专利名称：用于车辆的方向盘及其生产方法
技术领域：
本发明涉及用于生产根据权利要求l的前序部分的用于车辆的方
向盘的生产方法，以及涉及根据权利要求15的前序部分的用于车辆的
方向盘。
背景技术：
现有技术中已知的方向盘主要包括两个部件，方向盘框架和方向 盘覆盖件。方向盘框架用作结构部件以用于吸收转向力且在碰撞情况 下用于支承。常规地，方向盘框架由金属制成，特别是由有色合金制 成。也已知了由钢或钢一有色金属组合制成的方向盘框架。
方向盘覆盖件作为设计元件用于提供方向盘的形状和表面，以及 提供方向盘的希望的触觉特性。常规地，聚亚安酯整体式发泡系统用 作方向盘覆盖件。用于生产方向盘框架和方向盘覆盖件的两种方法非 常不同，且相互具有负面影响，这是为何现有技术的方向盘的生产在 物理上分开为方向盘框架的生产和方向盘覆盖件的连接的原因。这导 致用于标记、运输、接收检查和测试，以及方向盘框架在连接方向盘 覆盖件之前可能的另外的必要的清洁的另外的成本。
方向盘从DE 75 31 072 U中已知，它主要包括塑料。此方向盘的特 征特别地在于非常实心的方向盘边缘和类似地实心的方向盘毂，这导 致方向盘的高的固有重量。此方向盘的实心的方向盘毂不代表带有类 似空腔的内部区域的毂基部。
从DE 41 08 973 Al已知了由塑料制成的方向盘，该方向盘通过昂 贵的生产方法生产。因此，根据此公布，方向盘框架首先被注模，以随后压力延展。此压力延展和将与之相关的塑料分子对齐的结果是实 现了增加的方向盘稳定性。
从FR 2 620 996 Al中已知了塑料方向盘，该方向盘包括实心金属 方向盘毂。作为此方向盘的部分的塑料通过压制方法生产。
发明内容
本发明的目的是提供用于生产大体上包括塑料的方向盘的简单的 方法，以及提供可以通过这样的方法生产的方向盘。
此目的通过带有权利要求l的特征的方法实现。这样的方法的特征 在于，首先生产包括毂基部、方向盘边缘和至少一个轮辐的方向盘框 架。为此目的，首先提供毂插入件且随后围绕此毂插入件将塑料基质 注模。以此方式，由毂插入件形成了毂基部。此外，从相同的塑料基 质，通过注模法和/或气体辅助注模法和/或水注模法形成了至少一个轮 辐和方向盘边缘。围绕毂插入件的塑料基质的注模以及至少一个轮辐 和方向盘边缘的注模和/或气体辅助注模和/或水注模的多个步骤在一 个操作步骤中同时执行。换言之，在提供了毂插入件之后仅要求一个 进一步的操作步骤以形成方向盘框架。在此情况中，可构思且建议使 得至少一个轮辐和方向盘边缘都通过相同的方法变体生产(例如，注 模法)，或分别通过不同的方法变体生产(例如注模至少一个轮辐和 气体辅助注模方向盘边缘)。随后，方向盘框架至少部分地由覆盖件 覆盖。这特别地在方向盘边缘和至少一个轮辐的区域内发生。
通过此方法获得的毂基部具有形成内部区域的类似空腔的形状。 此形状也可以称为杯形。内部区域限定了接收器。因此，毂基部适合 于接收另外的机动车辆部件(例如，气囊模块)。为改进毂基部的稳 定性，毂基部包括面向毂基部的内部区域的强化结构，优选地该强化 结构从外侧(从车辆内部)不可见。
10如果方向盘边缘通过气体辅助注射成型法或水注射成型法生产， 则产生了封闭的空心外形，而在方向盘边缘区域内无肋部。方向盘边 缘的稳定性在此情况中通过方向盘边缘壁的厚度建立。在此方法中， 气体和/或水被引入到待成形的塑料内。
选择地，能够起到本体覆盖件的功能的且因此在无进一步的覆层 的情况下在车辆内部直接可见(毂基部的外面因此直接形成了方向盘 的外轮廓的部分)的毂基部优选地在至少部分地以覆盖件覆盖方向盘 框架前涂漆。
优选地，在至少部分地以覆盖件覆盖方向盘框架前，且优选地在 毂基部的可能的涂漆之后，如果需要也将弹性材料层施加到方向盘框 架上。是否施加这样的层必须根据覆盖件的类型来决定。
根据本发明的方法优选地实施为使得方向盘的整个结构空间用于 实现方向盘的稳定性且用于确保向方向盘的且通过方向盘的力传递。 其中，这通过方向盘的单个的轮辐来实现，所述轮辐通过整体注模到 毂基部上而相互连接。其结果是产生了塑料部件，该塑料部件均匀地 吸收了力，且其结果是降低了轮辐上的单个的载荷。此外，毂基部可 以设计为使得它直接以希望的外部几何形状被注模。另外的覆层在此 情况中被省略。毂基部也在此情况中起到了后覆盖件的功能。
为允许塑料基质的有效的注模，塑料基质优选地具有至少一种热 塑性塑料。
特别地，聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚酰胺被考虑为热塑性 塑料，这些塑料的混合物也是可构思的。多种聚酰胺另外具有的优点 是它们具有更大的稳定性。
为增加塑料基质的总体稳定性，优选地，塑料基质具有大致5%至大致80%的纤维材料成分，特别地具有大致10%至大致70%的纤维材 料成分，且更特别地具有大致20%至大致60%的纤维材料成分。
优选地，碳纤维、金属纤维、有机产品纤维和/或玻璃纤维用作纤 维材料的纤维。在此情况中，作为玻璃纤维，可以使用短玻璃纤维、 长玻璃纤维和连续玻璃纤维。当使用短玻璃纤维时，特别地，使用泡 沫塑料以补偿较短的玻璃纤维的稳定性上的缺点。短玻璃纤维具有大 致O.l mm至大致0.6 mm的长度，长玻璃纤维具有大致0.6 mm至大致100 mm的长度，且连续玻璃纤维具有大致大于100mm的长度。
为能够使用玻璃纤维的有利的稳定特性，玻璃纤维优选地具有l pm至60pm的直径，特别地3 pm至40 pm的直径，且更特别地5 pm至20 pm的直径。
如果常规的注模机的塑化单元用于融化纤维强化的塑料基质，其 中塑料基质与其纤维强化物融化在一起，则优选地关注纤维强化的塑 料基质被小心地融化。仅以此方式可以将玻璃纤维以小心的方式传递 通过融化浇注机的输送器蜗杆，塑料区域和加热的注射通道而到注射 模具内。然而，仅通过这样的小心的处理，可以将长玻璃纤维强化的 塑料基质引入到注射模具内，使得在完成的方向盘框架内，优选地至 少50%的玻璃纤维具有至少大致1 mm的长度，特别地大致l mm至大致 20mm的长度，且更特别地大致lmm至大致5mm的长度。然而，这样 的长度导致方向盘框架的稳定性方面的最好的结果。
如果由热塑性聚合物和纤维材料制成的塑料基质的稳定性根据所 使用的纤维的长度来应用，则可以识别从大致l mm的纤维长度实现了 稳定性的显著增加，该稳定性实际上随着增加纤维长度而升高，然而 此稳定性升高在超过大致3 mm的纤维长度之外显著地趋平。与在大致l mm至大致5 mm的纤维长度范围内的稳定性升高相比，通过带有超过5 mm的纤维长度的纤维实现的塑料基质的稳定性升高不再有利地是有用的，所述稳定性升高相对于在纤维强化塑料基质的机械应力的情况 中维持这样的纤维长度所必须花费的成本而被测量。
为尽可能小地损坏塑料基质中的纤维材料，对于注模法优选地使 用挤出设备，该挤出设备具有至少一个供给设备以用于供给塑料基质 和/或塑料基质成分，还具有输送器蜗杆以用于输送塑料基质和/或塑料 基质成分，待融化的塑料基质和/或已融化的塑料基质所流动通过的输 送器蜗杆的区域具有尽可能大的横截面。以此方式，作用在纤维强化 的塑料基质上的剪切力可以被最小化。也有利的是使用振动器以用于 避免在挤出设备的输送器蜗杆内和/或供给设备内的待融化塑料基质的 阻塞。
为确保特别小心地处理纤维材料，方法优选地执行为使得无纤维 的塑料基质成分和纤维材料相互分开地被引入到挤出设备内。在此情 况中，塑料基质成分首先融化且纤维材料被引入到已融化的塑料基质 成分内。在方法的此变体中，输送器蜗杆特别地不影响纤维的长度。 纤维强化的塑料基质则仅仍受到注射缸和在注入口和流道和成形体内 的剪切的阻碍。对于纤维材料和无纤维的塑料基质成分的分开提供， 如果使用长纤维，则超过50%的纤维通常被观察为在注模的方向盘框
架内具有超过大致l mm的纤维长度。
在根据本发明的方法中，当方向盘框架和覆盖件包括可比较的材 料时，特别是二者包括塑料时，方向盘框架优选地在覆盖以覆盖件前 不清洗。此方法步骤的节省与时间和成本优点相关。
将方向盘框架覆盖以覆盖件优选地通过注模法、通过反应方法(例 如反应注模(RIM方法))和/或通过例如缝合的手工机械方法进行。 对于RIM方法，至少两种反应性液体在高压下被混合且随后被引入到模 具内。在模具内它们固化以形成最终的塑料部件，即固化的化学反应 在模具内发生。方法的选择根据待用于覆盖件的材料来确定。在此情况中，RIM方法是合适的，特别是用于聚亚安酯泡沫材料。
优选地，覆盖件具有皮革和/或织物材料，软漆和/或注模的和/或 发泡的热塑性塑料和/或热固性塑料。因此，覆盖件例如可以包括聚亚 安酯泡沫材料。如果皮革和/或织物材料用作覆盖件，则提供了手工机 械方法以用于将覆盖件缝合到方向盘结构上。取决于覆盖件材料的厚 度，在此方面可以有利的是将中间衬垫层引入到方向盘框架和覆盖件 之间。
一般地，覆盖件显著地比框架的材料更柔软且实现了根据规格的 触觉要求。
本发明的目的也通过具有权利要求15的特征的用于车辆的特别是 用于机动车辆的方向盘实现。这样的方向盘例如能够以根据本发明的 方法来生产。根据本发明的方法的优选的实施例因此也能够使用在根 据本发明的方向盘上(反之亦然)。这样的方向盘具有方向盘框架， 该方向盘框架包括方向盘边缘，毂基部和至少一个轮辐，毂基部通过 至少一个轮辐连接到方向盘边缘，且毂基部布置在方向盘边缘内侧， 且方向盘边缘和至少一个轮辐大体上仅包括可能的纤维强化的塑料基 质。
这样的方向盘的特征在于，至少一个轮辐包括强化结构。此外， 毂基部具有类似杯的形状，该形状形成了内部区域，在该内部区域内 布置了强化结构。
在本发明的优选实施例中，方向盘边缘具有封闭的表面，该表面 围绕了空腔。空腔在此情况中无强化结构。此设计具有的优点是为触 觉设计的方向盘框架的覆盖件可以变得非常薄，这是因为不需要覆盖 方向盘边缘的"打开"区域，或方向盘边缘的包括方向盘的强化结构 的区域。替代地，因为替代的方向盘边缘的形状是圆形且横截面为环形，所以此替代的方向盘边缘具有有利的触觉特性而无进一步的覆盖。
在本发明的替代实施例中，方向盘边缘一类似于至少一个轮辐一 具有稳定了方向盘边缘的强化结构。
强化结构在此情况中优选地是方向盘边缘的部分和/或是至少一 个轮辐的部分，且包括与方向盘边缘内和/或至少一个轮辐内的材料相 同的材料。优选地，强化结构具有类似肋的设计。
为实现在方向盘内的强化结构的最佳效果，它们优选地沿方向盘 内的载荷传递路径布置。为确定方向盘内的载荷传递路径的路线，特 别地提供了计算机辅助的计算。
为改进稳定性(且一般地取决于方向盘内的载荷传递路径)，强 化结构优选地布置为至少部分地交叉和/或越过。在此情况中，"越过" 理解为多个强化结构的朝向彼此的定向，其中导致X形的布置。"交叉" 理解为强化结构的朝向彼此的定向，其中导致T形的布置。换言之，直 的强化结构与弯曲的强化结构的"接头"也表示为在本发明的意义内 的交叉。
优选地，方向盘边缘和/或至少一个轮辐具有接收器，该接收器通 过第一侧支、第二侧支和中心支形成，其中第二侧支与第一侧支相对 且中心支将第一侧支连接到第二侧支。
方向盘框架和/或至少一个轮辐的接收器优选地接收了强化结构 的至少一个部分和/或包围了所述的强化结构。从而强化结构作为方向
盘框架的结构元件能够有效地稳定所述的方向盘框架，方向盘边缘和/ 或至少一个轮辐的接收器优选地由封闭表面形成。这具有另外的优点， 即因为结构元件优选地布置在表面的内面上，所以当在封闭的表面的 外面上观察时结构元件不可见，该内面远离表面的外面。在此情况中，
15内面是表面的向着强化结构布置在其内的接收器的实际接收区域定向 的面。
优选地，方向盘边缘和/或至少一个轮辐的接收器设计为使得它具 有U形形式的横截面。垂直地布置的U形侧支在此情况中形成了接收器 的侧面区域和/或侧支。连接了多个U形侧支的U形基部优选地作为中心 支是接收器的部分，该部分向着驾驶员观察的方向关于方向盘向上定 向。
因此，强化结构在至少一个轮辐的区域内优选地布置为至少部分 地从至少一个轮辐的接收器的第一侧支倾斜到接收器的第二侧支。强 化结构的这样的至少部分倾斜的且交叉的布置特别地以合适的方式稳 定了方向盘的侧轮辐(多个侧轮辐)。
在本发明的替代实施例中，强化结构在至少一个轮辐的区域内优 选地大体上纵向于且横向于至少一个轮辐的接收器的相对的侧区域和/ 或侧支布置。因为从强化结构的倾斜路径偏离的此布置容易地图示了 在此处存在的载荷传递路径，所以此布置特别地适合于一个或多个中 心轮辐(多个中心轮辐)。
为适合于在方向盘边缘内的载荷传递路径，在方向盘边缘的区域 内的强化结构优选地至少部分地平行于方向盘边缘的接收器的侧支布 置，和/或横向于方向盘边缘的接收器的侧支布置，和/或从方向盘边缘 的接收器的第一侧支倾斜到相对的第二侧支。在此情况中，考虑到的 是在方向盘边缘内的载荷传递路径在整个方向盘边缘上不均匀地分 布，而是由于方向盘边缘的单一的部分的可变应力而在转向和/或驾驶 过程期间变化。
为确保增加的毂基部稳定性和从机动车辆的方向盘到转向轴的可 靠的力传递，毂基部优选地具有毂插入件，该毂插入件至少部分地嵌入在塑料基质内。
特别是当毂插入件包括至少一种金属时，增加了稳定性的此类型 的特性提供到毂插入件。优选地，毂插入件完全包括金属，但也可以 包括塑料，毂插入件的接收了车辆的转向轴的区域因此优选地由金属 制成且嵌入在毂插入件的塑料区域内。
为改进毂插入件在塑料基质内的嵌入且为改进力传递，毂插入件 优选地具有多个凹陷，使得它填充为小于毂基部的整个底表面。这些 凹陷了导致毂插入件的实施例，该实施例的特征在于毂插入件的多个 突出的类似翼的区域。
为使得毂插入件能够接收车辆的转向轴，毂插入件优选地具有至 少一个第一贯通通道以用于接收转向轴，该第一贯通通道不嵌入在塑 料基质内。
为稳定此第一非嵌入的贯通通道，毂基部的强化结构优选地至少 部分地以围绕第一贯通通道的环形方式布置。然而，强化结构优选地 至少部分地向第一贯通通道轴向地延伸。如果提供了环形和轴向的强 化结构，则这些强化结构交叉。在本发明的意义中，交叉的强化结构 也是不完全地相互越过延伸的结构，而是仅形成了T形的交叉结构。
在毂基部的侧面上的强化结构优选地大体上布置在车辆的待插入 到第一贯通通道内的转向轴的延伸的纵向方向上。通过此布置，保证 了非常有效的毂基部的稳定。
为增加毂基部的稳定性，毂插入件优选地具有至少一个第二贯通 通道，该第二贯通通道非形状配合地嵌入在塑料基质内。存在这样的 第二贯通通道的情况下，毂插入件在塑料内的非形状配合的结合得以 增加。同时，这样的第二贯通通道的提供导致材料的节约，且因此导致在毂插入件的侧上的重量的降低。因此，优选地提供了多于一个的 第二贯通通道。
塑料基质完全地覆盖了毂插入件。然而，在毂插入件的凹陷的区 域内以及第一贯通通道且可能第二贯通通道的区域内，即使在以塑料 基质覆盖了毂插入件之后，毂基部的底部也具有贯通通道。为稳定这 些贯通通道，强化结构优选地围绕贯通通道提供。
作为由毂插入件和围绕所述的毂插入件的塑料基质组成的毂基部 的底表面的类似夹层的设计的结果，毂基部的稳定性、特别地毂基部 的底表面的稳定性增加了许多倍。优选地，在毂插入件的材料厚度和
毂基部的底表面的材料厚度之间的比为大致5:1至大致1:5，所述毂基部 的底表面通过毂插入件和在所有侧上围绕所述毂插入件的塑料基质形 成。l:2.5的材料厚度比在此情况中是特别地优选的。以这样的比，可 以特别地有利地利用毂基部的底表面的类似夹层的设计的有利效果。
毂插入件优选地具有显著低于整个毂基部的厚度和/或高度。换言 之，毂插入件优选地不在毂基部的整个高度上延伸。因此，毂插入件 特别地优选地仅形成毂基部的底表面的部分；另外的部分通过围绕毂 插入件的塑料基质形成。在毂基部的底表面上方突出的毂基部的总高 度优选地(特别是大体上和/或显著地)大于毂基部的整个高度上方的 毂基部的底表面的总高度。毂插入件、毂基部的底表面和毂基部的高 度和/或厚度在此情况中分别是在待接收的转向轴的延伸部中延伸的这 些部件的延伸程度。
毂插入件优选地包括扁平的或盘形的设计。它可以在此扁平的设 计范围内具有不同的形状且提供有凹入和/或凹陷。在毂插入件的意图 于用于接收转向轴的(中心)开口的区域内，毂插入件可以构造为偏 离扁平的设计(例如在此区域内通过类似衬套的或管状设计)，以允 许改进的导向和/或从毂插入件(和/或其毂插入件形成了一部分的毂基
18部的毂插入件)到转向轴的更合适的力传递。围绕用于接收转向轴或 转向芯轴的毂插入件的(中心)区域的(外部)区域优选地锚定在塑 料基质内，以形成毂基部的底表面。
为增加稳定性，制成方向盘框架的塑料基质具有大致5%至80%的
纤维材料的成分，特别地大致10%至大致70%的纤维材料的成分，且 更特别地大致20%至大致60%的纤维材料成分。
纤维材料优选地具有碳纤维、金属纤维、有机产品纤维和/或玻璃 纤维。特别地，玻璃纤维的使用被证明对于方向盘框架的稳定是有利 的。另外参考了以上的解释。
为实现特别地高的方向盘框架稳定性，优选地，方向盘框架的塑 料基质内的至少50%的玻璃纤维具有至少大致1 mm的长度，特别地大 致l mm至大致20 mm的长度，且更特别地大致l mm至大致5 mm的长度。
为能够使用尽可能多的方向盘结构空间以增加方向盘的稳定性， 不负责方向盘的稳定性而是负责方向盘的触觉特性的覆盖件具有尽可 能小的深度和/或厚度。因此，覆盖件优选地仅具有大致l mm至大致5 mm的厚度，特别是大致l mm至大致3 mm的厚度，且更特别地大致l mm 至大致2mm的厚度。当使用表面发泡技术时，例如，大致1.5mm的厚 度足以实现方向盘的希望的方向盘触觉。
对于方向盘的有利的触觉特性，覆盖件优选地由硬度低于方向盘 框架材料的硬度的材料制成。
这样的材料可以是天然材料或合成材料。优选地，皮革和/或织物 材料、软漆和/或注模的和/或发泡的热塑性塑料和/或热固性塑料用作覆 盖件。对于其中对于待实现的希望的方向盘触觉特性、覆盖件单独地为
尚不充分柔性和/或弹性的情况中，优选地，由弹性材料制成的、特别 地由柔性泡沫制成的层布置在方向盘框架和覆盖件之间。通过将这样 的层与相应的覆盖件组合，可以产生多种方向盘设计。
本发明的另外的优点和细节参考附图更详细地示出，各图为
图l示出了通过根据本发明的方法生产的方向盘的示意性表示，
图2A示出了在根据本发明的方法中或在根据本发明的方向盘中使
用的毂插入件的第一典型实施例，
图2B示出了适合于在根据本发明的方法中或根据本发明的方向盘
中使用的毂插入件的第二实施例，
图3A示出了根据本发明的方向盘的第一实施例的前视图3B示出了图3A的方向盘的毂基部的详细视图； 图4A示出了图3A的方向盘的后视图4B以后视图示出了图4A中示出的方向盘的侧轮辐的详细视图5示出了根据本发明的方向盘的第二实施例的前视图； 图6示出了图5的方向盘的后视图； 图7A示出了通过方向盘边缘的横截面； 图7B示出了通过侧轮辐的横截面；和
图7C示出了通过中心轮辐的横截面。
具体实施例方式
图l示出了方向盘框架的示意性表示，该方向盘框架由方向盘边缘
1，两个侧轮辐2， 一个中心轮辐3和根据本发明的方法生产的毂基部4 制成。在此情况中，方向盘框架的所有部件已经以整体式注模方法生 产。侧轮辐2和中心轮辐3将方向盘边缘1连接到毂基部4。毂基部4具有 毂基部底表面40，矩形凹陷41和圆形凹陷42等整合在该底表面40内。 贯通通道和/或凹陷42用于接收车辆的转向轴，方向盘布置在该转向轴中。
毂基部4是杯形的，使得例如气囊模块的另外的车辆元件可以插入
到毂基部4内。为此目的，这样的气囊模块可以以常规方式接合在毂基 部4内，为此将相应的锁闭设备提供在毂基部4内和/或提供在毂基部的 底表面40上。如果气囊模块或另外的车辆元件意图于使用自攻螺钉拧 紧到毂基部4，则螺纹的预切割可以省略。通过将滑动芯引入到待以塑 料基质填充的模具内，在注模期间，可以直接生产模块可以接合在其 中的底切部。与常规生产方法相比，这相当地简化了生产过程。
图2A和图2B示出了作为毂插入件5插入到本发明的方向盘内或根 据本发明生产的方向盘内的衬套的可能的实施例。在毂插入件5的生产 中存在很大的关于几何形状和材料的设计自由。不同的可构思的毂主 体5的共同的特征是第一开口 50，该第一开口 50布置在毂插入件5的中 心区域上且用于接收车辆的转向轴，方向盘意图于插入到所述的转向 轴内。在随后的围绕毂插入件5注模塑料期间，所述的第一贯通通道50 被保留，即它不被塑料覆盖。作为结果，贯通通道形成在毂基部的底 表面内。
毂插入件5进一步包括多个第二贯通通道51，在图2A和图2B中通 过举例，该多个第二贯通通道51中仅两个第二贯通通道51提供有相应 的参考数字。第二贯通通道51用于毂插入件5的重量降低，和在毂插入 件5和待连接到毂插入件5的塑料覆盖物之间的更稳定的连结。
毂插入件5进一步包括多个在其径向外部区域上的凹陷52。通过这 些凹陷52，相互分开地形成了毂插入件5的多个类似翼的区域53。通过 形成这样的类似翼的区域53，从方向盘通过毂插入件5到待插入到毂插 入件5的第一贯通通道50内的转向轴的力传递增加。
图3A示出了根据本发明的方向盘的实施例，该方向盘可以根据本发明的用于生产方向盘的方法生产。为指示此方向盘的单独的元件， 使用了已在图l中使用的参考数字。
因此，图3A的方向盘也具有带有两个侧轮辐2和中心轮辐3的方向 盘边缘l，该侧轮辐2和中心轮辐3将方向盘边缘1连接到毂基部4。毂基 部4布置在方向盘边缘1内侧且具有圆形的凹陷42以用于接收其内布置 了方向盘的车辆的转向轴，且具有正方形凹陷41。毂基部4在其杯状内 部区域内提供有多个强化结构43，强化结构43可以在图3B的放大的图 示中更清楚地可见。为改进清晰性，在此情况中，分别仅数个强化结 构提供有相应的参考数字，从而表示了剩余的强化结构。
在毂基部4的侧壁的区域内，强化结构大体上布置在插入到毂基部 的底表面内的圆形凹陷42内的转向轴的方向上。在毂基部的底表面的 区域内，强化结构43首先围绕每个凹陷41和/或42和/或44布置。除这些 环形的强化结构43外，另外的肋布置为向圆形凹陷42轴向延伸的强化 结构43。此外，毂基部的底表面进一步具有强化结构43，该强化结构 43既不围绕凹陷41和/或42和/或44径向延伸，也不向着这样的凹陷41和 /或42和/或44轴向延伸。因此，由强化结构43形成的复杂的交织布置形 成在毂基部4的内部区域内，这为毂基部4提供了高度的稳定性。
力从方向盘边缘1通过轮辐2和3转移到毂基部4，且从此转移到车 辆的转向轴，该力以此方式且通过维持方向盘的高度稳定性而有效地 传递。此外，强化结构43相对于毂基部4的内部区域的布置具有的优点 是，在操作方向盘的驾驶员的视野内，方向盘框架的结构设计不可见。 因此，同时排除了强化结构43的任何高度差异在随后施加的方向盘框 架的覆盖件上，特别是在更柔性的覆盖材料的表面上作为下沉痕迹而 可见的情况。
通过布置强化结构43且通过考虑用于生产方向盘框架的塑料材 料，特别是通过考虑塑料材料的纤维强化，除了为抵抗由于错误使用而产生的应力或由于事故的发生而产生的应力所必需的稳定性之外， 根据本发明的方向盘还实现了在日常车辆操作中的已知的高稳定性。 此稳定性不可能能够简单地通过将迄今为止用于方向盘框架的金属材 料替换为任何塑料材料来实现。
在毂基部4到侧轮辐2和/或中心轮辐3的过渡区域内，毂基部4的稳 定性通过横向于毂基部4的侧面上的强化结构43的布置而布置的另外 的强化结构43增强。
在图4A中，可见图3A的方向盘的后视图。为描述图4A的方向盘的 单独的元件，参考图3A的描述。另外，方向盘框架的设计可以在此视 图中更清晰地识别。
因此，方向盘边缘l、侧轮辐2和中心轮辐3分别在横截面上具有U 形设计，该U形设计带有作为第一侧支的第一侧支IO、 20、 30，作为第 二侧支的第二侧支ll、 21、 31和连接上述两个侧支的支。U形设计在此 情况中在由该U形封闭的区域内被强化结构13、 23、 33穿透。如果设想 从方向盘边缘l、侧轮辐2和中心轮辐3的横截面取消这些强化结构13、 23、 33，则剩下了纯U形，这形成了用于强化结构13、 23、 33的接收器。 这在图7A至图7C中详细示出。
在图3A和图4A的方向盘中将两个侧支连接的支布置在顶部处，即 布置为向着驾驶员侧，而方向盘边缘l、侧轮辐2和中心轮辐3的U形设 计的打开侧布置在底部。以此方式，方向盘框架已经具有向着驾驶员 的封闭表面，使得例如强化结构13、 23、 33的结构元件在顶部处不可 见。同时，强化结构13、 23、 33的交叉肋的结果是实现了方向盘1的自 然共振的克服，这是必须的。因此，这也防止了下沉痕迹在必须连接 到方向盘框架的覆盖件的柔性材料内变得显见。
此外，在图4A的视图中，容易地可见在方向盘边缘l的区域内的强化结构13、在侧轮辐2的区域内的强化结构23和在中心轮辐3的区域内 的强化结构33之间的不同布置。为改进清晰性，分别仅数个强化结构 13、 23、 33提供有相应的参考数字。
因此，方向盘边缘1可以分为不同的区域A至G。在布置在方向盘 边缘1的最上部部分内的区域A内，强化结构13特别地横向于和纵向于 方向盘边缘l的支布置。
在区域A的左侧和右侧的邻接的区域B内，强化结构13与倾斜布置 融合，该倾斜布置几乎不从方向盘边缘1的一个支10越过到方向盘边缘 l的另一个支ll。
在在底部处邻接方向盘边缘1的区域B的区域C内，强化结构13布
置为倾斜布置，该倾斜布置明显地从方向盘边缘i的一个支io越过到方
向盘边缘l的另一个支ll。
区域D在底部处邻接方向盘边缘1的区域C。径向强化结构13位于 在此区域内，该径向强化结构13大致上布置在方向盘边缘1的两个侧支 10、 ll之间的中心处。此径向强化结构13通过从方向盘边缘1的一个侧 支10横向地延伸到方向盘边缘1的另一个侧支11的强化结构43交叉。区 域D在此情况中与方向盘边缘1的其中侧轮辐2连接到方向盘边缘1的区 域镜像对称。
区域E连接在区域D下方，且区域D的径向强化结构13在区域E内延 伸，但通过从方向盘边缘1的一个侧支10倾斜地延伸到方向盘边缘1的 另一个侧支11的强化结构43交叉。
区域F进一步在下方邻接区域E，区域D和区域E的径向延伸的强化 结构13大体上在区域F内延伸而无另外的强化结构13的交叉。在其中中心轮辐3连接到方向盘边缘1的方向盘边缘1的最下部区
域内，布置了方向盘边缘1的最后的区域G，其中由区域D、 E和F构成 的径向强化结构13延伸且通过在中心轮辐3的纵向延伸方向上延伸的 强化结构13交叉。
在图4B中也以后视图示出了图4A的方向盘的侧轮辐2的放大视 图。在此视图中，可以容易地看见强化结构23，该强化结构23交叉地 且倾斜地从侧轮辐2的一个侧支20延伸到侧轮辐2的另一个侧支21。而 且，仅数个强化结构23提供有相应的参考数字。根据多个侧轮辐2的数 字和几何形状和它们与方向盘边缘l的相对布置，强化结构23也可以具 有不同的路径，以形成相应的载荷传递路径。
图5示出了根据本发明的方向盘的另一个实施例，该方向盘与图3A 的方向盘类似地具有方向盘边缘1和两个侧轮辐2以及毂基部4。从附图 的前述描述已知的参考数字再次用于方向盘的相同的元件。然而，与 图3A中示出的实施例相比，图5的方向盘具有两个中心轮辐3。作为结 果，在整个方向盘内导致了不同的力分布路径。
作为两个中心轮辐3的结果，毂基部4的底部被稳定，使得可以省 略布置在待引入到毂基部42的底表面内的圆形凹陷内的转向轴的纵向 方向上的强化结构的布置。而且，在毂基部的底表面(其中除圆形凹 陷42外也布置了另外的矩形凹陷41)内，也可以省略多个在图3A的实 施例中存在的强化结构。然而，通过具有T形和/或Y形的相互连接而部 分地交叉的数个强化结构43形成为用于稳定毂基部的底表面上的毂基 部4。
在毂基部4的不充分的稳定能够通过侧轮辐2和中心轮辐3实现的 情况中，也可以以这样的四轮辐方向盘设计提供在毂基部4的内侧内的 强化结构，该强化结构平行于待引入到圆形凹陷42内的转向轴的纵向 延伸程度布置。作为结果，有效地避免了毂基部4的可能的变形。
25在侧轮辐2与方向盘边缘1的过渡处，强化结构23布置在侧轮辐2
的上面上，这有助于在侧轮辐2和方向盘边缘1之间的有效的力传递连
接。方向盘边缘l自身在顶部处具有封闭的表面，即向驾驶员侧定向的 封闭表面。此封闭的表面用于接收强化结构，该强化结构布置在方向
盘边缘l的后面上，如可以从图6中所见。此封闭的表面适用于中心轮 辐3的设计。如所提及，仅侧轮辐2也在面向驾驶员的侧上具有强化结 构23。然而，强化结构23的最大部分即使在侧轮辐2的情况中也布置在 后面上，即在远离驾驶员的方向盘侧上，如在后文中在图6的描述中更 详细地示出。
图6以后视图示出了图5中示出的方向盘。方向盘边缘l的强化结构 13、 23、 33，侧轮辐2和中心轮辐3可以容易地看见。与根据本发明的 在图3和图4中示出的方向盘的实施例相比，在图5和图6中示出的根据 本发明的方向盘的实施例的强化结构13、 23、 33布置为越过较小的程 度。其是如下事实的结果，即载荷传递路径因为另外的中心轮辐3的另 外的布置而在方向盘内不同地延伸的结果。
因此，侧轮辐2和中心轮辐3的强化结构23、 33布置为径向地向着 环形强化结构延伸，该环形强化结构中心地布置在侧轮辐2和/或中心轮 辐3内。通过它们与以环形方式延伸的强化结构的连接，它们提供了强 化结构23、 33的交叉布置。此外，侧轮辐2和中心轮辐3的强化结构23、 33延伸到方向盘边缘1内，且在此点处在侧轮辐2与方向盘边缘l和/或中 心轮辐3与方向盘边缘1的连接点处越过方向盘边缘1的多个强化结构 13。
强化结构13在方向盘边缘1内的布置可以再划分为不同的区域H至 j，其方式类似于已经在图4A中示出的根据本发明的方向盘的实施例。 在布置在方向盘边缘1的上部区内的区域H内，强化结构13以Z字形状的 方式从方向盘边缘1的接收器的第一支10延伸到方向盘边缘1的接收器的第二支ll，且向回延伸。作为多个强化结构13的相互连接的结果， 在第一侧支或第二侧支处，即在Z字形方式的转折点处，强化结构13的 类似的稳定通过强化结构13的交叉或越过布置实现。区域I在两侧在下
方邻接区域H，且其中强化结构13大体上在方向盘边缘内中心地且径向 地延伸。在此情况中，它们被强化结构23交叉，该强化结构从侧轮辐 延伸到方向盘边缘l内。
图7A示出了通过根据本发明的方向盘边缘1的部分区域的示意性 横截面，该方向盘边缘1带有第一侧支10、与第一侧支10相对的第二侧 支ll，和将第一侧支10连接到第二侧支11的中心支12。第一侧支IO、 第二侧支11和中心支12—起形成了接收器15，该接收器15接收了部分 地交叉的方向盘边缘1的强化结构13。在此情况中，强化结构13也可以 部分地从接收器15突出(见图7B)。方向盘边缘l的横截面具有圆形的 U形形式。
图7B示出了通过根据本发明的侧轮辐2的部分区域的示意性横截 面，该侧轮辐2带有第一侧支20、与第一侧支20相对的第二侧支21，和 将第一侧支20连接到第二侧支21的中心支22。第一侧支20、第二侧支 21和中心支22—起形成了接收器25，该接收器25接收了部分地交叉且 部分地越过的侧轮辐2的多个强化结构23。强化结构23的一部分从接收 器突出，且因此形成了侧轮辐2的下部终端。侧轮辐2的横截面具有成 角度的U形形式，侧支20、 21也能够以从图7B中示出的不同的角度连接 到中心支22。
图7C示出了通过根据本发明的中心轮辐3的部分区域的示意性横 截面，该中心轮辐3带有第一侧支30、与第一侧支30相对的第二侧支31， 和将第一侧支30连接到第二侧支31的中心支32。第一侧支30、第二侧 支31和中心支32—起形成了接收器35，该接收器35接收了部分地交叉 和部分地越过的中心轮辐3的多个强化结构33。中心轮辐3的横截面也 具有成角度的U形形式，侧支30、 31也能够以从图7C中示出的不同的角 度连接到中心支32。参考数字列表
1 方向盘边缘
2 侧轮辐
3 中心轮辐
4 毂基部
5 毂插入件
10方向盘边缘的第一侧支
11方向盘边缘的第二侧支
12方向盘边缘的中心支
13强化结构
15方向盘边缘的接收器
20侧轮辐的第一侧支
21侧轮辐的第二侧支
22侧轮辐的中心支
23强化结构
25侧轮辐的接收器
30中心轮辐的第一侧支
31中心轮辐的第二侧支
32中心轮辐的中心支
33强化结构
35中心轮辐的接收器
40毂基部的底表面
41毂基部的底表面内的矩形凹陷
42毂基部的底表面内的圆形凹陷
44毂基部的底表面内的另外的圆形凹陷
43强化结构
50第一贯通通道
51第二贯通通道
52凹陷
53类似翼的区域A方向盘边缘的区域
B 方向盘边缘的区域
C 方向盘边缘的区域 D方向盘边缘的区域
E 方向盘边缘的区域
F 方向盘边缘的区域 G方向盘边缘的区域 H方向盘边缘的区域
I 方向盘边缘的区域
J 方向盘边缘的区域
29
权利要求
1. 一种生产用于车辆、特别是用于机动车辆的方向盘的方法，其特征在于如下步骤a)通过如下步骤来提供带有毂基部(4)、方向盘边缘(1)和至少一个轮辐(2、3)的方向盘框架，即aa)提供毂插入件(5)，ab)围绕所述毂插入件(5)注模塑料基质用于形成所述毂基部(4)，所述毂基部(4)具有形成了内部区域的类似空腔的形状，并且强化结构(43)布置在所述毂基部(4)的所述内部区域中，ac)由塑料基质注模和/或气体辅助注模和/或水注模所述至少一个轮辐(2、3)和所述方向盘边缘(1)，所述至少一个轮辐(2、3)将所述毂基部(4)连接到所述方向盘边缘(1)，b)用覆盖件至少部分地覆盖所述方向盘框架。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，所述毂基部(4)在 步骤a)和步骤b)之间涂漆。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤b)之前， 将弹性材料层施加到所述方向盘框架上。
4. 根据前述权利要求的一项所述的方法，其特征在于，所述塑料 基质具有至少一种热塑性塑料。
5. 根据前述权利要求的一项所述的方法，其特征在于，所述热塑 性塑料是聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚酰胺。
6. 根据前述权利要求的一项所述的方法，其特征在于，所述塑料 基质具有5%至80%的纤维材料成分，特别地具有10%至70%的纤维材 料成分，尤其地具有20%至60%的纤维材料成分。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述纤维材料具有碳纤维、金属纤维、有机产品纤维和/或玻璃纤维。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，玻璃纤维具有1至60 pm的直径，特别地具有3至40 pm的直径，尤其地具有5至20 pm的直径。
9. 根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，执行所述注模， 使得所述方向盘框架的所述塑料基质中的所述玻璃纤维的至少50%具 有至少lmm的长度，特别地具有l至20mm的长度，更特别地具有l至5 mm的长度。
10. 根据前述权利要求的一项所述的方法，其特征在于，为了所 述注模而使用挤出设备，该挤出设备具有至少一个供给设备和输送器 蜗杆，所述至少一个供给设备用于供给所述塑料基质和/或塑料基质成 分，所述输送器蜗杆用于输送所述塑料基质和/或所述塑料基质成分， 待融化的塑料基质和/或已融化的塑料基质所流过的区域具有横截面， 所述横截面被选择成足够大使得对所述塑料基质中的纤维材料的破坏 最小化。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，无纤维的塑料基 质成分和所述纤维材料被相互分开地供给到所述挤出设备，所述纤维 材料被引入到已经融化的无纤维的塑料基质成分中。
12. 根据前述权利要求的一项所述的方法，其特征在于，在不执 行清洗步骤的情况下，用覆盖件覆盖所述方向盘框架。
13. 根据前述权利要求的一项所述的方法，其特征在于，通过注 模、通过反应方法和/或通过手工机械方法来进行用覆盖件覆盖所述方 向盘框架。
14. 根据前述权利要求的一项所述的方法，其特征在于，所述覆 盖件具有皮革和/或织物材料、软漆和/或注模的和/或发泡的热塑性塑料 和/或热固性塑料。
15. —种用于车辆、特别是用于机动车辆的方向盘，该方向盘带 有方向盘框架，该方向盘框架包括方向盘边缘、毂基部和至少一个轮 辐，所述毂基部通过所述至少一个轮辐连接到所述方向盘边缘，所述 毂基部布置在所述方向盘边缘内侧，且所述方向盘边缘和所述至少一 个轮辐基本上仅由塑料基质构成，其特征在于，a) 所述至少一个轮辐(2、 3)包括强化结构(23、 33)，和b) 所述毂基部(4)包括形成了内部区域的类似空腔的形状，强 化结构(43)布置在所述毂基部(4)的所述内部区域中。
16. 根据权利要求15所述的方向盘，其特征在于，所述方向盘边 缘(1)具有封闭的表面，该封闭的表面完整地围绕了空腔而无强化结 构。
17. 根据权利要求15所述的方向盘，其特征在于，所述方向盘边 缘(1)具有强化结构(13)。
18. 根据权利要求15至17的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述强化结构(13、 23、 33)具有类似肋的设计。
19. 根据权利要求15至18的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述强化结构(13、 23、 33、 43)在所述方向盘中沿载荷传递路径布置。
20. 根据权利要求15至18的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述方向盘边缘(1)和/或所述至少一个轮辐(2、 3)的强化结构构造为 部分地交叉。
21. 根据权利要求15至20的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述方向盘边缘(1)和/或所述至少一个轮辐(2、 3)具有接收器(15、 25、 35)，该接收器(15、 25、 35)通过第一侧支(10、 20、 30)、 第二侧支(11、 21、 31)和中心支(12、 22、 32)形成，其中所述第 二侧支(11、 21、 31)与所述第一侧支(10、 20、 30)相对，且所述 中心支(12、 22、 32)将所述第一侧支(10、 20、 30)连接到所述第 二侧支(11、 21、 31)。
22. 根据权利要求21所述的方向盘，其特征在于，所述方向盘边 缘(1)和/或所述至少一个轮辐(2、 3)的强化结构(13、 23、 33)的 至少一个部分布置在所述接收器(15、 25、 35)的内侧。
23. 根据权利要求21至22的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述方向盘边缘(1)和/或所述至少一个轮辐(2、 3)的接收器(15、 25、 35)具有封闭表面。
24. 根据权利要求21至23的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述方向盘边缘(1)和/或所述至少一个轮辐(2、 3)的接收器(15、 25、 35)在橫截面上具有U形形状。
25. 根据权利要求21至24的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述强化结构(23、 33)在所述至少一个轮辐(2、 3)的区域中至少部 分地从所述接收器(25、 35)的所述第一侧支(20)倾斜地延伸到所 述接收器(25、 35)的所述第二侧支(21、 31)。
26. 根据权利要求21至25的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述强化结构(23、 33)在所述至少一个轮辐(2、 3)的区域中基本上 纵向于和横向于所述接收器(25、 35)的侧支(20、 21; 30、 31)延伸。
27. 根据权利要求21至26的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述强化结构(13)布置为在所述方向盘边缘(1)的区域中至少部分地 从所述接收器(15)的所述第一侧支(10)倾斜到所述接收器(15) 的所述第二侧支(11)，和/或平行于所述接收器(15)的两个侧支(10、 11)禾口/或横向于所述接收器(15)的两个侧支(10、 11)。
28. 根据权利要求15至27的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述毂基部(4)具有毂插入件(5)，该毂插入件(5)至少部分地嵌入 在所述塑料基质中。
29. 根据权利要求28所述的方向盘，其特征在于，所述毂插入件 (5)包括至少一种金属。
30. 根据权利要求28或29所述的方向盘，其特征在于，所述毂插 入件(5)具有至少一个凹陷(52)，使得它填充为小于所述毂基部(4) 的整个底表面。
31. 根据权利要求28至30的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述毂插入件(5)具有至少一个第一贯通通道(50)，所述第一贯通通 道(50)用于接收转向轴，且所述第一贯通通道(50)没有嵌入在所 述塑料基质中。
32. 根据权利要求31所述的方向盘，其特征在于，所述毂基部(4) 的强化结构(43)至少部分地以围绕所述第一贯通通道(42、 50)的 环形方式布置。
33. 根据权利要求或32所述的方向盘，其特征在于，所述毂基部 (4)的强化结构(43)布置为朝向所述第一贯通通道(42、 50)至少部分地轴向延伸。
34. 根据权利要求31至33的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述强化结构(43)在所述毂基部(4)的侧面上基本上在待插入到所述 第一贯通通道(42、 50)中的所述转向轴的纵向延伸方向上延伸。
35. 根据权利要求29至错误！不能找到参考数字的一项所述的方 向盘，其特征在于，所述毂插入件(5)具有至少一个第二贯通通道(51)， 该第二贯通通道(51)非形状配合地嵌入所述塑料基质中。
36. 根据权利要求28至35的一项所述的方向盘，其特征在于，强 化结构(43)围绕每个开口 (41、 42、 44)布置在所述毂基部的底表 面(40)中，通过所述毂插入件(5)和嵌入所述毂插入件的所述塑料 基质而形成所述毂基部的底表面(40)。
37. 根据权利要求28至36的一项所述的方向盘，其特征在于，在 所述毂插入件(5)的材料厚度和所述毂基部的底表面(40)的材料厚 度之间的比在5:1至1:5的范围中，特别是1:2.5，所述毂基部的底表面(40)通过所述毂插入件(5)和嵌入所述的毂插入件的所述塑料基质 形成。
38. 根据权利要求15至37的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述塑料基质具有5%至80%的纤维材料的成分，特别地具有10%至70% 的纤维材料的成分，尤其地具有20%至60%的纤维材料成分。
39. 根据权利要求38所述的方向盘，其特征在于，所述纤维材料 具有碳纤维、金属纤维、有机产品纤维和/或玻璃纤维。
40. 根据权利要求39所述的方向盘，其特征在于，所述方向盘框 架的所述塑料基质中至少50%的玻璃纤维具有至少1 mm的长度，特别 地具有l至20mm的长度，更特别地具有l至5mm的长度。
41. 根据权利要求15至40的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述覆盖件具有l至5mm的厚度，特别是具有l至3mm的厚度，尤其地具 有l至2mm的厚度。
42. 根据权利要求15至41的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述覆盖件由与所述方向盘框架的材料相比具有较低硬度的材料制成。
43. 根据权利要求15至42的一项所述的方向盘，其特征在于，所 述覆盖件具有皮革和/或织物材料、软漆和/或注模的和/或发泡的热塑性 塑料和/或热固性塑料。
44. 根据权利要求15至43的一项所述的方向盘，其特征在于， 由弹性材料制成的、特别地由柔性泡沫制成的层布置在所述方向盘框 架和所述覆盖件之间。
全文摘要
本发明涉及一种用于生产用于车辆特别是用于机动车辆的方向盘的方法。根据本发明的方法包括如下步骤通过如下步骤生产方向盘框架，该方向盘框架具有毂基部(4)、方向盘边缘(1)和至少一个轮辐(2、3)，即提供毂插入件(5)，围绕毂插入件(5)注模塑料基质以形成毂基部(4)，毂基部(4)具有形成了内部的空心形状，和布置在毂基部(4)的内部内的强化结构(43)，由塑料基质注模和/或气体辅助注模和/或水注模至少一个轮辐(2、3)和方向盘边缘(1)，至少一个轮辐(2、3)将毂基部(4)连接到方向盘边缘(1)，和以覆盖物至少部分地覆盖方向盘框架。本发明也涉及了由此方法生产的方向盘。
文档编号B62D1/04GK101454192SQ200780019173
公开日2009年6月10日 申请日期2007年8月30日 优先权日2006年8月30日
发明者伯恩哈德·肯普弗, 诺伯特·穆勒, 马丁·格里克沙特 申请人:高田-彼得里公开股份有限公司