專利名稱：一種方向盤及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種用于機動車的方向盤及其制造方法。
背景技術：
典型的方向盤有一個由金屬形成的內框，該框有一個與駕駛桿連接的中央部或輪轂，并且有多個從所述輪轂向外輻射狀延伸到外圍輪緣的輪輻。通常，該輪緣形成一個整圓。
所述框設有一覆蓋物，在現有技術方向盤中，該覆蓋物包含一由聚氨酯泡沫形成的內核以及由塑料材料諸如熱塑性材料形成的一外罩或外殼。聚氨酯泡沫雖輕卻是有毒材料，而且以現今的技術不能被再循環利用。
方向盤應當有特定尺寸，方向盤的輪緣部應當具有便于手握的合適尺寸。
發明內容
本發明目的在于提供一種改進的方向盤，在該方向盤中不用聚氨酯泡沫但其重量又維持在可接受范圍內。
根據本發明的第一個方面，提供一種用于機動車的方向盤，該方向盤有一金屬框，該金屬框限定一連接于駕駛桿的輪轂部、至少一個輪輻以及一外圍輪緣，其中該外圍輪緣至少設有一包覆著的整體塑料模制件，而該整體塑料模制件內有至少一個腔。
根據本發明的另一方面，提供一種用于機動車的方向盤，該方向盤有一金屬框，該金屬框限定一連接于駕駛桿的輪轂部、至少一個輪輻以及一外圍輪緣，該外圍輪緣至少設有一包覆著的整體塑料模制件，其中在該整體塑料模制件內有一個閉合的腔，腔壁由該塑料模制限定。
方便地，所述框的輪緣位于包覆著的模制件中的某個位置，從剖面觀察時，框的金屬輪緣偏離模制件的中心。
方便地，所述框的輪緣設有兩個正交的臂，該框的輪緣的重心位于靠近設置在框的輪緣上的模制件的中心的任意點。
根據本發明的再一方面，提供一種用于機動車的方向盤，該方向盤有一金屬框，該金屬框限定一連接于駕駛桿的輪轂部、至少有一個輪輻以及一外圍輪緣，該外圍輪緣至少設有一包覆著的整體塑料模制件，其中在該整體塑料模制件內有至少一個腔，并且該外圍輪緣包括一對正交的臂并位于包覆模制件中的一個位置上，從剖面觀察時，該外圍輪緣偏離模制件的中心。
優選地，包覆輪緣的模制件至少部分設有一柔軟的外模(over-moulding)。可選地，至少部分輪緣設有一木制或皮革的外套。
根據本發明的再一方面，提供一種制造方向盤的方法，該方法包含以下步驟準備一個模具，該模具限定一個腔以容納用于方向盤的框，該框有一部分，該部分限定了固定于駕駛桿上的輪轂、至少一個輪輻以及連到該輪輻上的輪緣；該模具限定一至少圍著該輪緣的模具腔，該模具腔有一注射器裝置用以向部分模具腔室注入熔融的塑料材料和推進物來容納該方向盤輪緣。所述方法還包含以下步驟將所述模具定位在一種力場中，從一個位置向該模具注入塑料材料，與所述力場有關，使得所述模具的一個預定部分填滿塑料材料；允許這些與模具表面接觸的塑料材料至少部分固化；向模具腔內注入一種推進物，以便使與模具壁隔開的仍是熔融態的塑料材料被推入到模具更加遠離注射器裝置的部分；并使因此受驅的塑料材料固化在模具壁上，因此產生一種具有包覆著框緣的整體模制件的方向盤，并且該整體模制件包括一室或腔。
優選地，所述推進物是空氣。
可選地，所述推進物是氣體。
在另一種可選實施例中，所述推進物是水。
優選地，所述注射器裝置從整體模制件中的腔中取出并且將該腔封閉。
為了更易于理解本發明，并且認識其更多的特征，現將參考附圖通過舉例的方式描述本發明具體實施例，其中圖1是方向盤的立體圖；圖2是圖1所示的方向盤上沿線II-II處的剖面圖；圖3是本發明的一改進實施列的與圖2相對應的視圖；圖4是穿過一種用于形成圖1所示的這種方向盤的模具的剖面圖；圖5是圖4所示的模具的一部分的主視圖；以及圖6是圖5上沿線VI-VI處的剖面圖。
具體實施例方式
首先參考圖1，方向盤1設有一由金屬形成的框2，該框2限定一中心區或輪轂3，該輪轂3有一孔徑4使其固定于機動車的駕駛桿上(無圖示)。設有多個輪輻5，其一般從該方向盤的輪轂3向外輻射延伸。該輪輻5延伸到輪緣6(圖2中有更詳細的顯示)。該輪緣6通常是圓形并置于每個輪輻5上。該輪緣6由具有兩臂7、8的角形截面構成，兩臂7、8互相以直角延伸。
該框2于其上形成一整體模制的塑料材料外殼9，在本實施列中，該外殼9包覆該方向盤輪緣6以及該輪輻5的最接近輪緣的部分。當以正切輪緣的方向看模制件9時，該模制件9是圓形截面，正如圖2所示。該模制件9具有一基本上呈圓形的外圍10。在該模制9種形成一腔11，該腔充滿空氣。
參考圖2可以理解，該框的輪緣6制成偏離該模制件9的中心。因此該輪緣不會遮斷基本上位于該模制件9的外圍10中心處的區域。該腔11占據這個空間。然而，如圖2所示，從剖面來看，該輪緣6形成為具有兩個正交延伸的臂7、8，意味著輪緣6的有效重心位于相對接近該模制件9的中心的某個點。
雖然所述腔11的存在有助于減小方向盤的整體重量，但方向盤仍然具有期望的外部尺寸。
如圖3所示，所述整體模制件9可以可選地設有一由相對柔軟或易彎的材料形成的外模12，以使所述方向盤有合適的“手感”。可選地該模制件9可以覆蓋一層皮革或木制外套。
所述腔11可方便地通過一種吹塑技術形成。
圖4到圖6舉例說明了一模具20，其可用于形成一種方向盤諸如圖1中所示方向盤。該模具20包含兩個組合模具部分21、22，盡管如此但應該明白在改進的發明實施例中還可以用一種更復雜的模具。該模具的兩部分限定一模具腔23。該模具腔23限定一模段24、一模段25以及一模段26，其中在所述模段24中鑄造所述方向盤的輪緣，在所述模段25中鑄造包覆輪輻的模制件部分，所述模段26制成特定尺寸以只容納所述方向盤框。該模具被設計為相對緊的包覆該方向盤框，從而可以如所期望的那樣將一種塑料材料注入該模具并形成整體模制件，而不用在所述框2的輪轂3上設置任何外殼也不用在所述輪輻5的靠近輪轂3的部分上設置任何外殼。
在模具的最低部(也就是說在輪緣“六點鐘”的位置)，設有一可收回的注射器27。可設置一個單獨的注射器用以注射熔融塑料材料和推進物，該推進物可以是壓縮氣體、壓縮空氣或者甚至一種液體比如加壓的水，然而，在改進的發明實施例中可設置多個注射器。
在可選實施例中，所述注射器可以固定于適當的位置而不是可收回的，而且可以設置在一個適當定位的輪輻的末端部分。
在優選實施例中，所述模具可以相對于周圍力場定位于適當的方向上，在所描述的實施例中該周圍力場是重力場。因此該模具放置在豎直的位置上從而使注射器27位于所述模具腔23的模段24的最低部分，該模段24用以形成所述方向盤輪緣。
所述框2位于該模具內。該框2與該模具某些部分被隔離物單元隔開。該隔離物單元可以在該模具上形成或者在該框上形成，或者可以是隨框同時嵌入模具的隔離物單元。
通過注射器27，熔融的塑料材料被注入模具腔下部。該塑料材料在可能超過200℃的高溫下注入該模具腔。可將該塑料材料注入使得其半充滿該模具腔。因模具壁是冷的，接近該模具壁的該塑料材料會開始冷卻并將固化形成一貼近該模具壁的凝固塑料“管”，同時與模具壁隔離的的塑料材料將仍保持在流體狀態。因此，當從橫截面上看所述方向盤的輪緣部分時，如圖2所示，所述整體模制件9的貼近外圍10的塑料材料將被固化，同時在與腔11的位置相對應的中心區的塑料材料將仍是液體或流體。
然后，一種形為壓縮空氣、壓縮氣體或者甚至液體諸如水的推進物可通過注射器27注入模具腔中。該推進物不會置換接近模具壁的已經部分固化的塑料材料，但會置換不與模具壁接觸的仍是熔融態的塑料材料。因此該材料將象一條(a slug of)流體材料那樣被推動通過該模洞直到被排進該模洞上部。接著該熔融材料將會接觸到形成該模具腔的上部的模具壁并在與這些壁接觸時固化，留下由模制件9限定的腔11。
完成鑄模過程后，從所述腔中收回注射器27，并從模洞23中移走完成的方向盤。如果是水作為推進物注入模具腔內，該方向盤從模具中移走的同時水被排出，然后輪緣中的腔11被密封。如果是氣體或空氣用作推進物，該腔11可僅僅被密封。
制成的方向盤重量與用聚氨酯泡沫體制成的方向盤重量相當。該方向盤可相對廉價地制造并可用多種不同方案。該方向盤可以僅用再循環材料制造，而且利用本發明過程削減總花費及總人力是可能的。
在優選實施例中利用的是自然重力場。在一個改進實施例中可將該模具放在離心機上，則利用的是離心力場。
在說明書及權利要求書中，詞“由......組成”和“包含”及其變化形式意指包括特定的特征、步驟或整體。該詞并不解釋為排除其它特征、步驟或組件的存在。
權利要求
1.一種用于機動車的方向盤(1)，所述方向盤有一金屬框(2)，所述金屬框限定一與駕駛桿連接的輪轂部分(3)、至少一個輪輻(5)以及一外圍輪緣(6)，至少所述外圍輪緣設有一包覆著的整體塑料模制件(9)，其特征在于在所述整體塑料模制件內至少有一個腔(11)。
2.一種用于機動車的方向盤(1)，所述方向盤有一金屬框(2)，所述金屬框限定一與駕駛桿連接的輪轂部分(3)、至少一個輪輻(5)以及一外圍輪緣(6)，至少所述外圍輪緣設有一包覆著的整體塑料模制件(9)，其特征在于在所述整體塑料模制件內有一個閉合的腔(11)，腔壁由所述塑料模制件限定。
3.一種用于機動車的方向盤(1)，所述方向盤有一金屬框(2)，所述金屬框限定一與駕駛桿連接的輪轂部分(3)、至少一個輪輻(5)以及一外圍輪緣(6)，至少所述外圍輪緣設有一整體塑料模制件(9)，其特征在于在所述整體塑料模制件內至少有一個腔(11)，所述外圍輪緣包括一對正交臂(7，8)并位于包覆著的模制件中的某個位置，從剖面來看，所述輪緣偏離模制件的中心。
4.根據權力要求1或2所述的方向盤，其特征在于所述框(2)的輪緣位于所述包覆著的模制件(9)中的某個位置，從剖面來看，所述框的金屬輪緣偏離所述模制件的中心。
5.根據權力要求4所述的方向盤，其特征在于所述框的輪緣設有兩個正交臂，所述框的輪緣的重心在靠近設置于其上的模制件的中心的任意點。
6.根據上述權利要求中任何一項所述的方向盤，其特征在于至少包覆輪緣(6)的部分模制件(9)設有一柔軟的外模(12)。
7.根據上述權利要求中任何一項所述的方向盤，其特征在于至少包覆輪緣(6)的部分模制件(9)設有一木制或皮革外套(12)。
8.一種制造方向盤的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟準備一個限定了一個腔(24)的模具以容納用于方向盤的框(2)，所述框有一限定了固定于駕駛桿上的輪轂(3)的部分、至少一個輪輻(5)以及連接于所述輪輻的輪緣(6)；所述模具限定一至少圍著所述輪緣的模具腔，所述模具腔有一注射器裝置(27)用以向部分模具腔室注入熔融的塑料材料和推進物來容納所述方向盤的輪緣，所述方法還包含以下步驟將所述模具定位于一種力場中，從一個位置向該模具注入塑料材料，與所述力場有關，使得所述模具的一個預定的部分填滿所述塑料材料；允許與模具表面接觸的塑料材料至少部分固化；向模具腔內注入一種推進物，以便使與模具壁隔開的仍是熔融態的塑料材料被推入到模具更加遠離注射器裝置的部分；并使因此受驅的塑料材料固化在模具壁上，因此產生一種具有包覆著框緣的整體模制件的方向盤，并且所述整體模制件包括一室或腔。
9.根據權力要求8所述的方法，其特征在于所述推進物是空氣。
10.根據權力要求8所述的方法，其特征在于所述推進物是氣體。
11.根據權力要求8所述的方法，其特征在于所述推進物是水。
12.根據權力要求8到10中任意一項所述的方法，其特征在于所述注射器裝置(27)從整體模制件內的腔中取出并且將所述腔封閉。
13.根據權力要求8到12中任意一項所述的方法，其特征在于所述力場是一重力場。
全文摘要
一種方向盤(1)，其具有輪輻(5)，該輪輻從一輪轂(3)向外延伸到一輪緣(6)。該輪緣有一帶有完整模制塑料外殼(9)的內框(6)，該完整模制外殼有一內腔(11)。該腔的存在減小了所述方向盤的總重量。該腔通過下述方法形成首先向一基本上垂直的模具內注入熱的塑料材料，當一些貼近模具壁的塑料材料冷卻后，接著向該模具下部吹入空氣。
文檔編號B29C45/14GK1902076SQ200480039462
公開日2007年1月24日 申請日期2004年11月15日 優先權日2003年12月31日
發明者耶羅邁·多達爾 申請人:奧托立夫開發公司