DE10023546A1

DE10023546A1 - Solardeckel

Info

Publication number: DE10023546A1
Application number: DE10023546A
Authority: DE
Inventors: Werner Paetz; Helmut Teschner
Original assignee: Webasto Vehicle Systems International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2002-01-03
Anticipated expiration: 2020-05-16
Also published as: DE10023546C2; US6474729B2; US20020008412A1

Abstract

Bei einem Solardeckel für ein Fahrzeugdach (2) mit einer Trägerplatte (10), einer Mehrzahl von auf der Trägerplatte angeordneten Solarzellen (18) und einer Abdeckung (38), welche die von der Trägerplatte weg weisende Seite der Solarzellen bedeckt, ist als Trägerplatte (10) ein Kunststoff-Spritzgussteil vorgesehen, in welches Konturen (12, 16) zum Positionieren der Solarzellen (18) eingeformt sind. Die Konturen verhindern ein Verrutschen der Solarzellen bei der Montage des Solardeckels.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Solardeckel für ein Fahrzeugdach mit einer Trägerplatte, einer Mehrzahl von auf der Trägerplatte angeordneten Solarzellen und einer Abdeckung, welche die von der Trägerplatte weg weisende Seite der Solarzellen bedeckt.

Ein derartiger Solardeckel ist aus der DE-OS 198 13 324 bekannt, in welcher ein rahmenloser Solardeckel beschrieben ist, bei welchem zwischen einer im wesentlichen ebenen außenliegenden Deckelplatte und einer innenliegenden Abdeckung eine Mehrzahl von Solarzellen angeordnet ist. Bei der Montage des Solardeckels wird auf die Deckelplatte ein weiches Einbettungsmaterial aufgebracht, in welches die Solarzellen eingelegt werden, wobei die eingebetteten Solarzellen abschließend mit der Abdeckung, beispielsweise einer Folie oder dünnen Platte überdeckt werden. Die Herstellung des in DE-OS 198 13 324 beschriebenen Solardeckels ist insofern problematisch, als die Solarzellen vor dem Laminieren oder Vergießen sehr genau auf der Deckelplatte positioniert werden müssen, was sich auf der ebenen Deckelplatte als recht schwierig gestaltet.

Des weiteren ist in der DE-OS 38 35 560 ein Kunststoffdach für Fahrzeuge beschrieben, welches einen zur Aufnahme der Dachaußenschale und der Dachinnenverkleidung ausgebildeten Profilrahmen mit Verstärkungen in Form einer Gitter- oder Wabenkonstruktion aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können in den Waben ferner Aussteifungsflächen vorgesehen sein, auf denen Solarzellen angeordnet werden können. Das in DE-OS 38 35 560 beschriebene Dach ist in mehrerer Hinsicht nachteilig. Zum einen ist der Querschnitt bei dem vorgeschlagene Aufbau recht hoch und eignet sich daher nicht für bewegliche Deckelelemente. Zum anderen lassen sich aufgrund des Gitterelements keine transparenten oder teiltransparenten Dachelemente realisieren, da das Gitterelement mit einer undurchsichtigen Abdeckung überdeckt werden muss. Darüber hinaus gestaltet sich das Verschalten von in den Zellen der Gitterstruktur angeordneten Solarzellen als äußerst schwierig, da die Solarzellen von unten durch in den Aussteifungsflächen vorgesehene Durchbrechungen kontaktiert werden müssen, die jeweiligen Kontakte dann jedoch in der Wabenstruktur austreten, die einer Verbindung der einzelnen Kontakte im Wege ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Solardeckel der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Montage sich weniger aufwendig gestaltet als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Solardächern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem Solardeckel für ein Fahrzeugdach mit einer Trägerplatte, einer Mehrzahl von auf der Trägerplatte angeordneten Solarzellen und einer Abdeckung, welche die von der Trägerplatte weg weisende Seite der Solarzellen bedeckt, als Trägerplatte ein Kunststoff-Spritzgussteil vorgesehen ist, in welches Konturen zum Positionieren der Solarzellen eingeformt sind. Vorzugsweise sind die Konturen dabei so gewählt, dass die Position jeder einzelnen Solarzelle vorgegeben ist. Jedoch sind auch bereits Ausführungsformen, bei welchen die Konturen die Position nur einzelner Reihen oder Gruppen von Solarzellen bestimmen, nicht jedoch die Position jeder Zelle innerhalb der Reihe oder Gruppe, gegenüber dem Stand der Technik vorteilhaft, wie er anhand von DE-OS 198 13 324 erläutert wurde. Der Deckel nach der Erfindung verfügt über einen einfachen, aus wenigen Teilen bestehenden Aufbau und lässt sich dennoch schnell und preisgünstig fertigen.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Insbesondere kann die Trägerplatte zwecks Ausbildung der Konturen mit Vertiefungen versehen sein und/oder Stege aufweisen, wobei die Größe der Vertiefungen bzw. der Abstand der Stege vorzugsweise der Größe der Solarzellen entspricht. Auf diese Weise wird ein eindeutige und exakte Positionierung der Solarzellen erreicht, die kein Verrutschen der Solarzellen ge geneinander während dem Laminieren oder Vergießen zulässt. Obgleich sich somit der Montageaufwand und die für die Fertigung der Solardeckel benötigte Zeit erheblich reduzieren lassen, wird gleichzeitig die Fehler- oder Ausschußquote gesenkt, da eine kritische Fehlerquelle - das Verrutschen der Solarzellen - gänzlich ausgeschlossen werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Konturen ferner Positionierhilfen zum Positionieren von zum Kontaktieren der Solarzellen benutzten Leiterbahnen umfassen. Derartige Konturen lassen sich beispielsweise dadurch erzeugen, dass in den Stegen zwischen einzelnen Solarzellen Durchbrüche vorgesehen sind, in welche die Leitbahnen eingelegt werden können. Darüber hinaus können die Konturen ferner Mittel zum Verrasten der Solarzellen sowie der Leiterbahnen aufweisen, beispielsweise Rasthaken, Nasen, vorspringende Kanten und dergleichen.

In an sich bekannter Weise können die Solarzellen in eine Schmelzklebefolie, beispielsweise aus Ethylenvinylazetat, oder eine Vergussmasse eingebettet sein.

Nachdem sowohl die Trägerplatte als auch die Außenscheibe als ein stabileres Element ausgeführt sein sollten, erweist es sich für das Erreichen eines besonders leichten Deckels, der aus wenigen Teilen aufgebaut ist, als besonders vorteilhaft, wenn die Funktionen der Außenscheibe und die der Trägerplatte in einem Bauteil vereint werden. Gemäß einer besonders be vorzugten Ausführungsform der Erfindung ist daher die Trägerplatte aus transparentem Kunststoff gefertigt und dient als Außenscheibe des Solardeckels, an deren Unterseite die Solarzellen angebracht sind. Soll ein Solardeckel realisiert werden, der aus möglichst wenig Teilen besteht und der daher besonders schnell und einfach zu montieren ist, so kann die Trägerplatte ferner so ausgestaltet werden, dass sie weitere Bauteile umfasst, wie sie gewöhnlich bei Solardeckeln zu finden sind, insbesondere einen Verstärkungsrahmen, Befestigungselemente zur Verbindung mit dem festen Fahrzeugdach, Befestigungselemente zur Verbindung mit einer Dachmechanik zum Verfahren des Deckelelements und dergleichen. Derartige Bauteile kön nen einstückig bei der Herstellung des Trägerelements mit ausgebildet oder an das vorgegossene Trägerelement angegossen werden.

Sollen die Leitungsanordnungen, die zum Verbinden der Solarzellen mit dem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs vorgesehen werden, gegen Sicht von außen geschützt werden, so kann in dem Randbereich der transparenten Trägerplatte, in welchem die besagten Leitungsanordnungen vorgesehen werden, ein nicht-transparenter Werkstoff vorgesehen werden. Hierbei kann es sich um eine Farbschicht handeln, die vor dem Anbringen der Leitungsanordnungen auf den Randbereich aufgebracht wird oder aber es kann ein Bauteil aus einem nicht-transparenten Werkstoff vorgesehen sein, welches die Leitungsanordnungen trägt. Insbesondere kann das Bauteil aus nicht- transparentem Werkstoff ein Kunststoff-Spritzgussteil ist, welches an die transparente Trägerplatte angespritzt ist. Als der nicht-transparente Werkstoff kann der gleiche Werkstoff verendet werden wie für die transparente Trägerplatte, wobei in diesem Fall der Werkstoff eingefärbt wird, um eine Durchsicht zu verhindern.

Um die Oberseite der transparenten Trägerplatte 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 beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Solardeckel; und

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht des in Fig. 1 gezeigten Solardeckels von unten.

Entsprechend Fig. 1 ist in der festen Dachfläche 2 eines Fahrzeugdaches ein Dachausschnitt 4 vorgesehen, der mittels eines Solardeckels 6 wahlweise verschlossen oder mindestens teilweise freigegeben werden kann. Es versteht sich, dass der hier beschriebene Solardeckel Teil eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches sein kann, beispielsweise eines Schiebedaches, eines Schie behebedaches oder eines Spoilerdaches, oder aber ein Festdeckel sein kann. Der Solardeckel 6 weist über einen Teil seiner Fläche Solarzellen 18 auf, wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert wird.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt des Solardeckels 6 nach der vorliegenden Erfindung, bei welchem eine aus transparentem Kunststoff gefertigte Trägerplatte 10 als Außenscheibe des Solardeckels dient. An ihrer Unterseite weist die Trägerplatte 10 Vertiefungen 12 auf, die durch längs und quer zum Seitenrand 14 des Deckels verlaufende Stege 16 voneinander getrennt sind. Der Abstand der Stege 16 entspricht der Größe von Solarzellen 18, die bei der Montage des Solardeckels in die Vertiefungen 12 eingelegt werden. Die Trägerplatte 10 weist Rastelemente 20 auf, in welche die Solarzellen 18 bei der Montage eingeclipst werden und die ein Herausfallen der Solarzellen 18 aus den Vertiefungen 12 verhindern.

Entlang des Seitenrands 14 des Deckels ist auf die Trägerplatte 10 ein Rahmenbauteil 22 aufgebracht, das einerseits der Verstärkung des Deckelelements dient und das andererseits Kanäle 24 aufweist, in welchen Leitungsanordnungen 26 angeordnet sind, um die Solarzellen 18 mit dem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs zu verbinden. Um eine Sicht von außen (d. h. von oben) auf die Leitungsanordnungen oder Sammelleiter 26 zu verhindern, ist das Rahmenbauteil 22 aus einem nicht-transparenten Material gefertigt, oder aber aus dem gleichen Material wie die Trägerplatte, das jedoch eingefärbt wurde.

Des weiteren kann das Rahmenbauteil 22 wie gezeigt Befestigungselemente 28 aufweisen, um den Solardeckel mit dem festen Fahrzeugdach zu verbinden, wenn das Deckelelement ein Festdeckel ist, bzw. mit einer Dachmechanik, wenn das Deckelelement der Deckel eines Schiebedaches, eines Schiebehebedaches oder eines Spoilerdaches ist.

Um ein Verrutschen der Kontakte 30 zu verhindern, die zum Kontaktieren der Solarzellen 18 vorgesehen werden, sind in den Stegen 16 Durchbrüche 32 vorgesehen, in welche die Kontakte 30 bei der Montage des Solardeckels eingelegt werden. Um ein Herausfallen der eingelegten Kontakte 30 zu verhindern, weisen die Durchbrüche 32 vorspringende Ränder 34 auf, in welche die Kontakte 30 eingeclipst werden.

Nachdem alle Solarzellen 18 sowie die zugehörigen Kontakte 30 und Leitungsanordnungen 26 eingelegt sind, werden diese durch Vergießen oder Überkleben mit einer Schmelzklebefolie 36 dauerhaft fixiert. Über der Vergussmasse oder der Schmelzklebefolie 36 wird dann noch eine weitere Folie 38 oder eine Abdeckplatte vorgesehen, die den eingebetteten Zellenverbund zum Fahrzeuginneren hin abdeckt und gegen Beschädigungen schützt. Falls gewünscht kann diese Folie oder Abdeckplatte eingefärbt sein, um den Lichteinfall durch den Solardeckel zu reduzieren. Die Oberseite der transparenten Trägerplatte ist vorteilhafterweise mit einem Schutzlack 40 versehen, der die Trägerplatte gegen UV-Einflüsse oder Verkratzen schützt.

Es versteht sich, dass der in Fig. 2 gezeigte Solardeckel nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellt. Wie eingangs erwähnt, kann die Anordnung auch so getroffen werden, dass die mit den Positionierhilfen versehene Trägerplatte in dem Solardeckel unten liegt und über der Oberseite der Trägerplatte, auf der die Solarzellen und zugehörigen elektrischen Anschlüsse und Verbindungen angeordnet sind, eine Außenscheibe angeordnet ist.

Bezugszeichenliste

2

feste Dachfläche

4

Dachausschnitt

6

Solardeckel

10

Trägerplatte

12

Vertiefungen

14

Seitenrand

16

Stege

18

Solarzellen

20

Rastelemente

22

Rahmenbauteil

24

Kanäle in

22

26

Leitungsanordnungen

28

Befestigungselemente

30

Kontakte

32

Durchbrüche

34

vorspringenden Rand an

32

36

Vergussmasse oder Schmelzklebefolie

38

Folie oder Abdeckplatte

40

Schutzlack

Claims

1. Solardeckel für ein Fahrzeugdach (2) mit einer Trägerplatte (10), einer Mehrzahl von auf der Trägerplatte angeordneten Solarzellen (18) und einer Abdeckung (38), welche die von der Trägerplatte weg weisende Seite der Solarzellen bedeckt, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerplatte (10) ein Kunststoff-Spritzgussteil vorgesehen ist, in welches Konturen (12, 16) zum Positionieren der Solarzellen (18) eingeformt sind.

2. Solardeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (10) zwecks Ausbildung der Konturen mit Vertiefungen (12) versehen ist.

3. Solardeckel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Vertiefungen (12) derjenigen der Solarzellen (18) entspricht.

4. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (10) zwecks Ausbildung der Konturen Stege (16) aufweist.

5. Solardeckel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand Größe der Stege (16) der Größe der Solarzellen (18) entspricht.

6. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen Positionierhilfen (32) zum Positionieren von zum Kontaktieren der Solarzellen (18) benutzten Leiterbahnen (30) umfassen.

7. Solardeckel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen Mittel (34) zum Verrasten der Leiterbahnen (30) aufweisen.

8. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen Mittel (20) zum Verrasten der Solarzellen (18) aufweisen.

9. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen (18) in eine Schmelzklebefolie oder eine Vergussmasse (36) eingebettet sind.

10. Solardeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (10) aus transparentem Kunststoff gefertigt ist und als Außenscheibe des Solardeckels (6) dient, an deren Unterseite die Solarzellen (18) angebracht sind.

11. Solardeckel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Randbereich der transparenten Trägerplatte (10), in welchem elektrische Leitungsanordnungen (26) zum Verbinden der Solarzellen (18) mit dem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs vorgesehen sind, ein nicht- transparenter Werkstoff vorgesehen ist, der die Leitungsanordnungen gegen Sicht von außen schützt.

12. Solardeckel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht- transparente Werkstoff eine Farbschicht ist, die auf den Randbereich vor dem Anbringen der Leitungsanordnungen (26) aufgebracht wird.

13. Solardeckel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Randbereich ein Bauteil (22) aus einem nicht-transparenten Werkstoff vorgesehen ist, welches die Leitungsanordnungen (26) trägt.

14. Solardeckel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (22) aus nicht-transparentem Werkstoff ein Kunststoff-Spritzgussteil ist, welches an die transparente Trägerplatte (10) angespritzt ist.

15. Solardeckel nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Abdeckung eine Folie (36) vorgesehen ist.

16. Solardeckel nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite der transparenten Trägerplatte (10) mit einem transparenten Schutzlack (413) beschichtet ist.