WO2012116794A1 - Türgriffeinheit für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2012116794A1
WO2012116794A1 PCT/EP2012/000794 EP2012000794W WO2012116794A1 WO 2012116794 A1 WO2012116794 A1 WO 2012116794A1 EP 2012000794 W EP2012000794 W EP 2012000794W WO 2012116794 A1 WO2012116794 A1 WO 2012116794A1
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WO
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door handle
door
sensor
handle unit
electrodes
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Application number
PCT/EP2012/000794
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French (fr)
Inventor
Bernd Herthan
Thomas Weingärtner
Maik RÜMMLER
Jörg ÜBELEIN
Florian Pohl
Holger WÜRSTLEIN
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Hallstadt
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Publication date
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    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E05B81/77—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles comprising sensors detecting the presence of the hand of a user
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
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    • E05B85/00—Details of vehicle locks not provided for in groups E05B77/00 - E05B83/00
    • E05B85/10—Handles
    • E05B85/14—Handles pivoted about an axis parallel to the wing
    • E05B85/16—Handles pivoted about an axis parallel to the wing a longitudinal grip part being pivoted at one end about an axis perpendicular to the longitudinal axis of the grip part
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E05B81/78—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles as part of a hands-free locking or unlocking operation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches

Definitions

  • the invention relates to a door handle unit for a vehicle.
  • Door handles especially outside door handles of high-quality motor vehicles are often provided with electronic components, in particular with capacitive sensors or buttons.
  • capacitive sensors are used, for example, in a system for keyless vehicle access (also referred to as “keyless go”, “keyless entry”, etc.) to detect an approach of a hand of a vehicle user and in response to the detected proximity signal the vehicle to unlock.
  • a capacitive sensor normally comprises a so-called sensor electrode, which forms a first electrode of a capacitor.
  • a grounded object penetrating into the detection range of the sensor serves as the counter electrode of the capacitor. of a human body part.
  • the capacitance of the capacitor formed between the sensor electrode and the counterelectrode changes.
  • the capacitance change is determined directly or indirectly by means of an evaluation electronics and compared with a predetermined triggering criterion, from which the evaluation of the presence or absence of an object in the detection area, and optionally also on the distance of the object to the sensor closes.
  • the invention has for its object to provide a door handle unit for a vehicle, which is particularly well suited for use for a keyless entry system.
  • the door handle unit is to ensure a fail-safe function of the keyless entry system.
  • the door handle unit should be stable and wear-susceptible, but at the same time simple and efficient to produce.
  • the door handle unit comprises a door handle, which is essentially formed by a handle body. Furthermore, the door handle unit comprises a capacitive sensor device for detecting the approach of a hand of a vehicle user.
  • the sensor device comprises a first sensor electrode for the detection of an unlocking signal and a second sensor electrode for the detection of a locking signal.
  • the first sensor electrode is arranged in the vicinity of a rear side of the grip body, which faces the vehicle door positively in the intended installation.
  • the rear-side sensor electrode serves primarily to detect the approach of the hand when it engages around the grip body.
  • the rearward sensor electrode preferably extends over a large part of the longitudinal extension of the grip body.
  • the second sensor electrode is preferably arranged in the vicinity of a front side of the handle body, which faces away from the vehicle door in the mounting position.
  • this sensor electrode By means of this sensor electrode, the approach of a finger is detected as a locking signal.
  • the vehicle user deletes, in particular with his finger, the area occupied by the sensor electrode.
  • the second sensor electrode has, in an expedient embodiment, a substantially smaller extent than the first sensor electrode. However, it is also conceivable to make the first and second sensor electrodes approximately the same size.
  • the sensor device comprises evaluation electronics which evaluate the signals detected by the sensor electrodes and transmit them to a door control unit. Depending on the sensor signal causes the door control unit according to a locking or unlocking a door lock of the associated vehicle door or as part of a central locking the locking or unlocking of all vehicle doors.
  • the sensor electrodes are expediently a screen electrode interposed, which electrically shields the two electrodes against each other.
  • each sensor electrode serves as a shield for the respective other sensor electrode.
  • the handle body is formed as a plastic injection molded part.
  • the electrodes are expediently made in one piece with each subsequent electrical supply lines as metal stampings. These stampings are preferably embedded in the handle body by being molded directly with the plastic material of the handle body.
  • layers of an electrically conductive lacquer can also be used to form the electrodes and the associated supply lines.
  • the electrodes and leads can also be made of an electrically conductive plastic.
  • the sensor electrodes are produced in so-called MID (Molded Interconnect Device) technology, in which case one or more conductor tracks are introduced onto an injection-molded circuit carrier made of plastic Printing or spraying the circuit substrate with a conductive liquid, laser structuring, hot embossing or flame spraying (eg Flamecon® process).
  • MID Molded Interconnect Device
  • one or more conductor tracks are introduced onto an injection-molded circuit carrier made of plastic Printing or spraying the circuit substrate with a conductive liquid, laser structuring, hot embossing or flame spraying (eg Flamecon® process).
  • flexible conductors in particular stranded conductors, can also be used as supply lines.
  • At least two electrodes are formed with the associated leads from a common, contiguous metal stamped grid, the individual strands of wire by at least a plastic preform relative to each other fixed in position and then cut free from each other for mutual electrical insulation.
  • the stamped grid is preferably bent into a three-dimensional shape, in which the individual line strands of the stamped grid correspond to the desired position of the electrodes and supply lines with regard to their relative position to one another.
  • the transmitter is integrated in the handle body.
  • the evaluation electronics are preferably pressed onto contact ends of the associated supply lines.
  • the PressANDleiter the transmitter with the leads has - for example, compared to a solder or adhesive joint - the advantage that it is very stable and resistant to changing loads (especially bending and torsional stresses) and micro-movements, as in the interior of a vehicle door handle in Operation often occur.
  • the transmitter is arranged outside the door handle.
  • the evaluation is in this case provided in particular for installation in the interior of a vehicle door.
  • the griffexterne arrangement of the evaluation, in particular in the door interior in particular has the advantages that the sensitive evaluation electronics on the one hand better protected against weathering than in the handle body.
  • the outsourced from the door handle transmitter is also not exposed to the door handle regularly occurring mechanical stresses.
  • the transmitter is integrated in particular in the door control unit, which causes the automatic locking and unlocking of the vehicle door.
  • the door control unit and the evaluation are preferably constructed on one and the same circuit hardware, this hardware is formed in an appropriate training essentially by a microcontroller.
  • the functionality of the door control unit and the evaluation electronics are implemented by components of a firmware associated with the microcontroller software.
  • the feed lines interposed between the sensor electrodes and the evaluation electronics are electrically shielded in an expedient embodiment of the invention.
  • the shielding of the leads is provided in particular in embodiments of the door handle unit, in which the transmitter is outsourced from the door handle. Namely, such embodiments necessarily require long supply lines, in which the influence of capacitances and electrical interference fields has a particularly significant effect.
  • Shielded supply lines can, however, also be advantageously used within the scope of the invention for achieving improved measuring accuracy.
  • the shield conductor of the shielded line can in principle be laid by the evaluation electronics or a separate connection to ground potential.
  • the shielding conductor is set by the evaluation electronics or a separate control unit to an electrical potential which is equal to the potential of the shielded supply line or at least deviates comparatively little from the latter.
  • the potential of the shield conductor can be analog, i. E. amount continuously controlled.
  • the potential of the shielding conductor is switched digitally between two values ("high” / "low"), in particular "high” indicating the operating potential of the evaluation electronics (eg 5 volts) and "low” the ground potential (0 volts ) corresponds.
  • the shielding conductor is preferably set to the "high" potential when the associated sensor electrode is charged, and to the "low” potential when the sensor electrode is discharged.
  • this is expediently connected to a digital output of the evaluation electronics.
  • the door handle unit comprises a contact device for contacting the handle-internal electrical and electronic see components, in particular of the electrodes and / or the evaluation (if it is integrated in the door handle), with griffexternen electrical or electronic components, such as the door control unit and / or the transmitter (if this is outsourced from the door handle).
  • the contact unit is formed in particular by a connector with a handle-side contact element and a door-side contact element.
  • the leads that connect this contact unit inside the handle with the electrodes and / or the optionally grip-integrated evaluation are expediently also formed by stampings, in particular strands of a punched grid.
  • a stamped grid made of sheet metal is punched out according to the invention, which has a plurality of first connected via at least one connecting bridge strands of wire for forming an electrode and / or a supply line.
  • the stamped grid is - if necessary - bent into a three-dimensional shape in which the position of the individual strands of wire corresponds to the desired relative position of the electrodes and leads.
  • the strands of wire are then fixed in position relative to each other by extrusion coating with at least one plastic preform in their relative position. Subsequently, the electrical insulation strands are cut from each other by removing the or each connecting bridge.
  • the various conductor strands are thus still held together by the at least one pre-molded part, but electrically separated from each other.
  • the bundle of conductor strands held by the at least one pre-sprayed section is then encapsulated with a plastic material to form the grip body.
  • the conductor strands forming the electrodes and leads in the finished state of the door handle are embedded in the material of the grip body during encapsulation.
  • a support grid in particular in honeycomb form, injected, which improves the stability of the door handle.
  • a support grid in particular in honeycomb form, injected, which improves the stability of the door handle.
  • a support grid in this case preferably a comparatively hard plastic is selected, while the handle body is injected from a contrast softer plastic.
  • the support grid is injected to achieve a particularly high stability, in particular to the conductor bundle formed from the electrodes and leads.
  • Fig. 1 in side view a door (outside) handle a door handle unit for a
  • Fig. 2 in plan view of a front side of the door handle of FIG. 1, and
  • Fig. 3 is a schematic side view of the door handle in another
  • Fig. 1 shows a door (outside) handle 1 a door handle unit 2 for a vehicle door, here for a side door of a motor vehicle.
  • the illustrated door handle 1 is shown in a side view with a view of an intended installation situation upwardly facing top 3. Accordingly, the opposite bottom of the door handle 1 is not visible in the illustration.
  • An intended side of the vehicle door facing side is referred to as the back 5 of the door handle 1, while a side facing away from the door is referred to as the front side 6.
  • the door handle 1 comprises an elongated, slightly curved (plastic) handle body 7, which is aligned approximately parallel to the vehicle door.
  • the intended front of the vehicle facing the end of the door handle 1 is referred to as the front longitudinal end 8, while the opposite end is referred to as the rear longitudinal end 9. All direction-determining terms refer to these definitions and are used in the following regardless of the actual position of the door handle 1 in the room.
  • a stop hook 10 from the handle body 7 from the back at the front longitudinal end 8 also protrudes from the rear side a bearing bracket 11 of the handle body 7 from. Both the stop hook 10 and the bearing bracket 11 are used in a conventional manner for the pivotable mounting of the door handle 1 in a door handle receptacle, not shown here in the vehicle door.
  • a sensor device 20 is integrated in the handle body 7 of the door handle 1.
  • the sensor device 20 is used as described above to detect the approach of a hand of a vehicle user to the door handle and possibly output a closing signal or opening signal to the door lock actuated door control unit.
  • the sensor device 20 comprises a first capacitive sensor electrode 21 arranged at the rear, a second sensor electrode 22 arranged at the front, and a third sensor electrode arranged between the two sensor electrodes 21, 22
  • each of the electrodes 21, 22, 23 is essentially formed by a conductor of copper.
  • the rear-side sensor electrode 21 is formed by a narrow, annular, closed printed conductor structure, which is arranged approximately centrally in the grip body 7 and which extends over a large proportion of the length of the grip body 7.
  • the sensor electrode 22 has a substantially small surface area than the sensor electrode 21. It is formed by an approximately square conductor surface and arranged at the rear longitudinal end 9 of the grip body 7.
  • the sensor electrodes 21 and 22 are arranged such that they do not overlap in the direction of the front side 6.
  • the screen electrode 23 (not shown in FIG.
  • the sensor device 20 further comprises an evaluation electronics 24, which is integrated in the handle body 7 in the region of the front longitudinal end 8.
  • the transmitter 24 includes a rigid circuit board 25 soldered in the usual way electronics components.
  • Each of the sensor electrodes 21, 22, 23 is in each case contacted via an associated supply line 27 to the evaluation electronics 24.
  • the printed circuit board 25 of the evaluation electronics 24 is in each case pressed onto a contact end 26 of the respective supply line 27.
  • the printed circuit board 25 again by press contact, by means of further leads 28 with a handle-side contact element 30 of a contact device 31 is connected.
  • the contact element 30 is rigidly connected to the front longitudinal end 8 of a parallel leg 32 of the bearing bracket 11 with this.
  • the grip-side contact element 30 comprises a plug housing 33, in which tin-plated connection pins are accommodated, which correspond to form an electrical plug connection with associated sockets of a door-side contact element.
  • the door-side contact element is in turn connected to a door control unit 34 integrated in the vehicle door (FIG. 3).
  • the handle body 7 has a three-dimensional support grid in the form of a honeycomb structure 40 in the interior.
  • this honeycomb structure 40 serves to increase the torsional rigidity of the grip body 7.
  • the honeycomb structure 40 fixes the electrodes 21, 22, 23 with respect to their relative position relative to one another. In this regard, it should be noted that the electrodes
  • the electrodes 21, 22, 23 and the leads 27, 28 are then bent into their three-dimensional shape and prefixed by preforms. Thereafter, remaining connection bridges between the individual conductor strands of the stamped grid are separated, so that the conductor strands, the
  • the prefixed conductor strands are encapsulated with the honeycomb structure 40.
  • the constructional unit formed from the prefixed conductor strands with the injection-molded honeycomb structure 40 is then finally encapsulated with the grip body 7.
  • the door handle 1 comprises a handle shell 50 arranged at the rear, which is made of plastic as an injection molded part. Furthermore, the door handle 1 comprises a cover 51, which may also consist of plastic or sheet metal, and which is snapped onto the handle shell 50 in the assembled state. Between the grip 50 and the lid 51 cavities are formed, which serves as a receptacle 52 for each of the sensor electrodes 21, 22.
  • the sensor electrodes 21, 22 are each formed in this embodiment by the outer conductor of a flexible coaxial cable.
  • the shield electrode 23 can be formed in particular by a metal foil arranged between the sensor electrodes 21, 22.
  • the sensor electrodes 21, 22 are preferably glued into the respective receptacle 52.
  • the sensor electrodes 21, 22 are provided with an elastic band 53 made of sponge rubber, which rests between the sensor electrodes 21, 22 and the lid 51, elastically fixed in the receptacle 52.
  • the sensor electrodes 21, 22 are connected directly to the contacting device 31 via the flexible leads 27 that are embodied here. Door side, the contact device 31 is connected by means of a shielded line 60 to the transmitter 24.
  • the evaluation 24 is not integrated here in contrast to the first embodiment in the handle body 7, but in the door control unit 34, which is installed in the weather-protected interior of the vehicle door.
  • a line 61 is also connected, which leads to an access control unit (keyless control), not shown here, which checks the authorization of the vehicle user by wireless communication with a - for example integrated in a vehicle key - identification transponder and with proper identification of the vehicle user releases the door unlocking.

Abstract

Es wird eine Türgriffeinheit (2) für eine Fahrzeugtür angegeben. Die Türgriffeinheit (2) umfasst einen Türgriff (1) mit einem Griffkörper (7) und mit einer kapazitiven Sensoreinrichtung (20) zur Detektion einer Annäherung einer Hand eines Fahrzeugnutzers. Die Sensoreinrichtung (20) umfasst eine erste Sensorelektrode (21 ) zur Detektion eines Entriegelsignals, eine zweite Sensorelektrode (22) zur Detektion eines Verriegelsignals, sowie eine Auswerteelektronik (24). Die erste Sensorelektrode (21 ) ist dabei an einer Rückseite des Griffkörpers (7) angeordnet, während die zweite Sensorelektrode (22) an einer Frontseite des Griffkörpers (7) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Türgriffeinheit für ein Fahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf eine Türgriff einheit für ein Fahrzeug.
Türgriffe, insbesondere Türaußengriffe von hochwertigen Kraftfahrzeugen sind häufig mit Elektronikkomponenten, insbesondere mit kapazitiven Sensoren oder Tastern versehen. Solche kapazitive Sensoren dienen beispielsweise bei einem System für den schlüssellosen Fahrzeugzugang (auch als„Keyless-Go",„Keyless- Entry", etc. bezeichnet) dazu, eine Annährung einer Hand eines Fahrzeugnutzers zu detektieren und in Reaktion auf das detektierte Näherungssignal das Fahrzeug zu entriegeln.
Ein kapazitiver Sensor umfasst normalerweise eine sogenannte Sensorelektrode, welche eine erste Elektrode eines Kondensators bildet. Als Gegenelektrode des Kondensators dient dabei in der Regel ein in den Erfassungsbereich des Sensors eindringendes geerdetes Objekt z.B. eines menschlichen Körperteils. Bei einer Annäherung des Objekts (hier der Hand eines Fahrzeugnutzers) an den Sensor ändert sich die Kapazität des zwischen der Sensorelektrode und der Gegenelektrode gebildeten Kondensators. Die Kapazitätsänderung wird direkt oder indirekt mittels einer Auswerteelektronik bestimmt und mit einem vorgegebenen Auslösekriterium verglichen, woraus die Auswerteelektronik auf die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Objekts im Erfassungsbereich, sowie optional auch auf den Abstand des Objekts zu dem Sensor, schließt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Türgriffeinheit für ein Fahrzeug anzugeben, die zur Verwendung für ein schlüsselloses Zugangssystem besonders gut geeignet ist. Insbesondere soll die Türgriffeinheit eine fehlersichere Funktion des schlüssellosen Zugangssystems gewährleisten. Ferner soll die Türgriffeinheit stabil und verschleißunanfällig, gleichzeitig aber einfach und rationell herstellbar sein.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Bezüglich einer Türgriffeinheit wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die erfindungsgemäße Türgriffeinheit umfasst einen Türgriff, welcher im Wesentlichen durch einen Griffkörper gebildet ist. Weiterhin umfasst die Türgriffeinheit eine kapazitive Sensoreinrichtung zur Detektion der Annährung einer Hand eines Fahrzeugnutzers. Die Sensoreinrichtung umfasst eine erste Sensorelektrode zur Detektion eines Entriegelsignals sowie eine zweite Sensorelektrode zur Detektion eines Verriegelsignals. Die erste Sensorelektrode ist dabei in der Nähe einer Rückseite des Griffkörpers angeordnet, die in bestimmungsgemäßer Montage positiv der Fahrzeugtür zugewandt ist. Die rückseitige Sensorelektrode dient dabei vornehmlich dazu, die Annährung der Hand zu detek- tieren, wenn diese den Griffkörper umgreift. Die rückwärtige Sensorelektrode erstreckt sich vorzugsweise über einen großen Teil der Längserstreckung des Griffkörpers.
Die zweite Sensorelektrode ist vorzugsweise in der Nähe einer Frontseite des Griffkörpers angeordnet, die in der Montageposition von der Fahrzeugtür abgewandt ist. Mittels dieser Sensorelektrode wird als Verriegelungssignal die Annäherung eines Fingers detektiert. Zur Anzeige eines Verriegelungswunsches streicht der Fahrzeugnutzer hierbei insbesondere mit dem Finger über den von der Sensorelektrode eingenommenen Flächenbereich. Die zweite Sensorelektrode hat dabei in zweckmäßiger Ausgestaltung eine wesentlich kleinere Ausdehnung als die erste Sensorelektrode. Es ist jedoch auch denkbar, die erste und zweite Sensorelektrode in etwa gleich groß zu gestalten.
Weiterhin umfasst die Sensoreinrichtung eine Auswerteelektronik, welche die von den Sensorelektroden detektierten Signale auswertet und an ein Türsteuergerät übermittelt. Je nach Sensorsignal veranlasst das Türsteuergerät entsprechend einen Ver- oder Entriegelvorgang eines Türschlosses der zugehörigen Fahrzeugtür oder im Rahmen einer Zentralverriegelung das Ver- oder Entriegeln aller Fahrzeugtüren.
Um eine gegenseitige Beeinflussung der Sensorelektroden weitestgehend auszuschließen, ist den Sensorelektroden zweckmäßigerweise eine Schirmelektrode zwischengeschaltet, die die beiden Elektroden gegeneinander elektrisch abschirmt. In einer besonders einfachen Ausgestaltung dient jede Sensorelektrode als Schirmung für die jeweils andere Sensorelektrode.
In einer besonders rationell herstellbaren und zweckmäßigen Ausführungsform ist der Griffkörper als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Die Elektroden sind dabei zweckmäßigerweise einstückig mit daran jeweils anschließenden elektrischen Zuleitungen als Metall-Stanzteile gefertigt. Diese Stanzteile sind vorzugsweise in den Griffkörper eingebettet, indem sie direkt mit dem Kunststoffmaterial des Griffkörpers umspritzt sind.
Anstelle von Stanzteilen können zur Ausbildung der Elektroden und der zugeordneten Zuleitungen auch Schichten aus einem elektrisch leitfähigen Lack herangezogen werden. Des Weiteren können die Elektroden und Zuleitungen auch aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff gefertigt sein. Der Vorteil dieser Ausführung liegt dabei insbesondere darin, dass der gesamte Türgriff inklusive des Griffkörpers und der darin eingebetteten Elektroden und Zuleitungen in einem (Zweikom- ponenten-)Spritzgussprozess herstellbar ist.
Gemäß einer weiteren Alternative sind die Sensorelektroden in sogenannter MID(„Molded Interconnect Device")-Technik gefertigt. Dabei werden auf einen spritzgegossenen Schaltungsträger aus Kunststoff eine oder mehrere Leiterbahnen auf bzw. eingebracht. Das Auf- bw. Einbringen der Leiterbahnen erfolgt dabei beispielsweise durch Bedrucken oder Bespritzen des Schaltungsträgers mit einer leitfähigen Flüssigkeit, Laserstrukturierung, Heißprägen oder Flammenspritzen (z.B. Flamecon®-Verfahren).
Grundsätzlich können als Zuleitungen ferner auch flexible Leiter, insbesondere Litzenleiter, verwendet werden.
Ebenfalls im Sinne einer rationellen Fertigung sind mindestens zwei Elektroden mit den zugehörigen Zuleitungen aus einem gemeinsamen, zusammenhängenden Metall-Stanzgitter gebildet, dessen einzelne Leitungsstränge durch mindestens einen Kunststoff-Vorspritzling relativ zueinander lagefixiert und danach zur gegenseitigen elektrischen Isolierung voneinander freigeschnitten sind. Vor der Umsprit- zung des Stanzgitters mit dem Vorspritzling wird das Stanzgitter vorzugsweise in eine dreidimensionale Form gebogen, in der die einzelnen Leitungsstränge des Stanzgitters hinsichtlich ihrer relativen Lage zueinander der gewünschten Lage der Elektroden und Zuleitungen entsprechen.
In einer besonders kompakten Ausführungsform der Erfindung ist die Auswerteelektronik in den Griffkörper integriert. Zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Auswerteelektronik und den Elektroden ist die Auswerteelektronik dabei vorzugsweise auf Kontaktenden der zugehörigen Zuleitungen aufgepresst. Die Presskontaktierung der Auswerteelektronik mit den Zuleitungen hat- zum Beispiel gegenüber einer Löt- oder Klebeverbindung - den Vorteil, dass sie sehr stabil und widerstandsfähig gegenüber wechselnden Belastungen (insbesondere Biege- und Torsionsspannungen) sowie Mikrobewegungen ist, wie sie im Inneren eines Fahrzeug-Türgriffs im Betrieb häufig auftreten.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Auswerteelektronik außerhalb des Türgriffs angeordnet. Die Auswerteelektronik ist hierbei insbesondere zum Einbau im Innenraum einer Fahrzeugtür vorgesehen. Die griffexterne Anordnung der Auswerteelektronik, insbesondere in dem Türinnenraum, hat insbesondere die Vorteile, dass die empfindliche Auswerteelektronik einerseits gegen Witterungseinflüsse besser geschützt ist als im Griffkörper. Desweiteren ist die aus dem Türgriff ausgelagerte Auswerteelektronik auch nicht den im Türgriff regelmäßig auftretenden mechanischen Belastungen ausgesetzt. In besonders rationeller Ausbildung ist die Auswerteelektronik insbesondere in das Türsteuergerät integriert, das die automatische Verriegelung und Entriegelung der Fahrzeugtür veranlasst. Das Türsteuergerät und die Auswerteelektronik sind dabei vorzugsweise auf ein und derselben Schaltungs-Hardware aufgebaut, wobei diese Hardware in zweckmäßiger Ausbildung im Wesentlichen durch einen Mikrocontroller gebildet ist. Die Funktionalität des Türsteuergeräts und der Auswerteelektronik werden dabei durch Bestandteile einer dem Mikrocontroller zugeordneten Firmware softwaretechnisch implementiert. Um Störungen und Verfälschungen der von den Sensorelektroden gelieferten Signale durch parasitäre Kapazitäten und elektrische Störfelder möglichst zu vermeiden, sind die den Sensorelektroden und der Auswerteelektronik zwischengeschalteten Zuleitungen in zweckmäßiger Ausführung der Erfindung elektrisch geschirmt. Die Schirmung der Zuleitungen ist dabei insbesondere bei Ausführungsvarianten der Türgriffeinheit vorgesehen, bei denen die Auswerteelektronik aus dem Türgriff ausgelagert ist. Solche Ausführungsformen bedingen nämlich notwendigerweise lange Zuleitungen, bei denen sich der Einfluss von Kapazitäten und elektrischen Störfeldern in besonders erheblichem Maß auswirkt. Bei in den Türgriff integrierter Auswerteelektronik haben die genannten Störeffekte aufgrund der nur kurzen Zuleitungen von Haus aus nur einen vergleichsweise geringen Einfluss. Auch hier können geschirmte Zuleitungen aber im Rahmen der Erfindung zur Erzielung einer verbesserten Messgenauigkeit vorteilhaft eingesetzt werden.
Der Schirmleiter der geschirmten Leitung kann grundsätzlich durch die Auswerteelektronik oder einen hiervon separaten Anschluss auf Massepotential gelegt sein. Erkanntermaßen ist der Schirmleiter aber durch die Auswerteelektronik oder ein separates Steuergerät auf ein elektrisches Potential gelegt, das dem Potential der geschirmten Zuleitung gleicht oder zumindest nur vergleichsweise wenig von letzterem abweicht. Das Potential des Schirmleiters kann hierbei analog, d.h. betragsmäßig kontinuierlich gesteuert werden. In einer besonders einfach realisierbaren Ausführung wird das Potential des Schirmleiters aber digital zwischen zwei Werten („High" /„Low") geschaltet, wobei insbesondere„High" dem Betriebspotential der Auswerteelektronik (z.B. 5 Volt) und„Low" dem Massepotential (0 Volt) entspricht. Der Schirmleiter wird hierbei vorzugsweise beim Laden der zugehörigen Sensorelektrode auf das„High"-Potential, und beim Entladen der Sensorelektrode auf das„Low"-Potential gelegt. Zur Potentialsteuerung des Schirmleiters ist dieser zweckmäßigerweise an einen Digitalausgang der Auswerteelektronik angeschlossen.
In einer montagefreundlichen Ausführungsform umfasst die Türgriffeinheit eine Kontakteinrichtung zur Kontaktierung der griffinternen elektrischen und elektroni- sehen Komponenten, insbesondere der Elektroden und/oder der Auswerteelektronik (falls diese im Türgriff integriert ist), mit griffexternen elektrischen oder elektronischen Komponenten, beispielsweise dem Türsteuergerät und/oder der Auswerteelektronik (falls diese aus dem Türgriff ausgelagert ist). Die Kontakteinheit ist dabei insbesondere durch einen Steckverbinder mit einem griffseitigen Kontaktelement und einem türseitigen Kontaktelement gebildet.
Die Zuleitungen, die diese Kontakteinheit griffintern mit den Elektroden und/oder der gegebenenfalls griffintegrierten Auswerteelektronik verbinden, sind zweckmäßigerweise ebenfalls durch Stanzteile, insbesondere Leitungsstränge eines Stanzgitters gebildet.
Im Zuge eines besonders vorteilhaften Verfahrens zur Herstellung der Türgriffeinheit wird erfindungsgemäß ein Stanzgitter aus Metallblech ausgestanzt, das mehrere zunächst über mindestens eine Verbindungsbrücke zusammenhängende Leitungsstränge zur Bildung jeweils einer Elektrode und/oder einer Zuleitung aufweist. Das Stanzgitter wird - sofern erforderlich - in eine dreidimensionale Form gebogen, in der die Lage der einzelnen Leitungsstränge der gewünschten Relativposition der Elektroden und Zuleitungen entspricht. Die Leitungsstränge werden dann durch Umspritzung mit mindestens einen Kunststoff-Vorspritzling in ihrer Relativposition zueinander lagefixiert. Anschließend werden die Leitungsstränge zur elektrischen Isolierung voneinander durch Entfernung der oder jeder Verbindungsbrücke freigeschnitten. Die verschiedenen Leiterstränge sind somit noch durch den mindestens einen Vorspritzling zusammengehalten, aber elektrisch voneinander getrennt. Das durch den mindestens eine vorspritzlich gehaltene Bündel von Leitersträngen wird anschließend zur Bildung des Griffkörpers mit einem Kunststoffmaterial umspritzt. Die im fertigen Zustand des Türgriffs die Elektroden und Zuleitungen bildenden Leiterstränge werden beim Umspritzen im Material des Griffkörpers eingebettet. Optimal wird vor oder gleichzeitig mit dem Spritzen des eigentlichen Griffkörpers ein Stützgitter, insbesondere in Wabenform, gespritzt, das die Stabilität des Türgriffs verbessert. Für das Stützgitter ist hierbei vorzugsweise ein vergleichsweise harter Kunststoff gewählt, während der Griffkörper aus einem demgegenüber weicheren Kunststoff gespritzt wird. Das Stützgitter wird zur Erzielung einer besonders hohen Stabilität insbesondere an das aus den Elektroden und Zuleitungen gebildete Leiterbündel angespritzt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in Seitenansicht einen Tür(außen)griff einer Türgriffeinheit für ein
Kraftfahrzeug, wobei in den Türgriff eine kapazitive Sensoreinheit mit zwei Sensorelektroden und einer Auswerteelektronik integriert ist,
Fig. 2 in Draufsicht auf eine Frontseite den Türgriff gemäß Fig. 1 , und
Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht den Türgriff in einer weiteren
Ausführungsform, bei der die Auswerteelektronik aus dem Türgriff ausgelagert ist.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt einen Tür(außen)griff 1 einer Türgriffeinheit 2 für eine Fahrzeugtür, hier für eine Seitentür eines Kraftfahrzeugs. Der dargestellte Türgriff 1 ist in einer Seitenansicht mit Blick auf eine in bestimmungsgemäßer Einbausituation nach oben weisende Oberseite 3 gezeigt. Entsprechend ist die dazu entgegengesetzte Unterseite des Türgriffs 1 in der Darstellung nicht zu sehen. Eine bestimmungsgemäß der Fahrzeugtür zugewandte Seite ist als Rückseite 5 des Türgriffs 1 bezeichnet, während eine von der Tür abgewandte Seite als Frontseite 6 bezeichnet ist.
Der Türgriff 1 umfasst einen länglichen, leicht gebogenen (Kunststoff-)Griffkörper 7, welcher in etwa parallel zur Fahrzeugtür ausgerichtet ist. Das bestimmungsgemäß der Vorderseite des Fahrzeugs zugewandte Ende des Türgriffs 1 ist als vorderes Längsende 8 bezeichnet, während das dazu entgegengesetzte Ende als hinteres Längsende 9 bezeichnet ist. Alle richtungsbestimmenden Begriffe beziehen sich auf diese Definitionen und werden im Folgenden unabhängig von der tatsächlichen Stellung des Türgriffs 1 im Raum verwendet.
Am hinteren Längsende 9 ragt rückseitig ein Anschlaghaken 10 von dem Griffkörper 7 ab, am vorderen Längsende 8 ragt ebenfalls rückseitig ein Lagerwinkel 11 von dem Griffkörper 7 ab. Sowohl der Anschlaghaken 10 als auch der Lagerwinkel 11 dienen in an sich bekannter Weise zur schwenkbaren Lagerung des Türgriffs 1 in einer hier nicht dargestellten Türgriffaufnahme in der Fahrzeugtür. Durch
Schwenkbewegung des Türgriffs 1 wird ein Schloss der Fahrzeugtür betätigt.
In den Griffkörper 7 des Türgriffs 1 ist eine Sensoreinrichtung 20 integriert. Die Sensoreinrichtung 20 dient wie zuvor beschrieben dazu, die Annährung einer Hand eines Fahrzeugnutzers an den Türgriff zu detektieren und ggf. ein Schließsignal oder Öffnungssignal an das Türschloss betätigendes Türsteuergerät auszugeben.
Die Sensoreinrichtung 20 umfasst eine erste, rückseitig angeordnete kapazitive Sensorelektrode 21 , eine zweite, frontseitig angeordnete Sensorelektrode 22, sowie eine dritte, zwischen den beiden Sensorelektroden 21 ,22 angeordnete
Schirmelektrode 23. Jede der Elektroden 21 ,22,23 ist im Wesentlichen durch eine Leiterbahn aus Kupfer gebildet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die rückseitige Sensorelektrode 21 durch eine schmale, ringförmige geschlossene Leiterbahnstruktur gebildet, die in etwa zentral in dem Griffkörper 7 angeordnet ist, und die sich über einen großen Anteil der Länge des Griffkörpers 7 ausdehnt. Die Sensorelektrode 22 hat eine wesentlich kleine Flächenausdehnung als die Sensorelektrode 21. Sie ist durch eine etwa quadratische Leiterfläche gebildet und am hinteren Längsende 9 des Griffkörpers 7 angeordnet. Die Sensorelektroden 21 und 22 sind dabei derart angeordnet, dass sie sich in Blickrichtung auf die Frontseite 6 nicht überlappen. Die (in Fig. 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte) Schirmelektrode 23 ist vorzugsweise flächig ausgebildet und insbesondere in einem an das hintere Ende 9 angrenzenden Bereich des Griffkörpers den Sensorelektroden 21 ,22 zwischengeordnet. Die Sensoreinrichtung 20 umfasst weiterhin eine Auswerteelektronik 24, welche im Bereich des vorderen Längsendes 8 in den Griffkörper 7 integriert ist. Die Auswerteelektronik 24 umfasst eine starre Leiterplatte 25 mit in üblicher Weise aufgelöteten Elektronik-Bauteilen. Jede der Sensorelektroden 21 ,22,23 ist jeweils über eine zugeordnete Zuleitung 27 mit der Auswerteelektronik 24 kontaktiert. Die Leiterplatte 25 der Auswerteelektronik 24 ist hierzu jeweils auf ein Kontaktende 26 der jeweiligen Zuleitung 27 aufgepresst.
Andererseits ist die Leiterplatte 25, wiederum durch Presskontakt, mittels weiterer Zuleitungen 28 mit einem griffseitigen Kontaktelement 30 einer Kontakteinrichtung 31 verbunden. Das Kontaktelement 30 ist am vorderen Längsende 8 eines Parallelschenkels 32 des Lagerwinkels 11 starr mit diesem verbunden.
In der hier dargestellten Ausführungsform umfasst das griffseitige Kontaktelement 30 ein Steckergehäuse 33, in welchem verzinnte Anschluss-Pins aufgenommen sind, die zur Ausbildung einer elektrischen Steckverbindung mit zugehörigen Buchsen eines türseitigen Kontaktelements korrespondieren. Das türseitige Kontaktelement ist seinerseits verbunden mit einem in der Fahrzeugtür integrierten Türsteuergerät 34 (Fig. 3).
In der Draufsicht gemäß Fig. 2 auf den transparent dargestellten Griffkörper 7 ist weiterhin ersichtlich, dass der Griffkörper 7 im Inneren ein dreidimensionales Stützgitter in Form einer Wabenstruktur 40 aufweist. Diese Wabenstruktur 40 dient zum Einen zur Erhöhung der Verwindungssteifigkeit des Griffkörpers 7. Zum Anderen fixiert die Wabenstruktur 40 die Elektroden 21 ,22,23 hinsichtlich ihrer relativen Lage zueinander. Diesbezüglich ist zu beachten, dass die Elektroden
21 ,22,23 nur der Übersichtlichkeit halber als auf der Wabenstruktur 40 aufliegend dargestellt sind. Tatsächlich sind die Sensorelektroden 21 ,22,23 jedoch von der Wabenstruktur 40 umschlossen.
Zur Fertigung des Türgriffs 1 gemäß der hier dargestellten Ausführungsform werden zunächst die Elektroden 21 ,22,23, sowie die Zuleitungen 27,28 in Form von länglichen Leiterbahnen aus einem Stanzgitter gefertigt. Die ausgestanzten Sensorelektroden 21 ,22,23, sowie die Zuleitungen 27,28 werden anschließend in ihre dreidimensionale Form gebogen und durch Vorspritzlinge vorfixiert. Danach werden noch verbleibende Verbindungsbrücken zwischen den einzelnen Leitersträngen des Stanzgitters abgetrennt, so dass die Leiterstränge, die
- die Sensorelektrode 21 mit der zugehörigen Zuleitung 27,
- die Sensorelektrode 22 mit der zugehörigen Zuleitung 27,
- die Schirmelektrode 23 mit der zugehörigen Zuleitung 27, sowie
- jeweils eine der Zuleitungen 28
bilden, noch durch die Vorspritzlinge in ihrer Relativlage zueinander gehalten werden, wohingegen die einzelnen Leiterstränge aber elektrisch voneinander getrennt sind.
Anschließend werden die vorfixierten Leiterstränge mit der Wabenstruktur 40 umspritzt. Die aus den vorfixierten Leitersträngen mit der angespritzten Wabenstruktur 40 gebildete Baueinheit wird dann abschließend mit dem Griffkörper 7 umspritzt.
In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform des Türgriffes 1 dargestellt. In dieser zweiten Ausführungsform umfasst der Türgriff 1 eine rückseitig angeordnete Griffschale 50, welche als Spritzgussteil aus Kunststoff gefertigt ist. Weiterhin umfasst der Türgriff 1 einen Deckel 51 , der ebenfalls aus Kunststoff oder Metallblech bestehen kann, und der im Montagezustand auf die Griffschale 50 aufgeschnappt ist. Zwischen der Griffschale 50 und dem Deckel 51 sind Hohlräume gebildet, welche jeweils als Aufnahme 52 für eine der Sensorelektroden 21 ,22 dient. Die Sensorelektroden 21 ,22 sind in dieser Ausführungsform jeweils durch den Außenleiter eines flexiblen Koaxialkabels gebildet. Optional ist bei diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich zu den Sensorelektroden auch die Schirmelektrode 23 vorgesehen. Die Schirmelektrode 23 kann hier insbesondere durch eine den Sensorelektroden 21 ,22 zwischengeordnete Metallfolie gebildet sein.
Die Sensorelektroden 21 ,22 sind bevorzugt in die jeweilige Aufnahme 52 eingeklebt. Zusätzlich sind die Sensorelektroden 21 ,22 mit einem elastischen Band 53 aus Moosgummi, welches zwischen den Sensorelektroden 21 ,22 und dem Deckel 51 einliegt, elastisch in der Aufnahme 52 fixiert.
Die Sensorelektroden 21 ,22 sind über die hier flexibel ausgeführten Zuleitungen 27 unmittelbar mit der Kontaktierungseinrichtung 31 verbunden. Türseitig ist die Kontakteinrichtung 31 mittels einer abgeschirmten Leitung 60 mit der Auswerteelektronik 24 verbunden.
Die Auswerteelektronik 24 ist hier im Unterschied zur ersten Ausführungsform nicht in den Griffkörper 7, sondern in das Türsteuergerät 34 integriert, welches im witterungsgeschützten Innenraum der Fahrzeugtür eingebaut ist. An das Türsteuergerät 34 ist zudem eine Leitung 61 angeschlossen, welche zu einer hier nicht dargestellten Zugangskontrolleinheit (Keyless Control) führt, die durch drahtlose Kommunikation mit einem - zum Beispiel in einem Fahrzeugschlüssel integrierten - Identifikationstransponder die Berechtigung des Fahrzeugnutzers prüft und bei ordnungsgemäßer Identifikation des Fahrzeugnutzers die Türentriegelung freigibt.
Bezugszeichenliste
1 Tür(außen)griff
2 Türgriffeinheit
3 Oberseite
5 Rückseite
6 Frontseite
7 Griff körper
8 (vorderes) Längsende
9 (hinteres) Längsende
10 Anschlaghaken
11 Lagerwinkel
20 Sensoreinrichtung
21 Sensorelektrode
22 Sensorelektrode
23 Sensorelektrode
24 Auswerteelektronik
25 Leiterplatte
26 Kontaktende
27 Zuleitung
28 Zuleitung
30 Kontaktelement
31 Kontakteinrichtung
32 Parallelschenkel
33 Steckergehäuse
34 Türsteuergerät 40 Wabenstruktur
50 Griffschale
51 Deckel
52 Aufnahme
53 Band
60 Leitung
61 Leitung

Claims

Ansprüche
1. Türgriffeinheit (2) für eine Fahrzeugtür,
mit einem einen Griffkörper (7) umfassenden Türgriff (1 ) und mit einer kapazitiven Sensoreinrichtung (20) zur Detektion einer Annäherung einer Hand eines Fahrzeugnutzers, wobei die Sensoreinrichtung (20) eine erste Sensorelektrode (21 ) zur Detektion eines Entriegelsignals, eine zweite Sensorelektrode (22) zur Detektion eines Verriegelsignals, sowie eine Auswerteelektronik (24) um- fasst, wobei die erste Sensorelektrode (21) an einer Rückseite des Griffkörpers (7) angeordnet ist, und wobei die zweite Sensorelektrode (22) an einer Frontseite des Griffkörpers (7) angeordnet ist.
2. Türgriffeinheit (2) nach Anspruch 1 ,
wobei zwischen der ersten Sensorelektrode (21) und der zweiten Sensorelektrode (22) eine Schirmelektrode (23) angeordnet ist.
3. Türgriffeinheit (2) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Griffkörper (7) als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, und wobei die Elektroden (21 ,22) einstückig mit daran jeweils anschließenden elektrischen Zuleitungen (27) als Metall-Stanzteile gefertigt sind, die mit dem Kunststoffmaterial des Griffkörpers (7) umspritzt sind.
4. Türgriffeinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei zumindest zwei Elektroden (21 ,22,23) mit den zugehörigen Zuleitungen (27) aus einem gemeinsamen, zusammenhängenden Metall-Stanzgitter gebildet sind, dessen einzelne Leitungsstränge, optional nach einem dem Ausstanzen nachgeschalteten Biegeprozess, durch mindestens einen Kunststoff- Vorspritzling relativ zueinander lagefixiert und danach zur gegenseitigen elektrischen Isolierung voneinander freigeschnitten sind.
5. Türgriffeinheit (2) nach Anspruch 3 oder 4,
wobei die Auswerteelektronik (24) in dem Griffkörper (7) integriert ist, und wobei die Auswerteelektronik (24) auf Kontaktenden (26) der den Sensorelektroden (21 ,22) zugeordneten Zuleitungen (27) aufgepresst ist.
6. Türgriffeinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Auswerteelektronik (24) aus dem Türgriff (1 ) ausgelagert ist.
7. Türgriffeinheit (2) nach Anspruch 6,
wobei die Auswerteelektronik (24) in ein zum automatischen Verriegeln und Entriegeln der Fahrzeugtür vorgesehenes Türsteuergerät (34) integriert ist.
8. Türgriffeinheit (2) nach eine der Ansprüche 1 bis 7,
wobei die Sensorelektroden (21 ,22) und die Auswerteelektronik (24) über eine abgeschirmte Zuleitung (60) miteinander verbunden sind.
9. Türgriffeinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
mit einer Kontakteinrichtung (31 ) zur Kontaktierung der Elektroden (21 ,22,23) und/oder der gegebenenfalls griffintern angeordneten Auswerteelektronik (24) mit einer griffextern angeordneten elektrischen oder elektronischen Komponente (24;34), sowie mit mindestens einer elektrischen Zuleitung (28), die die Kontakteinrichtung (31 ) griffintern mit einer Elektrode (21 ,22,23) oder der Auswerteelektronik (24) verbindet, wobei diese Zuleitung (28) aus einem Metall-Stanzteil gebildet und mit dem Kunststoffmaterial des Griffkörpers (7) umspritzt ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Türgriffeinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
bei welchem ein Stanzgitter aus Metallblech ausgestanzt wird, das zunächst mehrere über mindestens eine Verbindungsbrücke zusammenhängende Lei- tungsstränge zur Bildung jeweils einer Elektrode (21 ,22,23) und/oder einer Zuleitung (27,28) aufweist, bei welchem das Stanzgitter optional in eine dreidimensionale Form gebogen wird, bei welchem die Leitungsstränge durch Um- spritzung mit mindestens einen Kunststoff-Vorspritzling in ihrer Relativposition zueinander lagefixiert werden, bei welchem die Leitungsstränge gegenseitig durch Entfernung der oder jeder Verbindungsbrücke freigeschnitten werden, und bei welchem die durch den mindestens einen Vorspritzling gehaltenen Leitungsstränge zur Bildung des Griffkörpers (7) mit einem Kunststoffmaterial umspritzt werden.
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