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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, das ein Fahrzeugdach aufweist, wobei das Fahrzeugdach einen transparenten Dachabschnitt mit integrierten lichtstreuenden Nanopartikeln aufweist. Im Fahrzeuginnenraum ist ferner mindestens eine Lichtquelle angeordnet. Werden mittels der mindestens einen Lichtquelle die Nanopartikel im transparenten Dachabschnitt angestrahlt, bedingt dies eine Veränderung der Transparenz des Dachabschnitts bis hin zur Funktion des Dachabschnitts als Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums.
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Hintergrund
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In der
DE 10 2011 016 433 A1 ist ein Sonnendach eines Fahrzeugs beschrieben, wobei das Sonnendach in einem Dachrahmen angeordnet ist. Das Sonnendach weist eine transparente Lichtleiterplatte und mindestens eine schaltbare Lichtquelle auf. Die transparente Lichtleiterplatte ist mindestens in einem Teilbereich einer Dachöffnung angeordnet und weist Randseiten auf. Die mindestens eine schaltbare Lichtquelle ist bezüglich deren Lichts auf mindestens eine der Randseiten der Lichtleiterplatte ausrichtbar. Die transparente Lichtleiterplatte ist in dem Dachrahmen mindestens teilweise verschiebbar angeordnet und weist in ihrem Volumen lichtstreuende Nanopartikel auf. Dieses Sonnendach ermöglicht es zusätzlich zu den bisherigen Möglichkeiten von Hub- und Schiebedächern eine Innenraumbeleuchtung zu schaffen. So kann nach Einsetzen der Dämmerung und Dunkelheit unter der Nutzung der vorhandenen Dachkonstruktion eine verbesserte Ausleuchtung des Innenraums unter Vermeidung von Spiegelungen und Blendwirkungen in Bezug auf einen Fahrer bereitgestellt werden. Allerdings ist es wegen der Anordnung der mindestens einen schaltbaren Lichtquelle im Bereich der Lichtleiterplatte erforderlich, besondere elektrische Anschlüsse im Bereich des Dachrahmens für die schaltbare Lichtquelle vorzusehen und überdies Bauraum im Bereich des Sonnendachs für die schaltbare Lichtquelle vorzusehen.
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Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugdach, einem Fahrzeuginnenraum und mindestens einer Lichtquelle, wobei das Fahrzeugdach einen transparenten Dachabschnitt mit integrierten lichtstreuenden Nanopartikeln aufweist, derart weiterzubilden, dass ohne erforderliche elektrische Komponenten im Bereich des transparenten Dachabschnitts eine große Funktionalitätsbreite des Dachabschnitts, von hoher Lichtdurchlässigkeit bis zu hoher Lichtabstrahlung in den Innenraum aufgrund der Reflexion der Nanopartikel, gewährleistet ist.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug, das gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist somit das Fahrzeugdach, den Fahrzeuginnenraum und die mindestens eine Lichtquelle auf. Hierbei weist das Fahrzeugdach den transparenten Dachabschnitt mit den in den Dachabschnitt integrierten lichtstreuenden Nanopartikeln auf. Im Fahrzeuginnenraum ist die mindestens eine Lichtquelle angeordnet, zum Projizieren von Licht auf eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Fläche des Dachabschnitts.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist es somit nicht erforderlich, die mindestens eine Lichtquelle im Bereich des Fahrzeugdachs zu positionieren und unter diesem Aspekt dort Bauraum und elektrische Anschlüsse vorsehen zu müssen. Vielmehr wird mindestens eine Lichtquelle im Fahrzeuginnenraum angeordnet und mittels der mindestens einen Lichtquelle Licht auf eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Fläche des Dachabschnitts projiziert.
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Demzufolge kann die mindestens eine Lichtquelle bzw. können die Lichtquellen an unterschiedlichen Stellen im Fahrzeuginnenraum positioniert werden, sofern sichergestellt ist, dass Licht der Lichtquelle auf diese dem Fahrzeuginnenraum zuwandte Fläche des Dachabschnitts projiziert werden kann.
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Gemäß der Erfindung verbleibt der Dachabschnitt dann, wenn die mindestens eine Lichtquelle ausgeschaltet ist, im transparenten Zustand, womit der Dachabschnitt durchsichtig ist. Wird Licht auf den transparenten Dachabschnitt projiziert, reflektieren die lichtstreuenden Nanopartikel Licht in den Fahrzeuginnenraum, sodass dieser in weiter unten beschriebener Art und Weise mehr oder weniger hell ausgeleuchtet wird und demzufolge sich eine variable Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums ergibt.
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Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die mindestens eine Lichtquelle in einer B-Säule oder einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Diese Orte sind besonders gut geeignet, die Lichtquelle bzw. die Lichtquellen aufzunehmen und Licht von dort auf den Dachabschnitt zu projizieren. Insbesondere sind bei Anordnung der mindestens einen Lichtquelle in dem jeweiligen genannten Bereich keine Probleme zu verzeichnen, dass das Lichtstrahl der Lichtquelle unterbrochen wird, beispielsweise durch eine Kopfstütze oder einen Fahrzeuginsassen.
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Der transparente Dachabschnitt ist vorzugsweise als Platte, insbesondere Platte gleichmäßiger Wandstärke ausgebildet. Demnach handelt es sich bei dem Dachabschnitt um ein relativ einfaches, günstig herstellbares Bauelement.
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Da der transparente Dachabschnitt gegenüber üblichen Dachabschnitten eines Fahrzeugdachs nur hinsichtlich der Integration der lichtstreuenden Nanopartikel zu modifizieren ist, ist der Dachabschnitt hervorragend geeignet, die Funktion eines Schiebe- und/oder Hubdachs des Kraftfahrzeugs aufzuweisen. Ohne Weiteres kann somit ein herkömmliches Schiebe- und/oder Hubdach durch Modifizierung des Materials des Dachabschnitts im Sinne eines transparenten Dachabschnitts mit integrierten lichtstreuenden Nanopartikeln umgerüstet werden. Es ist dann nur noch erforderlich, im Fahrzeuginnenraum die mindestens eine Lichtquelle zum Projizieren von Licht auf den Dachabschnitt vorzusehen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Lichtquellen mit unterschiedlichen Wellenlängen vorgesehen. Durch Wahl einer Lichtquelle lässt sich hierdurch eine Lichtintensität bzw. ein Reflexionsgrad des Dachabschnitts infolge der lichtstreuenden Nanopartikel erzeugen, der sich von der Intensität bei Verwendung einer anderen Lichtquelle unterscheidet. Hierdurch kann die Intensität der Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums aufgrund Reflexion der lichtstreuenden Nanopartikel verändert werden.
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Die Verteilung der Nanopartikel in dem transparenten Dachabschnitt kann homogen oder inhomogen sein. Beispielsweise weist ein Randbereich des Dachabschnitts eine höhere Konzentration von lichtstreuenden Nanopartikeln auf als ein an den Randbereich angrenzender Mittenbereich des Dachabschnitts. Ferner können im Dachabschnitt, parallel zu der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Fläche des Dachabschnitts, unterschiedliche Schichten im Dachabschnitt gebildet sein, wobei jede Schicht eine definierte, unterschiedliche Konzentration von lichtstreuenden Nanopartikeln aufweist. Es ist ferner möglich, den Dachabschnitt so zu gestalten, dass dieser Strukturen von Mustern oder Symbolen mit unterschiedlicher Konzentration der lichtstreuenden Nanopartikel zum umgebenden Bereich des Dachabschnitts aufweist. Hierdurch reflektieren diese Strukturen unterschiedlich und leuchten damit mit unterschiedlicher Intensität in Richtung des Fahrzeuginnenraums.
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Unter diesem Aspekt ist vorgesehen, dass mittels der mindestens einen Lichtquelle der Dachabschnitt großflächig, insbesondere insgesamt oder teilweise anstrahlbar ist. Mittels der mindestens einen Lichtquelle ist der Dachabschnitt beispielsweise punktuell, insbesondere in mehreren Teilbereichen punktuell anstrahlbar. Hierbei wird unter punktuell nicht streng ein Punkt verstanden, sondern eine relativ eng begrenzte Fläche, insbesondere eine relativ eng begrenzte Kreisfläche. Die Wirkung einer derartigen punktuellen Anstrahlung des Dachabschnitts ist darin zu sehen, dass dieser punktuelle Bereich dann ein kompaktes Lichtbündel in den Fahrzeuginnenraum reflektiert und dieses vom Fahrzeuginsassen als Licht zum abgegrenzten Beleuchten, beispielsweise als Leselicht benutzt werden kann. Bei der mindestens einen Lichtquelle handelt es sich vorzugsweise um eine LED-Lichtquelle.
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Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die Lichtfarbe des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts veränderbar ist. Hierdurch lässt sich die Farbe des Dachabschnitts ändern und es ergibt sich, bei entsprechend intensiver Abstrahlung des Lichts in den Fahrzeuginnenraum, eine entsprechend farbige Ausleuchtung des Fahrzeuginnenraums mit mehr oder weniger Intensität.
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Durch die Gestaltung des transparenten Dachabschnitts mit definierter Anordnung der lichtstreuenden Nanopartikel im Dachabschnitt lässt sich bei Anleuchtung der Nanopartikel beispielsweise im Bereich des Dachabschnitts ein Sternenhimmel darstellen, ggf. auch ein Vollmond.
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Die Erfindung verwendet somit den transparenten Dachabschnitt bei dem Kraftfahrzeug einerseits als transparenten Dachabschnitt, wenn dieser nicht angestrahlt wird, andererseits als Einrichtung zum Illuminieren des Fahrzeuginnenraums mit mehr oder weniger starker Intensität. Hierbei sind in den transparenten Dachabschnitt lichtstreuende Nanopartikel integriert. Diese stellen eine oder mehrere grafische Schichten dar. Der Dachabschnitt bildet eine Projektionsfläche für eine oder mehrere Lichtquellen, insbesondere unterschiedliche Lichtquellen, die vorzugsweise an unterschiedlichen Stellen im Fahrzeuginnenraum angeordnet. Die Intensität des Bildes, das damit mittels der integrierten lichtstreuenden Nanopartikel im Dachabschnitt dargestellt ist, lässt sich durch Steuern der Intensität der Lichtquelle bzw. der Lichtquellen verändern.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten, Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
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1 eine Innenansicht eines Kraftfahrzeugs im Bereich eines Fahrzeuginnenraums von hinten, in Richtung einer Armaturentafel des Fahrzeugs gesehen,
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2 eine Unteransicht des Fahrzeugdachs des in 1 dargestellten Kraftfahrzeugs, mit dem Dachabschnitt, allerdings bei Anstrahlung des Dachabschnitts mit geringer Lichtintensität, um eine gering strahlende Raumbeleuchtung zu bewirken,
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3 eine Unteransicht des Fahrzeugdachs des in 1 dargestellten Kraftfahrzeugs, mit dem Dachabschnitt, allerdings bei Anstrahlung des Dachabschnitts mit hoher Lichtintensität, um einerseits eine intensivere Raumbeleuchtung mit zusätzlichem Bildmotiv im Dachabschnitt und zusätzlichen Lesespots zu erreichen.
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Detaillierte Beschreibung
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1 veranschaulicht ein Kraftfahrzeug 1, bei dem es sich um einen Personenkraftwagen handelt. Dieses Kraftfahrzeug 1 weist ein Fahrzeugdach 2, einen Fahrzeuginnenraum 3 und einen Projektor 4 mit mehreren LEDs 5 auf. Der Projektor 4 ist in einer Mittelkonsole 6 des Kraftfahrzeugs 1 im hinteren Bereich 6 der Mittelkonsole auf deren dem Fahrzeugdach 2 zugewandten Seite gelagert.
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Das Fahrzeugdach 2 weist einen Dachabschnitt 7 auf, der transparent ist, wobei in den Dachabschnitt 7 lichtstreuende Nanopartikel 8 integriert sind. Mittels der Lichtquellen in Art der LEDs 5 lässt sich Licht auf eine dem Fahrzeuginnenraum 3 zugewandte Fläche 9 des Dachabschnitts 7 projizieren. Bei dem Dachabschnitt 7 kann es sich um ein Schiebe- und/oder Hubdach des Kraftfahrzeugs 1 handeln.
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Der Dachabschnitt 7 ist als Platte, insbesondere Platte gleichmäßiger Wandstärke ausgebildet.
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Sind die LEDs 5 ausgeschaltet, wird demzufolge über dem Projektor 4 das Fahrzeugdach 2 und damit der Dachabschnitt 7 nicht angestrahlt, stellt sich der Dachabschnitt 7 für den im Fahrzeuginnenraum 3 Sitzenden transparent dar, womit durch den Dachabschnitt 7 Licht in den Fahrzeuginnenraum 3 gelangt und der Fahrzeuginsasse das Fahrzeugdach 2 im Bereich des Dachabschnitts 7 als durchsichtigen Dachbereich wahrnimmt.
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Bei Helligkeit tagsüber sind die Nanopartikel in dem Dachabschnitt 7 weitgehend unsichtbar. Erst durch Auftreffen des projizierten Lichts reflektieren die Nanopartikel Licht.
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Wird der Dachabschnitt 7 mittels des Projektors 4 beleuchtet, insbesondere bei Dunkelheit, reflektieren die angestrahlten Nanopartikel 8 das Licht, sodass über den Dachabschnitt 7 eine Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums 3 erfolgt. Die Intensität der Beleuchtung sowie die Art der Beleuchtung hängt insbesondere davon ab, mit welcher Intensität der Dachabschnitt 7 insgesamt oder teilweise mittels des Projektors 4 angestrahlt wird, ferner davon, wie die Nanopartikel 8 im Dachabschnitt 7 verteilt sind.
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Im konkreten Ausführungsbeispiel sind mehrere Lichtquellen und somit mehrere LEDs 5 vorgesehen. Diese strahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen. Ferner ist die Verteilung der Nanopartikel in dem Dachabschnitt 7 inhomogen.
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2 zeigt das Fahrzeugdach 2 im Bereich des Dachabschnitts 7 bei Anstrahlung mittels einer LED 5, wobei durch diese LED der Dachabschnitt 7 insgesamt und gleichmäßig angestrahlt wird. Es reflektieren in diesem Fall die in einer Schicht des Dachabschnitts 7 homogen angeordneten Nanopartikel aufgrund dieser Wellenlänge des auftreffenden Lichts gleichmäßig das Licht, sodass sich eine gleichmäßige Ausleuchtung des Dachabschnitts 7 ergibt, somit aufgrund der Anordnung der Nanopartikel 8 eine Ausleuchtung als gleichmäßiger Sternenhimmel. Es ergibt sich bei relativ niedrig intensiver Lichtstärke eine geringe Ausleuchtung im Bereich des Dachabschnitts 7 über die Fläche verteilt und damit eine nur relativ geringe Ausleuchtung des Fahrzeuginnenraums.
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Wird die Intensität der Ausleuchtung erhöht, ergibt sich ein entsprechend intensivere Abstrahlung durch die Nanopartikel und damit eine hellere Ausbildung des Dachabschnitts 7 mit hellerer Ausleuchtung des Fahrzeuginnenraums.
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3 verdeutlicht eine besondere Ausbildung des Dachabschnitts 7, einerseits mit in einer Schicht des Dachabschnitts 7 gleichmäßig verteilten Nanopartikeln zum Erreichen des Effekts der zur 2 beschrieben ist, andererseits die Anordnung zweier weiterer Schichten des Dachabschnitts 7, wobei die eine Schicht Nanopartikel aufweist, die in unterschiedlicher Intensität im Bereich eines Kreises eingestreut sind. Wird dieser Bereich des Dachabschnitts 7 mittels einer anderen LED mit einer anderen Wellenlänge angestrahlt, erscheint das Bild des in 3 veranschaulichten Mondes, somit die zusätzliche kreisförmige Ausleuchtung eines Teilbereichs 10 des Dachabschnitts 7. Weist der Dachabschnitt 7 zusätzlich eine weitere Schicht auf mit einer punktuellen Ansammlung von Nanopartikeln, wie sie für die Punktbereiche 11 veranschaulicht ist, bewirkt dies bei Anstrahlung der Nanopartikel in den beiden Punktbereichen 11 mittels einer LED mit anderer Wellenlänge die Reflexion dieses Lichts als Lesespots, womit das Licht von diesen Punktbereichen 11 in relativ gebündelten Strahlen reflektiert wird, um so dem Fahrzeuginsassen das Lesen zu ermöglichen.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrzeugdach
- 3
- Fahrzeuginnenraum
- 4
- Projektor
- 5
- LED
- 6
- Mittelkonsole
- 7
- Dachabschnitt
- 8
- Nanopartikel
- 9
- Fläche
- 10
- Teilbereich
- 11
- Punktbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011016433 A1 [0002]