DE10393985B4

DE10393985B4 - Beheizter Handgriff und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10393985B4
Application number: DE10393985T
Authority: DE
Inventors: Ogden Hadzizukic; Gabreiella Z. Windsor Almasi; Corina Windsor Alionte
Original assignee: WET Automotive Systems AG
Current assignee: Gentherm GmbH
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2023-12-23
Also published as: CA2513810A1; DE10393985T5; CA2513810C; CN1738739A; US6727467B1; JP2006513092A; WO2004067355A1; US7145102B2; AU2003296721A1; US20040169028A1

Abstract

Handgriff, aufweisend:
einen Kern mit einem steifen Teil;
eine äußere Ummantelung, die den Kern mindestens teilweise bedeckt;
eine Heizeinrichtung, die mindestens teilweise zwischen dem Kern und der äußeren Ummantelung angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung aufweist:
i) ein Kissen, das als eine Schicht ausgebildet ist;
ii) eine Trennschicht, die als eine Schicht ausgebildet ist, die sich im Wesentlichen über die gleiche Fläche wie das Kissen erstreckt; und
iii) einen Leiter mindestens teilweise zwischen dem Kissen und der Trennschicht,
dadurch gekennzeichnet, dass darin ein leiffähiges Element (36) vorgesehen ist, welches umgefaltet ist auf sich selbst, und welches an einer Verbindung (58) verdrillt ist, um den lokalen Widerstand an der Verbindung (58) zu vermindern.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Handgriff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Sie bezieht sich allgemein auf beheizte Handgriffe und insbesondere auf beheizte Steuerhandgriffe (z. B. Lenkräder) zur Verwendung in Kraftfahrzeugen.
Hintergrund der Erfindung
Seit vielen Jahren beschäftigt sich die Industrie mit der Konstruktion verbesserter Handgriffe zur Verwendung in Transportfahrzeugen oder in anderen Anwendungsgebieten und insbesondere mit der Konstruktion verbesserter Lenkräder für Kraftfahrzeuge. Die US-Patente US 6,172,342 B1 und US 6,093,908 A sind auf Verbesserungen der Konstruktion für Lenkräder von Kraftfahrzeugen gerichtet. Um den Weg derartiger Neuerungen weiter zu beschreiten, sieht die vorliegende Erfindung einen beheizten Handgriff vor, der für verschiedenste Transportfahrzeuge oder andere Anwendungsgebiete geeignet sein kann, der sich jedoch als beheiztes Lenkrad für ein Kraftfahrzeug als besonders nützlich erwiesen hat.
Aus DE 200 07 043 U1 ist ein beheizbares Fahrzeuglenkrad bekannt mit einer Heizmatte, die eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Heizleiter aufweist. Aus DE 77 37 437 U1 ist ein Heizkörper bekannt, bei dem elektrische Heizleiter zwischen zwei biegsamen Schichten angeordnet sind. Aus DE 33 39 500 A1 ist ein Lenkrad mit einem wärmeleitenden Flachmaterial vorgesehen, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu erreichen.
Aus US 4,631,976 A ist ein Lenkrad mit einem Kern, einer äußeren Ummantelung und einer Heizeinrichtung zwischen diesen beiden vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik so weiter zu entwickeln, dass die Kontaktierung des Heizleiters bei beheizten Handgriffen verbessert ist. Diese Aufgabe wird durch einen handgriff mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Handgriff offenbart, der zum Steuern eines Transportfahrzeugs verwendet werden kann. Der Handgriff weist typischerweise eine Heizeinrichtung auf, und die Heizeinrichtung ist vorzugsweise mindestens teilweise zwischen einem Kern und einer äußeren Ummantelung des Handgriffs angeordnet. Die Heizeinrichtung weist typischerweise eines oder mehrere Elemente aus der Gruppe auf, die ein Kissen, eine Trennschicht und einen Leiter umfasst, und der Leiter ist vorzugsweise mindestens teilweise zwischen dem Kissen und der Trennschicht angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kern relativ steif und mindestens teilweise mit einer synthetischen Ummantelung bedeckt und hat eine im Wesentlichen kreisförmige Ausformung. Wahlweise ist der Kern so konstruiert, dass er einen oder mehrere Belastungskonzentratoren bzw. -aufnehmer zur gesteuerten Verformung unter gleichmäßigen bis extremen Belastungsbedingungen aufweist. Außerdem ist in der bevorzugten Ausführungsform die äußere Ummantelung aus einem griffigen synthetischen Material, wie zum Beispiel Leder, Holz, Metall, Kohlefasern oder einer Kombination hiervon ausgebildet und bedeckt im Wesentlichen den gesamten Kern. Das Kissen ist vorzugsweise als eine Schicht geschäumten oder ungeschäumten Kunststoffmaterials vorgesehen und noch besser als eine, die mindestens ein Elastomer aufweist. Die Trennschicht ist vorzugsweise als eine Textil- oder Vliesstoffschicht vorgesehen, die im Wesentlichen die gleiche Erstreckung wie das Kissen aufweist. Der Leiter ist vorzugsweise mindestens teilweise zwischen dem Kissen und der Trennschicht angeordnet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die erfinderischen Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung und der Zeichnungen besser ersichtlich, von denen eine kurze Beschreibung folgt:
1 ist eine perspektivische Darstellung eines inneren Teils eines Kraftfahrzeugs mit einem beispielhaften Steuerhandgriff gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des beispielhaften Steuerhandgriffs von 1;
3 ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Heizeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Explosions-Schnittdarstellung der beispielhaften Heizeinrichtung von 3 entlang der Linie 4-4; und
5 ist eine zusammengesetzte Schnittdarstellung der beispielhaften Heizeinrichtung von 3 entlang der Linie 4-4.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Durch die vorliegende Erfindung ist beabsichtigt, einen verbesserten Steuerhandgriff vorzusehen. Dabei wird in Betracht gezogen, dass der Handgriff in verschiedensten Transportfahrzeugen, einschließlich, jedoch ohne Einschränkung, Bussen, Booten, Zügen, Traktoren, Motorrädern, Flugzeugen, Fahrrädern oder dergleichen verwendet werden kann. Außerdem wird auch in Betracht gezogen, dass der beheizte Handgriff in verschiedensten anderen Umgebungen, wie zum Beispiel in Gebäuden, unter freiem Himmel oder dergleichen verwendet werden kann. Als ein Beispiel kann der beheizte Handgriff als ein Griff für Gegenstände, wie zum Beispiel Skistöcke, Walking-Stöcke, Handwerkzeuge oder dergleichen ausgelegt sein. Als weitere Beispiele kann der beheizte Handgriff als ein Handlauf für eine Treppe oder ein sonstiges Geländer, ein Türgriff oder dergleichen ausgelegt sein. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass der Handgriff als Lenkrad eines Krafffahrzeugs besonders geeignet ist.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Handgriff eine verbesserte Heizeinrichtung zur Erwärmung des Handgriffs auf. Die verbesserte Heizeinrichtung, der Handgriff oder beide können eine oder mehrere einer Vielzahl von Vorteilen bei der Konstruktion, der Haltbarkeit, der Leistung, der Montage oder dergleichen bieten. Als ein Beispiel kann die Heizeinrichtung aus Werkstoffen hergestellt werden, die es der Heizeinrichtung erlauben, leicht als ein Teil des Handgriffs montiert zu werden. Als ein weiteres Beispiel kann ein effizienteres Verfahren der Herstellung der Heizeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
Gemäß den 1 und 2 ist ein Handgriff, und insbesondere ein Steuerhandgriff 10 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Steuerhandgriff 10 ist in einer bevorzugten Konfiguration dargestellt (d. h. als ein Lenkrad eines Kraftfahrzeugs). Es versteht sich jedoch, dass der erfindungsgemäße Handgriff in einer Vielzahl von Konfigurationen ausgebildet sein kann.
Typischerweise weist der Handgriff 10 einen Kern 12, eine äußere Ummantelung 14 und eine Heizeinrichtung 16 auf, die vorzugsweise im Wesentlichen zwischen dem Kern 12 und der Ummantelung 14 angeordnet ist, auch wenn das nicht notwendigerweise so ist. Die Heizeinrichtung 16 besteht allgemein mindestens aus einem Heizleiter und kann zusätzliche Komponenten aufweisen, wie zum Beispiel eine Komponente zur Befestigung der Heizeinrichtung am Kern, eine Komponente zum Vorsehen eines Kissens, einer Trennschicht, Kombinationen davon oder dergleichen.
Gemäß den 3–5 ist eine bevorzugte beispielhafte Heizeinrichtung 16 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Heizeinrichtung 16 weist einen Leiter 24, ein Kissen 26 und eine Trennschicht 30 auf. In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform sind der Leiter 24, das Kissen 26 und die Trennschicht 30 jeweils als Schichten dargestellt, die zusammen laminiert sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Leiter 24 im Wesentlichen ganz zwischen der Trennschicht 30 und dem Kissen 26 angeordnet, in alternativen Ausführungsformen kann der Leiter 24 jedoch auch teilweise oder ganz außerhalb entweder der Trennschicht 30 oder des Kissens 26 oder von beiden angeordnet sein.
Der Leiter 24 kann aus einem einzigen durchgehenden leitfähigen Element oder mehreren leiffähigen Elementen bestehen. Der Leiter 24 kann auch aus einem einstückigen durchgehenden leitfähigen Element bestehen, das in mehrere leitfähige Zonen unterteilt ist. Außerdem kann das leitfähige Element bzw. können die leitfähigen Elemente der Leiterschicht 24 in mehreren Konfigurationen vorgesehen sein, wie zum Beispiel als ein oder mehrere Drähte, Streifen, Bänder, Kombinationen davon oder dergleichen. In der gezeigten spezifischen Ausführungsform weist der Leiter 24 ein einstückiges durchgehendes leitfähiges Element 36 auf, das in drei leitfähige Zonen 38 (z. B. Schaltungen) aufgeteilt ist, und das leitfähige Element 36 ist aus mehreren (z. B. ungefähr 3 bis ungefähr 9, besser ungefähr 5 bis ungefähr 7) Kupferdrahtlitzen gebildet, die zusammengeflochten sein können. Vorzugsweise haben die Litzen jeweils einen Durchmesser von zwischen ungefähr 0,004 mm oder weniger und ungefähr 0,02 mm oder größer, besser zwischen ungefähr 0,007 mm und ungefähr 0,011 mm und noch besser zwischen ungefähr 0,008 und ungefähr 0,009 mm.
Es wird in Betracht gezogen, dass der Leiter 24 teilweise oder vollständig aus mehreren unterschiedlichen leitfähigen Werkstoffen, wie zum Beispiel Metallen, leitfähigen Polymeren, Polymeren mit leitfähigen Dispersionen, fluidischen Werkstoffen, Kombinationen davon oder dergleichen hergestellt sein kann. In der bevorzugten Ausführungsform ist das leitfähige Element bzw. sind die leitfähigen Elemente 36 aus Kupfer, Nickel oder Kombinationen davon ausgebildet. Zum Beispiel kann das leitfähige Element bzw. können die leitfähigen Elemente bis zu mindestens 15 Gewichtsprozent Nickel enthalten und ist bzw. sind vorzugsweise eine Legierung, die zwischen ungefähr 0,01 Gewichtsprozent und ungefähr 13 Gewichtsprozent Nickel, besser zwischen ungefähr 0,1 Gewichtsprozent und ungefähr 11 Gewichtsprozent Nickel und noch besser zwischen ungefähr 1 Gewichtsprozent und ungefähr 10 Gewichtsprozent (z. B. ungefähr 2 Gewichtsprozent) Nickel enthält. Ebenso ist es vorzuziehen, wenn das leitfähige Element einen Widerstand zwischen ungefähr 0,01 Ω/m oder geringer und bis ungefähr 5,0 Ω/m oder höher, besser ungefähr 0,7 Ω/m bis ungefähr 4,0 Ω/m und noch besser ungefähr 1,5 Ω/m bis ungefähr 2,5 Ω/m aufweist.
Das Kissen 26 kann in einer Vielzahl von Formen und Konfigurationen vorgesehen werden. Beispielsweise kann das Kissen 26 flach, konturiert, zylindrisch, geometrisch, kontinuierlich, nicht kontinuierlich, Kombinationen davon oder dergleichen sein. Alternativ dazu kann das Kissen 26 nur in ausgewählten Orten des Handgriffs 10, der Heizeinrichtung 16 oder beiden angeordnet sein. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Kissen 26 als eine im Wesentlichen durchgehende Schicht oder ein länglicher Streifen gezeigt, der eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweist.
Viele verschiedene Materialien können einen Teil des Kissens 26 oder das ganze Kissen 26 bilden. Beispielhafte Werkstoffe sind Textilien, Gummis, Schäume, Polymermaterialien, wie zum Beispiel Elastomere und Plastomere, gesponnene Fasern, Gele, Luftblasen, Kombinationen davon oder dergleichen. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist das Kissen 26 als eine extrudierte, geformte, zugeschnittene oder sonst wie geformte Schicht aus Polymerschaum vorgesehen. Der Fachmann wird erkennen, dass es eine Vielzahl von Polymerschäumen gibt, die bei der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommen können. Beispiele besonders bevorzugter Werkstoffe für das Kissen 26 sind zum Beispiel Schäume, die aus Elastomer (z. B. Neopren), Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polyol, Kombinationen davon oder dergleichen ausgebildet sind. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Kissen 26 aus einem flexiblen, streckbaren, komprimierten Polyurethanschaum hergestellt, der unter der Produktnummer A300135 vertrieben wird und von Foamex International Inc., 1000 Columbia Avenue, Linwood, PA 19061 im Handel erhältlich ist.
Das Material für das Kissen hat vorzugsweise eine Bruchdehnung (das heißt einen Prozentsatz, bis zu dem es höchstens gedehnt werden kann) von mindestens ungefähr 10%, besser ungefähr 25%, noch besser ungefähr 50% und am allerbesten ungefähr 75% seiner eigenen Länge vor dem Versagen (z. B. dem Bruch). Außerdem ist das Material für das Kissen allgemein ein Isolator, der einen Wärmetransferkoeffizienten von zwischen ungefähr 0,001 W/m·K oder geringer und ungefähr 0,500 W/m·K oder höher, besser zwischen ungefähr 0,005 W/m·K und ungefähr 0,200 W/m·K und noch besser zwischen ungefähr 0,010 W/m·K und ungefähr 0,100 W/m·K hat. Die Dicke des Kissens ist vorzugsweise zwischen ungefähr 0,5 mm oder kleiner bis ungefähr 3 mm oder größer und besser zwischen ungefähr 1 mm und ungefähr 2 mm.
Die Trennschicht 30 kann in mehreren Formen, Größen und Konfigurationen ausgebildet werden. Zum Beispiel kann die Trennschicht durchgehend sein oder Unterbrechungen aufweisen, kann eine variable oder im Wesentlichen gleichmäßige Dicke haben oder kann für eine gewählte Anwendung auch je nach Wunsch konfiguriert werden. Vorzugsweise ist für die gezeigte Heizeinrichtung 16 die Trennschicht 30 so konfiguriert, dass sie im Wesentlichen die gleiche räumliche Erstreckung wie das Kissen 26 aufweist. In den 3–5 ist die Trennschicht 30 als eine Schicht (z. B. ein länglicher Streifen) vorgesehen, die im Wesentlichen ein Spiegelbild des Kissens 26 darstellt.
Es ist in Betracht gezogen, dass die Trennschicht 30 aus einem beliebigen potenziellen Werkstoff hergestellt ist, der auch für das Kissen 26 geeignet ist, und das Kissen 26 und die Trennschicht 30 können aus dem selben oder aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Trennschicht 30 aus einem Textilmaterial, einem Fasermaterial, einem gewebten Material, einem Vliesstoff, einer Flockfaser, einer Lunte, Kombinationen hiervon oder dergleichen hergestellt. Beispielhafte bevorzugte Werkstoffe sind zum Beispiel Gaze, Vlies, Filz oder dergleichen. In einer höchst bevorzugten Ausführungsform ist die Trennschicht als eine Schicht vorgesehen, die flexibel, dehnbar oder beides ist.
Eine höchst bevorzugte Trennschicht ist ein Vlies, das aus Polymerwerkstoffen, wie zum Beispiel Polyester, einem Polyolefin (z. B. Polypropylen), Polyamid, Kombinationen hiervon oder dergleichen hergestellt ist. Außerdem hat das bevorzugte Material eine Bruchdehnung von mindestens ungefähr 10%, besser ungefähr 25%, noch besser ungefähr 50% und noch besser ungefähr 75% seiner eigenen Länge, bevor ein Fehler (ein Bruch) auftritt. Zusätzlich hat das Material der Trennschicht vorzugsweise einen Wärmetransferkoeffizienten von zwischen ungefähr 0,01 W/m·K oder weniger und ungefähr 4,00 W/m·K oder höher, besser zwischen ungefähr 0,1 W/m·K und ungefähr 2,00 W/m·K und noch besser zwischen ungefähr 0,5 W/m·K und ungefähr 1,00 W/m·K. Vorzugsweise ist der Wärmetransferkoeffizient der Trennschicht 30 höher als der Wärmetransferkoeffizient des Kissens 26. Beispielsweise ist ein besonders bevorzugtes Material für die Trennschicht 30 ein Polyester/Polypropylen/Polyamid-Vliesmaterial, das unter der Teilenummer 10660 oder der Artikelnummer EA-1111-A vertrieben wird und von TWE Vliesstoffwerke GmbH & Co, Hollefeldstr. 46, 48282 Emsdetten, Deutschland, im Handel erhältlich ist.
Zur Montage der Heizeinrichtung 16 ist in Betracht gezogen, dass zwei oder mehr Elemente aus der Gruppe, die das Kissen 26, den Leiter 24 und die Trennschicht 30 umfasst, in einer beliebigen Reihenfolge oder Anordnung zueinander angeordnet werden können. Vorzugsweise ist jedoch der Leiter 24 in einer Drahtlagenkonfiguration zwischen dem Kissen 26 und der Trennschicht 30 angeordnet, wobei alle drei in Schichten übereinander laminiert sind.
Es wird in Betracht gezogen, dass bei einer Montage der Heizeinrichtung 16 beliebige zwei oder mehr der Gruppe, die aus dem Leiter 24, dem Kissen 26 und der Trennschicht 30 besteht, mit einem oder mehreren Befestigungselementen (z. B. Klebern, mechanischen Befestigungselementen oder dergleichen) aneinander befestigt werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu können der Leiter 24, das Kissen 26 und die Trennschicht 30 von selbst aneinander befestigt oder geklebt werden. Außerdem ist in Betracht gezogen, dass der Leiter 24, das Kissen 26 und die Trennschicht 30 mechanisch aneinander selbst befestigt werden (z. B. zusammengeflochten werden) oder durch Erweichen oder Schmelzen entweder des Leiters 24, des Kissens 26 oder der Trennschicht 30 aneinander selbst geklebt werden können, so dass der Leiter 24, das Kissen 26 und die Trennschicht 30 sich gegenseitig benetzen und aneinander haften können. Alternativ dazu können Oberflächeninhaltsstoffe des Leiters, des Kissens 26 oder der Trennschicht 30 aktiviert werden, um in gegenseitige Wechselwirkung zu treten und die Komponenten miteinander zu verbinden.
In der bevorzugten Ausführungsform sind das Kissen 26 oder die Trennschicht 30 oder beide jeweils mit einer ersten Oberfläche 44, 46 und Klebekomponenten 48, 50 (z. B. als eine Schicht, Pulver oder sonst wie) vorgesehen und werden auf eine, jedoch vorzugsweise auf beide der ersten Oberflächen 44, 46 laminiert, dispergiert oder sonst wie aufgebracht. Das leitfähige Element 36 ist in seinem gewünschten Muster im Voraus angeordnet (z. B. dadurch, dass das Element um einziehbare Stifte in einem Muster gelegt wird). Hiernach wird das leitfähige Element 36 entweder auf die eine oder auf die andere erste Oberfläche 44, 46 oder auf beide des Kissens 26, der Trennschicht 30, der Klebekomponenten 48, 50 oder einer Kombination hiervon angeordnet (z. B. gelegt) und/oder befestigt (z. B. geklebt). Wahlweise kann das leitfähige Element 36, die Klebekomponenten 48, 50, das Kissen 26, die Trennschicht 30 oder eine Kombination hiervon erwärmt und gepresst werden, um eine Befestigung der leitfähigen Elemente 36 an einer oder mehreren dieser Komponenten zu unterstützen. Ebenfalls wird in Betracht gezogen, dass das leitfähige Element mit den Klebekomponenten 48, 50 und/oder zusätzlichen Befestigungselementen (z. B. Klebeband oder dergleichen) am Kissen 26 oder an der Trennschicht 30 befestigt werden kann.
Wie gezeigt, erstrecken sich die Zonen 38 des leitfähigen Elements 36 allgemein parallel zueinander in einer Zick-Zack-Konfiguration. Außerdem ist gemäß der bevorzugten Ausführungsform die Trennschicht 30 am Kissen 26, am Leiter 24 oder an beiden befestigt (z. B. mit ihnen verklebt). Auch wenn verschiedene Verfahren zur Befestigung verwendet werden können, wird bei einem bevorzugten Verfahren die Trennschicht 30 auf das Kissen 26 (z. B. mit einem Bandlaminator) heiß laminiert, wobei die Klebekomponenten 48, 50 (z. B. als eine Schicht, Pulver oder dergleichen) vorgesehen sind und der Leiter 24 zwischen ihnen angeordnet ist. Eine bevorzugte Klebekomponente ist eine Vielzweck-Einschicht-Klebeschicht, die unter der Handelbezeichnung Integral 899A vertrieben wird und von Dow Chemical Corporation, Midland, MI, im Handel erhältlich ist.
Eine elektrische Verbindung (z. B. eine elektrische Verkabelung) wird typischerweise zum elektrischen Anschluss der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung und insbesondere des Leiters der Heizeinrichtung an eine (nicht gezeigte) Energiequelle des Kraftfahrzeugs verwendet. Hierzu kann eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung angepasst werden.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist ein elektrischer Anschluss vorgesehen, der mehrere Leiter 60, einen Stecker 62 zum Anschluss an die Leistungsquelle des Fahrzeugs und ein Pflaster 64 (z. B. ein Bandpflaster) aufweist. Zum Anschluss der elektrischen Verbindung 58 an den Leiter 24 sind ein oder zwei (nicht gezeigte) Öffnungen im Kissen 26 ausgebildet, so dass das leitfähige Element 36 sich durch das Kissen 26 zu den Leitern 60 der Verbindung 58 erstrecken kann. Das leitfähige Element 36 kann durch Crimpen, Löten oder andere Verfahren an den Leitern 60 der Verbindung 58 angeschlossen werden, und die Leiter 60 können mit Isolierband, dielektrischen Schläuchen (z. B. Polymer-Schrumpfschläuchen) oder dergleichen isoliert werden. Vorzugsweise wird ein Teil des leitfähigen Elements 36 umgefaltet auf sich selbst und an der Verbindung 58 verdrillt, um den örtlichen Widerstand an der Verbindung 58 zu verringern, wodurch ein Wärmestau verhindert wird. Außerdem ist es vorzuziehen, wenn im Kissen 26 eine Öffnung 68 vorgesehen ist. Die Leiter 60 können am leitfähigen Element 36 befestigt werden. Vorzugsweise kann die Öffnung 68 einen zusätzlichen Raum zum Schutz gegen ein Durchdrücken der Verbindung 58 bei der Installation der Heizeinrichtung liefern. Nach dem Anschluss wird das Pflaster 64 auf dem Kissen 26, der Verbindung 58 oder beiden angebracht oder aufgeklebt, um bei einem Festhalten der Verbindung 58 an Ort und Stelle beizutragen.
Es wird in Betracht gezogen, dass die Form der Heizeinrichtung 16 je nach dem Gegenstand anders sein kann, auf dem die Heizeinrichtung 16 angebracht wird, sowie auch von anderen Faktoren abhängen kann. Für die gezeigte Ausführungsform, bei der die Heizeinrichtung 16 innerhalb des Steuerhandgriffs 10 zur Anwendung kommt, ist die Heizeinrichtung 16 als eine Schicht eines länglichen Streifens mit einer leichten Krümmung entlang der Länge des Streifens ausgebildet. Die Heizeinrichtung weist auch mehrere Fortsätze 66 auf, die entlang der Länge des Streifens beabstandet sind. Vorzugsweise entsprechen die Fortsätze 66 Speichen 72 des Steuerhandgriffs 10. Zur Ausformung der Heizeinrichtung 16 können die Komponenten 24, 26, 30 in ihrer endgültigen gewünschten Form geliefert und montiert werden oder können zuerst montiert und dann geschnitten (z. B. gestanzt) werden, oder es kann die Heizeinrichtung 16 sonst wie geformt werden.
Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung kann in einem Handgriff oder in einem anderen herzustellenden Gegenstand als eine einstückige zusammengesetzte Einheit integriert oder getrennt in Komponenten vorgesehen sein. Außerdem kann die Heizeinrichtung unter der Verwendung verschiedenster Befestigungselemente, wie zum Beispiel mechanischer Befestigungselemente, Klebstoffe oder dergleichen an einem Gegenstand befestigt werden. Alternativ dazu können Teile der Heizeinrichtung physisch oder mechanisch an einem herzustellenden Gegenstand befestigt werden, oder es kann ein herzustellender Gegenstand physisch oder mechanisch an der Heizeinrichtung befestigt werden.
Die Heizeinrichtung 16 in 2 ist zwischen der äußeren Ummantelung 14 und dem Kern 12 des Steuerhandgriffs 10 in einer Sandwichkonstruktion angeordnet, um die Heizeinrichtung 16 in den Handgriff 10 zu integrieren. Auch wenn verschiedenste Werkstoffe, wie zum Beispiel Holz, Polymerwerkstoffe oder dergleichen verwendet werden können, ist die äußere Ummantelung 14 vorzugsweise aus Leder, das zur Befestigung der Ummantelung 14 über dem Kern 12 und der Heizeinrichtung 16 mit sich selbst vernäht werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Schicht eines zweiseitigen Klebebands 18 mit einer (nicht gezeigten) Schutzfolie auf die Trennschicht 30 der Heizeinrichtung 16 geklebt (z. B. laminiert), und das Band 80 wird ebenfalls auf die Ummantelung 14 des Steuerhandgriffs 10 geklebt, um bei einer Befestigung der Heizeinrichtung 16 an der Ummantelung 14 beizutragen. Vorzugsweise wird das Band vor der Formung der Heizeinrichtung 16 auf der Heizeinrichtung 16 angebracht, kann jedoch auch danach angebracht werden. Ein beispielhaftes doppelseitiges Klebeband wird unter der Handelsbezeichnung Duplotac 160 vertrieben und ist von Lohmann Technologies Corporation, 3000 Earhart Court, Suite 155, Hebran, KY 41048, im Handel erhältlich. Hiernach werden die Ummantelung 14 und die Heizeinrichtung 16 vorzugsweise zusammen auf dem Kern 12 des Handgriffs 10 befestigt.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann die Trennschicht 30 einen Klebstoff (z. B. eine Klebeschicht) auf ihrer Außenoberfläche aufweisen, um bei der Befestigung der Heizeinrichtung 16 an der Ummantelung 14 beizutragen. Vorzugsweise ist der Klebstoff mit einem Schutzfilm bedeckt, bevor er an der Ummantelung 14 angebracht (z. B. angeklebt) wird. In beiden bevorzugten Ausführungsformen ist die Trennschicht 30 der Heizeinrichtung 16 der Ummantelung 14 näher als dem Kissen 26. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass das Band auch an der Trennschicht 30 angebracht werden kann und die Trennschicht 30 näher dem Kern 12 als dem Kissen 26 angeklebt wird.
Vorzugsweise können die Trennschicht 30, das Kissen 26 oder beide dazu beitragen, zu verhindern, dass der Leiter 24 durch die Ummantelung 14 durchdrückt. Zusätzlich können die Trennschicht 30 oder das Kissen 26 oder beide (z. B. dasjenige von beiden, das dem Kern 12 am nächsten liegt) dazu beitragen, einen Wärmeverlust an den Kern 12 des Handgriffs 10 zu verhindern. Außerdem können die Trennschicht 30 oder das Kissen 26 oder beide (z. B. dasjenige, das der Ummantelung 14 am nächsten liegt) dazu beitragen, einen Wärmetransfer zur Ummantelung 14 des Handgriffs 10 zu erlauben. Außerdem wird in Betracht gezogen, dass sich die gesamte Heizeinrichtung 16 nach ihrer Montage um mindestens ungefähr 5%, besser um ungefähr 10%, noch besser 15% und sogar noch besser um ungefähr 20% seiner eigenen Länge strecken kann, bevor sie wesentlich beschädigt wird oder versagt (z. B. reißt). Vorteilhafterweise kann die Zick-Zack-Konfiguration des leitfähigen Elements 36, wenn sie denn eingesetzt wird, dazu beitragen, dass sich die Heizeinrichtung 16 nötigenfalls strecken kann.
Außerdem wird in Betracht gezogen, dass eine Steuereinheit und ein oder mehr Temperaturmesseinrichtungen mit der Heizeinrichtung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Vorzugsweise ist eine solche Steuereinheit in Signalkommunikation mit den der Heizeinrichtung zugeordneten Temperaturmesseinrichtungen und steuert die Steuereinheit auf der Grundlage der durch die Temperaturmesseinrichtungen erfassten Temperaturen die an die Heizeinrichtung gelieferte Elektrizitätsmenge. In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet die Steuereinheit eine Impulsbreitenmodulation zur Verringerung von durch die Heizeinrichtung erfahrenen Temperaturfluktuationen. Natürlich handelt es sich hierbei nur um eines von vielen Verfahren, die zur Erhaltung oder Erzielung einer gewünschten Heizleistung bei der Heizeinrichtung eingesetzt werden können.
Wenn nicht anders erwähnt, sollen Abmessungen und Geometrien der verschiedenen hier gezeigten Strukturen die Erfindung nicht einschränken, sondern es sind auch andere Abmessungen oder Geometrien möglich. Mehrere Strukturkomponenten können durch eine einzelne einstückige Struktur ersetzt werden. Alternativ dazu kann eine einzelne einstückige Struktur auch in mehrere getrennte Komponenten aufgeteilt werden. Außerdem kann es zwar sein, dass ein Merkmal der vorliegenden Erfindung lediglich im Zusammenhang mit einer der gezeigten Ausführungsformen beschrieben wurde, doch kann dieses Merkmal für einen bestimmten Anwendungsfall auch mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Ausführungsformen kombiniert werden. Außerdem geht aus der obigen Beschreibung hervor, dass die Herstellung der einzigartigen Strukturen und ihr Betrieb auch erfindungsgemäße Verfahren darstellt.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde offenbart. Einem Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet wird jedoch klar sein, dass bestimmte Modifikationen innerhalb der Lehre der vorliegenden Erfindung fallen werden. Daher sollten die folgenden Ansprüche studiert werden, um den wahren Umfang der vorliegenden Erfindung zu bestimmen.

Claims

Handgriff, aufweisend: einen Kern mit einem steifen Teil; eine äußere Ummantelung, die den Kern mindestens teilweise bedeckt; eine Heizeinrichtung, die mindestens teilweise zwischen dem Kern und der äußeren Ummantelung angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung aufweist: i) ein Kissen, das als eine Schicht ausgebildet ist; ii) eine Trennschicht, die als eine Schicht ausgebildet ist, die sich im Wesentlichen über die gleiche Fläche wie das Kissen erstreckt; und iii) einen Leiter mindestens teilweise zwischen dem Kissen und der Trennschicht, dadurch gekennzeichnet, dass darin ein leiffähiges Element (36) vorgesehen ist, welches umgefaltet ist auf sich selbst, und welches an einer Verbindung (58) verdrillt ist, um den lokalen Widerstand an der Verbindung (58) zu vermindern.
Handgriff nach Anspruch 1, wobei die Heizeinrichtung mehrere Fortsätze aufweist, die Speichen des Handgriffs entsprechen.
Handgriff nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Leiter als eine Drahtlagenkonfiguration zwischen dem Kissen und der Trennschicht und das Kissen aus einem komprimierten Polyurethanschaummaterial ausgebildet ist.
Handgriff nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Leiter drei voneinander unterschiedene Zonen aufweist und sich mindestens eine Zone der drei Zonen im Wesentlichen parallel zu einer anderen Zone der drei Zonen erstreckt.
Handgriff nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei der Leiter mindestens teilweise aus Litzen besteht, die aus einer Metalllegierung aus Kupfer und zwischen 1% und 10% Nickel besteht.
Handgriff nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei der Leiter fünf bis 7 Litzen aufweist und ein Durchmesser einer jeden Litze zwischen 0,007 mm und 0,011 mm beträgt und wobei die Litzen zusammengeflochten sind.
Handgriffe nach einem der Ansprüche 1–6, wobei die Trennschicht einen Wärmetransferkoeffizienten von zwischen 0,10 W/mK und 2,0 W/mK aufweist und das Kissen einen Wärmetransferkoeffizienten von zwischen 0,005 und 0,2 W/mK aufweist.
Handgriff nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das Kissen dem Kern näher ist als die Trennschicht.
Handgriff nach einem der Ansprüche 1–8, wobei der Handgriff für ein Transportfahrzeug ist und der Kern ein steifes Element ist, das mindestens teilweise mit einem Polymermaterial bedeckt ist.
Handgriff nach einem der Ansprüche 1–9, wobei die äußere Ummantelung den Kern ganz bedeckt und die Heizeinrichtung ganz zwischen dem Kern und der äußeren Ummantelung angeordnet ist.
Handgriff nach einem der Ansprüche 1–10, wobei das Kissen eine Schicht aus geschäumten Polymermaterial ist, das mindestens ein Elastomer aufweist.
Handgriff nach einem der Ansprüche 1–11, wobei die Trennschicht eine Textilschicht ist und die Heizeinrichtung sich um 15% ihrer eigenen Länge dehnen kann, bevor sie wesentlich beschädigt wird.
Handgriff nach einem der Ansprüche 1–12, wobei der Handgriff ein Lenkrad ist und der Kern eine im Wesentlichen kreisförmige Konfiguration aufweist.
Handgriff nach einem der Ansprüche 1–13, wobei die Trennschicht als eine Vliesschicht vorgesehen ist und die Trennschicht mit einem Kleber am Kissen befestigt ist.
Handgriff nach einem der Ansprüche 1–14, wobei der Leiter sich in einer Zick-Zack-Konfiguration erstreckt, was dazu beiträgt, dass sich die Heizeinrichtung ausdehnen kann.
Handgriff nach einem der Ansprüche 1–15, wobei der Werkstoff für das Kissen eine Bruchdehnung hat, die es erlaubt, dass es vor einem Versagen um 50% seiner eigenen Länge gedehnt werden kann.
Handgriff nach einem der Ansprüche 1–16, wobei das Material der Trennschicht eine Bruchdehnung aufweist, die es erlaubt, dass sie vor dem Versagen um 50% ihrer eigenen Länge gedehnt werden kann.