DE102006046342B4

DE102006046342B4 - Heizgriff

Info

Publication number: DE102006046342B4
Application number: DE200610046342
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: DE102006046342A1

Abstract

Handgriff (10) mit einer Heizeinrichtung für Fahrzeuge wie Motorräder, Motorschlitten umfassend ein hohlzylinderförmiges Kunststoffinnenteil (100), eine an der äußeren Mantelfläche (102) des Kunststoffinnenteils (100) angeordnete Heizeinrichtung mit wenigstens einer Widerstandsbahn (220), sowie ein zum Kunststoffinnenteil (100) radial außen angeordnetes, angegossenes oder angespritztes Verkleidungselement (300), wobei die wenigstens eine Widerstandsbahn (220) ohne eine die Widerstandsbahn (220) tragende Trägerfolie direkt auf dem Kunststoffinnenteil (100) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffinnenteil (100) ein Spritzgussteil ist und dass das Material des Kunststoffinnenteils (100) eine aktivierbare Beimischung aufweist, um eine Metallisierung des Kunststoffinnenteils (100) mit einem Widerstandsbahnlayout (200) zu unterstützen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Handgriff mit einer Heizeinrichtung für Fahrzeuge wie Motorräder und Motorschlitten, nach den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Handgriffs. Dabei ist die wenigstens eine Widerstandsbahn ohne eine die Widerstandsbahn tragende Trägerfolie direkt auf dem Kunststoffinnenteil aufgebracht.
Ein beheizbarer 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 anschlißend 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. 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.
Ein gattungsgemäßer Handgriff ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 48 181 A1 offenbart. Es wird gelehrt, zur Gestaltung des Handgriffs einen Heizdraht um ein Griffrohr zu wickeln.
Die Herstellung eines solchen gattungsgemäßer 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.
Insofern besteht die Aufgabe der Erfindung darin, den gattungsgemäßen Handgriff derartig weiterzubilden, dass dieser zuverlässig und reproduzierbar und darüber hinaus kostengünstig hergestellt werden kann.
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 15. 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. Dabei ist die wenigstens eine Widerstandsbahn ohne eine die Widerstandsbahn tragende Trägerfolie direkt auf dem Kunststoffinnenteil aufgebracht. Der erfindungsgemäße Handgriff zeichnet sich dadurch aus, dass das Material des Kunststoffinnenteils eine aktivierbare Beimischung, insbesondere eine durch Licht aktivierbare metallorganische Komplexverbindung aufweist, um eine Metallisierung des Kunststoffinnenteils mit dem Widerstandsbahnlayout zu unterstützen. Diese aktivierbare Beimischung kann 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.
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.
Mit dem erfindungsgemäßen Heizgriff wird erreicht, dass zwischen Kunststoffinnenteil und der Widerstandsbahn, welche ein leitfähiges Material 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.
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.
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 nach außen laufen und sich durch entsprechende ausgestaltete Löcher in der Leiterfolie erstrecken, um die Fixierung der Leiterfolie relativ zum Kunststoffinnenteil sicherzustellen.
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.
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.
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.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Handgriff wird die Heizeinrichtung im Wesentlichen durch die zumindest eine Widerstandsbahn, d. h. durch das Widerstandsbahnlayout gebildet.
Es ist zweckmäßig, wenn die radial innen liegende Mantelfläche 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 Handgriffs 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.
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.
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 Innenteil an seiner äußeren Mantelfläche 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.
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.
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.
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 Innenteils verlaufen.
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.
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.
Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein, wenn ein Temperatursensor am Handgriff umfasst ist, welcher die Momentantemperatur aufnimmt und gegebenenfalls auch an die 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 Verkleidungselement, d. h. den Handgriff umgreift.
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.
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 Mantelfläche des Kunststoffinnenteils mittels eines Abscheide- oder eines Heißprägeverfahrens;
c) Einbringen des Kunststoffinnenteils mit daran angebrachter Heizeinrichtung in eine Spritzgießform,
d) Umspritzen des Kunststoffinnenteils.

Im Vergleich zu dem oben genannten Stand der Technik ist es aufgrund der Maßnahme der direkten Anbringung der Widerstandsbahn an der äußeren Mantelfläche 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 notwendige 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.
Für die Aufbringung der Widerstandsschicht können verschiedene Verfahren zweckmäßig sein. Beispielsweise kann in einem vorgegebenen Längsabschnitt auf die äußere Mantelfläche des Kunststoffinnenteils eine Metallschicht vollumfänglich abgeschieden werden, welche nachfolgend durch ein Metallabtragen strukturiert wird, um das gewünschte Widerstandsbahnlayout auf der äußeren Mantelfläche des Kunststoffinnenteils zu erzeugen. Bei einem solchen Verfahren wird zweckmäßigerweise ein Kunststoffmaterial verwendet, das metallisierbar ist. Darüber hinaus kann die äußere Mantelfläche 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.
Zur ortsgenauen Abtragung der Metallbeschichtung, um ein vorgegebenes Widerstandsbahnlayout auf der äußeren Mantelfläche 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 Mantelfläche 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.
Um zu vermeiden, dass in einem ersten Schritt die gesamte Mantelfläche 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 Mantelfläche 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.
Als Grundmaterial zur Herstellung des Verkleidungselements kann ein thermoplastisches 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.
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.
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.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einiger Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, wobei
1 in einer perspektivischen Darstellung ein Kunststoffinnenteil eines erfindungsgemäß ausgebildeten Handgriffs,
2 das in 1 dargestellte Innenteil in einer Stirnseitenansicht,
3 das in 1 dargestellte Kunststoffinnenteil mit an der äußeren Mantelfläche angebrachter Widerstandsbahn,
4 der Mantelbereich des Kunststoffinnenteils, welcher die Widerstandsbahn trägt in einem abgewickelten Aufsicht und
5 das in 3 dargestellte Kunststoffinnenteil mit angegossenem Verkleidungselement in einer Schnittdarstellung
zeigt.
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.
In 1 ist in einer perspektivischen Darstellung das hohlzylinderförmige Kunststoffinnenteil 100 des erfindungsgemäßen Handgriffs für ein Motorrad dargestellt. Das Innenteil 100 weist 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.
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 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.
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.
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.
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 Mantelfläche 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.
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.
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.
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.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform verläuft dagegen die Widerstandsbahn im Wesentlichen voll umfänglich zwischen den Ringstegen 105.
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.
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 3 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 Mantelfläche 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 Verkleidungselementes 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.
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 Mantelfläche 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.
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.
Bezugszeichenliste

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

Claims

Handgriff (10) mit einer Heizeinrichtung für Fahrzeuge wie Motorräder, Motorschlitten umfassend ein hohlzylinderförmiges Kunststoffinnenteil (100), eine an der äußeren Mantelfläche (102) des Kunststoffinnenteils (100) angeordnete Heizeinrichtung mit wenigstens einer Widerstandsbahn (220), sowie ein zum Kunststoffinnenteil (100) radial außen angeordnetes, angegossenes oder angespritztes Verkleidungselement (300), wobei die wenigstens eine Widerstandsbahn (220) ohne eine die Widerstandsbahn (220) tragende Trägerfolie direkt auf dem Kunststoffinnenteil (100) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffinnenteil (100) ein Spritzgussteil ist und dass das Material des Kunststoffinnenteils (100) eine aktivierbare Beimischung aufweist, um eine Metallisierung des Kunststoffinnenteils (100) mit einem Widerstandsbahnlayout (200) zu unterstützen.
Handgriff (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Mantelfläche des Kunststoffinnenteils (100) mit der Struktur (200) der Widerstandsbahn (220) metallisiert ist.
Handgriff (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Längserstreckung der Heizeinrichtung die radial innen liegende Mantelfläche (101) de Kunststoffinnenteils (100) frei von Material des Verkleidungselementes (300) ist.
Handgriff (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der äußeren, Mantelfläche (103) des Kunststoffinnenteils (100) radial nach außen sich erstreckende Vorsprünge vorgesehen sind, die sich radial über die Widerstandsbahn (220) hinaus erstrecken.
Handgriff (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffinnenteil (100) an seiner äußeren Mantelfläche (102) Ausnehmungen aufweist, wobei, die Ausnehmungen frei von Widerstandsbahnstrukturen (200) sind.
Handgriff (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffinnenteil (100) an der äußeren Mantelfläche (102) zumindest einen radial nach außen weisendem, sich umfänglich erstreckenden Steg (103, 104) und/oder zumindest eine sich umfänglich erstreckende Nut aufweist.
Handgriff (10) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch zwei umfänglich beabstandete, am gleichen Längsort des Handgriffs angeordnete, sich umfänglich erstreckende Stege (104).
Handgriff (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der inneren Mantelfläche (101) des Kunststoffinnenteils (100) längs verlaufende und sich radial nach innen erstreckende Rippen (130), insbesondere auf dem Umfang äquidistant beabstandete 4 bis 8 Rippen (130), angeordnet sind.
Handgriff (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich integral an einem Längsende des Kunststoffinnenteils (100) ein ebener Fortsatz (110) erstreckt, welcher eine Führung für eine Anschlusseinrichtung zum Verbinden der Heizeinrichtung mit einer Betriebsversorgung aufweist.
Handgriff (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung eine Steckereinrichtung umfasst, welche mit der zumindest einen Widerstandsbahn (220) kontaktiert ist.
Handgriff (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Widerstandsbahn (220) der Heizeinrichtung mäanderförmig auf der äußeren Mantelfläche (102) des Kunststoffinnenteils (100) verläuft, wobei die Mäanderarme parallel zur Längsachse des Handgriffs angeordnet sind.
Handgriff (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine am Handgriff (10) angebrachte Steuereinrichtung zur Steuerung der von der Heizeinrichtung abgegebenen Heizleistung.
Handgriff (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen Temperatursensor, insbesondere einen Temperatursensor der an dem Kunststoffinnenteil (100) oder in dem Verkleidungselement (300) angebracht ist.
Handgriff (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die aktivierbare Beimischung eine durch Licht aktivierbare metallorganische Komplexverbindung ist.
Verfahren zur Herstellung eines Handgriffs (10) mit einer Heizeinrichtung für Fahrzeuge wie Motorräder und Motorschlitten: – Herstellen eines hohlzylinderförmigen Kunststoffinnenteils (100); – Aufbringen zumindest einer Widerstandsbahn (220) an die äußere Mantelfläche (102) des Kunststoffinnenteils (100) mittels eines Abscheide- oder eines Heißprägeverfahrens – Einbringen des Kunststoffinnenteils (100) mit daran integrierter Heizeinrichtung in eine Spritzgießform; – Umspritzen des Kunststoffinnenteils (100).
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf die äußere Mantel-fläche (102) des Kunststoffinnenteils (100) eine Metallschicht abgeschieden wird, welche nachfolgend durch ein Metallabtragungsverfahren zur Gestaltung zumindest einer Widerstandsbahn (220) strukturiert wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Mantelfläche (102) des Kunststoffinnenteils (100) durch ein Maskenbelichtungsverfahren oder ein Laserschreibverfahren selektiv für eine Metallabscheidung aktiviert wird, und nachfolgend eine Metallschicht zur Strukturierung der zumindest einen Widerstandsbahn (220) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 15, 16, oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Umspritzmaterial ein thermoplastischer Elastomer verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen des hohlzylinderartigen Kunststoffinnenteils (100) die Schritte umfasst: – Bereitstellen einer zugeordneten Spritzgussform und – Einspritzen eines thermoplastischen Materials in die Spritzgussform.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt des Umspritzens des Kunststoffinnenteils (100) eine Anschlusseinrichtung an die Widerstandsbahn (220) angelötet wird.