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Die
Erfindung betrifft einen Handgriff mit einer Heizeinrichtung für Fahrzeuge
wie Motorräder, Motorschlitten
und dergleichen, umfassend ein hohlzylinderartiges Kunststoffinnenteil,
eine am Außenmantel
des Kunststoffinnenteils angeordnete Heizeinrichtung mit wenigstens
einer Widerstandsbahn, sowie ein zum Kunststoffinnenteil radial
außen
angeordnetes, angegossenes oder angespritztes Verkleidungselement
sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Handgriffs.
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Ein
solcher gattungsgemäßer Handgriff
ist in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 195 25 748 A1 offenbart.
Bei der Montage wird der Handgriff auf ein Griffrohr des Fahrzeuges
aufgeschoben und die Heizeinrichtung an eine Versorgungsschaltung
angeschlossen. Zur Herstellung eines herkömmlichen Handgriffs wird zunächst die
Heizeinrichtung, welche in der Regel aus einer Trägerfolie
mit darauf abgeschiedener Heizleiterbahn besteht, um das Innenteil gewickelt
und anschließend
darüber
eine Rohgummischicht gewickelt um die Heizeinrichtung vorläufig zu
befestigen. Nach der Einführung
in eine Gießform wird
geschmolzener Gummi eingespritzt, wobei die Rohgummischicht, welche
die Heizeinrichtung vorläufig
festhält
durch die Wärme
schmilzt.
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Die
Heizeinrichtung wird auf diese Weise vergossen, wobei der ausgehärtete Gummi
das Verkleidungselement bildet. Um sicherzustellen, dass sich die
als flexible Leiterplatte ausgebildete Heizeinrichtung ohne Knitterstellen
um die äußere Umfangsfläche des
Innenteils erstreckt, ist bei dem herkömmlichen Handgriff ferner vorgesehen,
dass das Verkleidungselement derart in eine Form gegossen wird, dass
ein Umfangsbereich des Innenteils, an dem die Heizeinrichtung nicht
vorhanden ist, einem Trennbereich einer Gießform, mit der das Verkleidungselement
hergestellt wird, zugewandt ist.
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Die
Herstellung eines solchen gattungsgemäßen Handgriffs erweist sich
jedoch als sehr kostenintensiv, da er nur mit einem hohen Arbeitsaufwand
reproduzierbar hergestellt werden kann. Für eine kostengünstige Herstellung
mit hohen Stückzahlen
ist ein solcher Handgriff kaum geeignet.
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Insofern
besteht die Aufgabe der Erfindung darin, den gattungsgemäßen Handgriff
derartig weiterzubilden, dass dieser zuverlässig und reproduzierbar und
darüber
hinaus kostengünstig
hergestellt werden kann.
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Diese
Aufgabe löst
die Erfindung auf überraschend
einfache Weise schon durch die Bereitstellung eines Handgriffs mit
den Merkmalen von Anspruch 1 sowie einem Verfahren zur Herstellung
eines Handgriffs mit den Merkmalen von Anspruch 17. Dabei weist
der erfindungsgemäße Handgriff
ein hohlzylinderartiges Kunststoffinnenteil, eine am Außenmantel
des Kunststoffinnenteils angeordnete Heizeinrichtung mit wenigstens
einer Widerstandsbahn sowie ein zum Kunststoffinnenteil radial außen angeordnetes,
angegossenes oder angespritztes Verkleidungselement auf. Der erfindungsgemäße Handgriff
zeichnet sich dadurch aus, dass die wenigstens eine Widerstandsbahn
ohne eine die Widerstandsbahn tragende Trägerfolie direkt auf dem Kunststoffinnenteil
aufgebracht ist. Dies bedeutet, dass zwischen Kunststoffinnenteil
und der Widerstandsbahn, welche ein leitfähiges Mate rial wie ein Metall
oder eine Metalllegierung umfassen kann, keine Trägerfolie
angeordnet ist, wie es beispielsweise bei der Verwendung einer Heizfolie
der Fall wäre,
bei welcher die die Widerstandsbahn tragende Trägerfolie an dem Kunststoffinnenteil
befestigt ist, beispielsweise durch Kleben oder Vernieten. Stattdessen
wird bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten
Heizgriff die Widerstandsbahn direkt vom Kunststoffinnenteil getragen,
ohne dass zwischen der Widerstandsbahn und dem Kunststoffinnenteil
eine Trägerfolie
vorgesehen werden muss.
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Durch
die angegebene konstruktive Maßnahme
wird auch erreicht, dass sich einerseits der Herstellungsprozess
stark vereinfacht, da keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden
müssen um
zu verhindern, dass die Heizeinrichtung beim Gießvorgang zerknittert wird oder
sich vom Innenteil löst
und darüber
hinaus kann mit dem erfindungsgemäßen Handgriff eine besonders
gute Funktionalität bereitgestellt
werden.
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Ferner
kann bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten
Handgriff auf Maßnahmen
verzichtet werden, die flexible Leiterplatten drehstarr mit dem Kunststoffinnenteil
zu verbinden. Im Stand der Technik waren bislang hierzu beispielsweise
Vorsprünge am
Kunststoffinnenteil notwendig, die sich nach außen laufen und sich durch entsprechende
ausgestaltete Löcher
in der Leiterfolie erstrecken, um die Fixierung der Leiterfolie
relativ zum Kunststoffinnenteil sicherzustellen.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Bezeichnung „Widerstandsbahn" eine Stromleitungsbahn
bezeichnet, in welcher durch den Stromfluss thermische Energie erzeugt
wird, so dass der Griff aufgrund der Wärmeleitung im Verkleidungselement an
der äußeren Oberfläche des
Verkleidungselements erwärmbar
ist. Insofern kann das Widerstandsmaterial aus einer Vielzahl von
stromführenden
Materialien gebildet sein, beispielsweise ein Metall, eine Metalllegierung
oder auch einen leitfähigen Kunststoff
umfassen.
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Umfasst
die Widerstandsbahn Metall, kann insbesondere vorgesehen sein, dass
der Außenmantel
des Kunststoffinnenteils mit der Struktur der Widerstandsbahn metallisiert
ist, sodass diese Metallisierung selbst die Widerstandsbahn bereitstellt.
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Um
die Metallisierung des Kunststoffinnenteils mit dem Widerstandsbahnlayout
zu unterstützen,
kann vorgesehen sein, dass das Material des Kunststoffinnenteils
eine aktivierbare Beimischung, insbesondere eine durch Licht aktivierbare
metallorganische Komplexverbindung aufweist. Diese aktivierbare
Beimischung kann dann beispielsweise durch eine Belichtungstechnik
entsprechend dem Widerstandsbahnlayout an der Oberfläche des Kunststoffinnenteils
aktiviert werden, um an den aktivierten Stellen eine nachfolgende
Metallabscheidung zu unterstützen
bzw. zu ermöglichen.
Eine solche metallorganische Komplexverbindung kann beispielsweise
eine Platin- oder Palladiumverbindung sein, sodass nach dessen Aktivierung
Platin- oder Palladiumkeime an der äußeren Mantelfläche des Kunststoffinnenteils
die Metallabscheidung unterstützen
bzw. ermöglichen.
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Darüber hinaus
kann auch vorgesehen sein, dass die Widerstandsbahn mittels eines
Heißprägeverfahrens
auf den Außenmantel
des Kunststoffinnenteils aufgebracht ist. Dabei kann das Widerstandsbahnlayout
mit einem beheizten Prägestempel aus
einer galvanisch hergestellten Metallfolie, wie einer Kupferfolie
ausgestanzt und auf das teilweise plastifizierte Kunststoffinnenteil
aufgepresst werden. In der Regel besitzt dabei die Metallfolie eine
raue Rückseite,
um eine gute Verbindung mit dem plastifizierten Kunststoff zu gewährleisten.
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Besonders
zweckmäßig ist
die Verwendung eines Kunststoffmaterials für das Kunststoffinnenteil, welches
von einem elektrisch nicht leitenden Zustand in einen elektrisch
leitenden Zustand überführbar ist. Beispielsweise
kann ein Kunststoffmaterial zur Herstellung des Kunststoffinnenteils
vorgesehen sein, das durch die Zuführung von Laserenergie, ausgehend
von dem nicht leitenden Zustand in einen leitenden Zustand überführt werden
kann. Insofern ist es durch Führung
eines Laserstrahls dann möglich,
das Widerstandsbahnlayout auf die äußere Mantelfläche des
Kunststoffinnenteils zu „schreiben" und damit die Stromführung des
Heizstroms an dem Kunststoffinnenteil festzulegen. Bei dem beschriebenen
Verfahren zum Einbringen der Widerstandsbahn auf das Kunststoffinnenteil
wird vorzugsweise das Kunststoffinnenteil gedreht und der Laserstrahl
auf die Drehbewegung des Kunststoffteils abgestimmt in Längsrichtung
zum Kunststoffteil hin- und herbewegt, um das gewünschte Widerstandsbahnlayout
zu erzeugen.
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Es
ist zweckmäßig, wenn
das Widerstandsbahnlayout so festgelegt ist, dass die Widerstandsbahn
im Wesentlichen voll umfänglich
um die äußere Mantelfläche des
Kunststoffinnenteils verläuft.
Hierdurch kann eine symmetrische Abgabe von Heizenergie über den
gesamten Umfang des Griffs bereitgestellt werden im Unterschied
zu herkömmlichen Handgriffen,
bei welchen die Heizeinrichtung weniger als den vollen Umfang des
Innenteils abdeckt.
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Bei
dem erfindungsgemäß ausgebildeten Handgriff
wird die Heizeinrichtung im Wesentlichen durch die zumindest eine
Widerstandsbahn, d.h. durch das Widerstandsbahnlayout gebildet.
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Es
ist zweckmäßig, wenn
die radial innen liegende Manteloberfläche des Innenteils, d.h. die
innere Umfangsfläche
des Innenteils im Bereich der Längserstreckung
der Heizeinrichtung frei von Material des Verkleidungselementes
ist. Durch diese Maßnahme
wird erreicht, dass das Griffrohr des Fahrzeuges, auf welches der
erfindungsgemäße Handgriff aufgeschoben
wird, nicht in Kontakt mit Material des Verkleidungselementes kommt,
was andernfalls eine relative Verdrehung des Handgriffs zum Griffrohr
aufgrund der erhöhten
Reibung zwischen dem Griffrohr und dem Handgriff behindern würde. Insofern
ist dieses Gestaltungsmerkmal besonders für die Bereitstellung eines
beheizbaren Hand griffs wie eines Gasgriffs vorteilhaft, über den
die Beschleunigung des Fahrzeuges eingestellt wird. Im genannten
Bereich weist die Mantelfläche
des Innenteils vorteilhafterweise keine radialen Durchgangsöffnungen
auf.
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Andererseits
kann es jedoch beim erfindungsgemäßen Handgriff auch zweckmäßig sein, wenn
am Außenmantel
des Kunststoffinnenteils radial nach außen sich erstreckende Vorsprünge vorgesehen
sind, die sich radial über
die Widerstandsbahn und damit in das Verkleidungselement hinein
erstrecken, sodass das Kunststoffinnenteil und das Verkleidungselement
sich in einem Formschluss befinden und damit drehsicher zueinander
fixiert sind. Zum gleichen Zwecke kann auch vorgesehen sein, dass das
Kunststoffinnenteil an seinem Außenmantel Ausnehmungen aufweist,
wobei die Ausnehmungen frei von Widerstandsbahnstrukturen sein können, sodass in
einem solchen Fall Material des Verkleidungselementes sich in das
Kunststoffinnenteil hinein erstreckt und auf diese Weise ein Formschluss
in Drehrichtung des Kunststoffinnenteils zum Verkleidungselement
bereitgestellt ist. Durch die beschriebenen konstruktiven Maßnahmen
können
Kräfte
in tangentialer Richtung vom Verkleidungselement auf das Innenteil übertragen
werden. Ferner können
natürlich auch
solche Ausnehmungen und Vorsprünge
an der äußeren Mantelfläche des
Kunststoffinnenteils auch an Bereichen des Kunststoffinnenteils
vorgesehen sein, die außerhalb
der Widerstandsbahnstruktur liegen.
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Zur
Aufnahme von Missbrauchskräften
in axialer Richtung, die beispielsweise beim Aufstellen eines gefallenen
Motorrades auftreten können,
kann auch vorgesehen sein, dass das Innenteil an seiner äußeren Mantelfläche zumindest
einen radial nach außen
weisenden, sich umfänglich
erstreckenden Steg aufweist. Besonders vorteilhaft verläuft der
Steg an einem festen Längsort
des Innenteils, sodass dieser Steg richtungsoptimiert eine in axialer
Richtung auftretende Kraft auf das Verkleidungselement aufnehmen
kann. Statt eines Steges kann das Innen teil an seiner äußeren Manteloberfläche auch
eine radial nach innen weisende Ausnehmung, d.h. eine Nut aufweisen.
Durch das Zusammenwirken der Nut mit dem in die Nut eingespritzten
Verkleidungselement sind in gleicher Weise auf das Verkleidungselement auftretende
Kräfte
durch das Innenteil aufnehmbar.
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In
einer besonderen Ausführungsform
können
zwei solcher Stege oder Nuten umfänglich beabstandet und am gleichen
Längsort
des Handgriffs verlaufen, sodass eine auftretende Missbrauchskraft in
axialer Richtung über
einen großen
Umfangsbereich aufgenommen werden kann und gleichzeitig aufgrund
der Beabstandung der Stege sichergestellt ist, dass beim Einspritzvorgang
das Material des Verkleidungselementes kein Bereich der äußeren Oberfläche des
Innenteils abgeschattet ist.
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Um
zu erreichen, dass ein Großteil
der Heizenergie radial nach außen
in das Verkleidungselement geführt
wird und nicht nach innen in das Griffrohr, kann vorgesehen sein,
dass die innere Mantelfläche
des Innenteils nicht ideal zylinderförmig aufgebaut ist, sondern
Ausnehmungen aufweist zur Verminderung der Kontaktfläche mit
dem Griffrohr. Beispielsweise kann es zweckmäßig sein, wenn an der inneren
Mantelfläche
des Innenteils längs
verlaufende und sich radial nach innen erstreckende Rippen angeordnet
sind.
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Um
die Herstellung des Innenteils zu erleichtern, kann vorgesehen sein,
dass die Rippen und die in Umfangsrichtung benachbarten Vertiefungen
parallel zur Längsachse
des Innenteils verlaufen. Zur Vermeidung eines erhöhten Reibwiderstandes
zwischen dem Griffrohr und dem Innenteil ist es zweckmäßig, wenn
zumindest im Bereich der nach innen vorstehenden Rippen, welche
auf dem Griffrohr aufliegen, kein Material des Verkleidungselementes
angeordnet ist. Je nach verwendetem Material für das Innenteil und je nach
Durchmesser des Innenteils kann eine Anordnung von auf dem Umfang äquidistant
beabstandeten vier bis zehn Rippen zweckmäßig sein, die parallel zur
Längsachse
des Innen teils verlaufen.
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Es
kann zweckmäßig sein,
wenn sich integral an einem Längsende
des Innenteils ein im Wesentlichen ebener Fortsatz erstreckt. Dieser
Fortsatz kann insbesondere zur Führung
einer Anschlusseinrichtung für
die Kontaktierung der Heizeinrichtung mit einer Betriebsversorgung
dienen. Darüber
hinaus kann dieser ebene Fortsatz Befestigungsmittel wie Löcher aufweisen,
mittels derer Bedienelemente des Fahrzeugs an dem Fortsatz anbringbar
sind. Dabei ist es auch zweckmäßig, wenn
die Heizeinrichtung eine Steckereinrichtung umfasst, welche mit
der Widerstandsbahn kontaktiert ist und die mit einer komplementären Einrichtung
der Anschlusseinrichtung zusammenwirkt, sodass letztlich die Heizeinrichtung, respektive
die Widerstandsbahn an die Spannungsversorgung angeschlossen ist.
Darüber
hinaus kann auch vorgesehen sein, dass der erfindungsgemäße Handgriff
andere elektrische Bauelemente und ein Anschlussmittel aufweist,
mit welchen diese an einen Datenbus anschließbar sind. Beispielsweise kann
die Heizeinrichtung über
eine solche Busankopplung mit der Zentralsteuerung des Fahrzeugs
verbunden sein.
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Es
kann vorteilhaft sein, wenn der erfindungsgemäße Handgriff eine Steuereinrichtung
zur Steuerung der von der Heizeinrichtung abgegebenen Heizleistung
aufweist. Eine solche Steuereinrichtung kann besonders vorteilhaft
auf ein oben stehend beschriebenes, als spritzgegossener Schaltungsträger ausgebildetes
Kunststoffinnenteil integriert werden.
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Darüber hinaus
kann es zweckmäßig sein, wenn
ein Temperatursensor am Handgriff umfasst ist, welcher die Momentantemperatur
aufnimmt und gegebenenfalls auch integrierte Steuereinrichtung weitergibt,
welche dann abhängig
von der gemessenen Temperatur die Heizleistung steuert. Dieser Temperatursensor
kann auf dem Kunststoffinnenteil angeordnet sein, jedoch auch direkt
an dem Verkleidungselement zur Erfassung der Temperatur, welche
vom Nutzer auch wahrgenommen wird, wenn dieser das Verkleidungsele ment,
d.h. den Handgriff umgreift.
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Bei
der Gestaltung der Widerstandsbahn auf der äußeren Mantelfläche des
Kunststoffinnenteils ist eine Vielzahl von Leiterbahnführungen
möglich.
Beispielsweise kann das Layout derartig sein, dass die Heizeinrichtung
eine einzelne Widerstandsbahn aufweist, die sich mäanderförmig über die äußere Oberfläche des
Kunststoffinnenteils erstreckt. Verlaufen diese Mäanderarme
im Wesentlichen parallel zur Längsachse
des Kunststoffinnenteils, können
beide Anschlussstellen, d.h. die Endpunkte der Widerstandsbahn so
angeordnet sein, dass sie am gleichen Längsort des Griffs umfänglich benachbart
zueinander liegen, was den Anschluss an die elektrische Versorgung
erleichtert.
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Verfahrensseitig
löst die
Erfindung die oben stehende Aufgabe mit einem Verfahren zum Herstellen
eines Handgriffs mit einer Heizeinrichtung mit den Schritten:
- a) Herstellen eines hohlzylinderartigen Kunststoffinnenteils,
- b) Aufbringen zumindest einer Widerstandsbahn an die äußere Manteloberfläche des
Kunststoffinnenteils mittels eines Abscheide- oder eines Heißprägeverfahrens;
- c) Einbringen des Kunststoffinnenteils mit daran angebrachter
Heizeinrichtung in eine Spritzgießform,
- d) Umspritzen des Kunststoffinnenteils.
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Im
Vergleich zu dem oben genannten Stand der Technik ist es aufgrund
der Maßnahme
der direkten Anbringung der Widerstandsbahn an der äußeren Manteloberfläche des
Innenteils nicht notwendig, zusätzliche
Mittel einzusetzen, die ansonsten vorhandene Heizfolie an dem Innenteil
zu halten, wenn letzteres in die Gießform eingebracht wird und
der Gießvorgang
zur Gestaltung des Verkleidungselementes abläuft. Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß auch nicht
notwendig, besondere Gestaltungsvorkehrungen zu treffen um sicherzustellen,
dass die ansonsten not wendige flexible Leiterplatte an dem Innenteil
anliegt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
entfallen umständliche
und arbeitsaufwendige Arbeitsschritte, darüber hinaus kann der Handgriff
in Bezug auf seine Funktion optimiert werden.
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Für die Aufbringung
der Widerstandsschicht können
verschiedene Verfahren zweckmäßig sein. Beispielsweise
kann in einem vorgegebenen Längsabschnitt
auf die äußere Manteloberfläche des Kunststoffinnenteils
eine Metallschicht vollumfänglich
abgeschieden werden, welche nachfolgend durch ein Metallabtragen
strukturiert wird, um das gewünschte
Widerstandsbahnlayout auf der äußeren Manteloberfläche des
Kunststoffinnenteils zu erzeugen. Bei einem solchen Verfahren wird
zweckmäßigerweise
ein Kunststoffmaterial verwendet, das metallisierbar ist. Darüber hinaus
kann die äußere Manteloberfläche des
Kunststoffinnenteils auch für
die Abscheidung der Metallschicht vorbereitet werden, beispielsweise
durch Aufrauen der Oberfläche,
was insbesondere mechanisch, nasschemisch und/oder durch eine Plasmabehandlung
der Oberfläche
durchgeführt
werden kann. Soweit die Durchführung
derartiger Verfahren für
eine gute Haftung des abgeschiedenen Metalls an der Kunststoffoberfläche noch
nicht ausreicht ist, kann darüber
hinaus auch vorgesehen sein, eine Bekeimung der Oberfläche durchzuführen, beispielsweise
nasschemisch mit Platin oder Palladium. Die eigentliche Metallabscheidung
kann dann nasschemisch ohne äußeren Stromfluss
durchgeführt
werden. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass nach der nasschemischen
Grundmetallisierung eine nachfolgende galvanische Metallabscheidung durchgeführt wird,
um die gewünschte
Leiterbahndicke zu erzeugen. Hierbei kann insbesondere Kupfer auf
die Grundmetallisierung abgeschieden werden.
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Zur
ortsgenauen Abtragung der Metallbeschichtung, um ein vorgegebenes
Widerstandsbahnlayout auf der äußeren Manteloberfläche des
Kunststoffinnenteils zu erzeugen, eignen sich wiederum mehrere Verfahren.
Beispielsweise kann mit einem Laser das gewünschte Widerstandsbahnlayout
aus der vorher aufgebrachten, umfänglich homogenen Beschichtung
der Manteloberfläche
des Kunststoffinnenteils herausgeschnitten werden. Damit wird an bestimmten
Stellen das abgeschiedene Metall abgetragen und so elektrisch gegeneinander
isolierte Bereiche erzeugt, sodass letztlich das gewünschte Widerstandsbahnlayout
entsteht. Darüber
hinaus ist es auch möglich,
eine solche Strukturierung in dem Bereich, in welchem die Heizungseinrichtung
entstehen soll, nasschemisch unter Verwendung der in der Halbleitertechnologie
bekannten Fertigungstechniken ausgehend von der homogenen Metallisierung des
Kunststoffinnenteils zu erzeugen.
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Um
zu vermeiden, dass in einem ersten Schritt die gesamte Manteloberfläche des
Kunststoffinnenteils in einem bestimmten Längsbereich des Innenteils zu
beschichten ist, kann auch vorgesehen sein, die äußere Oberfläche des Kunststoffinnenteils selektiv,
d.h. ortsgenau zur Abbildung eines vorgegebenen Widerstandsbahnlayouts
zu aktivieren, sodass nur an den aktivierten Stellen eine Metallabscheidung
zur Erzeugung der Leiterbahn stattfindet. Ein solches Verfahren
kann beispielsweise dadurch ausgeführt werden, dass das Material
des Kunststoffinnenteils eine aktivierbare Beimischung aufweist, beispielsweise
eine durch Licht aktivierbare metallorganische Komplexverbindung.
Wird nun mit einem Laserstrahl ein vorgegebenes Widerstandsbahnlayout
auf die äußere Manteloberfläche des
Kunststoffinnenteils „geschrieben", so werden an den
beleuchteten Orten Metallabscheidungskeime erzeugt, die verursachen,
dass sich bei der nachfolgenden Metallabscheidung nur an diesen
Orten Metall anlegt. Eine derartige ortsaufgelöste Aktivierung kann beispielsweise
auch mit einer Maskentechnik durchgeführt werden. Die Abscheidung
des Metalls kann dann wie schon oben stehend beschrieben durchgeführt werden,
d.h. beispielsweise zuerst nasschemisch stromlos an den aktivierten
Bereichen und nachfolgend galvanisch auf die nasschemisch erzeugte,
strukturierte Grundmetallisierung.
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Als
Grundmaterial zur Herstellung des Verkleidungselements kann ein
thermoplastischer Elastomer vorgesehen sein, welcher einen ähnlichen
optischen und haptischen Eindruck wie das bei herkömmlichen
Begriffen häufig
verwendete Gummi erzeugt. Ein solches thermoplastisches Elastomer
hat demgegenüber
jedoch bedeutende Vorteile in Bezug auf die Verarbeitbarkeit.
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Grundsätzlich kann
das Innenteil aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt sein,
wobei es sich jedoch mit Bezug auf Herstellungskosten und -aufwand
anbietet, auch hier ein thermoplastisches Material zu verwenden,
das spritzgießtechnisch
verarbeitet werden kann. Insofern kann zweckmäßigerweise der Verfahrensschritt
des Herstellens eines hohlzylinderartigen Kunststoffinnenteils die
Schritte des Bereitstellens einer zugeordneten Spritzgussform und
des Einspritzens eines thermoplastischen Materials in die Spritzgussform
umfassen.
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Die
oben stehend beschriebenen Verfahren zum Aufbringen der Widerstandsbahn
auf den Kunststoffinnenteil können
auch verwendet werden, um weitere Leiterbahnstrukturen auf dem Innenteil
anzubringen, welche zum Anschluss der Widerstandsbahn an die Betriebsversorgung
bzw. zum Anschluss von anderen elektrischen Bauteilen benötigt werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen
und durch die Angabe weiterer erfindungsgemäßer Merkmale unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei
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1 in
einer perspektivischen Darstellung ein Kunststoffinnenteil eines
erfindungsgemäß ausgebildeten
Handgriffs,
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2 das
in 1 dargestellte Innenteil in einer Stirnseitenansicht,
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3 das
in 1 dargestellte Kunststoffinnenteil mit an der äußeren Mantelfläche angebrachter
Widerstandsbahn,
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4 der
Mantelbereich des Kunststoffinnenteils, welcher die Widerstandsbahn
trägt in
einem abgewickelten Aufsicht und
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5 das
in 3 dargestellte Kunststoffinnenteil mit angegossenem
Verkleidungselement in einer Schnittdarstellung
zeigt.
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Der
im Folgenden beschriebene erfindungsgemäße, vorliegend für ein Motorrad
gestaltete Handgriff umfasst nur zwei miteinander verbundene wesentliche
Bestandteile: ein Kunststoffinnenteil sowie das Verkleidungselement.
Dabei ist die Heizeinrichtung, welche im Wesentlichen aus einer
den Heizstrom führenden
Widerstandsbahn besteht, direkt ohne Trägerfolie auf dem Kunststoffinnenteil
aufgebracht.
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In 1 ist
in einer perspektivischen Darstellung das hohlzylinderförmige Kunststoffinnenteil 100 des
erfindungsgemäßen Handgriffs
für ein
Motorrad dargestellt. Das Innenteil 100 t eine ungefähr zylinderförmige innere
Mantelfläche 101 und
eine im Wesentlichen zylinderförmige äußere Mantelfläche 102 auf.
Der innere Durchmesser des Innenteils ist so bemessen, dass dieses
auf ein nicht dargestelltes Griffrohr des Motorrades aufschiebbar
ist, wobei ein solches Griffrohr in der Regel ein Metallrohr ist.
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Die
innere Mantelfläche 101 ist
in sich umfänglich
abwechselnde, parallel zur Achse verlaufende Rippen 130 und
Ausnehmungen 131 aufgeteilt, welche in dem dargestellten
Beispiel eine unterschiedliche umfängliche Breite aufweisen. An
dem einen Ende des Innenteils weist dieses an der äußeren Mantelfläche zwei umfänglich beabstandete,
sich radial nach außen
erstreckende Querstege 104 auf, deren Funktion unten stehend
näher erläutert wird. Im
mittleren Bereich der Längserstreckung
des Innenteils, der durch zwei im Wesentlichen über den gesamten Umfang verlaufende
Ringstege 105 mit geringer radialer Höhe festgelegt wird, dient zur
Festlegung des Bereichs, in welchem die den Heizstrom führende Widerstandsbahn
auf- bzw. eingebracht wird. In diesem Bereich weist die äußere Mantelfläche des
Innenteils mehrere längs
beabstandete Längsstege 103 auf,
die in dem dargestellten Beispiel auf einer gedachten Geraden auf
der äußeren Mantelfläche des
Innenteils angeordnet sind. Eine solche bzw. ähnliche Anordnung von Längsstegen
ist auf zwei weiteren gedachten Geraden auf dem äußeren Umfang des Innenteils
vorgesehen und zwar im Uhrzeigersinn auf dem Umfang um 90 bzw. 180° zu der dargestellten
Anordnung von Längsstegen
versetzt, sodass diese beiden Stegreihen in der perspektivischen
Darstellung von 1 nicht zu sehen sind.
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Ferner
weist das in 1 dargestellte Kunststoffinnenteil
an einem Ende einen ebenen Fortsatz 110 auf mit Löchern 112 zur
Befestigung von Betätigungs-/Anschlusselementen
und einer Anschlussführung 111.
An diesem Ende des Kunststoffinnenteils sind auch zwei, auf dem
Umfang um 180° versetzte
Löcher 106 angeordnet,
die zur Befestigung des Kunststoffinnenteils an dem Griffrohr des
Motorrades dienen. Insofern ist das in 1 gezeigte
Innenteil zur Bereitstellung eines Kupplungsgriffs ausgebildet,
der relativ zum Griffrohr fixiert und nicht zu diesem drehbar angeordnet
ist.
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Das
Innenteil wird mittels eines bekannten Spritzgießverfahrens aus einem Thermoplast
wie Polyamid hergestellt, worauf nicht näher eingegangen werden muss,
da dies dem Fachmann bekannt ist.
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2 zeigt
das in 1 dargestellte Innenteil in einer Stirnseitenansicht
von der Seite, an welcher der Fortsatz 110 angeordnet ist.
Die innere Mantelfläche 101 (siehe 1)
setzt sich aus einer umfänglichen
Abfolge von Rippen 130 und Ausnehmungen 131 zusammen,
die in Längsrichtung
auf der Mantelfläche
verlaufen. In der dargestellten Ausführungsform weist die innere
Oberfläche 101 acht
solcher Rippen 130 auf, die als Zylindermantelflächenabschnitte
ausgebildet sind und nach der Montage auf dem Griffrohr aufliegen.
Da die Auflagefläche
aufgrund der Rippenstruktur vermindert ist, ist der Energieübertrag
vom geheizten Kunststoffinnenrohr auf das Griffrohr vermindert.
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In
dem beschriebenen Beispiel ist dem thermoplastischen Grundmaterial
des Kunststoffinnenteils eine aktivierbare Beimischung in Form einer
metallorganischen Komplexverbindung beigefügt, die mit einem Laser aktiviert
werden kann. Durch diese Aktivierung werden an den beleuchteten
Stellen an der Oberfläche
des Kunststoffinnenteils Metallkeime erzeugt, welche die Stellen
festlegen, an denen sich beim darauf folgenden Metallabscheideverfahren Metall
zur Gestaltung der Widerstandsbahn absetzt.
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3 zeigt
das Kunststoffinnenteil, auf welches wie beschrieben das vorgegebene
Widerstandsbahnlayout 200 aufgebracht wurde. Dabei sind
im Anschlussbereich, d.h. im Bereich des Fortsatzes 110 zusammen
mit der Widerstandsbahn Lötanschlüsse 221, 222 gestaltet,
an welchen jeweils ein Anschlusskabel kontaktiert werden kann, die über die Anschlussführung 111 nach
außen
geführt
werden. Wie in der Figur gezeigt, wird der Laser um die radial nach
außen
weisenden Stege 103 herumgeführt, sodass diese frei von
Widerstandsbahnen sind. Nach der Aktivierung wird zuerst nasschemisch,
d.h. stromlos eine Grundmetallisierung aufgebracht, wodurch das
in 3 dargestellte Widerstandsbahnlayout einschließlich der
Lötanschlüsse 221, 222 gestaltet
ist. Danach wird die Dicke des in der Grundmetallisierung vorliegenden
Widerstandsbahnlayouts galvanisch erhöht, sodass die Widerstandsbahn
als Widerstandsheizung dienen kann.
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In
der in 3 dargestellten Ausführungsform des Kunststoffinnenteils 100 verläuft die
mäanderförmig gestaltete
Widerstandsbahn nicht um den gesamten Umfang herum, sondern es verbleibt
ein nicht mit der Widerstandsbahn versehener Umfangsabschnitt an
der äußeren Mantelfläche des
Kunststoffinnenteils 100.
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In
einer nicht dargestellten Ausführungsform verläuft dagegen
die Widerstandsbahn im Wesentlichen voll umfänglich zwischen den Ringstegen 105.
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4 zeigt
zur Klarheit der Darstellung den Abschnitt der äußeren Mantelfläche des
Innenteils 100 wie er in 3 dargestellt
ist, in einem abgewickelten Zustand, sodass das Widerstandsbahnlayout 200 vollständig dargestellt
ist. Wie zu erkennen, verläuft
die Widerstandsbahn 220 mäanderförmig zwischen den beiden Lötanschlüssen 221, 222 und
um die Bereiche der Längsstege 103 herum.
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Nach
der Fertigstellung des in 3 dargestellten
Kunststoffinnenteils mit aufgebrachter Heizeinrichtung erfolgt die
Kontaktierung und danach die Gestaltung eines Verkleidungselements,
das durch Umspritzen des Kunststoffinnenteils 100 hergestellt wird.
Hierzu wird das Kunststoffinnenteil in eine entsprechende Spritzgießform eingebracht
und das Verkleidungselement 300 zur Fertigstellung des
Handgriffs 10 angespritzt, siehe 5, welche
den erfindungsgemäß ausgebildeten
Handgriff in einer Schnittdarstellung zeigt. In der beschriebenen
Ausführungsform
weist zum Zwecke der Anspritzung das Innenteil zwei in 1 dargestellte
Einspritzöffnungen 107 auf, über welche
das Material des Verkleidungselementes vom Innern des Innenteils
eingespritzt wird. Wie in der Schnittdarstellung von 5 angegeben,
ist die innere Manteloberfläche 101 des Innenteils 100 vollkommen
frei vom Material des Verkleidungselementes. Der Quersteg 104 an
der äußeren Mantelfläche des
Innenteils 100 ist im Bereich eines Flansches 310 des
Verkleidungs elementes vollständig
vom Material des Verkleidungselementes umgeben, sodass der Quersteg
besonders wirksam Kräfte
auf das Verkleidungselement aufnehmen kann, die in axialer Richtung
verlaufen, beispielsweise beim Aufstellen des Motorrades durch Ziehen
an dem Griff. In ähnlicher
Weise werden Tangentialkräfte
auf das Verkleidungselement 300 mittels der Längsstege 103 auf
das Kunststoffinnenteil 100 übertragen. In 5 ist
das Widerstandsbahnlayout 200 aufgrund der vergleichsweise
geringen Dicke der Widerstandsbahn nur durch eine verdickte Linie
angedeutet, wobei die Grenzen der Widerstandsbahn in Längsrichtung
des Griffs nicht erkennbar sind.
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In
einer nicht dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Längsstege
an der äußeren Mantelfläche des
Innenteils, d.h. die radial nach außen verlaufenden Erstreckungen
durch radial nach innen verlaufende Ausnehmungen ersetzt, wobei
diese Ausnehmungen jedoch nicht bis zu der inneren Mantelfläche des
Innenteils verlaufen. Somit ist auch sichergestellt, dass sich nach
dem Spritzvorgang für
das Verkleidungselement kein Material des Verkleidungselements an
der inneren Manteloberfläche
des Innenteils befindet. Beim Spritzvorgang zum Anspritzen des Verkleidungselements
dringt Spritzmaterial in die schlitzförmigen Ausnehmungen an der äußeren Mantelfläche des
Innenteils ein, wodurch eine drehmomentaufnahmefähige Verbindung zwischen dem
Verkleidungselement und dem Innenteil bereitgestellt ist. Insofern
ist die Wirkung der beschriebenen Längsstege bzw. der Längsausnehmungen
an der äußeren Mantelfläche des
Innenteils im Wesentlichen gleich, beide Merkmale entsprechen sich.
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Gleiches
gilt natürlich
auch für
den oder die Querstege an dem Innenteil. In einer nicht dargestellten
erfindungsgemäßen Ausführungsform
sind die Querstege an der äußeren Mantelfläche des
Innenteils, d.h. die radial nach außen verlaufenden Erstreckungen
zumindest teilweise ersetzt durch radial nach innen verlaufende
Ausnehmungen oder Nute. Beim Spritzvorgang zum Einspritzen des Verkleidungselements
dringt wiederum Spritzmaterial in die schlitzförmigen Ausnehmungen an der äußeren Mantelfläche des
Innenteils ein, wodurch eine kraftaufnehmende Verbindung zwischen
dem Verkleidungselement und dem Innenteil bereitgestellt ist. Insofern
ist die Wirkung der beschriebenen Querstege bzw. der Querausnehmungen
an der äußeren Mantelfläche des
Innenteils im Wesentlichen gleich, beide Merkmale entsprechen sich.
-
In
einer nicht dargestellten Ausführungsform kann
das wie in allen beschriebenen Ausführungsformen als spritzgegossener
Schaltungsträger
ausgebildete Kunststoffinnenteil auch in einem Zweikomponentenspritzguss
hergestellt werden. Dabei bildet ein erster Kunststoff den Grundkörper, ein
weiterer ist metallisierbar und bildet das Widerstandsbahnlayout ab.
Anschließend
wird diese zweite Komponente, beispielsweise wie oben stehend beschrieben
metallisiert, um ein vorgegebenes Widerstandsbahnlayout auszubilden.
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- 10
- Handgriff
- 100
- Innenteil
- 101
- Innere
Mantelfläche
- 102
- Äußere Mantelfläche
- 103
- Längssteg
- 104
- Quersteg
- 105
- Ringsteg
- 106
- Loch
- 107
- Einspritzöffnung
- 110
- Fortsatz
- 111
- Anschlussführung
- 112
- Löcher
- 130
- Rippe
- 131
- Ausnehmung
- 200
- Widerstandsbahnlayout,
Widerstandsbahnstruktur
- 205
- Loch
- 220
- Widerstandsbahn
- 221,
222
- Lötanschluss
- 300
- Verkleidungselement
- 310
- Flansch