DE3822796A1 - Verfahren zur veraenderung der lichtdurchlaessigkeit von scheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veränderung der Lichtdurchlässigkeit von Scheiben aus Glas, Acryl o. a. Kunststoffen, bei dem die Scheibe mit einer den Lichtdurchfall verändernden Tönung versehen wird.

Um die Durchsichtigkeit bzw. Lichtdurchlässigkeit von derartigen Scheiben zu verringern, werden verschiedene Ver­ fahren angewendet. So ist es üblich und möglich, derartige Scheiben mehr oder weniger stark durch Verwendung entsprechen­ der Ausgangsstoffe oder durch Einfärben zu tönen, um auf diese Weise den Lichtdurchgang oder die Durchlässigkeit für ultraviolette oder infrarote Strahlung zu verringern. Einge­ setzt werden solche Verfahren bei der Herstellung von Sonnen­ brillen, Fenstergläsern, in Gebäuden und Verkehrsmitteln, sowie Filtern für optische Zwecke. Möglich ist es auch, ent­ sprechende Scheiben mit dünnen Schichten von Metallen oder Puder zu bedampfen und somit zu verspiegeln, um durch das Zurückwerfen der Strahlung den Strahlendurchgang zu verringern oder gar ganz zu unterbinden. Möglich ist es weiterhin, derartige Scheiben einfach mit Farben zu bestreichen oder ihre Oberfläche aufzurauhen, um auf diese Art und Weise den Lichtdurchtritt zu beschränken oder aber um derartige Scheiben undurchsichtig zu machen. Eine Verringerung der Lichtdurch­ lässigkeit wird außerdem durch polarisierende Gläser ver­ ringert bzw. wird die Lichtdurchlässigkeit durch Gläser beschränkt, die sich in Abhängigkeit von der einfallenden Lichtstärke bzw. UV-Strahlung selbst tönen. In allen Fällen ist von Nachteil, daß die Durchsichtigkeit bzw. Lichtdurch­ lässigkeit entweder bleibend verändert, vorzugsweise ver­ ringert wird bzw. daß die Tönung automatisch und vom Lichtein­ fall abhängig verändert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Licht­ durchlässigkeit von ansonsten lichtdurchlässigen Scheiben unab­ hängig vom Lichteinfall frei steuerbar zu gestalten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen durchsichtigen Scheiben Material verteilt deponiert wird, das bei Anlegen einer elektrischen Spannung den Licht­ durchfall begrenzt, wobei Anschlüsse vorgesehen werden, um elektrische Spannung anzulegen.

Unmittelbar durch Anlegen des elektrischen Spannungsfeldes oder dadurch, daß das Material einem elektrischen Spannungs­ feld ausgesetzt wird, gelingt es, beispielsweise die Heckscheibe eines Fahrzeuges bei Lichteinfall von hinten so zu verdunkeln, daß das einfallende Licht den Fahrer des Fahrzeuges bzw. die Fahrgäste nicht beeinträchtigt. Vorteilhaft dabei ist, daß durch Zuleitung von Strom und durch Variation der Stromzuführung oder einfach durch Anlegen einer ent­ sprechenden Spannung die Tönung der Scheiben den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend schnell und leicht angepaßt werden kann. Dabei besteht auch die Möglichkeit, durch die Verteilung des Materials auf eine Vielzahl kleiner Felder auch noch die Tönung innerhalb oder über die gesamte Fläche der Scheibe gesehen so zu verändern, daß beispielsweise im mittleren Bereich oder auch im Randbereich eine stärkere Verdunklung erreicht wird, als im übrigen Bereich. Da die Einstellung über den Strom­ fluß bzw. die Spannung geregelt wird, besteht die Möglichkeit, z. B. vom Fahrersitz aus die Einstellung jeweils so vorzunehmen, wie der Fahrer des Fahrzeuges dies als besonders zweckmäßig empfindet. Auf ähnliche Art und Weise können auch andere Scheiben, beispielsweise in Bürogebäuden jeweils so getönt werden, daß der jeweilige Benutzer sie ganz auf seine Be­ dürfnisse einstellen kann.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß mehrere durchsichtige oder durchscheinende Scheiben und zwischengelagertes Material zusammengefügt werden. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme kann der Verdunklungsgrad weiter variiert werden, indem beispielsweise drei so hintereinander angeordnete Scheiben­ kombinationen jeweils den Bedürfnissen entsprechend durch Stromzuführung verdunkelt werden. Letztlich ist es auf diese Art und Weise möglich, eine vollständige Verdunklung eines Raumes zu schaffen, ohne daß eine mechanische Anlage tätig werden muß.

Zur besseren Anpaßbarkeit an die jeweiligen Gegebenheiten sieht die Erfindung weiter vor, daß das Material auf eine Vielzahl kleiner und kleinster Felder verteilt wird. Hierauf ist bereits weiter vorne hingewiesen worden. Hierdurch ist es möglich, durch Zuschalten aller Kleinstfelder oder eben nur bestimmter Bereiche auch über eine einzelne Scheibenkombination gesehen unterschiedliche Tönungen und damit unterschiedliche Lichtdurchlässigkeitsbereiche vorzugeben.

Zweckmäßigerweise besteht das Material aus Flüssigkeits­ kristallzellen, wobei die Anordnung dadurch variiert werden kann, daß der zwischen zwei Scheiben gebildete Hohlraum in linienförmig verlaufende Kleinstfelder unterteilt mit dem Material verfüllt wird. Dadurch ist es möglich, beispielsweise die Scheibe nur in bestimmten im Abstand zueinander gleich­ förmig wiederzufindende getönte Bereiche zu unterteilen, so daß entweder der Durchblick begrenzt weiter gut möglich ist oder aber bei entsprechend zu starkem Lichteinfall auch die noch verbleibenden durchsichtigen Bereiche durch Anlegen einer Spannung nachgetönt werden. So ist es auf einfache Art und Weise möglich, linien- oder flächenförmige Bereiche ent­ sprechend zu tönen.

Eine andere Möglichkeit, eine variable Tönung zu erreichen ist die, zwischen den das Material, vorzugsweise Flüssigkeits­ kristalle aufnehmenden Kleinstfeldern Leerfelder freizuhalten.

Eine besonders einfache Verarbeitungsmöglichkeit ist gegeben, wenn wie erfindungsgemäß vorgesehen, zwischen den Scheiben eine durchsichtige Folie eingeschlossen wird, die das die Lichtdurchlässigkeit beeinflussende Material enthält. Durch entsprechendes Anlegen einer Spannung kann wie beschrieben die Tönung der Scheibe geändert werden, wobei das Material zweckmäßig den Folien in Form einer Vielzahl kleiner Bläschen mit entsprechender Füllung zugegeben wird. Die Folie kann besonders günstig verarbeitet werden, weil sie als ganzes zwischen zwei Scheiben beispielsweise angeordnet werden kann. In der Form wird sie dann zum Anwender transportiert und eingebaut. In die Folie werden die notwendigen Versorgungs­ drähte eingebettet, um die einzelnen Flüssigkeitskristalle zu versorgen, die wie erwähnt in den Bläschen enthalten sind.

Eine weitere zweckmäßige Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Bläschen eine Folie ergebend zusammengefügt, vorzugsweise zusammengeklebt werden. Damit ist eine optimale Packungsdichte der Bläschen erreicht, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn auf Zwischenräume möglichst verzichtet werden soll, um eine wenig durchsichtige Fläche und Scheibe zu erhalten.

Zweckmäßigerweise wird die Folie beidseitig mit einer elektrischleitenden Schicht eingefaßt, die jeweils mit einer Spannungsquelle verbunden werden können. Durch Anlegen der beiden Schichten an die Spannungsquelle entsteht in der Folie ein Spannungsfeld, womit das in dem Bläschen vorhandene Flüssigkeitskristallmaterial sich entsprechend ausrichtet und die Folie damit verminderte Lichtdurchlässigkeit erhält.

Statt die Folie zwischen beispielsweise zwei Scheiben anzuordnen bzw. einzufassen, ist es auch möglich, eine Scheibe entsprechend zu beschichten. Dabei ist es weiter möglich, die Beschichtungen in Felder vorgegebener Größe unterteilt und getrennt mit der Spannungsquelle zu verbinden. Denkbar ist es auch, auf den Scheiben jeweils parallel zueinander ent­ sprechende Drähte verlaufen zu lassen, um so gezielt ein Spannungsfeld vorzugeben.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung mit der Scheibe zugeordneten elektrischen Verbindungsdrähten und einer Energiequelle. Dabei ist vorgesehen, daß die Ver­ bindungsdrähte mit einer die Kleinstfelder enthaltenden Folie verbunden sind, die zwischen zwei Glasscheiben angeordnet und in der den Lichtdurchgang beeinflussende Materialien, vorzugs­ weise Flüssigkeitskristallzellen untergebracht und fixiert sind. Die Folie mit den Kleinstfeldern gibt vorteilhaft das notwendige Stützgerüst im Hohlraum zwischen zwei Scheiben vor, in dem die Flüssigkeitskristallzellen oder ähnliches Material dann sicher angeordnet werden kann, wobei durch die Beschichtung mit der Folie sichergestellt wird, daß auch einzelne Felder gruppenweise gezielt angesprochen werden können. Dadurch ist erreicht, daß auf jeden Fall die gewünschte Tönung des Glases bzw. der Scheibe dort und dann eintritt, wenn diese direkt oder indirekt mit der Energiequelle ver­ bunden ist. Weiter ist es möglich, die Kleinstfelder durch ein Gitterwerk aus Verbindungsdrähten zu stützen, so daß gleich für die notwendige Energieversorgung bei direkter Anlegung einer Spannung besorgt ist. Die Verbindungsdrähte sind mit den Fäden des Gitterwerkes oder miteinander gruppen­ weise oder rasterförmig von Strom durchflossen schaltbar verbunden, um so die Stromversorgung der einzelnen Zellen bzw. des gesamten Materials zu gewährleisten. Das Drahtgitter dient gleichzeitig zur Beheizung der Scheibe.

Statt eines aus Draht oder einem ähnlichen Material bestehenden Gitterwerkes ist es auch möglich, das Gitterwerk von einer netzförmig aufgebauten Folie zu bilden, in die elektrische Leiter als Verbindungsdrähte integriert sind. Auch diese Lösung ist für eine direkte Verbindung mit der Stromquelle vorgesehen.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die Lichtdurchlässgkeit von ansonsten lichtdurchlässigen Scheiben praktisch in beliebigen Grenzen verändert werden kann. Durch die Steuerbarkeit der Lichtdurchlässigkeit kann somit der Lichteinfall verändert, entweder begrenzt oder gar ganz unterbunden werden. Vorteilhaft ist dabei weiter, daß die Steuerung bzw. Regelung beispielsweise vom Armaturenbrett eines Fahrzeuges aus erfolgen kann, so daß eine Fernbedienung ausgesprochen sicher und einfach möglich ist. Es ist lediglich erforderlich, die Stromzufuhr direkt oder indirekt zu den einzelnen Flüssigkeitskristallzellen oder zu allen gemeinsam oder auch nur gruppenweise zu gewährleisten bzw. herzustellen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 eine Heckscheibe eines Fahrzeuges in verein­ fachter Darstellung,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine solche Heckscheibe,

Fig. 3 ein Gitterwerk in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Folie mit einge­ setzten Flüssigkeitskristallzellen und

Fig. 5 die Anordnung von Flüssigkeitskristallzellen zwischen senkrecht zueinander verlaufenden und damit ein Gitterwerk ergebenden Ver­ bindungsdrähten,

Fig. 6 eine folienförmige Ausführung.

Fig. 1 zeigt die rückwärtige Scheibe (1) eines Fahr­ zeuges, das gemäß dem in der Beschreibung erläuterten Ver­ fahren ausgerüstet ist. Die Scheibe (1) wird von zwei im Abstand zueinander angeordneten Glasscheiben (2, 3) gebildet, wobei in den Hohlraum (4) ein Gitterwerk (5) eingebettet ist. Dieses Gitterwerk (5) bildet eine Vielzahl von Kleinst­ feldern (6, 7, 8), in die Flüssigkeitskristallzellen (9, 10) eingesetzt sind.

Die einzelnen Flüssigkeitskristallzellen (9, 10) oder die anderen den Lichtdurchfall beeinflussenden Teile sind in dem Gitterwerk (5) so angeordnet, daß sie über die Verbin­ dungsdrähte (11, 12) erreichbar sind und damit mit Strom versorgt werden können.

Die Regulierung des Stromzuflusses erfolgt hier über einen Drehknopf (13), wobei dieser dafür Sorge trägt, daß jeweils die Gesamtheit der Verbindungsdrähte (11, 12) und damit der Flüssigkeitskristallzellen (9, 10) jeweils gleich­ mäßig mit Strom versorgt werden. Am unteren Ende der Scheibe (1) sind die Zuführungskabel (14) wiedergegeben, die mit der hier nicht dargestellten Energiequelle verbunden sind.

In Fig. 1 ist weiter erläutert, daß der Abstand der einzelnen Verbindungsdrähte (11, 12) verändert werden kann, daß aber auch die Zuordnung von Flüssigkeitskristallzellen (9, 10) nicht zu jedem der Kleinstfelder (6, 7, 8) erfolgen muß. Vielmehr ist es möglich, die einzelnen Flüssigkeits­ kristallzellen (9, 10) im Abstand zueinander anzuordnen oder aber linienförmig wie etwa in der Mitte der angedeuteten Flüssigkeitskristallzellen (9, 10) wiedergegeben ist.

Als Energiequelle können auch Selenzellen (17) eingesetzt werden, die bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform den oberen Rand der Scheibe (1) einnehmen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die aus Fig. 1 ersicht­ liche Scheibe (1) mit der inneren Glasscheibe (3) und der äußeren Glasscheibe (2), wobei zwischen ihnen die einzelnen Flüssigkeitskristalle (9, 10) im Gitterwerk (5) fixiert sind.

Fig. 3 zeigt verschiedene Möglichkeiten, die einzelnen Flüssigkeitskristallzellen (9 bzw. 10) mit den Verbindungs­ drähten (11, 12) zu verbinden und so eine einwandfreie Strom­ zuführung zu gewährleisten.

Fig. 4 zeigt eine Folie (15), in der Ausnehmungen (16) zur Aufnahme der einzelnen Flüssigkeitskristallzellen (9, 10) vorgesehen sind. Diese Flüssigkeitskristallzellen (9, 10) sind über in die Folie (15) integrierte Leiter (18, 19) miteinander verbunden, so daß eine Stromversorgung gesichert ist.

Das Gitterwerk (5) nach Fig. 1 und Fig. 2 ist in der Regel zusätzlich zu den Verbindungsdrähten (11, 12) vorhanden. Es ist aber auch denkbar, die einzelnen Verbindungsdrähte (11, 12) so anzuordnen und so zueinander zu führen, daß damit nach Fig. 5 die Fixierung der Flüssigkeitskristallzellen (9, 10) und ihre Stromversorgung möglich ist. Die einzelnen Zellen sind dabei, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, quasi zwischen den einzelnen Verbindungsdrähten (11, 12) einge­ klemmt.

Fig. 5 zeigt eine Folie, die aus dicht aneinander und miteinander verbundenen Bläschen (20, 21, 22, 23) gebildet ist. Die Folie ist mit (24) gekennzeichnet. Bei den Folien­ material, d. h. den Hüllen der einzelnen Bläschen handelt es sich beispielsweie um ein PVC-Material. Auf die Bläschen (20, 21, 22, 23) ist wie in Fig. 5 angedeutet eine mit der Spannungsquelle verbundene Schicht aufgebracht. Der Einfachheit halber ist hier nur die untere Schicht (25) wiedergegeben.

Claims (10)

1. Verfahren zur Veränderung der Lichtdurchlässigkeit von Scheiben aus Glas, Acryl u. a. Kunststoffen, bei dem die Scheibe mit einer den Lichtdurchfall verändernden Tönung versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen durchsichtigen Scheiben Material verteilt deponiert wird, das bei Anlegen einer elektrischen Spannung den Licht­ durchfall begrenzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere durchsichtige oder durchscheinende Scheiben und zwischengelagertes Material zusammengefügt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material auf eine Vielzahl kleiner und kleinster Felder verteilt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen zwei Scheiben gebildete Hohlraum in linien­ förmig verlaufende Kleinstfelder unterteilt mit dem Material verfüllt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den das Material, vorzugsweise Flüssigkeits­ kristalle aufnehmenden Kleinstfeldern Leerfelder freigehalten werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Scheiben eine durchsichtige Folie einge­ schlossen wird, die das die Lichtdurchlässigkeit beeinflussende Material enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material den Folien in Form einer Vielzahl kleiner Bläschen mit entsprechender Füllung zugegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bläschen eine Folie ergebend zusammengefügt, vorzugs­ weise zusammengeklebt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie beidseitig mit einer elektrisch leitenden Schicht eingefaßt wird, die jeweils mit einer Spannungsquelle verbunden werden können.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungen in Felder vorgegebener Größe unter­ teilt und getrennt mit der Spannungsquelle verbunden werden.