DE102020120804A1 - Vehicle window with shading device for window body - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Fahrzeugscheibe vorgeschlagen, umfassend einen transparenten Scheibenkörper (16), der mit einer elektrisch schaltbaren Beschattungseinrichtung versehen ist. Die Beschattungseinrichtung umfasst eine elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung (18), die auf den Scheibenkörper (16) aufgebracht ist, die sich zumindest weitgehend über eine definierte Fläche des Scheibenkörpers (16) erstreckt und die zwischen einem spannungsfrei stabilen Transmissionszustand und einem spannungsfrei stabilen Sperrzustand schaltbar ist.A vehicle window is proposed, comprising a transparent window body (16) which is provided with an electrically switchable shading device. The shading device comprises a film arrangement (18) that can be switched bistable electronically, which is applied to the pane body (16), which extends at least largely over a defined area of the pane body (16) and which can be switched between a voltage-free, stable transmission state and a voltage-free, stable blocking state .
Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a vehicle window with the features of the preamble of patent claim 1.
Eine derartige Fahrzeugscheibe ist aus der Praxis bekannt und kann insbesondere ein verstellbares oder festes Dachelement eines Kraftfahrzeuges sein. Eine solche Fahrzeugscheibe umfasst einen Scheibenkörper, der ein Fahrzeugaußenhautelement bildet und transparent ausgebildet ist. An seiner Innenseite, das heißt an seiner der Fahrzeugumgebung abgewandten Seite ist an dem Scheibenkörper als Beschattungseinrichtung beispielsweise eine Flüssigkristallanordnung angeordnet, welche durch eine elektrische Ansteuerung zwischen einem Transmissionszustand, in dem Licht über die Fahrzeugscheibe in einen Fahrzeuginnenraum eindringen kann, und einem Sperrzustand schaltbar, in dem eine zumindest weitgehende Lichtundurchlässigkeit der Fahrzeugscheibe und damit eine Beschattung des Fahrzeuginnenraums realisiert ist. In zumindest einem der Schaltzustände der Flüssigkristallanordnung muss eine elektrische Spannung anliegen, was wiederum energieintensiv ist. Die Spannungsversorgung erfolgt über das Stromnetz des betreffenden Fahrzeugs.Such a vehicle window is known from practice and can in particular be an adjustable or fixed roof element of a motor vehicle. Such a vehicle window comprises a window body which forms a vehicle outer skin element and is transparent. On its inside, i.e. on its side facing away from the vehicle environment, a liquid crystal arrangement is arranged on the pane body as a shading device, for example, which can be switched by electrical control between a transmission state in which light can penetrate into a vehicle interior via the vehicle pane and a blocked state, in in which an at least extensive opacity of the vehicle window and thus a shading of the vehicle interior is realized. An electrical voltage must be applied in at least one of the switching states of the liquid crystal arrangement, which in turn is energy-intensive. Power is supplied via the power supply system of the vehicle in question.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß der einleitend genannten Art ausgebildete Fahrzeugscheibe zu schaffen, die eine elektrisch schaltbare Beschattungseinrichtung aufweist, die mit geringem Energieaufwand betreibbar ist.The invention is based on the object of creating a vehicle window designed according to the type mentioned in the introduction, which has an electrically switchable shading device which can be operated with little energy consumption.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Fahrzeugscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the vehicle window having the features of patent claim 1 .
Gemäß der Erfindung wird also eine Fahrzeugscheibe vorgeschlagen, die einen transparenten, insbesondere plattenartig und gegebenenfalls gewölbt ausgebildeten Scheibenkörper umfasst, der mit einer elektrisch schaltbaren Beschattungseinrichtung versehen ist. Die elektrisch schaltbare Beschattungseinrichtung umfasst eine elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung, die auf den Scheibenkörper aufgebracht ist, die sich zumindest weitgehend über eine definierte Fläche des Scheibenkörpers erstreckt und die zwischen einem spannungsfrei stabilen Transmissionszustand und einem spannungsfrei stabilen Sperrzustand schaltbar ist.According to the invention, a vehicle window is therefore proposed which comprises a transparent, in particular plate-like and possibly curved window body which is provided with an electrically switchable shading device. The electrically switchable shading device comprises an electronically bistable switchable foil arrangement which is applied to the pane body, which extends at least largely over a defined area of the pane body and which can be switched between a voltage-free, stable transmission state and a voltage-free, stable blocking state.
Bei der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung wird somit in Form der elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung ein System eingesetzt, bei dem lediglich zum Umschalten zwischen dem Transmissionszustand und dem Sperrzustand eine elektrische Spannung angelegt werden muss. Der Transmissionszustand, in dem Licht durch die Fahrzeugscheibe in einen Fahrzeuginnenraum eintreten kann, und der Sperrzustand, in dem ein Lichteinfall durch die Fahrzeugscheibe in den Fahrzeuginnenraum zumindest weitgehend verhindert ist, sind jeweils ohne Anlegen einer elektrischen Spannung stabil. Damit ist die Fahrzeugscheibe nach der Erfindung bzw. deren Beschattungseinrichtung mit einem geringen Energieaufwand betreibbar.In the case of the vehicle window according to the invention, a system is used in the form of the electronically bistable switchable film arrangement in which an electrical voltage only has to be applied to switch between the transmission state and the blocking state. The transmission state, in which light can enter the vehicle interior through the vehicle window, and the blocking state, in which light is at least largely prevented from entering the vehicle interior through the vehicle window, are each stable without applying an electrical voltage. Thus, the vehicle window according to the invention or its shading device can be operated with a low energy consumption.
Unter der elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung ist ein Träger- oder Folienaufbau zu verstehen, bei dem eingefärbte Teilchen durch Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Orientierung ändern. Die Teilchen sind geladen und in einem transparenten zähflüssigen Polymer enthalten. Die Darstellung bzw. Einfärbung der elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung wird durch kurzzeitiges Anlegen der elektrischen Spannung verändert. Alternativ kann die elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung auch auf Basis von bistabilen LCDs hergestellt sein.The electronically bistable switchable film arrangement is to be understood as meaning a carrier or film structure in which colored particles change their orientation when an electrical voltage is applied. The particles are charged and contained in a transparent viscous polymer. The representation or coloring of the electronically bistable switchable film arrangement is changed by briefly applying the electrical voltage. Alternatively, the film arrangement that can be switched bistable electronically can also be produced on the basis of bistable LCDs.
Damit die Beschattungseinrichtung nach der Erfindung unabhängig von der Fahrzeugstromversorgung bzw. unabhängig von dem Fahrzeugnetz betreibbar ist, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Spannungsquelle an den Scheibenkörper angebunden. Somit ist es möglich, die Fahrzeugscheibe unabhängig vom Fahrzeugnetz zu schalten.So that the shading device according to the invention can be operated independently of the vehicle power supply or independently of the vehicle network, a voltage source is connected to the pane body in a preferred embodiment. It is thus possible to switch the vehicle window independently of the vehicle network.
Damit die Spannungsquelle optisch harmonisch in die Fahrzeugscheibe integriert ist, ist sie bei einer bevorzugten Ausführungsform an einem Formabschnitt angeordnet, mit dem der Scheibenkörper versehen ist. Der Formabschnitt ist beispielsweise eine Randumschämung bzw. -anschäumung, mit der der Scheibenkörper versehen ist und der aus einem Polymerwerkstoff, insbesondere einem Polyurethanwerkstoff geformt ist. Die Ausbildung des Formabschnitts erfolgt insbesondere nach einem Spritzgieß- oder Schäumprozess in einem entsprechenden Formwerkzeug. Vorzugsweise ist die Spannungsquelle von dem Formabschnitt aufgenommen, so dass sie optisch nicht als separates Bauelement wahrnehmbar ist.So that the voltage source is optically harmoniously integrated into the vehicle window, in a preferred embodiment it is arranged on a shaped section with which the window body is provided. The molded section is, for example, an edge foaming or foaming with which the disk body is provided and which is formed from a polymer material, in particular a polyurethane material. The formation of the shaped section takes place in particular after an injection molding or foaming process in a corresponding mold. The voltage source is preferably accommodated by the molded section so that it cannot be visually perceived as a separate component.
Die Spannungsquelle ist beispielsweise ein wiederaufladbarer Akkumulator, der in dem Formabschnitt eingebettet sein kann und damit von außen unsichtbar in die Fahrzeugscheibe integriert ist.The voltage source is, for example, a rechargeable battery that can be embedded in the molded section and is therefore integrated into the vehicle window so that it is invisible from the outside.
Die Spannung, die zum Schalten der elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung erforderlich ist, beträgt beispielsweise etwa 110 V Wechselstrom.The voltage required to switch the electronically bistable switchable film arrangement is, for example, about 110 V AC.
Die Spannung an der elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung wird bei der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung vorzugsweise mittels eines so genannten Sperrschwingers erzeugt, der der elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung vorgeschaltet ist und der zum Schalten der elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung zwischen dem Transmissionszustand und dem Sperrzustand auf Basis der von der Spannungsquelle bereitgestellten Spannung die Schaltspannung erzeugt. Unter einem Sperrschwinger ist eine elektronische Schaltung eines rückgekoppelten Kippschwingungsgenerators zu verstehen, der als eine mit einem Übertrager ausgestattete elektrische Oszillatorschaltung zur Erzeugung von Impulsen verwendet wird.In the case of the vehicle window according to the invention, the voltage on the electronically switchable bistable film arrangement is preferably generated by means of a so-called blocking oscillator the electronically bistable switchable film arrangement is connected upstream and generates the switching voltage for switching the electronically bistable switchable film arrangement between the transmission state and the blocking state on the basis of the voltage provided by the voltage source. A blocking oscillator is to be understood as meaning an electronic circuit of a feedback relaxation oscillation generator which is used as an electrical oscillator circuit equipped with a transformer to generate pulses.
Um die Spannungsquelle bzw. den wiederaufladbaren Akkumulator stets betriebsbereit halten zu können, ist diese bzw. dieser mit einer Ladeeinrichtung verbunden, welche beispielsweise mindestens eine Photovoltaikeinrichtung umfasst, die vorzugsweise mit dem Scheibenkörper starr verbunden ist, das heißt an diesen angebracht ist.In order to be able to keep the voltage source or the rechargeable accumulator always ready for operation, it is connected to a charging device which, for example, comprises at least one photovoltaic device which is preferably rigidly connected to the disk body, ie is attached to it.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ist zudem eine Steuereinrichtung für die elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung an dem Scheibenkörper angeordnet. Die Steuereinrichtung, welche insbesondere die erforderliche Elektronik für die elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung umfasst, kann mit geringem Platzbedarf in die Fahrzeugscheibe, insbesondere in den Formabschnitt bzw. die Umschäumung des Scheibenkörpers integriert sein.In a preferred embodiment of the vehicle window according to the invention, a control device for the electronically bistable switchable film arrangement is also arranged on the window body. The control device, which in particular includes the necessary electronics for the electronically bistable switchable film arrangement, can be integrated into the vehicle window, in particular into the molded section or the foam coating of the window body, with little space requirement.
Des Weiteren ist der Scheibenkörper, auf den die elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung aufgebracht ist, insbesondere aus Glas und/oder Kunststoff gefertigt. Der Scheibenkörper ist vorzugsweise ein Verbundsicherheitsglas (VSG) oder auch ein Einscheibensicherheitsglas (ESG).Furthermore, the pane body, to which the film arrangement that can be switched bistable electronically is applied, is made in particular of glass and/or plastic. The pane body is preferably a laminated safety glass (VSG) or also a toughened safety glass (ESG).
Vorzugsweise ist an der Fahrzeugscheibe auch ein Schalter angeordnet, mittels dessen die elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung zwischen dem Transmissionszustand und dem Sperrzustand geschalten werden kann. Der Schalter ist insbesondere an der Innenseite der Fahrzeugscheibe angeordnet und für einen Nutzer vom Fahrzeuginnenraum aus gut erreichbar.A switch is preferably also arranged on the vehicle window, by means of which the electronically bistable switchable film arrangement can be switched between the transmission state and the blocking state. The switch is arranged in particular on the inside of the vehicle window and is easily accessible for a user from the vehicle interior.
Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ist die elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung so ausgestaltet, dass es auch eine Splitterschutzfolie bildet, die bei einer Beschädigung des Scheibenkörpers ein Eindringen von Glaspartikeln bzw. Glassplittern in den Fahrzeuginnenraum verhindert. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Rand der elektronische bistabil schaltbaren Folienanordnung von einer Randumschäumung des Scheibenkörpers aufgenommen ist, so dass die Randumschäumung das elektronische Papier in Position hält. Die Randumschäumung kann den oben bereits erwähnten Formabschnitt bilden.In a further special embodiment of the vehicle window according to the invention, the electronically bistable switchable film arrangement is designed so that it also forms a splinter protection film which prevents glass particles or glass splinters from penetrating into the vehicle interior if the window body is damaged. In this case, it is advantageous if at least one edge of the electronic bistable switchable film arrangement is accommodated by an edge foaming of the disc body, so that the edge foaming holds the electronic paper in position. The peripheral foaming can form the mold section already mentioned above.
Die Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ist insbesondere ein Element eines Fahrzeugdachs und kann ein Deckelelement einer Schiebedachanordnung oder auch ein Festdachelement des Fahrzeugdachs sein. Insbesondere im Falle eines Deckelelements einer Schiebedachanordnung eignet sich die Fahrzeugscheibe auch als so genannte Aftermarket-Lösung, welche an einem bereits ausgelieferten Fahrzeug durch Austausch des vorhandenen Deckelelements in einfacher Weise integrierbar ist, da bei einer Integration der Spannungsquelle und der Steuereinrichtung in die Fahrzeugscheibe keine zusätzliche Anbindung an ein Fahrzeugnetz erforderlich ist.The vehicle window according to the invention is in particular an element of a vehicle roof and can be a cover element of a sliding roof arrangement or also a fixed roof element of the vehicle roof. In the case of a cover element of a sunroof arrangement in particular, the vehicle window is also suitable as a so-called aftermarket solution, which can be easily integrated into a vehicle that has already been delivered by replacing the existing cover element, since there is no additional voltage source and control device integrated in the vehicle window Connection to a vehicle network is required.
Die Erfindung hat auch ein Fahrzeugdach zum Gegenstand, welches eine Fahrzeugscheibe der oben geschriebenen Art umfasst.The subject matter of the invention is also a vehicle roof, which comprises a vehicle window of the type described above.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the subject matter of the invention can be found in the description, the drawing and the patent claims.
Ein Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeugdach mit Fahrzeugscheiben nach der Erfindung; -
2 eine Innenansicht einer der Fahrzeugscheiben; und -
3 einen Schnitt durch die Fahrzeugscheibe nach2 entlang der Linie III-III in2 .
-
1 a plan view of a vehicle roof with vehicle windows according to the invention; -
2 an interior view of one of the vehicle windows; and -
3 a section through the vehicle window2 along line III-III in2 .
In
Die beiden von dem Deckelelement 12 und dem Festdachelement 14 gebildeten Dachelemente umfassen jeweils einen Scheibenkörper 16, der vorliegend aus einem Einscheibensicherheitsglas (ESG) gebildet ist und dem Dachverlauf folgend gewölbt ist. Der Scheibenkörper 16 ist an seiner dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Innenseite vollflächig mit einer elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung 18 versehen, die aus einem Folienaufbau gebildet ist, welcher nach einem Laminierprozess an die Innenseite des Scheibenkörpers 16 angebracht ist. Die elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung 18 bildet eine elektrisch schaltbare Beschattungseinrichtung, welche zwischen einem spannungsfrei stabilen Transmissionszustand, in dem es lichtdurchlässig ist, und einem spannungsfrei stabilen Sperrzustand schaltbar ist, in dem es für Licht weitgehend undurchlässig ist.The two roof elements formed by the
Wie insbesondere den
Eingebettet in die Randumschämung 20 sind eine Steuereinrichtung 22, die elektrisch mit der elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung 18 verbunden ist, und ein Akkumulator 24, der eine Spannungsquelle für die elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung 18 bildet. Als Ladeeinrichtung umfasst das Dachelement 12 bzw. 14 eine Photovoltaikanordnung 26, welche an der der elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung 18 abgewandten Außenseite des Scheibenkörpers 16 angeordnet ist und als sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckender Streifen ausgebildet ist.Embedded in the
Des Weiteren umfasst der in der Zeichnung dargestellte Aufbau einen manuell betätigbaren Schalter 28, der mit der Steuereinrichtung 22 verbunden ist und durch dessen Betätigung die elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung 18 zwischen ihrem Sperrzustand und ihrem Transmissionszustand schaltbar ist.The structure shown in the drawing also includes a manually
Die Steuereinrichtung 22 für die elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnung 18 umfasst einen Sperrschwinger, der zum Schalten der elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung zwischen dem Transmissionszustand und dem Sperrzustand bei Betätigung des Schalters 28 auf Basis der von dem Akkumulator 24 bereitgestellten Spannung ein Wechselspannungssignal an der elektronisch bistabil schaltbaren Folienanordnung 18 bereitstellt.The
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Fahrzeugdachvehicle roof
- 1212
- Deckelelementcover element
- 1414
- Festdachelementfixed roof element
- 1616
- Scheibenkörperdisc body
- 1818
- elektronisch bistabil schaltbare Folienanordnungelectronically bistable switchable film arrangement
- 2020
- Randumschäumungedge foaming
- 2222
- Steuereinrichtungcontrol device
- 2424
- Akkumulatoraccumulator
- 2626
- Photovoltaikanordnungphotovoltaic array
- 2828
- Schaltercounter
Claims (12)
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