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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Deckel für eine Öffnung in einem Fahrzeugdach
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Öffnungsfähige Fahrzeugdächer, deren Dachöffnung von
einem Deckel, insbesondere einem Glasdeckel, verschließbar ist,
sind seit längerem
bekannt. Ebenso sind auch Fahrzeugdächer mit einer Dachöffnung bekannt,
die von einem als Glasfestelement, das fest mit der Karosserie verbunden
ist, ausgebildeten Deckel fest verschlossen ist.
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Außerdem ist
die Integration von verschiedenen Beleuchtungselementen in solche
Deckel bekannt. Aus der
DE
299 08 994 U1 bzw.
EP
1 053 910 A2 ist es bekannt, eine Elektrolumineszenzfolie
als Leuchtfeld zur Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums zu verwenden.
Gemäß der
EP 1 234 721 A2 wird
die Unterseite eines Deckels mit einem Elektrolumineszenz-Beleuchtungselement
beschichtet.
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Eine
z.B. aus der
DE 102
04 359 A1 bekannte weitere Variante ist die seitliche Einkopplung
von Licht, beispielsweise aus einer lichtemittierenden Diode (LED)
in die Kante einer separaten, transparenten Platte, die unterhalb
des Deckels eines Schiebedachs angeordnet ist und Streuelemente
enthält,
die das Licht um 90° abgelenkt
in das Fahrzeuginnere weiterleiten. Die Integration von LEDs direkt
in den Deckel ist aus der
DE
101 07 999 A1 und der nicht vorveröffentlichten älteren deutschen
Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen
102
59 828 bekannt.
DE 101
07 999 A1 beschreibt dabei den Einbau von LEDs in Abstandshalter
zwischen Energiespeicher von Solarmodulen eines transparenten Deckels, während gemäß der Anmeldung
mit dem Aktenzeichen 102 59 828 die Unterseite eines lichtdurchlässigen Deckels
für ein
Fahrzeugdach mit LEDs versehen sind, die durch eine Klebefolie und
eine Schutzfolie abgedeckt sind. Die
DE
199 36 537 beschreibt eine Abschirmeinrichtung für einen
durchsichtigen Bereich eines Fahrzeugdachs, in die zur Fahrzeuginnenbeleuchtung
Leuchtmittel wie z.B. LEDs und Lichtleitfäden integriert sind.
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In
der
DE 197 02 174
A1 ist ein Lichtwellenleiter mit radialer Lichtauskoppelung
mittels Oberflächenaufrauhung
für die
Beleuchtung von Türgriffen oder
Treppen in Fahrzeugen beschrieben.
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Bei
den bekannten Deckeln treten verschiedene Nachteile auf. Bei der
Verwendung einer Elektrolumineszenzfolie wird keine klare Durchsicht
durch einen transparenten Deckel erreicht. Bei der Integration der
Beleuchtungselemente in eine separate Platte oder einem Schiebehimmel
wird die Gesamtbauhöhe
der Deckelkonstruktion erhöht.
Bei der Verwendung von Schutzfolien in Zusammenhang mit Schmelzklebefolien
zum Abdecken von hervorstehenden Leuchtelementen ist nachteilig,
dass zum Erzielen einer glasklaren und verzerrungsfreien Durchsicht
aufgrund der Möglichkeit
des Auftretens von Welligkeiten und Unebenheiten einerseits eine
großer
Stapel an Schmelzklebefolie und andererseits eine hohe Fertigungspräzision erforderlich
sind, insbesondere wenn eine stetig verlaufende sphärische Oberfläche erforderlich
ist.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Deckel für eine Öffnung in
einem Fahrzeugdach zu schaffen, bei welchem Leuchtmittel mit hohem
Wirkungsgrad integriert sind, eine geringe Gesamtbauhöhe erzielt
wird und die Leuchtmittel im Falle eines transparenten Deckels im
Durchsichtsbereich eine glasklare und verzerrungsfreie Durchsicht erlauben.
Weiterhin soll die Beleuchtung des Fahrzeuginneren in ästhetischer
Hinsicht möglichst
ansprechend ausgebildet werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen Deckel gemäß Anspruch
1 bzw. 17. Bei der Lösung
gemäß Anspruch
1 ist vorteilhaft, dass eine glasklare und verzerrungsfreie Durchsicht
durch einen transparenten Deckel gewährleistet werden kann, da eine
einwandfreie Stetigkeit der sphärischen
Oberfläche
auf der Scheibeninnenseite erzielt werden kann. Weiterhin können zugleich
die Leuchtmittel oder Lichtquellen vor Abscherungen und vor Umwelteinflüssen geschützt werden.
Außerdem
ist vorteilhaft, dass hohe optische Anforderungen mit vergleichsweise
geringer Fertigungspräzision
erreicht werden können
und sich dadurch die Herstellung einfacher und damit kostengünstiger
gestalten lässt.
Besonders vorteilhaft wirkt sich auch aus, dass mit der vorliegenden
Erfindung die Bauhöhe
eines solchen gattungsgemäßen Deckels
klein gehalten werden kann.
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Bei
der Lösung
gemäß Anspruch
17 ist vorteilhaft, dass durch das Vorsehen linienartiger Leuchtmittel
auf einfache Weise, nämlich
z.B. mittels preisgünstig
verfügbarer
Elektrolumineszenzschnüren
bzw. -fasern oder Lichtwellenleitern, unterschiedliche Beleuchtungsmuster
erzielt werden können,
indem solche Leuchtmittel entsprechend verlegt werden.
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Bei
dem Deckel kann es sich um den Deckel eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches, wie z.B.
eines Schiebedaches, Schiebehebedaches oder Spoilerdaches, oder
um einen fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden Deckel, z.B.
ein sogenanntes Glasfestelement, handeln.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Verschiedene
Ausführungsformen
erfindungsgemäßer Deckel
sind dargestellt, wobei bei allen Figuren die Seite des Deckels,
die der Fahrzeuginnenseite zugewandt ist, nach oben zeigt.
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Es
zeigt:
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1 einen
Längsschnitt
durch einen erfindungsgemäßen Deckel
gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 einen
Längsschnitt
durch einen erfindungsgemäßen Deckel
gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
bei der Aussparungen für
die Aufnahme von Leuchtmitteln als durchgehende Öffnungen durch eine transparente
Kunststoffplatte ausgebildet sind;
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3a einen
Längsschnitt
durch einen Randbereich eines erfindungsgemäßen Deckels mit einer Randumschäumung;
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3b einen
Längsschnitt
durch einen Randbereich eines erfindungsgemäßen Deckels gemäß einer
bzgl. 3a abgewandelten Ausführungsform,
bei welcher die Randumschäumung durch Öffnungen
im Randbereich der transparenten Kunststoffplatte durchgeschäumt ist;
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4 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Deckels mit Aussparungen für Leuchtelemente;
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5a einen
Querschnitt durch eine Aussparung eines erfindungsgemäßen Deckels
gemäß 4,
wobei als Leuchtelement eine nur einseitig beleuchtete Glas- oder
Kunststofffaser, die an einem Ende einen lichtreflektieren Abschluss
hat, verwendet ist;
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5b einen
Querschnitt durch eine Aussparung eines erfindungsgemäßen Deckels
gemäß einer
bzgl. 5a abgewandelten Ausführungsform, wobei
ein Leuchtelement in Form einer Glas- oder Kunststofffaser eingebaut
ist, die von beiden Seiten mit einer Lichtquelle beleuchtet ist;
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5c einen
Querschnitt durch eine Aussparung eines erfindungsgemäßen Deckels
gemäß einer
bzgl. 5a abgewandelten Ausführungsform, wobei
als Leuchtelement eine Elektrolumineszenzfaser oder -schnur verwendet
ist;
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6a bis 6e eine
Aufsicht auf erfindungsgemäße Deckel,
wobei die transparente Kunststoffplatte Aussparungen zur Aufnahme
von Leuchtmitteln hat, die linienförmig ausgestaltet und in unterschiedlichen
Mustern in der transparenten Kunststoffplatte verteilt sind.
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In 1 ist
ein Längsschnitt
durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform
eines Deckels gezeigt, bei dem eine transparente Kunststoffplatte 12 mittels
einer Klebstoffschicht 20 mit einer elektrisch leitenden
Schichtanordnung 18 verbunden ist. Diese Schichtanordnung 18 ist
auf einer transparenten Scheibe 10 aufgebracht und dient
zur Stromversorgung von Leuchtmitteln, die im gezeigten Beispiel
in Form von mehreren lichtemittierenden Dioden (LED) 14 ausgestaltet
sind. Die transparente Kunststoffplatte 12 ist mit Aussparungen 16 versehen,
in welche die LEDs 14 hineinragen. Damit sind die Leuchtdioden
durch die Kunststoffplatte 12 überdeckt und somit vor Umwelteinflüssen und
Abscherung geschützt. Die
transparente Kunststoffplatte 12 ist vorzugsweise aus Polycarbonat
oder Acrylglas hergestellt, wobei typischerweise Material mit einer
Dicke von 2 bis 7 mm verwendet wird. Die tatsächlich notwendigen Materialstärken sind
abhängig
von der Höhe
der Leuchtmittel. Die Kunststoffplatte ist mit einer Klebstoffschicht 20 angeklebt,
die mit geeigneten Zweikomponentenklebern oder aber einer dünnen Schmelzklebefolie
(z.B. Polyurethan Stevens PE 399 mit einer Dicke von 0,3 bis 1,2
mm) hergestellt werden kann. Die transparente Scheibe 10 kann
aus Glas oder einem transparenten Kunststoff bestehen. Sollte die
Scheibe 10 gewölbt
sein und ist die Scheibenwölbung
für eine
plane Kunststoffplatte 12 zu groß, so kann die Kunststoffplatte 12 entsprechend dem
Oberflächenverlauf
der Scheibe 10 thermisch vorgewölbt werden. Alternativ kann
die Kunststoffplatte 12 entsprechend der Glasscheibenform
gegossen werden. Vorzugsweise ist die Kunststoffplatte 12 außerdem mit
einer kratzfesten Beschichtung (nicht gezeigt) versehen.
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In
anderen Ausführungsformen
können
aber auch Leuchtmittel eingesetzt werden, die stärker bzgl. der Oberfläche der
Scheibe 10 hervortreten. Beispiele sind Elektrolumineszenzfasern
(-schnüre) oder
Lichtwellenleiter aus Glas oder Kunststoff mit seitlichem Lichtaustritt.
Für diese
Leuchtmittel werden in der Kunststoffplatte 12 dann entsprechend größere Aussparungen 16 vorgesehen,
in denen diese Leuchtmittel aufgenommen werden. Zur fertigungstechnischen
Vereinfachung können
diese Leuchtmittel in den Aussparungen 16 der Kunststoffplatte 12 verklemmt
oder verklebt werden, bevor die Kunststoffplatte 12 ihrerseits
mit der Deckelkonstruktion verklebt wird. Diese linienförmigen Leuchtmittel können flexibel
oder starr sein.
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Die
Versorgung der Leuchtmittel, wie z.B. den LEDs, mit elektrischem
Strom, die in der Ausführungsform
der 1 mit der flächigen,
transparenten und elektrisch leitenden Schichtanordnung 18 mit
einer Transmission zwischen 5–100%
realisiert ist, kann sich bei alternativen Ausführungsformen auch in oder unter
einer Glasdeckelrahmung befinden. Bei Elektrolumineszenzfasern geschieht
die Stromversorgung an deren Enden im Rahmen-/Glasfritten-Bereich über Kabelzuführungen.
Bei den Lichtwellenleitern geschieht die Lichteinkopplung ebenso
im Rahmen-/Glasfritten-Bereich.
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Aus
Gründen
des Designs oder der Fertigungstechnik können Aussparungen 16 in
einer auch als durchgehende Öffnungen,
wie zum Beispiel Bohrungen oder Vertiefungen, hergestellt werden,
wobei Linsen (z.B. Streulinsen) auf die Öffnungen geklebt werden können. In 2 ist
eine solche Ausführungsform
im Längsschnitt
dargestellt. Die Aussparungen ist hier als durchgehende Öffnungen 116 ausgebildet,
wobei eine LED 14 wiederum von einer Seite in die Öffnung 116 hineinragt
und die andere Seite der Öffnung
(dem Fahrzeuginnenraum zugewandt) mit einer Linse 22 abgedeckt
ist. Solche Linsen 22 werden als transparente oder transluzente
Spritzgussteile z.B. aus dem gleichen Material wie die transparente
Kunststoffplatte 12 gefertigt. Verbleibende Hohlräume können mit
einem hochtransparenten und lichtleitenden Gießharz ausgefüllt werden.
Durch gezielte Wahl der optischen Eigenschaften (Farbe, Form) der
Linsen 22 kann das Fahrzeuginnere in ansprechender Weise
ausgeleuchtet werden.
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Die
Randanbindung der Kunststoffplatte 12 an die Scheibe 10 kann über das
einfache Einschäumen
in einen PU-Rahmen erfolgen, der damit auch das seitliche Abdichten
gegenüber
Feuchtigkeit gewährleistet.
Einen Längsschnitt
durch einen Randbereich eines solchen Deckels ist in 3a abgebildet. Eine
Randumschäumung 24 ist
dabei so an einen Deckel angeschäumt,
dass sie sowohl die Kunststoffplatte 12 als auch die Scheibe 10 jeweils
in deren Randbereich umschäumt.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform,
wie in 3b im Längsschnitt gezeigt, sind in
der Kunststoffplatte 12 Öffnungen 28 in Form
einer Loch- oder Schlitzreihe entlang des Randes der Kunststoffplatte vorgesehen,
durch die der PU-Schaum der Randumschäumung 24 beim Schäumprozess
hindurchtritt und nach Aushärten
des PU-Schaums diesen perforierten Rand umkrallt.
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Eine
weitere alternative Ausführungsform der
Erfindung ist in 4 gezeigt. Hier sind die Aussparungen 216 als
mehrere längliche
Nuten ausgebildet, die parallel verlaufen und sich von der vorderen
Kante (linke Seite der Figur) der Kunststoffplatte 12 bis
fast zur hinteren Kante der Kunststoffplatte 12 erstrecken.
In solche Aussparungen 216 können, wie nachfolgend näher erläutert, z.B.
Lichtwellenleiter eingefügt
werden, in die das Licht von LEDs auf der vorderen Seite eingeleitet
und auf der gegenüberliegenden
Seite zurückgespiegelt
wird.
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Verschiedene
Ausführungsformen
solcher Aussparung
216 mit einem Lichtwellenleiter
30 sind in
den
5a und
5b gezeigt.
Dabei zeigt
5a eine solche Aussparung
216 mit
einem Lichtwellenleiter
30, wie sie in einem Deckel entsprechend der
4 realisiert
werden können.
Dabei wird eine LED
32, die mit elektrischen Kontakten
34 versehen ist,
mit dem Lichtwellenleiter
30 optisch so gekoppelt, dass
das emittierte Licht in den Lichtwellenleiter
30 eintreten
kann. Licht wird in einem Lichtwellenleiter durch Totalreflexion
geleitet. Hier weist der Lichtwellenleiter
30 auf der Seite
der transparenten Kunststoffplatte
12 aber einen aufgerauten
Streifen
31 auf der Seite auf, die der Kunststoffplatte
12 abgewandt ist.
Dieser aufgerauten Streifen
31 verursacht eine Lichtstreuung
im Lichtwellenleiter, mittels welcher das Licht in Richtung des
Fahrzeuginnenraums umgelenkt wird. In einer alternativen Ausführung kann der
Lichtwellenleiter zur Lichtumlenkung bzw. Lichtstreuung in radialer
Richtung Diffusorpartikel erhalten. Durch lichtreflektierende Beschichtung
oder Ummantelung des Lichtwellenleiters kann er auch verklebt werden.
Der Lichtwellenleiter
30 hat weiterhin zur Fahrzeuginnenseite
hin einen Schlitz
33 für
den Austritt des am Streifen auf der Oberseite gestreuten Lichtes.
Durch eine progressiv ansteigende Aufweitung des Schlitzes
33 in
der Ummantelung des Lichtwellenleiters
30 mit zunehmenden
Anstand von der LED
32 ist so immer gewährleistet, dass bei allen Abständen von
der Lichtquelle die gleiche Lichtmenge aus dem Lichtwellenleiter
austritt. Dieser Effekt kann noch durch eine weiße und/oder verspiegelnde Beschichtung
auf dem Lichtwellenleiter
30 erhöht werden, wie dies in der
DE 197 02 174 beschrieben
ist. Ferner kann die LED
32 mit dem polymer ausgebildeten
Lichtwellenleiter
30 mit einer Klebeverbindung kontaktiert
werden.
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5b zeigt
eine alternative Ausführungsform,
bei der ein Lichtwellenleiter 30 auf beiden Seiten der
Kunststoffplatte 12 aus deren Aussparungen 216,
die in diesem Fall durch die ganze Kunststoffplatte durchgehen,
austritt. Der Lichtwellenleiter 30 ist hier beidseitig
mit LEDs 32 gekoppelt und Licht kann von beiden Seiten
aus eingestrahlt werden.
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5c zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform,
bei der statt eines Lichtwellenleiters eine Elektrolumineszenzfaser 230 in
die Aussparung 216 in der transparenten Kunststoffplatte 12 eingefügt ist, die über Kontakte 34 zum
Leuchten gebracht wird.
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In
alternativen Ausführungsformen
sind Elektrolumineszenzfasern 230 in unterschiedlichen, nicht
geradlinigen Formen in die Kunststoffplatte 12 eingebettet.
Statt der Elektrolumineszenzfasern können aber auch entsprechend
geformte Lichtwellenleiter eingesetzt werden. Verschiedene solcher
Ausführungsformen
sind in den 6a bis 6e schematisch
abgebildet. Während
in 6a mehrere Elektrolumineszenzfasern 230 im
wesentlichen parallel zueinander U-förmig durch die transparente
Kunststoffplatte 12 geführt
werden, ist in 6b eine Ausführungsform gezeigt, bei der
die Elektrolumineszenzfasern 230 so geführt werden, dass sie im wesentlichen
entlang der beiden Mittelachsen der Kunststoffplatte verlaufen und
so ein leuchtendes Kreuz entsteht. Die 6c und 6d zeigen
Ausführungsformen
der Erfindung, bei der die Aussparungen in der Kunststoffplatte 12 so
ausgeführt
sind, dass Elektrolumineszenzfasern 230 im wesentlichen gerade
und parallel zueinander und zur Fahrzeugrichtung durch die Kunststoffplatte
geführt
werden, wobei diese in 6c im wesentlichen in der Deckelmitte
angeordnet sind. In der 6e ist
eine Ausführungsform
schematisch gezeigt, bei welcher die Elektrolumineszenzfasern 230 mäanderförmig in
die Kunststoffplatte 12 eingefügt sind. In ähnlicher
Art und Weise können
natürlich
auch andere Muster und Geometrien realisiert werden, die zu einer
ansprechenden Ausleuchtung des Fahrzeuginnenraums führen.
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Grundsätzlich kommen
als Herstellungsverfahren für
erfindungsgemäße Deckel
Kleben, Laminieren oder Autoklavieren in Frage.
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- 10
- Scheibe
- 12
- Kunststoffplatte
- 14
- LED
- 16
- Aussparung
- 18
- elektrisch
leitende Schichtanordnung
- 20
- Klebstoffschicht
- 22
- Linse
- 24
- Randumschäumung
- 26
- Verstärkungselement
- 28
- Öffnung
- 30
- Lichtwellenleiter
- 31
- Streifen
- 32
- LED
- 33
- Schlitz
- 34
- Kontakt
- 116
- Öffnung
- 216
- Aussparung
- 230
- Elektrolumineszenzfaser