DE102009014684A1

DE102009014684A1 - Einrichtung zum Schutz vor Blendlicht oder störender Sonneneinstrahlung

Info

Publication number: DE102009014684A1
Application number: DE200910014684
Authority: DE
Original assignee: ALTZSCHNER SVEN
Current assignee: ALTZSCHNER SVEN
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-09-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen Anpassung der Lichtdurchlässigkeit von lichtdurchlässigen Scheiben zum Schutz vor Blendlicht und/oder störender Sonneneinstrahlung. Insbesondere dient die Einrichtung für die Anwendung an Kfz-Scheiben. Weitere Anwendungsgebiete bestehen in der Anbringung an Gebäudescheiben, verglasten Balkonen oder Gewächshäusern. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung zur automatischen Helligkeitsanpassung für Innenräume von Fahrzeugen und Räumen mit dem Erfordernis einer konstanten Helligkeit, die einen einfacheren Aufbau besitzt, für eine einfache Nachrüstung von älteren Fahrzeugen geeignet ist und unabhängig vom Aufenthaltsort der sich im Raum befindlichen Personen gleichermaßen funktioniert. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die elektrisch steuerbaren und dadurch ihre Lichtdurchlässigkeit veränderbaren Materialien zwecks automatischer Anpassung der Lichtdurchlässigkeit mit mindestens einer Baugruppe schaltungstechnisch verbunden sind, die eine Umwandlung der auf die gesamte Fläche der Materialien durch Sonnenstrahlung und/oder Blendlicht auftreffenden Lichtenergie in elektrische Energie bewirkt. Vorteilhaft sind die elektrisch steuerbaren Materialien als Polymerfolien und die Baugruppen zur Umwandlung der Lichtenergie in elektrische Energie als Solarzellenfolien ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen Anpassung der Lichtdurchlässigkeit von lichtdurchlässigen Scheiben zum Schutz vor Blendlicht oder störender Sonneneinstrahlung. Insbesondere dient die Einrichtung für die Anwendung an Kfz-Scheiben. Weitere Anwendungsgebiete bestehen in der Anbringung an Gebäudescheiben, verglasten Balkonen oder Gewächshäusern.
Um Gefahrenquellen für Unfälle auf Grund der Blendung durch Sonnenlicht oder durch die Scheinwerfer entgegenkommender Fahrzeuge entgegenzuwirken, wird nach der DE 1 934 473 ein Blendschutz gegen Sonne und Scheinwerfer vorgeschlagen, der an einer Windschutzscheibe eines Automobils so angebracht ist, dass durch den Zwischenraum zwischen zwei herunter geklappten herkömmlichen Sonnenblenden keine Blendwirkung auf den Fahrer mehr auftreten kann. Dafür kommt eine Klarsichtscheibe mit schwacher Färbung zu Anwendung, die an jeder beliebigen erforderlichen Stelle einer Autoscheibe mittels Saugnäpfchen angehaftet und auch während der Fahrt wieder abgenommen werden kann. Dabei wird der sich zwischen den Sonnenblenden befindliche Mittel-Rückspiegel in seiner Eigenschaft nicht beeinträchtigt. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass durch den vorgegebenen Färbungsgrad der Klarsichtscheibe keine variable Einstellung der Blendschutzwirkung möglich ist. Ebenfalls nachteilig ist, dass die Klarsichtscheibe während der Fahrt manuell entfernt werden muss, sobald sich deren Einfluss störend auswirkt. Weiterhin bekannt ist nach der DE 85 18 275 eine Sonnenblende für Autos, die an der Frontscheibe eines Autos angebracht wird und dem Schutz gegen Sonnenstrahlen über die gesamte obere Länge der Frontscheibe dient. Die Sonnenblende ist nach üblicher Art klappbar nach unten ausgebildet. Sie weist jedoch in der Mitte der Blende eine Zwischenwand aus Kunststoff auf und hat in der Mitte einen Hohlraum zum Aufnehmen von je einer zum Schieben geeigneten Platte. Diese Platte ist jeweils nach links bzw. rechts aus- und einschiebbar. Dadurch wird erreicht, dass die gesamte Länge der Frontscheibe im oberen Teil gegen Sonneneinstrahlung geschützt wird.
Nach der DE 10 2006 024 004 A1 wird zur Steuerung der Lichtdurchlässigkeit zumindest eines in einem Fahrzeug angeordneten Windschutzscheibenmoduls die Intensität des Lichtes ermittelt, das in das Fahrzeuginnere eintritt. In Abhängigkeit davon wird dann die Lichtdurchlässigkeit des Windschutzscheibenmoduls zumindest abschnittsweise verändert. Mit diesem Verfahren wird durch die Anwendung eines steuerbaren Windschutzscheibenmodules die Blendung des Fahrzeuglenkers durch den Gegenverkehr oder tief stehendes Sonnenlicht effektiv vermieden. Durch Anwendung dieses Verfahrens wird die Lichtdurchlässigkeit des Windschutzscheibenmoduls adaptiv an die jeweils vorliegenden Lichtverhältnisse im Fahrzeuginneren angepasst. Die ermittelte Intensität des Lichtes dient zur zumindest abschnittsweisen Veränderung der Lichtdurchlässigkeit des Windschutzscheibenmoduls. Die Erfassung der Intensität des Lichtes wird durch eine Erfassungseinheit in der Nähe des Kopfes und/oder des Augenbereiches eines Fahrzeuginsassen vorgenommen. Mittels eines Steuergerätes werden die erfassten Werte in Steuersignale umgewandelt, die zur Steuerung einer spannungs- und/oder stromabhängigen lichtdurchlässigen Schicht dienen. Diese Schicht ist vorzugsweise als elektrochromatische Schicht ausgebildet und zwischen zwei Glasscheibenelementen angeordnet. Nachteilig ist an diesem Verfahren und der zur Durchführung des Verfahrens dienenden Einrichtung der hohe steuertechnische Aufwand und die Nichteignung für die Nachrüstung einer derartigen Einrichtung an älteren Fahrzeugen. Ebenso ist die Anwendung des Verfahrens und der dazu erforderlichen Einrichtung, beispielsweise für größere Räume in denen mehrere Personen untergebracht sind, ungeeignet. Bekannt ist nach der DE 20 2008 006 257 U1 auch eine automatische Verdunkelungsblende für Scheiben, die in Segmente unterteilt ist und diese Segmente zwecks Verdunkelung einzeln steuerbar sind und dadurch entweder lichtdurchlässig, undurchlässig oder teildurchlässig geschaltet werden können. Auch bei dieser Lösung wird die Helligkeit im Bereich der Augen des Nutzers erfasst und durch systematische Verdunkelung einzelner Segmente der Scheibe die Helligkeit reduziert. Das System führt diese Anpassung automatisch und ständig durch. Nachteilig ist auch bei diesem System der hohe technische Aufwand, die Nichteignung für die Nachrüstung an älteren Fahrzeugen und die Nutzung innerhalb von automatischen Einrichtungen zur Helligkeitsanpassung in Räumen mit mehreren Personen oder in Räumen, in denen eine konstante Helligkeit erforderlich ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Einrichtung zur automatischen Helligkeitsanpassung für Innenräume von Fahrzeugen und Räumen mit dem Erfordernis einer konstanten Helligkeit zu schaffen, die einen einfacheren Aufbau besitzt, für eine einfache Nachrüstung von älteren Fahrzeugen geeignet ist und unabhängig vom Aufenthaltsort der sich im Raum befindlichen Personen funktioniert. Gelöst wird diese Aufgabe mit den technischen Baugruppen, die mit den beschreibenden Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 9 beschrieben werden. Vorteilhaft sind die Grundkörper der Einrichtung folienartig ausgebildet und bestehen aus elektrochromatischen Material und einer Solarzellenfolie, die miteinander funktionell verbunden sind. Dabei wird die Größe der Lichtdurchlässigkeit durch das folienartige elektrochromatische Material bewirkt und die für die Änderung der Lichtdurchlässigkeit erforderliche Energie von der Solarzellenfolie erzeugt. Beide Grundkörper sind vorteilhaft in Richtung des Lichteinfalles hintereinander angeordnet und elektrisch miteinander verbunden. Eine einfache Befestigung beider Grundkörper miteinander wird durch Einbringung einer lichtdurchlässigen Haftschicht zwischen ihnen erreicht. Um die Lichtdurchlässigkeit innerhalb eines vorgegebenen Bereiches steuern zu können, wird zwischen der die Lichtdurchlässigkeit steuernden Folie und der die Energiegewinnung durchführenden Solarzellenfolie eine die Energiezuführung zwischen den Folien steuernde Baugruppe geschaltet. Nachfolgend soll die erfindungsgemäße Einrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
1: die seitliche schematische Schnittdarstellung der Grundkörper und
2: die schematische Vorderansicht der Anordnung der Grundkörper.
Die Darstellung in der 1 zeigt die schematische Verbindung der folienartigen Grundkörper der Einrichtung miteinander und zur Steuerbaugruppe 4. Der dem Lichteinfall 5 zugeordnete lichtdurchlässige Grundkörper ist als Polymerfolie 1 ausgebildet und wird durch Zuführung von Elektroenergie in seiner Lichtdurchlässigkeit gesteuert. Die Polymerfolie 1 ist mit der in Lichteinfallsrichtung gesehen nachfolgend angeordneten Solarzellenfolie 3 mittels einer lichtdurchlässigen Haftschicht 2 flexibel verbunden. Nach dem Durchtritt des Lichtes durch die Polymerfolie 1 und der Haftschicht 2 erreicht das Licht die Solarzellenfolie 2, die das auftreffende Licht in elektrische Energie umwandelt. Entsprechend der Intensität des auftreffenden Lichtes wird eine entsprechende Höhe an elektrischer Energie erzeugt. Durch die schaltungstechnische Rückkopplung der umgewandelten Energie an die Polymerfolie 1 wird deren Lichtdurchlässigkeit entsprechend verändert. Nach Durchtritt des Lichtes durch die Solarzellenfolie 2 gelangt das Licht dann in den Innenraum eines Fahrzeuges, eines Gewächshauses, eines Aufenthaltsraumes o. ä.. Dabei ist die Solarzellenfolie 2 lichtdurchlässig ausgebildet. Zwischen der Polymerfolie 1 und der Solarzellenfolie 2 ist die elektrische Steuerbaugruppe 4 geschaltet. Sie dient zur Steuerung der Lichtdurchlässigkeit der Einrichtung. Nach der Vorgabe eines Sollwertes für die Lichtdurchlässigkeit und damit der Vorgabe des konstant zu haltenden Lichteinfalles 5 in den Innenraum wird eine entsprechende Steuerung vorgenommen. Je nachdem welche Intensität des Lichtes auf die Solarzellenfolie 2 auftrifft, wird eine entsprechende Energie rückführend der Polymerfolie 1 zugeführt, um deren Lichtdurchlässigkeit zu verändern. Diese Änderung wird in dem Maße vorgenommen, die für die Erreichung des vorgegebenen Sollwertes erforderlich ist. Dabei entspricht der vorgegebene Sollwert dem Wert der von der Solarzellenfolie 2 zu erzeugenden Energie. Die Intensität des in den Raum einfallenden Lichtes wird entsprechend des vorgegebenen Sollwertes konstant gehalten. Funktionelle Abhängigkeiten zwischen der von der Solarzellenfolie 2 erzeugten Elektroenergie und der durch die zugeführte Elektroenergie an die Polymerfolie 1 veränderte Lichtdurchlässigkeit werden in die Steuerungsfunktionen der Steuerbaugruppe einbezogen. Die Einrichtung bewirkt dadurch eine automatische Anpassung der Lichtdurchlässigkeit bei Änderungen des Lichteinfalles 5. Mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung können nachträglich Glasscheiben oder andere lichtdurchlässige Flächen ausgerüstet werden, die einen automatischen Schutz gegenüber störenden Sonnenlicht oder eine Blendung hervorrufenden Licht ermöglichen. Insbesondere ist durch die Einrichtung die Möglichkeit geschaffen worden, auf einfache Weise derartige Schutzeinrichtungen an den Glasscheiben älterer Fahrzeugtypen nachzurüsten.
Die in der 2 dargestellte schematische Anordnung der Grundkörper zeigt eine Anordnung der Solarzellenfolie 2 an den Rändern der Polymerfolie 1. Eine derartige Anordnung ist insbesondere für die Schutzwirkung kleinerer Flächen von Vorteil. Da die Unterschiede pro Flächeneinheit des auf die Oberfläche der Polymerfolie 1 auftreffenden Lichteinfalles 5 geringer sind, als bei einer größeren Gesamtfläche, ist die Erfassung des Mittelwertes der Intensität des auftreffenden Lichtes in vielen Anwendungsfällen ausreichend. Die Erfassung des Mittelwertes der Intensität und die Umwandlung der Lichtenergie in elektrische Energie wird von der um die Polymerfolie 1 angeordnete Solarzellenfolie 2 bewirkt. Die Steuerung der Lichtdurchlässigkeit der Polymerfolie 1 erfolgt ebenso durch die in dieser Figur nicht dargestellten Steuerbaugruppe 4. In der Steuerbaugruppe 4 wird der umgewandelte Spannungswert entsprechend abgespeicherter funktioneller Abhängigkeiten in Steuersignale gewandelt und der Polymerfolie 1 zwecks Änderung von deren Lichtdurchlässigkeit zugeleitet. Die entsprechende Änderungshöhe wird in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Sollwert für die Lichtdurchlässigkeit ermittelt.

1: Polymerfolie
2: Solarzellenfolie
3: Haftschicht
4: Steuerbaugruppe
5: Lichteinfall

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 1934473 [0002]
- DE 8518275 [0002]
- DE 102006024004 A1 [0003]
- DE 202008006257 U1 [0003]

Claims

Einrichtung zur automatischen Anpassung der Lichtdurchlässigkeit von lichtdurchlässigen Scheiben zum Schutz vor Blendlicht oder störender Sonneneinstrahlung mittels die Lichtdurchlässigkeit durch elektrische spannungs- und/oder stromabhängige Steuerung veränderbaren Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch steuerbaren und dadurch ihre Lichtdurchlässigkeit veränderbaren Materialien zwecks automatischer Anpassung der Lichtdurchlässigkeit mit mindestens einer Baugruppe schaltungstechnisch verbunden sind, die eine Umwandlung der auf die gesamte Fläche der Materialien durch Sonnenstrahlung und/oder Blendlicht auftreffenden Lichtenergie in elektrische Energie bewirkt.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Steuerung der Lichtdurchlässigkeit dienende Grundkörper folienartig ausgebildet und aus elektrochromatischen Material besteht sowie mit Solarzellenfolien (2) funktionell verbunden ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Energie umwandelnden Baugruppen an den Rändern des Grundkörpers angeordnet sind.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Energie umwandelnden Baugruppen umschaltbar mit einer die elektrische Spannung und/oder den elektrischen Strom manuell steuerbaren Baugruppe (4) verbunden sind.
Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochromatischen Grundkörper als Polymer-Folien (1) ausgebildet sind.
Einrichtung nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper und die Solarzellenfolien (2) so miteinander verbunden sind, dass sie segmentweise mittels der jeweils umgewandelten Energie die Lichtdurchlässigkeit steuern.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper mit seiner gesamten dem Lichteinfall abgewandten rückseitigen Fläche mit der Fläche mindestens einer die Energieumwandlung vornehmenden Baugruppe lichtdurchlässig verbunden ist.
Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundkörper und der Energie umwandelnden Baugruppe eine lichtdurchlässige Haftschicht (3) eingebracht ist.
Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem die Lichtdurchlässigkeit elektrisch steuerbaren Grundkörper eine den Grenzwert der maximalen vorgegebenen Verdunklung entsprechenden Spannungs- und/oder Stromwert begrenzende verstellbare Steuerbaugruppe (4) vorgeordnet ist.