DE19703039A1

DE19703039A1 - Verbesserungen bei der Herstellung von Lenkrädern für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19703039A1
Application number: DE1997103039
Authority: DE
Inventors: Tous Luis Gras
Original assignee: Dalphi Metal Espana SA
Current assignee: Dalphi Metal Espana SA
Priority date: 1996-01-17
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 1997-10-30
Also published as: ES2147047A1; GB2309192A; GB9700965D0; ES2147047B1; FR2743538A1

Description

Gegenstand der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Herstellung von Lenkrädern für Kraftfahrzeuge, welche im Vergleich zu den bisher bekannten und nach dem derzeitigen Stand der Technik angewandten Verfahren zur Herstellung derartiger Artikel hauptsächlich neue Eigenschaften sowie bedeutende Vorteile und Besserungen bringen.

Der wesentliche Gegenstand der Erfindung besteht konkret in der Tatsache, ein Lenkrad vorzustellen, das durch mehrfachen Spritzguß mit allen sich aus Verfahren dieser Art ergebenden Vorteilen erhalten wird und bei dessen Herstellung ausschließlich thermoplastische Materialien Einsatz finden, die durch das Spritzgußverfahren in einem einzigen Arbeitsgang geformt werden, ohne daß weitere zusätzliche Maßnahmen erforderlich wären. Zu diesem Zweck geht die Erfindung von einem üblichen Metallring mit einem oder zwei Armen aus, je nach dem herzustellenden Lenkradmodell, auf dem ein oder mehrere thermoplastische Materialien geformt werden, um dem Lenkrad die gewünschte Steifheit und Oberflächeneigenschaften zu verleihen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß es sich um ein integrales Lenkrad handelt, d. h., daß das durch Spritzguß hergestellte Lenkrad bereits die Mittel für die Anordnung des Airbags bzw. anderer Einrichtungen des Fahrzeugs enthält oder wahlweise die Aufnahme für diese Teile aufweist, die durch eine in herkömmlicher Weise befestigte Abdeckung geschützt und gehalten werden können.

Die Erfindung findet offensichtlich in der Industrie Anwendung, welche sich der Herstellung von Lenkrädern für Kraftfahrzeuge widmet.

Vorgeschichte der Erfindung

Es ist allen Fachleuten bekannt, daß bei der Herstellung von Lenkrädern für Kraftfahrzeuge bestimmte Materialien, wie z. B. verwendet werden. Das Material wird mit auf dem Markt erhältlichen geeigneten Systemen so aufgespritzt, daß es alle zu schützenden Metallteile des Lenkrads umgibt. Der Einsatz von Polyurethan bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich, die mit den Eigenschaften des eigentlichen Materials in Zusammenhang stehen und hauptsächlich darin bestehen, daß während des Spritzgusses überschüssiges Material anfällt, das weitere Arbeitsgänge erforderlich macht, um das überschüssige Material zu beseitigen und die gewünschten Oberflächeneigenschaften zu erzielen. Das bedeutet einen beachtlichen Zeit- und Arbeitsaufwand und damit eine Erhöhung der Herstellungskosten. Das so erhaltene Lenkrad wird durch eine Abdeckung ergänzt, die frontseitig in der Mitte des Lenkrads angebracht wird und eine Aufnahme schließt, in welcher in zusätzlichen Arbeitsgängen die Teile des Airbags für den Fahrer untergebracht werden. Daneben muß diese Abdeckung auch für den Benutzer geeignete Eigenschaften bezüglich ihres Griffes und Aussehens aufweisen.

Die Herstellung und Montage der bisherigen Lenkräder bringen daher bestimmte Nachteile mit sich, die zu einem übermäßigen Zeit- und Kostenaufwand führen, weshalb es wünschenswert wäre, ein Verfahren zu entwickeln, das die Herstellung und Montage erleichtert und die zur Zeit aufgeworfenen Probleme löst.

Zusammenfassung der Erfindung

Mit dieser Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Lenkrädern für Kraftfahrzeuge zur Verfügung gestellt, das in sich die vorstehend als wünschenswert genannten Eigenschaften vereint und die derzeitigen Verfahren zur Herstellung derartiger Artikel merklich vereinfacht. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß der Einsatz von geeigneten thermoplastischen Materialien vorgesehen, die durch mehrfachen Spritzguß eine Verformung erlauben, um die einzelnen Teile zu bilden, die mit dem Innenring verbunden werden, den das Lenkrad offensichtlich besitzen muß. Nach den verschiedenen, durch die Erfindung gebotenen Möglichkeiten und Alternativen, werden sowohl bei der Ausgestaltung des Füllmaterials, das den Metallring und die einzelnen Arme desselben umgibt, als auch bei der Ausgestaltung des Außenteils, das die vorstehend genannten Teile umhüllt und gleichzeitig eine Abdeckung für den mittleren Bereich des Lenkrads über dem Kern dargestellt, zwei oder mehr thermoplastische Materialien verwendet. Diese äußere Abdeckung besitzt auf ihrer sichtbaren Seite das gewünschte Aussehen. Wie bereits zuvor erwähnt, ermöglicht ein Verfahren wie dieses die Herstellung eines integrierten Lenkrads, wodurch eine Reihe von Arbeitsgängen in Zusammenhang mit der Montage der Einzelteile des Lenkrads vermieden wird.

Es ist leicht zu erkennen, daß durch den Einsatz thermoplastischer Materialien, die durch mehrfachen Spritzguß verformt werden können, zusätzlich der Vorteil eines schnellen, sauberen Verfahrens gegeben ist, das in einer einzigen Spritzgußmaschine durchgeführt werden kann und keine weiteren Arbeitsgänge für die Reinigung und abschließende Behandlung des erhaltenen Teils erforderlich macht, womit auch der Anfall von Abfällen bemerkenswert verringert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Vorteile und verschiedenen Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der Beschreibung, welche sich auf die anliegenden Zeichnungen bezieht, in denen beispielsweise, ohne jede Einschränkung, eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Sie zeigen in

Fig. 1 den Querschnitt einer schematischen Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsmäßigen integrierten Lenkrads, sowie einen Schnitt in einer anderen Stellung des Lenkrads;

Fig. 2 den Querschnitt einer schematischen Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsmäßigen integrierten Lenkrads, sowie einen Querschnitt in einer anderen Stellung des Lenkrads;

Fig. 3 stellt ebenfalls einen Querschnitt einer schematischen Ansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsmäßigen integrierten Lenkrads sowie einen Querschnitt des Lenkrads dar;

Fig. 4 den schematischen Querschnitt einer vierten Ausführungsform eines integrierten Lenkrads, das die durch die Erfindung vorgeschlagenen Verbesserungen aufweist, sowie einen Querschnitt in einer anderen Stellung des Lenkrads;

Fig. 5 einen Querschnitt des erfindungsmäßigen Lenkrads sowie einen weiteren Querschnitt in einer anderen Stellung, bei dem das Airbag-Modul gesondert angebracht wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Zur ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Alternativen bzw. Ausführungsformen der Erfindung wird ständig auf die in den Zeichnungen enthaltenen Figuren Bezug genommen. Fig. 1 zeigt schematisch den Querschnitt eines in Übereinstimmung mit der ersten Alternative hergestellten Lenkrads, das die erfindungsmäßigen Verbesserungen aufweist, weshalb der Schnitt so gewählt wurde, daß auch der gesamte mittlere Bereich des Lenkrads, der dem Kern desselben entspricht, dargestellt ist. Zusätzlich ergibt sich aus dieser Figur ein weiterer Querschnitt, der jeder Stellung des Lenkrads entsprechen kann, bei welchem kein Verbindungsarm zwischen dem Metallring und dem mittleren Kern vorgesehen ist.

Das Lenkrad besteht üblicherweise, wie gezeigt, aus einem Metallring 1, von dem ein oder mehrere radiale, ebenfalls aus Metall gefertigte Arme 2 abgehen, die mit dem Kern 3 des Lenkrads verbunden sind, das eine Zone 4 aufweist, über welche es am oberen Ende einer (nicht dargestellten) Lenksäule befestigt wird. Die verschiedenen Arme 2 und der Kern 3 können mit Schrauben 5 oder anderen bekannten Verfahren befestigt werden, welche die gewünschte zuverlässige Verbindung gewährleisten.

Die durch die Erfindung vorgeschlagenen Verbesserungen können bei herkömmlichen, so ausgebildeten Lenkradstrukturen angewandt werden. Nach dieser ersten Ausführungsform verwendet man zwei thermoplastische Materialien mit verschiedenen Eigenschaften, jeweils in Abhängigkeit von den gewünschten Funktionen. Mit einem dieser Materialien werden durch Spritzguß die Metallteile behandelt, um den Ring 1 und die Arme 2 mit einer gefüllten Verkleidung 6 zu versehen. Das verwendete thermoplastische Material besitzt entsprechende Eigenschaften, welche die Herstellung einer weichen Verkleidung ermöglichen und eine bestimmte interne Flexibilität bieten. Damit gelingt es, das Lenkrad mit einer nachgiebigen, im Griff lockeren Schicht auszustatten, die es dem Benutzer ermöglicht, das Lenkrad beim Fahren fester anzufassen.

Nach der Herstellung der Schicht 6, welche die Metallteile verkleidet, wird die Außenschicht 7, welche die vorstehend genannte Einheit umgibt und gleichzeitig eine Aufnahme 8 für die Airbag-Teile und/oder andere Funktionen bildet, gespritzt. Dieses Außenschicht 7 besteht ebenfalls aus thermoplastischem Material. Im Vergleich zur bereits beschriebenen Schicht 6 besitzt dieses Material steifere mechanische Eigenschaften, die von den an die einwandfreie Funktion des Airbag-Moduls gestellten Forderungen und den anzuwendenden Normen abhängig sind. Der untere Bereich kann seinerseits mit Hilfe eines gesonderten Teiles 9 üblicher Art und geeigneter Eigenschaften abgedeckt werden.

Die untere Ansicht zeigt einen an irgendeiner Stelle des Lenkrads durchgeführten Querschnitt, z. B. in einer dem ersten Querschnitt diametral gegenüberliegenden Stellung. Es ist zu erkennen, daß der Metallring 1 von einem weichen thermoplastischen Material 6 umgeben ist, während das steifere Material 7 die gesamte Einheit verkleidet und an seiner Außenseite die für ein Lenkrad gewünschten Eigenschaften aufweist.

Die in Fig. 2 dargestellte Ansicht zeigt den Querschnitt eines nach der zweiten erfindungsmäßigen Ausführungsform hergestellten Lenkrads. In diesem Fall werden drei thermoplastische Materialien verwendet. Bei der Herstellung eines solchen Lenkrads geht man von derselben Lenkradstruktur wie in Fig. 1 aus, was bedeutet, daß um den Metallring 1 ein erstes, sehr weiches thermoplastisches Material 6 gespritzt wird, um eine bestimmte interne Flexibilität zu gewährleisten, während man im Bereich der Arme 2 und in der Mitte eine Zwischenschicht 10 aus einem zweiten thermoplastischen Material bildet, das in Abhängigkeit von den Anforderungen des Airbag- Moduls steifer ist. Die Schicht 10 dient als Aufnahme 12 für das Airbag-Modul und/oder andere Teile. Um die gesamte Einheit zu verkleiden, wird eine weitere Außenschicht 11 aus thermoplastischem eingespritzt, das in Bezug auf Griff und Aussehen die vom Benutzer gewünschten Eigenschaften besitzt. Aus dem unteren Querschnitt, der jeder Stelle des Lenkrads entsprechen kann, an welcher kein Arm vorhanden ist, ergibt sich, daß sich um den Ring 1 herum eine Schicht 6 aus weichem Material befindet und daß die Schicht 11 als Abschluß das gesamte Lenkrad verkleidet.

Wie im vorstehend beschriebenen Fall ist der untere Bereich mit einer Abdeckung 9 versehen.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform zeigt einen mit den erfindungsmäßigen Verbesserungen hergestelltes integriertes Lenkrad, bei dem zwei thermoplastische Materialien Verwendung finden. Diese Ausführungsform gleicht der in Fig. 2 dargestellten, unterscheidet sich jedoch dadurch, daß der Metallring 1 unmittelbar durch die Schicht 20 verkleidet wird, die man durch Einspritzen eines steifen thermoplastischen Materials erhält, und zwar jeweils in Abhängigkeit von den Anforderungen des Airbag-Moduls. Die Schicht 20 hat somit die Aufgabe, die Arme abzudecken und die Aufnahme 20 für die Airbagteile und/oder andere Funktionen zu bilden. Zur Verkleidung der gesamten Einheit wird eine Schicht 21 hergestellt, welche die Oberfläche der Innenschicht 20 berührt und aus einem geeigneten thermoplastischen Material besteht, das die in bezug auf Griff und Aussehen für diese Außenfläche 21 gewünschten Oberflächeneigenschaften besitzt. Aus dem zweiten Querschnitt, der jeder Stelle des Lenkrads entsprechen kann, an welcher kein Arm vorhanden ist, ergibt sich, daß der Ring 1 insgesamt von der Schicht 20 und diese, ihrerseits, von der Zone 21 umgeben ist. Aus dem zweiten Querschnitt, der jeder Stelle des Lenkrads entsprechen kann, an welcher kein Arm vorhanden ist, ergibt sich, daß der Ring 1 insgesamt von der Schicht 20 und diese, ihrerseits, von der Schicht 21 umgeben ist.

Ein bedeutendes Merkmal der Ausführungsform der Fig. 3 besteht darin, daß die Außenschicht 21 während des Spritzgußverfahrens im Bereich der Schicht 23, die der Stellung des Metallrings entspricht, stärker ausgeführt wird, womit eine bessere Anpassung der Hände des Benutzers an das Lenkrad gegeben ist und der Fahrer die Möglichkeit hat, das Lenkrad fester zu greifen.

Wie bei den vorstehend beschriebenen Beispielen besitzt auch die Ausführungsform der Fig. 3 eine untere Abdeckung 9, mit welcher das in Übereinstimmung mit der vorstehenden Beschreibung hergestellte Lenkrad geschlossen werden kann.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt eines weiteren Modells eines integrierten Lenkrads, bei dessen Herstellung zwei thermoplastische Materialien verschiedener Eigenschaften verwendet werden. Ausgehend von der Lenkradstruktur der vorangehenden Beispiele wird ein erstes thermoplastisches Material eingespritzt, das eine Schicht 30 bildet, welche die Metallarme 2 umgibt und die Aufnahme 32 für das Airbag-Modul bildet. Dieses erste thermoplastische Material bietet die für die Erfordernisse des genannten Airbag-Moduls zweckmäßige Steifheit. Anschließend wird eine Außenschicht 31 hergestellt, welche sowohl den Metallring 1 umgibt und diesem die gewünschte Form und Stärke verleiht, als auch die Innenschicht 30 verkleidet, an deren Oberfläche sie sich eng anlegt. Das thermoplastische Material der Außenschicht 31 besitzt die in bezug auf Griff und Aussehen gewünschten Oberflächeneigenschaften. Das Lenkrad wird durch eine untere Abdeckung 9 vervollständigt.

Aus dem unteren Querschnitt, der jeder Stelle des Lenkrads entsprechen kann, an welcher kein Arm vorhanden ist, ergibt sich, daß der Metallring 1 insgesamt von der Schicht 31 umgeben ist, die dem Lenkrad die gewünschten Oberflächeneigenschaften verleiht.

Das in Fig. 5 der Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt im Querschnitt eine Alternative eines durch mehrfachen Spritzguß hergestellten Lenkrads, bei dem das Airbag-Modul nicht wie bei den vorstehend beschriebenen Bespielen integriert ist. In diesem Fall werden, wie in Fig. 4, zwei thermoplastische Materialien eingesetzt, um eine Innenschicht 40, die sich den Armen anpaßt, sowie eine Außenschicht 41 zu bilden, die den Ring und die Innenschicht verkleidet, weshalb die Außenschicht 41 auch bei dieser Ausführungsform aus einem geeigneten Material hergestellt wird, das die gewünschten Oberflächeneigenschaften gewährleistet. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 4, erstrecken sich die Schichten 40, 41 aus thermoplastischem Material nur in einem gewissen Abstand von der Stellung des Metallrings 1, wodurch über dem Lenkradkern ein mittlerer Bereich 42 verbleibt, der als Aufnahme für die Teile des Airbag-Moduls oder andere Funktionen dient und oben mit einer üblichen Abdeckung 43 verschlossen wird, die aus einem thermoplastischen Material oder auch aus Polyurethan bestehen kann. Der untere Bereich des Lenkrads wird ebenfalls mit Hilfe einer geeigneten Abdeckung 9 verschlossen.

Aus dem unteren Querschnitt, der jeder Stelle des Lenkrads entsprechen kann, an welcher kein Arm vorhanden ist, ergibt sich, daß der Metallring 1 insgesamt von der Schicht 41 aus eingespritzem thermoplastischen Material umgeben ist, die dem Lenkrad die gewünschten Oberflächeneigenschaften verleiht.

Man hält es nicht für notwendig, den Inhalt noch ausführlicher zu beschreiben, damit jeder Fachmann in der Materie die Reichweite und die sich aus der Erfindung ergebenden Vorteile verstehen und den Gegenstand derselben durchführen und verwirklichen kann.

Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung an Hand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, weshalb Änderungen der Form, Größe und/oder Materialien möglich sind, soweit der wesentliche Sinn der Erfindung erhalten bleibt.

Claims

1. Verbesserungen bei der Herstellung von Lenkrädern für Kraftfahrzeuge, wobei das Lenkrad aus einem Metallring mit einer unterschiedlichen Anzahl von radialen, ebenfalls aus Metall gefertigten Armen besteht, die je nach Art des herzustellenden Lenkrads unterschiedliche Querschnitte und Formen aufweisen können, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Schicht ausgebildet wird, die sich dem Metallring und den Armen anpaßt, und zumindest eine zweite Schicht vorgesehen ist, welche die erste umgibt und sich bis zum mittleren Kern des Lenkrads erstreckt, der diverse Funktionen aufnimmt, wie z. B. das Airbag-Modul oder dgl., wobei die genannten Schichten durch Anwendung von mehrfachen Spritzgußverfahren hergestellt und zu diesem Zweck mindestens zwei thermoplastische Materialien verschiedener physikalischer Eigenschaften verwendet werden.

2. Verbesserungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verkleidung des Ringes und der Arme vorzugsweise aus einem weichen thermoplastischen Material besteht, um einen nachgiebigen Bereich zu schaffen, der eine bessere Abstützung der Hände und ein leichtes Festhalten des Lenkrads gewährleistet.

3. Verbesserungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verkleidung aus einem thermoplastischen Material besteht, das eine bestimmte mechanische Steifheit aufweist, die es ermöglicht, den verkleideten Teilen einen geeigneten Schutz und die in bezug auf Aussehen und Griff gewünschten Oberflächeneigenschaften zu verleihen.

4. Verbesserungen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Wahl ein drittes thermoplastisches Material steifer mechanischer Eigenschaften verwendet wird, um eine Innenschicht zu bilden, welche sich um die Arme herum bis zum mittleren Kernbereich des Lenkrads und zur Innenschicht des Metallrings erstreckt, während die die gesamte Einheit umgebende Außenschicht aus einem thermoplastischen Material besteht, das es ermöglicht, dem Lenkrad die in bezug auf Aussehen und Griff gewünschten Oberflächeneigenschaften zu verleihen.

5. Verbesserungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung, welche den mittleren Bereich des Lenkrads verschließt, in dem sich die für die genannten Funktionen vorgesehenen Vorrichtungen befinden, nach Wahl aus einem von der geformten Schicht, welche das restliche Lenkrad abdeckt, getrennten Teil bestehen und folglich aus einem anderen Material hergestellt werden kann.