DE19703640A1

DE19703640A1 - Einsatz für Kfz-Dach

Info

Publication number: DE19703640A1
Application number: DE1997103640
Authority: DE
Inventors: Winfried Dr Koenig; Gerhard Gross; Hans-Joerg Dr Mathony; Juergen Dr Schirmer; Wolfgang Dr Blankenhorn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-06

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Einsatz für ein Kfz-Dach nach der Gattung des Hauptanspruches.

Es ist allgemein bekannt, in Kfz-Dächern Einsätze vorzusehen, die beweglich sein können, um beispielweise eine direkte Frischluftzufuhr zu ermöglichen. Auch ist es bekannt, Kfz-Dächer mit transparenten Abschnitten einzusetzen.

Weiterhin ist es bekannt, das Spektrum der Kfz-Innenraumbeleuchtung zu beeinflussen. In der DE-OS 43 05 796 wird beispielsweise vorgeschlagen, die Hinterleuchtung von Displays im Kfz durch weiße und blaue Lampen zu realisieren, die getrennt derart geregelt werden können, daß über einen großen Bereich der Leuchtdichte "weißes" Licht verfügbar ist und so das Display für den Betrachter farbneutral erscheint. Die Beeinflussung des Spektrums des Lichtes im Innenraum bei Tage kann im wesentlichen durch die Beeinflussung des einfallenden Außenlichtes geschehen. Dazu ist die Windschutzscheibe nicht geeignet, da deren spektrale Transmission vorgeschrieben ist, um das Erkennen von Farben im Straßenverkehr nicht zu behindern. Ähnliches gilt für die Seitenscheiben, da zumindest bis zum B-Pfosten ebenfalls gesetzliche Vorgaben bezüglich der spektralen Beeinflussung zu beachten sind.

Nachteilig an den bekannten Lösungen ist unter anderem, daß technische Einzelaggregate getrennt weiterentwickelt werden, d. h. Heizung, Kühl- und Entfeuchtungssystem (= "Klima"), Innenbeleuchtung.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches stellt dagegen den Menschen im Fahrzeug mit seinen Bedürfnissen in den Mittelpunkt, die Behaglichkeit für Fahrer und Mitreisende wird maßgeblich verbessert.

Die Erfinder haben erkannt, daß zur Verbesserung der thermischen Behaglichkeit die umschließenden Flächen, besonders im Kopfbereich und Oberkörperbereich vorzugsweise temperiert werden müssen. Dazu wird der Dachbereich mittels eines Einsatzes mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches temperiert und ein zwangsweiser Temperaturausgleich im Fahrzeuginnenraum erzeugt.

Dies hat die weiteren Vorteile, daß eine Fläche zur Temperierung verwendet wird, die bislang für diese Zwecke wenig benutzt wird, daß die Dachfläche groß ist im Verhältnis zur Gesamtfläche des Fahrzeuginnenraums und somit ein guter Wärmeaustausch mit der Innenraumluft bei geringen Luftgeschwindigkeiten möglich ist sowie daß durch den geringen räumlichen Abstand zu den Passagieren ein großer Raumwinkel effektiv beeinflußt wird.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß zur Verbesserung der Behaglichkeit für Fahrer und Passagiere die Lichtstimmung im Fahrzeuginnenraum beeinflußt werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Die äußere Einstrahlung von Wärme und/oder Licht kann in vorteilhafter Weise durch eine Flüssigkeit beeinflußt werden, die Anteile der elektromagnetischen Strahlung im IR- und/oder sichtbaren Bereich absorbiert.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Flüssigkeitsschicht als großflächiger Lichtleiter verwendet werden kann.

Besonders vorteilhaft ist weiterhin, daß die Beeinflussung von Temperatur und Lichtstimmung im Fahrzeuginneren zusätzlich über die Wände selbst erfolgen kann, die den flüssigkeitsgefüllten Hohlraum umschließen.

Zeichnung

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung dargestellt und in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen im einzelnen

Fig. 1 ein teilweise dargestelltes Kraftfahrzeug mit erfindungsgemäßem Einsatz,

Fig. 2 den Wärmeaustausch im Hohlraum des erfindungsgemäßen Einsatzes durch Zufuhr und Abfuhr von Wärme,

Fig. 3 die gezielte Absorption von IR, UV- und/oder sichtbarer Strahlung durch Zugabe von Partikeln,

Fig. 4 den Flüssigkeitsaustausch über den Gasdruck P zwischen Hohlraum im Dach und einem Vorratsbehälter,

Fig. 5 einen Mikrofilter in einem Bypass zum Abtrennen bzw. Zugeben von Partikeln,

Fig. 6 die Lichtstreuung an Partikeln in der Flüssigkeit und

Fig. 7 die Steuerung der Transmission über die den Hohlraum umschließenden Scheiben.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Einsatz 10 im Dach eines teilweise dargestellten Kraftfahrzeuges. Der Einsatz 10 nach Fig. 1 ist doppelwandig, mehrwandige Ausführungsformen sind jedoch ebenso möglich. Der Einsatz 10 nimmt einen möglichst großen Teil der Dachoberfläche ein, wobei die Obergrenze insbesondere von Stabilitätsgründen diktiert wird.

Durch die doppel- oder mehrwandige Ausbildung entsteht ein Hohlraum 11, der zur Aufnahme einer Flüssigkeit 12 dient (Fig. 2).

Die Flüssigkeit 12 ist vorzugsweise eine Wärmeträgerflüssigkeit wie sie in Kfz-Kühlsystemen üblicherweise in Gebrauch sind, z. B. eine Mischung auf der Basis von Wasser und einem Gefrierpunktserniedriger, wie Ethylenglykol, im Verhältnis 1 : 1.

Die Temperatur der Wärmeträgerflüssigkeit 12 ist regelbar, beispielsweise durch Anschluß an eine fahrzeuginterne Klimaanlage, so daß die Dachinnenfläche auf eine der Behaglichkeit zuträgliche Oberflächentemperatur gehalten wird.

Es sind sowohl Wärmetransportprozesse mit als auch ohne Phasenübergang geeignet, d. h. auch passive Systeme mit Heat-Pipe. Aus Geräuschgründen werden in der Nähe des Umgebungsdruckes arbeitende Systeme ohne Verdichter bevorzugt.

Fig. 2 zeigt schematisch die Umwälzung der Flüssigkeit 12 aus dem Hohlraum 11 über eine Pumpe P. Die Flüssigkeit 12 kann dabei an einen Wärmetauscher 13 Wärme abgeben oder von diesem Wärme aufnehmen.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Einsatz 10 transparent ausgestaltet. In einer solchen Ausführungsform können Temperatur und/oder Lichtstimmung im Kfz-Innenraum durch die selektive Absorption von elektromagnetischer Strahlung 14 im IR, UV- und/oder sichtbaren Bereich an Partikeln 15, die der Flüssigkeit 12 zu diesem Zwecke zugegeben werden, beeinflußt werden (Fig. 3).

Beispielsweise kann die Einstrahlung von Wärme von außen reduziert werden, wenn die Flüssigkeit 12 Partikel 15 enthält, die im IR-Bereich ausreichend absorbieren. Die absorbierte Energie kann über den Transport der Flüssigkeit 12 über einen Wärmetauscher abgeführt werden.

Die Farbe und damit das Transmissionsverhalten der Flüssigkeit 12 kann über reversible chemische oder mechanische Prozesse gesteuert werden.

Es können beispielsweise gefärbte Flüssigkeiten 12 aus einem Vorratsbehälter 16 in den Hohlraum 11 gepumpt werden oder aber die Flüssigkeit 12 wird mit Hilfe des Gasdruckes P und zweier transparenter Trennmembranen 17, 17' zwischen dem Hohlraum 11 und dem Vorratsbehälter 16 hin und her transportiert (Fig. 4). Der Flüssigkeits transport kann über Ventile V, V' gesteuert werden. Als Farbstoffe für die Flüssigkeit 12 eignen sich übliche wasserlösliche Farbstoffe bestehend aus organischen Molekülen mit chromophoren und hydrophilen Gruppen.

Mittels einer Kombination mehrerer übereinanderliegender Hohlräume, die mit unterschiedlich gefärbten Flüssigkeiten getrennt befüllt werden können, lassen sich Verläufe zwischen den reinen Farben erreichen.

Nach einer weiteren Alternative wird eine Flüssigkeit 12 verwendet, mit eingelagerten, nicht gelösten Farbstoffpartikeln, die durch Mikrofilter 18 in einer Bypassleitung abgetrennt und bei Bedarf, z. B. durch Umkehrung der Strömungsrichtung und entsprechende Stellung der Ventile V wieder zugegeben werden können (Fig. 5). Diese Partikel können in ihrem spezifischen Gewicht derart eingestellt werden, daß sie in der Flüssigkeit "schweben".

Die Elektroosmose bietet eine weitere Möglichkeit, die Farbstoffmoleküle reversibel abzutrennen.

Reversible Farbgebungen lassen sich weiterhin über Redox-Pro zesse erreichen, die z. B. durch pH-Änderungen initiiert werden können. In den erfindungsgemäßen Einsatz können beispielsweise elektrochrome Systeme mit leitenden Polymeren als Redoxsystem, wie sie in der WO 90 100 265 beschrieben werden, anorganische elektrochrome Systeme auf der Basis von Wolframtrioxid, entsprechend der EP 0 253 713, oder eine Kombination von leitenden Polymeren und anorganischen Redoxsystemen entsprechend der EP 0 417 624 und der DE-PS 37 17 917 eingebracht werden.

Eine weitere Alternative ist die Verwendung von Membranen im Hauptstrom, deren Durchlaßverhalten gesteuert werden kann, so daß sie in einem Zustand die Farbstoffpartikel zurückhalten, im anderen Zustand aber durchlassen. Derartige Membranen wurden beispielsweise auf der Basis leitender Polymere entwickelt und in Fachzeitschriften, z. B. in Adv. Mater., 4 (1992), Seiten 428 ff. vorgestellt.

In einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch als großflächiger Lichtleiter verwendet werden, mit dem das Licht der Innenbeleuchtung, das z. B. ausgehend von punkt- oder linienförmigen Lichtquellen 19 an den Kanten der transparenten Dachfläche eingekoppelt, gleichmäßig über die Fläche verteilt und durch eingelagerte Partikel 20 durch optische Streuung ausgekoppelt wird (Fig. 6). Zusätzlich kann dieses Licht nach einer der oben beschriebenen Alternativen in seiner Farbe beeinflußt werden. Durch den Einsatz von Teilchen unterschiedlicher Größen kann die Flüssigkeitsschicht auch zwischen transparent und lichtstreuend variiert werden.

In einer anderen Variante wird die Flüssigkeit 12 nur zum Temperieren benutzt und die Farbgebung bzw. Regelung der optischen und IR-Transmission erfolgt durch die transparenten Scheiben selbst, die den Hohlraum 11 umschließen. Diese können z. B. Kunststoffolien sein, die mit elektrochromen Schichten versehen sind, oder Folien mit eingelagerten Flüssigkristalltröpfchen, wie sie z. B. unter dem Namen "NCAP" bekannt sind. Eine derartige Vorrichtung mit steuerbaren Scheiben 21 zeigt Fig. 7.

Der erfindungsgemäße Einsatz für ein Kfz-Dach ist allgemein geeignet, die Behaglichkeit für Fahrer und Mitreisende im Fahrzeuginnenraum zu erhöhen, indem über eine Flüssigkeit im Hohlraum des Einsatzes Temperatur und/oder Lichtstimmung im Fahrzeuginnenraum beeinflußt werden.

Claims

1. Einsatz für Kfz-Dach, dadurch gekennzeichnet, daß er doppel- oder mehrwandig ausgebildet ist und daß im Hohlraum (11) oder in den Hohlräumen, die durch die doppel- oder mehrwandige Ausbildung entstehen, eine Flüssigkeit (12) eingebracht ist, über die die Temperatur und/oder Lichtstimmung im Fahrzeuginnenraum beeinflußt werden kann.

2. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (12) in einem geschlossenen System passiv Wärme abgeben oder aufnehmen kann.

3. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (12) in einem geschlossenen Kreislauf umgewälzt wird und an einen Wärmetauscher (13) Wärme abgeben oder von diesem aufnehmen kann.

4. Einsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er transparent ist.

5. Einsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (12) Anteile der elektromagnetischen Strahlung im IR-, UV-, und/oder sichtbaren Bereich absorbiert.

6. Einsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hohlräume (11) vorgesehen sind, die mit unterschiedlich gefärbten Flüssigkeiten (12) getrennt befüllt werden.

7. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe der Flüssigkeit (12) über Mikrofilter (18) für dispergierte Farbstoffmoleküle gesteuert wird.

8. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe der Flüssigkeit (12) durch Elektroosmose gesteuert wird.

9. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe der Flüssigkeit (12) über Redoxprozesse gesteuert wird.

10. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe der Flüssigkeit (12) über selektive Membranen gesteuert wird.

11. Einsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (12) als Lichtleiter verwendet wird.

12. Einsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Hohlraum (11) umschließenden Scheiben zur Regelung der optischen und/oder IR-Transmission benutzt werden.