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Die Erfindung betrifft ein Außenbeplankungsteil für einen Kraftwagen, mit wenigstens einem Wandelement, welches wenigstens ein Außenteil und wenigstens einen innenseitig davon angeordnetes Innenteil umfasst.
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Derartige Außenbeplankungsteile für einen Kraftwagen können beispielsweise als Teil einer Fahrzeugtür, einer Motorhaube, einer Heckklappe oder beispielsweise eines Fahrzeugdaches ausgebildet sein. Dementsprechend erfüllen derartige Außenbeplankungsteile sowohl die Aufgabe eines besonders anmutenden Erscheinungsbilds des Kraftwagens als auch zum Beispiel Vorgaben eines besonders geringen Luftwiderstands, hoher Stabilität, oder Aufgaben der Wärmedämmung bzw. Isolation. Derartige Außenbeplankungsteile weisen meist ein mehrteiliges Wandelement auf, welches wiederum aus einem Innenteil und einem Außenteil besteht. Das Außenteil ist dabei häufig als ein der Umgebung zugewandtes, lackiertes Blech ausgestaltet, während das Innenteil häufig als unter z. B. Verformungsenergie bei einem Unfall verformbare Versteifungsplatte oder Versteifungsstrebe (häufig ein Hohlprofil aufweisend) ausgebildet ist.
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Insbesondere in Folge starker Sonnenstrahlung treten besonders hohe Temperaturen auch an von derartigen Außenbeplankungsteilen verdeckten Zonen des Kraftwagens auf, was umso ausgeprägter ist, je länger der Kraftwagen der Sonnenbestrahlung ausgesetzt ist, ohne dabei beispielsweise durch erzwungene Konvektion in Folge von Wind, Fahrtwind, oder – beispielsweise im Hinblick auf die Fahrgastzelle – durch eine Klimaanlage des Kraftwagens gekühlt zu werden.
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Eine intensive Wärmestrahlung kann dementsprechend sowohl eine hohe Temperaturbelastung der Fahrzeuginsassen, als auch etwaiger temperaturempfindlicher Fahrzeugkomponenten darstellen.
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Aus der
US 2009/0079216 A1 ist bereits ein Außenbeplankungsteil für einen Kraftwagen mit wenigstens einem Wandelement bekannt, das wenigstens ein Außenteil und wenigstens ein innenseitig davon angeordnetes Innenteil umfasst. Als weiterer Stand der Technik sind die
US 8,361,260 B2 und die
DE 102 04 206 A1 zu nennen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Außenbeplankungsteil der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem ein Aufheizen des Kraftwagens in Folge von Wärmestrahlung besonders wirksam vermindert, beziehungsweise verzögert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Außenbeplankungsteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Außenbeplankungsteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, mittels welchem ein Aufheizen des Kraftwagens in Folge von intensiver Sonnenbestrahlung besonders wirksam verzögert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Wandelement zumindest bereichsweise wenigstens eine Reflexionsschicht zum Abschirmen von Wärmestrahlung aufweist.
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Das Außenbeplankungsteil kann beispielsweise als Motorhaube oder Heckklappe des Kraftwagens ausgebildet sein. Nicht zuletzt aus Gründen der Stabilität, der Wärmedämmung oder aus akustischen Gründen weisen derartige Außenbeplankungsteile wenigstens ein Wandelement auf, welches zumindest aus einem Außenteil – z. B. ein lackiertes Blech der Fahrzeugkarosserie – und einem davon innenseitigen, also darunter liegenden bzw. von dem Außenteil verdeckten Innenteil – z. B. einer Versteifungsplatte oder einer Versteifungsstrebe – gebildet ist.
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Die Wärmeleitung als eine der Wärmeübertragungsarten (zu welchen die Konvektion, die Wärmeleitung und die Wärmestrahlung zählen) kann besonders wirksam durch ein Medium mit einer besonders niedrigen Wärmeleitfähigkeit bzw. durch Erzeugen eines Vakuums stark verringert werden. Die Wärmestrahlung hingegen ist die einzige Wärmeübertragungsart, die selbst ein Vakuum durchdringen kann. Durch den Einsatz einer Reflexionsschicht kann die Wärmeübertragung durch Wärmestrahlung hingegen besonders wirksam unterbunden und somit ein Aufheizen von durch das Außenbeplankungsteil verdeckten Komponenten oder auch z. B. eine Fahrgastzelle des Kraftwagens bzw. die darin einsitzenden Fahrzeuginsassen vor Wärmestrahlung und damit verbundenem Temperaturanstieg abgeschirmt bzw. geschützt werden. Mittels der Reflexionsschicht wird also ein Großteil der einfallenden Wärmestrahlung (elektromagnetische Strahlung bzw. Infrarotstrahlung) reflektiert und dringt somit nicht in unter der Reflexionsschicht liegende Schichten vor.
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Dabei ist zwischen dem Innenteil und dem Außenteil ein Isolationselement zum Verzögern einer wärmeübertragungsbedingten Erwärmung angeordnet.
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Mittels des Isolationselements kann Wärme besonders effektiv gepuffert und somit eine Wärmeübertragung zum Innenteil hin besonders wirksam verzögert, bzw. unterbunden werden. Somit kann z. B. die thermische Belastung von hitzeempfindlichen Komponenten, welche von dem Wandelement verdeckt werden, besonders stark eingedämmt werden bzw. zumindest über einen besonders langen Zeitraum hinausgezögert werden. Als derartige Isolationselemente kommen beispielsweise Glaswoll- oder Steinwollmatten oder alternativ dazu Vakuumkammern (mit einer luftdichten Ummantelung innerhalb welcher ein Unterdruck herrscht) in Frage, um nur einige zu nennen.
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Dabei ist die Reflexionsschicht zwischen dem Außenteil und dem Isolationselement angeordnet.
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Durch Anordnung der Reflexionsschicht zwischen dem Außenteil und dem Isolationselement ist eine besonders freie Wahl der Oberflächengestaltung des Außenteils möglich, wobei die Oberflächengestaltung z. B. geometrische Formen, wie Rippen oder Zierleisten oder auch einer wunschgemäßen, besonders anmutenden Lackierung entsprechen kann. Es ist klar, dass dementsprechend auch die Reflexionsschicht, welche somit durch das Außenteil verdeckt ist besonders funktional gestaltet werden kann, wobei deren äußeres Erscheinungsbild von geringerer Bedeutung ist und dementsprechend die Reflexionsschicht in besonderem Maße auf nahezu vollständige Reflexion der Wärmestrahlung ausgelegt werden kann.
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Dabei sind das Außenteil und das Innenteil in einem Abstand zueinander angeordnet.
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Durch Beabstanden des Innenteils von dem Außenteil wird besonders effizient eine Kontaktwärmeübertragung zwischen dem Außenteil und dem Innenteil vermieden. Dementsprechend kann zwischen dem Außenteil und dem Innenteil beispielsweise Luft oder zum Beispiel ein anderes gasförmiges Medium mit einer ebenfalls geringen Wärmeleitfähigkeit eingeschlossen sein und somit die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung mit einfachsten Mitteln und auf besonders effiziente Art und Weise vermindert werden.
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Das ist Innenteil als Panzerelement ausgebildet.
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Durch Ausbilden des Innenteils als Panzerelement ist das Außenbeplankungsteil besonders stabil und – zum Schutz der Insassen – beschusssicher. Das Panzerelement kann dabei zum Beispiel als Panzerplatte aus Stahl oder Aramiden, bzw. einem Stahl-Aramid-Verbund oder anderen zur Panzerung geeigneten Materialien ausgebildet sein, welche eine dementsprechend hohe Wärmekapazität aufweist. Somit ist das Abschirmen des Panzerelements durch die Reflexionsschicht besonders empfehlenswert, um das Speichern einer großen Wärmemenge mittels des Panzerelements zu unterbinden. Ein aufgeheiztes Panzerelement würde selbst zum Wärmestrahler werden. Diese Wärme würde dann an die Fahrzeuginsassen weiterübertragen werden und zu einem verschlechterten Wohlbefinden aufgrund hoher, daraus resultierender Temperaturen im Fahrzeuginnenraum führen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Reflexionsschicht einen Emissionsgrad von zumindest im Wesentlichen ε = 0 auf.
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Ein Emissionsgrad von ε = 0 ist nur theoretisch erreichbar, da ein derartiger Emissionsgrad nur durch einen perfekten Spiegel und dementsprechend nur bei Totalreflexion erreicht werden kann. Jedoch ist dieser Wert von ε = 0 für den Emissionsgrad zumindest im Wesentlichen in der Praxis erreichbar, wenn besonders effiziente Verspiegelungen, wie sie beispielsweise in Thermoskannen oder auf Rettungsdecken zum Einsatz kommen, als Reflexionsschicht verwendet werden. Dementsprechend kann die Reflexionsschicht z. B. aus poliertem Aluminium, Gold oder Platin oder anderen, stark reflektierenden Metallen gebildet sein. Auch diese metallischen Reflexionsschichten weisen im Wesentlichen einen Emissionsgrad nahe „0” also im Wesentlichen ε = 0 auf, sofern ihre Oberfläche nicht oxidiert, oder sogar korrodiert ist, sondern poliert wurde bzw. durch eine andere Oberflächenbearbeitung eine besonders glatte, hochglänzende Oberfläche aufweisen. Dementsprechend liegt der Emissionsgrad von Aluminium zum Beispiel bei εAl = 0,04, von Platin bei εPt = 0,05 und bei Stahl bzw. Eisen bei εFe = 0,06 und somit zumindest im Wesentlichen nahe „0”. Dementsprechend eignen sich diese Werkstoffe – neben einer Spiegeloberfläche – besonders gut für den Einsatz als zumindest nahezu perfekte Reflektoren, mit welchen zumindest im Wesentlichen ein Emissionsgrad von ε = 0 erreicht werden kann.
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Bevorzugt ist die Reflexionsschicht als ein zumindest bereichsweise auf eine Außenseite des Außenteils aufgebrachter Lack ausgebildet.
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Eine größtmögliche Reflexion der Wärmestrahlung erfolgt dann, wenn der Lack der obersten Schicht des Wandelements, also der Außenlack als die Reflexionsschicht ausgebildet ist, bzw. der Reflexionsschicht entspricht, da ein Großteil der Wärmestrahlung bereits auf der Außenseite reflektiert wird und somit lediglich ein besonders geringer Anteil der Wärmestrahlung in das Außenbeplankungsteil eindringt. Des Weiteren liegt zwischen der Umgebung und dem Lack dann kein Wärmespeicher mit einer gewissen Wärmekapazität mehr vor, welcher Wärme über einen längeren Zeitraum speichern und an angrenzende Fahrzeugkomponenten abgeben könnte. Durch den Fahrtwind unterliegt der Lack zudem einer besonders effizienten konvektiven Kühlung in Folge von erzwungener Konvektion, wodurch die Anteile der Wärmestrahlen, die nicht reflektiert sondern absorbiert wurden, besonders effizient und zu einem großen Teil an die Umgebung abgeführt werden können.
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Von ganz besonderem Vorteil ist es weiterhin, wenn das Außenbeplankungsteil als Dachelement eines Fahrzeugdachs des Kraftwagens ausgebildet ist.
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Das Dachelement kann beispielsweise einem Bereich des Fahrzeugdachs oder aber auch alternativ dem ganzen Fahrzeugdach entsprechen. Das Dachelement ist dementsprechend besonders großflächig und bietet somit eine besonders ergiebige Wärmestrahlungsschirmung vor allem im Kopfbereich der Insassen. Aus ergonomischer Sicht ist es besonders günstig, wenn der Fußbereich warm und der Kopfbereich kühl gehalten wird, was durch die Ausbildung des Außenbeplankungsteils als Dachelement des Kraftwagens besonders effizient erreicht werden kann.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn dem Dachelement ein Dachhimmel zugeordnet ist, welcher in einem Abstand von einer Innenseite des Innenteils angeordnet ist.
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Der Dachhimmel kann auf besonders hohe Wertanmutung hin optimiert werden. Durch den Dachhimmel werden aus Sicht der Fahrzeuginsassen, also aus Sicht des Fahrzeuginnenraums bzw. der Fahrgastzelle, Komponenten wie z. B. das Innenteil oder das Isolationselement verdeckt. Somit können die übrigen Komponenten des Dachelements (Innenteil, Isolationselement und z. B. Reflexionsschicht) besonders funktional, d. h. ihrer Aufgabe entsprechend ausgelegt und ausgebildet sein, ohne dass zusätzlich auch noch eine besondere Rücksicht auf deren äußeres Erscheinungsbild, also auf deren optische Wertanmutung erforderlich ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Schnittansicht auf ein aus dem Stand der Technik bekanntes Außenbeplankungsteil für einen Kraftwagen, wobei eine besonders große Wärmemenge in Folge verschiedener Wärmeübertragungsarten von der Umgebung in einen Innenraum des Kraftwagens übertragen wird;
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2 eine schematische Schnittansicht auf das aus dem Stand der Technik bekannte Außenbeplankungsteil, welches vorliegend durch erzwungene Konvektion gekühlt wird; und in
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3 eine schematische Schnittansicht auf ein Außenbeplankungsteil, welches eine Reflexionsschicht zum Abschirmen von Wärmestrahlung aufweist.
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Außenbeplankungsteils 80 eines hier nicht weiter dargestellten Kraftwagens. Das Außenbeplankungsteil 80 weist ein Wandelement 88 auf, welches vorliegend ein Innenteil 82 und ein Außenteil 84 umfasst. Das Außenteil 84 ist der Umgebung 90 zugewandt und grenzt dementsprechend das Außenbeplankungsteil 80 von der Umgebung 90 ab. Das Außenteil 84 kann dementsprechend beispielsweise als ein lackiertes Blech einer Fahrzeugkarosserie des Kraftwagens und somit Bestandteil der Außenhülle des Kraftwagens sein. Das Innenteil kann beispielsweise als eine Versteifungsstrebe oder als eine Versteifungsplatte gebildet sein und kann dementsprechend zur Stabilität des Außenbeplankungsteils 80 beitragen. Das Innenteil 82 und das Außenteil 84 sind über hier nicht dargestellte Verbindungselemente miteinander verbunden, wodurch eine besonders stabile bauliche Einheit in Form des Wandelements 88 geschaffen wird. Dem Außenbeplanungsteil 80 ist vorliegend ein Dachhimmel 86 zugeordnet, wobei der Dachhimmel 86 zwischen dem Innenteil 82 und dem Innenraum 100 des Kraftwagens angeordnet ist.
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Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Außenbeplankungsteil 80 um ein Dachelement eines Fahrzeugdachs des hier nicht dargestellten Kraftwagens. Der Kraftwagen und damit auch das Außenbeplankungsteil 80 befindet sich vorliegend im Stillstand und es herrscht Windstille in der Umgebung 90 um den Kraftwagen.
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Wird nun das Außenbeplankungsteil 80 einer Wärmestrahlung 110 unterzogen, welche von einer Strahlungsquelle S (z. B. der Sonne) ausgeht, so erfolgt eine besonders weitgehende Wärmeübertragung der von der Strahlungsquelle S ausgehenden Wärme bis zu dem Innenraum 100 des Kraftwagens.
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Bei dem Außenbeplankungsteil 80 handelt es sich um ein aus dem Stand der Technik bekanntes Bauteil, dessen Außenteil 84 die von der Strahlungsquelle S ausgehende Wärmestrahlung 110 nur in geringem Maße in Form einer kaum reflektierten Wärmestrahlung 112 reflektiert. Die Wärmestrahlung 112 entspricht also mit anderen Worten nur einem kleinen Teil der Wärmestrahlung 110, wodurch dementsprechend ein großer Anteil der Wärmestrahlung 110 durch das Außenteil 84 durchdringt und dementsprechend auch das Innenteil 82 mit dem verbleibenden Rest der Wärmestrahlung 110 beaufschlagt wird. Als weitere Mechanismen der Wärmeübertragung treten Wärmeleitung 120 und Konvektion 130 auf. Sofern die Konvektion 130 (wie bei Windstille üblich) frei ist, wird das Außenteil (in Folge von aus Dichteunterschieden der Umgebungsluft resultierenden Luftumwälzungen) je nachdem, ob die Umgebung 90 wärmer ist als das Außenbeplankungsteil 80 (und insbesondere das Außenteil 84) erwärmt bzw. gekühlt, wenn die Umgebung 90 eine geringere Temperatur aufweist als das Außenteil 84. So wird beispielsweise durch die von der Strahlungsquelle S emittierte Wärmestrahlung 110 das Außenteil 84 erwärmt, wodurch zusätzlich zu der Wärmestrahlung 110 eine Wärmeleitung 120 von dem Außenteil 84 an das darunterliegende Innenteil 82 erfolgt. Aufgrund der zwischen dem Außenteil 84 und dem Innenteil 82 befindlichen Luft erfolgt auch eine Wärmeübertragung in Form von freier Konvektion 130 aufgrund von in der zwischen dem Außenteil 84 und dem Innenteil 82 vorhandenen Dichteunterschieden der eingeschlossenen Luft.
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Zwischen dem Außenteil 84 und dem Innenteil 82 erfolgt also zusammengefasst sowohl eine Wärmeübertragung in Folge eines nicht reflektierten Anteils der Wärmestrahlung 110 als auch durch Wärmeleitung 120 und Konvektion 130. Dies gilt auch für die Wärmeübertragung von dem Innenteil 82 auf den Dachhimmel 86. So ist zwar klar, dass aufgrund von Wärmeübertragungsverlusten, also beispielsweise durch die teilweise Reflexion der Wärmestrahlung 110 von Schicht zu Schicht, also von dem Außenteil 84 zu dem Innenteil 82 und von dem Innenteil 82 zu dem Dachhimmel 86 immer kleiner wird, jedoch ist beispielsweise der Anteil der beim jeweiligen Auftreffen der Wärmestrahlung 110 kaum reflektierten Wärmestrahlung 112 zu gering, als dass eine deutliche Erwärmung des Innenraums 100 vermieden werden könnte.
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Ein Fahrzeugdach (hier: das Außenbeplankungsteil 80) besteht üblicherweise aus dem Außenteil 84, also der Dachaußenhaut sowie verschiedenen Innteilen 82 zu denen neben Versteifungsstreben und Versteifungsplatten auch akustische Isolationsschichten gehören können. Des Weiteren ist ein Fahrzeugdach üblicherweise durch den Dachhimmel 86 zum Innenraum 100 abgegrenzt. Akustische Isolationsschichten bzw. Versteifungselemente, wie das Innenteil 82 sowie der Dachhimmel 86, wirken zwar thermisch isolierend, jedoch kann die Wärmestrahlung 110 die von einer zum Beispiel in Folge von Sonnenbestrahlung besonders heißen Dachaußenhaut (Außenteil 84) ausgeht, diese Schichten ungehindert passieren. Diese Strahlung erzeugt ein unangenehmes Gefühl der Hitze bei den Insassen, wobei dieser Effekt besonders bei langsamer Fahrt im Sommer (Stau, Stadtverkehr und Sonnenbestrahlung) bemerkbar ist.
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2 enthält wesentliche, bereits anhand von 1 erläuterte Merkmale, weshalb im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Während 1 den Wärmeübergang bei Windstille bzw. stehendem Fahrzeug und ausgeschalteter Klimaanlage bzw. Belüftung im Innenraum 100 des Kraftwagens zeigt, verdeutlicht 2 den zusätzlichen Einfluss der (hier: erzwungenen) Konvektion 130 in Folge von Wind bzw. Fahrtwind sowie eine Konvektion 140 im Innenraum 100 des Kraftwagens durch ein Gebläse beispielsweise der Klimaanlage oder einer fahrzeuginternen Lüftung. Aufgrund der erzwungenen Konvektion 130 wird zwar vorliegend das Außenteil 84 durch den Wind bzw. den Fahrtwind gekühlt, die zuvor jedoch beim Stillstand des Kraftwagens bzw. bei Windstille (1) übertragene Wärmemenge an das Innenteil 82 wird jedoch vorliegend in Form von Wärmestrahlung 110 von dem Innenteil 82 emittiert. Obwohl also eine Kühlung durch den Fahrtwind erfolgt, wird weiterhin durch die Wärmestrahlung 110 aufgrund der in dem Innenteil 82 gespeicherten Wärmemenge der Innenraum 100 aufgeheizt, da auf im Innenraum 100 befindliche Oberflächen auftreffende Wärmestrahlung 110 zu einer Wärmeentwicklung auf diesen Oberflächen (z. B. in Form einer Erwärmung der Lenkradoberfläche oder der Oberfläche der Mittelkonsole oder des Armaturenbretts) führt. Mit anderen Worten wird also z. B. eine mit der Wärmestrahlung 100 beaufschlagte Oberfläche selbst zum Wärmestrahler, bzw. werden bestrahlte Körperpartien von Fahrzeuginsassen erwärmt. Dies wird durch die Insassen als besonders unangenehm empfunden, insbesondere, wenn die Wärmestrahlung 110 auf den Kopf auftrifft.
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Das Innenteil 82 fungiert sozusagen als besonders große thermische Masse, welche ihre gespeicherte Wärmemenge an den Innenraum 100 überträgt. Dementsprechend ist eine besonders starke erzwungene Konvektion 140 bzw. eine besonders hohe Betriebsstufe der Klimaanlage bzw. der Lüftung erforderlich, um der Erwärmung des Innenraums 100 derart entgegenzuwirken, dass die Erwärmung des Innenraums 100 für die Fahrzeuginsassen nicht zu unangenehm wird. Dies geht jedoch häufig mit einer besonders starken Abkühlung durch die Klimaanlage bzw. mit einem besonders starken Luftstrom einher, wodurch es zur Unterkühlung in dem Innenraum 100 einsitzenden Fahrzeuginsassen kommen kann. Zudem kann auch durch das Zuschalten der Klimaanlage, bzw. Lüftung die unangenehme, auf die Insassen auftreffende Wärmestrahlung 110 nicht unterbunden werden.
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3 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausführungsform der Erfindung. 3 zeigt in einer Schnittansicht ein Außenbeplankungsteil 10 eines hier nicht weiter dargestellten Kraftwagens, wobei das Außenbeplankungsteil 10 als Dachelement eines Fahrzeugdachs des Kraftwagens ausgebildet ist. Das Außenbeplankungsteil 10 umfasst vorliegend ein Wandelement 20, welches wiederum ein Außenteil 40 (hier als lackierter Bestandteil der Außenhülle des Dachelements) und ein innenseitig davon angeordnetes Innenteil 30 umfasst. Das Außenteil 40 ist hier als lackierter Bestandteil der Außenhülle des Dachelements und das Innenteil als Panzerelement, also beispielsweise als Panzerplatte ausgebildet. Das Innenteil 30 könnte jedoch auch als Versteifungsstrebe oder Versteifungsplatte ausgestaltet sein. Um eine besonders weitreichende Abschirmung des Innenraums 100 vor Wärmestrahlung 110 durch eine Strahlungsquelle S (Sonne) bzw. eine Wärmeübertragung von der Umgebung 90 auf den Innenraum 100 besonders wirksam zu unterbinden bzw. besonders lange eine Erwärmung des Innenraums 100 hinauszuzögern, umfasst das Wandelement 20 vorliegend eine Reflexionsschicht 50 sowie ein Isolationselement 60. Die Reflexionsschicht 50 ist vorliegend zwischen dem Außenteil 40 und dem Isolationselement 60 angeordnet. Die Reflexionsschicht 50 könnte jedoch alternativ dazu als zumindest bereichsweiser auf eine der Umgebung 90 zugewandten Außenseite 42 des Außenteils 40 aufgebrachter Lack ausgebildet sein. Es ist somit klar, dass das Außenbeplankungsteil 10 dementsprechend mehrere Reflexionsschichten umfassen kann. Das Isolationselement 60 ist vorliegend zwischen dem Innenteil 30 und dem Außenteil 40 angeordnet und dient zum Verzögern einer wärmestrahlungsbedingten Erwärmung. Das Außenteil 40 und das Innenteil 30 sind in einem Abstand a zueinander angeordnet. Des Weiteren ist dem als Dachelement ausgebildeten Außenbeplankungsteil 10 ein Dachhimmel 70 zugeordnet, welcher in einem Abstand b von einer Innenseite 32 des Innenteils 30 angeordnet ist.
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Die Reflexionsschicht 50 reflektiert die einfallende Wärmestrahlung 110 in besonderem Maße, weshalb die Reflexionsschicht 50 einen Emissionsgrad von zumindest im Wesentlichen ε = 0 aufweist. Um dies zu erreichen, ist die Reflexionsschicht 50 als polierte, glänzende Oberfläche ausgebildet und dementsprechend beispielsweise als reflektierender Spiegel bzw. als polierte oder durch in Folge einer anderen Art der Oberflächenbehandlung ein glänzendes Erscheinungsbild aufweisende Aluminium-, Platin- oder Stahloberfläche ausgebildet.
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Der Aufwand des Polierens bzw. eines anderen, die Oberflächenrauigkeit in besonderem Maße verringernden Verfahrens, ist üblicherweise im Fahrzeugbau besonders bei von durch den Kunden wahrgenommenen Oberflächen üblich, da eine derartige Oberflächenbearbeitung mit erhöhten Unkosten verbunden sind. Dementsprechend weisen üblicherweise zwischen der Außenseite 42 und dem Dachhimmel 70 befindliche Bauteile keine polierten Flächen bzw. keine stark reflektierenden Schichten und somit keinen geringen Emissionsgrad auf. Im Gegensatz dazu weist jedoch die Reflexionsschicht 50 einen besonders geringen Emissionsgrad auf, da es sich bei der Reflexionsschicht 50 um eine hochglänzende spiegelnde Schicht handelt.
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Des Weiteren ist vorliegend auch der auf die Außenseite 42 aufgebrachte Lack stark reflektierend, weshalb bereits auf die Außenseite 42 auftreffende Wärmestrahlung 110 in Form von stark reflektierter Wärmestrahlung 114 zum größten Teil reflektiert wird. Dementsprechend dringt lediglich ein kleiner Anteil der Wärmestrahlung 110, nämlich lediglich ein Wärmestrahlungsrest 116, durch das Außenteil 40 hindurch. Dieser Wärmestrahlungsrest 116 wird wiederum an der Reflexionssicht 50 in Form eines stark reflektierten Wärmestrahlungsrests 118 reflektiert. Der von dem Wärmestrahlungsrest 116 verbleibende Rest (hier nicht weiter verdeutlichte Restwärmemenge) wird wiederum in Form von Wärme in dem Isolationselement 60 gespeichert. Das Isolationselement 60 ist besonders gut dazu geeignet, diese Restwärmemenge zu speichern und erst mit starker Verzögerung an das darunter liegende Innenteil 30 weiterzuleiten. Dies ist insbesondere deshalb sinnvoll, da dadurch eine Erwärmung in Folge von intensiver Sonneneinstrahlung mit besonders starker Verzögerung als Temperaturerhöhung des Innenraums 100 auftritt. Dementsprechend kann ein Großteil der Wärmemenge beispielsweise aufgrund von erzwungener Konvektion also durch Fahrtwind bzw. Wind bzw. bei Windstille durch freie Konvektion wieder an die Umgebung 90 abgeführt werden, ohne dass diese Wärmemenge oder zumindest dieser Teil der Wärmemenge, welcher in dem Isolationselement 60 gespeichert ist, an den Innenraum 100 weiter übertragen wird. Idealerweise ist die Reflexionsschicht 50 besonders weit außen, also besonders dicht zum Außenteil 40 angeordnet, wobei es jedoch empfehlenswert ist, einen zumindest kleinen Luftspalt zwischen dem Außenteil 40 und der Reflexionsschicht 50 vorzusehen, um eine Kontaktwärmeübertragung also eine direkte Wärmeleitung zwischen dem Außenteil 40 und der Reflexionsschicht 50 zu vermeiden. Stattdessen ist es empfehlenswert den verbleibenden Luftspalt als weiteren Isolator zu nutzen, da Luft eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Durch das weitgehende Reflektieren der Wärmestrahlung 110 bzw. durch das Speichern der restlichen Wärmemenge in dem Isolationselement 60 kann das Innenteil 30 sogar als Panzerelement mit einer besonders großen thermischen Masse bzw. einer besonders großen Wärmekapazität ausgebildet sein. Bei gepanzerten Fahrzeugen, welche derartige als Panzerplatten ausgebildete Panzerelemente aufweisen, ist der Einsatz der Reflexionsschicht 50 besonders vorteilhaft, da durch den Einsatz der Reflexionsschicht 50 – anders als bei dem in 1 und 2 gezeigten konventionellen Außenbeplankungsteil 80 – lediglich ein geringer Teil der Wärmestrahlung 110 bis zu dem Innenteil 30 (hier: der Panzerplatte) vordringt.
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Die Erwärmung des Innenteils 30 sollte auch deswegen mittels der Reflexionsschicht 50, bzw. des Isolationselements 60 unterbunden werden, da das Innenteil 30 – anders als das Außenteil 40 (bei Wind, bzw. Fahrtwind) und der Dachhimmel 70 (bei eingeschalteter Lüftung, bzw. Klimaanlage) nicht durch erzwungene Konvektion gekühlt wird. Ohne die Reflexionsschicht 50 bzw. das Isolationselement 60 würde das Innenteil 30 erwärmt werden und würde selbst Wärmestrahlung 110 in den Innenraum 100 emittieren, da die Wärmestrahlung 110 am Dachhimmel 70 nicht in Wärme umgesetzt oder reflektiert wird.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist auch zwischen dem Dachhimmel 70 und dem Innenteil 30 eine Reflexionsschicht 50, sowie ein Isolationselement 60 angeordnet, um auch von dem (z. B. infolge der Bestrahlung durch den nicht reflektierten Anteil des Wärmestrahlungsrestes 116 oder durch Restwärmeleitung erwärmten) Innenteil 30 ausgehende Wärmestrahlung zu reflektieren und eine Wärmestrahlungsbelastung des Innenraums 100 noch stärker zu unterbinden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Außenbeplankungsteil
- 20
- Wandelement
- 30
- Innenteil
- 32
- Innenseite
- 40
- Außenteil
- 42
- Außenseite
- 50
- Reflexionsschicht
- 60
- Isolationselement
- 70
- Dachhimmel
- 80
- Außenbeplankungsteil
- 82
- Innenteil
- 84
- Außenteil
- 86
- Dachhimmel
- 88
- Wandelement
- 90
- Umgebung
- 100
- Innenraum
- 110
- Wärmestrahlung
- 112
- Wärmestrahlung
- 114
- Wärmestrahlung
- 116
- Wärmestrahlungsrest
- 118
- Wärmestrahlungsrest
- 120
- Wärmeleitung
- 130
- Konvektion
- 140
- Konvektion
- S
- Strahlungsquelle
- a
- Abstand
- b
- Abstand
