DE102020110355A1

DE102020110355A1 - Anschlussklinge für header-baugruppe

Info

Publication number: DE102020110355A1
Application number: DE102020110355.7A
Authority: DE
Inventors: David L. Berg; Trenton R. Townsend
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2020-10-22
Also published as: CN111834775A; CN111834775B; US11942709B2; US20200335892A1

Abstract

Eine Anschlussklinge für eine Header-Baugruppe enthält ein erstes Ende, das eine erste Achse definiert und teilweise mit einem anlaufgeschützten Material beschichtet ist und einen Adhäsionsbereich definiert, der von der Beschichtung aus anlaufgeschütztem Material beabstandet ist. Die Anschlussklinge umfasst auch ein zweites Ende, das eine zweite Achse definiert. Die Anschlussklinge umfasst ferner eine Brücke, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende erstreckt, so dass die erste Achse im Wesentlichen rechtwinklig zur zweiten Achse verläuft.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/835,313 , die am 17. April 2019 eingereicht wurde und deren Offenbarungsgehalt durch Verweis hierin vollständig enthalten ist.
HINTERGRUND
Fahrzeug-Header-Baugruppen umfassen ein Gehäuse und eine Anschlussklinge zur elektrischen Verbindung einer Steuerplatine mit einem Lenksystem. Das Material der Anschlussklinge oder das Material einer Beschichtung für die Anschlussklinge spielt eine Rolle bei der Befestigung der Anschlussklinge am Gehäuse. Zum Beispiel können bestimmte Beschichtungen, die auf die Anschlussklinge aufgetragen werden, eine unerwünschte Adhäsion mit Silikon fördern, das zur Verbindung von Gehäuse und Anschlussklinge aufgetragen wird. Diese unerwünschte Adhäsion kann zu schlechter Abdichtung und Leckagen führen.
ZUSAMMENFASSUNG
Einem Aspekt der Offenbarung zufolge umfasst eine Anschlussklinge für eine Header-Baugruppe ein erstes Ende, das eine erste Achse definiert und teilweise mit einem anlaufgeschützten Material beschichtet ist und einen Adhäsionsbereich definiert, der von der Beschichtung aus anlaufgeschütztem Material beabstandet ist. Die Anschlussklinge umfasst auch ein zweites Ende, das eine zweite Achse definiert. Die Anschlussklinge umfasst ferner eine Brücke, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende so erstreckt, dass die erste Achse im Wesentlichen rechtwinklig zur zweiten Achse verläuft.
Nach einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zum Entwerfen einer Anschlussklinge für ein Lenksystem bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Bestimmen eines Basismetallmaterials für die Anschlussklinge. Das Verfahren umfasst auch das Bestimmen eines anlaufgeschützten Materials, das auf einem Teil des Basismetallmaterials angeordnet werden soll, basierend auf einem Reibungskoeffizienten des anlaufgeschützten Materials. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen eines Silikonmaterials, das auf einem Adhäsionsbereich der Anschlussklinge anzuordnen ist, basierend auf der Adhäsion mit dem anlaufgeschützten Material.
Einem anderen Aspekt der Offenbarung zufolge enthält eine Header-Baugruppe für eine elektrische Verbindung in einer Lenksäule eine Steuerplatine. Die Header-Baugruppe umfasst auch ein Anschlussklingengehäuse, das ein Paar von Öffnungen definiert. Die Header-Baugruppe umfasst ferner ein Paar von Anschlussklingen in Kontakt mit der Steuerplatine, um eine elektrische Verbindung herzustellen. Jede der Anschlussklingen umfasst ein erstes Ende, das eine erste Achse definiert und teilweise mit einem anlaufgeschützten Material beschichtet ist und einen Adhäsionsbereich definiert, der von der Beschichtung aus anlaufgeschütztem Material beabstandet ist, wobei der Adhäsionsbereich mit einem Silikonmaterial beschichtet ist. Jede der Anschlussklingen umfasst auch ein zweites Ende, das eine zweite Achse definiert. Jede der Anschlussklingen umfasst ferner eine Brücke, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende so erstreckt, dass die erste Achse im Wesentlichen rechtwinklig zu der zweiten Achse verläuft.
Diese und andere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen deutlicher.
Figurenliste
Der Gegenstand, der als Erfindung angesehen wird, wird speziell offengelegt und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung separat beansprucht. Die vorstehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für ein Fahrzeug ist, das einen Teil eines Lenksystems zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für einen Teil einer Header-Baugruppe ist;
3 eine Draufsicht auf den Teil der Header-Baugruppe von 2 ist;
4A eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine Anschlussklinge für eine Header-Baugruppe ist;
4B eine Draufsicht auf die Anschlussklinge von 4A ist; und
5 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Beispiel für eine Header-Baugruppe illustriert, die auf einer Controller-Platine befestigt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 illustriert ein Beispiel für eine Lenkungsbaugruppe, die hier allgemein als Lenkungsbaugruppe 10 bezeichnet wird. Die Lenkungsbaugruppe 10 ist in 1 innerhalb eines Fahrzeugs 12 angeordnet dargestellt. Die Lenkungsbaugruppe 10 kann dabei helfen, Benutzereingaben von einem Lenkrad 16 in eine direkte Bewegung des Fahrzeugs 12 umzuwandeln. In diesem Beispiel handelt es sich bei dem Fahrzeug 12 um ein Auto, es wird jedoch in Betracht gezogen, dass die Lenkungsbaugruppe 10 zur Unterstützung der Lenkung anderer Fahrzeugtypen wie Lastkraftwagen, Boote, Flugzeuge oder anderer ähnlicher Fahrzeuge verwendet werden kann, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Die Lenkungsbaugruppe 10 kann das Lenkrad 16 oder eine andere Lenkeingabevorrichtung umfassen, die zur Drehung an einer elektrischen Servolenkungsbaugruppe 18 befestigt ist. Die elektrische Servolenkungsbaugruppe 18 kann mit einer Zahnstangen-Ritzel-Baugruppe 20 in Wirkverbindung stehen. Das Lenkrad 16, die elektrische Servolenkungsbaugruppe 18 und die Zahnstangen-Ritzel-Baugruppe 20 können so miteinander verbunden sein, dass die Bewegung eines vorderen Radsatzes 24 (nur ein Rad des vorderen Radsatzes 24 ist in 1 dargestellt) des Fahrzeugs 12 auf der Grundlage einer Eingabe des Fahrers gesteuert wird. Zum Beispiel kann die Zahnstangen-Ritzel-Baugruppe 20 mit jedem Rad des vorderen Radsatzes 24 über Achsschenkel und Spurstangen wirksam verbunden sein, um die Eingaben des Fahrers vom Lenkrad 16 zur Bewegung jedes Rads des vorderen Radsatzes 24 zu übertragen.
Die Lenkungsbaugruppe 10 kann mit einem Controller 29 in Verbindung stehen. Der Controller 29 kann eine Programmierung zum Steuern des Betriebs von Komponenten der Lenkungsbaugruppe 10 und/oder zum Steuern des Betriebs anderer Komponenten des Fahrzeugs 12 enthalten. Die Programmierung kann z.B. Fahrzeugbetriebsbefehle auf der Grundlage empfangener Signale und/oder erfasster Fahrzeugzustände ausgeben.
Optional kann die Lenkungsbaugruppe 10 mit einem Selbstlenkungsmechanismus 30, wie z.B. einem fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystem oder ähnlichem, in Verbindung stehen. Der Selbstlenkungsmechanismus 30 kann eine Programmierung enthalten, um eine Bewegung des Fahrzeugs 12 ohne Eingabe des Fahrers an das Lenkrad 16 zu steuern.
2 und 3 veranschaulichen ein Beispiel für eine Header-Baugruppe, die hier allgemein als Header-Baugruppe 100 bezeichnet wird. Die Header-Baugruppe 100 kann mit einem Teil eines Lenksystems, wie z.B. der in Bezug auf 1 beschriebenen Zahnstangen-Ritzel-Baugruppe 20, montiert und wirksam verbunden sein. Die Header-Baugruppe 100 kann Komponenten zur Ermöglichung der elektrischen Kommunikation zwischen einer Steuerplatine und dem Teil des Lenksystems enthalten.
Die Header-Baugruppe 100 kann ein Gehäuse 104 und ein Paar von Anschlussklingen 108 enthalten. Das Gehäuse 104 kann so strukturiert sein, dass es einen Teil von jeder der beiden Anschlussklingen 108 trägt. Zum Beispiel kann das Gehäuse 104 ein Paar von Öffnungen 112 und ein Paar von Halteklammern 114 definieren. Jede der beiden Öffnungen 112 kann so bemessen sein, dass sie ein Ende einer Anschlussklinge aufnehmen kann, wie hier weiter beschrieben wird. Jede der beiden Halteklammern 114 kann so bemessen sein, dass sie einen Teil einer Anschlussklinge abstützen kann.
4A und 4B illustrieren weitere Details einer der beiden Anschlussklingen 108. 4A ist eine perspektivische Ansicht einer der beiden Anschlussklingen 108 und 4B ist eine Draufsicht von oben auf eine der beiden Anschlussklingen 108. Jede der beiden Anschlussklingen 108 kann ein erstes Ende 120, ein zweites Ende 122, einen Stufenabschnitt 123 und einen Brückenabschnitt 124 umfassen, der sich zwischen dem ersten Ende 120 und dem zweiten Ende 122 erstreckt. Das erste Ende kann eine erste Achse 119 definieren und das zweite Ende kann eine zweite Achse 121 definieren. Die erste Achse 119 und die zweite Achse 121 können im Wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtet sein.
Ein Teil jedes der ersten Enden 120 kann so bemessen sein, dass er in ein Gehäuse einer Header-Baugruppe hineinragt. Zum Beispiel kann ein Teil jedes der ersten Enden 120 so bemessen sein, dass er in eine der beiden Öffnungen 112 des Gehäuses 104 hineinragt. Zum Schutz und zur Förderung einer robusten Verbindung zwischen jeder Anschlussklinge 108 und dem Gehäuse 104 können Teile jeder der beiden Anschlussklingen 108 mit verschiedenen Materialien beschichtet sein. Ein Adhäsionsbereich 125 kann ein Bereich sein, in dem Silikon aufgetragen wird, um eine entsprechende Anschlussklinge 108 an dem Gehäuse 104 zu befestigen, wenn das Silikon aushärtet. Dieser Adhäsionsbereich 125 kann von einem Dichtungsbereich 130 beabstandet sein. Der Dichtungsbereich 130 kann einen Teil der Anschlussklinge 108, der sich in das Gehäuse 104 hinein erstreckt, und einen Teil der Anschlussklinge 108 zur Beschichtung mit einem anlaufgeschützten Material abbilden. Der Adhäsionsbereich 125 kann von dem Dichtungsbereich 130 beabstandet sein, um den Kontakt zwischen dem Silikon und dem anlaufgeschützten Material zu verhindern oder abzuschwächen.
Teile jeder der beiden Anschlussklingen 108 können mit Materialien beschichtet sein, die die Haftung zwischen dem ersten Ende 120 einer jeweiligen Anschlussklinge 108, dem Gehäuse 104 und Silikon, das zur Verbindung der jeweiligen Anschlussklinge 108 und des Gehäuses 104 miteinander eingebracht wird, fördern. Jede der beiden Anschlussklingen kann aus einem Kupfermaterial bestehen und mit einem Material wie Silber oder Zinn beschichtet sein. Zum Schutz des Metallmaterials können auf die Anschlussklingen auch anlaufgeschützte Materialien aufgetragen sein. Bestimmte anlaufgeschützte Materialien weisen jedoch einen Reibungskoeffizienten in einem niedrigeren Koeffizientenbereich auf, der die Haftung mit dem Silikon verhindert. In einem Beispiel kann Tarniban 51 ein anlaufgeschütztes Material mit einem Reibungskoeffizienten innerhalb eines akzeptablen Bereichs sein. Eine Header-Baugruppe, die diese Art von anlaufgeschütztem Material enthält, wird wahrscheinlich Schwierigkeiten haben, die Anschlussklinge am Gehäuse zu befestigen. Daher kann die Haftung zwischen den Komponenten der Header-Baugruppe verbessert werden, indem man die Materialien, die sich miteinander verbinden, auf der Grundlage spezifischer Eigenschaften auswählt und/oder die Beschichtungen selektiv auf die Komponenten aufbringt.
Im Hinblick auf eine Auswahl der Materialien auf der Grundlage spezifischer Eigenschaften sind drei Materialauswahlmöglichkeiten relevant, um eine robuste Verbindung zwischen jeder der beiden Anschlussklingen 108 und dem Gehäuse 104 zu fördern. Die drei Materialauswahlmöglichkeiten beziehen sich auf eine Metallart jeder der beiden Anschlussklingen, eine Art der Anlaufschutzbeschichtung und eine Art des Silikons. Anschlussklingen sind typischerweise eine Kupferkomponente, die mit einem anderen Metall wie Zinn oder Silber plattiert ist. Teile der Zinn- oder Silberplattierung können zum Schutz mit einem anlaufgeschützten Material beschichtet sein. Die Art dieses anlaufgeschützten Materials kann Haftungsschwierigkeiten bei der Befestigung der Anschlussklinge 108 am Gehäuse 104 verursachen. Zum Beispiel haben Materialien, deren Reibungskoeffizient in einem niedrigen Bereich liegt, beim Versuch, sie mit Silikonmaterialien zu verbinden, eine höhere Fehlerwahrscheinlichkeit. Ein Beispiel für den niedrigen Bereich ist ein Reibungskoeffizientenwert, der im Wesentlichen zwischen 0,04 und 0,2 liegt.
Im Hinblick auf das selektive Aufbringen der Beschichtungen auf die Komponenten kann, wenn ein gewünschtes anlaufgeschütztes Material keinen akzeptablen Reibungskoeffizienten aufweist, ein Adhäsionsbereich, wie z.B. der Adhäsionsbereich 125, so angeordnet werden, dass das auf den Adhäsionsbereich 125 aufgebrachte Silikon keinen oder nur minimalen Kontakt mit einer auf das erste Ende 120 der Anschlussklinge 108 aufgebrachten anlaufgeschützten Beschichtung hat.
5 zeigt ein Beispiel für die Header-Baugruppe 100, die an einer Steuerplatine 150 befestigt ist. Die zweiten Enden 122 jeder der beiden Anschlussklingen 108 können zinkenförmig sein, um die elektrische Verbindung mit der Steuerplatine 150 zu erleichtern. Die Header-Baugruppe 100 und die Steuerplatine 150 können innerhalb eines Teils einer Lenkungsbaugruppe, wie z.B. der Zahnstangen-Ritzel-Baugruppe 20, wie in Bezug auf 1 beschrieben, angeordnet sein.
Obwohl Aspekte der Erfindung im Zusammenhang mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen detailliert beschrieben wurden, sollte leicht verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf diese offengelegten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung so modifiziert werden, dass sie eine beliebige Anzahl von Variationen, Änderungen, Substitutionen oder gleichwertigen Anordnungen enthält, die bisher nicht beschrieben wurden, die aber dem Geist und Umfang der Offenbarung entsprechen. Darüber hinaus sind zwar verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden, aber es ist zu verstehen, dass Aspekte der Erfindung nur einige der beschriebenen Ausführungsformen umfassen können. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung beschränkt anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62835313 [0001]

Claims

Anschlussklinge für eine Header-Baugruppe, umfassend: ein erstes Ende, das eine erste Achse definiert und teilweise mit einem anlaufgeschützten Material beschichtet ist und einen Adhäsionsbereich definiert, der von der Beschichtung aus anlaufgeschütztem Material beabstandet ist; ein zweites Ende, das eine zweite Achse definiert; und eine Brücke, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende so erstreckt, dass die erste Achse im Wesentlichen rechtwinklig zu der zweiten Achse verläuft.
Anschlussklinge nach Anspruch 1, wobei das anlaufgeschützte Material so ausgewählt ist, dass es einen Reibungskoeffizienten aufweist, der die Haftung mit Silikon fördert.
Anschlussklinge nach Anspruch 2, wobei der Reibungskoeffizient des anlaufgeschützten Materials größer als 0,2 ist.
Anschlussklinge nach Anspruch 1, wobei der Adhäsionsbereich von der Beschichtung aus anlaufgeschütztem Material so beabstandet ist, dass das auf den Adhäsionsbereich aufgetragene Silikon das anlaufgeschützte Material nicht berührt.
Anschlussklinge nach Anspruch 1, ferner umfassend Silikon, wobei das erste Ende zum Einsetzen in eine Header-Öffnung eines Gehäuses so bemessen ist, dass sich das Silikon mit dem anlaufgeschützten Material verbindet, wenn das Silikon aushärtet, um das erste Ende an dem Gehäuse zu befestigen.
Anschlussklinge nach Anspruch 1, wobei die Anschlussklinge aus Kupfer ausgebildet ist.
Anschlussklinge nach Anspruch 6, wobei das Kupfer mit Zinn oder Silber plattiert ist.
Anschlussklinge nach Anspruch 1, wobei die Anschlussklinge in einem Fahrzeuglenksystem angeordnet ist.
Verfahren zum Entwerfen einer Anschlussklinge für ein Lenksystem, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines Basismetallmaterials für die Anschlussklinge; Bestimmen eines anlaufgeschützten Materials, das auf einem Teil des Basismetallmaterials anzuordnen ist, auf der Grundlage eines Reibungskoeffizienten des anlaufgeschützten Materials; und Bestimmen eines Silikonmaterials, das auf einem Adhäsionsbereich der Anschlussklinge anzuordnen ist, auf der Grundlage der Haftung mit dem anlaufgeschützten Material.
Header-Baugruppe für eine elektrische Verbindung in einer Lenksäule, umfassend: eine Steuerplatine; ein Anschlussklingengehäuse, das ein Paar von Öffnungen definiert; und ein Paar von Anschlussklingen, die mit der Steuerplatine in Kontakt stehen, um eine elektrische Verbindung zu bilden, wobei jede der beiden Anschlussklingen umfasst: ein erstes Ende, das eine erste Achse definiert und teilweise mit einem anlaufgeschützten Material beschichtet ist und einen Adhäsionsbereich definiert, der von der Beschichtung aus anlaufgeschütztem Material beabstandet ist, wobei der Adhäsionsbereich mit einem Silikonmaterial beschichtet ist; ein zweites Ende, das eine zweite Achse definiert; und eine Brücke, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende so erstreckt, dass die erste Achse im Wesentlichen rechtwinklig zu der zweiten Achse verläuft.
Header-Baugruppe nach Anspruch 10, wobei das anlaufgeschützte Material so ausgewählt ist, dass es einen Reibungskoeffizienten aufweist, der die Haftung mit dem Silikonmaterial fördert.
Header-Baugruppe nach Anspruch 11, wobei der Reibungskoeffizient des anlaufgeschützten Materials größer als 0,2 ist.
Header-Baugruppe nach Anspruch 10, wobei der Adhäsionsbereich von der Beschichtung aus anlaufgeschütztem Material so beabstandet ist, dass das auf den Adhäsionsbereich aufgetragene Silikon das anlaufgeschützte Material nicht berührt.
Header-Baugruppe nach Anspruch 10, die ferner Silikon umfasst, wobei das erste Ende zum Einsetzen in eine Header-Öffnung eines Gehäuses so bemessen ist, dass sich das Silikon mit dem anlaufgeschützten Material verbindet, wenn das Silikon aushärtet, um das erste Ende an dem Gehäuse zu befestigen.
Header-Baugruppe nach Anspruch 10, wobei die Anschlussklinge aus Kupfer ausgebildet ist.
Header-Baugruppe nach Anspruch 15, wobei das Kupfer mit Zinn oder Silber plattiert ist.
Header-Baugruppe nach Anspruch 10, wobei die Lenksäule mit einem fortschrittlichen Fahrerassistenz-Lenksystem ausgestattet ist.