压入凹槽4中，则通过倒钩5c的形状防止该端部再次从凹槽4中掉出。

为了更容易和更快速地处理，如图8所示，可以将多个紧固夹5组合在一起以形成复合件8，例如柔性长条，然后可以将其作为整体推到注塑模具6的突起6a上。在该示例中，复合件8由两条细连接线材9实现。如果需要的话，各个元件的数量和间距可以很容易地改变。

图9示出图8中的复合夹8，其被推到注塑模具6的突起6a上。薄连接器9允许复合件8稍微弯曲并且在施加时适配注塑模具6的弯曲突起6a。其他连接可行方案和连接材料也是可以考虑的。

紧固夹和复合件的施加优选地通过机器进行，但也可以手动施加。

紧固夹5可以构造成各种形状和变型，但优选地是由金属丝制成的D形，如图10所示，以便当其被拉离注塑模具6的突起6a时，能够通过其经由接片5a连接的弹簧臂5b对倒钩5c施加一定的压力，使得倒钩然后伸入到凹槽4中。其他实施例和变型也是可以考虑的，例如O形、U形、圆形、方形或扁平形(也参见图11)。图10示例性示出具有凹槽4和凹槽宽度4a的材料。

紧固夹5能够以多种变型和组合来制造；图11中可以看到这方面的一些示例。变型5k示出一个简单的环形的O形紧固夹。设计方案5v示出一个方形的U形夹，材料中带有小弹簧，以便为倒钩进入凹槽产生压力。在设计方案5w中，可以看到一个额外的间隔垫片，以便紧固夹始终可以与凹槽保持相同的距离。紧固夹5x具有加宽的接片5a，加宽的接片可以对覆皮3的端部3a、3b的拉力提供增加的阻力。在变型5y中，可以看到具有多个倒钩5c的紧固夹5的示例，以便能够与覆皮材料3建立更强的连接。在设计方案5z中，可以看到额外的、向外指向的倒钩，由于倒钩固着在泡沫中，倒钩可以进一步增加拉出覆皮端部3a、3b的阻力。紧固夹5f是由宽的扁平材料制成的夹，例如由冲压和弯曲的钢制成，该夹仅由于其宽度而对拉出覆皮的端部提供相当大的阻力。此外，向外突出的倒钩被弯曲，使得紧固夹可以更加强烈地抵抗拉出覆皮端部的动作。

原则上，紧固夹5可以由不同类型的材料制成，优选地由弹簧钢制成，但是塑料、铝或其他材料也是可以考虑的。与注塑方法相比，紧固夹5应该相对硬且耐热，但仍然足够柔性且较软，使得当施加到注塑模具6的突起6a上时，紧固夹可以稍微彼此弯曲分开，以便随后包铸和移除后再次回弯并由此在凹槽4中产生较低的接触压力。

紧固夹5虽然被包铸，但是由于其倒钩5c正好放置到注塑模具6的突起6a上，即倒钩5c和突起6a之间没有泡沫，所以当注塑模具6被拉出时，倒钩5c已经直接位于凹槽4的边缘4b上，因此不再需要来自软泡沫中的紧固夹5的很大压力来将倒钩5c稍微再推入凹槽4中。

紧固夹5应当稍微大于凹槽4，优选比凹槽大很多，使得可以通过其弯曲的臂5b对于倒钩5c施加一定的压力。一方面，这些倒钩5c应延伸到凹槽4中，使得倒钩能够牢固地固定保持覆皮端部3a和3b，但另一方面，又不至于妨碍覆皮端部3a和3b的插入凹槽4中。

此外，倒钩5c应狭窄地并且向内指向地成型，使得倒钩能够相对容易地受压穿过可能存在的泡沫并且还能够可靠地防止覆皮端部3a和3b滑出。倒钩5c的尖端应呈楔形或锥形延伸，以便能够容易地咬入覆皮端部3a和3b的材料中。诸如圆形延伸的线端部等的其他实施方式也是可以考虑的。

紧固夹5应当尽可能薄且小，使得其在填充注塑模具6时仅呈现较小的阻力并且不会移位。紧固夹5越大且体积越大，方向盘主体2的材料中出现不期望的空气夹杂物的可能性就越高。

凹槽4的结构和尺寸可以任意设计。例如，凹槽4可以模制为具有不同的宽度和深度，例如模制为与覆皮端部3a和3b的厚度相匹配的夹紧凹槽，或者模制为比覆皮端部3a和3b宽的插入凹槽或者模制成其他形状。具有倾斜壁或球状壁或诸如凹部或类似物的其他设计的凹槽4也是可以考虑的。紧固夹5必须根据凹槽4的宽度和深度进行适配。

方向盘轮缘中的凹槽4的方向并不起主要作用；凹槽不一定必须是直的，也可以是倾斜的、弯曲的、折弯的，等等。

在示例中只能看到一个凹槽，但也可以在方向盘轮缘中使用多个凹槽。同样，总是介绍在凹槽4中的两个覆皮端部3a和3b，但在此，可以涉及的是一个且为同一覆皮(3a＝3b)。然而，额外的其他元件也可以被加工到凹槽4中。

Claims (12)

1.一种用于机动车辆的方向盘，所述方向盘具有方向盘主体(2)，所述方向盘主体具有内部的方向盘芯(1)以及至少一个构造在方向盘主体(2)中的、在圆周上环绕的凹槽(4)，所述凹槽具有凹槽底部(4c)和凹槽侧壁(4b)，用于位置固定地接纳覆皮(3)的条带的自由端(3a、3b)，其特征在于，在方向盘主体(2)中，在凹槽侧壁(4b)上设置有伸入到凹槽(4)中的倒钩(5c)。

2.根据权利要求1所述的方向盘，其特征在于，所述倒钩(5c)被设计成，与挤入所述凹槽(4)中的深度相关地具有弹性。

3.根据权利要求1或2所述的方向盘，其特征在于，所述倒钩(5c)在自由端处尖锐地设计。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方向盘，其特征在于，所述倒钩(5c)布置在紧固夹(5)的弹簧臂(5b)的端部处，所述紧固夹(5)至少部分地包围凹槽(4)并且位于方向楹主体(2)中。

5.根据权利要求4所述的方向盘，其特征在于，处于松弛状态的弹簧臂(5b)在自由端处的距离小于凹槽(4)的宽度。

6.根据权利要求5所述的方向盘，其特征在于，所述弹簧臂(5b)设计成弧形。

7.根据权利要求6所述的方向盘，其特征在于，所述紧固夹(5)设计成D形，其中，所述弹簧臂(5b)通过接片(5a)连接。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的方向盘，其特征在于，所述紧固夹(5)至少部分地彼此连接以形成复合夹(8)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方向盘，其特征在于，所述覆皮(3)以其自由端插入至少一个凹槽(4)中，其中，所述倒钩(5c)压入所述覆皮(3)中，并且防止所述覆皮从凹槽(4)中滑出。

10.一种用于借助成型工具(6)制造根据前述权利要求1至8中任一项所述的方向盘的方法，其特征在于：

在用于在方向盘主体(2)中制造至少一个凹槽(4)的成型工具(6)中，设置规定出凹槽(4)的形状的、环绕的突起(6a)，

所需数量的紧固夹(5、8)在通过所述紧固夹的张紧力保持在倒钩(5c)的区域中的情况下，被放置到突起(6a)上，

然后用适用的材料包围方向盘芯(1)，以及

在包围方向盘芯(1)后，将方向盘主体(2)与成型工具(6)分离，其中，将紧固夹(5、8)与突起(6a)拉开，并且通过紧固夹的弹簧力以倒钩(5c)穿过凹槽(4)的侧壁伸入到凹槽(4)内。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使用D形的紧固夹(5)，其中，所述弹簧臂(5b)优选为弧形，并且在松弛状态下，在自由端处的距离小于突起(6a)的厚度。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述覆皮(3)的端部(3a、3b)插入到所述凹槽(4)中。