手柄及其制造方法以及包括该手柄的通勤车辆

文档序号:1401336 发布日期:2020-03-06 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 手柄及其制造方法以及包括该手柄的通勤车辆 (Handle, manufacturing method thereof and commuter vehicle comprising handle ) 是由 尤甘徳哈拉·辛格 阿尼尔·蒂瓦里 哈林德拉纳特·萨尔马 文卡特沙·纳拉亚纳斯瓦米 于 2013-10-30 设计创作,主要内容包括:本发明披露了一种手柄及其制造方法以及包括该手柄的通勤车辆。在实施方式中,一种手柄(10)包括:颈部(12);以及从该颈部延伸的本体部分(14),颈部(12)包括围绕颈部(12)的突起部(28),其中,突起部(28)相比于颈部(12)具有增大的直径,其中,颈部(12)包括开口(30),开口具有穿过开口延伸的孔(52),其中,具有大体平坦表面的台架部(48)将第一颈部部分(46)连接至第二颈部部分(50),其中,孔(52)在第二颈部部分(50)中具有第一孔径(54),并在第三颈部部分(56)中具有第二孔径(58),第二孔径(58)大于第一孔径(54)。本发明的手柄能使得整个一体手柄结构具有较高的强度,且实现方便可靠的连接。(The invention discloses a handle, a manufacturing method thereof and a commuter vehicle comprising the handle. In an embodiment, a handle (10) includes: a neck (12); and a body portion (14) extending from the neck, the neck (12) including a protrusion (28) surrounding the neck (12), wherein the protrusion (28) has an increased diameter compared to the neck (12), wherein the neck (12) includes an opening (30) having a bore (52) extending therethrough, wherein a ledge portion (48) having a substantially flat surface connects the first neck portion (46) to the second neck portion (50), wherein the bore (52) has a first bore diameter (54) in the second neck portion (50) and a second bore diameter (58) in the third neck portion (56), the second bore diameter (58) being greater than the first bore diameter (54). The handle of the invention can ensure that the whole integrated handle structure has higher strength and realizes convenient and reliable connection.)

手柄及其制造方法以及包括该手柄的通勤车辆

本申请是申请号为201380055996.X,名称为“手柄及其制造方法和使用方法”的中国专利申请(基于国际申请日为2013年10月30日、国际申请号为PCT/IB2013/059800的国际专利申请,于2015年4月24日进入中国国家阶段)的分案申请。

技术领域

本文公开的是手柄(具体是多使用者手柄)、用于制造该手柄的方法以及该手柄的使用方法。

背景技术

通勤车辆(例如列车、公交车等)通常容纳有限数量的乘客座椅,这意味着通勤车辆上的一些乘客将不得不站着。为了在通勤车辆移动时或在通勤车辆启动或停止时能够站立而不会跌倒或挤靠另一乘客,乘客通常握持悬挂于上方的抓握手柄。由于抓握手柄设计成一次由一个使用者使用,其限制了同时握持抓握手柄的乘客数量。对于多于一个使用者需要握持而言,抓握手柄在结构上还可能不充分。如果多于一个使用者握持抓握手柄,则该手柄可能断裂,或使用者的手可能会相互触碰从而增加了传播细菌、疾病等的可能性。此外,旨在由一个使用者使用的抓握手柄也并未解决允许更多数量的人同时处于通勤车辆上的问题,这是因为座椅的数量和抓握手柄的数量有效地限制了能同时安全地在通勤车辆上的人的数量。

因此,存在对于这样的手柄的需求,其中,例如在通勤车辆上,多个使用者能够握持同一个手柄。

发明内容

在各个实施方式中公开了手柄以及制造和使用该手柄的方法。

在一实施方式中,手柄包括:颈部;并且其特征在于,所述手柄包括本体部分,所述本体部分与所述颈部一体形成,并从所述颈部延伸,其中,所述本体部分包括从所述颈部延伸的转角部分、从所述转角部分延伸的臂、以及从所述臂延伸的大于或等于两个握持部分;其中,所述颈部还包括靠近所述转角部分的倒角部,其中,所述倒角部包括比所述颈部更大的直径;其中,所述颈部还包括交替的肋和凹部,所述肋从第一颈部部分的内壁径向地向内延伸,所述凹部形成所述内壁的一部分;其中,所述颈部和所述本体部分由聚合物形成;并且其中,所述手柄是注塑模制的,其中,所述颈部包括围绕所述颈部的突起部,其中,所述突起部相比于所述颈部具有增大的直径,其中,所述颈部包括开口,所述开口具有穿过所述开口延伸的孔,其中,具有大体平坦表面的台架部将所述第一颈部部分连接至第二颈部部分,其中,所述孔在所述第二颈部部分中具有第一孔径),并在第三颈部部分中具有第二孔径,以及所述第二孔径可大于所述第一孔径。本发明的手柄能使得整个一体手柄结构具有较高的强度,且实现方便可靠的连接。

在一实施方式中,制造手柄的方法包括:将聚合物熔化以形成熔体;将聚合物注射到腔中以形成手柄,该手柄包括颈部以及本体部分,该本体部分从颈部延伸,其中,本体部分包括从颈部延伸的转角部分、从转角部分延伸的臂以及从臂延伸的大于或等于两个的握持部分;当熔体开始固化时通过气体注射针将氮气注射到熔体中;将熔体推进到腔的末端;冷却熔体;排出氮气;打开模具;以及弹出手柄。

下文中更详细地描述这些和其他特性和特征。

附图说明

以下是附图的简要说明,其中,相同的元件以相同的标号表示,并且这些附图是用于解释本文中公开的示例性实施方式的目的,而非用于限制本发明的目的。

图1为手柄的等距视图。

图2为图1的手柄的等距俯视图。

图3为图1的手柄的另一等距视图。

图4为图1的手柄的侧视图。

图5为图1的手柄的一部分的细节图。

图6为沿图5中的线A-A截取的横截面图。

图7为图1的手柄的一部分的俯视图。

图8为手柄的等距视图。

图9为另一手柄的等距视图。

图10为又一手柄的等距视图。

图11为又一手柄的等距视图。

图12为又一手柄的等距视图。

图13为又一手柄的等距视图。

图14为又一手柄的等距视图。

图15为图14的手柄的仰视图。

图16为图14的手柄的俯视图。

图17为附接机构的示意图。

图18为图17的附接机构的另一示意图。

图19为图17的附接机构和图15的手柄的等距视图。

图20为附接至另一附接机构的图1的手柄的等距视图。

图21为图20的附接机构的示意图。

图22为图20的附接机构的另一示意图。

图23为附接至图15的手柄的附接机构的等距视图。

图24为图23的附接机构的横截面图。

图25为图23的附接机构的示意图。

图26为图15的附接至附接机构的手柄的前视图。

图27为图26的手柄和附接机构的横截面图。

图28为图1的手柄的等距视图,该手柄通过气体辅助注塑模制工艺加工。

图29为在具有图9的设计的手柄的模拟过程中施加的载荷的视图。

图30为在具有图9的设计的手柄的模拟过程中施加的载荷的视图。

图31为在具有图9的设计的手柄的模拟过程中施加的载荷的视图。

图32为在具有图10的设计的手柄的模拟过程中施加的载荷的视图。

图33为在具有图10的设计的手柄的模拟过程中施加的载荷的视图。

图34为在具有图13的设计的手柄的模拟过程中施加的载荷的视图。

图35为在具有图13的设计的手柄的模拟过程中施加的载荷的视图。

图36为在具有图1的设计的手柄的模拟过程中施加的载荷的视图。

图37为不具有突起部的手柄的视图。

具体实施方式

本文公开了手柄(也称为抓握手柄),该手柄能够在通勤车辆(例如列车、公交车等)中由大于或等于一个使用者同时使用,使得乘客在没有可使用的座椅的时候也能够安全地站立在通勤车辆中。手柄可包括将为手柄提供期望强度的任何材料,使得当多个乘客施加力时手柄不会失效,其中,失效可包括结构的破裂、断裂等。例如,手柄可包括聚合物材料和/或金属。聚合物材料的实例包括聚碳酸酯和聚醚酰亚胺,而金属的实例包括钢。

理想地,在对本文公开的手柄施加力的时候,所述手柄不应当经受大于制造手柄的材料的屈服强度的应力,并且因此,该材料应当选择成满足将施加至手柄的预期应力。例如,如果手柄包括的材料(例如聚碳酸酯)具有60兆帕(MPa)的屈服强度,则在对手柄施加力时手柄不应当经受大于60MPa的应力,否则可能发生失效(例如断裂、永久变形)。通常,施加于手柄特定部分的力可能大于或等于50千克(kg),具体地该力大于或等于100kg,并且更具体地该力大于或等于200kg(该力通常为使用者在握持时施加于手柄的重量)。

本文公开的手柄大体可包括连接至本体部分的颈部,其中,本体部分包括臂和从分叉部分延伸的握持部分。颈部可选择性地包括突起部(即,比颈部和臂的总体直径更厚的部分)以便辅助为手柄提供进一步的强度和刚度。握持部分的长度可变化以适于不同高度的使用者。尽管本文结合通勤车辆进行了描述,但是应当理解的是本文公开的手柄也可应用于其他领域,包括使用手柄以通过双手来拉动载荷(例如,其中手柄附接至载荷并且使用者在手柄上拉动);手柄可从攀爬机构(例如梯子、起重机等)悬置,并且使用者可使用手柄用于稳定性。

本体部分上的基部部分可包括可选择的凹部,该可选择的凹部可允许广告、告示或其他期望特征***到手柄上。手柄可包括任何想要的颜色,例如,手柄的颜色可选择成匹配或反映轨道车的内部部件,可选择成具有不同的颜色以便易于乘客看到,和/或可选择成提供使用者信息(例如,特定的颜色可表示手柄是否旨在用于儿童或成人,或者基于使用者重量(特定的重量限制)而使用等)。一些可能的颜色包括红色、蓝色、绿色、黄色、白色、黑色等。

握持部分的内表面可进一步选择性地包括纹理以允许使用者更容易抓持和握持握持部分。握持部分可在基部部分的分叉部分上形成选择性的托台以辅助减缓可能在分叉部分上积聚的应力。手柄的各个部件均可单独地具有沿最宽横截面点的宽度,该宽度基于在手柄该区域中将经受的应力的量来选择。通常该宽度可小于或等于35毫米(mm),具体地,该宽度可小于或等于30mm,更具体地,该宽度可小于或等于25mm,并且甚至更具体地,该宽度可小于或等于20mm。

颈部(例如手柄的与附接机构直接接触的部分)可选择性地包括突起部,该突起部可具有比颈部、臂和/或基部部分的转角部分的直径更大的直径。突起部可在颈部中的可选择的开口附近对手柄提供额外的刚度。该开口可延伸穿过颈部以提供用于附接机构的附接部。突起部可具有颈部的从头到尾的渐缩部以提供平滑的表面。可选择地,突起部可从颈部的基部附近且在转角部分之间径向地延伸。颈部还可选择性地包括位于转角部分附近的倒角部(fillet),其中,倒角部通常可具有比转角部分、握持部分和颈部更大的厚度。倒角部可设计成融合到转角部分中以实现平滑表面。颈部还可选择性地包括肋(例如,交替的肋)和凹部,该肋可从第一颈部部分的内壁向外延伸,凹部可形成该内壁的部分。换言之,颈部可选择性地包括从颈部的壁向内径向地延伸到穿过颈部的开口中的肋。该肋可辅助对颈部提供结构加强(例如刚度)。可具有台架部以将第一颈部部分连接至第二颈部部分,其中,台架部可具有大体平坦的表面。孔可穿过开口延伸,其中,孔可在第二颈部部分中具有第一孔径,以及在第三颈部部分中具有第二孔径,其中,第二孔径大于第一孔径以容纳用于附接机构的帽,该附接机构在第二孔径区域中***到孔中。

可设想的是,在手柄上可具有大于或等于2个握持部分,具体地,在手柄上可存在大于或等于3个握持部分,更具体地可具有大于或等于4个握持部分,甚至更具体地,可具有大于或等于5个握持部分,并且进一步更具体地可具有大于或等于6个握持部分。例如,握持部分可从臂延伸,或握持部分可通过介于其间的分隔部利用位于分隔部与握持部分之间的可选择的开孔而分离。通常应当理解的是,一个握持部分对应于一个使用者(即乘客)。手柄还可选择性地包括可用于修饰物(例如广告、告示、装饰、通知等)的区域。

手柄可通过附接机构附接至车辆。附接机构可包括支架,该支架构造成将手柄锚定至车辆。例如,支架可具有开口,该开口构造成接收穿过其中的管,其中,管安装在车辆中。附接机构还可包括衬圈、杆、弹簧、垫圈和/或帽组合以将手柄附接至附接机构。

通过参照附图,可获得对于本文中公开的部件、步骤和装置的更完整的理解。这些图(本文中也称为“图(FIG.)”)仅是基于便利和易于论证本公开的的示意性图示,并且因此,不旨在表示设备或其部件的相对大小和尺寸和/或限定或限制示例性实施方式的范围。尽管出于清楚的目的在以下说明中使用了特定术语,然而这些术语旨在仅指代从实施方式中选出的用于在附图中进行说明的特定结构,并且不旨在限定或限制本公开的范围。在附图和下文的说明中,应当理解的是,相似的数字标号指代具有相似功能的部件。还应当理解的是,参照具体附图公开的任何元件可应用于本文公开的任何图中。

图1至图7示出了手柄10,其中,大于或等于两个使用者能够同时握持手柄10(例如,形状为倒转的“y”)。例如,手柄10可包括颈部12(示出为大体圆形)。本体部分14可从颈部12延伸,其中,本体部分14可包括臂16,该臂可分叉成握持部分18(例如第一握持部分、第二握持部分等)。臂16可通过可选的转角部分22连接至颈部12,如示出的,该转角部分可例如为位于臂与颈部之间的部分,可选择地,该部分可以是倒圆的。握持部分18可通过转角部分32连接至臂16。臂16可包括区域24,该区域在与转角部分32相对的端部处分叉成握持部分18。分叉部分26可为平坦的或倒圆的(例如,弯曲的)。例如,如在图4中示出的,分叉部分26可包括托台60,该托台可给分叉部分26提供更大的表面区域,使得应力能够分散而非积聚在一点。理想的是,例如为了美观和安全,分叉部分26的托台60具有圆形形状,这是因为在车辆中尖锐转角是不期望的,因为使用者可能与尖锐转角接触。例如,托台的半径可小于或等于35mm,具体地该半径小于或等于30mm,并且更具体地该半径小于或等于25mm。握持部分18的长度可变化,以适于不同高度的使用者(见例如图11)。可选择地,本体部分14还可包括例如能够容纳修饰物(例如广告、告示、饰品、通知等)的区域(例如,见图8中的中央部分72以及图10和图11中的中央部分82)。修饰物可附接至该区域的表面和/或形成到表面中。可选择地,区域72、82、102、124可以为凹部20。区域24、72、82可位于手柄上的任何位置,例如靠近顶部、中部或底部。理想的是,该区域定位成用于加强手柄在更高应力区域(相比于手柄的其他区段)中的结构完整性。

如在图3和图4中更充分地示出的,颈部12可包括突起部28,该突起部具有宽度Wp,该宽度可比转角部分22的宽度Wcp更宽。突起部28可在颈部12中的选择性的开口30(见图3)周围对手柄10提供额外的刚度。如图4中所见,突起部28可从颈部12的一端朝向另一端渐缩,例如为突起28提供平滑的表面。可通过倒角部34实现手柄的进一步刚度,该倒角部可位于颈部12上,位于转角部分22的与转角部分22邻近臂16的端部相对的端部上。(见图1)倒角部34通常比转角部分22更厚,但是可与转角部分22融合为一体以实现平滑的表面。可选择地,握持部分18可包括例如在握持部分18的内表面38上的纹理,以向使用者提供抓持表面,使得使用者的手不会轻易从手柄10滑离。(见图1)尽管仅仅参考图1至图7示出,然而应当理解的是,在本文中公开的每个手柄中的颈部均可包括如本文中描述的突起部28。

现在转到图5、图6和图7,更详细地示出了颈部12,其中,图6为沿图5中的线A-A的横截面图。如在图5、图6和图7中示出的,例如,颈部12可包括交替的肋40,该肋从第一颈部部分46的内壁44径向地延伸。肋40可为颈部12提供进一步的结构加强(例如刚度)。台架部48可将第一颈部部分46连接至第二颈部部分50,其中,台架部48可具有大体平坦的表面。孔52可延伸穿过开口30,其中,该孔可在第二颈部部分50中具有第一孔径54,并且在第三颈部部分56中具有第二孔径58。第二孔径58可大于第一孔径54,以允许附接构件(例如螺母、螺钉、螺栓等)穿过开口30***到第三颈部部分56中。对应的附接构件可穿过开口30***到第一颈部部分46和第二颈部部分50中。第一孔径54可小于第二孔径58,以辅助限制手柄10的过度移动。虽然仅参考图1至图7示出,然而应当理解的是,本文中公开的每个手柄中的颈部均可包括如本文中描述的肋40、和/或第一颈部部分、和/或第二颈部部分。

图8和图9示出了另一手柄70,其中,多个使用者可同时握持手柄70。手柄70可包括颈部12和从颈部12延伸的本体部分14。本体部分14可从颈部12分叉到区域72中,位于本体部分14任一侧上以位于本体部分14的与颈部12相对的端部上的握持部分18可从该区域延伸。中央部分72可包括任何想要的形状,诸如三角形、方形、矩形、六边形等。中央部分72可为实心的,以提供用于广告等(如在图8中所见)的平坦的表面,或中央部分72可具有延伸穿过该中央部分72的开孔76。穿过本体14可具有分隔部74以将握持部分18分隔成不同的分离的区段。如在图8中示出的,例如,分隔部74可形成倒转的“T”,从而将握持部分18分隔成三个分离的区段。

图10至图16示出了本文中描述的手柄的其他变型。例如,图10和图11分别示出了手柄80、90,该手柄与参考图1至图7描述的手柄10相似。图10中的手柄80可包括倒转的“y”形状,具有从颈部12延伸的区域82。手柄80可在颈部的任一侧上具有转角部分22,该转角部分延伸到臂16中。选择性地,转角部分22可具有倒圆的转角,所述转角可延伸到臂16中,该臂分叉成握持部分18。如图10和图11中示出的区域可包括大体矩形的形状。然而,应当理解的是,中央部分82可包括任何想要的形状并且不限于矩形形状。图19示出了相似的手柄90,除了一个握持部分18具有比另一握持部分18更短的长度。手柄上的不同长度的握持部分可适于不同高度的使用者和/或可减小使用者的手彼此触碰的可能性。手柄80、90均可包括转角部分32,在该转角部分中,臂16与握持部分18相交。不同长度的臂和/或握持部分可用于本文中描述的任一手柄上。

图12示出了手柄100,该手柄具有大于或等于三个握持部分18,其中,握持部分18可从臂16竖直地(即在y方向上)延伸,并且握持部分18可从臂16水平地(即在x方向上)延伸。在水平延伸的握持部分18之间具有孔104,其中,构件106从每个孔104竖直延伸并且这些构件之间可通过条杆108连接以形成竖直延伸的握持部分18。选择性地,代替孔104,另一中央部分可位于握持部分18之间。在手柄100上在颈部12之下还可具有中央部分102。与本文中描述的其他中央部分一样,该中央部分可使用任何形状。如在图12中示出的,中央部分可包括半圆形,该半圆形具有用于修饰物的表面(例如,修饰物附接至该表面和/或形成在该表面中)。

现在转到图13,示出了具有四个握持部分122的手柄120。该手柄可包括区域124,该区域具有大体柱形形状。与本文中描述的其他中央部分一样,中央部分124可具有这样的表面,该表面能够允许修饰物放置于中央部分的该表面上和/或中。延伸部126可在水平方向上突伸远离中央部分124,其中,握持部分122从延伸部126竖直延伸。在握持部分122上例如在握持部分122的与附接机构200相对的端部处可具有元件(例如球)128,以提供用于使用者的手的止动机构。尽管示出了径向延伸的四个延伸部,但是可设想更多或更少的延伸部并且因此可设想更多或更少的握持部分。

图14、图15和图16示出了又一实施方式,其中,手柄140可包括颈部12以及从颈部竖直向下延伸的大于或等于两个的握持部分142,其中,额外的握持部分142在竖直的握持部分之间延伸,使得大于或等于六个使用者能同时握持在手柄140上。与所有的先前附图一样,颈部12可包括开口30,该开口具有延伸穿过该开口的孔52以允许附接机构200(例如见图14)放置在该孔中。

附接机构200在图8至图14中示出,并且在图17至图19中更详细地示出。附接机构200可将手柄10、70、80、90、100、120、140附接至通勤车辆(例如用穿过附接机构开口***的管附接至顶棚)。应当理解的是,虽然参考特定手柄示出了附接机构,但是本文公开和描述的附接机构可同样应用于本文公开的每个手柄。

如在图17和图18中示出的,附接机构200可包括支架206,该支架包含附接机构开口202,管(杆、管道等)204可***穿过该附接机构开口(见图19)以使得手柄10、70、80、90、100、120、140可附接至通勤车辆(例如从顶棚悬置、附接至侧部等)。支架206还可包括支架基部218,该支架基部可包围连接至杆210的衬圈208,其中,杆210可包括端部部分220,在该端部部分上垫圈214可***一个表面上并且帽216可***相反的表面上以包围端部部分220。垫圈214和帽216可辅助确保附接机构200不会与手柄分离。围绕杆210的可为可选择的弹簧212,该弹簧可在通勤车辆移动过程中减缓手柄10、70、80、90、100、120、140的摆动,其中,在端部部分220或衬圈208上方和/或下方可提供可选择的空间以允许杆210移动并且允许弹簧212压缩和延展。杆与支架的附接和/或杆与手柄10、70、80、90、100、120、140(例如垫圈214/端部部分220/帽216)的附接可允许手柄10、70、80、90、100、120、140的旋绕动作(即旋转)。弹簧可防止接近手柄10、70、80、90、100、120、140的内部部件。

在图20至图26中示出额外的附接机构。例如,转到图20至图22,示出了附接机构240。如在图21中详细地示出的,附接机构210可包括第一悬置部分242和第二悬置部分244,该图为附接机构240和手柄10的分解图。第一悬置部分242和第二悬置部分244可包括大体弯曲形状(例如半圆),以允许管204***它们之间。第一悬置部分242还可包括第一悬置部分附接点252,通过使用附接构件256,所述第一悬置部分附接点可附接至对应的第二悬置部分附接点254,从而将悬置部分彼此附接。第二悬置部分244可在第二悬置部分244的任一侧上包括第二延伸部分突起部266,该第二延伸部分突起部具有套板接收部分268,该套板接收部分定位在第二延伸部分突起部之间以接收套板246。套板附接点250可位于套板接收部分268上,套板附接构件248可附接至所述套板附接点。套板246还可包括构造成接收管线258的通道262。套板246可在力施加至手柄10时辅助将管线258保持就位。弹簧212可围绕管线258,并且帽216可附接在开口30中(开口见图3)。图22示出了附接机构240的一些内部部件的横截面图。如在图22中可见的,帽216可搁置在手柄10的颈部12的开口30内。衬套(sleeve)264可围绕管线258以辅助将该管线保持就位。可选择地,衬套264可以是卷曲成形的。

图23至图25示出了附接机构280,在附接机构中,管道282可与手柄140整体形成(例如嵌件模制(insert molded)在一起)。管道282可包括开孔286,销288可在覆盖件290可插在管道282上之前***该开孔中,其中,覆盖件290可包括对应的开孔以接收销288。销288可延伸到覆盖件290中的开孔中,以将附接机构280附接至管204。图26和图27示出了与附接机构280类似的实施方式。在附接机构300中,管道302可与手柄140整体模制(例如嵌件模制)。

附接机构和手柄可包括将提供期望强度和刚度的任何材料,例如金属、聚合物(例如热塑性的聚合物或热塑性与热固性组合的聚合物)等。可在手柄和/或附接机构中使用的可能的热塑性树脂包括但不限于低聚物、聚合物、离聚物(ionomers)、树突状聚合物(dendrimers)、共聚物(诸如接枝共聚物)、嵌段共聚物(例如星型嵌段共聚物(star blockcopolymer)、无规共聚物(random copolymer)等)以及包括前述中至少一种的组合。这样的热塑性树脂的实例包括但不限于聚碳酸酯(例如聚碳酸酯的混合物(诸如聚碳酸酯-聚丁二烯混合物、共聚酯聚碳酸酯(copolyester polycarbonates)))、聚苯乙烯(例如聚碳酸酯与苯乙烯的共聚物,聚苯醚-聚苯乙烯混合物)、聚酰亚胺(polyimide)(例如聚醚酰亚胺)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯(ABS)、聚甲基丙烯酸烷基酯(polyalkyl methacrylate)(例如,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))、聚酯(例如,共聚酯、聚硫酯(polythioesters))、聚烯烃(例如聚丙烯(PP)和聚乙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE))、聚酰胺(例如酰亚胺(polyamideimides))、多芳基化合物(polyarylates)、聚砜(例如聚芳砜(polyarylsulfones)、芳砜纶(polysulfonamides))、聚苯硫醚(polyphenylene sulfides)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylenes)、聚醚(polyethers)(例如聚醚酮(PEK)、聚醚酮醚(polyether etherketones)(PEEK)、聚醚砜(polyethersulfones)(PES))、聚丙烯酸化物(polyacrylics)、聚缩醛(polyacetals)、聚苯并恶唑(polybenzoxazoles)(例如聚苯并噻嗪并吩噻嗪(polybenzothiazinophenothiazine)、聚苯并噻唑(polybenzothiazoles))、聚恶二唑(polyoxadiazoles)、聚吡嗪并喹喔啉(polypyrazinoquinoxaline)、均苯型聚酰亚胺(polypyromellitimides)、聚喹喔啉(polyquinoxalines)、聚苯并咪唑(polybenzimidazoles)、聚羟吲哚(polyoxindoles)、聚氧代异吲哚啉(polyoxoisoindoline)(例如聚二氧代异吲哚啉(polydioxoisoindoline))、聚三嗪(polytriazines)、聚哒嗪(polypyridazines)、聚哌嗪(polypiperazines)、聚吡啶(polypyridines)、聚哌啶(polypiperidines)、聚***(polytriazoles)、聚吡唑(polypyrazole)、聚吡咯烷(polypyrrolidines)、聚碳硼烷(polycarboranes)、聚氧杂二环壬烷(polyoxabicyclononane)、聚氧芴(polydibenzofurans)、聚四氯苯酞(polyphthalides)、聚缩醛(polyacetals)、聚酐(polyanhydrides)、聚乙烯化合物(polyvinyls)(例如聚乙烯***(polyvinyl ethers)、聚乙烯硫醚(polyvinylthioethers)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohols)、聚乙烯基甲酮(polyvinyl ketones)、聚乙烯基卤化物(polyvinyl halide)、聚乙烯腈(polyvinyl nitriles)、聚乙烯酯(polyvinylesters)、聚氯乙烯(polyvinyl chlorides))、聚砜(polysulfonates)、聚硫化物(polysulfides)、聚脲(polyureas)、聚磷腈(polyphosphazenes)、聚硅氮烷(polysilazzane)、聚硅氧烷(polysiloxanes)、氟聚合物(fluoropolymers)(例如聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚全氟乙丙烯(FEP)、聚乙烯四氟乙烯(ETFE))以及包括前述至少一种聚合物的组合。

更特别地,热塑性树脂可包括但不限于聚碳酸酯树脂(例如可从沙特基础创新塑料公司(SABIC’Innovative Plastic business)购得的LEXAN*树脂)、聚苯醚-聚苯乙烯(polyphenylene ether-polystyrene)树脂(例如可从沙特基础创新塑料公司购得的NORYL*树脂)、聚醚酰亚胺(polyetherimide)树脂(例如可从沙特基础创新塑料公司购得的ULTEM*树脂)、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(polycarbonate/acrylonitrile-butadiene-styrene)树脂(例如可从沙特基础创新塑料公司购得的CYCOLOY*)、聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚碳酸酯(polybutylene terephthalate)树脂(例如可从沙特基础创新塑料公司购得的XENOY*树脂)、共聚酯碳酸酯(estercarbonate)树脂(例如可从沙特基础创新塑料公司购得的LEXAN*SLX树脂)、以及包括前述树脂中至少一者的组合。甚至更特别地,热塑性树脂可包括但不限于以下的均聚物(homopolymers)和共聚物:聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酯(polyester)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚酰胺(polyamide)、聚醚酰亚胺(polyetherimide)、聚苯醚(polyphenylene ether)、或者包括前述树脂中至少一者的组合。聚碳酸酯可包括聚碳酸酯共聚物(例如聚碳酸酯-聚硅氧烷(polycarbonate-polysiloxane),诸如聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物(polycarbonate-polysiloxaneblock copolymer))、线性聚碳酸酯、支化聚碳酸酯、封端聚碳酸酯(end-cappedpolycarbonate)(例如腈化物封端聚碳酸酯(nitrile end-capped polycarbonate))、以及包括前述至少一者的组合,例如,支化聚碳酸酯与线性聚碳酸酯的组合。

热塑性树脂还可包括多种添加剂,这些添加剂通常结合到这种类型的聚合物成分中,附加条件是选择的添加剂不会对手柄和/或附接机构的期望的特性(特别地应力和弯曲刚度)造成显著的不利影响。这样的添加剂可在成分的混合过程中的适当时间混合,用以形成手柄和/或附接机构。示例性添加剂包括冲击改性剂、填充剂、增强剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外(UV)光稳定剂、塑化剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、着色剂(诸如炭黑和有机染料)、表面效应添加剂(surface effect additives)、辐射稳定剂(例如红外吸收)、阻燃剂以及抗滴落剂。可使用添加剂的组合,例如使用热稳定剂、脱模剂以及紫外光稳定剂的组合。通常,添加剂以大体已知为有效的量使用。基于手柄和/或附加机构的部件的总重量,添加剂(除了任何冲击改性剂、填充剂或增强剂之外)的总量通常为0.001%的重量百分比到5%的重量百分比。

手柄可为中空的、实心的或二者的组合。中空手柄具有比实心手柄更理想的低的重量,从而在安装时减小手柄增加至通勤车辆的总重量。中空手柄还可比实心手柄更快速地加工(例如模制),因而增加了产出量。可选择地,握持手柄的中空部分可包括用于进一步的结构完整性的肋。例如,颈部以及转角到臂的部分可为实心的,其中,臂和握持部分可为中空的。

本文中描述的手柄的各种部件的测量可变化。例如,对于实心手柄,臂和保持部分的直径可小于或等于25mm,特别地直径小于或等于20mm,而对于中空手柄,臂和握持部分的直径可小于或等于9mm,特别地直径小于或等于8mm,更加特别地直径小于或等于6mm。突起部(当存在时)可具有大于颈部宽度而小于或等于40mm的宽度,而颈部的直径可变化,其中,第一颈部部分可具有10mm至15mm的内径,而第二颈部部分可具有16mm至20mm的内径,并且第三颈部部分可具有22mm至30mm的内径。开口可具有25mm至30mm的直径。转角部分的宽度可为15mm至30mm,特别地宽度为小于或等于25mm,而从开口穿过孔的颈部部分长度可为30mm至45mm,特别地长度为40mm至45mm,并且更特别地长度为42mm,并且臂和握持部分的宽度可为10mm至30mm,特别地宽度为15mm至25mm,更特别地宽度为小于或等于25mm,并且甚至更特别地宽度为小于或等于20mm。手柄的例如从颈部到握持部分的总体高度可为小于或等于150mm,特别地高度为小于或等于135mm,并且甚至更特别地高度为小于或等于125mm。颈部的总体高度(例如从第一颈部部分中的开口直至第三颈部部分)可为小于或等于50mm,特别地高度为小于或等于45mm,并且更特别地高度为小于或等于42mm。

应当理解的是,附接机构和/或手柄的各个部件可由相同或不同材料制成,例如手柄可包括如在本文中描述的热塑性树脂,并且附接机构可包括不同或相同的热塑性树脂或者可包括金属(例如铝、钢等)。如果期望的话,本文描述的附接机构可包括各种材料。附接机构的各个部件(诸如弹簧、杆、管、第一和第二附接点、支架、插槽、垫圈、衬圈、管道、销、覆盖件、帽)均可单独地包括本文中描述的金属或热塑性树脂。例如,弹簧、杆、管、第一和第二附接点、插槽、衬圈、垫圈、管道和/或销可包括金属(例如铝、钢等),而帽和/或覆盖件可包括本文中描述的热塑性树脂。

本文中描述的手柄和/或附接机构可通过会提供期望形状和结构刚性的任何方法制造,所述方法例如为注塑模制。气体辅助注塑模制(GAIM)可通过图28中所示的单个气体注射针310来模制本文中描述的手柄。可替换地,水辅助注塑模制可用于模制手柄。气体辅助注塑模制包括在模制过程中氮气的使用以辅助穿过模制部件(例如手柄)施加均匀的应力。氮气的引入使得熔融的聚合物从部件的较厚的区段朝向腔体中随后要填充的区域位移,从而在该部件中形成通道。通过气体通道,压力可在部件上均匀地传递,从而辅助减少和/或消除翘曲、缩痕(sink marks)和内部应力。这样的减少和/或消除可减小夹持载重量、周期时间和部件重量,同时增大部件的强度和刚度。在气体辅助注塑模制中,热塑性树脂熔化并通过使用注塑模制冲压机注射到腔模具中。当熔体开始固化时,与模具壁接触的区域将首先硬化。此时,将氮气注入到熔融物中,从而有效地从内部向外对其进行加压。气体的内部压力将熔融材料推动到腔体的末端(extremity),该末端最后被填充(还已知为“芯部排空(core out)”)。气态氮总是沿循最小阻力的路径。一旦材料已冷却至足够程度,则排空氮气,打开模具,并且弹出部件。

使用气体辅助注塑模制可显著减少模制部件的周期时间。例如,在不使用气体辅助注塑模制的情况下,周期时间可为大于或等于180秒,同时模制困难,这是因为部件的厚度(例如25mm至30mm)需要非常长的冷却时间。在使用气体辅助注塑模制的情况下,周期时间可降低至小于或等于90秒(降低了100%)。如在图28中所看到的,可通过气体辅助注塑模制过程使用一个气体注射针310和溢流井312来形成手柄10,这可有助于如先前所描述的部件中的最大芯部排空。在图28中还示出了用于溢流井312的浇口314。应当理解,尽管相对于特定手柄示出,但是本文中公开的任何手柄能够以所描述的任何工艺形成,并且气体辅助注塑模制不限于手柄10。

以下实例仅仅是本文公开的手柄的示例,并且不旨在限制其范围。除非另有指明,否则下文中公开的所有实例均使用模拟来执行。

实例

在下文实例中的每一个中,使用Solid Works软件来模制手柄;使用MOLDFLOW软件来执行模制研究,并且使用ABAQUS模拟软件来执行结构模拟。使用聚碳酸酯(即,LEXAN*EXL9134,可从沙特基础创新塑料公司购得)用作用于手柄的材料。按照指示的施加力以测量对部件实现的应力水平。所使用的材料的屈服强度为60.7Mpa,因此理想的是,手柄不会经受高于该值的应力水平,以防止部件的失效,其中,失效可以是断裂、裂痕或永久变形的形式的。在室温(例如23℃)下执行模拟。最大应力是指对部件施加载荷并且在移除载荷之后对部件的特定位置中的最大应力的测量。

实例1

对样本1(具有在图1至图7、图20、图21和图29中示出的设计的手柄)的各种机械特性进行模拟并且将样本1与样本2进行比较,样本2是具有如在图37中看到的设计的手柄,即,与这些图中的设计相同,但不具有突起部29。200千克(kg)的载荷施加至如在图36中示出的手柄的握持部分。对于样本2在手柄的颈部部分附近观察到接近60兆帕(MPa)的应力,而对于样本1,手柄的相同部分中的应力降低了接近30%,降低至约40MPa,这表明增加突起部起到增强手柄以及减少手柄在手柄的该部分中经受应力的量的作用。

还对样本1的手柄的倒角部的应力等级进行模拟并与样本2进行比较,样本2不具有样本1的倒角部。在使用上述相同的程序、材料和模拟条件的应力模拟过程中,样本2经受60Mpa的应力,而如本文中描述的具有突起部和倒角部设计的手柄经受仅42MPa的应力,降低了30%。该模拟进一步示出了具有突起部和倒角部的手柄(诸如样本1)相比于不具有这样的突起部或倒角部的设计(样本2)可经受更少的应力。

在另一模拟中,样本3和样本1进行最大值的模拟,其中,样本3是具有图10中的设计的手柄,在样本3中,臂分叉成握持部分并且在分叉部分处进行模拟,在样本1的手柄中,臂分叉成握持部分处并且在托台处进行模拟。样本1和样本3均在每个握持部分上承受竖直向下的200千克(kg)的力。观察到,样本3在分叉部分处具有59MPa的最大应力(见图10中的参考标号26),而样本1在分叉部分的托台部分处具有小于或等于15MPa的最大应力(见图4中的参考标号60)。

实例2

在该实例中,对具有图9中的设计的手柄的样本4、样本5和样本6进行模拟,如分别在图29、图30以及图31中示出的,用100kg的水平力350作用在手柄的每侧上且用200kg的竖直力352作用在手柄的底部上。表1示出了模拟的结果。以mm为单位测量最大位移,并且如上所述模拟最大应力并以MPa为单位测量最大应力。

Figure BDA0002287456590000191

如在表1中可见,样本4、样本5和样本6中的每一个均具有均小于或等于1.0的位移值,特别地位移值小于或等于0.9,并且更特别地位移值小于或等于0.8,并且具有的最大压力值小于25MPa,特别地小于或等于20MPa,并且更特别地小于或等于15MPa。

实例3

在该实例中,如分别在图32和图33中示出的,用200kg的力对样本7和样本8进行模拟。样本7和样本8均具有图10的手柄设计。执行参照实例2描述的相同的模拟,结果在表2中示出。

Figure BDA0002287456590000201

如在表2中可见,样本7和样本8的位移和应力测量高于对样本4、样本5以及样本6观察到的位移和应力测量,这表明结构的增强可是可期望的。

实例4

在实例4中,样本9和10为具有图13中的设计的手柄。用于样本9的载荷在图34中示出,并且用于样本10的载荷在图35中示出。在图35中,使用50kg的载荷354。模拟与先前描述的模拟一样。结果在表3中示出。

如在表3中可见,样本9和样本10的位移和应力测量甚至比样本7和样本8观察到的位移和应力测量更高,这表明结构的一些增强是可期望的。

在实施方式中,手柄包括:颈部;以及本体部分,该本体部分从颈部延伸,其中,本体部分包括从颈部延伸的转角部分、从转角部分延伸的臂以及从臂延伸的大于或等于两个的握持部分。

在实施方式中,通勤车辆包括手柄,该手柄包括:颈部;以及本体部分,该本体部分从颈部延伸,其中,本体部分包括从颈部延伸的转角部分、从转角部分延伸的臂以及从臂延伸的大于或等于两个的握持部分,和附接机构,其中,附接机构附接至通勤车辆的手柄。

在实施方式中,一种制造手柄的方法包括:将聚合物熔化;将聚合物注射到腔中以形成手柄,该手柄包括颈部以及从颈部延伸的本体部分,其中,本体部分包括从颈部延伸的转角部分、从转角部分延伸的臂以及从臂延伸的大于或等于两个的握持部分;当熔体开始固化时通过气体注射针将氮气注射到熔体中;将熔体推进到腔的末端;冷却熔体;排出氮气;打开模具;以及弹出手柄。

在另一实施方式中,手柄可包括:颈部,该颈部具有穿过该颈部的孔;附接机构,该附接机构延伸穿过孔;以及本体部分,本体部分从颈部延伸并包括多个握持部分,每个握持部分均具有由手抓握的尺寸和构造。

在又一实施方式中,手柄可包括:颈部,该颈部具有穿过该颈部的孔,其中,在第一颈部部分中肋径向地延伸到孔中;附接机构,该附接机构延伸穿过孔;以及本体部分,该本体部分从颈部延伸。突起部从颈部的周围延伸,该突起部的直径(例如外径)大于颈部的直径。突起部位于将颈部与臂连接的转角部分之间。臂延伸成形成握持部分,该握持部分构造成由手抓握。

在各个实施方式中,(i)手柄包括大于或等于三个握持部分;和/或(ii)手柄包括大于或等于四个握持部分;和/或(iii)手柄包括大于或等于五个握持部分;和/或(iv)手柄包括大于或等于六个握持部分;和/或(v)所述握持部分的内表面包括纹理化的表面;和/或(vi)所述颈部包括围绕颈部的突起部,其中,该突起部与颈部相比具有增大的直径;和/或(vii)颈部还包括靠近转角部分的倒角部,其中,该倒角部包括比颈部更大的直径;和/或(viii)颈部包括开口,该开口具有延伸穿过所述开口的孔;和/或(ix)颈部还包括交替的肋和凹部,该肋从第一颈部部分的内壁径向向内延伸,该凹部形成内壁的一部分;和/或(x)具有大体平坦表面的台架部将第一颈部部分连接至第二颈部部分;和/或(xi)孔在所述第二颈部部分中具有第一孔径,并且在第三颈部部分中具有第一孔径;和/或(xii)所述臂包括延伸成分叉部分的基部部分,其中,该基部部分包括凹部;和/或(xiii)凹部包括修饰物;和/或(xiv)分叉部分包括托台;和/或(xv)握持部分可在高度上变化;和/或(xvi)颈部和本体部分由聚合物形成;和/或(xvii)聚合物包括聚碳酸酯、聚醚酰亚胺以及包括前述至少一者的组合;和/或(xviii)手柄还包括延伸穿过颈部的附接机构;和/或(xix)附接机构包括连接至第二悬置部分的第一悬置部分,第一悬置部分与第二悬置部分之间具有开口,所述开口构造成接收管;和/或(xx)附接机构包括在颈部中的嵌件模制的管道;和/或(xxi)聚合物包括聚碳酸酯、聚醚酰亚胺以及包括前述至少一者的组合;和/或(xxiii)其中,装饰物形成在基部部分的表面中;和/或(xxiii)其中,在每个握持部分上承受200千克的竖直力(例如,向下拉的力)的情况下,手柄经受小于或等于40兆帕的应力和/或小于或等于3.5毫米的位移;和/或(xxiii)其中,在每个握持部分上均承受200kg的竖直力(例如,向下拉的力)的情况下,手柄经受小于或等于30兆帕的应力和/或小于或等于3.0毫米的位移。

本文公开的所有范围均包括端点,并且端点可彼此独立组合(例如,“达到25%的重量百分比或更特别地5%的重量百分比至20%的重量百分比”的范围包括“5%的重量百分比至25%的重量百分比”的范围的端点和所有中间值等)。“组合”包括混杂物(blends)、混合物(mixtures)、合金、反应产物,等。此外,本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、量或重要性,而是用于将元件彼此区分。本文中的术语“一(a)”和“一(an)”和“该(the)”并不表示量的限制,并且应当解释为覆盖单数和复数,除非本文另有指示或者上下文明显矛盾。如在本文中使用的后缀“(s)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数,从而包括该术语的一个或多个(例如膜(s)包括一个或多个膜)。贯穿本说明书,“一个实施方式”、“另一实施方式”、“实施方式”等的表述意味着结合该实施方式描述的特定元件(例如特征、结构和/或特性)包括在本文中描述的至少一个实施方式中,并且可以或可以不存在于其他实施方式中。另外,应当理解的是,所描述的元件可在各个实施方式中以任何合适的方式组合。

通过引证将所有引用的专利、专利申请和其他参考物以其整体结合于本文中。然而,如果本申请中的术语与所结合参考物中的术语相反或冲突,来自本申请的术语相比于来自于所结合参考物中的术语而言占据主导。

尽管已描述特定的实施方式,然而,当前预见或当前可预见的替换物、修改、变型、改进和实质等同物对于申请人或本领域技术人员而言是显而易见的。因此,如提交的以及如可能被修改的所附权利要求旨在涵盖所有这样的替换物、修改、变型、改进以及实质等同物。

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