预浸渍碳纤维方向盘制造技术

各种实施方式包括改进的方向盘及其制造方法。改进的方向盘包括用环氧树脂预浸渍的碳纤维垫，所述环氧树脂至少包裹邻近方向盘框架的一部分。重叠的垫子边缘通过热固化垫子直接经由环氧树脂连接在一起。预浸渍碳纤维垫在经受热循环测试时不会开裂，这是对包括使用单独的粘合剂连接原始碳纤维垫与框架的现有技术方向盘的改进。

Pre impregnated carbon fiber steering wheel

Various embodiments include an improved steering wheel and its manufacturing method. The improved steering wheel includes a carbon fiber pad impregnated with epoxy resin, which wraps at least a portion of the adjacent steering wheel frame. The overlapping cushion edges are connected directly to the epoxy resin through the heat curing pad. The pre impregnated carbon fiber mat will not crack during heat cycling test, which is an improvement to the existing steering wheel including the use of a single adhesive to connect the original carbon fiber mat and the frame.

【技术实现步骤摘要】
预浸渍碳纤维方向盘
技术介绍
许多车辆方向盘具有环形轮辋、中央轮毂部分以及在轮辋和轮毂部分之间延伸的轮辐。方向盘包括刚性框架，基底(例如PC-ABS或聚氨酯)可以覆盖在框架的边缘部分(以及可能的其他部分)周围。围绕基底布置表层以形成轮辋、轮辐和/或轮毂的外表面。表层可以包括加长垫，该加长垫具有彼此相对的第一和第二端部以及在彼此相对的第一和第二端部之间延伸的第一和第二加长侧边缘。表层通过在组装时施加到基底和/或表层的粘合剂连接到基底，并且表层粘附到基底。此外，表层的侧边缘之一包裹在另一侧边缘上并粘附到其上。皮革和聚氨酯等材料已被用作汽车车辆方向盘的表层。这些材料可以承受汽车车厢内预期的温度循环，而不会开裂。原始碳纤维表层也已用于部分汽车中，例如豪华汽车，但是原始碳纤维表层因车厢内预期的典型温度循环在边缘和端部的接缝处容易开裂。因此，原始碳纤维表层对于经受典型温度循环的车辆并非最佳选择。因此，本领域需要改进的表层和组装表层与方向盘的方法。
技术实现思路
根据各种实施方式，改进方向盘包括在组装在方向盘的框架上之前用环氧树脂预浸渍的碳纤维垫。预浸渍碳纤维垫具有彼此相对且间隔开的第一边缘和第二边缘以及内表面和外表面。内表面包括与第一边缘相邻的重叠部分。预浸渍碳纤维垫布置在框架周围，使垫子的内表面面向框架，重叠部分与邻近第二边缘的外表面的一部分重叠，并且在固化期间通过预浸渍碳纤维垫中的环氧树脂直接粘附到外表面，无需单独的粘合剂。预浸渍垫在经过典型的温度循环之后不会开裂。在某些实施方式中，垫子的内表面包括粘合部分。与环氧树脂分离的粘合剂布置在粘合部分上，用于连接邻近框架的粘合部分。例如，粘合剂可具有至少10,000mPa.s的粘度。在某些实施方式中，基底布置在预浸渍碳纤维垫的内表面和框架之间。基底可以包括聚合物材料，例如PC-ABS或聚氨酯。在这种实施方式中，粘合部分的粘合剂连接垫子与基底。在某些实施方式中，透明涂层布置在预浸渍碳纤维垫的外表面上。在某些实施方式中，重叠部分的宽度约为预浸渍碳纤维垫宽度的8％至16％。例如，根据某些实施方式，重叠部分的宽度为约10至约20毫米。在某些实施方式中，根据预浸渍碳纤维垫(即，包括环氧树脂的碳纤维垫)的总重量，预浸渍碳纤维垫包含约25％至约70％重量的环氧树脂。此外，在某些实施方式中，根据预浸渍碳纤维垫的总重量，预浸渍碳纤维垫包含约40％至约45％重量的环氧树脂。预浸渍碳纤维垫可具有约300g/m2至约400g/m2的基重。各种实施方式包括一种至少包裹车辆方向盘一部分的方法，该方法包括：(1)将预浸渍环氧树脂的碳纤维垫至少包裹在方向盘框架的一部分周围，(2)将垫子内表面与垫子第一边缘相邻的重叠部分布置在邻近垫子第二边缘的外表面的一部分上，直接接触外表面的一部分；以及(3)热固化预浸渍碳纤维垫。在固化期间，环氧树脂将重叠部分直接连接到外表面与第二边缘相邻的部分。在某些实施方式中，所述方法还包括在固化之前和固化期间在垫子周围包裹支撑材料以在固化期间支撑垫子。此外，在进一步的实施方式中，该方法还包括在固化之后去除支撑材料。支撑材料可以包括塑料包装。在某些实施方式中，该方法还包括在内表面的粘合部分与布置在框架和预浸渍碳纤维垫的内表面之间的基底之间施加与环氧树脂分开的粘合剂，并将粘合部分包裹在基底周围。粘合部分与重叠部分分离。施加粘合剂可以包括将粘合剂施加到内表面的粘合部分和/或基底。附图说明附图中的部件不一定相互之间调整，并且在多个视图中相同的附图标记表示相应的部件。图1示出了根据一个实施方式的方向盘前视图。图2A和图2B示出了在方向盘的一部分周围安装之前的预浸渍碳纤维垫的透视图。图3示出了通过A-A线获得的图1中的方向盘横截面图。图4示出了现有技术方向盘的横截面图。图5示出了根据某些实施方式的示出至少包裹方向盘的一部分的方法的流程图。具体实施方式各种实施方式包括改进的方向盘及其制造方法。改进的方向盘包括用环氧树脂预浸渍的碳纤维垫，所述环氧树脂至少包裹邻近方向盘框架的一部分。术语“碳纤维垫”和“预浸渍碳纤维垫”可互换使用，并且是指用热固性树脂预浸渍的垫子。这种预浸渍碳纤维垫通常可以商品名TC203TES125获得并由ProSystems制造。重叠的垫子边缘通过热固化垫子直接经由环氧树脂连接在一起。预浸渍碳纤维垫在经受热循环测试时不会开裂，这是对包括使用单独的粘合剂连接原始碳纤维垫与框架的现有技术方向盘的改进。图1示出了根据一个实施方式的示例性方向盘。如图所示，方向盘10包括包裹在预浸渍碳纤维垫14中的至少一个部分12。预浸渍碳纤维垫14还可以覆盖方向盘10的其他部分，例如覆盖方向盘10轮辐部分的部分13。图2A和2B示出了在安装到方向盘10上之前的预浸渍碳纤维垫14。垫子14包括彼此相对并间隔开的第一边缘15和第二边缘16以及内表面17和外表面18。内表面17包括与第一边缘15相邻的重叠部分19和在重叠部分19与第二边缘16之间的粘合部分27。外表面18包括与第二边缘16相邻的重叠部分21。如图3所示，方向盘10包括布置在框架20周围的基底25，预浸渍碳纤维垫14包裹在基底25周围。预浸渍碳纤维垫14布置在框架20周围，使垫子14的内表面17面向框架20。内表面17的重叠部分19与外表面18的重叠部分21重叠，并且在热固化之后通过碳纤维垫14中的环氧树脂直接粘附到外表面18，而不在重叠部分19、21之间使用单独的粘合剂。在热固化期间，预浸渍碳纤维垫14可以经受升高的温度和视需要升高的压力，使环氧树脂经过化学反应，将重叠部分19粘附到重叠部分21。预浸渍碳纤维垫可以转变成高度耐用、耐温、坚硬和轻质的结构材料。预浸渍碳纤维垫14可以在高压釜、烘箱、真空袋或其他加热装置中热固化。在一个实施方式中，预浸渍碳纤维垫14可在烘箱中热固化。例如，预浸渍碳纤维垫14可在烘箱中在至少约100℃的温度下烘烤至少2小时。在固化期间，预浸渍碳纤维垫可以包裹在支撑件中，例如塑料包装。粘合剂26布置在基底25和垫子14的内表面17的至少一部分上。粘合剂26与浸渍到垫子14中的环氧树脂分离。粘合剂26的粘度可以是适当的量，以防止或减少粘合剂26渗透到其所施加的碳纤维垫14中。换言之，粘合剂26的大部分保留在基底25的表面上以提供粘附力。粘合剂26可以具有至少10,000mPa.s的粘度。例如，粘合剂26可以具有约10,000至约150,000mPa.s的粘度，例如约10,000至约20,000mPa.s。可使用的合适的粘合剂26包括聚氨酯型粘合剂。这种聚氨酯型粘合剂通常可以商品名AdesivoTMXP4294获得并由RavierItaliaS.P.A.制造。透明涂层28可布置在垫子14的外表面18附近。透明涂层可以包括一个或多个涂层。在一个实施方式中，底漆可以直接布置在碳纤维垫14的外表面18上，并且透明涂层28可以直接布置在底漆上。在某些情况下，底漆可以为几乎任何面漆层建立基础。底漆可以含有透明的聚氨酯型涂料。透明涂层28还可包括布置在底漆上的一个或多个附加涂层。在某些情况下，一个或多个附加涂层可以给透明涂层28带来厚实感。一个或多个附加涂层可以包含透明的聚氨酯型或聚酯型涂料。另外，涂层可以提供各种类型的处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的方向盘，包含：一个框架；及包含环氧树脂的预浸渍碳纤维垫，所述预浸渍碳纤维垫具有彼此相对且间隔开的第一边缘和第二边缘以及内表面和外表面，内表面包含邻近第一边缘的重叠部分，其中：预浸渍碳纤维垫布置在框架周围，使内表面面向框架，重叠部分与邻近第二边缘的外表面的一部分重叠，并且在热固化期间通过预浸渍碳纤维垫中的环氧树脂直接粘附到外表面，无需单独的粘合剂。

【技术特征摘要】
2016.04.01 US 15/088,9111.一种用于车辆的方向盘，包含：一个框架；及包含环氧树脂的预浸渍碳纤维垫，所述预浸渍碳纤维垫具有彼此相对且间隔开的第一边缘和第二边缘以及内表面和外表面，内表面包含邻近第一边缘的重叠部分，其中：预浸渍碳纤维垫布置在框架周围，使内表面面向框架，重叠部分与邻近第二边缘的外表面的一部分重叠，并且在热固化期间通过预浸渍碳纤维垫中的环氧树脂直接粘附到外表面，无需单独的粘合剂。2.如权利要求1所述的方向盘，其中内表面还包含粘合部分，其中与环氧树脂分离的粘合剂布置在粘合部分上，用于将粘合部分连接到框架附近。3.如权利要求2所述的方向盘，其中粘合剂具有至少10,000mPa.s的粘度。4.如权利要求1所述的方向盘，其还包含布置在预浸渍碳纤维垫的内表面和框架之间的基底。5.如权利要求4所述的方向盘，其中基底来自聚碳酸酯－丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。6.如权利要求4所述的方向盘，其中内表面还包含粘合部分，其中与环氧树脂分离的粘合剂布置在粘合部分上，用于将粘合部分连接到基底。7.如权利要求1所述的方向盘，其中重叠部分的宽度为预浸渍碳纤维垫宽度的约8％至约16％，其中宽度沿第一边缘和第二边缘延伸的正交平面测量。8.如权利要求1所述的方向盘，其中重叠部分的宽度为约10至约20毫米，...

【专利技术属性】
技术研发人员：川口真，
申请(专利权)人：TK控股公司，
类型：发明
国别省市：美国,US