DE102022128422A1

DE102022128422A1 - Vorrichtung zum Erwärmen und/oder Desinfizieren, sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen

Info

Publication number: DE102022128422A1
Application number: DE102022128422.0A
Authority: DE
Inventors: Sebastien AMBROSETTI
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2022-10-27
Filing date: 2022-10-27
Publication date: 2024-05-02

Abstract

Eine Vorrichtung (1, 1', 1'') zum Erwärmen und/oder Desinfizieren insbesondere eines Fahrgastinnenraums eines Kraftfahrzeugs (100) umfasst einen Grundkörper (10a, 10b; 10) aus oder mit Glas und eine Quelle für Strahlung (IR/UV) sowie als Mittel zum Reflektieren dieser Strahlung einzeln bewegliche Partikeln (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen und/oder zum Desinfizieren. Sie betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
Es gibt Ansätze, in Kraftfahrzeugen Wärme mittels Infrarotstrahlung zur Verfügung zu stellen. Dies hat insbesondere den folgenden Vorteil: Wenn das Auto autonom fährt, nimmt der (sonst aktive) Fahrer häufig eine Komfortposition ein, in der er den Sitz nach hinten versetzt hat und seine Rückenlehne weit nach hinten verschwenkt hat (etwa im 60°-Winkel, um gegebenenfalls das Schlafen zu ermöglichen). Er kann dann mittels Infrarotstrahlung gleichwohl vorne gewärmt werden. Gerade bei solchen Sitz- bzw. Liegepositionen sind nämlich die herkömmliche Klimatisierung und deren Luftströmungen ungeeignet: Der Nutzer ist zu weit weg, die Belüftung ist nicht leistungsfähig genug, um ihn zu erreichen, es kommt zu starken Luft-Aufwirbelungen, die Anlage ist laut und möglicherweise auch nicht effizient, weil durch bewegte Luft eher ein Kühleffekt erzeugt wird. Die Sitzheizung und gegebenenfalls Flächenheizungen in den Türen und Armauflagen hingegen wärmen bloß den Rücken, das Gesäß und die Arme.
Aus der DE 10 2015 111 442 A1 , der DE 10 2013 214 555A1 und der DE 10 2015 117 645 A1 ist es bekannt, Infrarotstrahlung zur Bereitstellung von Wärme für den Fahrzeuginsassen abzugeben.
Die DE 10 2012 006 972 A1 beschreibt andererseits, dass mithilfe von Ultraviolettbestrahlung Fahrzeuginnenräume gereinigt und insbesondere desinfiziert werden können.
Die DE 10 2013 214 548 A1 beschreibt einen Glasaufbau mit einer Dekorschicht, welche löchrig ist, um mittels Heizdrähten erzeugte Infrarotstrahlung hindurchzulassen. Eine Reflektorschicht auf der Rückseite des Glasaufbaus sorgt dafür, dass die Infrarotstrahlung in Richtung des Fahrgastraumes abgegeben wird und nicht nach außerhalb.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine solche Vorrichtung bereitzustellen, die gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik effektiver und/oder auch flexibler ist. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Bei einer Vorrichtung zum Erwärmen und/oder Desinfizieren, die einen Grundkörper aufweist, welcher Glas umfasst, und die zumindest eine Quelle für Infrarotstrahlung und/oder zumindest eine Quelle für Ultraviolettstrahlung aufweist, und die mit Mitteln zum Reflektieren der Infrarotstrahlung und/oder Ultraviolettstrahlung versehen ist, ist erfindungsgemäß somit vorgesehen, dass als Mittel zum Reflektieren einzeln bewegliche Partikeln bereitgestellt werden.
Das Bereitstellen einzelner Partikeln hat etwa gegenüber dem Vorsehen einer festen Reflektorschicht den Vorteil, dass die Partikeln besser gegenüber Beschädigungen (etwa Kratzern) geschützt werden können als eine Reflektorschicht.
Insbesondere, wenn die Partikeln nur in einem vorbestimmten Zustand reflektieren und in einem anderen vorbestimmten Zustand dies nicht tun, ist für eine besonders erhöhte Flexibilität gesorgt.
Dieser Aspekt ist vergleichbar mit elektro-fotochromatischen Glasdächern bei Fahrzeugen, bei denen die Licht- und Wärmedurchlässigkeit elektrisch angepasst werden kann. Derartiges ist beispielsweise aus der DE 10 2008 030441 B3 bekannt, Die Partikeln bestehen dort insbesondere aus Kristallen. Die Kristalle werden polarisiert und parallel aufgestellt, wenn Licht durchgelassen werden soll. Im Ruhezustand hingegen sind die Kristalle chaotisch angeordnet und lassen kein Licht sowie weder Infrarotstrahlung noch Ultraviolettstrahlung durch. Die Erfindung kann insbesondere genau diese Arten von Kristallen verwenden. Das Material dieser Kristalle kann etwa Indium-Zinn-Oxid sein oder umfassen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Quelle einen Draht oder auch einen Drahtaufbau. Zur Bereitstellung von Infrarotstrahlung kann hierbei angeknüpft werden an die Nutzung von Drähten zur Scheibenheizung, mit denen Scheiben von Kraftfahrzeugen enteist werden können. Solche Drähte oder Drahtaufbauten sind einfach und preisgünstig bereitstellbar und lassen sich auf bekannte Weise in oder an Glas-Grundkörpern integrieren.
Vorliegend ist es allerdings eine bevorzugte Ausführungsform, wenn der Draht oder der Drahtaufbau in eine Polymermatrix eingebettet ist, welche auch die Partikeln trägt. Auf diese Weise ist nicht nur die Vorrichtung leicht und kompakt herstellbar, sondern die Partikeln befinden sich auch in näherer Umgebung des Drahtes bzw. Drahtaufbaus und können so besonders wirksam sein. Die Polymermatrix kann wie im Falle der Vorrichtung aus der DE 10 2008 030441 B3 eine erste Matrix umfassen, in welcher Tropfen mit darin suspendierten Partikeln einer ersten Art angeordnet sind. Die Partikeln der ersten Art sind in einem durch Anlegen einer Spannung an Elektrodenschichten erzeugbaren elektrischen Feld ausrichtbar. Diese Elektrodenschichten umfassen eine zweite Matrix, in der elektrisch leitfähige Partikeln einer zweiten Art angeordnet sind. Die erste und die zweite Matrix sind so gewählt, dass sie sich im Kontaktbereich gegenseitig durchdringen. Dies wird durch eine Anpassung der ersten Matrix und der zweiten Matrix aneinander erreicht, also durch eine geeignete Wahl der verwendeten Materialien. Insbesondere sollen sich die erste Matrix und die zweite Matrix chemisch ähnlich sein, etwa sind sie dazu aus Materialien mit ähnlicher Molekülstruktur gebildet. Für die erste Matrix können prinzipiell alle anorganischen, organisch modifizierten anorganischen oder organischen Bindemittel, oder auch Mischungen davon eingesetzt werden. Beispiele für organisch modifizierte anorganische Bindemittel sind Polyorganosiloxane oder Siloxan-Lacke. Etwa kann die erste Matrix aus Polydiphenyldimethylsiloxan bestehen und die zweite Matrix 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan. Als vernetzendes Monomer für Polydiphenyldimethylsiloxan kann 3-Acryloxypropylmethyldimethoxysilan verwendet werden. Die genannten Elektroden sind vorzugsweise als Elektrodenschicht hergestellt durch Vermengen von 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan mit einer Indium-Zinn-Oxid-Paste, einem Photoinitiator und Lösen des dabei entstehenden Gemenges in 1-Propanol. Für ein Substrat der Anordnung kann Polyethylenterephthalat (PET) verwendet werden. Alternativ können auch Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyvinylbutyral (PVB) Ethylenvinylacetat (EVA) oder ein anderes thermoplastisches Folienmaterial verwendet werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform hierzu ist die Polymermatrix an dem Glaskörper angebracht. Es kann sich hierbei um die vorgenannte Polymermatrix handeln, in die der Draht oder der Drahtaufbau eingebettet ist, diese Ausführungsform gilt aber auch dann, wenn lediglich die Partikeln in einer Polymermatrix vorgesehen sind. Alternativ hierzu kann die bzw. eine solche Polymermatrix in einen Glasaufbau des Grundkörpers („sandwichartig“) integriert sein. Vorteilhaft an der Ausführungsform mit außen angebrachter Polymermatrix ist es, dass die Polymermatrix, gegebenenfalls mit integriertem Draht oder Drahtaufbau, als Ganzes fertig hergestellt werden kann, etwa in einer spezialisierten Fabrikation, und dass sie dann an einen von einem anderen Hersteller bereitgestellten Grundkörper aus bzw. mit Glas angebracht werden kann. Vorteilhaft an der Ausführungsform mit in einen Glasaufbau integrierter Polymermatrix ist es, dass diese besonders gut geschützt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung durchsichtige Elektroden, wobei diese ausgelegt sind, die Partikeln in eine durch die Platzierung der Elektroden vorbestimmte Richtung auszurichten, wenn die Elektroden mit einer Wechselspannung , etwa von 100V AC, beaufschlagt werden. Hieran kann angeknüpft werden zur Einstellung der Durchlässigkeit eines Glasaufbaus für Licht und/oder Infrarotstrahlung.
Als Quelle für UV-C-Licht dient hauptsächlich die Anregung (Erhitzung) von bestimmten Gasen / Medien wie bspw. Quecksilbergas. Alternativ werden Leuchtdioden (LEDs) und/oder Laser als Quellen für Ultraviolettstrahlung genutzt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung ihrerseits Mittel außerhalb des Grundkörpers, welche ausgelegt sind, die Quelle (für Infrarotstrahlung) mit elektrischer Leistung zu beaufschlagen. Die Mittel können als Spannungsquelle ausgelegt sein, die Heizdrähte zum Glühen bringt, indem die Heizdrähte mit einer Wechselspannung beaufschlagt werden. Folgende Materiale können beispielweise für die Heizdrähte verwendet werden: Wolfram, Kohlenstoff, Kupfer, Nickel, Polyester, oder eine Legierung aus Eisen, Chrom und Aluminium (etwa von der Marke Kanthal®).
Bei bevorzugten Ausführungsformen

a) umfasst die Quelle Wolfram, Kohlenstoff, Kupfer, Nickel, Polyester und/oder zumindest eine Legierung, und/oder
b) umfassen die Partikeln Indium-Zinn-Oxid.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung wie oben beschrieben aufweist, insbesondere zur Bereitstellung einer Windschutzscheibe (Frontscheibe), einer Heckscheibe, eines Glasdaches, einer Fensterscheibe, eines Innenspiegels oder eines Deckglases in der Armatur.
Die Vorrichtung ist somit zur Bereitstellung vielfältiger Arten von Glasflächen geeignet.
Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dies betrifft insbesondere den Fall ansteuerbarer Partikeln, also solcher, die durch Beaufschlagung geeigneter Elektroden mit Spannung (oder Strom) ihre Ausrichtung ändern und so lokal den Grad an Reflexion für Infrarotstrahlung und/oder Ultraviolettstrahlung zu ändern geeignet sind.
Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.
Zu der Erfindung gehört auch die Steuervorrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuervorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Eine Prozessorschaltung der Prozessoreinrichtung kann z.B. zumindest eine Schaltungsplatine und/oder zumindest ein SoC (System on Chip) aufweisen.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer oder einen Computerverbund diesen veranlassen, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Speichermedium kann z.B. zumindest teilweise als ein nicht-flüchtiger Datenspeicher (z.B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z.B. als ein RAM - random access memory) ausgestaltet sein. Das Speichermedium kann aber auch beispielsweise als sogenannter Appstore-Server im Internet betrieben sein. Durch den Computer oder Computerverbund kann eine Prozessorschaltung mit zumindest einem Mikroprozessor bereitgestellt sein. Die Befehle können als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z.B. C) bereitgestellt sein.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 den Grundaufbau einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, bei der Infrarotstrahlung abstrahlbar ist, im Schnitt;
2a einen Ausschnitt aus einer Abwandlung der Vorrichtung aus 1 im Bereich II' in einer ersten Situation, in der Licht zum Teil reflektiert wird und keine Infrarotstrahlung erzeugt wird;
2b die Ansicht aus 2a in einer zweiten Situation, in der Licht und Ultraviolettstrahlung durchgelassen wird, nicht aber Infrarotstrahlung erzeugt wird;
2c die Ansicht aus 2a in einer dritten Situation, in der von außen kommendes Licht und Ultraviolettstrahlung zum Teil reflektiert wird und zugleich durch den Drahtaufbau Infrarotstrahlung erzeugt wird;
2d die Ansicht aus 2a in einer vierten Situation, in der von außen kommendes Licht und Ultraviolettstrahlung durchgelassen wird und zugleich durch den Drahtaufbau Infrarotstrahlung erzeugt wird;
3 einen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendeten Drahtaufbau;
4 eine Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der ebenfalls Infrarotstrahlung abstrahlbar ist,
5 eine den 2a bis d entsprechende Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung, bei der neben Infrarotstrahlung auch Ultraviolettstrahlung abstrahlbar ist,
6 eine 5 entsprechende Ansicht einer Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, bei der neben Infrarotstrahlung auch Ultraviolettstrahlung abstrahlbar ist,
7 eine 5 entsprechende Ansicht einer Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung, bei der neben Infrarotstrahlung auch Ultraviolettstrahlung abstrahlbar ist, und
8 Anwendungsbeispiele für Vorrichtungen in Form von Glasverbünden oder Glasaufbauten in einem Kraftfahrzeug.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Erwärmen mittels Infrarotstrahlung umfasst eine erste Glasplatte 10a und eine zweite Glasplatte 10b, zwischen denen eine Polymermatrix angeordnet ist. In die Matrix eingebettet sind kleine Partikeln 14, die als Kristallstücke ausgebildet sind, die insbesondere aus Indium-Zinn-Oxid bestehen oder unter Verwendung dieses Materials gebildet sind. In die Matrix des Weiteren eingebettet sind Drähte oder Drahtaufbauten 16. Es kann sich um einfache Heizdrähte handeln, die etwa aus Kupfer bestehen, oder es kann der weiter unten unter Bezug auf 3 beschriebene Drahtaufbau verwendet sein. An der Seite der Vorrichtung, an der Wärmestrahlung (Infrarotlicht) austreten soll, insbesondere an der dem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs zugewandten Seite, ist zwischen der Polymermatrix 12 und der Glasplatte 10b eine akustische PVB-Folie (Polyvinylbutyral I-Folie) angeordnet. Die PVB-Folie ermöglich eine akustische Dämmung (wenig Fahrgeräusch) und wird zur Splitterbindung und Erhöhung der Resttragfähigkeit verwendet. Normale PVB-Folien sind nahezu undurchlässig für Ultraviolettstrahlung.
Bei einer Variante 1' zu dieser Ausführungsform 1 gemäß 1 kann gemäß den 2a bis 2d vorgesehen sein, dass die Drähte 16 unmittelbar angrenzend an die akustische PVB-Folie 18 angeordnet sind, d.h. auf der Seite des erwünschten Austritts für elektromagnetische Strahlung in Form von Infrarotstrahlung oder Ultraviolettstrahlung.
Des Weiteren sind im Bereich der akustischen PVB-Folie (in diese eingebettet oder auf dieser aufgebracht) sowie gegenüber lichtdurchlässige Elektroden 20 bereitgestellt. Die Elektroden 20 sind vorzugsweise so angeordnet, dass zwei einander gegenüberliegende Elektroden gedanklich mit einer geraden Linie verbindbar sind, ohne mit dieser Linie einen Draht bzw. Drahtaufbau 16 zu treffen. Links in der 1 ist allerdings eine Verdichtung von Drähten oder Drahtaufbauten zu sehen, in der dies nicht mehr gilt.
Die Funktionsweise wird nachfolgend anhand dieses Abwandlungsbeispiels 1' in Bezug auf die 2a bis 2d erläutert.
Die 2a und 2b betreffen zunächst den Fall, dass die Drähte bzw. Drahtaufbauten 16 nicht mit elektrischer Leistung beaufschlagt werden („Ruhezustand“).
Im Falle der 2a ist eine erste Situation gegeben, bei der die Elektroden 20 nicht mit elektrischer Leistung beaufschlagt sind
In dieser ersten Situation sind die Partikeln 14 chaotisch verteilt und zufällig ausgerichtet. Über die äußere Glasplatte 10a eintretendes Licht 22 wird deswegen gestreut, und es kommt zu Reflexionen in der Matrix 12 an den Partikeln 14, so dass in den Innenraum nur noch eine geringere Menge an Licht (symbolisiert durch den Pfeil 24) eintritt.
Im Falle der 2b ist eine zweite Situation gegeben, in der nach wie vor die Drähte bzw. Drahtaufbauten 16 im Ruhezustand sind, nun aber die Elektroden 20 mit elektrischer Wechselspannung beaufschlagt sind. Hierdurch kommt es zur Ausrichtung der Partikeln 14 auf eine solche Art und Weise, dass das von außen einfallende Licht 26a nahezu unverändert durchgelassen wird, siehe den Pfeil 26b in 2b.
2c und 2d betreffen jetzt gemeinsam den Fall, dass mithilfe des Drahts oder Drahtaufbaus 16 Infrarotstrahlung in die gewünschte Abstrahlrichtung (den Fahrgastinnenraum im Beispielsfall eines Kraftfahrzeugs) bereitgestellt werden soll.
2c veranschaulicht eine dritte Situation, in der wie bei 2a die Elektroden 20 nicht mit elektrischer Spannung beaufschlagt sind. Hier sorgen nun aber die Magnetfelder um die Drahtaufbauten für eine Ausrichtung der in unmittelbarer Umgebung in der Matrix 12 befindlichen Partikeln 14, so dass diese nach Art von Ampereschen Ringen ringförmig (symbolisiert durch die in 2c dargestellten Ringe 28) zum Zentrum des Drahtaufbaus 16 hin ausgerichtet sind. Dies wiederum bewirkt, dass die von den Drähten bzw. Drahtaufbauten 16 ausgehende Infrarotstrahlung reflektiert wird, so dass es zu einem Effekt der Verstärkung kommt: In die gewünschte Abstrahlrichtung den Fahrgastinnenraum gelangen nicht nur die unmittelbar emittierten Infrarotstrahlen, sondern auch die reflektierten Strahlen. Zugleich streuen aber noch die Partikeln in der Matrix 12, die weiter von dem Draht oder Drahtaufbau 16 beabstandet sind, das Licht, so dass nur ein Teil des Lichts 30, das von außen auftrifft, als Licht 32 durchgelassen wird.
Die 2d veranschaulicht eine vierte Situation, in der sowohl die Drähte bzw. Drahtaufbauten 16 mit elektrischer Leistung beaufschlagt sind, als auch die Situation wie bei 2b, in der die Elektroden 20 mit elektrischer Spannung beaufschlagt sind. Dies führt zu einer gleichmäßigen Ausrichtung der Partikeln in der Nähe des Lichteintritts und zugleich zu der Bildung der Ringe 28 in der Nähe der Drähte bzw. Drahtaufbauten 16. Im Ergebnis gibt es einfallendes Licht 36a, das nahezu unverändert als austretendes Licht 36b hinausgelangt, und es wird die Infrarotstrahlung 34a, 34b abgegeben.
Mittels der Vorrichtung ist es also, wie anhand der 2a bis 2d ersichtlich, auf flexible Weise möglich, zwischen vier Situationen zu unterscheiden, nämlich alternativ das Licht, welches von außen auftrifft, durchzulassen oder nur in geringem Anteil und zugleich Infrarotstrahlung in die gewünschte Abstrahlrichtung abzugeben oder auch nicht.
Infrarotstrahlung lässt sich insbesondere mit einem Drahtaufbau erzeugen, wie er in 3 gezeigt ist: Um einen Polyesterkern 40 herum ist eine Lage von Nickel 42 vorgesehen, um diese Lage eine Lage von Kupfer 44 und um die Kupferlage 44 nochmals eine abschließende Lage 46 aus Nickel.
Bei der Ausführungsform 1" gemäß 4 wird ausschließlich Infrarotstrahlung erzeugt. Hingegen wird die natürliche Ultraviolettstrahlung herausgefiltert. Dies kann an einem Karosseriebauteil 50 erfolgen, auf das ein Infrarotreflektor 52 aufgebracht ist, der zusätzlich zu der Wirkung der Partikeln 14 Infrarotstrahlung in Richtung des Fahrgastinnenraums lenkt. In der Polymermatrix 12 sind die Heizdrähte 16 angeordnet. Auf die Polymermatrix 12 folgt ein Ultraviolettfilter 54 und ein abschließendes Glas 10. Im Fahrzeuginnenraum sieht man auf diese Weise eine reine Glasoberfläche, aus der aber Infrarotstrahlung austreten kann, die so den Fahrgastinnenraum erwärmen kann.
Auch in 4 ist im linken Teil eine höhere Dichte an Heizdrähten pro Strecke als im rechten Teil gezeigt. Die Erfindung kann bei den Ausführungsformen gemäß 1, 2a-d und 4 sowohl gleichmäßig verteilte Drähte oder Drahtaufbauten vorsehen als auch ungleichmäßig verteilte Ausführungsformen.
Die nachfolgend beschriebenen dritte bis fünfte Ausführungsformen gemäß 5, 6 und 7 haben gemeinsam, dass neben Infrarotstrahlung auch Ultraviolettstrahlung abgegeben wird.
Bei der Vorrichtung 1''' ist ergänzend zur Ausführungsform gemäß 2a bis d vorgesehen, dass der Grundkörper aus Glas zumindest eine Kammer 80 umfasst, in der sich Xenongas oder Kryptonchloridgas befindet, zur Bildung einer Excimer-Lampe („excited dimmer“). Mehrere Kammern für das Gas können eher schmal sein (etwa zwischen 0,5 und 3 cm breit sein), sich hingegen über eine längere Strecke erstrecken (etwa zwischen 3 und 150 cm). Es kommt in dem Gas zu einer Hochfrequenzentladung bei etwa 50 kHz. Um diese Entladung hervorzurufen, ist die Kammer zum Innenraum des Kraftfahrzeugs hin mit Glas oder Quarzglas oder einem VYCOR-Glas 82 begrenzt. An dieser Lage 82 greifen transparente Elektroden 84 an. Als Gegenelektrode ist eine Elektrode 86 vorgesehen. Diese kann im Schnitt mit den Elektroden 20 wie in 2a bis d fluchten. (Theoretisch könnte auch dieselbe Elektrode verwendet werden, die Elektroden 20 und 86 könnten also identisch sein.)
Die Vorrichtung wird mit einem Spannungsgenerator 88 gekoppelt, der beispielsweise für 8 kV Spitze-zu-Spitze (8 kV p-p, wobei „p“ für „peak“ steht) bei einer Frequenz von 50 kHz und einer Leistung von 5 W ausgelegt sein kann. Für die anderen Elektroden 20 ist die Quelle 90 vorgesehen, die etwa 100 V Wechselspannung bereitstellt.
Die Spannungsquellen 88 und 90 können unabhängig voneinander arbeiten, so dass einerseits der bezüglich der 2a bis 2d beschriebene Sperr- oder Durchlasseffekt erzeugt werden kann, ferner Infrarotstrahlung abgegeben werden kann und zugleich Ultraviolettstrahlung abgegeben werden kann.
Die vierte Ausführungsform 1'^v der Erfindung gemäß 6 knüpft an die Ausführungsform gemäß den 2a bis d an, in ähnlicher Weise wie die dritte Ausführungsform gemäß 5, nur, dass anstelle der Kammer(n) eine Schicht 92 aus Glas, Quarzglas oder VYCOR-Glas vorgesehen ist, welche einen Schwächungsbereich 94 aufweist. Es lässt sich nun mithilfe eines Ultraviolett-C-Lasers oder einer entsprechenden Leuchtdiode Licht in die Schicht 92 einkoppeln, welches dann an der Schwächungsstelle 94 austritt. Die Schwächungsstelle lässt sich durch Behandlung der Außenfläche der Schicht 92 lokal mittels Chemikalien oder mittels eines Lasers ausbilden, und so die Streuung des Lichts quer zu der Licht-Einspeisungsrichtung in der Fläche der Schicht 92 hervorrufen. Alternativ können in das Quarzglas oder in ein Polymer als Schicht 92 zur Schwächung Mikroelemente wie etwa reflektierende Nanopartikel eingebracht werden. Die in der 6 nicht gezeigten Ultraviolett-C-Lichtquellen der unmittelbaren Art sind naturgemäß in dem Kraftfahrzeug außerhalb des Glasaufbaus vorzusehen. Die Schicht 92 mit der Schwächungsstelle 94 fungiert als Quelle für Ultraviolettstrahlung im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Die Schwächungsstelle 94 hat man sich in 6 als im Schnitt gezeigt vorzustellen. Sie erstreckt sich durchaus ein wenig senkrecht zur Papierebene. Man erhält auf diese Weise einen Ultraviolettstrahlung abgebenden Streifen.
Als Abwandlungsform zur vierten Ausführungsform gemäß 6 ist die fünfte Ausführungsform 1^v gemäß 7 anzusehen:

Hier ist ein Ultraviolettleiter 96 in den Grundkörper eingebettet. Es handelt sich um einen sogenannten „side-emitting optical fiber“-Leiter, SEOF, wie es etwa aus der US 2022/0102937 A1 bekannt ist. Auch hier dient als unmittelbare Quelle für das Ultraviolett-C-Licht ein Laser oder eine Leuchtdiode.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bei einem Kraftfahrzeig 100 in Form eines Glasaufbaus oder Glasverbunds gemäß 8 als Windschutzscheibe bzw. als Teil einer Windschutzscheibe (Frontscheibe) 60, als Teil eines Seitenfensters 62, als Teil eines Rückspiegels 64, in einem Display 66a, 66b, 66c, 66d an der Armatur und/oder in einem Bereich zwischen den Displays 65 an der Armatur oder angrenzend an diese, insbesondere den Bereichen 66a, 66b, 66c, 66d, einsetzbar. Fig, 5 zeigt die Vorrichtung auch als ein oder in einem Dachglas 68 und als eine oder in einer Heckscheibe 69. In 5 ist schematisch auch eine Stromquelle 70 gezeigt, mit der Heizdrähte zur Erzeugung von Infrarotstrahlung beaufschlagbar sind. Des Weiteren ist eine Quelle 72 gezeigt, mit der die Elektroden 20 ansteuerbar sind, die das Licht wahlweise durchlassen.
Die Erfindung kann alternativ ohne die Elektroden 20 und entsprechend ohne die Stromquelle 72 verwirklicht sein; dann geht es ausschließlich um das Reflektieren der Infrarotstrahlung bzw. Ultraviolettstrahlung in den Fahrgastinnenraum. Die Ultraviolettstrahlung kann alternativ auch anders als durch Drähte bereitgestellt sein, etwa durch eine zentral angeordnete Ultraviolettlampe, von der aus das Ultraviolettlicht in lichtleiterartigen Kanälen durch den Glaskörper geleitet wird. Zur Ausrichtung der Partikeln müsste dann allerdings ein zusätzlicher Draht zur Bereitstellung eines magnetischen Feldes vorgesehen sein, dieser dann wieder mit einer Stromquelle.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie eine Infrarot-Heizung und Ultraviolett-Sterilisation im Glasaufbau bereitgestellt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015111442 A1 [0003]
DE 102013214555 A1 [0003]
DE 102015117645 A1 [0003]
DE 102012006972 A1 [0004]
DE 102013214548 A1 [0005]
DE 102008030441 B3 [0010, 0012]
US 20220102937 A1 [0051]

Claims

Vorrichtung (1, 1', 1'', 1''', 1'^v, 1^v) zum Erwärmen und/oder Desinfizieren, mit einem Grundkörper (10a, 10b; 10), der Glas umfasst, zumindest einer Quelle (16) für Infrarotstrahlung und/oder zumindest einer Quelle (16) für Ultraviolettstrahlung und mit Mitteln (14) zum Reflektieren der Infrarotstrahlung und/oder der Ultraviolettstrahlung, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zum Reflektieren einzeln bewegliche Partikeln (14) bereitgestellt sind.
Vorrichtung (1, 1', 1'', 1''', 1'^v, 1^v) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle einen Draht oder Drahtaufbau (16) umfasst.
Vorrichtung (1, 1', 1'', 1''', 1'^v, 1^v) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht oder Drahtaufbau (16) in eine Polymermatrix (12) eingebettet ist, die auch die Partikeln (14) trägt.
Vorrichtung (1") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermatrix (12) beziehungsweise eine Polymermatrix (12), welche die Partikeln (14) trägt, an dem Grundkörper (10) angebracht ist.
Vorrichtung (1, 1', 1''', 1'^v, 1^v) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermatrix (12) beziehungsweise eine Polymermatrix (12), die die Partikeln (14) trägt, in einen Glasaufbau (10a, 10b) des Grundkörpers integriert ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit durchsichtigen Elektroden (20), wobei diese ausgelegt sind, bei ihrer Beaufschlagung mit Spannung die Partikeln (14) in eine durch die Platzierung der Elektroden (20) vorgegebene Richtung auszurichten.
Vorrichtung (1, 1', 1'') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der: a) die Quelle für Infrarotstrahlung Wolfram, Kohlenstoff, Kupfer, Nickel, Polyester und/oder zumindest eine Legierung umfasst, und/oder b) die Partikeln Indium-Zinn-Oxid umfassen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln (70) außerhalb des Grundkörpers, die die zumindest eine Quelle für Infrarotstrahlung mit elektrischer Leistung beaufschlagen.
Vorrichtung (1''', 1'^v, 1^v) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem in dem Grundkörper eingeschlossenen Gas als Quelle zum Abstrahlen von Ultraviolettstrahlung und/oder mit einer Glasschicht oder Quarzglasschicht oder VYCOR-Glas-Schicht (92) als Teil des Grundkörpers mit zumindest einer lokalen Schwächung (94), wobei die lokale Schwächung derart ausgebildet ist, dass in die Schicht (92) eingeleitetes Ultraviolettlicht an der lokalen Schwächung stärker in die Umgebung austritt als außerhalb der lokalen Schwächung und/oder mit einem in den Grundkörper eingebetteten Wellenleiter (96) mit zumindest einer Schwächung, wobei die Schwächung derart ausgebildet ist, dass in den Wellenleiter eingeleitetes Ultraviolettlicht an der Schwächung stärker in die Umgebung austritt als außerhalb der Schwächung.
Kraftfahrzeug (100) dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, insbesondere zur Bereitstellung einer Frontscheibe (60), einer Heckscheibe (69), eines Glasdachs (68), einer Fensterscheibe (62), eines Innenspiegels (64) und/oder eines Deckglases (66a, 66b, 66c, 66d) in der Armatur.