包覆成型的线束的制作方法

包覆成型的线束
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年6月5日提交的美国临时专利申请序列no.62/857,468的优先权和所有权益，该专利申请的内容通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种包覆成型的(overmolded)线束，用于提供预成型线束以便于安装在车辆内，并且保护线捆免受与汽车电子系统相对应的振动、磨损、湿气和/或碎片的不利影响。


技术实现要素：

4.提供一种用于汽车电子系统的线束(wiring harness)，用于电连接电气部件。线束包括中空主干套管(sleeve)，该中空主干套管沿着一对相对端部之间的长度包括一个或多个凹口。中空主干套管沿着一对相对端部之间的长度还包括以期望预定图案定位的一个或多个弯曲部，其中一个或多个弯曲部中的每个与一个或多个凹口间隔开。线束还包括中空分支套管，该中空分支套管在一个或多个凹口的每个对应的凹口处联接到中空主干套管，以将中空分支套管互连到中空主干套管，其中每个中空分支套管通过相应凹口通向中空主干套管。线束还包括延伸穿过中空主干套管的线捆(bundle of wires)，其中线捆的子集延伸穿过每个凹口和每个对应的中空分支套管。
5.线束还包括第一封装层，该第一封装层在每个互连处围绕中空主干套管的一部分和每个中空分支套管的一部分设置，以分别将中空分支套管固定到每个中空主干套管。此外，线束还包括第二封装层，该第二封装层围绕每个弯曲部设置以将中空主干套管保持在期望预定图案中，其中每个第二封装层与中空主干套管上的第一封装层分开并间隔开，使得中空主干套管的至少一部分没有封装层。
6.在进一步的示例性实施例中，中空分支套管中的一个或多个沿着其线束包括一个或多个弯曲部。在这些实施例中，线束还包括辅助封装层，该辅助封装层围绕中空分支套管的每个弯曲部设置，以将中空分支套管保持在附加的期望预定图案中。
7.在这些实施例中的任何一个中，每个相应封装层可以具有比中空主干套管的弹性模量小和/或比相应中空分支套管中的任何一个的弹性模量小的弹性模量。此外，在这些实施例中的任何一个中，任何两个相应封装层可以由相同或不同的材料制成，并且具有相同或不同的相应弹性模量，同时仍然具有比中空主干套管和/或中空分支的弹性模量小的弹性模量。
附图说明
8.图1是具有汽车电子系统的车辆的透视图，该汽车电子系统包括根据示例性实施例的线束和联接到线束的多个电子部件。
9.图2是在预组装状态下的用于形成图1的线束的中空主干套管、线捆和一个或多个
中空分支套管的透视图；
10.图3是处于组装状态并在封装之后但在放置到车辆中之前并且在联接到一个或多个电子部件之前的图1的线束的透视图，其包括图2的中空主干套管、线捆和一个或多个中空分支套管。
11.图4是用于形成具有图1的联接的多个电子部件的线束的逻辑流程图。
具体实施方式
12.下面参照附图描述实施例。通过以下详细描述，可以更好地理解实施例的各种元素的关系和功能。然而，如下所述的实施例仅作为示例，并且本发明不限于附图中所示的实施例。还应当理解，附图不是按比例绘制的，并且在某些情况下，省略了对于理解实施例不必要的细节。
13.在本发明中，线束包括一个或多个包覆成型的部分(即，封装的部分)，用于保护线捆免受振动、磨损、湿气和/或碎片的不利影响。与通过已知的反应注射成型(“rim”)工艺生产的整个线束相比，该线束可以由更少的材料组成并通过更便宜的制造工艺生产。此外，线束预成型有其各种包覆成型的部分，以便于汽车电子系统的组装和线束在车辆内的安装。
14.如本文所提供的，术语“包覆成型的”和术语“封装的”及其任何替代形式诸如“封装”等，可以互换使用，并且指的是施加到中空主干套管和中空分支套管上以将线束保持在期望位置的材料，如下文进一步讨论的。
15.通常如图1所示，具有汽车电子系统102的车辆100的非限制性示例包括线束104和联接到线束104用于彼此通信的多个电子部件106。电子部件106的非限制性示例可以包括配电中心(pdc)、保险丝盒、电子控制单元、电池管理系统、dc/dc转换器以及定时器和闪光继电器。然而，可设想线束可以用于联接汽车电子系统的任何合适的电子部件。
16.参考图2和图3，示出示例性线束104的一部分的放大图。线束104包括中空主干套管110和一个或多个中空分支套管112(在图2和图3中示出为五个中空分支套管112a-112e)，用于容纳线108的捆107(在图2和图3中示出为五根线108)，线108将对应的电子部件106彼此电连接。
17.如图2最佳所示，其示出了线束104在组装之前的局部透视图，中空主干套管110和一个或多个中空分支套管112(在某些实施例中有时可替换地称为回旋体(convolutes))基本上是管状形状(即，是管状中空主干套管110和一个或多个管状中空分支套管112)，并且是沿着它们的相应长度不包括狭缝的类型，其中中空主干套管110和中空分支套管112中的每个都包括相对开口端部(其中相对开口端部111和113对应于中空主干套管110，并且其中相对开口端部115和117对应于一个或多个中空分支套管112)。
18.同样如图2所示，中空主干套管110和中空分支套管112中的每个都可以由具有弹性模量的材料形成，该弹性模量允许相应中空主干套管110或任何一个或多个中空分支套管112弯曲或布置成任何合适的弯曲图案、线性图案或其组合(统称为期望预定图案)，该图案与接收线束104的可用车辆空间相对应，使得汽车电子系统可以安装在车辆100内。然而，在其他实施例中，中空主干套管110的长度或者任何一个或多个中空分支套管112的长度的部分可以具有不同的厚度或成分，使得弹性模量根据期望最终用途而变化。在某些实施例中，形成中空主干套管110和/或任何一个或多个中空分支套管112的材料也具有电绝缘属
性。在图2的示例中，中空主干套管110的整个长度和中空分支套管112a-112e的每个整个长度由相同的材料形成，并且具有均匀的弹性模量。
19.在图2和图3所示的示例中，线束104包括一个中空主干套管110以及在联接到中空主干套管110之前并分别联接到中空主干套管110的五个中空分支套管112(也由附图标记112a-112e表示)，尽管在其他实施例中，中空分支套管112的数量可以不同于一个或多个中空分支套管。
20.同样如图2和图3所示，在一个示例性实施例中，中空主干套管110沿着其相对开口端部111、113之间的其长度弯曲。具体而言，中空主干套管110的第一部分118a和第二部分118b可以弯曲或移动到提供两个大致45度弯曲的位置。此外，中空主干套管110的第三部分118c和第四部分118d可以弯曲或移动到提供两个大致90度弯曲的位置。同样如图2和图3所示，一个中空分支套管112e也沿着其相对端部115、117之间的其长度弯曲。具体而言，中空分支套管112e的一部分128弯曲或移动成提供大致90度弯曲的附加的期望预定图案。虽然未示出，但是其他中空分支套管112a-112d中的一个或多个也可以设置有弯曲或移动到提供45度弯曲、90度弯曲或任何其他角度弯曲的位置的部分，以便以附加的期望预定图案形成中空分支套管中的任一个。
21.中空主干套管110可以包括一个或多个凹口121，在图2和图3的示例性实施例中示出为四个分开的间隔开的凹口121a、121b、121c、121d，以用于与中空分支套管112a-112d中的对应的一个的开口端部117连通。此外，中空主干套管110的开口端部中的一个(在图3中示出为开口端部113)可以进一步限定用于与中空分支套管112e的开口端部117连通的附加凹口。凹口121a、121b、121c、121d优选地沿着相对开口端部111、113之间的长度与对应于中空主干套管110的弯曲部的每个部分118a-118d间隔开。虽然在图2和图3中凹口121被示出为圆形开口，但是示出的这种凹口121的形状本质上是示意性的，并且不限于提供的圆形开口。
22.如上所述并且如图3所示，线束104还包括线108的捆107，线108联接在中空主干套管110内，其中线108的单独子集107a、107b、107c、107d、107e也在多个中空分支套管112a-112e中的每个相应一个内延伸穿过相应凹口121a-121d中的每个或穿过开口端部113。
23.具体而言，线捆107在第一开口端部111处插入中空主干套管110内。一旦插入，则与线108的第二端部105相对应的线108的捆107的相应子集107a、107b、107c、107d、107e中的一个可以与在中空主干套管110内延伸的捆107分开，并且插入到一个相应一个中空分支套管112a-112e中，同时延伸穿过对应的相应一个凹口121a、121b、121c、121d，或者穿过中空主干套管110的开口端部113。如本文所定义的，捆107的子集107a、107b、107c、107d、107e中的每一个相应子集可以包括单根线108或多根线(在图3中示出为每个子集107a、107b、107c、107d、107e中的单根线108)，并且任何一个相应子集107a、107b、107c、107d、107e中的线108的数量可以与线108的捆的任何其他一个相应子集107a、107b、107c、107d、107e相同或不同(即，子集107a、107b、107c、107d、107e中的任何一个或多个中的线108的数量可以是如图3所示的单根线108，或者在替代实施例(未示出)中可以是子集107a、107b、107c、107d、107e中的任何一个或多个中的两根或多根线108)。
24.一旦完全插入，则线108的捆107的子集107a、107b、107c、107d、107e的任何个体相应线108以及线108的捆107的相应子集107a、107b、107c、107d、107e的线108的任何组合的
每个端部103、105可以电联接到车辆100中的相应一个或多个对应的电子部件106。具体而言，每根线108的第一端部103从中空主干套管110的第一开口端部111向外延伸，并且可以电联接到车辆100中的相应一个或多个对应的电子部件106，而线108的第二端部105从一个或多个中空分支套管112a-112e中的一个的相应开口端部向外延伸，并且可以电联接到车辆100中的相应一个或多个对应的电子部件106。
25.此外，在每个相应开口端部103、105之间的线108的捆107的每根线108的长度可以包括将每个相应线108与捆107或捆107的相应子集107a-107e中的每个其他相应线108电绝缘的涂层(即，电绝缘涂层(未示出))。换句话说，捆107或捆107的相应子集107a-107e内的每根线108可以与每根其他线108电绝缘。如上所述，线108的端部103、105不包括绝缘涂层，使得它们可以电联接到车辆100中的一个或多个对应的电子部件106。
26.中空主干套管110的其他示例可以包括在沿着中空主干套管110的长度的任何点处的任意数量的凹口121，用于将一根或多根线108与线108的捆107分开。此外，中空主干套管110的部分118e-118h可以包括相应三通接头连接器(未示出)，该三通接头连接器将中空主干套管110分别联接到一个或多个中空分支套管112中的每个相应中空分支套管。可设想线束104可以具有任意数量的中空主干套管110和/或中空分支套管112，其包括以适合于将线束104安装在车辆的对应的可用空间中的任何图案布置的部分。中空主干套管110和一个或多个中空分支套管112中的每个还可以包括多个波纹120，以便于弯曲成期望图案，同时保持线108的捆的开放通道，并防止中空主干套管110和/或一个或多个中空分支套管112中的一个撞击线108，并且因此每个可以可替代地被定义为波纹管110、112(或波纹主干管110和波纹分支管112)。然而，可设想中空主干套管110和一个或多个中空分支套管112中的一者或两者可以不具有任何波纹120。此外，波纹120可以形成在中空主干套管110和/或一个或多个中空分支套管112的外部、内部或两者上。
27.线束104还包括一个或多个封装层122(即，包覆成型的层或以其他方式施加的层)，其以期望预定图案联接到中空主干套管110和/或一个或多个中空分支套管112的对应的部分，以用于将线束104安装在可用车辆空间内和/或保护线束104的部分免受振动、磨损、湿气和/或碎片的影响。作为一个示例，封装层122可以保护中空主干套管110和/或一个或多个中空分支套管112的穿过车门的尖锐金属板孔的部分。
28.如图3所示，线束104的一个示例包括九个单独的封装层122a-122i(即，包覆成型的层122a-122i)，它们联接到并且优选地包围中空主干套管110和/或一个或多个中空分支套管112的对应的部分118a-118i。在该实施例中，中空主干套管110的至少一部分没有封装层122a-122i，这减少了线束104的重量和成本。
29.封装层122a-122i中的每个可以具有比中空主干套管110和/或一个或多个中空分支套管112的弹性模量小的弹性模量。此外，封装层122a-122i中的至少一个与封装层122a-122i中的至少另一个间隔开，使得中空主干套管110和/或一个或多个中空分支套管112的整个长度不被单个封装层122包围，如上所述，这减少了线束104的重量和成本。更优选地，封装层122a-122i中的每个封装层与封装层122a-122i中的每个其他封装层间隔开。
30.如本文所提供的并且对应于图3，用于将相应中空分支套管112联接到中空主干套管110的一个或多个封装层122可以可替代地被称为第一封装层122(并且在图3中的一个示例性实施例中被示为用于将中空主干套管110联接到图3中的相应一个或多个中空分支套
管112a-112e的第一封装层122e-122h)。此外，用于联接到中空主干套管110中的对应的弯曲部分118(在图2和图3中示出为118a-118d)的一个或多个封装层122可以可替代地被称为第二封装层122(并且被示为用于联接到图3中的中空主干套管110的对应的弯曲部118a-118d的第二封装层122a-122d)。更进一步地，用于联接到一个或多个中空套管122中的相应一个中的弯曲部的一个或多个辅助封装层122可以可替代地被称为辅助封装层112(并且由联接到图3中的中空分支套管112e的弯曲部分128的辅助封装层1121示出)。此外，并且如图3最佳所示，相应封装层122a-122i中的每个都以如下方式包覆成型/联接/施加，即它们沿着中空主干套管110和/或沿着相应一个或多个中空分支套管112a-112e彼此分开。
31.如图3所示，第一封装层122e-122h中的每个围绕并且优选地包围中空主干套管110的相应部分118e-118h而设置，并且还围绕并且优选地包围相应中空分支套管112a-112e的相应部分(即，相应一个端部117)而设置。此外，在封装层122h的情况下，该封装层围绕并且优选地包围两个中空分支套管112d和112e的端部117中的每个而设置。此外，在其他示例性实施例中，相应第一封装层的尺寸被设置成使得其大于中空主干套管110的对应的凹口121a-121d或端部113，并因此确保不存在用于暴露与中空主干套管110、相应中空分支套管112a-112e和相应第一封装层112e-112h之间的接口(interface)相对应的任何线的开口间隙，该开口间隙为延伸穿过相应凹口121a-121d或开口端部113的线108提供暴露。
32.同样如图3所示，第二封装层122a-122d围绕并且优选地包围与中空主干套管100中的弯曲部相对应的每个相应部分118a-118d而设置，以将中空主干套管保持在期望预定图案中。更进一步地，在某些实施例中，第二封装层中的每个与中空主干套管110上的每个第一封装层122e-112h分开并间隔开，使得中空主干套管110的至少一部分没有封装层。甚至更进一步地，在某些实施例中，第二封装层112a-112d中的至少一个第二封装层并且更优选地每个第二封装层与第二封装层112a-112d中的每个其他第二封装层分开并且间隔开。
33.甚至更进一步地，在某些实施例中，辅助封装层122i围绕并且优选地包围中空分支套管112e中的一个的部分128而设置，以将中空分支套管保持在附加的期望预定图案中。更进一步地，辅助封装层122i优选地与沿着中空主干套管110的第一封装层122e-122g中的一个彼此分开并且间隔开。
34.优选地，封装层122a-122i由已知或标准的聚氨酯包覆成型材料形成。然而，可设想封装层122a-122i中的一个或多个可以由丁腈橡胶(nbr)、聚氯乙烯或任何其他合适的材料形成。在某些实施例中，封装层122a-122i中的一个或多个可以由与一个或多个封装层122a-122i中的任何另一个相同的材料或不同的材料形成，并且在某些实施例中还具有比相应中空主干套管110和/或一个或多个中空分支套管112的弹性模量小的弹性模量。优选地，如上所述，用于形成封装层122a-122i的包覆成型材料是聚氨酯，并且通过反应注射成型(rim)工艺或其他类似的模制或成型工艺来施加。
35.参考图3，示出制造图2的包覆成型的线束104的方法300的流程图。
36.在步骤302处，提供中空主干套管110和一个或多个中空分支套管112a-122e，其中中空主干套管110已经包括凹口121a-121d。可替代地，作为预备步骤，可以通过针对相应凹口121a-121d中的每个在中空主干套管110中切割开口或以其他方式在中空主干套管110中打孔而将凹口121a-121d引入到中空主干套管110中。
37.此外，线108的捆107被插入提供的中空主干套管110内并在其中延伸，并且这些线
108的捆107的相应子集107a、107b、107c、107d、107e与中空套管110中的线108的捆107分开，并且被插入穿过中空主干套管110中的相应一个凹口121a、121b、121c、121d，或者穿过中空主干套管110的开口端部113，并且穿过提供的中空套管112a-112e中的相应一个。
38.在步骤306中插入线108的捆107使得线108的一个端部103延伸穿过中空主干套管110的一个相对端部111，而线108的相对端部105延伸穿过中空套管112a-112e中相应一个的相对开口端部115。更具体而言，这些线108的捆107的相应子集107a、107b、107c、107d、107e的端部从相应一个中空分支套管112a-112e的相应一个开口端部115延伸。
39.在步骤304处，中空主干套管110的一个或多个部分(诸如图4所示的部分118a、118b、118c、118d)和/或一个或多个中空分支套管112的任何部分(诸如图3所示的中空分支套管112e的弯曲部分128)可以弯曲或移动到提供与可用车辆空间相对应的期望预定图案的位置，线束104安装在车辆100中的可用车辆空间内。在某些实施例中，步骤304的中空主干套管110的弯曲和/或一个或多个中空分支套管112的弯曲可以在步骤302之前执行。
40.在步骤306处，一个或多个封装层122a-122i联接到中空主干套管110和/或一个或多个中空分支套管112的对应的部分118a-118h，以用于将线束104保持在期望图案中，并保护线108免受车辆内的振动、磨损、湿气和/或碎片的不利影响。在该示例中，每个封装层122a-122i分别包覆成型(或以其他方式封装或施加)到中空主干套管110上和/或一个或多个中空分支套管112的任何部分上以便对其进行保护，并将线束104保持在期望预定图案中以安装在车辆100中。优选地，经由反应注射成型工艺完成包覆成型。
41.作为步骤306的一部分，在包覆成型或封装之前，中空分支套管112a-112d中的每个被定位成使得一个相对端部117被定位成与中空套管110中的对应的凹口121a、121b、121c、121d相邻，并且中空分支套管112e的相对开口端部117被定位成与中空主干套管110的开口端部115相邻。如上所述，捆107的每个相应部分107a-107d的线108的一部分从其相应端部105向内，在与相邻的相应凹口121a、121b、121c、121d的接口处或在与中空主干套管110的开口端部115的接口处延伸穿过中空套管112a-112e的另一相对开口端部117。
42.在某些实施例中，步骤306以顺序方式执行，其中在第一步骤中包覆成型/联接/施加一个或多个封装层122a-122i中的一个或多个，并且在第二或后续步骤中包覆成型/联接/施加另一个或多个封装层122a-122i中的一个或多个。可替代地，在某些实施例中，在单个步骤中执行步骤306，其中在单个步骤中同时施加封装层122a-122i中的每个。
43.在步骤308处，线束104安装在车辆100的可用车辆空间内。可用车辆空间的示例可以包括前仪表板或仪表组、车门或车辆100的任何其他部分。
44.在步骤310处，每根线108的相对端部103、105可以联接到汽车电子系统102的对应的一个或多个电气部件106。
45.应当理解，如上所述，线束104的上述实施例可以单独使用，或者彼此结合使用，以同时操作泵并对上下气室充气或放气。
46.已经以说明性的方式描述了本发明，并且应当理解，已经使用的术语旨在具有描述性而非限制性词语的性质。现在对于本领域技术人员来说显而易见的是，根据上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，其中附图标记仅为了方便而不以任何方式进行限制，本发明可以以不同于具体描述的方式实践。