Fallstudie
Beleuchtung und Heizung integriert in einer Fahrzeug-Sonnenblende
Panorama-Schiebedächer sind ein Trend bei modernen Fahrzeugen. Wir haben gemeinsam mit Loomia ein Konzept für ein Schiebedach-Rollo entwickelt, bei dem eine für Sonnenlicht undurchlässige Platilon® TPU-Folie dabei hilft, Schaltkreise für Beleuchtung und Heizung bei Nacht und Kälte in die Sonnenblende zu integrieren.
Panoramadächer verändern das gesamte Design moderner Fahrzeuge. Der Fahrzeuginnenraum soll mit Licht durchflutet werden und so geräumiger erscheinen. Erreicht wird das mit großzügig designten Windschutzscheiben, Fenstern und anderen Glasflächen. Die Konstruktionsweise von Fahrzeugen setzte der möglichen Größe des gläsernen Schiebedachs bisher Grenzen.
Veränderte Strukturelemente machen heute den Einbau von Panoramadächern möglich. Das bedeutete, dass sich Konstrukteure und Anwendungsentwickler mit der Frage auseinandersetzen mussten, wie sich größere Schiebedächer, Fenster und Windschutzscheiben effektiv beschatten und schützen lassen, um Überhitzung sowie UV- und Sonneneinstrahlung zu vermeiden. Rollos ersetzten daher starre Schiebedach-Beschattungssysteme, um den Fahrzeuginnenraum vor Sonne, Hitze und UV-Strahlen zu schützen.
Umgekehrt mangelt es in der Nacht und an kalten Tagen an Licht und Wärme. Speziell für Elektrofahrzeuge ohne wärmeerzeugenden Verbrennungsmotor erfordert es Konzepte, wie ein Innenraum-Beschattungssystem um elektrische Heiz- und Beleuchtungsfunktionen erweitert werden kann.
Der obere, bisher ungenutzte Teil des Fahrzeuginnenraums bot sich dafür an, doch die Gestaltung eines entsprechenden Sonnenrollos war alles andere als einfach: Die im Rollo eingebettete Elektronik muss sehr dünn und flexibel sein, aber dennoch robust genug, um wiederholtem Rollen standzuhalten, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.
Gemeinsam mit unserem Partner Loomia, der eine Lösung entwickelt hat, elektronische Schaltkreise in weiche Materialien zu integrieren, standen vor einer technischen Herausforderung: Heizung und Beleuchtung nahtlos in ein leichtes, strapazierfähiges Gewebe für ein aufrollbares Sonnenschutzsystem zu integrieren, das dem ständigen Gebrauch und dem täglichen Biegen und Öffnen standhält.
Über die LED-Beleuchtung hinaus mussten die eingebetteten Schaltkreise eine Strahlungsheizung bereitstellen. Dies ist insbesondere interessant für Elektrofahrzeuge, denen die Wärme eines Verbrennungsmotors fehlt. Wenn diese großen Rollo-Flächen eine Heizfunktion haben, werden sie zu einer Alternative zu Wärmepumpen. Dies erforderte aber auch eine hitzebeständige und schwer entflammbare Lösung, die gleichzeitig alle traditionellen Kriterien für Sonnenblendsysteme wie Schutz vor UV-Strahlen und Sonnenlicht erfüllt. Die Materiallösung musste außerdem mit Standard-Laminiertechniken verarbeitbar sein.
Unsere flexible, langlebige Elektronikschicht von Loomia macht es möglich, in diesem aufrollbaren Sonnenschutz Heiz- und Beleuchtungsfunktionen zu integrieren und so bisher ungenutzten Raum nutzbar zu machen. Für die Hersteller von Elektrofahrzeugen ist das sehr interessant, denn so werden große Rollo Flächen zu einer Alternative zu Wärmepumpen.
Am Anfang unseres Lösungsansatzes stand unsere Platilon®-Folie aus thermoplastischem Polyurethan (TPU). TPU-Folie bleibt auch bei niedrigen Temperaturen von Natur aus elastisch und flexibel, ist zudem hitzebeständig, schwer entflammbar, und blockt Sonnenlicht ab.
Die lichtundurchlässige Platilon® TPU-Folie lässt sich auch mit Verbundstoffen und mit der Loomia-Elektronikschicht verkleben. Diese flexible und langlebige Schaltungsschicht besteht aus einer oberen Isolierung, einem strukturierten Leiter, einer unteren Isolierung und einer Steuerplatine mit einer elektronischen Verbindung. Die gesamte Schicht wird mittels Platilon® TPU-Folien und Standard-Laminiergeräten thermisch mit dem Stoff verklebt.
Die Elektronikschicht von Loomia in dieser Schiebedach-Demoanwendung enthält eine 11 x 11 Zoll große PTC-Heizung (Positive Thermal Coefficient), die Temperaturen von bis zu 60° C (140° Fahrenheit) erzeugen kann, sowie zehn RGB-farbige LED-Leuchten. Eine automatische Ein- und Ausschaltfunktion ist an die Position des Sonnenschutzes gekoppelt. Es gibt einen separaten physischen Ein- / Ausschalter. Die Gesamtleistungsaufnahme beträgt etwa 35 Watt. Die Elektronikschichten von Loomia finden auch in anderen Anwendungen wie Autolautsprechern und Sitzmöbeln Verwendung.
Durch die Kombination von Verbundtextilien mit Platilon® TPU-Folien und Loomias Elektronikschicht-Technologie haben wir ein Rollokonzept für einen aufrollbaren Auto-Sonnenschutz entwickelt, das auch als Licht- und Heizquelle fungiert, so dass bisher ungenutzter Raum im Auto effektiver erschlossen werden kann.
Unsere Platilon® TPU-Folie ist ein wesentlicher Bestandteil dieses Sonnenblenden-Demonstrators. Dank einer starken thermischen Laminierung mit der Elektronikschicht von Loomia und dem Obermaterial des Stoffs lassen sich mit ihr Heiz- und Beleuchtungsfunktionen integrieren.
Wesentliche Vorteile
- Vielseitig: Das Konzept des aufrollbaren Sonnenschutzes integriert Heiz- und Beleuchtungsfunktionen.
- Robust: Die Sonnenblende mit ihrer TPU -Folienoberfläche hält wiederholtem Aus- und Einfahren stand.
- Sonnenlichtbeständig: Die undurchsichtige Platilon® Folie blockiert Sonnenlicht und schützt den Fahrzeuginnenraum vor Überhitzung.
- Platzsparend: Die Auto-Sonnenblende nutzt die große Innenfläche für die Heizfunktion.
- Zukunftsweisend: Beleuchtung und Heizung können mit vielen Oberflächendesigns und -texturen kombiniert werden.
