DE102022113772A1

DE102022113772A1 - Handgriff

Info

Publication number: DE102022113772A1
Application number: DE102022113772.4A
Authority: DE
Inventors: Marcus Wallmeyer
Original assignee: Supernova Design GmbH
Current assignee: Supernova Design GmbH
Priority date: 2022-05-31
Filing date: 2022-05-31
Publication date: 2023-11-30

Abstract

Bei einem Handgriff (11) für ein Fahrrad (1), E-Bike (1), E-Scooter, Motorrad, Quad, Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerät, umfassend einen Griffkörper (12) mit einem Innenraum (21) begrenzt von einer radialen Innenseite (22) zum Einführen einer Lenkstange (10) und mit einer radialen Außenseite (24) zum manuellen Greifen, ein in den Griffkörper (12) integriertes elektrisch leitfähiges Widerstandsheizelement (26) zum Erwärmen der radialen Außenseite (24) des Handgriffes (11) und das elektrische Widerstandsheizelement (26) als Werkstoff Kunststoff umfasst, wenigstens zwei elektrische Schnittstellen (32, 33, 34, 35) zum Durchleiten von elektrischem Strom durch das elektrische Widerstandsheizelement (26) soll der Handgriff (11) für eine ausreichende Temperatur an der radialen Außenseite (24) eine geringe elektrische Leistung und Energie benötigen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass an dem Griffkörper (12) in radialer Richtung (15) zwischen dem elektrischen Widerstandsheizelement (26) und der radialen Innenseite (22) eine thermische Isolierung (27) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Handgriff gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Verfahren zum Betreiben eines Handgriffs gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12 und ein Fahrrad oder E-Bike oder E-Scooter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 15.
Fahrräder, E-Bikes, E-Scooter, Motorräder, Quads, Schneemobile und landwirtschaftliche Kleingeräte verfügen über eine Lenkstange mit 2 Handgriffen. Die Handgriffe weisen jeweils einen zylinderförmigen Innenraum auf und in diesen Innenraum ist ein Endbereich der Lenkstange aus Metall eingeführt. An einer radialen Außenseite der Handgriffe erfolgt ein mittelbares manuelles Greifen der Lenkstange mit der Hand und den Fingern. Dabei ist es bereits bekannt, den Handgriff mit einem elektrischen Widerstandsheizelement aus einem gewickelten Draht oder einer Folie aus Metall auszubilden. Mittels des Durchleitens von elektrischem Strom durch das elektrische Widerstandsheizelement erwärmt sich das elektrische Widerstandsheizelement und damit auch der Handgriff. Dies wird insbesondere bei niederen Außentemperaturen, beispielsweise unter 0 °C, ausgeführt, um die Finger und die Hand des Fahrers zu erwärmen.
Dabei ist das elektrische Widerstandsheizelement in einen zylindermantelförmigen im Bereich eines Griffkörpers des Handgriffes integriert. Der zylindermantelförmige Bereich ist im Allgemeinen aus einem Kunststoff ausgebildet. Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes tritt auch bei einer hohen Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelement an einer radialen Außenseite des zylindermantelförmigen Bereiches des Griffkörpers nur eine wesentlich niedrigere Temperatur auf als an dem elektrischen Widerstandsheizelement, weil die Wärme des elektrischen Widerstandsheizelement durch den zylindermantelförmigen Bereich des Griffkörpers aus Kunststoff mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit durchgeleitet werden muss. Darüber hinaus wird ein wesentlicher Anteil der von dem elektrischen Widerstandsheizelement erzeugten Wärme mittels Wärmeleitung zu der Lenkstange aus Metall geleitet und von dieser an die Umgebung abgegeben. Dadurch ist in nachteiliger Weise eine hohe elektrische Leistung notwendig, um eine ausreichende Temperatur an der radialen Außenseite des zylinderförmigen Bereiches zu erzeugen. Für einen dauerhaften Betrieb des elektrischen Widerstandsheizelementes ist dadurch eine große elektrische Energie notwendig, die im Allgemeinen die verfügbare Energie in Batterien von E-Bikes, Fahrrädern und E-Scootern überschreitet oder die Reichweite von E-Bikes oder E-Scootern wesentlich reduziert auf ein nicht akzeptables Maß.
Ferner ist es auch bekannt, das elektrische Widerstandsheizelement aus einem Werkstoff auszubilden der auch Kunststoff umfasst. Dabei wird der nicht leitfähige Kunststoff mit Partikeln aus elektrisch leitfähigem Metall versehen, sodass dadurch der Kunststoff Strom leiten kann und somit als elektrisches Widerstandsheizelement fungieren kann. Auch bei diesen Handgriffen mit dem elektrischen Widerstandsheizelement, umfassend den Werkstoff Kunststoff, treten die oben beschriebenen Probleme auf.
Die EP 1 757 408 A1 zeigt ein beheizbares Griffelement für Fahrzeuge oder sonstige außerhalb von Gebäuden von Hand zu betätigende Geräte und Maschinen mit einem Griffkörper und einer Griffummantelung, wobei die Griffummantelung eine Heizschicht elektrisch mit einem vorgegebenen Flächenwiderstand leitenden Materials umfasst.
Die CN 2268675 offenbart eine Abdeckung für eine Lenkstange, umfassend eine innere Lage, eine Elektrode, einen Stromverbinder, eine elektrische Heizeinheit.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Handgriff für ein Fahrrad, E-Bike, E-Scooter, Motorrad, Quad, Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerät, ein Verfahren zum Betreiben eines Handgriffs für ein Fahrrad, E-Bike, E-Scooter, Motorrad, Quad, Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerät und ein Fahrrad oder E-Bike oder E-Scooter zur Verfügung zu stellen, bei dem der Handgriff für eine ausreichende Temperatur an der radialen Außenseite eine geringe elektrische Leistung und Energie benötigt.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Handgriff für ein Fahrrad oder E-Bike oder E-Scooter oder Motorrad oder Quad oder Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerät, umfassend einen Griffkörper mit einem Innenraum begrenzt von einer radialen Innenseite zum Einführen einer Lenkstange und mit einer radialen Außenseite zum manuellen Greifen, ein in den Griffkörper integriertes elektrisch leitfähiges Widerstandsheizelement zum Erwärmen der radialen Außenseite des Handgriffes und das elektrische Widerstandsheizelement als Werkstoff Kunststoff umfasst, wenigstens zwei elektrische Schnittstellen zum Durchleiten von elektrischem Strom durch das elektrische Widerstandsheizelement, wobei vorzugsweise an dem Griffkörper in radialer Richtung zwischen dem elektrischen Widerstandsheizelement und der radialen Innenseite eine thermische Isolierung ausgebildet ist. Die thermische Isolierung bewirkt somit, dass ein wesentlicher Anteil der von dem elektrischen Widerstandsheizelement erzeugten Wärme nicht in die Lenkstange geleitet wird, sondern zu der radialen Außenseite als der Grifffläche des Handgriffes.
In einer weiteren Variante ist die thermische Isolierung, insbesondere ohne Berücksichtigung eines scheibenförmigen Bereiches des Griffkörpers, im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet. Im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet bedeutet vorzugsweise, dass die Geometrie der thermischen Isolierung, insbesondere ohne Berücksichtigung eines scheibenförmigen Bereiches des Griffkörpers, einen im Wesentlichen konstanten Innenradius als den radialen Abstand der radialen Innenseite der thermischen Isolierung zu der zentrischen Längsachse aufweist, insbesondere der Innenradius der thermischen Isolierung sich um weniger als 50%, 30 %, 20 % oder 10 % unterscheidet und/oder einen im Wesentlichen konstanten Außenradius aufweist als den radialen Abstand der radialen Außenseite der thermischen Isolierung zu der zentrischen Längsachse, insbesondere der Außenradius der thermischen Isolierung sich um weniger als 50% 30 %, 20 % oder 10 % unterscheidet.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist die Wärmeleitfähigkeit, insbesondere durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit, der thermischen Isolierung kleiner als die Wärmeleitfähigkeit, insbesondere durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit, des Widerstandsheizelementes, beispielsweise aufgrund von Partikeln in dem Widerstandsheizelement mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und/oder aufgrund eines anderen Werkstoffes in dem Widerstandsheizelement mit einer größeren Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu der thermischen Isolierung und/oder aufgrund von wenigstens einer Aussparung und/oder wenigstens eines Hohlraum in der thermischen Isolierung.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die Wärmeleitfähigkeit, insbesondere die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit, der thermischen Isolierung kleiner als 50%, 30% oder 10% der Wärmeleitfähigkeit, insbesondere der durchschnittlichen Wärmeleitfähigkeit, des Widerstandsheizelementes.
Vorzugsweise ist die thermische Isolierung aus einem anderen Werkstoff, insbesondere anderen Kunststoff, ausgebildet als der Kunststoff des Widerstandsheizelementes.
In einer ergänzenden Variante umfasst die thermische Isolierung wenigstens einen Hohlraum und/oder wenigstens eine Aussparung zwischen dem Widerstandsheizelement und der radialen Innenseite des Handgriffes zur Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit der thermischen Isolierung. Der Hohlraum und/oder die Aussparung ist von einem Gas oder Luft befüllt, sodass diese eine sehr geringe thermische Wärmeleitfähigkeit aufweist und dadurch die Wärmeleitfähigkeit als die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit der thermischen Isolierung wesentlich reduziert ist in Abhängigkeit vom Volumenanteil der Aussparung und/oder des Hohlraumes. Vorzugsweise beträgt der Volumenanteil des wenigstens einen Hohlraumes und/oder der wenigstens einen Aussparung wenigstens 10%, 30 %, 50 % oder 70 % des Volumens der thermischen Isolierung.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Handgriff eine fiktive zentrische Längsachse auf. Vorzugsweis ist der Handgriff im Wesentlichen symmetrisch zu der fiktiven zentrischen Längsachse ausgebildet.
Insbesondere weist das elektrische Widerstandsheizelement in unterschiedlichen Schnitten senkrecht zu der zentrischen Längsachse des Handgriffes und/oder in Umfangsrichtung des Handgriffes einen unterschiedlichen elektrischen Widerstand auf, insbesondere unterscheidet sich der elektrische Widerstand in den unterschiedlichen Schnitten und/oder in Umfangsrichtung des Handgriffes um wenigstens 10%, 20%, 30% oder 50%, so dass in dem elektrischen Widerstandsheizelement in den unterschiedlichen Schnitten und/oder in Umfangsrichtung des Handgriffes unterschiedliche elektrische Heizleistungen ausführbar sind. Bei einem unterschiedlichen elektrischen Widerstand mit einer gleichen Spannungsdifferenz an den elektrischen Schnittstellen, die dem elektrischen Widerstandsheizelement zugeordnet sind, treten unterschiedliche elektrische Heizleistungen auf. Damit können an der radialen Außenseite des elektrischen Widerstandsheizelementes unterschiedliche Temperaturen erzeugt werden, beispielsweise im Bereich der Finger höhere Temperaturen als außerhalb eines Bereiches der Finger an der radialen Außenseite.
In einer weiteren Ausgestaltung resultiert der unterschiedliche elektrische Widerstand des elektrischen Widerstandsheizelementes in den unterschiedlichen Schnitten und/oder in Umfangsrichtung des Handgriffes aus einer unterschiedlichen Querschnittsfläche des elektrischen Widerstandsheizelementes.
Zweckmäßig resultiert der unterschiedliche elektrische Widerstand des elektrischen Widerstandsheizelementes in den unterschiedlichen Schnitten und/oder in Umfangsrichtung des Handgriffes aus einem unterschiedlichen spezifischen elektrischen Widerstand des Werkstoffes des elektrischen Widerstandsheizelementes.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die radiale Außenseite des Griffkörpers, insbesondere des zylindermantelförmigen Bereiches des Griffkörpers, zu wenigstens 50 %, 70 %, 80 %, 90 %, insbesondere vollständig, von dem elektrischen Widerstandsheizelement gebildet. Die radiale Außenseite des Griffkörpers ist somit unmittelbar von dem elektrischen Widerstandsheizelement gebildet. Die radiale Außenseite des Griffkörpers dient zum manuellen Greifen des Handgriffes mit einer Hand, sodass dadurch beim Greifen des Handgriffes mit der Hand diese unmittelbar auf dem elektrischen Widerstandsheizelement aufliegt und damit die von dem elektrischen Widerstandsheizelement erzeugte Wärme unmittelbar von dem elektrischen Widerstandsheizelement in die Hand eingeleitet werden kann und/oder einleitbar ist. Vorzugsweise sind die radiale Außenseite des Griffkörpers und das elektrische Widerstandsheizelement wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einem identischen Bauteil gebildet.
Erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Handgriffs für ein Fahrrad oder E-Bike oder E-Scooter oder Motorrad oder Quad oder Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerät mit den Schritten: Durchleiten von elektrischem Strom durch wenigstens zwei elektrische Kontaktelemente eines Stromkreises und aufgrund einer elektrisch leitenden Verbindung der wenigstens zwei elektrischen Kontaktelemente mit einem elektrischen Widerstandsheizelement der elektrische Strom durch das elektrische Widerstandsheizelement geleitet wird, so dass das elektrische Widerstandsheizelement wegen des elektrischen Widerstandes erwärmt wird und das elektrische Widerstandsheizelement den Werkstoff Kunststoff umfasst, wobei vorzugsweise der elektrische Widerstand des elektrischen Widerstandsheizelementes temperaturabhängig ist und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit aus dem elektrischen Widerstand des elektrischen Widerstandsheizelementes die Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes bestimmt wird. Die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandsheizelementes ist in der Steuer- und/oder Regeleinheit gespeichert, sodass in Abhängigkeit von dem bestimmten elektrischen Widerstand die Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes bestimmt oder berechnet werden kann.
In einer weiteren Variante ist der elektrische Widerstand des elektrischen Widerstandsheizelementes temperaturabhängig, so dass je größer die Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes ist, desto größer der elektrische Widerstand ist und umgekehrt. Das elektrische Widerstandsheizelement, vorzugsweise als PTC-Widerstandheizelement (PTC ist positive temperature coefficient) ausgebildet, wird somit selbsttätig und immanent auf eine bestimmte Temperatur oder Temperaturbereich erwärmt, insbesondere in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen.
In einer ergänzenden Ausführungsform wird die Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes auf einen vorgegebenen Wert gesteuert und/oder geregelt indem der durch das elektrische Widerstandsheizelement geleitet Strom gesteuert und/oder geregelt wird.
Vorzugsweise wird das Durchleiten von elektrischem Strom durch das elektrische Widerstandsheizelement zum Erwärmen des elektrischen Widerstandsheizelementes automatisch aktiviert bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen Mindesttemperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes und die Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes erfasst wird indem ein Temperaturerfassungsstrom durch das elektrische Widerstandsheizelement geleitet wird. Der Temperaturerfassungsstrom wird temporär, beispielsweise für einen Zeitraum von 0,1 Sekunde oder 1 Sekunde, in zeitlichen Abständen von beispielsweise 5, 10 oder 60 Sekunden, durch das elektrische Widerstandsheizelement geleitet indem in der Steuer und oder Regeleinheit entsprechende Schalter, insbesondere Halbleiterschalter, vorhanden sind oder ein Temperaturerfassungsstrom wird konstant durch das elektrische Widerstandsheizelement geleitet. Der Temperaturerfassungsstrom ist zur Reduzierung des Energieverbraucher vorzugsweise ein wesentlich kleinerer Strom als der Strom zum Erwärmen des elektrischen Widerstandsheizelementes. Beispielsweise ist der Temperaturerfassungsstrom kleiner als 10%, 1 % oder 0,1 % des Stromes zum Erwärmen des elektrischen Widerstandsheizelementes. Vorzugsweise wird der Temperaturerfassungsstrom nur während der Fahrt und/oder einem Kontakt einer Hand mit dem Handgriff durch das elektrische Widerstandsheizelement geleitet. Der Kontakt der Hand mit dem Handgriff wird mit einem Sensor erfasst.
Erfindungsgemäßes Fahrrad oder E-Bike oder E-Scooter oder Motorrad oder Quad oder Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerät, umfassend vorzugsweise einen Rahmen oder eine Karosserie, vorzugsweise wenigstens zwei Räder, wenigstens einen Handgriff, insbesondere zwei Handgriffe, wobei der wenigstens eine Handgriff, insbesondere die Handgriffe, als in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebener Handgriff ausgebildet ist, insbesondere sind, und/oder mit dem Fahrrad oder E-Bike oder E-Scooter oder Motorrad oder Quad oder Schneemobil oder landwirtschaftlichen Kleingerät ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar ist.
In einer weiteren Ausgestaltung ist eine elektrische Schnittstelle an der radialen Innenseite des Griffkörpers ausgebildet zur Auflage auf der Lenkstange und die Lenkstange fungiert zum Durchleiten von elektrischen Strom.
In einer zusätzlichen Variante beträgt die radiale Ausdehnung der thermischen Isolierung zwischen 10% und 300%, insbesondere zwischen 30% und 200%, der radialen Ausdehnung des elektrischen Widerstandsheizelements.
In einer weiteren Variante ist der Griffkörper, insbesondere ohne Berücksichtigung eines scheibenförmigen Bereiches des Griffkörpers, im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet. Im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet bedeutet vorzugsweise, dass die Geometrie des Griffkörpers, insbesondere ohne Berücksichtigung eines scheibenförmigen Bereiches des Griffkörpers, einen im Wesentlichen konstanten Innenradius als den radialen Abstand der radialen Innenseite des Griffkörpers zu der zentrischen Längsachse aufweist, insbesondere der Innenradius des Griffkörpers sich um weniger als 50%, 30 %, 20 % oder 10 % unterscheidet und/oder einen im Wesentlichen konstanten Außenradius aufweist als den radialen Abstand der radialen Außenseite des Griffkörpers zu der zentrischen Längsachse, insbesondere der Außenradius des Griffkörpers sich um weniger als 70%, 50% 30 %, 20 % oder 10 % unterscheidet.
In einer weiteren Variante ist das elektrische Widerstandsheizelement, insbesondere ohne Berücksichtigung eines scheibenförmigen Bereiches des Griffkörpers, im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet. Im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet bedeutet vorzugsweise, dass die Geometrie des elektrischen Widerstandsheizelementes, insbesondere ohne Berücksichtigung eines scheibenförmigen Bereiches des Griffkörpers, einen im Wesentlichen konstanten Innenradius als den radialen Abstand der radialen Innenseite des elektrischen Widerstandsheizelementes zu der zentrischen Längsachse aufweist, insbesondere der Innenradius des elektrischen Widerstandsheizelementes sich um weniger als 50%, 30 %, 20 % oder 10 % unterscheidet und/oder einen im Wesentlichen konstanten Außenradius aufweist als den radialen Abstand der radialen Außenseite des elektrischen Widerstandsheizelementes zu der zentrischen Längsachse, insbesondere der Außenradius des elektrischen Widerstandsheizelementes sich um weniger als 70%, 50% 30 %, 20 % oder 10 % unterscheidet.
In einer weiteren Ausgestaltung ist mit dem in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Handgriff ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar.
In einer weiteren Variante sind unter dem Begriff des Kunststoffes neben Kunststoffen auch die Stoffe Kautschuk, insbesondere Naturkautschuk und künstlicher Kautschuk, und/oder Gummi, beispielsweise TPE (thermoplastisches Elastomer) und/oder Silikon subsumiert.
In einer weiteren Variante umfasst das elektrische Widerstandsheizelement einen elektrisch leitfähigen Stoff, insbesondere einen elektrisch leitförmigen Stoff in Form von Partikeln, insbesondere Partikel aus Metall und/oder Kohlenstoff. Vorzugsweise beträgt der Anteil des leitfähigen Stoffes in dem elektrischen Widerstandsheizelement zwischen 30 % und 0 %, vorzugsweise zwischen 20 % und 1 %, insbesondere zwischen 15 % und 2 % als Volumen-% und/oder Massen-%.
In einer zusätzlichen Variante umfasst das elektrische Widerstandsheizelement wenigstens einen elektrisch leitfähigen Kunststoff, insbesondere PEDT (Poly-3,4-ethylendioxythiophen), PANI (Polyanilin), PPy (Polypyrrol), Polyparaphenylen (PPP) und/oder Polythiophen (PT). Bei einer Ausbildung des elektrischen Widerstandsheizelementes aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff sind im Allgemeinen keine elektrisch leitfähige Partikel, beispielsweise aus Metall und/oder Kohlenstoff, in dem Kunststoff notwendig.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das wenigstens eine Kontaktelement wenigstens teilweise ringförmig ausgebildet.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist das wenigstens eine Kontaktelement aus einem Metall, insbesondere Edelstahl, Kupfer, insbesondere vernickeltes Kupfer oder vergoldetes Kupfer, ausgebildet.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine Kontaktelement wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von dem elektrischen Widerstandsheizelement umhüllt.
Zweckmäßig ist das wenigstens eine Kontaktelement an dem elektrischen Widerstandsheizelement stoffschlüssig, insbesondere mittels Umspritzen und/oder Kleben, und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere mittels wenigstens einem Clips, wenigstens einer Rastung, wenigstens einer Schrauben und/oder wenigstens einer Niete, befestigt.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist der Elastizitätsmodul der thermischen Isolierung größer als der Elastizitätsmodul des elektrischen Widerstandsheizelementes, insbesondere ist der Elastizitätsmodul der thermischen Isolierung wenigstens um das 2-fache, 3-fache, 5-fache, 7-fache oder 10-fache größer als der Elastizitätsmodul des elektrischen Widerstandsheizelementes. Der Handgriff ist somit aus einer harten thermischen Isolierung und einem weichen elektrischen Widerstandsheizelement ausgebildet. Aufgrund der weichen Eigenschaften des elektrischen Widerstandsheizelementes ist dieses beim Greifen haptisch angenehm.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Steuer- und/oder Regeleinheit eine Antenne zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen und mittels eines Smartphones mit einer entsprechenden App wird mittels einer Funkverbindung zwischen dem Smartphone und der Steuer- und/oder Regeleinheit eine vorgegebene Temperatur für das elektrische Widerstandsheizelement, insbesondere für verschiedene Benutzer und/oder für verschiedene Außentemperaturen, in der Steuer- und/oder Regeleinheit gespeichert. Von der Steuer- und/oder Regeleinheit wird somit das elektrische Widerstandsheizelement auf die vorgegebene Temperatur erwärmt, welche mittels des Smartphones auf die Steuer- und/oder Regeleinheit mittels der Funkverbindung übertragen wird.
In einer weiteren Variante umfasst das Fahrrad, E-Bike oder der E-Scooter oder Motorrad oder Quad oder Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerät und/oder der Handgriff einen Sensor zur Erfassung der Außentemperatur.
Erfindungsgemäßes System zur Steuerung und/oder Regelung der Temperatur eines elektrischen Widerstandsheizelementes eines Handgriffes umfassend ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Fahrrad, E-Bike oder E-Scooter oder Motorrad oder Quad oder Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerät und ein Smartphone. Vorzugsweise ist mit dem erfindungsgemäßen System ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar.
In einer zusätzlichen Ausführungsform wird mit einem Pulsmesser, insbesondere einem in einem Smartphone integrierten Pulsmesser und/oder einem externen Pulsmesser, der Puls des Fahrers erfasst und in Abhängigkeit von dem erfassten Puls wird Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes gesteuert und/oder geregelt.
Vorzugsweise wird mit einem Sensor die Ausrichtung des Fahrrades, E-Bikes oder E-Scooters oder Motorrads oder Quads oder Schneemobils oder landwirtschaftlichen Kleingerätes bergauf oder bergab erfasst als Fahrprofil und bei einem Fahrprofil bergauf ist die vorgegebene Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes kleiner als bei einem Fahrprofil bergab.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrrades und/oder E-Bikes und/oder E-Scooters oder Motorrads oder Quads oder Schneemobils oder landwirtschaftlichen Kleingerätes gesteuert und/oder geregelt. Die Geschwindigkeit wird beispielsweise mit einem entsprechenden in das Fahrrad oder E-Bike oder E-Scooter oder Motorrad oder Quad oder Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerät integrierten Sensor erfasst und an das Smartphone und/oder die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen.
Vorzugsweise ist die Steuer- und/oder Regeleinheit, insbesondere zur Steuerung und/oder Regelung des Handgriffes des Fahrrades oder E-Bikes oder E-Scooters oder Motorrads oder Quads oder Schneemobils oder landwirtschaftlichen Kleingerätes, in das Fahrrad oder E-Bike oder E-Scooter oder Motorrad oder Quad oder Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerätes integriert, insbesondere im Bereich einer Batterie des E-Bikes oder des E-Scooters angeordnet.
In einer weiteren Variante ist Steuer- und/oder Regeleinheit, insbesondere zur Steuerung und/oder Regelung des Handgriffes, in den Handgriff und/oder in die Schalteinheit für den Handgriff integriert.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das elektrische Widerstandsheizelement zu wenigstens 50 %, 70 %, 80 % oder 90 % als Volumen-% und/oder Masse-% Kunststoff.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist der Innenraum im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, vorzugsweise ist der Durchmesser und/oder der Radius des Innenraumes im Wesentlichen konstant. Im Wesentlichen konstant bedeutet vorzugsweise, dass sich der Durchmesser und/oder der Radius des Innenraumes um weniger als 30 %, 20 % oder 10 % unterscheidet.
In einer ergänzenden Variante ist die Wärmeleitfähigkeit, insbesondere die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit, der thermischen Isolierung kleiner als die Wärmeleitfähigkeit, insbesondere die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit, des Widerstandsheizelementes aufgrund wenigstens einer Aussparung und/oder wenigstens einem Hohlraum, insbesondere befüllt mit Luft und/oder einem Gas, in der thermischen Isolierung und/oder aufgrund einer kleineren spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes der thermischen Isolierung im Vergleich zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes des Widerstandsheizelementes.
In einer ergänzenden Variante ist die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes der thermischen Isolierung kleiner als 70%, 50 %, 40 %, 30 %, 10 % oder 5 % der spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes des elektrischen Widerstandsheizelementes.
Zweckmäßig ist die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes der thermischen Isolierung kleiner als die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes des Widerstandsheizelementes.
Vorzugsweise sind unterschiedliche Abschnitte des elektrischen Widerstandsheizelementes in Richtung der Längsachse des Handgriffes unabhängig voneinander bestrombar und beheizbar ausgebildet, vorzugsweise an je einem unterschiedlichen Abschnitt des elektrischen Widerstandsheizelementes in Richtung der Längsachse des Handgriffes zwei elektrische Schnittstellen ausgebildet sind. Mit den zwei elektrischen Schnittstellen je Abschnitt sind die Abschnitte des elektrischen Widerstandsheizelementes unabhängig voneinander bestrombar.
In einer weiteren Variante umfasst das Fahrrad keine Traktionsbatterie zur Unterstützung des Antriebs eine Batterie und/oder einen Dynamo als Generator für die Versorgung der Handgriffe mit elektrischer Energie.
Zweckmäßig umfasst das E-Bike oder der E-Scooter eine Traktionsbatterie zum Antrieb.
In einer zusätzlichen Ausführungsform wird das elektrische Widerstandsheizelement mit elektrischer Energie aus der Traktionsbatterie und/oder Batterie und/oder aus einem Dynamo als Generator versorgt.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist die Wärmeleitfähigkeit, insbesondere durchschnittliche und/oder spezifische Wärmeleitfähigkeit, der thermischen Isolierung kleiner als 0,3, 0,2, 0,18, 0,15, 0,1 oder 0,07 W/(m K). Die spezifische Wärmeleitfähigkeit der thermischen Isolierung resultiert aus der Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes der thermischen Isolierung. Die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit der thermischen Isolierung resultiert aus dem Durchschnitt der Wärmeleitfähigkeit von wenigstens einer Aussparung und/oder wenigstens einem Hohlraum befüllt mit einem Gas und der spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes der thermischen Isolierung. Optional ist die thermische Isolierung aus wenigstens zwei Werkstoffen mit einer unterschiedlichen spezifischen Wärmeleitfähigkeit ausgebildet, so dass die Wärmeleitfähigkeit der thermischen Isolierung aus dem Durchschnitt bestimmt wird. Vorzugsweise wird für die Bestimmung des Durchschnitts die Geometrie und/oder Volumenanteil und/oder Massenanteil der Komponenten (Aussparung und/oder Hohlraum und/oder Bereiche mit unterschiedlichen Werkstoffen) der thermischen Isolierung mit der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit berücksichtigt.
Vorzugsweise ist die Wärmeleitfähigkeit der thermischen Isolierung in einer radialen Richtung des Handgriffes bestimmt.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die thermische Isolierung ein elektrischer Isolator.
Zweckmäßig umfasst der Handgriff die wenigstens eine Schalteinheit zum Ein- und Ausschalten des elektrischen Widerstandsheizelementes des Handgriffs.
In einer weiteren Variante sind das elektrische Widerstandsheizelement und die thermische Isolierung einteilig ausgebildet und/oder umfassen zu wenigstens 70 Masse-%, 80-Masse-% oder 90 Masse-%, insbesondere vollständig, einen identischen Kunststoff.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Steuer- und/oder Regeleinheit einen Prozessor und wenigstens einen Datenspeicher, vorzugsweise umfasst die Steuer- und/oder Regeleinheit einen Mikrocontroller.
Die Erfindung umfasst ferner ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit durchgeführt wird.
Bestandteil der Erfindung ist außerdem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit durchgeführt wird.
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt:

1 einen Längsschnitt durch eine Lenkstange mit zwei Handgriffen,
2 einen Längsschnitt des Handgriffes in einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 einen Längsschnitt des Handgriffes in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
4 einen Längsschnitt des Handgriffes in einem dritten Ausführungsbeispiel,
5 eine Seitenansicht eines Fahrrades oder E-Bikes.

In 5 ist ein Fahrrad 1 oder ein E-Bike 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Das E-Bike 1 umfasst einen Frontscheinwerfer 2, ein Rücklicht 3, einen Rahmen 4 aus Metall oder Carbon und 2 Räder 5, nämlich ein Vorderrad 6 und ein Hinterrad 7. Eine Batterie 8 als eine Traktionsbatterie 8 unterstützt die Tretbewegungen des Fahrers auf Pedalen mittels eines nicht dargestellten Elektromotors. Soweit es sich um ein Fahrrad 1 handelt ohne Unterstützung der Fortbewegung mit einem Elektromotor ist keine Batterie 8 als Traktionsbatterie 8 vorhanden. Eine Steuer- und/oder Regeleinheit 9 des E-Bikes 1 steuert und/oder regelt den Elektromotor (nicht dargestellt) und die elektrischen beheizbaren Handgriffe 11 an einer Lenkstange 10 (1 bis 4). In einer weiteren Variante steuert und Steuer- und/oder Regeleinheit 9 nur den Elektromotor (nicht dargestellt) und die beheizbaren Handgriffe 11 werden von einer gesonderten Steuer- und/oder Regeleinheit (nicht dargestellt) gesteuert und/oder geregelt. Die Lenkstange 10 dient zum Lenken, d. h. zum Bewegen des Vorderrades 6. Die Lenkstange 10 ist aus Metall, insbesondere Stahl oder Aluminium, und/oder aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) ausgebildet und an den Endbereichen der Lenkstange 10 ist jeweils der Handgriff 11 aufgesteckt (1).
In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Handgriffes 11 dargestellt. Der Handgriff 11 umfasst einen mehrteiligen Griffkörper 12 und weist eine zentrische Längsachse 13 auf. Dabei ist der Handgriff 11 im Wesentlichen symmetrisch zu der Längsachse 13 ausgebildet. Eine axiale Richtung 14 ist parallel zu der Längsachse 13 und eine radiale Richtung 15 ist senkrecht zu der Längsachse 13 ausgerichtet. Der Griffkörper 12 ist im Wesentlichen aus einem zylindermantelförmigen Bereiches 17 und einen scheibenförmigen Bereich 18 ausgebildet. Der scheibenförmigen oder tellerförmige Bereich 18 des Griffkörpers 12 schließt einen Innenraum 21 ab. Der Innenraum 21 ist von einer radialen Innenseite 22 in radialer Richtung 15 von dem zylindermantelförmigen Bereich 17 begrenzt. In axialer Richtung 14 ist der Innenraum 21 von einer axialen Innenseite 23 des scheibenförmigen Bereiches 18 begrenzt. Der Innenraum 21 weist einen im Wesentlichen konstanten Radius 16 zu der zentrischen Längsachse 13 auf. Im Wesentlichen konstanter Radius 16 bedeutet vorzugsweise, dass sich der Radius 16 um weniger als 20 %, 10 %, 5 % oder 3 % unterscheidet. Der zylinderförmige Innenraum 21 ist somit in axialer Richtung 14 in einer Richtung von der axialen Innenseite 23 begrenzt und in der anderen axialen Richtung weist der Innenraum 21 des Griffkörpers 12 eine Öffnung auf zum Einführen eines axialen Endes der Lenkstange 10. Der zylindermantelförmige Bereich 17 des Griffkörpers 12 weist eine radiale Außenseite 24 auf. Der scheibenförmigen Bereich 18 weist eine axiale Außenseite 25 auf. Der Durchmesser als der doppelte Radius 16 des Innenraumes 21 ist geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Lenkstange 10 an dem Endbereich der Lenkstange 10. Der Griffkörper 12 ist aus einem elastischen vorformbaren Material ausgebildet, sodass während des Einführens des Endbereiches der Lenkstange 10 in den Innenraum 21 der Griffkörper 12 radial nach außen gedehnt wird, d. h. der Radius 16 des Innenraumes 21 vergrößert wird, und dadurch die radiale Innenseite 22 des zylinderförmigen Bereiches 17 des Griffkörpers 12 mit einer Druckkraft auf der Lenkstange 10 aufliegt. Damit ist der Handgriff 11 kraftschlüssig an dem Endbereich der Lenkstange 10 befestigt.
Der zylindermantelförmige Bereich 17 ist aus einem im Wesentlichen zylindermantelförmigen elektrischen Widerstandsheizelement 26 und aus einer im Wesentlichen zylindermantelförmigen thermischen Isolierung 27 ausgebildet. Die thermische Isolierung 27 ist aus einem elektrischen Isolator ausgebildet, d. h. elektrisch nicht leitfähig. Die thermische Isolierung 17 begrenzt die radiale Innenseite 22 des zylindermantelförmigen Bereiches 17 und das elektrische Widerstandsheizelement 26 bildet die radiale Außenseite 24. Das elektrische Widerstandsheizelement 26 ist aus einem Kunststoff ausgebildet, der mit elektrisch leitfähigen Partikeln aus Metall oder Carbon (Kohlenstoff) versehen ist. Aufgrund der elektrisch leitfähigen Partikel in dem elektrisch nicht leitfähigen Kunststoff ist somit der Kunststoff elektrisch leitfähig und bildet das elektrische Widerstandsheizelement 26. Das elektrische Widerstandsheizelement 26 weist eine radiale Ausdehnung 45 oder eine Dicke 45 auf. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die radiale Ausdehnung 45 konstant. Abweichend hiervon kann in axialer Richtung 14 das elektrische Widerstandsheizelement 26 auch eine unterschiedliche radiale Ausdehnung 45 aufweisen, d. h. in unterschiedlichen Schnitten senkrecht zu der Längsachse 13. Dadurch weist das elektrische Widerstandsheizelement 26 eine unterschiedliche Querschnittsfläche auf und somit auch einen unterschiedlichen elektrischen Widerstand. Aufgrund dieses unterschiedlichen elektrischen Widerstandes tritt an dem elektrischen Widerstandsheizelement 26 eine unterschiedliche elektrische Heizleistungen auf, sodass an der radialen Außenseite 24 des Handgriffes 11 unterschiedliche Temperaturen vorhanden sind. Dies ermöglicht es, aufgrund dieser konstruktiven Ausbildung gezielt unterschiedliche Temperaturen an der radialen Außenseite 24 zu erreichen, beispielsweise dass am einem Endbereich der Finger eine größere Temperatur auftritt als an anderen Bereichen der radialen Außenseite 24. Die radiale Außenseite 24 des zylinderförmigen Bereiches 17 ist unmittelbar von dem elektrischen Widerstandsheizelement 26 ausgebildet, sodass damit die von dem elektrischen Widerstandsheizelement 26 abgegebene elektrische Heizwärme unmittelbar in die Hand des Fahrers eingeleitet werden kann. Vorzugsweise weist das elektrische Widerstandsheizelement in Umfangsrichtung 46 unterschiedliche elektrische Widerstände auf, so dass in Umfangsrichtung 46 unterschiedliche Temperaturen an der radialen Außenseite 24 erreicht werden.
In axialer Richtung 14 ist in das elektrische Widerstandsheizelement 26 jeweils an einem Endbereich ein erstes Kontaktelement 37 und ein zweites Kontaktelement 38 als ein Kontaktring 41 integriert. Die Kontaktelemente 37, 38 werden in das elektrische Widerstandsheizelement 26 beispielsweise dadurch integriert, dass diese bei der Herstellung des elektrischen Widerstandsheizelementes 26 mittels Spritzgießen in einer Spritzgusswerkzeug eingelegt und anschließend umspritzt werden. Ferner ist in den zylindermantelförmigen Bereich 17 eine außenseitig isolierte Stromleitung 44 integriert. Eine erste Stromleitung 44 ist mit dem ersten Kontaktelement 37 und einer ersten elektrischen Schnittstelle 32 elektrisch verbunden. Eine zweite Stromleitung 44 ist mit dem zweiten Kontaktelement 38 und einer zweiten elektrischen Schnittstelle 33 elektrisch verbunden. Die erste und zweite elektrische Schnittstelle 32, 33 sind als elektrische Steckverbinder 36 ausgebildet. Diese elektrischen Steckverbinder 36 sind außerhalb des Griffkörpers 12 ausgebildet oder dahingehend in den Griffkörper 12 integriert, dass die elektrischen Steckverbinder 36 mit entsprechenden nicht dargestellten elektrischen Gegensteckverbinder elektrisch und mechanisch kontaktiert werden können.
Die thermische Isolierung 27 ist aus einem Kunststoff mit einer sehr geringen Wärmeleitfähigkeit ausgebildet. Insbesondere ist die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes der thermischen Isolierung 27 kleiner als die Wärmeleitfähigkeit des elektrischen Widerstandsheizelementes 26. Vorzugsweise ist dabei die Wärmeleitfähigkeit der thermischen Isolierung 27 kleiner als 50 % 30 % 20 % oder 10 % der Wärmeleitfähigkeit des elektrischen Widerstandsheizelementes 26. Zur zusätzlichen Verkleinerung der Wärmeleitfähigkeit der thermischen Isolierung 27 ist diese mit Aussparungen 28 und Hohlräumen 29 ausgebildet. Bei der Ausbildung von Aussparungen 28 ist konstruktiv zwischen der radialen Innenseite 22 und dem elektrischen Widerstandsheizelement 26 ein Leer- oder Luftraum vorhanden zur Verkleinerung der durchschnittlichen Wärmeleitfähigkeit der thermischen Isolierung 27. An den Aussparungen 28 tritt somit eine fiktive radiale Innenseite 22 auf. Als radiale Innenseite 22 wird somit sowohl eine tatsächliche konstruktive radiale Innenseite 22, beispielsweise am Bereich eines Hohlraum 29 bei welchem die thermische Isolierung 27 tatsächlich auf der Lenkstange 10 aufliegt, als auch eine fiktive radiale Innenseite 22 ohne einen mechanischen Kontakt zwischen der Lenkstange 10 und der fiktiven radialen Innenseite 22 betrachtet.
In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Handgriffes 11 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 beschrieben. Die thermische Isolierung 27 ist ohne Aussparungen 28 und ohne Hohlräume 29 ausgebildet. Auf dem elektrischen Widerstandsheizelement 26 ist eine Deckschicht 30 als eine Deckfolie 31 angeordnet. Die Deckschicht 30 ist aus einem elektrisch nicht leitfähigen Kunststoff ausgebildet, der jedoch eine große spezifische thermische Leitfähigkeit aufweist. Aufgrund der geringen Dicke der Deckschicht 30 von beispielsweise weniger als 1 mm und der großen spezifischen thermischen Leitfähigkeit des Werkstoffes der Deckschicht 30 behindert die Deckschicht 30 die Wärmeleitung von dem elektrischen Widerstandsheizelement 26 zu der radialen Außenseite 24 im Wesentlichen nicht. Die radiale Außenseite 24 des zylindermantelförmigen Bereiches 17 als die Kontaktfläche zum Greifen des Handgriffes 11 ist somit in diesem Ausführungsbeispiel von der Deckschicht 30 als der Deckfolie 31 gebildet. In dem elektrischen Widerstandsheizelement 26 ist zusätzlich ein drittes Kontaktelement 39 und ein viertes Kontaktelement 40 integriert. Das dritte Kontaktelement 39 ist mit der Stromleitung 44 mit einer dritten elektrischen Schnittstelle 34 verbunden und das vierte Kontaktelement 40 ist mit einer weiteren Stromleitung 44 mit einer vierten elektrischen Schnittstelle 35 als dem Steckverbinder 36 elektrisch leitend verbunden. Das elektrische Widerstandsheizelement 26 ist somit in einen ersten axialen Abschnitt 19 und einen zweiten axialen Abschnitt 20 unterteilt. Die Bestromung des ersten axialen Abschnitts 19 wird ausgeführt indem auf die erste und zweite elektrische Schnittstelle 32, 33 und damit auch auf das erste und zweite Kontaktelement 37, 38 eine unterschiedliche elektrische Spannung angelegt wird, sodass der Strom durch die Stromleitung 44 und den ersten axialen Abschnitt 19 des elektrischen Widerstandsheizelementes 26 geleitet wird. In analoger Weise erfolgt das Durchleiten von elektrischem Strom durch den zweiten axialen Abschnitt 20 des elektrischen Widerstandsheizelement 26 in dem die dritte und vierte elektrische Schnittstelle 34, 35 bestromt wird. Damit können die unterschiedlichen axialen Endabschnitte 19, 20 des zylindermantelförmigen Bereiches 17 des Griffkörpers 12 unabhängig voneinander erwärmt und bestromt werden.
In 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Handgriffes 11 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 beschrieben. Das elektrische Widerstandsheizelement 26 und die thermische Isolierung 27 und der scheibenförmigen Bereich 18 des Griffkörpers 12 sind einteilig aus nur einem identischen Werkstoff ausgebildet. Die Ausbildung der thermischen Isolierung 27 erfolgt unterstützend mittels der Aussparungen 28 und der Hohlräumen 29, sodass aufgrund von Luft in den Aussparungen 28 und den Hohlräumen 29 eine geringe durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit in der thermischen Isolierung 29 auftritt. Aufgrund der elektrisch nicht leitfähigen Aussparungen 28 und Hohlräume 29 in der thermischen Isolierung 27 wird durch die thermische Isolierung 27 ein lediglich vernachlässigbarer Strom mittels der elektrischen Kontaktelemente 37, 38 geleitet. Der Handgriff 11 ist damit in der Herstellung besonders preiswert, weil dieser lediglich durch das Einführen von mit Partikeln versehenen Kunststoff in nur ein Spritzgusswerkzeug hergestellt werden kann bei einer Umspritzung der Stromleitung 44 und der Kontaktelemente 37, 38.
Das E-Bike 1 verfügt über die Steuer- und/oder Regeleinheit 9. Das Ein- und Ausschalten des elektrischen Widerstandsheizelementes 26 wird mit einer Schalteinheit 42 als einer Druckknopfschalteinheit 43 an der Lenkstange 10 ausgeführt. Der elektrische Strom, der durch das elektrische Widerstandsheizelement 26 geleitet wird, wird gesteuert und/oder geregelt indem die Spannungsdifferenz zwischen den elektrischen Schnittstellen 32, 33, 34 und 35 verändert wird für jeweils ein elektrisches Widerstandsheizelement 26. Damit kann die elektrische Heizleistung des elektrischen Widerstandsheizelementes 26 verändert werden, da je größer der elektrische Strom ist der durch das elektrische Widerstandsheizelement 26 geleitet wird, desto größer ist die elektrische Heizleistung und umgekehrt. Darüber hinaus ist der elektrische Widerstand des elektrischen Widerstandsheizelementes 26 von der Temperatur abhängig. Von der Steuer- und/oder Regeleinheit wird mit einem Stromsensor und einem Spannungssensor der elektrische Strom der durch das elektrische Widerstandsheizelement 26 geleitet wird erfasst und die Spannungsdifferenz zwischen den elektrischen Schnittstellen 32, 33 wird erfasst. Damit kann mittels des Ohm'schen Gesetzes die Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes bestimmt werden aufgrund entsprechender hinterlegter Daten des Zusammenhanges zwischen dem elektrischen Widerstand und der Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes in der Steuer- und/oder Regeleinheit 9.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Handgriff 12, dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben des Handgriffes 11 und dem erfindungsgemäßen Fahrrad 1, E-Bike 1 oder E-Scooter wesentliche Vorteile verbunden. Die thermische Isolierung 27 reduziert die Wärmeleitung von dem elektrischen Widerstandsheizelement 26 zu der Lenkstange 10 aus Metall mit einer großen Wärmeleitfähigkeit. Dadurch wird der überwiegende Anteil der von dem elektrischen Widerstandsheizelement 26 zur Verfügung gestellten Heizwärme zu der radialen Außenseite 24 geleitet. Zur Erzeugung einer ausreichenden Temperatur auf der radialen Außenseite 24 wird dadurch wenig elektrische Energie benötigt. Das elektrische Widerstandsheizelement 26 mit dem Werkstoff Kunststoff ermöglicht eine besonders gleichmäßige Erwärmung der radialen Außenseite 24 und bei der unmittelbaren Ausbildung der radialen Außenseite 24 als Kontakt- und Greiffläche des Handgriffes 11 fungiert in besonders vorteilhafter Weise somit das elektrische Widerstandsheizelement 26, an welchem die elektrische Heizleistung zur Verfügung gestellt wird, unmittelbar auch als die radiale Außenseite 24. Ein zusätzlicher Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur an dem Griffkörper 12 ist nicht notwendig, weil das elektrische Widerstandsheizelement 26 bei unterschiedlichen Temperaturen einen unterschiedlichen elektrischen Widerstand aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1757408 A1 [0005]
CN 2268675 [0006]

Claims

Handgriff (11) für ein Fahrrad (1), E-Bike (1), E-Scooter, Motorrad, Quad, Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerät, umfassend - einen Griffkörper (12) mit einem Innenraum (21) begrenzt von einer radialen Innenseite (22) zum Einführen einer Lenkstange (10) und mit einer radialen Außenseite (24) zum manuellen Greifen, - ein in den Griffkörper (12) integriertes elektrisch leitfähiges Widerstandsheizelement (26) zum Erwärmen der radialen Außenseite (24) des Handgriffes (11) und das elektrische Widerstandsheizelement (26) als Werkstoff Kunststoff umfasst, - wenigstens zwei elektrische Schnittstellen (32, 33, 34, 35) zum Durchleiten von elektrischem Strom durch das elektrische Widerstandsheizelement (26), dadurch gekennzeichnet, dass an dem Griffkörper (12) in radialer Richtung (15) zwischen dem elektrischen Widerstandsheizelement (26) und der radialen Innenseite (22) eine thermische Isolierung (27) ausgebildet ist.
Handgriff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Isolierung (27) im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet ist.
Handgriff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit, insbesondere die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit, der thermischen Isolierung (27) kleiner ist als die Wärmeleitfähigkeit, insbesondere die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit, des Widerstandsheizelementes (26).
Handgriff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit, insbesondere die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit, der thermischen Isolierung (27) kleiner ist als 50%, 30% oder 10% der Wärmeleitfähigkeit, insbesondere der durchschnittlichen Wärmeleitfähigkeit, des Widerstandsheizelementes (26).
Handgriff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Isolierung (27) aus einem anderen Werkstoff, insbesondere anderen Kunststoff, ausgebildet ist als der Kunststoff des Widerstandsheizelementes (26).
Handgriff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Isolierung (27) wenigstens einen Hohlraum (29) und/oder wenigstens eine Aussparung (28) zwischen dem Widerstandsheizelement (26) und der radialen Innenseite (22) des Handgriffes (11) umfasst zur Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit der thermischen Isolierung (27).
Handgriff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (11) eine fiktive zentrische Längsachse (13) aufweist.
Handgriff nach einem oder mehreren der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandsheizelement (26) in unterschiedlichen Schnitten senkrecht zu der zentrischen Längsachse (13) des Handgriffes (11) und/oder in Umfangsrichtung (46) des Handgriffes (11) einen unterschiedlichen elektrischen Widerstand aufweist, insbesondere sich der elektrische Widerstand in den unterschiedlichen Schnitten und/oder in Umfangsrichtung (46) des Handgriffes (11) um wenigstens 10%, 20%, 30% oder 50% unterscheidet, so dass in dem elektrischen Widerstandsheizelement (26) in den unterschiedlichen Schnitten und/oder in Umfangsrichtung (46) des Handgriffes (11) unterschiedliche elektrische Heizleistungen ausführbar sind.
Handgriff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der unterschiedliche elektrische Widerstand des elektrischen Widerstandsheizelementes (26) in den unterschiedlichen Schnitten und/oder in Umfangsrichtung (46) des Handgriffes (11) aus einer unterschiedlichen Querschnittsfläche des elektrischen Widerstandsheizelementes (26) resultiert.
Handgriff nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der unterschiedliche elektrische Widerstand des elektrischen Widerstandsheizelementes (26) in den unterschiedlichen Schnitten und/oder in Umfangsrichtung (46) des Handgriffes (11) aus einem unterschiedlichen spezifischen elektrischen Widerstand des Werkstoffes des elektrischen Widerstandsheizelementes (26) resultiert.
Handgriff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Außenseite (24) des Griffkörpers (12), insbesondere des zylindermantelförmigen Bereiches (17) des Griffkörpers (12), zu wenigstens 50 %, 70 %, 80 %, 90 %, insbesondere vollständig, von dem elektrischen Widerstandsheizelement (26) gebildet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Handgriffs (11) für ein Fahrrad (1), E-Bike (1), E-Scooter, Motorrad, Quad, Schneemobil oder landwirtschaftliches Kleingerät mit den Schritten: - Durchleiten von elektrischem Strom durch wenigstens zwei elektrische Kontaktelemente (37, 38, 39, 40) eines Stromkreises und - aufgrund einer elektrisch leitenden Verbindung der wenigstens zwei elektrischen Kontaktelemente (37, 38, 39, 40) mit einem elektrischen Widerstandsheizelement (26) der elektrische Strom durch das elektrische Widerstandsheizelement (26) geleitet wird, so dass das elektrische Widerstandsheizelement (26) und die radiale Außenseite (24) des Handgriffes (11) wegen des elektrischen Widerstandes erwärmt wird und - das elektrische Widerstandsheizelement (26) den Werkstoff Kunststoff umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand des elektrischen Widerstandsheizelementes (26) temperaturabhängig ist und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (9) aus dem elektrischen Widerstand des elektrischen Widerstandsheizelementes (26) die Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes (26) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes (26) auf einen vorgegebenen Wert gesteuert und/oder geregelt wird indem der durch das elektrische Widerstandsheizelement (26) geleitet Strom gesteuert und/oder geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchleiten von elektrischem Strom durch das elektrische Widerstandsheizelement (26) zum Erwärmen des elektrischen Widerstandsheizelementes (26) automatisch aktiviert wird bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen Mindesttemperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes (26) und die Temperatur des elektrischen Widerstandsheizelementes (26) erfasst wird indem ein Temperaturerfassungsstrom durch das elektrische Widerstandsheizelement (26) geleitet wird.
Fahrrad (1) oder E-Bike (1) oder E-Scooter, umfassend - einen Rahmen (4) oder eine Karosserie, - wenigstens zwei Räder (5, 6, 7), - zwei Handgriffe (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Handgriffe (11) als ein Handgriff (11) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet sind und/oder mit dem Fahrrad (1) oder E-Bike (1) oder E-Scooter ein Verfahren gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 12 bis 14 ausführbar ist.