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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschatten eines Fahrzeuginnenraums und ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugdach aufweisend die Vorrichtung.
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Hintergrund der Erfindung
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Im Fahrzeugbau, insbesondere im Automobilbau, werden zunehmend Fahrzeugdächer mit einer transparenten Fläche, insbesondere mit einer Glasfläche, für ein verbessertes Raumerlebnis durch einen Lichteinfall in den Fahrzeuginnenraum eingesetzt. Dies führt jedoch zu einem im Vergleich zu herkömmlichen, d.h. nicht transparenten, Dächern stärkeren Aufheizen eines Fahrzeuginnenraums. Deshalb kommen zumeist Rollos oder Schiebehimmel zum Einsatz, die eine Verschattung der transparenten Fläche ermöglichen. Vorliegend wird zur Vereinfachung nur von der Steuerung des Lichteinfalls gesprochen, wobei darunter auch die Steuerung der Wärmezufuhr durch einfallendes Sonnenlicht verstanden wird.
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Gleichzeitig soll die Dachfläche auch als Energiequelle, zum Beispiel mit Photovoltaikelementen, genutzt werden können. Photovoltaikelemente mit einer hohen Effizienz sind aber lichtundurchlässig. In einem Fahrzeugdach verhindern sie so den Lichteinfall nach innen, so dass das Raumerlebnis leidet. Bei einer vollständigen Abdeckung mit Photovoltaikelementen in einem Fahrzeugdach weist solch ein Fahrzeugdach zwar eine hohe Stromerzeugung, aber keinerlei Lichteinfall nach innen auf. Zwar sind auch teilweise lichtdurchlässige Photovoltaikelemente bekannt. Diese weisen jedoch eine schlechtere Effizienz auf und kommen deshalb nicht in Betracht.
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Weiterhin ist neben dem Lichteinfall für ein verbessertes Raumerlebnis und der Anordnung von Photovoltaikelementen auch die Möglichkeit der Verschattung bei starker Sonneneinstrahlung, also die Veränderung der Lichtdurchlässigkeit im Dachbereich, wünschenswert, und zwar unabhängig davon, ob das Fahrzeug fährt oder steht.
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So ist zum Beispiel aus der
DE 10 2004 008 533 B3 ein Schiebedachdeckel mit Solarzellen für ein Fahrzeugdach bekannt. Hier verhindern in einem geschlossenen Zustand des Schiebedachdeckels die Solarzellen den Lichteinfall, sodass das Raumerlebnis leidet. Zwar kann der Schiebedachdeckel geöffnet werden, um Lichteinfall in das Fahrzeuginnere zu ermöglichen. Dies ist aber nur bei gutem Wetter und warmer Außentemperatur möglich, da ansonsten Regen und Kälte in das Fahrzeuginnere eindringen würden. Zwar ist noch für den geöffneten Zustand des Schiebedachdeckels zur Diebstahlsicherung ein Lochblech mit Durchgangslöchern vorgesehen. Das Lochblech verhindert aber ebenfalls erheblich den Lichteinfall nach innen und verhindert nicht das Eindringen von Regen und Kälte.
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Ein Fahrzeugdach mit Solarpaneelen ist auch aus der
DE 10 2009 009 242 A1 bekannt. Das Fahrzeugdach mit einem ersten Solarpanel ist aber lichtundurchlässig gestaltet. Beispielsweise können zweite und dritte Solarpaneele zur weiteren Stromerzeugung und zur Verschattung über die Frontscheibe und/oder die Heckscheibe des Fahrzeugs gefahren werden. Dies kommt allenfalls im geparkten Zustand des Fahrzeugs in Betracht. Eine Durchsicht im Dachbereich bzw. eine Veränderung der Lichtdurchlässigkeit im Dachbereich, vor allem auch bei einem fahrenden Fahrzeug, ist aber nicht vorgesehen.
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Ähnlich dazu offenbart die
WO 2018/195925 A1 eine lichtundurchlässige Dachfläche mit einer festen Photovoltaikplatte und einem beweglichen Photovoltaikpanel. Wenn das Fahrzeug geparkt ist, kann das bewegliche Photovoltaikpanel zur erhöhten Stromerzeugung ausgefahren werden. Ein Lichteinfall im Dachbereich bzw. eine Veränderung der Lichtdurchlässigkeit im Dachbereich, vor allem auch bei einem fahrenden Fahrzeug, ist aber nicht vorgesehen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Verschatten eines Fahrzeuginnenraums hinsichtlich der Stromerzeugung und einem steuerbaren Lichteinfall bereitzustellen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschatten eines Fahrzeuginnenraums, aufweisend eine erste teilweise transparente Flächeneinheit mit ersten Ausnehmungen und ersten Schattenelementen. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung ferner eine zu der ersten Flächeneinheit verschieblich gelagerte zweite teilweise transparente Flächeneinheit mit zweiten Ausnehmungen und zweiten Schattenelementen.
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Durch ein stufenweises und/oder kontinuierliches Verschieben der zweiten Flächeneinheit relativ zu der ersten Flächeneinheit sind die zweiten Ausnehmungen mit den ersten Ausnehmungen und die zweiten Schattenelemente mit den ersten Schattenelementen in Deckung bringbar, sodass eine minimale Verschattung resultiert, und sind in Versatz zueinander bringbar, sodass eine maximale Verschattung resultiert.
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Dabei ist wenigstens ein erstes Schattenelement und/oder wenigstens ein zweites Schattenelement als ein Photovoltaikelement ausgebildet.
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Dadurch dass die ersten und zweiten Schattenelemente in Deckung bringbar sind, wird ein steuerbarer Lichteinfall zusammen mit einer Bereitstellung von wenigstens einem Photovoltaikelement zur Stromerzeugung wie folgt ermöglicht: Durch das Vorsehen der Ausnehmungen weist sowohl die erste Flächeneinheit als auch die zweite Flächeneinheit ein Lochmuster in den jeweiligen Schattenelementen auf. Durch Verschieben der zweiten Flächeneinheit relativ zu der ersten Flächeneinheit können die Lochmuster entweder in Deckung gebracht werden, wodurch ein maximaler Lichteinfall generiert wird. Oder die Lochmuster können so zueinander verschoben werden, dass die Lochmuster versetzt zueinander liegen, sodass eine maximale Lichtundurchlässigkeit des Verbundes aus erster Flächeneinheit und zweiter Flächeneinheit erreicht wird. Zwischen diesen beiden Endstellungen sind Zwischenstellungen möglich, die durch das stufenweise und/oder kontinuierliche Verschieben der zweiten Flächeneinheit relativ zur ersten Flächeneinheit erreichbar sind. Somit kann erfindungsgemäß durch die Mehrzahl von Schattenelementen und Ausnehmungen, die die Lochmuster erzeugen, zwischen Lichteinfall und einer Verschattung der Vorrichtung gewechselt werden, wobei wenigstens ein Photovoltaikelement als Schattenelement zur Stromerzeugung und gleichzeitig zur steuerbaren Verschattung vorgesehen ist.
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„Transparent“ bezieht sich vorliegend auf eine Durchlässigkeit in Bezug auf elektromagnetische Wellen, hier von Licht, insbesondere Sonnenlicht, das die erste Flächeneinheit bzw. die zweite Flächeneinheit durchdringen kann.
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Dabei ist unter einer „Ausnehmung“ ganz allgemein ein zumindest teilweise lichtdurchlässiger Bereich zu verstehen. Eine Ausnehmung kann dabei beispielsweise aus einem zumindest teilweise transparenten Material gebildet sein. Dabei kann die Ausnehmung bündig mit einer Oberfläche einer Flächeneinheit gebildet sein, und vorzugsweise bündig an Schattenelemente angrenzen. Alternativ oder ergänzend kann eine Ausnehmung auch durch eine Aussparung oder gar ein Loch in einer Flächeneinheit gebildet sein. Allgemein kann eine Ausnehmung vorzugsweise auch durch angrenzende Schattenelemente in ihrer flächigen Ausdehnung definiert sein.
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Bevorzugt sind alle ersten Schattenelemente und/oder alle zweiten Schattenelemente als Photovoltaikelemente ausgebildet. In diesem Fall wird eine Ausnehmung durch angrenzende Photovoltaikelemente in ihrer flächigen Ausdehnung definiert. Somit kann die gesamte Fläche der Vorrichtung gleichzeitig für Verschattung bzw. Lichteinfall und für die Stromerzeugung genutzt werden. Durch die gleichzeitige Nutzung wird das Raumerlebnis im Innenraum weiter verbessert.
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„Teilweise“ kann bedeuten, dass die erste Flächeneinheit bzw. die zweite Flächeneinheit für Licht, insbesondere Sonnenlicht, nur an den Stellen durchlässig ist, an denen die Ausnehmungen vorgesehen sind. An den anderen Stellen, an denen keine Ausnehmungen vorgesehen sind, kann kein oder nur ein verminderter Teil des einfallenden Lichtes die erste Flächeneinheit oder die zweite Flächeneinheit durchdringen.
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Denkbar ist ferner, dass die ersten Ausnehmungen und die zweiten Ausnehmungen auch durch Bedrucken einer zumindest teilweise transparenten Flächeneinheit vorgesehen werden, wobei die Flächeneinheit nur in den Bereichen mit Schattenelementen bedruckt wird, in denen keine Ausnehmungen vorgesehen sind. Dadurch werden nicht alle Schattenelemente als Photovoltaikelemente ausgebildet, was eine kostengünstigere Vorrichtung zum Verschatten eines Fahrzeuginnenraums ermöglicht. Dies gilt für alle Flächeneinheiten.
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Die erste oder zweite teilweise transparente Flächeneinheit kann auch als teilweise transparente Vorrichtung bezeichnet werden. Diese kann Teil eines Panorama- und/oder Schiebedachs sein.
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Unter einem Photovoltaikelement ist allgemein eine Vorrichtung zur Stromerzeugung zur verstehen, die Licht in Strom umwandelt. Dabei kann ein Photovoltaikelement durch wenigstens eine Solarzelle, ein Solarmodul und/oder ein Solarpanel gebildet sein.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erste Flächeneinheit als starre Außenlage ausgebildet, und die zweite Flächeneinheit ist als Innenlage ausgebildet, wobei das wenigstens eine erste Schattenelement als ein erstes Photovoltaikelement ausgebildet ist.
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Da die erste Flächeneinheit starr ausgebildet ist, bleibt deren Form immer fest. Dadurch wird die Anbringung eines Photovoltaikelements im Gegensatz zur Anbringung an einer flexiblen Flächeneinheit erleichtert. Darüber hinaus wird die Verkabelung bei einer starren Außenlage erleichtert.
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Zusätzlich dient die erste Flächeneinheit als Außenlage dazu, den Fahrzeuginnenraum vor Umwelteinflüssen wie Regen, Staub etc. abzuschirmen. Vorzugsweise ist die Außenlage aus einem Photovoltaik-Außenglas gebildet. Beispielsweise kann ein Einscheibensicherheitsglas (ESG), bevorzugt ein Verbundsicherheitsglas (VSG) für die Außenlage der ersten Flächeneinheit verwendet werden.
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Darüber hinaus ist es besonders vorteilhaft, wenn wenigstens ein erstes Schattenelement als Photovoltaikelement ausgebildet ist, da dann dieses erste Schattenelement stets gleichzeitig zur Verschattung und zur Stromgewinnung verwendet werden kann und auf besonders vorteilhafte Art und Weise an ersten Flächeneinheit angebracht werden kann.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens eine zweite Schattenelement als ein zweites Photovoltaikelement ausgebildet. Somit kann die Fläche zur Stromgewinnung vergrößert werden, wenn die erste Flächeneinheit und die zweite Flächeneinheit in Versatz zueinander gebracht sind. Besonders bevorzugt sind dabei alle Schattenelemente aller Flächeneinheiten als Photovoltaikelemente ausgebildet, wodurch die Fläche zur Stromgewinnung maximiert wird.
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Darüber hinaus ist auch vorstellbar, dass eine dritte Flächeneinheit mit dritten Ausnehmungen und dritten Schattenelementen vorgesehen ist. Dadurch können die Gestaltung der jeweiligen Lochmuster flexibler gestaltet werden, was zu größeren Einstellmöglichkeiten führt, und die Fläche zur Stromgewinnung kann weiter erhöht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Flächeneinheit flexibel ausgebildet. Dadurch kann die zweite Flächeneinheit als Innenlage flexibel im Fahrzeuginnenraum unterhalb der als starren Außenlage ausgebildeten ersten Flächeneinheit verschoben werden, und zwar besonders dann, wenn die erste Flächeneinheit eine Wölbung aufweist. Die Verschiebung der zweiten Flächeneinheit wird somit erleichtert, da sie an eine Kontur bzw. an Abmessungen des Fahrzeugs angepasst werden kann. Darüber hinaus ist es so möglich, die zweite Flächeneinheit auch zum Insassenschutz bei einem Kopfaufprall zu verwenden, wenn diese durch ihre Flexibilität auch Dämpfungseigenschaften aufweist.
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In einer anderen Ausführungsform ist die zweite Flächeneinheit starr ausgebildet. Dadurch wird die Kontaktierung von Photovoltaikelementen der zweiten Flächeneinheit erleichtert. Darüber hinaus ist auch die Verschiebung allgemein leichter realisierbar. Denkbar ist dabei eine flache Dachfläche oder eine Tonnenfläche, da in diesem Fall auch feste bzw. starre Flächeneinheiten ohne Verformung zueinander verschoben werden können.
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Besonders vorteilhaft ist in allen Ausführungsformen, wenn zwischen der ersten Flächeneinheit und der zweiten Flächeneinheit ein Schiebekontakt zum Kontaktieren des ersten Photovoltaikelements und/oder des zweiten Photovoltaikelements angeordnet ist. Der Schiebekontakt ermöglicht eine einfache und zuverlässige Kontaktierung von Photovoltaikelementen. Eine Kontaktierung eines Photovoltaikelements kann beispielsweise mit elektrischen Schiebekontakten dargestellt werden, indem eine gefederte Kontaktstelle des beweglichen Bauteils gegen einen Streifen am festen Bauteil gedrückt wird, sodass bei jeglicher Position des beweglichen Bauteils der elektrische Kontakt erhalten bleibt.
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Alternativ oder ergänzend ist für alle Ausführungsformen vorstellbar, dass die Vorrichtung ferner ein Kontaktkabel mit einer selbstaufspulenden Trommel zum Anschließen des zweiten Photovoltaikelements aufweist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein zweites Photovoltaikelement der zweiten Flächeneinheit kontaktiert werden.
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Darüber hinaus ist es auch vorstellbar, dass die ersten Schattenelemente größer als die zweiten Schattenelemente und durch erste Photovoltaikelemente ausgebildet sind. Die ersten Schattenelemente können somit stets gleichzeitig zur Verschattung und zur Stromgewinnung verwendet werden und die Fläche zur Stromgewinnung wird weiter vergrößert.
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Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine Innenabdeckung auf, wobei die Innenabdeckung so angeordnet ist, dass in einem ein Bereich zwischen der ersten Flächeneinheit und der Innenabdeckung die zweite Flächeneinheit angeordnet ist. Mit der Innenabdeckung kann die verschiebbare zweite Flächeneinheit besonders gut gegen versehentliche Krafteinflüsse aus dem Innenraum geschützt werden.
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Ferner wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, wie beispielsweise ein Personenkraftwagen, mit einem Fahrzeugdach aufweisend die oben beschriebene Vorrichtung bereitgestellt.
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Das oben mit Bezug zur Vorrichtung zum Verschatten des Fahrzeuginnenraums Beschriebene gilt analog auch für das Fahrzeug und vice versa.
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Figurenbeschreibung
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Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
- 1A eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer minimalen Verschattung,
- 1B die Vorrichtung aus 1A mit einer maximalen Verschattung,
- 2A eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer minimalen Verschattung,
- 2B die Vorrichtung aus 2A mit einer Verschattung, die zwischen einer minimalen und maximalen Verschattung liegt,
- 2C die Vorrichtung aus 2A mit einer maximalen Verschattung,
- 3A eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer minimalen Verschattung ähnlich zu 2A, wobei zusätzliche Photovoltaikelemente vorgesehen sind,
- 3B die Vorrichtung aus 3A mit einer Verschattung ähnlich zu 2B,
- 3C die Vorrichtung aus 3A mit einer maximalen Verschattung ähnlich zu 2C,
- 4A eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer minimalen Verschattung ähnlich zu 1A, und
- 4B die Vorrichtung aus 4A mit einer maximalen Verschattung.
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Detaillierte Beschreibung
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1A zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Verschatten eines Fahrzeuginnenraums, genauer gesagt einer Fahrgastzelle eines Personenkraftwagens. Die Vorrichtung 10 ist in einem Dach des Personenkraftwagens verortet bzw. verbaut.
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Die Vorrichtung 10 weist eine erste teilweise transparente Flächeneinheit 20 auf. Dabei ist die erste Flächeneinheit 20 aus einem transparenten Material gebildet und umfasst erste Ausnehmungen 22, durch die Licht von außen in den Fahrzeuginnenraum eintreten kann.
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Darüber hinaus weist die erste Flächeneinheit 20 auch erste Schattenelemente 24 auf. In 1A sind beispielhaft alle ersten Schattenelemente als erste Photovoltaikelemente 24.1 ausgebildet. Es ist dabei aber auch vorstellbar, dass nur ein Teil oder auch nur eines der ersten Schattenelemente 24 als erstes Photovoltaikelement 24.1 ausgebildet ist.
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Die Transparenz der ersten Photovoltaikelemente 24.1 ist geringer als die der ersten Ausnehmungen 22. Somit definieren angrenzende erste Photovoltaikelemente 24.1 die Ausdehnung einer ersten Ausnehmung 22.
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Besonders bevorzugt ist die erste Flächeneinheit 20 als starre bzw. glasfeste Außenlage, beispielsweise aus einem Photovoltaik-Außenglas gebildet. Beispielsweise kann ein Einscheibensicherheitsglas (ESG), bevorzugt ein Verbundsicherheitsglas (VSG) für die Außenlage der ersten Flächeneinheit 20 verwendet werden. An der Unterseite der Außenlage, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, sind die ersten Schattenelemente 24 bzw. die ersten Photovoltaikelemente 24.1 angeordnet.
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Weiter weist die Vorrichtung 10 weist eine zweite teilweise transparente Flächeneinheit 30 auf, die zu der ersten Flächeneinheit 20 verschieblich gelagert ist. Die zweite Flächeneinheit 30 ist dabei als vorzugsweise als Innenlage ausgebildet, d.h. die zweite Flächeneinheit 30 ist zwischen der ersten Flächeneinheit 20 und einem Fahrzeuginnenraum anordbar bzw. ist dem Fahrzeuginnenraum zugewandt. Dabei können zwischen der zweiten Flächeneinheit 30 und dem Fahrzeuginnenraum noch weitere Lagen, wie zum Beispiel eine Innenabdeckung 50 oder eine dritte Flächeneinheit 40 wie in 2 gezeigt vorgesehen sein.
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Dabei ist die zweite Flächeneinheit 30 aus einem transparenten Material gebildet und umfasst zweite Ausnehmungen 32, durch die Licht von außen in den Fahrzeuginnenraum eintreten kann.
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Dabei ist vorstellbar, dass die zweite Flächeneinheit 30 beispielsweise aus einem flexiblen Material, wie zum Beispiel einer flexiblen Folie gebildet ist. Dabei ist denkbar, dass die zweiten Schattenelemente 34 auf eine transparente und flexible Folie bedruckt sind und so die zweiten Ausnehmungen 32 für den Lichtdurchtritt definieren. Dabei kommt zum Beispiel ein Schwarzdruck in Frage. Es ebenso vorstellbar, dass die flexible Folie sonnenlichtundurchlässig ist und die zweiten Ausnehmungen 32 in Form eines transparenten Materials oder durch Löcher gebildet sind.
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Alternativ ist auch vorstellbar, dass die zweite Flächeneinheit 30 beispielsweise aus einem starren Material, wie zum Bespiel einer Glas- oder Kunststoffscheibe, gebildet ist. Dabei ist denkbar, dass die zweiten Schattenelemente 34 auf eine transparente Glas- oder Kunststoffscheibe bedruckt sind und so die zweiten Ausnehmungen 32 für den Lichtdurchtritt definieren. Dabei kommt zum Beispiel ein Schwarzdruck in Frage. Es ebenso vorstellbar, dass die Glas- oder Kunststoffscheibe sonnenlichtundurchlässig ist und die zweiten Ausnehmungen 32 in Form eines transparenten Materials oder durch Löcher gebildet sind.
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Durch ein Verschieben der zweiten Flächeneinheit 30 relativ zu der ersten Flächeneinheit 20 sind die jeweiligen Ausnehmungen 22 und 32 sowie die Schattenelemente 24 und 34 in Deckung bringbar, sodass eine minimale Verschattung wie in 1A resultiert, und in Versatz zueinander bringbar, sodass eine maximale Verschattung wie in 1B resultiert. Die Mehrzahl von Schattenelementen 24 und 34 sowie die Mehrzahl von Ausnehmungen 22 und 32 führen zu einem verbesserten Raumerlebnis, da eine Lichteintrittsfläche der Vorrichtung 10, durch die das Licht steuerbar in den Fahrzeuginnenraum eintritt, abwechselnd mit ersten und zweiten Schattenelementen 24 und 34 sowie ersten und zweiten Ausnehmungen 22 und 32 strukturiert ist. Dabei wird wenigstens ein Photovoltaikelement 24.1 als Schattenelement 24 zur Stromerzeugung und gleichzeitig zur steuerbaren Verschattung bereitgestellt.
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Durch ein stufenweises und/oder kontinuierliches Verschieben der zweiten Flächeneinheit 30 relativ zu der ersten Flächeneinheit 20 sind Zwischenstellungen realisierbar, in denen ein Lichteinfall verringert und damit ein Verschattungsgrad erreicht wird, der zwischen dem der geschlossenen und dem der offenen Stellung liegt.
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In den 1A und 1B sind bevorzugt ersten Schattenelemente 24 größer als die zweiten Schattenelemente 34 und durch erste Photovoltaikelemente 34.1 ausgebildet. Dadurch wird die Stromgewinnung erhöht. Zusätzlich kann auf weitere Flächeneinheiten wie in den 2 und 3 gezeigt verzichtet werden. Es ist aber auch vorstellbar, dass die ersten Schattenelemente 24 so groß wie oder auch kleiner als die zweiten Schattenelemente 34 ausgebildet sind. Dadurch kann der Lichteinfall vergrößert werden.
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In den 2A und 2B ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform ähnlich zu den 1A und 1B mit einer zu der ersten Flächeneinheit 20 verschieblich gelagerten, dritten teilweise transparenten Flächeneinheit 40 gezeigt. Die dritte Flächeneinheit 40 weist dritte Ausnehmungen 42 und dritte Schattenelemente 44 auf und entspricht in ihren Eigenschaften der zweiten Flächeneinheit 30. Dabei ist vorstellbar, dass die Vorrichtung 10 allgemein eine Mehrzahl von zu der ersten Flächeneinheit 20 verschieblich gelagerten, teilweise transparenten Flächeneinheiten umfasst.
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Das oben beschriebene Verschieben gilt entsprechend auch für die zweite Flächeneinheit 30 und die dritte Flächeneinheit 40 in den 2A, 2B und 2C. Durch ein Verschieben der zweiten Flächeneinheit 30 und der dritten Flächeneinheit 40 relativ zu der ersten Flächeneinheit 20 sind die jeweiligen Ausnehmungen 22, 32 und 42 sowie die Schattenelemente 24, 34 und 44 in Deckung bringbar, sodass eine minimale Verschattung wie in 2A resultiert, und in Versatz zueinander bringbar, sodass eine maximale Verschattung wie in 2C resultiert. 2B zeigt eine teilweise Verschattung als Übergangzustand zwischen den Verschattungsstellung der 2A und 2C. Mit dieser Ausführungsform kann besonders gut eine Verschattung bereitgestellt werden.
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Die 3A, 3B und 3C zeigen eine Ausführungsform ähnlich zu den 2A, 2B und 2C. Hierbei sind die ersten Schattenelemente 24 als erste Photovoltaikelemente 24.1, die zweiten Schattenelemente 34 als zweite Photovoltaikelemente 34.1, und die dritten Schattenelemente 44 als dritte Photovoltaikelemente 24.1 ausgebildet. Dadurch, dass alle Schattenelemente 24, 34 und 44 als Photovoltaikelemente 24.1, 34.1 und 44.1 ausgebildet sind, kann die Stromerzeugung bei einer Verschattungsstellung maximiert werden.
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Wenn die zweite Flächeneinheit 30 und/oder die dritte Flächeneinheit 40 wie oben beschrieben starr ausgebildet sind, können die dritten Photovoltaikelemente 34.1 und/oder vierten Photovoltaikelemente 44.1 besonders einfach kontaktiert werden.
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Darüber hinaus ist beispielhaft in 3B ein Schiebekontakt 60 dargestellt. Schiebekontakte 60 sind beispielsweise aus der Beleuchtung von Panoramadächern bekannt und werden vorteilshafterweise vorliegend für die Kontaktierung von Photovoltaikelementen 24.1, 34.1 und/oder 44.1 verwendet. Die Vorrichtung 10 kann auch eine Mehrzahl von Schiebekontakten 60 umfassen. Der Schiebkontakt 60 erlaubt in der beispielsweise gezeigten Stellung eine Kontaktierung der ersten Flächeneinheit 20 und/oder der zweiten Flächeneinheit 30, insbesondere des ersten Photovoltaikelements 24.1 und/oder des zweiten Photovoltaikelements 34.1. Dabei wird eine gefederte Kontaktstelle des beweglichen Bauteils gegen einen Streifen am festen Bauteil gedrückt, sodass bei jeglicher Position des beweglichen Bauteils der elektrische Kontakt erhalten bleibt. Gleiches ist auch für die dritte Flächeneinheit 40 mit dem dritten Photovoltaikelement 44.1 vorstellbar.
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Alternativ oder ergänzend ist für alle Ausführungsformen vorstellbar, dass die Vorrichtung 10 ferner ein Kontaktkabel mit einer selbstaufspulenden Trommel zum Anschließen des zweiten Photovoltaikelements aufweist (nicht gezeigt). Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein Photovoltaikelement 34.1 oder 44.1 auf der verschiebbaren Flächeneinheit 30 oder 40 kontaktiert werden.
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Die 4A und 4B zeigen eine Ausführungsform ähnlich zu den 1A und 1 B. Bevorzugt sind dabei auch die zweiten Schattenelemente 34 als zweite Photovoltaikelemente 34.1 ausgebildet, um die Stromerzeugung bei einer Verschattungsstellung zur erhöhen.
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Weiter bevorzugt ist die zweite Flächeneinheit 30 als Kunststoffplatte ausgebildet, bei der die Weichheit so gewählt ist, dass ein Kopfaufprallschutz bereitgestellt ist. Dabei kann besonders die Weichheit der zweiten Ausnehmungen 32 so gewählt werden, um diese Schutzfunktion zu gewährleisten. Ebenso ist denkbar, dass die Flächeneinheit 30 als aufgespannte Folie oder als Rollo derart ausgebildet ist, dass diese Schutzfunktion erfüllt ist.
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Grundsätzlich ist in allen Ausführungsformen denkbar, dass die Innenabdeckung 50 vorzugsweise aus einem transparenten Material gebildet ist. Bevorzugt kann die Innenabdeckung 50 aus Glas- oder einer Kunststoffscheibe gebildet sein. Ebenso kann die Innenabdeckung Polycarbonat aufweisen. Weiter bevorzugt kann die Innenabdeckung aus einem Einscheibensicherheitsglas (ESG) oder einem Verbundsicherheitsglas (VSG) gebildet sein.
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Ebenso können in allen Ausführungsformen Luftspalte zwischen der ersten und der zweiten Flächeneinheit 20 und 30 sowie zwischen der zweiten und der dritten Flächeneinheit 30 und 40 vorgesehen sein, um die die Verschiebung zu erleichtern.
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Grundsätzlich sind für die Verschiebung der zweiten Flächeneinheit 30 oder der dritten Flächeneinheit 40 verschiedene Antriebsarten vorstellbar. Denkbar ist ein Antrieb ähnlich wie bei einer Rollobetätigung über sogenannte Bürstenkabel. Zusätzlich oder alternativ sind auch elektrische, magnetische oder mechanische Antriebsarten denkbar.
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Weiterhin ist allgemein vorstellbar, dass nur ein Teil der Schattenelemente 24, 34 oder 44 als Photovoltaikelemente 24.1, 34.1 oder 44.1 ausgebildet ist. Dabei ist auch grundsätzlich denkbar, dass nur in unteren Flächeneinheiten, wie zum Beispiel in der zweiten Flächeneinheit 30 oder der dritten Flächeneinheit 40 wenigstens ein Schattenelement 34 oder 44 als Photovoltaikelement 34.1 oder 44.1 ausgebildet ist, und die erste Flächeneinheit 20 nur erste Schattenelemente 24 aufweist.
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Ferner ist vorstellbar, dass die Verschiebung vorliegend in Fahrzeuglängsrichtung erfolgt, d.h. die zweiten oder dritten Flächeneinheiten 30 oder 40 sind in Fahrzeuglängsrichtung verschieblich zu der Flächeneinheit 10 gelagert, wie dies durch den Doppelpfeil in 1 angedeutet ist. Denkbar wäre aber auch, zusätzlich oder alternativ, eine Verschiebung in Fahrzeugbreitenrichtung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung zum Verschatten
- 20
- erste teilweise transparente Flächeneinheit
- 22
- erste Ausnehmungen
- 24
- erste Schattenelemente
- 24.1
- erste Photovoltaikelemente
- 30
- zweite teilweise transparente Flächeneinheit
- 32
- zweite Ausnehmungen
- 34
- zweite Schattenelemente
- 34.1
- zweite Photovoltaikelemente
- 40
- dritte teilweise transparente Flächeneinheit
- 42
- dritte Ausnehmungen
- 44
- dritte Schattenelemente
- 44.1
- dritte Photovoltaikelemente
- 50
- Innenabdeckung
- 60
- Schiebekontakt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004008533 B3 [0005]
- DE 102009009242 A1 [0006]
- WO 2018/195925 A1 [0007]
