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Die Erfindung betrifft ein Deckelelement eines Fahrzeugdachs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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Ein derartiges Deckelelement ist aus der Praxis bekannt und ist insbesondere als Schiebedachdeckel eines Dachöffnungssystems eines Kraftfahrzeuges ausgebildet. Das Deckelelement kann eine transparente Außenscheibe, die ein Dachaußenhautelement bildet, und eine Innenscheibe umfassen, die umlaufend an eine Innenseite bzw. Unterseite der Außenscheibe angebunden ist. Zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe ist ein Deckelinnenraum ausgebildet.
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Bei Deckelelementen der vorstehend beschriebenen Art besteht bisher das Problem, dass es in dem Deckelinnenraum zu Kondensationseffekten kommen kann, wodurch die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe an ihrer jeweiligen dem Deckelinnenraum zugewandten Innenseite beschlagen können. Dies ist nicht gewünscht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Deckelelement der einleitend genannten Gattung zu schaffen, bei dem das Risiko verringert ist, dass die Scheiben an ihrer jeweiligen Innenseite beschlagen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Deckelelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird mithin ein doppelscheibiges Deckelelement mit einer Druckausgleichseinrichtung vorgeschlagen, mittels der Druckunterschieden zwischen dem Deckelinnenraum und der Umgebung entgegengewirkt werden kann. Über die Druckausgleichseinrichtung ist zweckmäßigerweise ein Luftaustausch zwischen dem Deckelinnenraum und der Umgebung, insbesondere einem Fahrzeuginnenraum möglich. Dies verringert das Risiko, dass die Scheiben des doppelscheibigen Deckelelements beschlagen. Die Durchsichtseigenschaften des Deckelelements bleiben damit auch bei Temperaturänderungen bzw. Druckänderungen im Wesentlichen erhalten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Deckelelements nach der Erfindung ist die Druckausgleichseinrichtung luftdurchlässig und umdurchlässig für Wasser und Wasserdampf. Damit kann mit der eine Luftaustauscheinrichtung darstellenden Druckausgleichseinrichtung Kondensationseffekten in dem Deckelinnenraum wirkungsvoll entgegengewirkt werden.
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Beispielsweise umfasst die Druckausgleichseinrichtung eine luftdurchlässige Membran, die insbesondere undurchlässig für Wasser und Wasserdampf ist. Eine solche Membran ist vergleichbar mit wasserdichten Membranen, die im Bekleidungsbereich eingesetzt werden und beispielsweise unter der Marke Gore-Tex vertrieben werden.
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Um die Montage der Druckausgleichseinrichtung zu erleichtern, kann die Membran Bestandteil eines Einsatzes sein, der in eine Druckausgleichsöffnung eingesetzt ist. Über den Einsatz bzw. die Membran erfolgt der Druckausgleich bzw. der Luftaustausch zwischen dem Deckelinnenraum und der sich an den Deckelinnenraum über die Membran anschließenden Umgebung.
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Die Druckausgleichsöffnung ist beispielsweise in der Innenscheibe selbst ausgebildet und verbindet damit den Deckelinnenraum mit einem Insassenraum des betreffenden Fahrzeugs.
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Alternativ kann die Druckausgleichsöffnung aber auch ein Deckelinnenblech durchgreifen, über das die Innenscheibe an die Außenscheibe angebunden ist. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, dass der Strömungsweg zu der Druckausgleichsöffnung nicht durch gegebenenfalls störende Deckelbauteile unterbrochen ist.
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Das Deckelelement nach der Erfindung kann mit einer oder auch mit mehreren Druckausgleichsöffnungen der vorstehend beschriebenen Art versehen sein. Die Anzahl der Druckausgleichsöffnungen wird so bestimmt, dass über die in die Druckausgleichsöffnungen eingesetzten Druckausgleichseinrichtungen stets eine hinreichende Luftzirkulation stattfindet und der in dem Deckelinnenraum herrschende Druck zuverlässig an den Umgebungsdruck angepasst werden kann.
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Um die Außenscheibe und die Innenscheibe exakt zueinander auszurichten, kann zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe mindestens ein Abstandshalter angeordnet sein. Dieser darf jedoch den Strömungsweg zwischen dem Deckelinnenraum und der Druckausgleichseinrichtung nicht stören.
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Bei einer speziellen Ausführungsform des Deckelelements nach der Erfindung ist die Innenscheibe ein Träger für ein Funktionselement oder selbst ein Funktionselement des Deckelelements. Insbesondere kann die Innenscheibe dazu dienen, die Durchsichtseigenschaften des Deckelelements zu beeinflussen. Beispielsweise ist an der Innenscheibe ein elektrisch schaltbares Beschatungselement ausgebildet, welches durch Anlegen einer entsprechenden Spannung zwischen einem Freigabeschaltzustand und einem Beschattungs- oder Teilbeschattungszustand geschaltet werden kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Deckelelements nach der Erfindung umfasst das Beschaffungselement eine Flüssigkristallzelle (LC-Zelle).
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Das elektrisch schaltbare Beschattungselement ist in unterschiedlicher Weise an der Innenscheibe implementierbar. Beispielsweise ist das elektrisch schaltbare Beschattungselement Bestandteil einer Folie oder eines Glasverbundes, die bzw. der auf eine Innenseite der Innenscheibe aufgebracht ist.
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Bei einer speziellen Ausführungsform des Deckelelements nach der Erfindung ist die Innenscheibe selbst als Flüssigkristallzelle ausgebildet. In diesem Fall besteht die Innenscheibe aus einem Verbund von zwei dünnen Glasplatten, zwischen denen eine Flüssigkristallschicht angeordnet ist.
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Um dem Deckelelement eine weitere Funktionalität zu verleihen und es insbesondere auch als so genanntes Ambient-Beleuchtungselement nutzen zu können, weist eine spezielle Ausführungsform des Deckelelements nach der Erfindung an ihrem Umfang eine Lichtquelle auf, die vorzugsweise LEDs umfasst. In diesem Falle ist es zweckmäßig, wenn die Innenscheibe Lichtleiteigenschaften hat. Besonders gute Lichtleiteigenschaften können erzielt werden, wenn die Innenscheibe aus Glas oder aus Kunststoff, insbesondere aus PMMA, gefertigt ist.
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Zur Verbesserung der Lichtausleitung aus der Innenscheibe in Richtung Fahrzeuginnenraum kann die Innenscheibe an ihrer Oberfläche strukturiert sein, Nanopartikel enthalten und/oder entsprechend bedruckt sein. Auch kann die Innenscheibe mit einer zusätzlichen Streuschicht versehen sein, die nach Art eines Diffusors eine Lichtstreuung bewirkt.
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Um eine Folie, die als Flüssigkristallzelle ausgebildet ist, das heißt eine LC-Folie auf die Innenscheibe aufbringen zu können, hat die Innenscheibe bei einer bevorzugten Ausführungsform zumindest eine plane Innenseite bzw. Oberseite. Insbesondere ist der Scheibenkörper der Innenscheibe als solches plan ausgebildet.
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Alternativ ist es denkbar, dass die Innenscheibe einer zylindrischen Krümmung folgt, das heißt, dass die Innenscheibe nur um eine Krümmungsachse gekrümmt ist, so dass sie einer Zylinderfläche folgt.
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Die Außenscheibe kann hingegen eine dreidimensionale Wölbung aufweisen, die an die Form des betreffenden Fahrzeugdaches angepasst ist.
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Durch die plane oder einfach gekrümmte bzw. zylindrische Ausbildung der Innenscheibe ist es möglich, LC-Folien, die sehr druckempfindlich sind, auf die Innenscheibe zu laminieren, ohne dass es zu Ablösungen oder optischen Fehlern innerhalb der Folie kommt.
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Zum Schutz von Fahrzeuginsassen kann es zweckmäßig sein, dass die Innenscheibe auf ihrer dem Deckelinnenraum abgewandten Außenseite mit einer Splitterschutzeinrichtung, insbesondere mit einer Splitterschutzfolie versehen ist. Die Splitterschutzfolie hält eine gebrochene bzw. gesplitterte Innenscheibe zurück. Es können damit keine Scherben oder Splitter in den Innenraum des betreffenden Fahrzeugs fallen.
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Das Deckelelement nach der Erfindung ist beispielsweise ein Schiebedachdeckel eines Dachöffnungssystems eines Personenkraftwagens. Es ist aber auch denkbar, dass das Deckelelement nach der Erfindung fahrzeugfest ausgebildet ist, das heißt ein fahrzeugfestes Festdachelement ist, das unbeweglich an einem Fahrzeugaufbau angebunden ist.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen.
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Ausführungsbeispiele eines Deckelelements nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Draufsicht auf ein Fahrzeugdach mit einem Deckelelement eines Dachöffnungssystems;
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2 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Deckelelements;
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3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Deckelelements; und
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4 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Deckelelements.
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In 1 ist ein Fahrzeugdach 10 eines Personenkraftwagens dargestellt, das mit einer Dachöffnung 12 versehen ist, die von einem Festdachabschnitt 13 begrenzt ist. Die Dachöffnung 12 kann mittels eines Deckelelements 14, das Bestandteil eines als Schiebedach ausgebildeten Dachöffnungssystems ist, wahlweise freigegeben oder verschlossen werden.
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Das Deckelelement 14, dessen Querschnitt in 2 dargestellt ist, umfasst eine Außenscheibe 16, die aus einer dreidimensional gewölbten Glastafel oder Kunststofftafel (PC oder PMMA) besteht und deren Form in Schließstellung des Deckelelements 14 mit einem Festdachabschnitt 13 fluchtet, und eine Innenscheibe 18, die über eine Kleberaupe 20, die dem Rand der Innenscheibe 18 folgt, vollständig umlaufend an eine Unterseite bzw. Innenseite 22 der Außenscheibe 16 angebunden ist.
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Am umlaufenden Rand ist die ein Dachaußenhautelement bildende Außenscheibe 16 mit einer Kunststoffumschäumung 24 aus einen Polyurethanwerkstoff versehen, über die das Deckelelement 14 dichtend in der Dachöffnung 12 des Fahrzeugdaches 10 aufgenommen werden kann und die zur Fixierung eines Deckelinnenblechs 26 dient, über welches das Deckelelement 14 an eine Verstellkinematik des nicht näher dargestellten Dachöffnungssystems angebunden werden kann.
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Zwischen der Außenscheibe 16 und der plan ausgebildeten oder zylindrisch gebogenen Innenscheibe 18 ist ein Deckelinnenraum 28 ausgebildet, der umlaufend von der Kleberaupe 20 begrenzt ist.
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Zum Druckausgleich und zur Vermeidung von Kondensationseffekten in dem Deckelinnenraum 28 und damit zur Vermeidung eines Beschlagens der Innenscheibe 18 und/oder der Außenscheibe 16 ist der Deckelinnenraum 28 über eine Druckausgleichsöffnung 30, die die Innenscheibe 18 durchgreift, mit der Umgebung verbunden. In der Druckausgleichsöffnung 30 ist ein Einsatz 32 angeordnet, der eine luftdurchlässige Membran 34 umfasst, die undurchlässig für Wasser und Wasserdampf ist. Damit ist zwischen dem Deckelinnenraum 28 und der Umgebung ein Luftaustausch, aber kein Transport von Feuchtigkeit möglich.
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An ihrer Oberseite 35 ist die Innenscheibe 18, die aus Glas, Polycarbonat (PC) oder PMMA besteht, mit einer Flüssigkristall(LC)-Folie 36 laminiert, die ein elektrisch schaltbares Beschattungselement des Deckelelements 14 darstellt. Durch entsprechende Beschaltung bzw. durch entsprechendes Anlegen einer elektrischen Spannung an die Flüssigkristallfolie 36 kann diese zwischen einem lichtdurchlässigen Schaltzustand und einem lichtundurchlässigen bzw. lichtteildurchlässigen Schaltzustand verstellt werden.
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Um die Innenscheibe 18 auch als Beleuchtungselement für den Innenraum des betreffenden Fahrzeugs nutzen zu können, sind am Rand der Innenscheibe 18 LED-Lichtquellen 38 angeordnet, mittels derer die lichtleitende Innenscheibe 18 mit Licht durchflutet werden kann. Zur Ausleitung des Lichts in Richtung Fahrzeuginnenraum kann die Innenscheibe 18 an ihrer Oberfläche strukturiert sein, im Volumen Nanopartikel enthalten oder auch an ihrer Oberfläche mit Nanopartikeln versehen sein.
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In 3 ist ein Deckelelement 14' dargestellt, das ebenfalls als Schiebedachdeckel ausgebildet ist und weitgehend dem in 2 dargestellten Deckelelement entspricht. Das Deckelelement 14' unterscheidet sich jedoch von dem Deckelelement nach 2 dadurch, dass es an der Oberseite 35 einer Innenscheibe 18' keine Flüssigkristallfolie aufweist, sondern mit einer klassischen Flüssigkristallzelle 40 versehen ist, die aus zwei dünnen Glasplatten 42 und 44 besteht, die plan oder zylindrisch gewölbt sein können, und zwar je nach Ausführung der Innenscheibe 18'. Die beiden Glasplatten 42 und 44, die jeweils eine Dicke von maximal 1 mm haben, nehmen zwischen sich eine Flüssigkristallschicht 46 auf, deren Lichtdurchlässigkeit abhängig ist von der angelegten elektrischen Spannung. Die einen Glasverbund darstellende Flüssigkristallzelle 40 aus den beiden Glasplatten 42 und 44 und der Flüssigkristallschicht 46 ist über eine Verbindungsschicht 48 auf die Oberseite 35 der Innenscheibe 18' aufgebracht. Die Verbindungsschicht 48 ist nach einem so genannten Optical Bonding-Verfahren hergestellt.
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Im Übrigen entspricht das Deckelelement 14' dem Deckelelement nach 2.
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In 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Deckelelements 14'' dargestellt, das ebenfalls eine dreidimensional gewölbte Außenscheibe 16 aufweist, die an ihrem Umfang mit einer umlaufenden Kunststoffumschäumung 24 versehen ist, über welche an die Außenscheibe 16 ein Deckelinnenblech 26 angebunden ist. Das Deckelinnenblech 26 dient als Träger für eine Innenscheibe 18'', welche über eine umlaufende Kleberaupe 50 an dem Deckelinnenblech 26 fixiert ist. Das Deckelinnenblech 26 dient also auch zur Anbindung der Innenscheibe 18'' an die Außenscheibe 16.
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Die Innenscheibe 18'' ist als Flüssigkristallzelle ausgebildet und besteht aus zwei dünnen Glasplatten 42 und 44, zwischen denen eine Flüssigkristallschicht 46 aufgenommen ist. Die Innenscheibe 18'', die also einen Glasverbund darstellt, kann plan ausgebildet sein oder auch zylindrisch gewölbt sein.
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Zum Insassenschutz ist die Innenscheibe 18'' an ihrer Unterseite, das heißt einer der Außenscheibe 16 abgewandten Seite, mit einer Splitterschutzfolie 52 versehen, die an ihren Rändern von der umlaufenden Kleberaupe 50 untergriffen ist.
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Zur exakten Positionierung der Innenscheibe 18'' gegenüber der Außenscheibe 16 können Abstandshalter 54 zwischen der Innen- bzw. Oberseite 35 der Innenscheibe 18'' und der Unterseite bzw. Innenseite 22 der Außenscheibe 16 angeordnet sein.
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Um einen Druckausgleich zwischen einem Deckelinnenraum 28 zu gewährleisten, der zwischen der Außenscheibe 16 und der Innenscheibe 18'' angeordnet ist, und eine Kondensation in dem Deckelinnenraum 28 vermeiden zu können, ist das Deckelinnenblech 26 zumindest mit einer Druckausgleichsöffnung 30 versehen, in welche ein Einsatz 32 eingesetzt ist, der eine Membran 34 aufweist, die luftdurchlässig, aber undurchlässig für Wasser und Wasserdampf ist.
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Entsprechend den Ausführungsformen nach den 2 und 3 ist auch das Deckelelement 14'' am Umfang der Innenscheibe 18'' mit LED-Lichtquellen 38 versehen, so dass über die Lichtleiteigenschaften der Glasplatten 42 und 44 die Innenscheibe 18'' als Beleuchtungseinrichtung für den Fahrzeuginnenraum genutzt werden kann. Zur Lichtausleitung kann die Innenscheibe 18'' in geeigneter Weise bedruckt und/oder strukturiert sein. Die LED-Lichtquellen 38 sind an den Rändern der Glasplatten 42 und 44 fixiert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeugdach
- 12
- Dachöffnung
- 13
- Festdachabschnitt
- 14
- Deckelelement
- 16
- Außenscheibe
- 18
- Innenscheibe
- 20
- Kleberaupe
- 22
- Innenseite
- 24
- Kunststoffumschäumung
- 26
- Deckelinnenblech
- 28
- Deckelinnenraum
- 30
- Druckausgleichsöffnung
- 32
- Einsatz
- 34
- Membran
- 35
- Oberseite
- 36
- Flüssigkristallfolie
- 38
- LED-Lichtquelle
- 40
- Flüssigkristallzelle
- 42
- Glasplatte
- 44
- Glasplatte
- 46
- Flüssigkristallschicht
- 48
- Verbindungsschicht
- 50
- Kleberaupe
- 52
- Splitterschutzfolie
- 54
- Abstandshalter
