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Einrichtung zur Elektroklimatisierung von Fahrzeugen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zur Elektroklimatisierung von Fahrzeugen durch
Errichtung eines elektrooptischen Feldes, mit einer in Deckennähe angeordneten,
gegenüber der Karosserie elektrisch isolierten, vorzugsweise flächig ausgebildeten
Elektrode.
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Ein solches elektrostatisches Feld hat einen positiven Einfluß auf
den menschlichen Körper und kann insbesondere die Fahrtüchtigkeit des Pahrers erhöhen.
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Deckenelektroden sind zunächst in Wohnräumen u.dgl. angewendet worden.
Um sie gegenüber der Decke zu isolieren, wurden eie im allgemeinen an einer Zwischendecke
befestigt, die mittels IBolatren an der Raumdecke aufgehängt war, Bs ist auch bekannt,
die Elektrode auf eine Unterlage aus elektrisch isolierendem Material aufzukleben
und diese Dichtung unmittelbar an der Decke zu befestigen. An die Isolation werden
relativ hohe Anforderungen gestellt, weil an die Elektrode Je nach der gewtinsohten
Feldstärke im Raum eins Spannung von mehreren hundert Volt bis zu mehreren tausend
Volt gelegt wird
Es ist ferner bekannt, in einem Kraftfahrzeug eine
Flächenelek-@rode in der Nähe der 1)ecke vorzusehen, insbesondere über dem Sitz
des Fahrzeuglenkers. Bei der praktischen Verwirklichung treten jedoch erhebliche
Schwierigkeiten auf, weil das Fahrzeugdach aus aerodynamischen Gründen zumeist sehr
niedrig ist und daher zwischen dem Dach und dem topf des Fahrgastes nur wenig Platz
verbleibt. Uberdies ist dieser Platz bereits durch eine Reihe von Elementen åusgefUllt,
welche den verschiedensten Zwecker dienen; z. B. ist die Unterseite des Fahrzeugdachs
mit einer Antidröhnpaste bestrichen oder mit einer stoßdämpfenden Schaumstoffschicht
belegt, mit Abstand unterhalb des Dachs ist ein Stoffhimmel aus einer Kunststoffolie
gespannt, um das optische Aussehen des Innenraums zu verbessern, und dergleichen
mehr.
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Durch die Anbringung einer isolierten Deckenelektrode mit den bisherigen
Maßnahmen wird die Kopffreiheit im Innenraum des Fahrzeugs noch weiter verringert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eins Deckenelektrode in
Fahrzeugen so anzubringen, daß die übliche Raumhöhe im Fahrzeug im wesentlichen
unverändert bleiben kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Deckenkonstruktion
des Fahrzeugs in bekannter Weise mindestens ein Element zur Schalldämmung, Stßdämpfung,
Korrosionsverhinderung, optischenverbesserung o.dgl. aufweist, daß die Elektrode
unter Zwischenschaltung von wenigstens Teilen dieses Elements an der Karosserie
befestigt izt und da# das Material des Elements solche elektrisch isolierenden Eigensehaften
hat, daß die so befestigte Elektrode gegenübe@ der Karosserie elektrisch isoliert
ist.
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Bei dieser Auggeetaltung wird also ein bereits im Fahrzeug aus anderen
Gründen vorhandenes Element als leolator für die Deckenelektrode verwendet. Der
Köhenmäßige Raumbedarf beschränkt sich daher auf die Dioke der Elektrode, die 8.
3. als Folie auagabildet und daher sehr dttnn @gehalten sein kann. Das Material
des Elemente
ist so ZU wählen, daß es außer den üblichen gewünschten
Eigenschaften auch noch ausreichend elektrisch isoliert Diese Eigenschaft ist bei
Fahrzeugdeckenkonstruktionen bisher nicht berUcksichtigt worden.
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Die Erfindung beruht unter anderem auf dr Erkenntnis, daß zur Erzeugung
einer ausreichenden Felstärke im Fahrzeug-Innenraum eine recht kleine Spannung genügt.
Hierfür ist nicht nur maßgebend, daß der Innenraum selbst eine geringe Höhe hat,
sondern auch, daß sich die Person, welche dem elektrostatischen Feld ausgesetzt
werden soll, sich mit ihrem Kopf und ihrem Oberkörper relativ nahe an der Deckenelektrode
befindet. Dies führt zu einer Feldstärkenkonzentration im Bereich der erwähnten
Körperteile, so daß sich auch bei geringer lektrodenspannung für die betreffende
Person ein ausreichend hohe Gelstärke des elektrostatischen Feldes ergibt. Insbesondere
kann man mit einer Elektrodenspannung von etwa hundert Volt auskommen. An die isolierenden
Eigenschaften des bereits aus anderen Gründen vorhandenen Elements sind daher im
Normalfall keine hohen Anforderungen zu stellen. Der Fachmann kann seine Wahl unter
einer großen Zahl von Materialien treffen, die überwiegend bereits im Fahrzeugbau
benutzt worden sind.
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Ein weiterer Gesichtspunkt bei der Materialwahl kann darin bestehen,
daß das isolierende Element aus einem Kunststoff besteht, der eine die elektrostatische
Aufladung vermindernde Be handlung erfahren hat. Dies kann eine Nachbehandlung sein
oder eine Behandlung während der Herstellung, z. B. durch die Zugabe eines entsprechenden
Zusatzstoffes. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich das isolierende Element
vom elektrostatischen Feld her auflädt und die Fahrgäste einen Schlag erhalten können.
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Bel einer bevorzugten Ausführungsform ist das isolierende Element
ein Flächenkörper, der gleichzeitig Träger der Flächenelektrode ist. Hierbei kann
eine außerordentlich dünne Elektrode verwendet werden, da sie durch das isolierende
Element machanisch verstärkt ist. Die für die Elektrodenkonstruktion benötigte Höhe
ist damit praktisch Null.
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Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß mindetens eine mit Abstand
unter dem Fahrzeugdach angeordnete, den Himmel bildende Schicht aus elektrisch isolierendem
Material besteht und die Elektrode trägt. Insbesondere kann die Elektrode an der
Schichtoberseite angebracht sein, so daß die Schicht gleichzeitig eine optische
Verkleidung darstellt. Zur Isolierung gegenüber der Karosserie genügt es, wenn die
Elektrode mit Abstand von der Befestigungsstelle der Schicht an der Karosserie endet.
Zur Isolierung zwischen der Elektrode und dem Dach genügt ein Buftzwischenraum von
0,5-2,0 cm oder eine einfache Isolierstoffzwischenlage.
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Die Schicht kann durch einen Stoffhimmel aus einer elektrisch isolierenden
Kunststoffolie gebildet sein. Statt dessen kann die Schicht auch durch einen Himmel
in Form mindestens einer festen PreBplatte aus elektrisch isolierendem Material
gebildet sein.
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Des weiteren besteht die Möglichkeit, die Schicht durch einen Himmel
in Form mindestens einer in die Deckenkonstruktion elastidh einschnappbaren, elektrisch
isolierenden Kunststoffschale zu bilden. In allen drei Fällen läßt sich die Elektrode
sehr leicht montieren, da sie zusammen mit dem üblichen Himmel eingebaut wird.
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Sie kann bei abnehmbarem Himmel auch leicht nachträglich angebracht
oder zwecks Reinigung ausgebaut werden.
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Wenn der Hinel, z. B. ein Stoffhimmel, fest montiert ist, empfiehlt
es sich, mindestens eine z. B. mittels Reißverschluß verschließbare Öffnung voroußohen.
Dies hat den Vorteil, daß Staubablagerungen, die sich auf der Oberseite des Himmels
zwischen Elektrode und Karosserie ansammeln und die Isolierfähigkeit beeinträchtigen
könnten,
durch die Öffnung leicht entferntwerden können. Durch die Öffnung können auch andere
Bauteile oberhalb des Himmels zugänglich gemacht werden, z. B. elektrische Leitungen.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine
an der Unterseite des Fahrzeugdachs vorgesehene Schicht aus elektrisch isolierendem
Material vorgesehen und trägt an ihrer Unterseite die Elektrode. Hierbei werden
bekannten Schichten aus Filz, Schaumstoff, Antidröhnpaste, Korrosionsschutzlack
usw. zur Isolierung der Elektrode herangezogen.
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Eine weitere Möglichkeit ergibt sich, wenn der Dachaufsatz der Karosserie
aus elektrisch isolierendem Material besteht und an seiner Unterseite die Elektrode
trägt.
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In allen Fällen, in denen die Elektrode vom Innenraum des Fahrzeugs
aus sichtbar wäre, empfiehlt es sich, sie an ihrer Unterseite mittels einer Verkleidung
ansudecken. Hierdurch wird das elektrostatische Feld nicht merklich verändert. Es
genügt eine sehr dünne Verkleidung ; sie kann auch durchbrochen sein.
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Bei einer anderen Ausführungrm ist die Elektrode bzw. ihr Träger unter
Zwischenschaltung einer Lackschicht, die sowohl Rostschutz-als auch elektrisch isolierende
Eigenschaften hat, an der Karosserie befestigt. Es gibt eine ganze Zahl von Lacken,
welche beiden Anforderungen genügen.
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Für die Praxis hat sich eine an der Unterseite des Fahrzeugdachs angebrachte
Schichtkonstruktion als besonders geeignet erwiesen, bei der von oben nach unten
eine Schicht aus schalldämmendea und /oder stoßdämpfendem, elektrisch isolierendem
Material, z. B.
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Schaumstoff, eine Elektrodenfolie und eine elektrisch isolierende
Kunststoffolie vorgesehen sind und aie vorgefertigt sowie als ganzen eingebaut ist.
Diese Schichtkonstruktion erfüllt alle an
eine Dachkonstruktion
zu stellenden Eigenschaften und hat außerdem eine eingebaute Deckenelektrode. Die
Schichtkonstruktion läßt sich leicht einbauen. Die obere Schicht kann ein Formkörper
sein, der mit seiner Unterseite der gewünschten Form der Decke und mit seiner Oberseite
der vorhandencien Form des Dechs angepaßt ist.
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Für die Ausbildung der Elektrode hat sich in erster Linie eine Elektrodenfolie,
die auf dem isolierenden Element aufliegt, z. B. durch Nähen daran befestigt ist,
als vorteilhaft herausgestellt.
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Statt dessen kann die Elektrode auch als elektrisch leitende Schicht
in dem isolierenden Element ausgebildet sein, beispielaweise indem in die Oberflächenschicht
ein leitender Stoff, wie Metallteilchen, eingebracht worden ist. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin,die Elektrode durch Metallisierung des isolierenden Elements zu bilden,
also beispielsweise durch Aufdampfen einer Metallschicht.
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Für viele Anwendungszwecke empfiehlt es sich, wenn die Elektrode bzw.
ihr Träger wenigstens teilweise lösbar an dem isolierenden Element befestigt ist.
Wenn lediglich die Befestigungselemente in der Serienfertigung vorgesehen werden,
kann die Deckenelektrode mühelos als Zubehörteil eingebaut werden. Das Ablösen der
Elektrode erleichtert auch die Reinigung der Elektrodenrückseite und der angrenzenden
Isolierstoffränder.
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Insbesondere kann die lösbare Befestigung mittels Reißverschluß erfolgen.
Ein solcher Reißverschluß kann mit seiner einen Bahn auch nachträglich an die Dachkorstruktion
angebracht werden. Auch eine lö'asbare Druckknopfbefestigung kommt infrage.
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Hierbei erleichtert es den Anschluß der lösbaren Elektrode, wenn wengstens
ein Teil der lösbaren Befestigungaeinriohtung aus Metall besteht und die Spannung
leber diesen Teil zugeführt wirE
Die Erfindung wird nachstehend
anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgestattetes
Kraftfahrzeug, Pig. 2 einen vergrößerten Teillängsschnitt durch eine erste Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 5 einen vergrößerten Teillängsschnitt durch eine zweite Äusführungsform
der Erfindung, Fig. 4 einen vergrößerten Teillängsschnitt durch eine dritte Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 5 einen vergrößerten Teillängsschnitt durch eine vierte Ausführungsform
der Erfindung, Pig. 6 einen schematischen Querschnitt durch eine Form der erfindungsgemäßen
Dachkonstruktion, Fig. 7 einen schematischen Teilquerschnitt durch eine lösbare
Elektrodenanordnung, Fig. 8 einen schematischen Teilquerschnitt durch eine andere
lös-bare Elektrodenanordnung und Fig. 9 eine Ansicht von unten auf eine teilweise
lösbare Ele-ktrodenanordnung.
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In Fig.1 ist ein Kraftfahrzeug 1 veranschaulicht, das einen üblichen
Innenraum 2 mit einem Sitz 3 für den Fahrer 4 aufweist.
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Dio übrig. Einrichtung ist der Anschaulichkeit halber nicht dargestellt.
Das Kraftfahrzeug besitzt eine Dachkonstruktion 5 mit einer Deckenelektrode 6.
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Diese Deckenelektrode ist an den positiven Pol einer elektrischen
Gleichspannungsquelle von etwa 100 Volt angeschlossen, deren anderer Pol mit der
Karosserie verbunden ist. Infolgedessen entsteht zwischen Elektrode 6 und Karosserie
ein elektrostatisches Feld. :Wenn der Fahrer 4 Platz nimmt, ändert sich das elektrostatische
Feld, weil einige Teile seines Körpers, insbesondere der Kopf, in die Nähe der Elektrode
6 kommen. Dies führt zu einer Feldstärkenkonzentration, die es gestattet, mit relativ
kleinen Spannungen an der Elektrode 6 auszukommen. Die Feldstärkenkonzentration
ist durch den Verlauf der Feldlinien angedeutet.
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Fig. 2 bis 5 zeigen, wie die Elektrode im Bereich A angebracht sein
kann.
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Nach Fig. 2 ist an das Blechdach 8 ein Schichtkörper 9 angebracht,
der von oben nach unten aus einer Schaumstoffschicht 10, einer Metallfolie 11 und
einer Kunststoffolie 12 besteht. Die Schaumstoffschicht 10 dient der Schalldämmung
und Stoßdämpfung. Sie hat überdies elektrisch isolierende Eigenschaften. Die Folie
11 dient als Deckenelektrode. Die Kunststoffolie 12 ist eine Sichtverkleidung; sie
kann, muß aber nicht, elektrisch isolierende Eigenschaften haben. Der Schichtkörper
9 ist vorgefertigt und wird als Ganzes am Dach angebracht.
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Die Schichten können auch einzeln nacheinander am Dach angebracht
werden, Statt des Schaumstoffs der Schicht 10 kann Filz oder eine Antidröhnpaste
benutzt werden. Die Schicht 10 kann auch aus mehreren Lagen bestehen. Die Sichtverkleidung
12 kann auch durch einen Farbauftrag gebildet werden. Wichtig ist in allen Fällen,
daß die bereits aus anderen Gründen vorhandene Schicht 10 elektris@ isolierend ist
und die Elektrodenschidht 11 trägt.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist unter dem Blechdach ; in überlicher
Weise ein Stoffhimmel aus einer Kunststoffelie gespan@@. Diese trägt eine Metallfolie
14 und ista@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@ isoli@@@nden Material, daß sie mit ih@@@@ @@@@@
@@@@@ @@@@@@@ @@@@@@@@ zur @@@@@@@@@ @@@ @ @
15 zwischen Dach und
Elektrode 14 reicht zur Isolation gegenüber dem Dach 18 im allgemeinen aus, wenn
der im Betrieb auftretende Mindestabstand zwischen Elektrode und Dach 5 mm nicht
unterschreitet.
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Statt eines Stoffhimmels 13 können auch bekannte Preßplatten, insbesondere
auf einer Eunststoffbindemittel-Holzspan-Basis, oder elastisch einschnappbare Kunststoffschalen
verwendet werden, wenn sie eine ausreichende Isoliereigenschaft besitzen.
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Bei der Äusfühungsform nach Fig. 4 ist das Blechdach 8 unten mit einer
Korrosionsschutz-Lackschicht 16 versehen. Diese besitzt außerdem elektrisch isolierende
Eigenschaften. Unmittelbar darauf ist eine Schicht 17 aufgetragen, die ebenfalls
aus einem Lack besteht, dem aber metallische Teilchen beigefügt sind, so daß diese
Schicht elektrisch leitend ist und eine Elektrode bildet.
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Bei der usführungsform nach Fig. 5 wird ein an sich bekannter Kunststoff-Dachaufsatz
18 verwendet. An ihm ist eine Metallfolie 19 unmittelbar befestigt. Die Folie wird
an ihrer Unterseite von einer Schicht 20 verkleidet, die einen optischen Sichtschutz
bildet.
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Bei dem Querschnitt nach Fig. 6 sei angenommen, daß die Dachkonstruktion
einen Stoffhimmel entsprechend Fig. 3 aufweise.
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Dieser Stoffhimmel ist an seinen Seitenteilen zwischen der Karosserie-Seitenwand
21 und dem Dach 8 bzw. daran angebrachten Befestigungsteilchen eingeklemmt. Die
Elektrode 14 befindet sich etwa über dem Kopf des Fahrers. Sie kann aber auch über
einen größeren Teil der Himmelfläche verlaufen, wenn auch die übrigen Fahrgäste
in den Bereich des elektrostatischen Feldes gebracht werden sollen. Zwischen Elektrode
14 und Karosserie 21 ist ringsum ein Rand 22 freigelassen, dessen Mindestbreite
so berechnet ist, daß er in Verbindung mit den islierenden Naterialeigenschaften
ausreicht,
die Elektrode 14 gegenüber der Karosserie 21 bzw. dem Dach 8 zu isolieren. Die Mindestbreite
dieses Randbereichs richtet sich nach den Jeweiligen Verhältnissen. Sie kann beispielsweise
recht klein gehalten werden, wenn der Himmel an seiner Einspannstelle von Befestigungsteilchen
ergriffen wird, die ihrerseits eine isolierende Schutzlackschicht tragen.
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Nach Fig. 7 ist der die Elektrode 14 tragende Teil 13a des Himmels
mittels eines Reißverschlusses 23 an dem restlichen Teil 13b des Himmels befestigt.
Der Reißverschluß ist wenigstens über einen Teil seiner Länge aus Metall und dort
mit der Zuleitung 24 von der Spannungsquelle verbunden, so daß beim Einsetzen der
Elektrode 14 diese automatisch auch elektrisch angeschlossen ist. Diese Ausführung
eignet sich für den nachtxglichen Einbau, weil der Kunde je nach Wunsch einen Himmelteil
13a mit Elektrode oder ohne Elektrode einbauen lassen kann. Nach Abnehmen des Teils
13a lassen sich auch die RandbereichX des Teils 13b an der Oberseite leicht durch
Abwischen reinigen, so daß durch Schmutz verursachte Nebenschlüsse beseitigt werden
können.
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In Fig. 8 ist der Himmel 13 an seiner Unterseite mit einem Reißverschluß
25 versehen, dessen Außenteil 25a nachträglich aufgebraSxt worden ist.Mit dem Reißverschluß
kann wiederum eine Elektrodenfolie 26 mit einer sie tragenden und optisch verkleidenden
Kunststoffolie 27 am Himmel 13 befestigt werden.
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In Fig. 9 ist eine von der Fig. 7 abgeleitete Konstruktion gezeigt,
bei der ein Einsatzteil 13a mit der Elektrode 14 mit seiner einen Kante 28 fest
am übrigen Hinnel 13b befestigt ist, während an den drei übrigen Seiten ein Reißverschluß
23 vorgesehen ist.
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Mif diese Weise ist die Elektrode 14 swar fest eingebaut; die Reinigungsmöglichkeit
der Oberseite der Randbereiche bleibt aber erhalten, Hierbei kann ein Teil des Randes
auch innerhalb des rei#verschlu#umgrenzten Raumes liegen. Diese Ausführungsform
ltißt sich auch bei der Konstruktion nach Fig. 8 verwenden.
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Die Erfindung ist im Zusammenhang mit einem Personenkraftwagen beachrieben
worden. Sie läßt sich aber auch bei Lastkraftwagen, Omnibussen, Schiffen, Flugzeugen
und sonstigen Fahrzeugen anwenden, bei denen niedrige Raume eine größere Höhenerstreckung
der Deckenkonstruktion nicht zulassen. Als Gegenelektrode braucht nicht unbedingt
die Karosserie verwendet zu werden; vielmehr lassen sich auch Einzelelektroden im
Bereich des Fu#raum# und/ oder Sitzraums des dem elektrostatischen Feld auszusetzenden
Fahrgastes benutzen.