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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug in geschlossener Bauweise
mit einer für Licht transparenten Scheibe und einem Interieurbauteil.
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Die
Sonneneinstrahlung bei Fahrzeugen führt vielfach zu einer
unerwünschten Erwärmung des Fahrzeuginnenraums.
Dadurch werden häufig die Klimaanlagen stark belastet und
der Verbrauch steigt entsprechend. Außerdem sorgt die Erwärmung für
eine Reduzierung des Komforts, insbesondere wenn Interieurbauteile
wie Lenkrad, Sitze, Armaturenbrett und dergleichen durch die Sonneneinstrahlung
sehr heiß werden.
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Bekannte
Maßnahmen hiergegen bestehen darin, IR-absorbierende oder
IR-reflektierende Scheiben einzusetzen. Im Falle der IR-Absorption
ist die Zwischenlage (in der Regel eine dünne PVB-Schicht)
im Verbund-Sicherheitsglas (VSG) mit IR-absorbierenden Nanopartikeln
ausgerüstet. Dadurch tritt die IR-Strahlung nicht ungehindert
ins Wageninnere, sondern wird in der Mittellage des VSG absorbiert.
Dabei erwärmt sich die Scheibe.
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Die
wirksamere Lösung gegen die Erwärmung der Interieurbauteile
ist die IR-reflektierende Beschichtung von Scheiben mittels aufgedampfter, metallischer
Schichten. Weiterhin ist bekannt, bei Cabriolets Ledersitze mit
IR-reflektierenden Pigmenten zu versehen, um die Oberflächentemperatur
der Sitze bei direkter Sonneneinstrahlung zu verringern.
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Speziell
zeigt die Druckschrift
WO 96/18927 ein
photochromes, lichtdurchlässiges Bauteil. Das Bauteil ist
entweder ein Glas oder ein Kunststoff, insbesondere für
Automobile. Das Bauteil reflektiert selektiv das rote und infrarote
Licht sowie das Licht im nahen Infrarotbereich.
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Weiterhin
offenbart die Patentschrift
DE 199 22 973 C2 eine lichtdurchlässige
Scheibenanordnung mit vorgegebener Einbauausrichtung mit zumindest
einer lichtdurchlässigen Trägerschicht und zumindest
zwei Schichten aus einem Material mit veränderbaren Transmissionseigenschaften
für sichtbares Licht und/oder Wärmestrahlung.
Die Schichten erstrecken sich flächenartig, und die jeweilige
Schicht weist parallel zueinander angeordnete Streifen aus einem
Material mit veränderbaren Transmissionseigenschaften auf.
Die Schichten sind in Flächennormalrichtung voneinander
beabstandet.
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Des
Weiteren beschreibt die Druckschrift
DE 602 15 114 T2 geprägte, reflektive
Laminate für Automobilgläser. Insbesondere werden
diese für hitzereflektierende und/oder hitzeabsorbierende
Hochleistungsgläser eingesetzt. Insbesondere wird eine
dekorative Verbundlaminat-Zwischenlage zur Verminderung der Durchlässigkeit
für UV- und IR-Strahlungsenergie durch ein Glaslaminat
zur Verfügung gestellt. Die Zwischenlage besitzt eine Polymer-Trägerschicht
mit hoher Reflexion für sichtbares Licht. Die Verbundstruktur
wird geprägt, um einen geprägte, dekorativen Verbundstoff
zu bilden.
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Ferner
zeigt die Druckschrift
DE
696 22 754 T2 eine retroreflektive Folie mit zweifacher
Orientierung für Verkehrsmarkierungen. Sie ist so ausgeführt,
dass sie eine große Rückstrahlleistung bei hohen
Eintrittswinkeln in zwei senkrechten Ausrichtungen entfaltet. Die
Folie weist ein Substrat mit einer Basisfläche und einer
strukturierten Fläche gegenüber der Basisfläche
auf. Die strukturierte Fläche bildet mehrere Zonen von
retroreflektierenden Würfeleckenelementen.
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Die
geschilderten Maßnahmen gegen die Erwärmung des
Fahrzeuginneren haben stets bestimmte Nachteile. So wirken IR-reflektierende
Beschichtungen (metallische Bedampfung) als Faradayscher Käfig
und schirmen den Innenraum gegen elektromagnetische Strahlung ab.
Dadurch ist der Empfang von GPS und Mobiltelefonen behindert. Die geschilderte
IR-reflektierende/-absorbierende Ausrüstung hingegen hat
den Nachteil, dass sie auch in umgekehrter Richtung wirkt, d. h.
die Abstrahlung von Wärme aus dem Fahrzeuginnenraum wird
blockiert.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die unerwünschte
Erwärmung des Fahrzeuginnenraums bei Sonneneinstrahlung
weiter zu reduzieren, um den Verbrauch des Fahrzeugs zu reduzieren
und den Komfort zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeug nach Anspruch 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird
also ein Fahrzeug in geschlossener Bauweise mit einer für
Licht transparenten Scheibe und einem Interieurbauteil bereitgestellt,
wobei das Interieurbauteil eine Oberfläche besitzt, die
IR-Strahlung gerichtet durch die Scheibe nach außen emittiert
und/oder reflektiert. Die IR-Strahlung wird also nicht einfach diffus
reflektiert bzw. emittiert, sondern gezielt durch die Scheiben des
geschlossenen Fahrzeugs nach außen geschickt. Dadurch kann
die Erwärmung des Fahrzeuginnenraums deutlich reduziert
werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert, in denen zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze eines Bereichs eines erfindungsgemäßen
Fahrzeugs mit geneigter Scheibe und Armaturenbrett und
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt eines Schnitts durch das
Armaturenbrett.
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Die
nachfolgend näher geschilderten Ausführungsformen
stellen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung dar.
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Erfindungsgemäßes
Ziel ist es, einen möglichst hohen Anteil an Wärmeenergie
in Form von IR-Strahlung durch die Glasscheibe nach außen
zu emittieren. Direkt von außen bestrahlte Flächen
werden durch das Licht erhitzt und sollen die Wärme mittels
IR-(emittierenden)Pigmenten und zusätzlich durch gerichtete
Emission (Reflexion) durch die Scheibe nach außen abstrahlen.
Auch nur durch Konvektion erwärmte Teile sollen IR-reflektierend ausgestaltet
werden, soweit verhindert werden kann, dass hierdurch nur lediglich
Dachhimmel oder Tür-Innenverkleidung zusätzlich
durch IR-Streustrahlung erwärmt werden. Interieur-Oberflächen
(dash board, Hutablage etc.) können also mit Pigmenten
hoher Emissivität im Infrarotbereich ausgestattet werden.
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In
den 1 und 2 ist nun ein konkretes Beispiel
dargestellt. 1 zeigt einen Teil eines geschlossenen
Kraftfahrzeugs. Insbesondere ist eine Frontscheibe 1 und
ein Armaturenbrett 2 zu erkennen. Die Frontscheibe 1 ist
geneigt und Licht 3 mit UV-, sichtbarem und IR-Anteil fällt
durch die Scheibe auf das Armaturenbrett 2. Eine analoge Konstellation ergibt
sich aber auch bei anderen geneigten Scheiben wie der Heckscheibe
und dergleichen sowie den darunter liegenden Interieurbauteilen.
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Das
Material der geneigten Scheibe ist frei von IR-reflektierenden oder
IR-absorbierenden Zusätzen, so dass die geneigte Scheibe
einen entsprechend hohen Transmissionsgrad für IR-Strahlung
besitzt. Die Wärmestrahlung trifft mehr oder weniger ungehindert
auf das Interieurbauteil, hier das Armaturenbrett 2.
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Zumindest
die den Scheiben zugewandte Oberfläche der Interieurbauteile
bzw. des Armaturenbretts 2 weist eine IR-emittierende oder
IR-reflektierende Beschichtung oder Färbung auf. Die Beschichtung
kann beispielsweise durch eine IR-emittierende Kunststofffolie realisiert
werden. Alternativ kann die Beschichtung auch eine Farb- oder Lackschicht
sein, die IR-emittierende Pigmente aufweist. Anstelle der Beschichtung
kann der Kunststoff auch direkt mit IR-Pigmenten versehen sein.
Die IR-Pigmente nehmen das Sonnenlicht, aber auch konvektive Wärme auf,
und strahlen IR-Licht ab.
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Um
die Wärme nun gezielt nach außen zu transportieren,
wird die IR-Strahlung gerichtet emittiert. Dies bedeutet, dass sie
eine Vorzugsrichtung durch die geneigte Scheibe 1 hat.
Hierzu wird die Oberfläche des Armaturenbretts bzw. Interieurbauteils
mit einer Mikrostrukturierung zur selektiv gerichteten Emission
oder Reflexion von IR-Strahlung versehen. Eine derartige Mikrostrukturierung
ist in 2 zu erkennen. Speziell besitzt die Oberfläche
des Armaturenbretts hier ”Sägezähne” 4.
Die von den Sägezähnen 4 emittierte IR-Strahlung 5 ist
auf die geneigte Scheibe 1 gerichtet. Diese Richtwirkung
wird durch die Geometrie der Sägezähne erreicht.
Die IR-Strahlung 5 ergibt sich durch Emission und/oder Reflexion
an der Oberflächen-Mikrostruktur. Die Mikrostruktur sollte
in einem Größenbereich oberhalb der Wellenlänge
des IR-Lichts sein, damit die Richtwirkung entsprechend hoch ist.
Vorzugsweise sollte die Mikrostruktur im Bereich von ca. 1 μm
bis 100 μm liegen. In dem Beispiel von 2 ist
eine Mikrostruktur mit 5 μm hohen Sägezähnen
gewählt.
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Allgemein
kann die Mikrostrukturierung durch erhabene Struktur erzielt werden,
die zumindest teilweise geneigte Seitenflächen haben. Insbesondere
sollten die geneigten Seitenflächen der Mikrostruktur eine
hohe Parallelität zur Fläche der geneigten Scheibe
aufweisen, durch die die IR-Strahlung nach außen geschickt
wird. Damit trifft die IR-Strahlung 5 im Wesentlichen senkrecht
auf die geneigte Scheibe 1 auf, so dass der Reflexionsgrad
entsprechend gering ist. Mit anderen Worten, die Flächennormalen
der Seitenflächen der Mikrostruktur sollten im Wesentlichen
senkrecht auf der Fläche der geneigten Scheibe 1 stehen.
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Das
Material des Interieurbauteils, hier der Kunststoff
6 des
Armaturenbretts
2, weist zumindest im Bereich der Mikrostrukturierung
und zumindest an der Oberfläche, gegebenenfalls auch bis
zu einer gewissen Eindringtiefe, IR-Pigmente auf, die für
die IR-Abstrahlung sorgen. Die IR-reflektierenden Pigmente können
mit Materialien realisiert werden, wie sie beispielsweise in der
Druckschrift
WO 96/18927 beschrieben
sind. Außerdem können sie auch durch Partikel
gebildet werden, wie sie in der Druckschrift
DE 996 22 754 T2 beschrieben
sind.
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Die
Mikrostruktur kann auch beispielsweise durch ein Gitternetz oder
durch Rillen gebildet werden. Diese lassen sich unter Umständen
einfacher auf die flächigen Interieurbauteile, wie Armaturenbrett,
Hutablage, Sitze und dergleichen aufbringen.
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Die
Oberfläche des Interieurbauteils kann zusätzlich
zu der Mikrostruktur eine übergeordnete Makrostruktur aufweisen.
Dies kann eine Lederstruktur, aber auch eine Struktur mit Noppen
sein, die für eine angenehme Haptik sorgt.
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Insgesamt
ist es das Ziel, möglichst viel Wärme von den
Interieurbauteilen nach außen zu transportieren. Trotzdem
ist es unter Umständen vorteilhaft, wenn die IR-Transmission
der geneigten Scheibe 1 bei oder oberhalb des für
Verbundglas üblichen Werts liegt. Damit kann die IR-Strahlung 5 besser nach
außen dringen. Bei nicht geneigten Scheiben ist es unter
Umständen besser, wenn sie IR-absorbierend oder reflektierend
ausgestaltet sind und ihr IR-Transmissionsgrad geringer ist als
der der geneigten Scheibe(n). Oberflächen, die nicht direkt
zu einer geneigten Scheibe gerichtet sind, wie beispielsweise die
Oberfläche 7 in 1, kann unstrukturiert
bleiben und gegebenenfalls nur mit IR-Pigmenten versehen werden.
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- 1
- Frontscheibe
- 2
- Armaturenbrett
- 3
- Licht
- 4
- Sägezähne
- 5
- IR-Strahlung
- 6
- Kunststoff
- 7
- Oberfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 96/18927 [0005, 0023]
- - DE 19922973 C2 [0006]
- - DE 60215114 T2 [0007]
- - DE 69622754 T2 [0008]
- - DE 99622754 T2 [0023]