DE10023543C1 - Solardeckel - Google Patents

Abstract

Bei einem Solardeckel (14) für ein Fahrzeugdach (10) mit einer Außenscheibe (20), einer Innenabdeckung (18) und einer Mehrzahl von zwischen der Außenscheibe und der Innenabdeckung angeordneten Solarzellen (16), wobei sowohl die Außenscheibe als auch die Innenabdeckung aus Kunststoff gefertigt sind, wird die Außenscheibe (20) oder die Innenabdeckung (18) von einem Spritzgussteil (34) gebildet, welches einstückig ausgeformte Verstärkungs- und/oder Befestigungselemente (24, 29, 32) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Solardeckel für ein Fahrzeugdach mit einer Außenscheibe, einer Innenabdeckung und einer Mehrzahl von zwischen der Außenscheibe und der Innenabdeckung angeordneten Solarzellen, wobei sowohl die Außenscheibe als auch die Innenabdeckung aus Kunststoff gefertigt sind.

Ein derartiger Solardeckel ist aus der DE 198 13 324 A1 bekannt, in welcher ein Solardeckel beschrieben ist, bei welchem zwischen einer im wesentlichen ebenen außen liegenden Deckelplatte und einer im Wesentlichen ebenen, innen liegenden Abdeckung eine Mehrzahl von Solarzellen angeordnet ist. Die Deckelplatte ist vorzugsweise eine Glasplatte, kann aber ebenso eine Kunststoffplatte z. B. aus Plexiglas sein. Die innen liegende Abdeckung wird bevorzugt von einer Kunststofffolie gebildet, kann jedoch auch aus Metall oder Glas gefertigt sein. In der DE 198 13 324 A1 werden zwei Ausführungsformen des Solardeckels beschrieben, eine rahmenlose und alternativ eine mit einem zusätzlichen umlaufenden Kunststoff-Vollprofilrahmen. Bei der rahmenlosen Ausführungsform wird die Stabilität des Solardeckels in erster Linie von der Deckelplatte bestimmt, die entsprechend dick und damit schwer ausgeführt werden muss, um dem Deckel eine ausreichende Stabilität zu verleihen. Die alternative Ausführungsform erfordert bei der Fertigung den zusätzlichen Arbeitsschritt des Umschäumens des Deckels mit dem Kunststoffrahmen.

Des weiteren ist in DE 197 16 389 A1 ein Solardeckel für ein Fahrzeugdach beschrieben, bei welchem zwischen einem innen liegenden Kunststoffträger und einer außen liegenden Glasdeckschicht eine Mehrzahl von Solarzellen angeordnet ist, die in eine Klebstoffschicht eingebettet sind. Zur Reduzierung des Gewichts des Solardeckels ist die Glasdeckschicht extrem dünn ausgebildet, so dass sie im Wesentlichen nur die Funktion einer kratzfesten Schutzabdeckung für die Solarzellen erfüllt. Gemäß der DE 197 16 389 A1 lässt sich zwar ein relativ leichtgewichtiger Deckel herstellen, das Risiko einer Beschädigung des Deckels ist jedoch recht hoch, weil die dünne Glasdeckschicht durch die darunter liegende flexible Klebstoffschicht keine ausreichende Stützung erfährt, wenn ein Druck von oben auf den Solardeckel ausgeübt wird, z. B. wenn ein herabfallender Gegenstand den Deckel treffen sollte oder sich jemand auf dem Deckel abstützt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Solardeckel der eingangs genannten Art zu schaffen, der leicht und dennoch stabil ist und der sich in wenigen Arbeitsschritten fertigen lässt.

Diese Aufgabe wird bei einem Solardeckel für ein Fahrzeugdach mit einer Außenscheibe, einer Innenabdeckung und einer Mehrzahl von zwischen der Außenscheibe und der Innenabdeckung angeordneten Solarzellen, wobei sowohl die Außenscheibe als auch die Innenabdeckung aus Kunststoff gefertigt sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Außenscheibe oder die Innenabdeckung von einem Spritzgussteil gebildet wird, welches einstückig ausgeformte Verstärkungs- bzw. Befestigungselemente aufweist. Dadurch dass einerseits sowohl die Außenscheibe als auch die Innenabdeckung als solche aus Kunststoff gefertigt sind, und andererseits Verstärkungs- oder Befestigungselemente, die bei bisher bekannten Dächern als separate Bauteile üblicherweise aus Metall vorgesehen wurden, in einem Arbeitsschritt beim Spritzgießen der Außenscheibe bzw. der Innenabdeckung erzeugt werden, kann einerseits das Gewicht des erfindungsgemäß ausgebildeten Solardeckels gering gehalten werden und werden andererseits die sonst für die Montage separater Verstärkungs- oder Befestigungselemente benötigten Ressourcen wie Material-, Werkzeug- und Arbeitsaufwand, eingespart.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachdem aus Stabilitäts- und Sicherheitsgründen die Außenscheibe deutlich stabiler ausgeführt werden sollte als die Innenabdeckung, bei der es sich um eine Folie oder um eine Platte handeln kann, deren Dicke wesentlich geringer als die der Außenscheibe ist, ist die Anordnung vorzugsweise so gewählt, dass das Spritzgussteil die Außenscheibe des Solardeckels bildet. Auf diese Weise lässt sich ein besonders leichtgewichtiger und dennoch stabiler Deckel erzeu­ gen.

Das Gewicht des erfindungsgemäß ausgebildeten Solardeckels lässt sich ferner dadurch gering halten, dass die einstückig ausgeformten Verstärkungselemente ein Hohlprofil umfassen, bei dem es sich beispielsweise um einen entlang des Seitenrands des Deckels verlaufendes U-Profil oder ein geschlossenes Hohlprofil handeln kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die einstückig ausgeformten Befestigungselemente Mittel zum Befestigen einer Dichtung, Befestigungselemente zur Verbindung mit dem festen Fahrzeugdach, Befestigungselemente zur Verbindung mit einer Dachmechanik zum Verfahren des Deckelelements und dergleichen umfassen. Derartige Bauteile können in einem Arbeitsgang einstückig mit dem Spritzgussteil, welches die Außenscheibe oder die Innenabdeckung bildet, ausgeformt werden oder an das bereits vorgegossene Spritzgussteil einstückig angeformt werden.

In an sich bekannter Weise können die Solarzellen in eine Schmelzklebefolie, beispielsweise aus Ethylenvinylazetat, oder in eine Vergussmasse eingebettet sein, für die z. B. additionsvernetzter Zweikomponentensilikonkautschuk verwendet werden kann.

In einem Randbereich der Außenscheibe kann ein nicht-transparenter Werkstoff vorgesehen sein, insbesondere um eine Sicht von außen auf die einstückig ausgeformten Verstärkungs- und/oder Befestigungselemente zu verhindern oder um Leiterbahnen abzudecken, wie sie zum Kontaktieren der Solarzellen und zum Verbinden des Solarzellenverbunds mit der Bordelektrik des Fahrzeugs vorgesehen werden.

Bei dem nicht-transparenten Werkstoff kann es sich hierbei um eine Farbschicht handeln oder um ein in einem weiteren Arbeitsgang an die Außenscheibe angespritzten Bereich aus einem nicht-transparenten Werkstoff.

Um die Oberseite der Außenscheibe gegen Beschädigungen insbesondere gegen UV-Einflüsse oder Verkratzen zu schützen, kann diese ferner mit einem transparenten Schutzlack beschichtet sein. Als besonders vorteilhafte Beschichtungen kommen hierbei Polysiloxanlacke, "Orcomere" oder Nanomerschichten zur Anwendung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf einen Solardeckel;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Solardeckels;

Fig. 3 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Solardeckels; und

Fig. 4 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 2 einer dritten Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Solardeckels.

Entsprechend Fig. 1 ist in der festen Dachfläche 10 eines Fahrzeugdaches ein Dachausschnitt 12 vorgesehen, der mittels eines Solardeckels 14 wahlweise verschlossen oder mindestens teilweise freigegeben werden kann. Es versteht sich, dass der hier beschriebene Solardeckel 14 Teil eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches sein kann, beispielsweise eines Schiebedaches, eines Schiebehebedaches oder eines Spoilerdaches, oder aber ein Festdeckel sein kann. Der Solardeckel 14 weist über einen Teil seiner Fläche Solarzellen 16 auf, wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert wird.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Solardeckels 14, bei welchem zwischen einer Innenabdeckung 18 und einer Außenscheibe 20 eine Mehrzahl von Solarzellen 16 angeordnet ist.

Sowohl die Außenscheibe 20 als auch die Innenabdeckung 18 sind aus Kunststoff gefertigt, wobei die Innenabdeckung 18 als Spritzgussteil gefertigt ist, welches eine zentrale Auflagefläche 22 für die Solarzellen 16 bestimmt und einen einstückig angeformten Verstärkungsrahmen 24 aufweist, der entlang dem Rand des Solardeckels verläuft. Vorzugsweise ist die Auflagefläche 22 wie gezeigt wannenförmig ausgebildet und nimmt die in einer transparenten Vergussmasse oder Schmelzklebefolie 26 eingebetteten Solarzellen 16 einschließlich der die Solarzellen verbindenden Lötverbinder 28 auf. An den Verstärkungsrahmen 24 sind ferner Befestigungselemente 29 zum Befestigen einer Dichtung 30 angeformt, mittels deren der Solardeckel 14 gegen die feste Dachhaut 10 abgedichtet wird.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Variante des Solardeckels von Fig. 2 bildet das Spritzgussteil 34 die Außenscheibe des Solardeckels, auf deren Unterseite bei der Montage des Deckels die Solarzellen 16 aufgelegt und in einer Vergussmasse 26 eingebettet werden. Zum Fahrzeuginneren hin wird der Solarzellenverbund mittels einer Folie oder einer dünnen Platte 36 abgedeckt. Analog wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 weist das Spritzgussteil 34 einen umlaufenden Verstärkungsrahmen 24 sowie Befestigungselemente 29 zum Befestigen einer Dichtung 30 auf. Darüber hinaus weist das Spritzgussteil 34 gemäß Fig. 3 ein einstückig angeformtes Befestigungselement 32 auf, um den Solardeckel mit einer (nicht gezeigten) dachfesten Mechanik zum Verfahren des Deckels zu verbinden.

Während in den Fig. 2 und 3 der Solardeckel 14 von unten gegen die feste Dachhaut 10 anliegt zeigt Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solardeckels, der für eine Anlage von oben an die feste Dachhaut ausgelegt ist. Bei dem hier gezeigten Solardeckel bildet das Spritzgussteil 34 wiederum die Außenscheibe des Solardeckels, auf welche bei der Montage des Deckels die Solarzellen 16 aufgelegt und in einer transparenten Vergussmasse 26 eingebettet werden. Zum Fahrzeuginneren hin wird der Solarzellenverbund mittels einer Folie oder einer dünnen Platte 36 abgedeckt. Ähnlich wie bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und Fig. 3 weist das Spritzgussteil 34 nahe seinem Seitenrand ein Verstärkungsprofil 24 auf.

Bei der Variante nach Fig. 4 ist die Dichtung 38, die den Deckel 14 gegen die feste Dachhaut 10 abdichtet, jedoch nicht an dem Spritzgussteil 34 befestigt sondern an einem mit der festen Dachhaut 10 verbundenen Einfassrahmen 46. Ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3, kann das Spritzgussteil 34 Mittel zur Befestigung des Deckels 14 am Fahrzeugdach oder an einer Mechanik zum Verfahren des Deckels aufweisen.

Ferner ist bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 ein Randbereich des Deckels eingefärbt, um eine Sicht von außen, d. h. von oben, auf den Verstärkungsrahmen, die Befestigungselemente und in den Zeichnungen nicht dargestellte Leitungsanordnungen zum Verbinden der Solarzellen 16 mit der Bordelektrik des Fahrzeugs zu verhindern. Gemäß Fig. 3 ist zu diesem Zweck auf den Randbereich des Deckels 14 eine nicht-transparente Farbschicht 40 aufgebracht, während gemäß Fig. 4 diese Funktion von einem von unten angespritzten nicht transparenten Bereich 42 erfüllt wird.

Wie in Fig. 4 angedeutet ist, ist ferner die Oberseite der Außenscheibe vorteilhafterweise mit einem Schutzlack 44 versehen, der die Scheibe gegen UV-Einflüsse und Verkratzen schützt.

Claims (13)

1. Solardeckel für ein Fahrzeugdach mit einer Außenscheibe (20), einer Innenabdeckung (18) und einer Mehrzahl von zwischen der Außenscheibe und der Innenabdeckung angeordneten Solarzellen (16), wobei sowohl die Außenscheibe als auch die Innenabdeckung aus Kunststoff gefertigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenscheibe (20) oder die Innenabdeckung (18) von einem Spritzgussteil (34) gebildet wird, welches einstückig ausgeformte Verstärkungs- bzw. Befestigungs­ elemente (Rahmen 24, Befestigungselement 29 bzw. 32) aufweist.

2. Solardeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente ein Hohlprofil (Rahmen 24) umfassen.

3. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente Mittel (Element 29) zum Befestigen einer Dichtung (30) umfassen.

4. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente Mittel (Element 32) zum Befestigen des Solardeckels (14) an einem Fahrzeugdach (Dachfläche 10) umfassen.

5. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente Mittel (Element 32) zum Befestigen des Solardeckels (14) an einer Mechanik zum Verfahren des Solardeckels umfassen.

6. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen (16) in eine Schmelzklebefolie oder eine Vergussmasse (26) eingebettet sind.

7. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgussteil (34) die Außenscheibe 20 bildet.

8. Solardeckel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenabdeckung (18) eine Folie (36) ist.

9. Solardeckel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenabdeckung eine Platte ist, deren Dicke wesentlich geringer als die der Außenscheibe (20) ist.

10. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Randbereich der Außenscheibe (20) ein nicht-transparenter Werkstoff (Farbschicht 40 bzw. Bereich 42) vorgesehen ist.

11. Solardeckel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht- transparente Werkstoff eine Farbschicht (40) ist.

12. Solardeckel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Randbereich ein Bauteil aus einem nicht-transparenten Werkstoff (Bereich 42) vorgesehen ist, welches an die Außenscheibe angespritzt ist.

13. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite der Außenscheibe mit einem transparenten Schutzlack (44) beschichtet ist.