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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Schalenstruktur,
die ein Funktionsteil eines Leuchtsystems des Fahrzeugs bildet.
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Herkömmliche
Leuchtsysteme von Kraftfahrzeugen verwenden Leuchten, die der jeweiligen Funktion,
beispielsweise der Funktion eines Scheinwerfers oder einer Bremsleuchte
entsprechend ausgewählt und am Fahrzeug angeordnet sind.
Die Leuchten sind Einbaukörper, die in einem Karosserieteil
des Fahrzeugs, beispielsweise dem Front- oder Heckteil, oder in
einem Anbauteil, beispielsweise einer Heckklappe, eingebaut sind.
Für die Einbauten muss Einbauraum vorgesehen, und die eingebauten
Leuchten müssen abgedichtet werden. Der Einbauraum ist
oft erheblich und steht selten in einer für die jeweilige
Leuchtenfunktion optimalen Weise zur Verfügung. Die Gestaltungsfreiheit
ist jedenfalls beschränkt. Die Leuchten sind Störstellen
in der Außenhaut des Fahrzeugs.
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Aus
der
EP 1 325 362 A1 ist
ein Leuchtsystem bekannt, dessen Leuchten in der Außenhaut
integriert sind, so dass sie nicht als Störstellen wirken und
im nicht leuchtenden Zustand auch nicht als Leuchten wahrgenommen
werden. An bestimmten Stellen der Außenhaut, dargestellt
wird die Außenhaut eines Stoßfängers,
sind Arrays optischer Fasern angeordnet, die Licht einer dahinter
liegenden Lichtquelle emittieren.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, bei Kraftfahrzeugen die Flexibilität
hinsichtlich der Gestaltung von Leuchtsystemen, die Licht in die äußere
Umgebung emittieren, zu erhöhen.
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Die
Erfindung hat ein Fahrzeug zum Gegenstand, das wenigstens eine Schalenstruktur
mit integrierten Leuchtelementen aufweist. Die Schalenstruktur bildet
einen Teilbereich der Außenhaut des Kraftfahrzeugs. Handelt
es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Automobil, bildet die Schalenstruktur
die Außenhaut eines Karosserieteils, eines beweglichen Anbauteils oder
eines Stoßfängers. Als Karosserieteile werden üblicherweise
die festen, nicht beweglichen Front-, Seiten-, Heck- und Dachteile
verstanden, die miteinander die Rohkarosse des Automobils bilden.
Anbauteile sind insbesondere Türen, Heckklappen und Fronthauben,
wobei letztere in vielen Fällen zugleich eine Motorhaube
bilden. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich auch um ein Motorrad handeln.
In diesem Falle bildet die Schalenstruktur die Außenhaut
einer Motorradverkleidung. Insbesondere eine Motorradverkleidung
kann zumindest im Wesentlichen bereits allein aus der Außenhaut
bestehen, während ein Karosserieteil, Anbauteil oder ein
Stoßfänger eines Automobils in den meisten Fällen
noch weitere Strukturen aufweist, beispielsweise eine Dämmung,
eine Innenverkleidung oder weitere Funktionsteile, wie beispielsweise
ein Türschloss. Die Schalenstruktur weist in einem zusammenhängenden
Schalenbereich gleichmäßig verteilt und dicht
nebeneinander punktförmige Leuchtelemente in großer
Zahl auf, die in die äußere Umgebung des Kraftfahrzeugs
gerichtet sind und Licht zumindest im Wesentlichen in die äußere
Umgebung emittieren. LEDs sind bevorzugte Leuchtelemente, besonders bevorzugt
werden OLEDs. Die Leuchtelemente sind von der Art, die einzeln angesteuert,
in den genannten Beispielfällen einzeln angeregt, und dementsprechend
jeweils einzeln zum Leuchten gebracht werden können. Grundsätzlich
kann jede Technologie zum Einsatz gelangen, mit der ein aus Pixeln
zusammengesetzter Bildschirm herstellbar ist.
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Das
Kraftfahrzeug umfasst ferner eine Lichtsteuerung oder -regeleng,
mittels der die Leuchtelemente zu Leuchtgruppen zusammengefasst
und gruppenweise angesteuert und zum Leuchten gebracht werden können.
Die Leuchtelemente sind in dem zusammenhängenden Schalenbereich
so dicht angeordnet, dass dieser für einen Betrachter wie
eine einheitliche, homogene Leuchtfläche wirkt, wenn alle Leuchtelemente
des Bereichs gleichzeitig leuchten. Die Lichtsteuerung oder -regelung
ist dazu eingerichtet, aus der Menge aller Leuchtelemente wenigstens zwei
unterschiedliche Untermengen zu jeweils einer Leuchtgruppe zusammenzufassen
und diese wenigstens zwei unterschiedlichen Leuchtgruppen zum Leuchten
zu bringen. Die erste der wenigstens zwei Untermengen besteht aus
einer ersten Vielzahl der Leuchtelemente und die zweite Untermenge
besteht aus einer anderen, zweiten Vielzahl der Leuchtelemente.
Jede ”Leuchtgruppe” im Sinne der Erfindung umfasst
alle Leuchtelemente, die im gleichzeitig leuchtenden Zustand als
eine zusammenhängende Leuchtfläche oder -linie
wahrgenommen werden. Es können somit insbesondere alle diejenigen
Leuchtelemente jeweils eine Leuchtgruppe bilden, die über den
gesamten äußeren Umfang der jeweiligen Leuchtgruppe
keine direkt benachbarten Leuchtelemente haben, die im Leuchtzustand
der Leuchtgruppe ebenfalls leuchten. Falls eine Vielzahl von Leuchtelementen
eine zusammenhängende Leuchtfläche und eine andere
Vielzahl der Leuchtelemente eine weitere zusammenhängende
Leuchtfläche bildet und die beiden Leuchtflächen
von einer schmalen Brücke von weiteren, ebenfalls leuchtenden
Leuchtelementen miteinander verbunden werden, vom Betrachter aber
dennoch als zwei separate Leuchtflächen wahrgenommen werden,
bilden die Leuchtelemente dieser beiden Leuchtflächen im
Sinne der Erfindung jeweils eine eigene Leuchtgruppe. Die Brücke
würde von einer dritten Leuchtgruppe in Form einer von
den Flächen unterscheidbaren Leuchtlinie gebildet werden.
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Nach
der Erfindung bildet die Schalenstruktur bereits die Außenhaut
des Karosserieteils oder Anbauteils, des Stoßfängers
oder der Motorradverkleidung, d. h. die Schalenstruktur bildet die
gesamte oder zumindest im Wesentlichen die gesamte äußere Oberfläche
des Karosserie- oder Anbauteils, des Stoßfängers
oder der Motorradverkleidung. Die gleichmäßig
bzw. regelmäßig nebeneinander angeordneten Leuchtelemente
bilden ein Raster bzw. Array, das sich zusammenhängend über
wenigstens 40% der Gesamtfläche der Schalenstruktur und
somit der gesamten Außenhaut des betreffenden Fahrzeugteils
erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich das Array zusammenhängend über
den überwiegenden Teil der Gesamtfläche der Schalenstruktur.
In besonders bevorzugten Ausführungen weist die Schalenstruktur über
ihre gesamte Fläche das Array von Leuchtelementen auf.
Dem Fahrzeughersteller steht ein wesentlicher Flächenanteil
der Schalenstruktur und somit des Karosserie- oder Anbauteils, des
Stoßfängers oder der Motorradverkleidung für
die Konfigurierung des Fahrzeugleuchtsystems zur freien Verfügung.
In bevorzugten Ausführungen steht ihm die gesamte Außenhaut
des betreffenden Fahrzeugteils für die Gestaltung des Leuchtsystems
zur Verfügung.
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In
Weiterbildungen wird jeweils die Außenhaut von mehreren
Fahrzeugteilen der genannten Art jeweils von einer Schalenstruktur
gebildet, die der Erfindung entspricht. So kann die Schalenstruktur
die Außenhaut beispielsweise der gesamten Front oder zumindest
des überwiegenden Teils der Front eines Automobils bilden,
also die Frontscheibe und ein daran anschließendes Frontteil,
wobei solch eine Ausführung vorzugsweise für Automobile
zur Anwendung gelangt, deren Antrieb nicht im vorderen Teil des
Fahrzeugs untergebracht ist, beispielsweise bei Fahrzeugen mit einem
Heckmotor, Mittelmotor oder einem oder mehreren Motor(en), der oder
die in oder an den Rädern angeordnet sind, vorzugsweise
ein oder mehrere Elektromotor(en). In weiteren Varianten kann von
mehreren oder sämtlichen Seitentüren die Außenhaut
von jeweils einer erfindungsgemäßen Schalenstruktur
gebildet werden. Eine Schalenstruktur für die Fahrzeugfront
oder eine mit einer Schalenstruktur gebildete Seitentür
kann vorteilhafterweise mit einer die Außenhaut einer Heckklappe
bildenden Schalenstruktur in Kombination zum Einsatz gelangen. Obgleich
bereits eine einzige Schalenstruktur am Fahrzeug von Vorteil ist,
weist das Fahrzeug vorzugsweise mehrere erfindungsgemäße
Schalenstrukturen auf. Erfindungsgemäße Schalenstrukturen finden
sich bei einem erfindungsgemäßen Automobil vorzugsweise
an beiden Seiten, an der Front und am Heck, wobei sich für
die Fahrzeugseiten insbesondere die Seitentüren, für
das Heck insbesondere eine Heckklappe und für die Front
insbesondere die Frontscheibe in Kombination mit einem festen Frontteil
anbieten. Stattdessen oder in Kombination mit einem oder mehreren
der genannten Fahrzeugteile kann eine erfindungsgemäße
Schalenstruktur auch die gesamte Außenhaut eines fest verbauten
Seitenteils oder Heckteils eines Automobils bilden. Letztlich kann
die gesamte Außenhaut oder zumindest der überwiegende
Teil der Außenhaut eines Automobils von erfindungsgemäßen
Schalenstrukturen, grundsätzlich auch von einer einzigen
Schalenstruktur gebildet werden
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Soweit
die Erfindung bei Automobilen zur Anwendung gelangt, kann es sich
insbesondere um Personenkraftwagen handeln. Für Lastkraftwagen und
Busse ist die Erfindung jedoch ebenfalls von Vorteil.
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In
bevorzugter Ausführung bildet die Schalenstruktur die Außenhaut
eines Fahrzeugteils mit Fenster. Die Schalenstruktur bildet unmittelbar
selbst das Fenster, ist also in ihrem Fensterbereich transparent,
zumindest für von außen auf das Fenster treffendes
Licht. Sie ist über ihren Fensterbereich hinaus vergrößert.
Der sich an den Fensterbereich anschließende weitere Schalenbereich
kann ebenfalls transparent sein, zumindest für von außen
auftreffendes Licht. Bevorzugt ist der weitere Schalenbereich zumindest
nach außen für Licht undurchlässig oder
weniger durchlässig als der Fensterbereich. Der Fensterbereich
kann nach außen für Licht undurchlässig sein,
jedenfalls soweit gesetzliche Regelungen dem nicht entgegenstehen,
bevorzugt ist er in diese Richtung transluzent, so dass das Fahrzeuginnere
für einen außenstehenden Betrachter nur in schemenhaften
Umrissen erkennbar ist. Um den Unterschied in Bezug auf die Lichtdurchlässigkeit
zu erhalten, kann der weitere Schalenbereich an seiner Innenseite
eine für Licht undurchlässige oder höchstens
transluzente Innenbeschichtung aufweisen. Die Innenbeschichtung
kann aufgedampft, aufgestrichen oder andersartig aufgetragen, aufgeklebt
oder in sonst einer geeigneten Weise direkt auf der Innenseite angebracht sein.
Anstelle einer fest haftenden Innenbeschichtung kann die Schalenstruktur
in dem weiteren Schalenbereich aber auch mit einer höchstens
transluzenten weiteren Schalenstruktur unterlegt sein, die sich der
Form nach an die Innenseite anschmiegt, entweder in einem direkten
Kontakt oder in einem geringen Abstand. Anstelle die erfindungsgemäße
Schalenstruktur mit einer weiteren Schalenstruktur zu unterlegen,
kann die erfindungsgemäße Schalenstruktur mehrschichtig
aufgebaut sein mit in Tiefenrichtung gesehen einer Deckschicht,
die die äußere Oberfläche der Schalenstruktur
bildet, und darunterliegend einer weiteren Schicht, die insbesondere
als Träger für Leiterbahnen zum Ansteuern der
Leuchtelemente dienen kann. Die beiden Schichten bilden dann gemeinsam
oder mit einer oder mehreren weiteren Schichten sowie den Leuchtelementen
die Schalenstruktur. Die Schalenstruktur ist in sämtlichen
Ausführungen vorzugsweise selbsttragend, weist also im Ganzen
gesehen eine ausreichende mechanische Stabilität auf, um
als Einheit montiert werden zu können.
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In
Ausführungen, in denen die Schalenstruktur aus einem oder
mehreren voneinander separaten Fensterbereich(en) und einem oder
mehreren sich an den Fensterbereich oder die mehreren Fensterbereiche
anschließenden, für Licht weniger durchlässigen
weiteren Schalenbereich(en) aufweist, wird es bevorzugt, wenn ihre
am Fahrzeug nach außen gewandte, äußere
Oberfläche dennoch von einer Deckschicht aus überall
dem gleichen Werkstoff gebildet wird. Die Deckschicht bildet die äußere
Oberfläche der Schalenstruktur und erstreckt sich von der äußeren
Oberfläche in Tiefenrichtung bis zu den Leuchtelementen, überdeckt
also die Leuchtelemente und bildet für diese eine Schutzschicht.
Da die Schalenstruktur sowohl wenigstens ein Fenster als auch wenigstens
einen an das Fenster grenzenden weiteren Teilbereich der Außenhaut
bildet, erzeugt das Fenster keine Fuge, die abgedichtet werden müsste,
vielmehr wird eine einheitliche, durch das Fenster nicht unterbrochene
Außenhaut erhalten. Ein besonderer Vorteil ist jedoch darin
zu sehen, dass eine für die Schaffung eines Fensters geeignete
Schalenstruktur mit integrierten Leuchtelementen und ohne Verbindungsfuge
innerhalb des Fahrzeugleuchtsystems Leuchtfunktionen übernehmen
kann. Dabei kann die Leuchtfunktion im Fensterbereich lokalisiert
sein. Vorteilhafterweise kann sie jedoch auch oder auch alleine
nur in dem weiteren Schalenbereich lokalisiert sein. In einer besonders
bevorzugten Variante sind Leuchtelemente sowohl im Fensterbereich
als auch in dem weiteren Schalenbereich in der angegebenen Art lokalisiert,
so dass beide Bereiche eine Leuchtfunktion erfüllen können.
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Ungeachtet
der Frage, ob die Schalenstruktur ein Fenster bildet oder nicht,
weist sie in bevorzugten Ausführungen eine die äußere
Oberfläche bildende transparente Deckschicht auf, oder
wird bereits von solch einer Deckschicht, der dann einzigen Schicht,
gebildet. Die Leuchtelemente können in die transparente
Deckschicht eingebettet oder an einer Innenseite der Deckschicht
angeordnet sein. So kann insbesondere ein OLED-Folienmaterial an
der Innenseite solch einer Deckschicht angeordnet sein. Der transparente
Werkstoff kann beispielsweise Glas oder insbesondere auch ein durchsichtiger
Kunststoff, beispielsweise Makrolon, sein.
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In
bevorzugten Ausführungen ist die Lichtsteuerung oder -regelung
dazu eingerichtet, zumindest eine Untermenge der ersten oder der
zweiten Vielzahl der Leuchtelemente mit nicht zur jeweiligen Vielzahl
gehörenden Leuchtelementen der Schalenstruktur in noch
einer anderen, dritten Leuchtgruppe zum Leuchten zu bringen. Sämtliche
Leuchtelemente oder zumindest eine Untermenge aller Leuchtelemente
der ersten oder der zweiten Vielzahl können also von der
Lichtsteuerung oder -regelung einmal zu der ersten oder zweiten
Leuchtgruppe und das andere Mal zu der dritten Leuchtgruppe zusammengefasst
und innerhalb der jeweiligen Leuchtgruppe gemeinsam mit den restlichen
Leuchtelementen der betreffenden Leuchtgruppe zum Leuchten gebracht werden.
Das Wort ”oder” wird hier wie auch sonst von der
Erfindung im üblichen logischen Sinne als ”inklusiv
oder” verstanden, umfasst also sowohl die Bedeutung von ”entweder.....
oder” als auch die Bedeutung von ”und”,
soweit sich aus dem konkreten Zusammenhang nicht ausschließlich
eine einzige der beiden Bedeutungen nur ergeben kann. Auf die Ansteuerbarkeit
bezogen bedeutet dies, dass entweder nur eine Untermenge der ersten
Vielzahl oder nur eine Untermenge der zweiten Vielzahl zu der dritten Leuchtgruppe
zusammengefasst werden kann oder dieser Freiheitsgrad bezüglich
der Konfigurierung sowohl für die erste als auch für
die zweite Vielzahl der Leuchtelemente verwirklicht ist. Falls sowohl
die erste Vielzahl als auch die zweite Vielzahl jeweils zu einer
weiteren Leuchtgruppe zusammengefasst werden können, kann
diese weitere Leuchtgruppe für die erste Vielzahl die gleiche
wie für die zweite Vielzahl sein. In einer Variante kann
die erste Vielzahl zu einer weiteren, dritten Leuchtgruppe und die
zweite Vielzahl zu noch einer anderen, vierten Leuchtgruppe zusammengefasst
werden. In einer Weiterentwicklung ist die Lichtsteuerung oder -regelung
dazu eingerichtet, zumindest eine Untermenge aller Leuchtelemente
der Schalenstruktur, vorzugsweise zumindest die überwiegende
Zahl aller Leuchtelemente, und besonders bevorzugt alle Leuchtelemente
der Schalenstruktur, wahlfrei zu unterschiedlichen Leuchtgruppen
zusammenzufassen und in der jeweiligen Leuchtgruppe zum Leuchten
zu bringen. Die am weitesten fortgeschrittene, letztgenannte Weiterentwicklung
bietet die größte Freiheit hinsichtlich der Konfigurierbarkeit
des unmittelbar von der Außenhaut des Fahrzeugteils gebildeten
Leuchtsystems, da sie die Möglichkeit eröffnet,
bereits nur durch eine entsprechende Programmierung der Lichtsteuerung
oder -regelung oder mittels einer entsprechend programmierten Lichtsteuerung
oder -regelung beliebige Leuchtgruppen zu bilden.
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Das
Kraftfahrzeug kann eine Bedienungseinrichtung aufweisen, mittels
der die Schalenstruktur in Bezug auf die Leuchtgruppen konfiguriert
werden kann. Vorteilhaft ist es, wenn eine einmal eingestellte Konfiguration
mittels der Bedienungseinrichtung wieder änderbar ist.
Die Lichtsteuerung oder -regelung ist in solchen Varianten dazu
eingerichtet, Untermengen der Leuchtelemente entsprechend der mittels der
Bedienungseinrichtung eingestellten Konfiguration zu den unterschiedlichen
Leuchtgruppen zusammenzufassen und innerhalb der jeweiligen Leuchtgruppe
zum Leuchten zu bringen. Das Leuchtsystem kann in solchen Ausführungen
nicht nur vom Hersteller, sondern auch später noch, im
täglichen Gebrauch des Kraftfahrzeugs von beispielsweise
dem Fahrzeugeigentümer konfiguriert werden. Ein Benutzer
kann mittels der Bedienungseinrichtung beispielsweise Konturlinien
erzeugen oder vom Hersteller erzeugte Konturlinien verändern.
Eine Konturlinie wird von einer Leuchtgruppe des Leuchtsystems gebildet.
Es handelt sich um eine Leuchtkonturlinie, die eine im Raum tatsächlich
vorhandene Begrenzungslinie, einen Umriss, oder eine Kante oder
Wölbung hervorheben kann oder nachts überhaupt
erst sichtbar macht. Dies kann beispielsweise für die Sichtbarmachung von
Fahrzeugen von Vorteil sein, die in schlecht beleuchteten Straßen
parken. Die Gestaltung des Leuchtsystems durch den Benutzer des
Fahrzeugs kann soweit gehen, dass der Benutzer eine oder mehrere
Leuchten des Fahrzeugs, beispielsweise eine Bremsleuchte oder ein
Blinklicht, gegebenenfalls auch einen Scheinwerfer, selbst gestalten
kann, wobei seitens der Lichtsteuerung oder -regelung vorzugsweise
dafür Sorge getragen wird, dass die gesetzlichen Vorschriften
eingehalten werden. Die Konfigurierbarkeit kann soweit gehen, dass
der Benutzer beliebige Symbole, Zahlen oder Buchstaben kreieren kann,
indem er die Lichtsteuerung oder -regelung über die Bedienungseinrichtung
anweist, welche Leuchtelemente in welcher Form zu einer Leuchtgruppe
zusammengefasst werden sollen.
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Aufgrund
der lediglich durch die Größe des die Leuchtelemente
aufweisenden Schalenbereichs begrenzten Freiheit hinsichtlich der
Konfigurierung eignet sich das Leuchtsystem auch hervorragend für eine
car-to-car Kommunikation. Durch Bildung entsprechender Leuchtgruppen
kann einem nachfolgenden Verkehrsteilnehmer beispielsweise rasch
eine gefährliche Verkehrssituation, ein Stauende, Straßenglätte
oder dergleichen, die Bremsintensität oder beispielsweise
sein Fahrabstand am Heck angezeigt werden. Das Leuchtsystem kann
somit zusätzlich oder statt der primären Leuchtfunktion
als variables Design- oder Kommunikationselement verwirklicht sein
und vom Fahrzeughersteller, vorzugsweise auch vom Nutzer verwendet
werden.
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Die
Bedienungseinrichtung kann im Fahrzeuginneren dort insbesondere
im Bereich des Armaturenbretts oder einer Konsole zwischen Fahrer und
Beifahrer angeordnet sein. In einer Weiterentwicklung ist die Schalenstruktur
zumindest in einem Flächenteilbereich des die Leuchtelemente
aufweisenden Schalenbereichs, vorzugsweise über zumindest
den überwiegenden Teil dieses Schalenbereichs und besonders
bevorzugt über die gesamte Fläche des die Leuchtelemente
aufweisenden Schalenbereichs, als Touchscreen gebildet, wobei auf
die von Heimcomputern, Notebooks oder Mobiltelefonen bekannte Technik
zurückgegriffen werden kann. In oder an der Schalenstruktur
können Berührungs- oder Näherungssensoren,
beispielsweise kapazitive Sensoren, in ausreichender Zahl und Flächendichte
angeordnet sein. Der Touchscreen, d. h. die Schalenstruktur, bildet
in derartigen Ausführungen gleichzeitig auch die Bedienungseinrichtung.
Zusätzlich zu solch einer Außenbedieneinrichtung
kann eine weitere Bedienungseinrichtung, wie sie bereits erwähnt
wurde, im Fahrzeuginneren vorgesehen sein. Die Konfigurierung ist
dann wahlweise außen über die Schalenstruktur
oder innen mittels der weiteren Bedienungseinrichtung möglich.
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Die
Schalenstruktur kann insbesondere auch mehr Leuchtelemente aufweisen
als nach der Konfiguration im konfigurierten Leuchtsystem überhaupt zum
Leuchten gebracht werden. Dies wäre sozusagen der Preis
für den Gewinn an Flexibilität hinsichtlich der
Konfigurierbarkeit. Andererseits kann der die Leuchtelemente aufweisende
Schalenbereich auch insgesamt als Fläche zum Leuchten gebracht
werden, indem alle Leuchtelemente oder zumindest ein überwiegender
Teil der Leuchtelemente des Schalenbereichs zu einer Leuchtgruppe
zusammengefasst werden, so dass bei Ansteuerung dieser Leuchtgruppe,
d. h. gleichzeitig aller Leuchtelemente dieser Leuchtgruppe, der
betreffende Schalenbereich so leuchtet, dass er als solcher, vorzugsweise das
betreffende Fahrzeugteil als solches erkennbar wird, beispielsweise
als Seitentür, Fahrzeugfront, Stoßfänger
oder Schweller.
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In
bevorzugten Ausführungen wird die Schalenstruktur aus einem
Halbzeug erhalten, das in standardisierter Form für unterschiedliche
Fahrzeugtypen hergestellt und mittels eines oder mehrerer Umformprozesse
zur jeweiligen Schalenstruktur geformt wird. Die Leuchtelemente
können auch als Folienware preiswert hergestellt und an
der Innenseite einer erst noch zu formenden oder vorzugsweise bereits geformten
Deckschicht der Schalenstruktur angebracht werden, beispielsweise
durch Kleben. Die Deckschicht kann mit den Leuchtelementen und optional
einem Leiterbahnensystem für die Ansteuerung der Leuchtelemente
bereits allein die Schalenstruktur bilden. Sie kann zusätzlich
aber auch noch eine oder mehrere, von außen gesehen hinter
der Deckschicht angeordnete weitere Schicht(en) aufweisen, worauf
bereits hingewiesen wurde.
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In
besonders bevorzugten Ausführungen ist die Karosserie des
Kraftfahrzeugs zu einem individuell gestaltbaren Desktop-Bildschirm
weiterentwickelt. Die Karosserie kann im Ganzen gläsern
anmuten, was allerdings nicht heißt, dass sie von außen
insgesamt durchsichtig wäre oder sein müsste,
der gläserne Eindruck entsteht vielmehr bei Verwirklichung
einer für die erfindungsgemäßen Schalenstrukturen durchsichtigen
Deckschicht, die in bevorzugten Ausführungen bereichsweise
mit einer nicht weniger durchlässigen Schicht unterlegt
oder lichtundurchlässig oder höchstens transluzent
beschichtet ist. Mittels Fernbedienung können bestimmte
Leuchtgruppen, beispielsweise eine einen Türgriff simulierende Leuchtgruppe,
bestimmte Leuchten oder Konturlinien oder sonstigen Leuchtflächen
aktiviert werden, um bei Dunkelheit zum Fahrzeug zu weisen. Beim
Starten des Fahrzeugs ”erwacht” das Leuchtsystem
zum Leben und offenbart den wahren Look des Fahrzeugs. In den Schalenstrukturen
zeichnen die Leuchtelemente die Konturen der Scheinwerfer. Die Konturen
der verschiedenen Leuchtgruppen kann der Nutzer nach seinen Wünschen
gestalten und so seinem Fahrzeug ein individuelles Aussehen verleihen,
wie er es bereits von der Einrichtung seiner Multimediageräte,
beispielsweise seines Desktops, gewohnt ist.
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Auch
bei der Gestaltung seines ”Arbeitsplatzes” im
Cockpit kann der Fahrer freie Hand haben. Ob, beispielsweise ein
Drehzahlmesser in der Mitte oder eine Anzeige einer Klimasteuerung
auf der rechten Seite erscheinen soll – der Fahrer kann
sein Cockpit frei nach Größe, Position oder Stil
der Anzeigen individuell konfigurieren. Die Anmelderin behält es
sich vor, auf solch ein konfigurierbares Cockpit eine eigene Anmeldung
zu richten.
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Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung werden im Kraftfahrzeugbau erstmals
Basaltfasern als leichter, stabiler und vor allem 100%ig Recycling fähiger
Werkstoff eingesetzt. Die Basaltfasern können als einzelne
Fasern in einem oder mehreren Karosserie- oder Anbauteil(en), einem
Stoßfänger oder einer Motorradverkleidung oder
einem sonstigen Strukturteil des Kraftfahrzeugs das jeweilige Teil
verstärkend vorhanden sein. Die Basaltfasern können insbesondere
in einem Außenhautbereich, aber auch in anderen Strukturen
vorgesehen sein. Die Fasern können als Einzelfasern im
jeweiligen Grundwerkstoff eingebettet sein oder als Mattenmaterial,
beispielsweise als Gewebe. Basaltfaser-Werkstoff kann auch maßgeblich
für tragende Strukturelemente, beispielsweise eine Fahrzeugsäule,
verwendet zu werden. Der Werkstoff verfügt über
das Potential, zukünftig als Leichtbau-Werkstoff des Automobils
im Volumenmarkt eingesetzt zu werden. Die Anmelderin behält
es sich vor, auf den Einsatz von Basaltfasern im Kraftfahrzeug eine
eigene Anmeldung zu richten.
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Nach
noch einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Karosserie des
Kraftfahrzeugs auf dem Konzept des sogenannten ”rolling
chassis” basieren. Auf dieser Plattform können modular
unterschiedliche Karosserien aufgesetzt werden, was eine schnelle
und damit kostengünstige Entwicklung von Fahrzeugderivaten
erlaubt. Das rolling chassis Konzept zeichnet sich auch dadurch
aus, dass die Räder des Fahrzeugs maximal weit voneinander
abgerückt sind und dadurch Fahrzeuge mit einem in der Fläche großen
Fahrgastraum bei vergleichsweise kleinen Gesamtabmessungen (Länge,
Breite) erhalten werden können.
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Vorteilhafte
Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen
beschrieben.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Figuren
erläutert. An dem Ausführungsbeispiel offenbar
werdende Merkmale bilden jeweils einzeln und in jeder Merkmalskombination
die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend
beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:
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1 ein
Kraftfahrzeug mit ein Leuchtsystem bildenden Schalenstrukturen in
einer Sicht auf die Front des Fahrzeugs,
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2 das
Kraftfahrzeug in einer Sicht auf das Heck und
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3 einen
kleinen Bereich einer der Schalenstrukturen in einem Querschnitt.
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Die 1 und 2 zeigen
ein Kraftfahrzeug, einmal in einer Sicht auf die Front und das andere
Mal in einer Sicht auf das Heck des Fahrzeugs, mit einem in Schalenstrukturen 5, 6, 7 und 8 integrierten
Leuchtsystem. Beispielhaft ist ein Personenkraftwagen dargestellt.
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Für
den Vortrieb sorgen elektrische, vorzugsweise intelligente Antriebssysteme
in den Rädern des Fahrzeugs, die nicht nur einen hohen
Wirkungsgrad aufweisen, um die Leistung der Batterien auf die Straße
zu bringen, sondern auch deutlich mehr Gestaltungsraum für
das Package des Fahrzeugs bieten. Das Antriebssystem kann im Bereich
der Räder um weitere Funktionen ergänzt sein,
insbesondere die Lenkung oder die Bremsen oder die Federung. Die
Batterien können insbesondere im Mittelteil des Fahrzeugs,
axial zwischen den Rädern, unterhalb der Fahrgastzelle
angeordnet sein. Die Batterien können beispielsweise Lithium
Ionen Batterien sein. Anstelle oder ergänzend zu den Batterien
kann eine oder können mehrere Brennstoffzellen vorgesehen und
bevorzugt wie die Batterien angeordnet sein.
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Ein
Frontteil 1 bildet mit zwei Seitenteilen 2, einem
Heckteil 3 und einem Dachteil 4 die Rohkarosse
bzw. fest gefügte Basis des Fahrzeugs. Die Schalenstruktur 5 ist
an dieser Basis unbeweglich befestigt, also ebenfalls fest gefügt,
und kann im Grunde als zur Basis bzw. Rohkarosse gehörig
angesehen werden. Die Schalenstruktur 5 setzt sich aus
einem transparenten Schalenbereich 10 und einem weiteren
Schalenbereich 11 zusammen, die längs einer zumindest
im Wesentlichen horizontalen Linie oder längs eines zumindest
im Wesentlichen horizontalen Streifens, die oder der sich über
die gesamte Breite der Schalenstruktur 5 erstreckt, nahtlos
ineinander übergehen. Diese Linie oder dieser Übergangsstreifen
kann beispielsweise von der strichliert gezeichneten Kante 9 gebildet
werden, oder auch ein Stück oberhalb dieser Konturlinie 9 liegen.
An der Konturlinie 9 stoßen ein im Ganzen primär
vertikal ausgerichteter gewölbter unterer Flächenbereich
und ein im Ganzen demgegenüber horizontaler ausgerichteter gewölbter
oberer Flächenbereich der Schalenstruktur 5 aneinander.
Die Kante 9 ist vorzugsweise bauchig gewölbt mit
einem Kantenradius von vorzugsweise wenigstens 5 mm bevorzugter
wenigstens 10 mm. Der Fensterbereich 10 bildet die Frontscheibe des
Fahrzeugs und ist daher zumindest für von außen
einfallendes Licht transparent. Der Schalenbereich 11 kann
in beide Richtungen für Licht undurchlässig sein,
bevorzugt ist er nur von innen undurchlässig. Für
die Sicht des Fahrers ist es von Vorteil, wenn der Schalenbereich 11 für
von außen auftreffendes Licht zumindest transluzent ist,
er kann mit Vorteil aber auch transparent sein und dem Fahrer ein
erweitertes Sichtfeld bieten.
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Die
Schalenstruktur 5 bildet eine Einheit, indem sie zumindest
an ihrer äußeren Oberfläche überall
aus dem gleichen Werkstoff in einem Stück geformt ist,
vorzugsweise in einem Umformprozess aus einem transparenten Halbzeug
oder durch Guss eines im erstarrten Zustand transparenten Materials in
eine Form.
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Die
Schalenstruktur 5 weist über ihre gesamte Fläche
gleichmäßig verteilt und dicht nebeneinander angeordnet
eine große Zahl punktförmiger Leuchtelemente auf,
die mittels einer Lichtsteuerung ansteuerbar und dadurch aktivierbar
und zum Leuchten bringbar sind. Die Schalenstruktur 5 ist
in der Art eines Bildschirms eines Desktop- oder Notebook-Computers
verwirklicht. Jedes Leuchtelement ist ein Bild- oder Leuchtpunkt,
ein Pixel, dieses ”Bildschirms”. Die Leuchtelemente
können in die genannte Deckschicht eingebettet oder es
kann die Deckschicht mit den Leuchtelementen unterlegt sein. Deckschicht
und Leuchtelemente können bereits allein die Schalenstruktur 5 bilden.
Zur Verstärkung kann andererseits aber auch noch eine Grundschicht und
gegebenenfalls auch eine oder mehrere Zwischenschicht(en) vorhanden
sein, wobei eine Grund- oder Zwischenschicht insbesondere als Träger
für signaltechnische Verbindungsleitungen dienen oder dieselben
unmittelbar selbst bilden kann.
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Die
Schalenstrukturen 6 und 7 bilden Seitentüren
des Fahrgastraums, die Schalenstruktur 6 eine vordere und
die Schalenstruktur 7 eine hintere Tür. Auf der
anderen Seite des Fahrzeugs sind spiegelbildlich nochmals zwei dort
die Seitentüren bildende Schalenstrukturen 6 und 7 angeordnet.
Die Schalenstrukturen 6 und 7 setzen sich jeweils
ebenfalls aus zwei unterschiedlichen Schalenbereichen zusammen,
einem transparenten oberen Schalenbereich 12 bzw. 14,
dem jeweiligen Fensterbereich, und jeweils einem nahtlos in den
Fensterbereich 12 oder 14 übergehenden
unteren Schalenbereich 13 bzw. 15. Für
die Schalenbereiche 12 und 13 der Schalenstruktur 6 und
für die Schalenbereiche 14 und 15 der Schalenstruktur 7 gelten
die über die Schalenbereiche 10 und 11 der
Schalenstruktur 5 getroffenen Aussagen gleichermaßen.
Insbesondere weisen beide Schalenstrukturen 6 und 7 eine
homogene, fugenlose äußere Oberfläche
und über die gesamte Fläche jeweils gleichmäßig
in dichter Anordnung verteilt punktförmige Leuchtelemente
auf. Sie bilden ebenfalls jeweils einen individuell gestaltbaren
Bildschirm.
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Das
zu den Schalenstrukturen 5, 6 und 7 Gesagte
gilt auch für die weitere Schalenstruktur 8, die im
Fahrzeugbeispiel eine beweglich angebrachte Heckklappe bildet. Auch
die Schalenstruktur 8 setzt sich aus einem transparenten
Schalenbereich 16 und einem weiteren Schalenbereich 17 zusammen,
die in einem streifenförmigen Bereich oder einer Linie,
die oder der zumindest im Wesentlichen horizontal verläuft,
nahtlos ineinander übergehen, um eine einheitliche äußere
Oberfläche zu erhalten. Die Übergangslinie ist
beispielhaft als Strichlinie dargestellt, bildet aber keine Kante
oder andere räumliche Kontur. Für die Schalenstruktur 8 gilt
hinsichtlich der Eigenschaften der Schalenbereiche 16 und 17 und
der Anordnung von Leuchtelementen das zu den übrigen Schalenstrukturen 5, 6 und 7 bereits
Gesagte.
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3 zeigt
ein aus Schichten aufgebautes Plattenhalbzeug 30, aus dem
die Schalenstrukturen 5 bis 8 durch Umformung
erhalten werden können. 3 zeigt
in schematischer Darstellung einen Querschnitt eines kleinen Bereichs
des Halbzeugs 30. Die Schalenstrukturen 5 bis 8 sind
abgesehen von den Unterschieden in ihren äußeren
Abmessungen und den unterschiedlichen Wölbungen und Kanten,
also der Form im Ganzen, gleich. Sie weisen im Querschnitt jeweils
den gleichen Aufbau auf, beispielsweise den des Plattenhalbzeugs 30.
Das Halbzeug 30 weist eine transparente Deckschicht 31 beispielsweise
aus Glas oder einem durchsichtigen Kunststoff auf. Die Deckschicht 31 bildet
einheitlich für die jeweilige Schalenstruktur deren gesamte äußere
Oberfläche. Über die Innenseite der Deckschicht 31 sind
gleichmäßig verteilt dicht nebeneinander die punktförmigen
Leuchtelemente 33 angeordnet. Dargestellt sind beispielhaft
LEDs, bevorzugt bilden jedoch OLEDs die Leuchtelemente 33.
Unterhalb der Deckschicht 31, d. h. am Fahrzeug von außen
gesehen dahinterliegend, weist das Halbzeug 30 und weisen
daraus hergestellte Schalenstrukturen 5 bis 8 jeweils
eine Grundschicht 32 auf, die ebenfalls transparent und
auch aus dem gleichen Werkstoff wie die Deckschicht 31 bestehen
kann. Die Grundschicht 32 dient als Träger für
eine dünne, zumindest im Wesentlichen nicht sichtbare Leiterschicht 34 aus Leiterbahnen, über
die jedes der Leuchtelemente 33 einzeln angesteuert und
zum Leuchten gebracht werden kann.
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Die
Lichtsteuerung fasst die Leuchtelemente 33 zu unterschiedlichen
Leuchtgruppen zusammen. In 1 sind für
die Schalenstruktur 5 beispielhaft drei rechte Leuchtgruppen 20, 21 und 22 und
spiegelbildlich auf der anderen Seite drei ebensolche Leuchtgruppen
im Leuchtzustand zu erkennen. Die Leuchtgruppen 20 bis 22 sind
durch unbeleuchtete Flächenbereiche der Schalenstruktur 5 voneinander separiert,
also jeweils als individuelle, zusammenhängende Leuchtfläche
erkennbar und voneinander unterscheidbar. Die Leuchtgruppe 20 bildet
einen Frontscheinwerfer, beispielsweise ein Abblendlicht oder ein
Fernlicht, gegebenenfalls auch beides in Kombination. Die Leuchtgruppen 21 und 22 oberhalb und
unterhalb der Leuchtgruppe 20 werden wahlweise als Blinker
oder als Parkleuchte betrieben. In einer Variante kann die Leuchtgruppe 20 ein
Fernlicht und die Leuchtgruppe 22 ein Abblendlicht bilden.
Für die spiegelbildlich auf der anderen Seite angeordneten Leuchtgruppen
gilt jeweils das gleiche. Die Lichtsteuerung kann jede der Leuchtgruppen 20 bis 21 individuell
ansteuern und die Leuchtelemente 33 die jeweilige Leuchtgruppe 20 bis 22 dadurch
zum Leuchten bringen.
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Über
die Fläche der Schalenstruktur 5 verteilt können
weitere Leuchtgruppen gebildet sein, die von der Lichtsteuerung
vorzugsweise ebenfalls individuell ansteuerbar sind. Die Lichtsteuerung
kann zu einer Lichtregelung weitergebildet sein und in solchen Weiterbildungen
beispielsweise die Fähigkeit besitzen, die Leuchtstärke
der Leuchtelemente einer oder mehrerer Leuchtgruppen den Umgebungsverhältnissen,
beispielsweise den Licht- oder Straßenverhältnissen
angepasst automatisch zu verändern. Ferner können
beispielsweise die längs der Konturlinie 9 vorhandenen
Leuchtelemente 33 zu einer Leuchtgruppe zusammengefasst
sein, um die Konturlinie 9 hervorzuheben. Eine weitere
Leuchtgruppe kann über den linken oder rechten Rand der
Schalenstruktur 5 gebildet sein, gegebenenfalls auch am
unteren oder oberen Rand, um eine Begrenzungslinie der Schalenstruktur 5 hervorzuheben,
beispielsweise nachts überhaupt erst sichtbar zu machen.
In noch einer Variante können sämtliche Leuchtelemente 33 der
Schalenstruktur 5 zu einer Leuchtgruppe zusammengefasst
sein, so dass bei deren Ansteuerung durch die Lichtsteuerung die
gesamte Schalenstruktur 5 gleichmäßig
oder gegebenenfalls auch in unterschiedlichen Lichtstärken
leuchtet. Es können ferner auch sämtliche Leuchtelemente
des Schalenbereichs 11 zu einer Leuchtgruppe zusammengefasst sein,
ohne die Leuchtelemente des Schalenbereichs 10, und eine
Leuchtgruppe gemeinsam ansteuerbarer Leuchtelemente bilden, um den
Schalenbereich 11 über seine gesamte Fläche
in einer einheitlichen Lichtstärke oder gegebenenfalls
in einer Konturen oder Schattierungen simulierenden Art und Weise darzustellen.
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Bei
jeder der Schalenstrukturen 6 und 7 sind in einem
eng umgrenzten Schalenbereich Leuchtelemente 33 zu einer
Leuchtgruppe 23 zusammengefasst, die im Leuchtzustand das
Aussehen eines Türgriffs hat. Die Leuchtgruppen 23 simulieren
physikalisch nicht vorhandene Türgriffe. Die Schalenstrukturen 6 und 7 sind
am Ort der simulierten Türgriffe außen einfach
glatt. Die Türen werden mittels eines automatischen Öffnungs-
und Schließsystem geöffnet und geschlossen. Im
unteren Bereich der Schalenstrukturen 6 und 7 sind
Leuchtelemente 33 zu jeweils einer Leuchtgruppe 24 zusammengefasst,
wobei die Leuchtgruppen 24 beider Schalenstrukturen 6 und 7 gemeinsam
ein Ladezustandsymbol bilden, das den Ladezustand der Batterien
anzeigt.
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Bei
der Schalenstruktur 8 sind Leuchtgruppen 25 und 26 gebildet,
die im Leuchtzustand die Funktion eines Rücklichts 25 und
Bremslichtsystems 26 erfüllen. Die Lichtsteuerung
steuert die Bremslichter 26 in Abhängigkeit von
einer ständig überwachten und gemessenen Bremskraft
so an, dass bei geringer Bremskraft nur die nahe bei den beiden
Rückleuchten 25 angeordneten Bremslichter 26 leuchten
und mit zunehmender Bremskraft stufenweise das jeweils nach oben
innen nächstbenachbarte Bremslicht 26 angesteuert
und zum Leuchten gebracht wird. In 2 ist der
Leuchtzustand bei stärkster Bremskraft dargestellt, d.
h. es leuchten sämtliche Bremslichter 26. Beispielhaft
für eine car-to-car Kommunikation ist ein Warndreieck als
Staumelder dargestellt. Dieses Warnsymbol 27 ist als weitere
Leuchtgruppe in der Lichtsteuerung abgelegt. In der Lichtsteuerung
sind vorzugsweise eine ganze Reihe weiterer Symbole für die
car-to-car Kommunikation jeweils in Form einer das betreffende Symbol
darstellenden Leuchtgruppe abgelegt. Optional kann es mittels der
Lichtsteuerung auch möglich sein, Buchstaben oder Zahlen
auf einer der Schalenstrukturen 5 bis 8, vorzugsweise
in solchen Fällen zumindest auf der Schalenstruktur 8, darzustellen.
Aufgrund der zumindest für den Hersteller vollkommen freien
Konfigurierbarkeit jeder der Schalenstrukturen 5 bis 8 können
die Leuchtelemente 33 der jeweiligen Schalenstruktur 5, 6, 7 oder 8 zu jeder
denkbaren Leuchtgruppe zusammengefasst und gemeinsam zum Leuchten
gebracht werden.
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Zusätzlich
zu den Schalenstrukturen 5 bis 8 kann das Fahrzeug
eine oder mehrere weitere Schalenstruktur(en) mit integriertem Leuchtsystem
der beschriebenen Art aufweisen. Beispielhaft wird angenommen, dass
das Heckteil 3 eine ebensolche Schalenstruktur ist. Die äußere
Begrenzung und ferner eine markante Konturlinie innerhalb des Heckteils 3 werden
durch linienförmige Leuchtgruppen 28 hervorgehoben,
wenn die betreffenden Leuchtelemente 33 von der Lichtsteuerung
zum Leuchten gebracht werden. Die Leuchtgruppen 28 können
insbesondere als Parkleuchte dienen, um in schlecht beleuchteten Straßen
von hinten äußeren Abmessungen des Fahrzeugs kenntlich
zu machen. Beim Frontteil 1 und den Seitenteilen 2 können
vergleichbare Leuchtgruppen gebildet sein. Desweiteren ist denkbar,
bei den festen Karosserieteilen 1 bis 3 und gegebenenfalls auch
dem Dachteil 4 über die jeweils gesamte Fläche oder
zumindest einen wesentlichen, vorzugsweise den überwiegenden
Teil der jeweiligen Fläche Leuchtelemente 33 wie
bei den Schalenstrukturen 5 bis 8 vorzusehen,
beispielsweise um jeweils die gesamte Fläche gleichmäßig
oder in Schattierungen auszuleuchten und eine bestimmte Oberfläche
simulieren oder die tatsächliche Form deutlich sichtbar
machen zu können.
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Der
Fahrzeugnutzer, insbesondere der Eigentümer, hat ferner
die Möglichkeit sein Fahrzeug individuell zu gestalten.
Das Fahrzeug ist für diesen Zweck mit einer Bedienungseinrichtung
ausgerüstet, mittels der der Nutzer sein Fahrzeug gänzlich
frei oder zumindest in einem vom Hersteller vorgegebenen Rahmen
konfigurieren kann. Hierfür ist wenigstens eine der Schalenstrukturen 5, 6, 7 und 8 als Touchscreen
gebildet, wie dies von Mobiltelefonen und Computerbildschirmen her
bekannt ist. Vorzugsweise sind die Schalenstrukturen 5, 6, 7 und 8 jeweils als
Touchscreen gebildet. In einer Ausführung kann der Eigentümer
oder ein anderweitig hierzu Berechtigter, beispielsweise auf der
Schalenstruktur 5 die gewünschten Umrisse der
dort gewünschten Fahrzeugleuchte(n) mit der Hand zeichnen
und dadurch der Lichtsteuerung vorgeben. Die Zeichenbewegungen werden
mittels in solch einer Ausführung in der Schalenstruktur 5 angeordneter
Näherungs- oder Berührungssensoren detektiert
und an die Lichtsteuerung weitergegeben, die dem gezeichneten und
detektierten Umriss entsprechend die jeweilige Leuchtgruppe bildet.
Für die weiteren Schalenstrukturen 6, 7 und 8 gilt
vorzugsweise das Gleiche. Soweit die gesetzlichen Regelungen dies
zulassen, besteht Gestaltungsfreiheit. Die Gestaltungsfreiheit kann
vom Hersteller über die Lichtsteuerung in Bezug auf die
sicherheitsrelevanten Leuchten eingeschränkt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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