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DE102024108287A1 - Scheibenanordnung für ein Fahrzeugdach und Fahrzeugdach für ein Fahrzeug - Google Patents

Scheibenanordnung für ein Fahrzeugdach und Fahrzeugdach für ein Fahrzeug

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Publication number
DE102024108287A1
DE102024108287A1 DE102024108287.9A DE102024108287A DE102024108287A1 DE 102024108287 A1 DE102024108287 A1 DE 102024108287A1 DE 102024108287 A DE102024108287 A DE 102024108287A DE 102024108287 A1 DE102024108287 A1 DE 102024108287A1
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DE
Germany
Prior art keywords
pane
main surface
layer
plastic layer
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024108287.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Pohlen
Olivier Farreyrol
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Webasto SE
Original Assignee
Webasto SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Webasto SE filed Critical Webasto SE
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Priority to US19/081,377 priority patent/US20250298181A1/en
Priority to CN202510339070.8A priority patent/CN120680908A/zh
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Scheibenanordnung (1) für ein Fahrzeugdach (101), umfassend ein erstes Scheibenelement (10), das eine erste Hauptfläche (11) und eine zweite Hauptfläche (12) aufweist, die der ersten Hauptfläche (11) entlang einer Stapelrichtung (S1) gegenüberliegt, ein zweites Scheibenelement (20), das eine dritte Hauptfläche (21) aufweist und eine vierte Hauptfläche (22) aufweist, die der dritten Hauptfläche (21) entlang der Stapelrichtung (S1) gegenüberliegt, wobei das zweite Scheibenelement (20) mit dem ersten Scheibenelement (10) gekoppelt ist, und wobei das zweite Scheibenelement (20) als ein plattenförmiges Lichtleitelement (25) ausgebildet ist, das mit einer Lichtquelle (80) gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle (80) eingespeistes Licht zu führen und für eine vorgegebene Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums bereitzustellen. Die Scheibenanordnung (1) umfasst weiterhin eine erste Kunststoffschicht (60), die in Stapelrichtung (S1) zwischen dem ersten Scheibenelement (10) und dem zweiten Scheibenelement (20) angeordnet ist, und ein erstes Absorptionselement (40), das in Stapelrichtung (S1) zwischen der ersten Kunststoffschicht (60) und dem zweiten Scheibenelement (20) angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenanordnung, die ein Lichtleitelement umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einer solchen Scheibenanordnung.
  • Bei einigen Kraftfahrzeugen ist im Fahrzeugdach eine Dachöffnung integriert, die mit einem Deckel insbesondere aus Glas verschlossen ist, um so eine Durchsicht aus dem Kraftfahrzeug zu realisieren. Gegebenenfalls ist der Deckel verschiebbar ausgebildet, um außer einer Durchsicht auch auf Wunsch einen Luftaustausch zu ermöglichen. Darüber hinaus weisen einige Kraftfahrzeuge in ihrem Innenraum an verschiedenen Stellen Beleuchtungsmöglichkeiten auf. So werden beispielsweise im Bereich von Dachsystemen Lichtleiter verwendet. Dabei wird die Totalreflexion an der Grenzschicht zwischen dem Lichtleiter und umgebenden Schichten oder der Luft verwendet, um das Licht im Lichtleiter zu halten.
  • Es ist wünschenswert, eine Anordnung für ein Fahrzeug zu schaffen, die den Komfort in einem Fahrzeuginnenraum erhöht. Insbesondere ist die Anordnung in einem Fahrzeuginnenraum angebracht.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Scheibenanordnung für ein Fahrzeugdach ein erstes Scheibenelement, das eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche aufweist, die der ersten Hauptfläche entlang einer Stapelrichtung gegenüberliegt. Die Scheibenanordnung umfasst weiter ein zweites Scheibenelement, das eine dritte Hauptfläche und eine vierte Hauptfläche aufweist, die der dritten Hauptfläche entlang der Stapelrichtung gegenüberliegt, wobei das zweite Scheibenelement mit dem ersten Scheibenelement gekoppelt ist. Das zweite Scheibenelement ist weiterhin als ein plattenförmiges Lichtleitelement ausgebildet, das mit einer Lichtquelle gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle eingespeistes Licht zu führen und für eine vorgegebene Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums bereitzustellen. Die Scheibenanordnung umfasst außerdem eine erste Kunststoffschicht, die in Stapelrichtung zwischen dem ersten Scheibenelement und dem zweiten Scheibenelement angeordnet ist, und ein erstes Absorptionselement, das in Stapelrichtung zwischen der ersten Kunststoffschicht und dem zweiten Scheibenelement angeordnet ist.
  • Die erste, zweite, dritte und vierte Hauptfläche weisen jeweils eine größere Ausdehnung auf als quer dazu ausgerichtete Seitenflächen des ersten und zweiten Scheibenelements. Das erste Scheibenelement erstreckt sich flächig ausgedehnt und weist entlang der ersten und zweiten Hauptfläche eine deutlich größere Ausdehnung auf als quer dazu. Das zweite Scheibenelement erstreckt sich flächig ausgedehnt und weist entlang der dritten und vierten Hauptfläche eine deutlich größere Ausdehnung auf als quer dazu. Das erste und zweite Scheibenelement sind entsprechend der Stapelrichtung derart angeordnet, dass die dritte Hauptfläche und die zweite Hauptfläche zueinander ausgerichtet sind.
  • Die Stapelrichtung ist so definiert, dass sie ausgehend von einer Seite der Scheibenanordnung außerhalb des Fahrzeugs auf eine Seite der Scheibenanordnung innerhalb des Fahrzeugs zeigt. Die Stapelrichtung erstreckt sich beispielsweise entlang der Richtung, die von der ersten Hauptfläche auf die vierte Hauptfläche zeigt. Der Bereich auf der Seite der Scheibenanordnung, welche sich innerhalb des Fahrzeugs befindet, wird auch als Fahrzeuginnenraum bezeichnet. Der Bereich auf der Seite der Scheibenanordnung, welche sich außerhalb des Fahrzeugs befindet, wird auch als Außenraum bezeichnet.
  • Das erste Scheibenelement kann als Außenscheibe das äußerste Element ausbilden, welches eingebaut in beispielsweise einem Fahrzeugdach eines Fahrzeugs an den Außenraum grenzt. Alternativ können ein oder mehrere Elemente das erste Scheibenelement von oben bedecken, sodass dieses nicht das äußerste Element realisiert, aber im Vergleich zu dem zweiten Scheibenelement dem Außenraum zugewandt ist. Entsprechend kann das zweite Scheibenelement als Innenscheibe das innerste Element ausbilden, welches eingebaut in einem Fahrzeugdach eines Fahrzeugs den Fahrzeuginnenraum mit begrenzt. Alternativ können ein oder mehrere Elemente das zweite Scheibenelement von unten bedecken, sodass dieses nicht das innerste Element realisiert, aber im Vergleich zu dem ersten Scheibenelement dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist.
  • Die Kunststoffschicht zwischen den beiden Scheibenelementen dient beispielsweise als Schmelzklebeschicht, um das erste Scheibenelement und das zweite Scheibenelement miteinander zu verbinden.
  • Das Lichtleitelement nutzt den Effekt der Totalreflexion, um Licht zu führen und für eine Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums zu sorgen. Das Licht wird von der Lichtquelle bereitgestellt. Die Lichtquelle ist beispielsweise eine lichtemittierende Diode. Die Totalreflexion ist ein bei Wellen, wie zum Beispiel Lichtwellen, auftretender physikalischer Effekt. Die Totalreflexion tritt bei Auftreffen des Lichtes in einem flachen Winkel auf eine Grenzschicht zu einem anderen lichtdurchlässigen Medium mit geringerem Brechungsindex auf. Der Einfallswinkel ist definiert als Winkel zwischen dem auf der Grenzschicht einfallenden Lichtstrahl und dem senkrecht auf der Grenzschicht stehenden Lot. Unterhalb des Grenzwinkels wird der Lichtstrahl beim Auftreffen auf die Grenzschicht vom Lot weg gebrochen und geht ins angrenzende Medium über. Oberhalb des Grenzwinkels findet die Totalreflexion statt. Das Licht tritt nicht mehr größtenteils in das andere Medium über, sondern wird im Wesentlichen vollständig ins Ausgangsmedium zurückgeworfen. Der Winkel, bei dem der Übergang zwischen Totalreflexion und Transmission in das angrenzende Medium auftritt, wird als der Grenzwinkel der Totalreflektion bezeichnet. Demnach werden flach zur Scheibenfläche verlaufende Lichtstrahlen durch wiederholte Totalreflexionen im Lichtleitelement geführt, bis sie beispielsweise durch Auskopplungselemente mittels Lichtstreuung ausgekoppelt werden. In diesem Zusammenhang sind flach zur Scheibenfläche verlaufende Lichtstrahlen, Lichtstrahlen, die in einem Winkel zur Grenzschicht verlaufen, der zwischen 0° und dem Grenzwinkel liegt. Die Auskopplungselemente ändern entweder den Einfallswinkel derart, dass eine Auskopplung des Lichts bei ihnen möglich wird, da der Grenzwinkel unterschritten wird und die Bedingungen für die Totalreflexion nicht mehr erfüllt sind. Oder die Auskopplungselemente ändern den Brechungsindex des angrenzenden Mediums derart, dass der Grenzwinkel bei dem die Totalreflexion noch stattfindet, so verschoben wird, dass bei gegebenem Einfallswinkel der Lichtstrahlen keine Totalreflexion mehr stattfindet. Dabei kann das Auskopplungselement selbst Teil des angrenzenden Mediums sein. Das Lichtleitelement besteht beispielsweise aus Glas, Polymethylmethacrylat und/oder Polycarbonat oder weist ein solches Material auf. Zur Verhinderung einer Farbänderung beim Durchgang durch das Lichtleitelement wird vorzugsweise ein Material mit farbneutraler Absorption verwendet, z.B. Glas mit einem niedrigen Gehalt an Eisenoxid (Englisch: low iron glas).
  • Die mindestens eine eingesetzte Lichtquelle beleuchtet das zweite Scheibenelement, die über mindestens ein Einkopplungselement, beispielsweise ein Prisma, an das zweite Scheibenelement gekoppelt ist. Das Prisma ist beispielsweise an der vierten Hauptfläche angebracht und koppelt das Licht aus der Lichtquelle in das Lichtleitelement, welches durch das zweite Scheibenelement gebildet wird, ein. Der Bereich, in dem die Lichtquelle und das Prisma angeordnet sind, ist beispielsweise ein Randbereich der Scheibenanordnung. Der Randbereich erstreckt sich beispielsweise entlang einer Fahrzeuglängsrichtung und kann auf den Seiten entlang der lateralen Richtung angeordnet sein. Eine Fahrzeuglängsrichtung erstreckt sich von der Heckscheibe zur Frontscheibe, wie in einem betriebsbereiten Fahrzeug üblich ist. Demnach können die Einkopplungselemente im Randbereich in der Nähe der Heckscheibe, der Frontscheibe oder an den Seiten entlang der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sein.
  • Zur Abschattung des Lichts der Lichtquelle wird das erste Absorptionselement verwendet, welches beispielsweise als opake Schicht ausgebildet ist. Das erste Absorptionselement ist zwischen den beiden Scheibenelementen angeordnet. Das erste Absorptionselement ist insbesondere zwischen der ersten Kunststoffschicht und dem zweiten Scheibenelement angeordnet. Das erste Absorptionselement ist im Bereich der Lichtquelle und des Prismas angeordnet. Das erste Absorptionselement ist beispielsweise eine schwarze, selbstklebende Folie, die im Bereich der Lichtquelle und des Prismas auf der dritten Hauptfläche aufgeklebt ist. Demnach kann das erste Absorptionselement im Randbereich in der Nähe der Heckscheibe, der Frontscheibe oder an den Seiten entlang der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sein.
  • Mittels des ersten Absorptionselements wird verhindert, dass die Lichtquelle von außerhalb des Fahrzeugs sichtbar ist. Zudem hat das erste Absorptionselement den Vorteil, dass es die Lichtstrahlen, die unbeabsichtigt aus dem zweiten Scheibenelement ausgekoppelt werden könnten, zumindest reduziert. Mit dem ersten Absorptionselement ist es somit möglich zu verhindern, dass die Lichtstrahlen beim weiteren Durchqueren entlang des zweiten Scheibenelements unbeabsichtigt ausgekoppelt werden. Dadurch wird eine ungewollte Ausleuchtung beispielsweise der über dem zweiten Scheibenelement liegenden Schichten verringert oder verhindert. In diesem Zusammenhang ist eine über dem zweiten Scheibenelement liegende Schicht, eine Schicht, die entlang der Stapelrichtung zwischen dem ersten Scheibenelement und dem zweiten Scheibenelement liegt. Auf diese Weise verhindert das erste Absorptionselement auch, dass Lichtstrahlen unbeabsichtigt in Schichten ausgekoppelt werden, die unter dem zweiten Scheibenelement liegen, wodurch eine ungewollte Ausleuchtung des Fahrzeuginnenraums verhindert wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Scheibenanordnung eine zweite Kunststoffschicht, die in Stapelrichtung zwischen der ersten Kunststoffschicht und dem zweiten Scheibenelement angeordnet ist, und eine schaltbare Zwischenschicht, die in Stapelrichtung zwischen der ersten Kunststoffschicht und der zweiten Kunststoffschicht angeordnet ist, wobei das erste Absorptionselement in Stapelrichtung zwischen der zweiten Kunststoffschicht und dem zweiten Scheibenelement angeordnet ist.
  • Die schaltbare Zwischenschicht kann als passiv oder aktiv schaltbare Zwischenschicht ausgeführt sein. Zu den aktiv schaltbaren Zwischenschichten gehören zum Beispiel elektrochromes Glas (EC), Flüssigkristallglas (LC), polymerdispergiertes Flüssigkristallglas (PDLC) und Gläser mit einer Schwebeteilchen-Zusammensetzung (SPD). Thermochrome und photochrome Gläser gehören beispielsweise zu den passiv schaltbaren Zwischenschichten. Die Scheibenanordnung ist nicht auf Glasscheiben beschränkt und umfasst beispielsweise Kunststoffscheiben. Die schaltbare Zwischenschicht ist zum Beispiel eine aktiv schaltbare Folie, welche aus einer Schwebepartikel-Zusammensetzung (Englisch: Suspended Particle Device, SPD) und/oder einer elektrochromen Schicht (EC) und/oder einem Flüssigkristall (Englisch: Liquid Crystal, LC) und/oder polymerdispergierten Flüssigkristallen (Englisch: Polymer dispersed liquid crystals, PDLC) ausgebildet ist oder ein solches Material aufweist.
  • Die Kunststoffschichten zwischen den beiden Scheibenelementen dienen als Schmelzklebeschicht, um das erste Scheibenelement und das zweite Scheibenelement miteinander zu verbinden. Eine schaltbare Zwischenschicht ermöglicht eine Einstellung der Lichtdurchlässigkeit durch die Zwischenschicht und somit einer Lichtdurchlässigkeit durch die gesamte Scheibenanordnung.
  • An den Hauptflächen können zusätzliche Schichten vorgesehen sein, um beispielsweise die Abdunklung zu verbessern oder andere Funktionen, wie zum Beispiel Temperaturregulierung im Fahrzeuginnenraum oder Verbesserung des optischen Erscheinungsbildes zu realisieren.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Kunststoffschicht und/oder die zweite Kunststoffschicht als eine Schicht aus Polyvinylbutyral ausgebildet oder weist ein solches Material auf.
  • Die schaltbare Zwischenschicht ist beispielsweise in die Kunststoffschicht eingebettet, welche z.B. aus Polyvinylbutyral (PVB) und/oder Ethylen-Vinylacetat (EVA) und/oder thermoplastischem Polyolefin (TPO) und/oder Polyolefin (PO) und/oder thermoplastischem Polyurethan (TPU) gefertigt ist oder ein solches Material aufweist.
  • Alternativ oder zusätzlich ist um die schaltbare Zwischenschicht herum ein Rahmen angeordnet. Der Rahmen befindet sich entlang der Stapelrichtung zwischen dem ersten Scheibenelement und dem zweiten Scheibenelement. Die Abmessungen der schaltbaren Zwischenschicht sind kleiner als die Abmessungen der beiden Scheibenelemente. Dementsprechend reicht die schaltbare Zwischenschicht nicht bis zum Randbereich der beiden Scheibenelemente. Um einen Höhenunterschied entlang der Scheibenanordnung im Randbereich der Scheibenelemente zu vermeiden oder auszugleichen, wird ein Rahmen verwendet. Dieser Rahmen kann dasselbe Material umfassen, wie die beiden Kunststoffschichten. Der Rahmen ist beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB) und/oder Ethylen-Vinylacetat (EVA) und/oder thermoplastischem Polyolefin (TPO) und/oder Polyolefin (PO) und/oder thermoplastischem Polyurethan (TPU) ausgebildet oder weist ein solches Material auf. Die optischen Eigenschaften des Rahmens spielen eine untergeordnete Rolle, da der Rahmen durch die dunkle Färbung des ersten Absorptionselements im Randbereich der Scheibenelemente verdeckt ist und somit zumindest aus dem Fahrzeuginnenraum nicht sichtbar ist. Von der Lichtquelle aus entgegen der Stapelrichtung betrachtet, wird der Rahmen zudem vom ersten Absorptionselement abgeschirmt.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erste Absorptionselement ein Trägermaterial und eine Klebeschicht.
  • Die behandelte Oberfläche ist dem ersten Scheibenelement zugewandt und die Klebeschicht ist dem zweiten Scheibenelement zugewandt. Das Trägermaterial ist in Stapelrichtung zwischen der behandelten Oberfläche und der Klebeschicht angeordnet. Das Trägermaterial ist beispielsweise ein schwarzes Band oder eine schwarze Folie. Das erste Absorptionselement ist beispielsweise eine selbstklebende, schwarze Folie deren Oberseite zur besseren Haftung an der Kunststoffschicht in geeigneter Weise behandelt ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das erste Absorptionselement eine behandelte Oberfläche, die eine koronabehandelte Oberfläche und/oder eine flammbehandelte Oberfläche und/oder eine mit einem Primer und/oder eine mit einem Haftvermittler behandelte Oberfläche ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Klebeschicht einen Haftklebstoff und/oder einen optisch klaren Klebestoff.
  • Durch das mit einem Haftklebstoff (Englisch: pressuresensitive adhesive, PSA) und/oder einem optisch klaren oder transparenten Klebstoff (Englisch: optically clear adhesive, OCA) des ersten Absorptionselements, kann das Trägermaterial in geeigneter Weise auf der dritten Hauptfläche angebracht werden. Die Klebeschicht ermöglicht es im Bereich des ersten Absorptionselements Licht im Lichtleitelement zu führen, ohne dass Lichtstrahlen vom ersten Absorptionselement aufgrund der schwarzen Färbung absorbiert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Brechungsindex der Klebeschicht größer oder gleich dem Brechungsindex der zweiten Kunststoffschicht.
  • Der Brechungsindex der Klebeschicht ist vorteilhafterweise gleich dem Brechungsindex der angrenzenden zweiten Kunststoffschicht. In diesem Fall sind die Bedingungen für die Totalreflexion innerhalb des zweiten Scheibenelements im Bereich des ersten Absorptionselements gleich mit den Bedingungen in dem Bereich, in dem die zweite Kunststoffschicht direkt am zweiten Scheibenelement anliegt. Lichtstrahlen, die an der Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement und der zweiten Kunststoffschicht totalreflektiert werden, verhalten sich im Bereich des ersten Absorptionselements gleich. Die Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement und der zweiten Kunststoffschicht hat den gleichen Übergang wie die Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement und der Klebeschicht, da sich die Brechungsindizes der Klebeschicht und der zweiten Kunststoffschicht gleichen. Ist der Brechungsindex der Klebeschicht größer als der Brechungsindex der zweiten Kunststoffschicht, ist der Grenzwinkel an der Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement und der Klebeschicht größer als der Grenzwinkel an der Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement und der zweiten Kunststoffschicht. Dementsprechend werden im Bereich des ersten Absorptionselements nur Lichtstrahlen mit einem Einfallswinkel totalreflektiert, die auch in dem Bereich ohne das erste Absorptionselement totalreflektiert werden. Somit kommt es zu keiner unbeabsichtigten Auskopplung der Lichtstrahlen an der Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement und der zweiten Kunststoffschicht. Der Brechungsindex der Klebeschicht entspricht beispielsweise dem Brechungsindex der zweiten Kunststoffschicht, die aus Polyvinylbutyral (PVB) besteht. Alternativ ist der Brechungsindex der Klebeschicht größer als beispielsweise der Brechungsindex der zweiten Kunststoffschicht, die aus Polyvinylbutyral (PVB) besteht.
  • Mit dem ersten Absorptionselement wird vorteilhafterweise ermöglicht, dass der Winkel des an dem ersten Absorptionselement und/oder an der Klebeschicht reflektierten Lichts der Lichtquelle, welches wiederum an der vierten Hauptfläche in Richtung der schaltbaren Zwischenschicht reflektiert wird, derart beeinflusst wird, dass Totalreflexion innerhalb des zweiten Scheibenelements stattfinden kann. Das von der vierten Hauptfläche reflektierte Licht wird in Richtung der dritten Hauptfläche hin reflektiert und verbleibt im zweiten Scheibenelement. Ein unbeabsichtigtes Auskoppeln des Lichts wird so verhindert. Dadurch wird verhindert, dass die schaltbare Zwischenschicht, welche beispielsweise als PDLC realisiert ist und Licht diffus streut, zum Leuchten gebracht wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich das erste Absorptionselement entlang einer lateralen Richtung und weist mit der schaltbaren Zwischenschicht einen ersten Überlappungsbereich entlang der lateralen Richtung auf.
  • Die laterale Richtung steht senkrecht zur Stapelrichtung und erstreckt sich entlang der Hauptflächen der beiden Scheibenelemente. Der Überlappungsbereich verbessert den ästhetischen Gesamteindruck der Scheibenanordnung, in dem das erste Absorptionselement den Übergang des Rahmens zur schaltbaren Zwischenschicht abdeckt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich an der zweiten Hauptfläche ein Schwarzdruck entlang der lateralen Richtung und weist mit der schaltbaren Zwischenschicht einen zweiten Überlappungsbereich entlang der lateralen Richtung auf, wobei der zweite Überlappungsbereich größer ist als der erste Überlappungsbereich entlang der lateralen Richtung.
  • Zur Abschattung des Lichts der Lichtquelle wird der auf der zweiten Hauptfläche befindliche Schwarzdruck eingesetzt. Der Schwarzdruck und das erste Absorptionselement, welches beispielsweise als opake Schicht ausgebildet ist, realisieren gemeinsam eine verbesserte Möglichkeit der Abschattung des Lichts, wenn von außerhalb des Fahrzeugs in den Fahrzeuginnenraum geschaut wird. Der Schwarzdruck an der zweiten Hauptfläche ermöglicht es zudem Bauteile des Fahrzeugs im Dachbereich besser zu verbergen und somit eine bessere ästhetische Anmutung.
  • Der Schwarzdruck an der zweiten Hauptfläche weist eine größere Ausdehnung in der lateralen Richtung auf. Betrachtet entlang der Stapelrichtung, überdeckt der Schwarzdruck das darunterliegende erste Absorptionselement. Dies wirkt ästhetisch anmutender, wenn von außerhalb des Fahrzeugs in den Fahrzeuginnenraum geschaut wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Scheibenanordnung ein zweites Absorptionselement, das an der vierten Hauptfläche angeordnet ist.
  • Das zweite Absorptionselement ist an der vierten Hauptfläche angeordnet im Bereich des ersten Absorptionselements, nahe an der Kante zur schaltbaren Zwischenschicht. Das zweite Absorptionselement ist beispielsweise eine schwarze Struktur, die das Licht, das von dort zur schaltbaren Zwischenschicht hin reflektiert wird, absorbieren kann.
  • Das zweite Absorptionselement verstärkt den Effekt, dass Lichtstrahlen, die in einem Winkel reflektiert werden, der unterhalb des Grenzwinkels für Totalreflexion liegt, zu absorbieren und/oder in geeigneter Weise zu reflektieren, so dass die Einfallswinkel der Lichtstrahlen weiterhin den Bedingungen für die Totalreflexion genügen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das zweite Absorptionselement einen Schwarzdruck und/oder einen absorbierenden Kleber und/oder einen Primer.
  • Das zweite Absorptionselement ist beispielsweise als schwarze Emaille oder Schwarzdruck ausgeformt. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Absorptionselement eine aufgeklebte Folie. Alternativ oder zusätzlich umfasst das zweite Absorptionselement eine Klebeschicht, ein Trägermaterial und/oder eine behandelte Oberfläche. Die Klebeschicht ist der vierten Hauptfläche zugewandt und ist zwischen dem Trägermaterial des zweiten Absorptionselements und dem zweiten Scheibenelement angeordnet. Die Klebeschicht umfasst beispielsweise einen Haftklebstoff (PSA) und/oder einen optisch klaren Klebestoff (OCA). Der Brechungsindex der Klebeschicht des zweiten Absorptionselements ist beispielsweise kleiner oder gleich dem Brechungsindex der zweiten Kunststoffschicht. Der Brechungsindex der Klebeschicht des zweiten Absorptionselements ist beispielsweise kleiner oder gleich dem Brechungsindex von Polyvinylbutyral. Auf diese Weise werden Lichtstrahlen, deren Einfallswinkel kleiner als der Grenzwinkel ist vom zweiten Absorptionselement absorbiert. Dadurch werden weniger Lichtstrahlen in die darüberliegende zweite Kunststoffschicht reflektiert, die einen Einfallswinkel aufweisen, der nicht totalreflektiert wird an der Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement und der zweiten Kunststoffschicht. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Absorptionselement als Primer ausgebildet sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Absorptionselement in Form von Punkten und/oder Linien strukturiert, wodurch weniger Licht absorbiert wird.
  • Die Strukturierung des zweiten Absorptionselements verhindert, dass zu viel Licht absorbiert wird und verringert die Abdunklung der gewünschten Lichtführung. Zudem werden mögliche Schatten, die in der schaltbaren Zwischenschicht entstehen können, reduziert. Die Strukturierung umfasst beispielsweise Strukturen in Form von Punkten, Linien oder ähnlichen Strukturen, wodurch weniger Licht absorbiert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Scheibenanordnung eine Infrarotstrahlen reflektierende Beschichtung, die an der zweiten Hauptfläche angeordnet ist.
  • Die Lichtstrahlung kann demnach das erste Scheibenelement und die darunterliegenden Schichten und Elemente passieren, aber die Wärmestrahlung wird an den Außenraum zurückgeworfen. Somit vermindert die reflektierte Wärme den Wärmeeintrag im Fahrzeuginnenraum. Dadurch wird im Fahrzeuginnenraum eine Helligkeit ermöglicht, die dem Tageslicht entspricht während sich der Fahrzeuginnenraum weniger stark durch die Wärmestrahlung des Sonnenlichts erwärmt. Die Infrarotstrahlen reflektierende Beschichtung ist beispielsweise aus Silber gebildet oder weist ein solches Material auf.
  • Das erste Scheibenelement ist beispielsweise eine durchsichtige Glasscheibe, um die Infrarotstrahlen reflektierende Beschichtung auf der zweiten Hauptfläche nutzen zu können und die Infrarotstrahlung zu reflektieren. Alternativ oder zusätzlich ist auch das zweite Scheibenelement eine durchsichtige Glasscheibe, um ein ähnliches Biegeverhalten zum ersten Scheibenelement während der Herstellung im Ofen zu erhalten. Die Scheibenelemente können alternativ oder zusätzlich getönt sein. Alternativ oder zusätzlich werden Polycarbonat und/oder Polymethylmethacrylat (PMMA)-Scheiben verwendet.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Scheibenanordnung eine wellenlängenselektive Beschichtung mit niedriger Emissivität, die an der vierten Hauptfläche angeordnet ist.
  • Die wellenlängenselektive Beschichtung mit niedriger Emissivität (Englisch: Low Emissivity, Low-E), auch Low-E Schicht genannt, kann beispielsweise als Metalloxidschicht ausgebildet sein. Die Low-E Schicht reduziert die Gesamtenergie, die in den Fahrzeuginnenraum gelangt, indem sie die Emission von Energie verringert, die von dem dunklen PVB und/oder Glas absorbiert wird. Als Material für die Low-E Schicht wird beispielsweise Indiumzinnoxid (ITO) verwendet. Dieses Material reflektiert Infrarotstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, die in einem Wellenlängenbereich über 1400nm liegt. Um die Transmission und Haltbarkeit der Low-E Schicht zu erhöhen, wird z.B. die Silberbeschichtung in Oxidschichten eingebettet. Durch die Low-E Schicht wird beispielsweise bei kalten Außentemperaturen im Winter der Wärmeverlust durch Wärmestrahlung verringert, wodurch Energie beim Betrieb des Fahrzeugs eingespart wird. Bei höheren Außentemperaturen, wie zum Beispiel im Sommer, reduziert die Low-E Schicht aufgrund ihrer geringen Emission der absorbierten Energie die insgesamt übertragene Sonnenenergie (Englisch: Total Transmitted Solar Energy, TTS) in den Fahrzeuginnenraum.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst ein Fahrzeugdach eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Scheibenanordnung und einen Deckel, der mit der Scheibenanordnung gekoppelt und dazu ausgebildet ist, eine Öffnung in dem Fahrzeugdach zu verschließen. Der Deckel kann zum Beispiel als ein Glasdeckel ausgebildet sein, wobei die Scheibenanordnung einen Teil oder Abschnitt des Deckels ausbildet. Alternativ kann die Scheibenanordnung den Deckel auch vollständig realisieren.
  • Der Deckel kann in der Öffnung in dem Fahrzeugdach fixiert sein oder relativ zum Fahrzeugdach beweglich ausgebildet sein, um die Dachöffnung bei Bedarf freizugeben.
  • Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel,
    • 2 bis 4 jeweils schematische Darstellungen einer Scheibenanordnung gemäß Ausführungsbeispielen.
  • Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • In dieser Beschreibung beziehen sich Begriffe, wie „oben“, „unten“, „Oberseite“, „Unterseite“, „innen“ und „außen“, „vorne“ und „hinten“, auf Ausrichtungen und Orientierungen, wie sie in den Figuren illustriert und bei einem betriebsbereiten Kraftfahrzeug üblich sind.
  • 1 zeigt eine Scheibenanordnung 1 für ein Fahrzeugdach 101 eines Fahrzeugs 100, die zum Beispiel einen Deckel 102 in dem Fahrzeugdach 101 realisiert, der dazu ausgebildet ist, eine Fahrzeugöffnung 103 in dem Fahrzeugdach 101 zu verschließen. Die Scheibenanordnung 1 kann einen Teil oder Abschnitt des Deckels 102 ausbilden oder alternativ diesen vollständig realisieren. Das Fahrzeug 100 umfasst weiterhin eine Heckscheibe 104 und eine Frontscheibe 105. Eine Fahrzeuglängsrichtung F1 erstreckt sich von der Heckscheibe 104 zur Frontscheibe 105.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Scheibenanordnung 1 in einer schematischen Seitenansicht. Die Scheibenanordnung 1 weist entlang einer Stapelrichtung S1 zunächst ein erstes Scheibenelement 10 auf. Das erste Scheibenelement 10 ist im betriebsfertigen Zustand nach außen gewandt und einem Innenraum des Fahrzeugs 100 abgewandt angeordnet. Das erste Scheibenelement 10 weist eine erste Hauptfläche 11 und eine gegenüberliegend angeordnete zweite Hauptfläche 12 auf. Die erste Hauptfläche 11 ist im betriebsfertigen Zustand nach außen gewandt. Die zweite Hauptfläche 12 ist im betriebsfertigen Zustand dem Innenraum des Fahrzeugs 100 zugewandt. Die zweite Hauptfläche 12 entlang der Stapelrichtung S1 der ersten Hauptfläche 11 gegenüberliegend angeordnet. Die Scheibenanordnung 1 weist ein zweites Scheibenelement 20 auf. Das zweite Scheibenelement 20 weist eine dritte Hauptfläche 21 und eine vierte Hauptfläche 22 auf. Die dritte Hauptfläche 21 ist dem ersten Scheibenelement 10 zugewandt. Die vierte Hauptfläche 22 ist entlang der Stapelrichtung S1 der dritten Hauptfläche 21 gegenüberliegend angeordnet. Das erste Scheibenelement 10 und das zweite Scheibenelement 20 sind entsprechend der Stapelrichtung S1 derart angeordnet, dass die dritte Hauptfläche 21 und die zweite Hauptfläche 12 zueinander ausgerichtet sind.
  • Die vier Hauptflächen 11, 12, 21, 22 sind gleichgerichtet und beabstandet zueinander angeordnet. Die vier Hauptflächen 11, 12, 21, 22 sind insbesondere im Rahmen üblicher Toleranzen parallel zueinander angeordnet. Die beiden Scheibenelemente 10, 20 erstrecken sich beispielsweise im Wesentlichen entlang einer lateralen Richtung L1. Die Scheibenelemente 10, 20 können aber auch eine Krümmung entlang der lateralen Richtung L1 aufweisen.
  • Das erste Scheibenelement 10 und das zweite Scheibenelement sind beispielsweise durchsichtige Glasscheiben. Die Scheibenelemente 10, 20 können alternativ oder zusätzlich getönt sein. Alternativ oder zusätzlich werden Polycarbonat und/oder Polymethylmethacrylat (PMMA)-Scheiben verwendet.
  • Entlang der Stapelrichtung S1 ist zunächst das erste Scheibenelement 10 angeordnet, nachfolgend eine erste Kunststoffschicht 60, nachfolgend eine schaltbare Zwischenschicht 80 und wiederum nachfolgend eine zweite Kunststoffschicht 70. Wiederum nachfolgend ist das zweite Scheibenelement 20 entlang der Stapelrichtung S1 angeordnet. Das erste Scheibenelement 10 und das zweite Scheibenelement 20 sind mittels der Kunststoffschicht 60, 70 miteinander gekoppelt. Die erste Kunststoffschicht 60 und/oder die zweite Kunststoffschicht 70 sind beispielsweise als Schichten aus Polyvinylbutyral (PVB) ausgebildet oder weisen ein solches Material auf. Die beiden Kunststoffschichten 60, 70 dienen als Schmelzklebeschicht, um das erste Scheibenelement 10 und das zweite Scheibenelement 20 miteinander zu verbinden. Um die schaltbare Zwischenschicht 80 herum ist beispielsweise ein Rahmen 65 angeordnet. Der Rahmen 65 befindet sich entlang der Stapelrichtung S1 zwischen dem ersten Scheibenelement 10 und dem zweiten Scheibenelement 20. Die Abmessungen der schaltbaren Zwischenschicht 80 sind kleiner als die Abmessungen der beiden Scheibenelemente 10, 20. Dementsprechend reicht die schaltbare Zwischenschicht 80 nicht bis zum Rand der beiden Scheibenelemente 10, 20. Um einen Höhenunterschied entlang der Scheibenanordnung 1 am Rand der Scheibenelemente 10, 20 zu vermeiden, gibt es den Rahmen 65. Dieser Rahmen 65 kann dasselbe Material umfassen, wie die beiden Kunststoffschichten 60, 70. Der Rahmen 65 ist beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB) und/oder Ethylen-Vinylacetat (EVA) und/oder thermoplastischem Polyolefin (TPO) und/oder Polyolefin (PO) und/oder thermoplastischem Polyurethan (TPU) ausgebildet oder weist ein solches Material auf. Die optischen Eigenschaften des Rahmens 65 spielen eine untergeordnete Rolle, da der Rahmen 65 durch die dunkle Färbung eines Schwarzdrucks 30 und eines ersten Absorptionselements 40 im Randbereich der beiden Scheibenelemente 10, 20 verdeckt ist und somit aus dem Fahrzeuginnenraum heraus und von außerhalb des Fahrzeugs 100 nicht sichtbar ist. In 2 werden die Kunststoffschichten 60, 70 aus beispielweise grauem Polyvinylbutyral verwendet und über und unter der schaltbaren Zwischenschicht 80, welche beispielsweise eine PDLC-Schicht umfasst, angeordnet. Die PDLC-Schicht ist beispielsweise schwarz oder weiß, ist aber nicht auf diese beiden Farben beschränkt. Auf diese Weise wird sowohl vom Fahrzeuginnenraum als auch von außerhalb des Fahrzeugs 100 ein gleiches Aussehen, beispielsweise ein dunkelgraues Aussehen, der gesamten Scheibenanordnung 1 erreicht, wodurch das optische Erscheinungsbild verbessert wird.
  • Zwischen den beiden Kunststoffschichten 60, 70 ist die schaltbare Zwischenschicht 80 eingebettet. Die schaltbare Zwischenschicht 80 ist beispielsweise aus einer Schwebepartikel-Zusammensetzung (Englisch: Suspended Particle Device, SPD) und/oder einem Flüssigkristall (Englisch: Liquid Crystal, LC) und/oder polymerdispergierten Flüssigkristallen (Englisch: Polymer dispersed liquid crystals, PDLC) ausgebildet oder weist ein solches Material auf. Die schaltbare Zwischenschicht 80 stellt somit eine Beschattungsvorrichtung dar, welche die Möglichkeit bietet den Fahrzeuginnenraum auf komfortable Weise abzudunkeln und/oder die Lichttransmission durch die Scheibenanordnung 1 beispielsweise durch höhere Lichtstreuung zu verändern.
  • Das zweite Scheibenelement 20 wird als ein plattenförmiges Lichtleitelement 25 verwendet. Als Lichtleitelement 25 wird beispielsweise eine durchsichtige Glasscheibe, wie Weißglas oder Klarglas verwendet. Alternativ oder zusätzlich kann eine durchsichtige Kunststoffscheibe verwendet werden. Das Lichtleitelement 25 ist über ein Einkopplungselement 50 mit einer Lichtquelle 80 gekoppelt. Das Einkopplungselement 50 ist beispielsweise ein Prisma und liegt direkt an der vierten Hauptfläche 22 an und/oder ist mit einem Kleber an der vierten Hauptfläche 22 angeordnet. Das Einkopplungselement 50 ist beispielsweise in einem Randbereich des zweiten Scheibenelements 22 angeordnet. Das Lichtleitelement 25 kann von der Lichtquelle 80 eingespeistes Licht führen. Anstelle eines Klebers ist auch ein anderes Koppelelement, beispielsweise ein optisches Öl möglich. Alternativ zum Prisma an der vierten Hauptfläche 22, ist eine Lichteinkopplung von der Seite, die die dritte und vierte Hauptfläche 21, 22 miteinander verbindet, möglich. Alternativ kann über eine Ausnehmung in dem Lichtleitelement 25 eine LED eingesetzt werden, um eine Lichtquelle 80 zu realisieren, die das Licht in das Lichtleitelement 25 einkoppelt. Eine weitere Alternative eines Einkopplungselements 50, wird durch eine senkrechte Lichteinkopplung an der vierten Hauptfläche 22 und entsprechende Umlenk- und Streuelemente an der dritten Hauptfläche 21 realisiert. In 2 ist das Licht beispielhaft anhand einzelner Lichtstrahlen dargestellt, welche als gestrichelte Linie gezeigt sind. Somit wird für eine vorgegebene Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums gesorgt.
  • Das erste Absorptionselement 40 ist ebenfalls in einem Randbereich der Scheibenanordnung 1 angeordnet. Das erste Absorptionselement 40 ist in Stapelrichtung S1 zwischen der zweiten Kunststoffschicht 70 und dem zweiten Scheibenelement 20 angeordnet ist. Das erste Absorptionselement 40 ist im Bereich der Lichtquelle 80 und des Prismas 50 angeordnet. Das erste Absorptionselement 40 ist beispielsweise eine schwarze, selbstklebende Folie, die im Bereich der Lichtquelle 80 und des Prismas 50 auf der dritten Hauptfläche 21 aufgeklebt ist.
  • Mittels des ersten Absorptionselements 40 wird verhindert, dass die Lichtquelle 80 von außerhalb des Fahrzeugs sichtbar ist. Zudem hat das erste Absorptionselement 40 den Vorteil, dass es die Lichtstrahlen, die unbeabsichtigt aus dem zweiten Scheibenelement 20 ausgekoppelt werden könnten, zumindest reduziert. Mit dem ersten Absorptionselement 40 ist es somit möglich zu verhindern, dass die Lichtstrahlen beim weiteren Durchqueren entlang des zweiten Scheibenelements 20 unbeabsichtigt ausgekoppelt werden. Dadurch wird eine ungewollte Ausleuchtung beispielsweise der über dem zweiten Scheibenelement 20 liegenden Schichten verringert oder verhindert. Die über dem zweiten Scheibenelement 20 liegenden Schichten sind beispielsweise die zweite Kunststoffschicht 70, die schaltbare Zwischenschicht 80, die erste Kunststoffschicht 60 und/oder das erste Scheibenelement 10. Darüber hinaus können weitere Schichten vorhanden sein, die hier nicht dargestellt sind.
  • Auf diese Weise verhindert das erste Absorptionselement 40 zudem, dass Lichtstrahlen unbeabsichtigt in Schichten ausgekoppelt werden, die unter dem zweiten Scheibenelement 20 liegen, wodurch eine ungewollte Ausleuchtung des Fahrzeuginnenraums verhindert wird.
  • Das erste Absorptionselement 40 umfasst eine behandelte Oberfläche 41, ein Trägermaterial 42 und eine Klebeschicht 43. Die behandelte Oberfläche 42 ist dem ersten Scheibenelement 10 zugewandt und die Klebeschicht 43 ist dem zweiten Scheibenelement 20 zugewandt. Das Trägermaterial 42 ist in Stapelrichtung S1 zwischen der behandelten Oberfläche 41 und der Klebeschicht 43 angeordnet. Das Trägermaterial 42 ist beispielsweise ein schwarzes Band oder eine schwarze Folie. Das erste Absorptionselement 40 ist beispielsweise eine selbstklebende, schwarze Folie deren Oberseite zur besseren Haftung an der ersten oder zweiten Kunststoffschicht 60, 70 in geeigneter Weise behandelt ist. Die behandelte Oberfläche 41 ist beispielsweise eine koronabehandelte Oberfläche und/oder eine flammbehandelte Oberfläche und/oder eine mit Primer behandelte Oberfläche. Beispielsweise kann die Behandlung durch eine Plasma-Beschichtung von Amino-Silan basierten Haftvermittlern (z.B. 3-[2-(2-Aminoethylamino)-ethylamino]- propyltrimethoxysilan) oder anderen Haftvermittlern realisiert werden. Die Klebeschicht 43 umfasst einen Haftklebstoff (PSA) und/oder einen optisch klaren Klebestoff (OCA). Durch das mit einem Haftklebstoff und/oder einem optisch klaren oder transparenten des ersten Absorptionselements 40, kann das Trägermaterial 42 in geeigneter Weise auf der dritten Hauptfläche 21 angebracht werden. Die Klebeschicht 43 ermöglicht es im Bereich des ersten Absorptionselements 40 Licht im Lichtleitelement 25 zu führen, ohne dass Lichtstrahlen vom ersten Absorptionselement 40 aufgrund der schwarzen Färbung absorbiert werden. Der Brechungsindex der Klebeschicht 43 ist größer oder gleich dem Brechungsindex der zweiten Kunststoffschicht 70. Der Brechungsindex der Klebeschicht 43 ist größer oder gleich dem Brechungsindex der ersten Kunststoffschicht 60 für den Fall, dass nur eine Kunststoffschicht vorhanden ist. Im Allgemeinen weist die Klebeschicht 43 einen Brechungsindex auf der größer oder gleich dem Brechungsindex der angrenzenden Kunststoffschicht ist. Der Brechungsindex der Klebeschicht 43 ist vorteilhafterweise gleich dem Brechungsindex der angrenzenden zweiten Kunststoffschicht 70. In diesem Fall sind die Bedingungen für die Totalreflexion innerhalb des zweiten Scheibenelements 20 im Bereich des ersten Absorptionselements 40 gleich den Bedingungen in dem Bereich, in dem die zweite Kunststoffschicht 70 direkt am zweiten Scheibenelement 20 anliegt, gleich. Lichtstrahlen, die an der Grenzschicht zwischen dem zweiten Schiebenelement 20 und der zweiten Kunststoffschicht 70 totalreflektiert werden, verhalten sich im Bereich des ersten Absorptionselements 40 annähernd gleich. Die Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement 20 und der zweiten Kunststoffschicht 70 hat den gleichen Übergang wie die Grenzschicht zwischen dem zweiten Schiebenelement 20 und der Klebeschicht 43, da sich die Brechungsindizes der Klebeschicht 43 und der zweiten Kunststoffschicht 70 gleichen. Ist der Brechungsindex der Klebeschicht 43 größer als der Brechungsindex der zweiten Kunststoffschicht 70, ist der Grenzwinkel an der Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement 20 und der Klebeschicht 43 größer als der Grenzwinkel an der Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement 20 und der zweiten Kunststoffschicht 70. Dementsprechend werden im Bereich des ersten Absorptionselements 40 nur Lichtstrahlen mit einem Einfallswinkel totalreflektiert, die auch in dem Bereich ohne das erste Absorptionselement 40 totalreflektiert werden. Somit kommt es zu keiner unbeabsichtigten Auskopplung der Lichtstrahlen an der Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement 20 und der zweiten Kunststoffschicht 70. Der Brechungsindex der Klebeschicht 43 entspricht beispielsweise dem Brechungsindex der zweiten Kunststoffschicht 70, die aus Polyvinylbutyral (PVB) bestehen kann. Alternativ ist der Brechungsindex der Klebeschicht 43 größer als beispielsweise der Brechungsindex der zweiten Kunststoffschicht 70, die aus Polyvinylbutyral (PVB) bestehen kann. Das erste Absorptionselement 40 erstreckt sich entlang der lateralen Richtung L1 und weist mit der schaltbaren Zwischenschicht 80 einen ersten Überlappungsbereich U1 entlang der lateralen Richtung L1 auf. Die laterale Richtung L1 steht senkrecht zur Stapelrichtung S1 und erstreckt sich im Wesentlichen entlang der Hauptflächen 11, 12, 21, 22 der beiden Scheibenelemente 10, 20. Der erste Überlappungsbereich U1 verbessert den ästhetischen Gesamteindruck der Scheibenanordnung 1, in dem das erste Absorptionselement 40 den Übergang des Rahmens 65 zur schaltbaren Zwischenschicht 80 abdeckt.
  • Der Schwarzdruck 30 erstreckt sich ebenfalls entlang der lateralen Richtung L1 und ist an der zweiten Hauptfläche 12 angeordnet. Der Schwarzdruck 30 weist mit der schaltbaren Zwischenschicht 80 einen zweiten Überlappungsbereich U2 entlang der lateralen Richtung L1 auf, wobei der zweite Überlappungsbereich U2 größer ist als der erste Überlappungsbereich U1 entlang der lateralen Richtung L1.
  • Der Schwarzdruck 30 und das erste Absorptionselement 40, welches beispielsweise als opake Schicht ausgebildet ist, realisieren gemeinsam eine verbesserte Möglichkeit der Abschattung des Lichts, wenn von außerhalb des Fahrzeugs 100 in den Fahrzeuginnenraum geschaut wird. Der Schwarzdruck 30 an der zweiten Hauptfläche 12 ermöglicht es zudem Bauteile des Fahrzeugs 100 im Randbereich des Dachs besser zu verbergen und schafft somit eine bessere ästhetische Anmutung. Betrachtet entlang der Stapelrichtung S1, überdeckt der Schwarzdruck 30 das darunterliegende erste Absorptionselement 40.
  • 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Scheibenanordnung 1 in einer schematischen Schnittansicht. Die Scheibenanordnung 1 ist die gleiche wie in 2 mit dem Unterschied, dass die Scheibenanordnung 1 ein zweites Absorptionselement 45, das an der vierten Hauptfläche 22 angeordnet ist, umfasst. Das zweite Absorptionselement 45 ist im Bereich des ersten Absorptionselements 40, nahe an der Kante zur schaltbaren Zwischenschicht 80 angeordnet und erstreckt sich entlang der lateralen Richtung L1. Das zweite Absorptionselement 45 ist beispielsweise eine schwarze Struktur, die das Licht, das von dort zur schaltbaren Zwischenschicht 80 hin reflektiert wird, absorbieren kann. Das zweite Absorptionselement 45 verstärkt den Effekt, dass Lichtstrahlen, die in einem Winkel reflektiert werden, der unterhalb des Grenzwinkels für Totalreflexion liegt, zu absorbieren und/oder in geeigneter Weise zu reflektieren, so dass die Einfallswinkel der Lichtstrahlen weiterhin den Bedingungen für die Totalreflexion genügen. Das zweite Absorptionselement 45 ist beispielsweise als schwarze Emaille oder Schwarzdruck ausgeformt. Das zweite Absorptionselement 45 ist ähnlich zu dem Schwarzdruck 30 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Absorptionselement 45 eine aufgeklebte Folie. Alternativ oder zusätzlich umfasst das zweite Absorptionselement 45 eine Klebeschicht, ein Trägermaterial und/oder eine behandelte Oberfläche. Die Klebeschicht ist der vierten Hauptfläche 22 zugewandt und ist zwischen dem Trägermaterial des zweiten Absorptionselements 45 und dem zweiten Scheibenelement 20 angeordnet. Die Klebeschicht umfasst beispielsweise einen Haftklebstoff (PSA) und/oder einen optisch klaren Klebestoff (OCA). Der Brechungsindex der Klebeschicht des zweiten Absorptionselements 45 ist beispielsweise kleiner oder gleich dem Brechungsindex der zweiten Kunststoffschicht 70. Der Brechungsindex der Klebeschicht des zweiten Absorptionselements 45 ist beispielsweise kleiner oder gleich dem Brechungsindex von Polyvinylbutyral. Auf diese Weise werden Lichtstrahlen, deren Einfallswinkel kleiner als der Grenzwinkel ist vom zweiten Absorptionselement 45 absorbiert. Dadurch werden weniger Lichtstrahlen in die darüberliegende zweite Kunststoffschicht 70 reflektiert, die einen Einfallswinkel aufweisen, der nicht totalreflektiert wird an der Grenzschicht zwischen dem zweiten Scheibenelement 20 und der zweiten Kunststoffschicht 70. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Absorptionselement 45 als Primer ausgebildet sein.
  • Das zweite Absorptionselement 45 kann strukturiert sein, wodurch weniger Licht absorbiert wird. Die Strukturierung des zweiten Absorptionselements 45 verhindert somit, dass zu viel Licht absorbiert wird und verringert die Abdunklung der gewünschten Lichtführung. Zudem werden mögliche Schatten, die in der schaltbaren Zwischenschicht 80 entstehen können, reduziert. Die Strukturierung umfasst beispielsweise Strukturen in Form von Punkten, Linien oder ähnlichen Strukturen, wodurch weniger Licht absorbiert wird. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Scheibenanordnung 1 in einer schematischen Schnittansicht. Die Scheibenanordnung 1 ist die gleiche wie in 3 mit dem Unterschied, dass die Scheibenanordnung 1 eine Infrarotstrahlen reflektierende Beschichtung 90 umfasst, die an der zweiten Hauptfläche 12 angeordnet ist. Durch die Infrarotstrahlen reflektierende Beschichtung 90 kann die Lichtstrahlung das erste Scheibenelement 10 und die darunterliegenden Schichten und Elemente passieren, aber die Wärmestrahlung wird an den Außenraum zurückgeworfen. Somit vermindert die reflektierte Wärme den Wärmeeintrag im Fahrzeuginnenraum. Dadurch wird im Fahrzeuginnenraum eine Helligkeit ermöglicht, die dem Tageslicht entspricht während sich der Fahrzeuginnenraum weniger stark durch die Wärmestrahlung des Sonnenlichts erwärmt. Die Infrarotstrahlen reflektierende Beschichtung 90 ist beispielsweise aus Silber gebildet oder weist ein solches Material auf.
  • Die Scheibenanordnung 1 umfasst weiterhin eine wellenlängenselektive Beschichtung 95 mit niedriger Emissivität, die an der vierten Hauptfläche 22 angeordnet ist. Die wellenlängenselektive Beschichtung 95 mit niedriger Emissivität (Englisch: Low Emissivity, Low-E), auch Low-E Schicht genannt, kann beispielsweise als Metalloxidschicht ausgebildet sein. Die Low-E Schicht 95 reduziert die Gesamtenergie, die in den Fahrzeuginnenraum gelangt, indem sie die Emission von Energie verringert, die von der Scheibenanordnung 1, insbesondere von den Kunststoffschichten 60, 70 und/oder den Scheibenelementen 10, 20 absorbiert wird. Als Material für die Low-E Schicht 95 wird beispielsweise Indiumzinnoxid (ITO) verwendet. Dieses Material reflektiert Infrarotstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, die in einem Wellenlängenbereich über 1400nm liegt. Um die Transmission und Haltbarkeit der Low-E Schicht 95 zu erhöhen, wird z.B. die Silberbeschichtung in Oxidschichten eingebettet. Durch die Low-E Schicht wird beispielsweise bei kalten Außentemperaturen im Winter der Wärmeverlust durch Wärmestrahlung verringert, wodurch Energie beim Betrieb des Fahrzeugs eingespart wird. Bei höheren Außentemperaturen, wie zum Beispiel im Sommer, reduziert die Low-E Schicht 95 aufgrund ihrer geringen Emission der absorbierten Energie die insgesamt übertragene Sonnenenergie (Englisch: Total Transmitted Solar Energy, TTS) in den Fahrzeuginnenraum. Die Bereiche, an denen das Prisma 50 am zweiten Scheibenelement 20 angebracht ist, sind frei von der Low-E Schicht 95. Alternativ oder zusätzlich sind die Bereiche an denen das zweite Absorptionselement 45 am zweiten Scheibenelement 20 angebracht ist, ebenfalls frei von der Low-E Schicht 95.
  • Jede Kombination aus der Infrarotstrahlen reflektierenden Beschichtung 90, der Low-E Schicht 95, dem ersten Absorptionselement 40 und dem zweiten Absorptionselement 45 ist möglich. Die Scheibenanordnung 1 umfasst ebenfalls eine Kombination aus der Infrarotstrahlen reflektierenden Beschichtung 90, der Low-E Schicht 95 und dem ersten Absorptionselement 40, ohne das zweite Absorptionselement 45 zu umfassen.
  • Die Größenverhältnisse der einzelnen Bauteile entsprechen der Übersichtlichkeit halber nicht den wahren Größenverhältnissen der Scheibenanordnung 1.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Scheibenanordnung
    10
    erstes Scheibenelement
    11
    erste Hauptfläche
    12
    zweite Hauptfläche
    20
    zweites Scheibenelement
    21
    dritte Hauptfläche
    22
    vierte Hauptfläche
    25
    Lichtleitelement
    26
    Lichtquelle
    30
    Schwarzdruck
    40
    erstes Absorptionselement
    41
    behandelte Oberfläche
    42
    Trägermaterial
    43
    Klebeschicht
    50
    Einkopplungselement
    60
    erste Kunststoffschicht
    70
    zweite Kunststoffschicht
    80
    schaltbare Zwischenschicht
    90
    Infrarotstrahlen reflektierende Beschichtung
    95
    wellenlängenselektive Beschichtung
    100
    Fahrzeug
    101
    Fahrzeugdach
    102
    Deckel
    103
    Fahrzeugöffnung
    104
    Frontscheibe
    105
    Heckscheibe
    S1
    Stapelrichtung
    L1
    laterale Richtung
    F1
    Fahrzeuglängsrichtung

Claims (15)

  1. Scheibenanordnung (1) für ein Fahrzeugdach (101), umfassend - ein erstes Scheibenelement (10), das eine erste Hauptfläche (11) und eine zweite Hauptfläche (12) aufweist, die der ersten Hauptfläche (11) entlang einer Stapelrichtung (S1) gegenüberliegt, - ein zweites Scheibenelement (20), das eine dritte Hauptfläche (21) aufweist und eine vierte Hauptfläche (22) aufweist, die der dritten Hauptfläche (21) entlang der Stapelrichtung (S1) gegenüberliegt, wobei das zweite Scheibenelement (20) mit dem ersten Scheibenelement (10) gekoppelt ist, und wobei - das zweite Scheibenelement (20) als ein plattenförmiges Lichtleitelement (25) ausgebildet ist, das mit einer Lichtquelle (80) gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle (80) eingespeistes Licht zu führen und für eine vorgegebene Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums bereitzustellen, - eine erste Kunststoffschicht (60), die in Stapelrichtung (S1) zwischen dem ersten Scheibenelement (10) und dem zweiten Scheibenelement (20) angeordnet ist, und - ein erstes Absorptionselement (40), das in Stapelrichtung (S1) zwischen der ersten Kunststoffschicht (60) und dem zweiten Scheibenelement (20) angeordnet ist.
  2. Scheibenanordnung (1) nach Anspruch 1, umfassend - eine zweite Kunststoffschicht (70), die in Stapelrichtung (S1) zwischen der ersten Kunststoffschicht (60) und dem zweiten Scheibenelement (20) angeordnet ist, und - eine schaltbare Zwischenschicht (80), die in Stapelrichtung (S1) zwischen der ersten Kunststoffschicht (60) und der zweiten Kunststoffschicht (70) angeordnet ist, wobei das erste Absorptionselement (40) in Stapelrichtung (S1) zwischen der zweiten Kunststoffschicht (70) und dem zweiten Scheibenelement (20) angeordnet ist.
  3. Scheibenanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Kunststoffschicht (60) und/oder die zweite Kunststoffschicht (70) als Schicht aus Polyvinylbutyral ausgebildet ist oder ein solches Material aufweist.
  4. Scheibenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Absorptionselement (40) umfasst - ein Trägermaterial (42) und - eine Klebeschicht (43).
  5. Scheibenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Absorptionselement (40) eine behandelte Oberfläche (41) umfasst, die eine koronabehandelte Oberfläche und/oder eine flammbehandelte Oberfläche und/oder eine mit einem Primer und/oder eine mit einem Haftvermittler behandelte Oberfläche ist.
  6. Scheibenanordnung (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Klebeschicht (43) einen Haftklebstoff und/oder einen optisch klaren Klebestoff umfasst.
  7. Scheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Brechungsindex der Klebeschicht (43) grösser gleich dem Brechungsindex der zweiten Kunststoffschicht (70) ist.
  8. Scheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei sich das erste Absorptionselement (40) entlang einer lateralen Richtung (L1) erstreckt und mit der schaltbaren Zwischenschicht (80) einen ersten Überlappungsbereich (U1) entlang der lateralen Richtung (L1) aufweist.
  9. Scheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei sich an der zweiten Hauptfläche (12) ein Schwarzdruck (30) entlang der lateralen Richtung (L1) erstreckt und mit der schaltbaren Zwischenschicht (80) einen zweiten Überlappungsbereich (U2) entlang der lateralen Richtung (L1) aufweist, wobei der zweite Überlappungsbereich (U2) größer ist als der erste Überlappungsbereich (U1) entlang der lateralen Richtung (L1).
  10. Scheibenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein zweites Absorptionselement (45), das an der vierten Hauptfläche (22) angeordnet ist.
  11. Scheibenanordnung (1) nach Anspruch 10, wobei das zweite Absorptionselement (45), einen Schwarzdruck und/oder einen absorbierenden Kleber und/oder einen Primer umfasst.
  12. Scheibenanordnung (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei das zweite Absorptionselement (45) in Form von Punkten und/oder Linien strukturiert ist, wodurch weniger Licht absorbiert wird.
  13. Scheibenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Infrarotstrahlen reflektierende Beschichtung (90), die an der zweiten Hauptfläche (12) angeordnet ist.
  14. Scheibenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine wellenlängenselektive Beschichtung mit niedriger Emissivität (95), die an der vierten Hauptfläche (22) angeordnet ist.
  15. Fahrzeugdach (101) für ein Fahrzeug (100), umfassend: - eine Scheibenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und - einen Deckel (102), der dazu ausgebildet ist, eine Fahrzeugöffnung (103) in dem Fahrzeugdach (101) zu verschließen, wobei der Deckel (102) die Scheibenanordnung (1) umfasst.
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