DE102019118747A1

DE102019118747A1 - Beheizte trittbrettbaugruppe und verfahren

Info

Publication number: DE102019118747A1
Application number: DE102019118747.8A
Authority: DE
Inventors: Paul Kenneth Dellock; Aaron Bradley Johnson; Stuart C. Salter; Stephen Kenneth Helwig; Jeffrey Alan Mesko
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2020-01-16
Also published as: US20200022225A1; CN110712596A; US11083051B2

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine beheizte Trittbrettbaugruppe und ein Verfahren dafür bereit. Diese Offenbarung betrifft eine Trittbrettbaugruppe für ein Kraftfahrzeug und betrifft insbesondere ein beheiztes Trittbrett und ein dazugehöriges Verfahren. Eine beispielhafte Trittbrettbaugruppe beinhaltet ein Trittbrett mit einem Deck, das eine Vielzahl von beabstandeten angehobenen Teilstücken aufweist. Die angehobenen Teilstücke bestehen aus einem wärmeleitfähigen Polymer und beinhalten ein elektrisch leitfähiges Element, das dazu konfiguriert ist, elektrischem Strom zu ermöglichen, durch die angehobenen Teilstücke zu strömen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft eine Trittbrettbaugruppe für ein Kraftfahrzeug und betrifft insbesondere eine beheizte Trittbrettbaugruppe und ein dazugehöriges Verfahren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Geländelimousinen (Sport Utility Vehicles - SUVs), Lastkraftwagen, Pick-ups, Geländewagen und andere Fahrzeuge wie etwa Fahrzeuge mit Allradantrieb (Four Wheel Drive - 4WD) verfügen über eine relativ große Bodenfreiheit, das heißt der Fahrzeugboden befindet sich in einer relativ hohen Höhe über dem Boden.
Trittbretter sind allgemein bekannt und werden manchmal von Benutzern verwendet, um auf Gegenstände zuzugreifen, die auf dem Fahrzeugdach aufbewahrt sind. Einige Trittbretter sind feststehend und werden in Bezug auf eine Fahrzeugkarosserie ortsfest gehalten, während andere Trittbretter einfahrbar sind, was bedeutet, dass sie selektiv zwischen einer eingefahrenen Stellung (manchmal als eine „verstaute“ Stellung bezeichnet) und einer ausgefahrenen Stellung beweglich sind.
KURZDARSTELLUNG
Eine Trittbrettbaugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem ein Trittbrett, das ein Deck beinhaltet, das eine Vielzahl von beabstandeten angehobenen Teilstücken aufweist, die aus einem wärmeleitfähiges Polymer bestehen. Die angehobenen Teilstücke beinhalten ferner ein elektrisch leitfähiges Element, das dazu konfiguriert ist, elektrischem Strom zu ermöglichen, durch die angehobenen Teilstücke zu strömen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorstehenden Trittbrettbaugruppe ist das elektrisch leitfähige Element ein elektrisch leitfähiger Draht.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen wird der elektrisch leitfähige Draht zusammen mit dem Deck koextrudiert.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen ist der elektrisch leitfähige Draht ein Nickelchromdraht.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen beinhaltet die Baugruppe eine Stromquelle, die elektrisch an das elektrisch leitfähige Element, einen Temperatursensor und einen Heißleiter gekoppelt ist. Ferner sind die Stromquelle, der Temperatursensor und der Heißleiter elektrisch an die elektrisch leitfähigen Elemente gekoppelt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen bestehen die angehobenen Teilstücke aus einem wärmeleitfähigen Polypropylen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen bestehen die angehobenen Teilstücke aus einem wärmeleitfähigen Polypropylen und einem Füllmaterial. Das Füllmaterial ist eines von Graphit, Edelstahl, Kupfer, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und einem Keramikmaterial.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen ist das elektrisch leitfähige Element ein elektrisch leitfähiges Polymer.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen definieren die angehobenen Teilstücke zusammen eine oberste Fläche des Trittbretts.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen beinhaltet das Deck eine Vielzahl von Kanälen zwischen angrenzenden angehobenen Teilstücken.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen bestehen die Kanäle aus einem elektrisch isolierendem Material.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen bestehen die Kanäle aus ungefähr 70 % Polypropylen und ungefähr 30 % von einer von Glasfasern, Kohlenstofffasern und Basaltfasern.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen liegen die Kanäle in einer Ebene unter einer Ebene, die durch die oberste Fläche der angehobenen Teilstücke definiert wird.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen beinhaltet jedes der angehobenen Teilstücke einen spitz zulaufenden Scheitel, um den Wasserstrom in Bezug auf das Trittbrett zu bewältigen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von einer beliebigen der vorstehenden Trittbrettbaugruppen beinhaltet jedes der angehobenen Teilstücke mindestens eine geneigte Fläche, die an den entsprechenden spitz zulaufenden Scheitel angrenzt.
Ein Verfahren nach einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem das Erwärmen eines Trittbretts durch das Verursachen von Stromfluss durch eine Vielzahl von beabstandeten angehobenen Teilstücken eines Decks des Trittbretts. Die angehobenen Teilstücke bestehen aus einem wärmeleitfähigen Polymer.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens sind die angehobenen Teilstücke durch Kanäle beabstandet und die Kanäle sind aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren beinhalten die angehobenen Teilstücke jeweils einen elektrisch leitfähigen Draht der mit diesen koextrudiert wurde.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren beinhaltet der Erwärmungsschritt das Leiten von Strom von einer Stromquelle zu den elektrisch leitfähigen Drähten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren das Überwachen einer Temperatur des Trittbretts unter Verwendung eines Temperatursensors und unter Verwendung eines Heißleiters, wodurch der Stromfluss durch die elektrisch leitfähigen Drähte eingestellt wird.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer beispielhaften Trittbrettbaugruppe.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 und veranschaulicht den Ausschnitt eines beispielhaften Trittbretts.
3 ist eine Nahansicht des eingekreisten Bereichs des Trittbretts in 2 und veranschaulicht insbesondere einen Ausschnitt des Decks des Trittbretts.
4A ist eine Ansicht einer ersten alternativen Anordnung eines angehobenen Teilstücks des Trittbretts.
4B ist eine Ansicht einer zweiten alternativen Anordnung des angehobenen Teilstücks des Trittbretts.
4C ist eine Ansicht einer dritten alternativen Anordnung des angehobenen Teilstücks des Trittbretts.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft eine Trittbrettbaugruppe für ein Kraftfahrzeug und betrifft insbesondere ein beheiztes Trittbrett und ein dazugehöriges Verfahren. Eine beispielhafte Trittbrettbaugruppe beinhaltet ein Trittbrett, das ein Deck beinhaltet, das eine Vielzahl von beabstandeten angehobenen Teilstücken aufweist. Die angehobenen Teilstücke bestehen aus einem wärmeleitfähigen Polymer und beinhalten ein elektrisch leitfähiges Element, das dazu konfiguriert ist, elektrischem Strom zu ermöglichen, durch die angehobenen Teilstücke zu strömen. Die offenbarte Anordnung liefert sicher Wärme an die Oberfläche des Decks des Trittbretts, um jeglichen/s angesammelten/s Schnee und Eis zu schmelzen. Die offenbarte Anordnung kann aus verhältnismäßig kostengünstigen Komponenten bestehen und effiziente Fertigungsmethoden verwenden, wie etwa Koextrusion. Diese und andere Vorteile werden aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist 1 eine perspektivische Ansicht von hinten eines Kraftfahrzeugs 10. Das Fahrzeug 10 weist eine verhältnismäßig hohe Bodenfreiheit C auf, die ein Abstand zwischen einer Bodenfläche und einem Boden des Fahrzeugs 10 ist. Wie gezeigt, ist das Fahrzeug 10 eine Geländelimousine (Sport Utility Vehicle - SUV). Obwohl ein SUV dargestellt ist, ist diese Offenbarung auch auf andere Arten von Fahrzeugen anwendbar, die eine hohe Bodenfreiheit aufweisen, wie z. B. Geländewagen und Lastkraftwagen.
Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Trittbrettbaugruppe 12. In diesem Beispiel ist die Trittbrettbaugruppe 12 eine einfahrbare Trittbrettbaugruppe (oder eine motorbetriebene Trittbrettbaugruppe), die von einer eingefahrenen Stellung zu einer ausgefahrenen Stellung beweglich ist. Die Trittbrettbaugruppe 12 ist in 1 in einer ausgefahrenen Stellung gezeigt. In diesem Beispiel beinhaltet die einfahrbare Trittbrettbaugruppe 12 ein Trittbrett 14 und ein erstes und zweites Gestänge 16, 18, die das Trittbrett 14 drehbar mit einer Fahrzeugkarosserie 20 verbinden, welche den Rahmen und die Verkleidung des Fahrzeugs 10 beinhaltet. Obwohl in 1 eine einfahrbare Trittbrettbaugruppe gezeigt ist, erstreckt sich diese Offenbarung auf Trittbrettbaugruppen, die nicht einfahrbar sind. In derartigen Baugruppen wird das Trittbrett 14 durch eine oder mehrere starre Stützhalterungen in der ausgeklappten Stellung aus 2 gehalten.
Das Trittbrett 14 weist eine Länge Li auf, die sich in eine Richtung parallel zur „nach vorn gerichteten“ und „nach hinten gerichteten“ Richtung erstreckt, die in 1 gekennzeichnet sind und der normalen „nach vom gerichteten“ und „nach hinten gerichteten“ Ausrichtung des Fahrzeugs 10 entsprechen. Das Trittbrett 14 überspannt in diesem Beispiel mindestens einen Großteil der Breiten einer vorderen Tür 22 und einer hinteren Tür 24 des Fahrzeugs 10. Obwohl lediglich ein Trittbrett 14 in 1 gezeigt ist, versteht es sich, dass ein ähnliches Trittbrett an einer gegenüberliegenden Seite des Fahrzeugs 10 bereitgestellt sein kann.
Wenn es sich in einer ausgefahrenen Stellung befindet, kann ein Benutzer auf das Trittbrett 14 treten, wenn er in das Fahrzeug 10 einsteigt und aus diesem aussteigt. Konkret kann der Benutzer auf ein Deck 26 (oder Trittmatte oder Trittplattform) des Trittbretts 14 treten, das in diesem Beispiel die oberste Fläche des Trittbretts 14 bereitstellt.
In diesem Beispiel ist das erste Gestänge 16 direkt an einen Motor 28 gekoppelt, der dazu konfiguriert ist, das Trittbrett 14 zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Stellung zu bewegen. In einem Beispiel steht der Motor 28 mit einer Steuerung 30 in Verbindung, die den Motor 28 anweist, das Trittbrett 14 zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Stellung auf Grundlage des Umstands zu bewegen, ob die Türen 22, 24 zum Beispiel geöffnet oder geschlossen sind.
Die Steuerung 30 ist schematisch in 1 gezeigt. Es versteht sich, dass die Steuerung 30 Teil eines Gesamtfahrzeugsteuermoduls, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC), sein könnte oder alternativ eine eigenständige Steuerung getrennt von der VSC sein könnte. Ferner kann die Steuerung 30 mit ausführbaren Anweisungen programmiert sein, um mit den verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 10 eine Schnittstelle zu bilden und diese zu betreiben. Die Steuerung 30 kann zum Beispiel als Reaktion auf Signale von einem Funkschlüssel, einem Fahrzeuginfotainmentsystem oder einer mobilen Vorrichtung eines Benutzers betrieben werden. Die Steuerung 30 beinhaltet zusätzlich eine Verarbeitungseinheit und nichtflüchtigen Speicher zum Ausführen der unterschiedlichen Steuerstrategien und -modi des Fahrzeugsystems.
In einem Beispiel ist der Motor 28 ein Elektromotor und reagiert auf Anweisungen von der Steuerung 30, um eine Stellung des ersten Gestänges 16 selektiv einzustellen. Das zweite Gestänge 18 ist dazu konfiguriert, sich als Reaktion auf die Bewegung des ersten Gestänges 16 zu bewegen. Mit anderen Worten ist das zweite Gestänge 18 ein Mitnehmergestänge. In einem anderen Beispiel könnte das zweite Gestänge 18 jedoch direkt an den Motor 28 gekoppelt sein und das erste Gestänge 16 könnte ein Mitnehmergestänge sein. Obwohl in 1 zwei Gestänge 16, 18 veranschaulicht sind, erstreckt sich diese Offenbarung ferner auf einfahrbare Trittbrettbaugruppen, die ein oder mehrere Gestänge aufweisen.
2 ist eine Querschnittsansicht des Trittbretts 14 entlang Zeile 2-2 in 1. Insbesondere beinhaltet das Trittbrett 14 eine Basisstruktur 32, die dazu konfiguriert ist, das Deck 26 von unten zu stützen und das Deck 26 an die Karosserie 20 des Fahrzeugs 10 zu koppeln. Die Basisstruktur 32 beinhaltet eine oder mehrere Stützhalterungen, die aus einem metallischen Material bestehen, wie etwa Edelstahl. Der Rest der Basisstruktur 32 kann aus einem glasgefüllten Polypropylen bestehen, wie etwa Polypropylen, gefüllt mit ungefähr 30 % Glas, bezogen auf das Volumen. Wie nachfolgend erörtert, kann das Trittbrett 14 unter Verwendung eines Koextrusionsprozesses gebildet sein. Die Stützhalterungen können nach diesem Koextrusionsprozess, oder als Teil des Prozesses, am Trittbrett 14 befestigt werden.
Das Trittbrett 14 beinhaltet ferner ein Deck 26, das von mindestens einem Teil der Basisstruktur 32 gestützt wird. In diesem Beispiel beinhaltet das Deck 26 eine Vielzahl von angehobenen Teilstücken 34A-34E und eine Vielzahl von Kanälen 36A-36D zwischen den angrenzenden angehobenen Teilstücken 34A-34E in einer abwechselnden Anordnung (d. h. angehobenes Teilstück, Kanal, angehobenes Teilstück, Kanal). Obwohl in 2 fünf angehobene Teilstücke 34A-34E und vier Kanäle 36A-36D veranschaulicht sind, erstreckt sich diese Offenbarung auf Trittbretter 14, die eine unterschiedliche Anzahl von angehobenen Teilstücken und Kanälen aufweisen.
Die angehobenen Teilstücke 34A-34E definieren zusammen eine oberste Fläche des Trittbretts 14. Ferner sind die angehobenen Teilstücke 34A-34E in dieser Offenbarung voneinander in einer Querrichtung beabstandet, die im Allgemeinen eine in Bezug auf die normale Stellung des Fahrzeugs 10 seitliche Richtung ist. Die Querrichtungen sind in den Figuren als „nach außen gerichtete“, die sich vom Fahrzeug wegbewegt, und eine gegenüberliegende „nach innen gerichtete“ Richtung gekennzeichnet.
3 veranschaulicht einen Abschnitt des Decks 26 im Detail. Insbesondere veranschaulicht 3 die angehobenen Teilstücke 34B und 34C und die Kanäle 36A-36C. Obwohl die verbleibenden angehobenen Teilstücke und Kanäle in 3 nicht gezeigt sind, versteht es sich, dass sie gleichermaßen angeordnet sind.
Beginnend mit dem angehobenen Teilstück 34B beinhaltet das angehobene Teilstück 34B eine Scheitelfläche 38, die im Wesentlichen in einer waagerechten Ebene Pi liegt. Auf gegenüberliegenden Seitenflächen der Scheitelfläche 38 beinhaltet das Teilstück 34B die geneigten Flächen 40, 42, die zu den Kanälen 36A bzw. 36B führen. Das angehobene Teilstück 34C ist gleichermaßen angeordnet und beinhaltet eine Scheitelfläche 44, die in der Ebene Pi liegt und ferner die gegenüberliegenden geneigten Flächen 46, 48 beinhaltet, die zu den Kanälen 36B bzw. 36C führen. Die Kanäle 36A, 36B, 36C beinhalten die oberen Flächen 50, 52, 54, die in einer waagerechten Ebene P₂ liegen, die von der Ebene P₁ beabstandet ist und unter dieser liegt.
In diesem Beispiel ist die Ebene Pi die oberste Fläche des Trittbretts 14. Somit definieren die angehobenen Teilstücke 34A-34E, und insbesondere die Scheitelflächen (d. h. die Scheitelflächen 38, 44), die oberste Fläche des Trittbretts 14, die mit Ebene Pi deckungsgleich ist. Auf diese Art stellen die angehobenen Teilstücke 34A-34E und die Kanäle 36A-36D dem Trittbrett 14 eine Vielzahl von Stegen bereit, die das Ausmaß an Reibung erhöhen, das ein Benutzer spürt, wenn sie auf das Trittbrett 14 treten, und bei der Wasserbewältigung unterstützen.
Um die Anwenderfreundlichkeit des Trittbretts 14 unter kalten Temperaturbedingungen, wie etwa Schnee- oder Eisbedingungen, zu erhöhen, wird das Trittbrett 14 in dieser Offenbarung erwärmt. Insbesondere bestehen die angehobenen Teilstücke 34A-34E in dieser Offenbarung aus einem wärmeleitfähigen Material, wie etwa einem wärmeleitfähigen Polymer, und die angehobenen Teilstücke 34A-34E beinhalten jeweils ein elektrisch leitfähiges Element, das dazu konfiguriert ist, elektrischem Strom zu ermöglichen, durch die angehobenen Teilstücke zu strömen. Auf diese Art wird Wärme direkt auf die obersten Flächen des Trittbretts 14 angewendet, wo sie wirksam verteilt wird.
In Bezug auf das wärmeleitfähige Material der angehobenen Teilstücke 34A-34E bestehen die angehobenen Teilstücke 34A-34E in einem Beispiel aus einem wärmeleitfähigen Polypropylen. In einem weiteren Beispiel bestehen die angehobenen Teilstücke 34A-34E aus einem wärmeleitfähigen Polypropylen und beinhalten ferner ein Füllmaterial. Das Füllmaterial kann ungefähr 25 % der angehobenen Teilstücke 34A-34E bezogen auf das Volumen ausmachen, und das Füllmaterial kann eines von Graphit, Edelstahl, Kupfer, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und einem Keramikmaterial sein. In einem Beispiel weisen die angehobenen Teilstücke 34A-34E eine Wärmeleitfähigkeit von 5 Watt pro Meter und Kelvin auf, was gegenüber Standardpolymeren erheblich erhöht ist (d. h. ungefähr 20-mal die Wärmeleitfähigkeit eines Standardpolymers). Diese Offenbarung ist nicht auf eine bestimmte Materialart oder ein bestimmtes Füllmaterial für die angehobenen Teilstücke 34A-34E beschränkt und erstreckt sich auf andere wärmeleitfähige Materialien.
In Bezug auf das elektrisch leitfähige Element der angehobenen Teilstücke 34A-34E sind die angehobenen Teilstücke 34A-34E in einem Beispiel mit einem elektrisch leitfähigen Draht 56A-56E koextrudiert. Die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E sind direkt in die angehobenen Teilstücke 34A-34E gleich unter einer dazugehörigen Scheitelfläche (d. h. die Scheitelflächen 38, 44) und seitlich zwischen den gegenüberliegenden geneigten Flächen (d. h. die geneigten Flächen 40, 42, 46, 48) eingebettet.
Die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E sind in einem Beispiel Nickelchrom-(NiCr-)drähte. Die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E können aus ungefähr 80 % Nickel und 20 % Chrom zusammengesetzt sein und in einem Beispiel die Normen ASTM B267 für Heizdraht erfüllen. Die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E können in einem Beispiel von der Drahtgröße 24 sein. Diese Offenbarung ist nicht auf eine bestimmte Drahtgröße beschränkt und ist nicht auf Nickelchromdrähte beschränkt. Mit anderen Worten erstreckt sich diese Offenbarung auf andere Arten von elektrisch leitfähigen oder Widerstandsdrähten.
In einer alternativen Ausführungsform dieser Offenbarung beinhalten die angehobenen Teilstücke 34A-34E keine elektrisch leitfähigen Drähte und bestehen stattdessen aus einem elektrisch leitfähigen Polymer. Derartige Materialien werden manchmal als eigenleitfähige Polymere (intrinsically conductive polymers -ICPs) bezeichnet und beinhalten organische Polymere, die Elektrizität leiten. Zu diesem Zweck können die angehobenen Teilstücke 34A-34E aus einem elektrisch leitfähigen und wärmeleitfähigen Polymer bestehen.
Die elektrisch leitfähigen Elemente, wie etwa die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E oder das leitfähige Polymer, erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte Länge L1 des Trittbretts 14. Die elektrisch leitfähigen Elemente können in Bezug auf einen Stromkreis in Reihe, parallel oder in einer Kombination der beiden angeordnet sein. Ein beispielhafter Stromkreis wird nachfolgend erörtert.
Um einen Kurzschluss zwischen den elektrisch leitfähigen Elementen zu verhindern, bestehen die Kanäle 36A-36D in diesem Beispiel aus einem elektrisch isolierenden Material. Zum Beispiel bestehen die Kanäle 36A-36D in einem Beispiel aus ungefähr 70 % Polypropylen und beinhalten ungefähr 30 % eines Füllmaterials (Prozentsätze sind in diesem Beispiel auf das Volumen bezogen). Das Füllmaterial kann eines von Glasfasern, Kohlenstofffasern und Basaltfasern sein. Diese Offenbarung ist nicht auf eine bestimmte Materialart beschränkt und erstreckt sich auf andere elektrisch isolierende Materialien und Strukturfasern. Ferner können die Kanäle 36A-36D in einer alternativen Ausführungsform aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie etwa Graphit bestehen, vorausgesetzt, die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E sind mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet.
In einem Beispiel dieser Offenbarung wird das Trittbrett 14 unter Verwendung eines Koextrusionsprozesses gefertigt. Insbesondere wird das Trittbrett 14 durch das Pressen von unterschiedlichen Materialien, welche die Basisstruktur 32, die angehobenen Teilstücke 34A-34E, die Kanäle 36A-36D und die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E, sofern vorhanden, bilden, zusammen durch eine Düse gefertigt. Diese Offenbarung ist nicht auf Trittbretter 14 beschränkt, die durch Koextrusion gefertigt sind, obwohl Koextrusion bestimmte Vorteile bereitstellt, die verringerte Kosten, Einfachheit der Fertigung etc. beinhalten. Ferner ermöglicht es Koextrusion, elektrisch leitfähige Drähte 56A-56E verhältnismäßig leicht nahe der obersten Fläche des Decks 26 einzubetten, was die Einfachtheit des Erwärmens des Decks 26 erhöht.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 beinhalten das Fahrzeug 10 und die Trittbrettbaugruppe 12 einen Stromkreis 58, der in Bezug auf das Trittbrett 14 angeordnet ist, um Strom durch die elektrisch leitfähigen Elemente der angehobenen Teilstücke 34A-34E zu leiten. Im Beispiel, bei dem die elektrisch leitfähigen Elemente die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E sind, können die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E mit dem Stromkreis 58 in Reihe, parallel oder in einer Kombination der beiden geschaltet sein. In 1 ist der Stromkreis 58 an gegenüberliegenden Enden des Trittbretts 14 elektrisch an die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E gekoppelt. Der Stromkreis 58 kann jedoch auf andere Arten an die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E gekoppelt sein. Obwohl ferner auf die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E Bezug genommen wird, kann der Stromkreis 58 wie vorstehend erörtert in Bezug auf die angehobenen Teilstücke 34A-34E verwendet werden, die keine elektrisch leitfähigen Drähte beinhalten und stattdessen aus einem elektrisch leitfähigen Polymer bestehen.
Der Stromkreis 58 beinhaltet in diesem Beispiel eine Stromquelle 60, die durch eine Batterie des Fahrzeugs 10 bereitgestellt sein kann, einen Temperatursensor 62 und einen Heißleiter 64, von denen jeder elektrisch an das Trittbrett 14, und insbesondere an die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E, gekoppelt ist. Der Stromkreis 58 kann in einem Beispiel elektrisch an die Steuerung 30 gekoppelt sein, und die Komponenten des Stromkreises 58 können auf Befehle von der Steuerung 30 reagieren. In einem weiteren Beispiel regelt sich der Stromkreis 58 selbst und ist nicht elektrisch an die Steuerung 30 gekoppelt.
In einem beispielhaften Verwendungsverfahren ist der Temperatursensor 62 dazu konfiguriert, ein Signal zu erzeugen, das die Temperatur des Trittbretts 14 anzeigt. Es kann in anderen Beispielen ein weiterer Temperatursensor verwendet werden, um ein Signal zu erzeugen, das eine Umgebungslufttemperatur anzeigt. Wenn die Temperatur des Trittbretts 14 unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, wie etwa unter 3 °C, kann sich der Stromkreis 58 einschalten und beginnen, Strom durch die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E zu leiten. Wenn in einem Beispiel die erkannte Temperatur unter den Schwellenwert fällt, befiehlt die Steuerung 30 der Stromquelle 60, Strom zu den elektrisch leitfähigen Drähten 56A-56E zu leiten, was das Trittbrett 14 erwärmt. Der Strompegel kann durch die Steuerung 30 oder den Heißleiter 64 geregelt werden. In einem Beispiel ist der Heißleiter 64 ein Heißleiter mit positivem Temperaturkoeffizienten (positive temperature coefficient - PTC), dessen Widerstand bei steigender Temperatur zunimmt. Somit nimmt bei steigender Temperatur der Widerstand des Heißleiters 64 zu und es wird weniger Strom zu den elektrisch leitfähigen Drähten 56A-56E geleitet.
Der Heißleiter 64 kann in diesem Beispiel eine Schalttemperatur von ungefähr 60 °C aufweisen. Insbesondere kann der Heißleiter 64 einen Widerstand von ungefähr 2 Ohm bei 60 °C, einen Widerstand von ungefähr 1.000 Ohm bei 90 °C und einen Widerstand von ungefähr 10.000 Ohm bei 105 °C aufweisen, wobei der letzte jeglichen Stromfluss wirksam unterbindet. Auf diese Art beginnt der Stromkreis 58 bei zunehmender Temperatur des Trittbretts 14, den Strom zu verringern, der durch die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E geleitet wird. Zu diesem Zweck kann der Heißleiter 64 elektrisch an den Temperatursensor 62 und/oder die Steuerung 30 und/oder einen Umgebungstemperatursensor, sofern vorhanden, gekoppelt sein. Diese Offenbarung ist nicht auf einen bestimmten Heißleiter beschränkt und ein angemessener Heißleiter kann auf Grundlage eines gewünschten Verhaltens ausgewählt werden.
In einem Beispiel dieser Offenbarung stellt der Stromkreis 58 während einem Erwärmvorgang den elektrisch leitfähigen Drähten 56A-56E derartig einen Strompegel bereit, dass die elektrisch leitfähigen Drähte 56A-56E auf ungefähr 60-80 °C erwärmt werden. Dieser Temperaturbereich ermöglicht einen effektiven Betrieb, ist sicher für einen Benutzer, schmilzt Eis und Schnee und verhindert die Ansammlung derselben.
In einem Aspekt dieser Offenbarung ist das Trittbrett 14 dazu konfiguriert, Wasser vom Schmelzen von Schnee und Eis zu bewältigen. Die 4A-4C veranschaulichen drei alternative Anordnungen der angehobenen Teilstücke des Trittbretts 14. Insbesondere veranschaulichen die 4A-4C das angehobene Teilstück 34A, obwohl es sich versteht, dass jedes der angehobenen Teilstücke 34A-34E einer beliebigen der in dieser Schrift veranschaulichten Anordnungen ähneln kann.
In jeder der Anordnungen der 4A-4C beinhaltet das angehobene Teilstück 34A einen spitz zulaufenden Scheitel, im Gegensatz zu den stumpfen waagerechten flachen Scheitelflächen 38, 44 aus 3. Das angehobene Teilstück 34A beinhaltet ebenfalls mindestens eine geneigte Fläche, die an den spitz zulaufenden Scheitel angrenzen.
In einer ersten alternativen Anordnung beinhaltet das angehobene Teilstück 34A einen spitz zulaufenden Scheitel 66 (4A), der mit einer Mittellinie C des angehobenen Teilstücks 34A zusammenfällt, und gegenüberliegende geneigte Flächen 68, 70, auf jeder Seite der Mittellinie C. In 4A ist das angehobene Teilstück 34A im Wesentlichen symmetrisch bezogen auf die Mittellinie C. In einer zweiten alternativen Anordnung beinhaltet das angehobene Teilstück 34A einen spitz zulaufenden Scheitel 72 (4B), der seitlich außerhalb der Mittellinie C beabstandet ist, und eine geneigte Fläche 74, die mit zunehmender seitlicher Bewegung nach innen nach unten geneigt ist. Auf diese Art veranlasst die Anordnung aus 4B Wasser, in die nach innen gerichtete Richtung in Bezug auf das angehobene Teilstück 34A zu strömen. In einer dritten alternativen Anordnung, die im das Gegenteil der Anordnung aus 4B ist, beinhaltet das angehobene Teilstück 34A einen spitz zulaufenden Scheitel 76 (4C), der seitlich innerhalb der Mittellinie C beabstandet ist, und eine geneigte Fläche 78, die mit zunehmender seitlicher Bewegung nach außen nach unten geneigt ist. Auf diese Art strömt Wasser vom angehobenen Teilstück 34A nach außen. In allen Beispielen definieren die spitz zulaufenden Scheitel 66, 72, 76 zusammen die Ebene P1, die mit der obersten Fläche des Trittbretts 14 deckungsgleich ist. Obwohl spitz zulaufende Scheitel hinzugefügte Vorteile aufweisen, ist diese Offenbarung nicht auf eine bestimmte Anordnung des angehobenen Teilstücks 34A beschränkt.
Es versteht sich, dass Ausdrücke wie „um“, „im Wesentlichen und „im Allgemeinen“ nicht als Ausdrücke mit grenzenloser Bedeutung gedacht sind und im Einklang damit interpretiert werden sollten, wie der Fachmann diese Ausdrücke interpretiert. Ferner werden Richtungsausdrücke wie etwa „unter“, „vor“, „nach oben“, „nach unten“, „senkrecht“, „waagerecht“ etc. lediglich zur Erläuterung verwendet und sind andernfalls nicht als einschränkend auszulegen.
Obwohl die verschiedenen Beispiele die in den Veranschaulichungen gezeigte konkrete Komponenten aufweisen, sind Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese bestimmten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale von einem der Beispiele in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten von einem anderen der Beispiele zu verwenden. Darüber hinaus sind die verschiedenen Figuren, die dieser Offenbarung beigefügt sind, nicht zwingend maßstabsgetreu und einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um bestimmte Details einer bestimmten Komponente oder Anordnung zu zeigen.
Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft und nicht einschränkend sind. Das heißt, dass Modifikationen dieser Offenbarung unter den Umfang der Patentansprüche fallen. Dementsprechend sollten die folgenden Patentansprüche genau gelesen werden, um ihren eigentlichen Schutzumfang und Inhalt zu bestimmen.

Claims

Trittbrettbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, umfassend: ein Trittbrett, das ein Deck beinhaltet, das eine Vielzahl von beabstandeten angehobenen Teilstücken aufweist, die aus einem wärmeleitfähigen Polymer bestehen und ein elektrisch leitfähiges Element beinhalten, das dazu konfiguriert ist, elektrischem Strom zu ermöglichen, durch die angehobenen Teilstücke zu strömen.
Trittbrettbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitfähige Element ein elektrisch leitfähiger Draht ist, wobei der elektrisch leitfähige Draht optional mit dem Deck koextrudiert ist und optional aus Nickelchrom besteht.
Trittbrettbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: eine Stromquelle, die elektrisch an das elektrisch leitfähige Element gekoppelt ist; einen Temperatursensor; und einen Heißleiter, wobei die Stromquelle, der Temperatursensor und der Heißleiter elektrisch an die elektrisch leitfähigen Elemente gekoppelt sind.
Trittbrettbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die angehobenen Teilstücke aus einem wärmeleitfähigen Polypropylen bestehen.
Trittbrettbaugruppe nach Anspruch 4, wobei die angehobenen Teilstücke aus einem wärmeleitfähigen Polypropylen und einem Füllmaterial bestehen, wobei das Füllmaterial eines von Graphit, Edelstahl, Kupfer, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und einem Keramikmaterial ist.
Trittbrettbaugruppe nach einem der Ansprüche 1,3,4 oder 5, wobei das elektrisch leitfähige Element ein elektrisch leitfähiges Polymer ist.
Trittbrettbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die angehobenen Teilstücke zusammen eine oberste Fläche des Trittbretts definieren.
Trittbrettbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Deck eine Vielzahl von Kanälen beinhaltet, die an angehobene Teilstücke angrenzen, wobei die Kanäle optional aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen und optional aus ungefähr 70 % Polypropylen und ungefähr 30 % aus einem von Glasfasern, Kohlenstofffasern und Basaltfasern bestehen.
Trittbrettbaugruppe nach Anspruch 8, wobei die Kanäle in einer Ebene unter einer Ebene liegen, die durch die oberste Fläche der angehobenen Teilstücke definiert ist.
Trittbrettbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes der angehobenen Teilstücke einen spitz zulaufenden Scheitel beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Wasserstrom in Bezug auf das Trittbrett zu bewältigen, und wobei optional jedes der angehobenen Teilstücke mindestens eine geneigte Fläche beinhaltet, die an den entsprechenden spitz zulaufenden Scheitel angrenzt.
Verfahren, umfassend: das Erwärmen eines Trittbretts durch das Veranlassen von Strom, durch eine Vielzahl von beabstandeten angehobenen Teilstücken eines Decks des Trittbretts zu strömen, wobei die angehobenen Teilstücke aus wärmeleitfähigem Polymer bestehen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die angehobenen Teilstücke durch Kanäle beabstandet sind, wobei die Kanäle aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die angehobenen Teilstücke jeweils einen elektrisch leitfähigen Draht beinhalten, der damit koextrudiert wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11-13, wobei der Erwärmungsschritt das Leiten von Strom von einer Stromquelle zu den elektrisch leitfähigen Drähten beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend: das Überwachen einer Temperatur des Trittbretts unter Verwendung eines Temperatursensors; und unter Verwendung eines Heißleiters, das Einstellen des Stromflusses durch die elektrisch leitfähigen Drähte.