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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fensterscheibenanordnung für Kraftfahrzeuge mit Verdunkelungsfunktion bzw. mit Mitteln zum zumindest bereichsweisen Verändern des Transmissionsgrades der Scheibe.
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Hintergrund
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Im Stand der Technik sind beispielsweise phototrope Fensterscheiben für Kraftfahrzeuge bekannt. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass bei Auftreffen ultravioletter Strahlung ein reversibles Verfärben des Glases der Fensterscheibe erfolgt. Je stärker bzw. je intensiver die einfallende Strahlung ist, desto stärker findet ein Einfärben, das heißt eine Herabsetzung des Schreiben-Transmissionsgrades statt.
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Zwar ist aus der
DE 10 2008 024 870 A1 eine phototrope Fahrzeugscheibe mit Mitteln zur Beschleunigung des in ihr stattfindenden phototropen Effekts bekannt. Die Zeitskalen, auf welchen eine durch den phototropen Effekt bedingte Verdunklung, insbesondere eine Aufhellung der Scheibe erfolgt, sind im Hinblick auf die Verkehrssicherheit eines Kraftfahrzeuges unter Umständen zu groß.
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Zudem ist der Transmissionsgrad einer phototropen Fahrzeugscheibe nur bedingt regelbar. Ferner ist in der
DE 10 2008 024 870 A1 vorgesehen, die zur Beschleunigung des phototropen Effekts vorgesehenen Heizmittel homogen über die Scheibenfläche verteilt anzuordnen, dies insbesondere, um den Transmissionsgrad der Scheibe möglichst homogen und in der Scheibenebene gleich verteilt variieren zu können.
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Gerade bei tiefstehender Sonne ist eine zu Abdunklungszwecken erfolgende weitgehend vollständige Einfärbung der Fahrzeugscheibe jedoch mitunter von Nachteil. Zwar kann durch solche Maßnahmen ein Teil des einfallenden Sonnenlichts absorbiert oder reflektiert werden. Von dieser Maßnahme wäre jedoch das gesamte Blickfeld des Fahrers des Kraftfahrzeuges betroffen, sodass evtl. etwaige Hindernisse oder andere Verkehrsteilnehmer bei entsprechend abgedunkelter Scheibe für den Fahrer eines Kraftfahrzeugs in einem nur weitaus geringeren Maße optisch wahrnehmbar wären.
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Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Fensterscheibenanordnung für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, die den Fahrzeuginsassen eine möglichst umfassende Kontrolle über den Scheiben-Transmissionsgrad einräumt und die sich durch eine einfache sowie universelle und intuitive Bedienung auszeichnet.
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Erfindung
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer Fensterscheibenanordnung für Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einem entsprechend ausgestatteten Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 13 gelöst. Einzelne vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
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Die erfindungsgemäße Fensterscheibenanordnung ist für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Personenkraftwagen, aber auch für Schienenkraftfahrzeuge ausgebildet. Sie weist zumindest eine Heck-, Front-, Seiten- oder Panoramascheibe auf, die zumindest im sichtbaren Spektralbereich überwiegend transparent ausgebildet ist und die die Fahrgastzelle oder den Fahrzeuginnenraum nach außen hin begrenzt.
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Die Scheibe weist hierbei zumindest einen Flächenabschnitt auf, der hinsichtlich seiner Größe in der Scheibenebene und hinsichtlich seines Transmissionsgrades elektrisch regelbar ist. Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass die Scheibe nur bereichsweise, etwa entlang eines oberen Randbereichs hinsichtlich ihres Transmissionsgrads veränderbar ist. Von Vorteil ist der Transmissionsgrad als auch die Größe des Flächenabschnitts in mehreren Stufen oder gar stufenlos variabel einstellbar.
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Mittels einer derartigen Fensterscheibenanordnung kann beispielsweise der Fahrer des Kraftfahrzeuges mittels einer entsprechend konfigurierten Front- oder Windschutzscheibe bei tiefstehender Sonne gezielt einen oberen Randabschnitt der Scheibe abdunkeln. Lässt die Sonneneinwirkung etwa wetter- oder tageszeitabhängigbedingt nach, so kann der Fahrer die Abdunkelung wieder aufheben. Es soll ihm hierbei ferner ermöglicht werden, die Größe des abzudunkelnden Bereichs der Fensterscheibe individuell und variabel einzustellen.
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Von Vorteil ist hierbei nicht nur die Größe, Lage und die Erstreckung des einfärbbaren oder abdunkelbaren Flächenabschnittes, sondern auch dessen Transmissionsgrad selbst variabel einstellbar.
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Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung weist die Scheibe elektrisch (re-)orientierbare Kristalle auf, die in Abhängigkeit einer angelegten elektrischen Spannung eine variierende optische Transmissionscharakteristik für die Scheibe bereitstellen. Die Scheibe kann hierbei ferner mit geeigneten absorbierenden und/oder polarisierenden Schichten versehen werden, sodass je nach Art verwendeter Kristalle und deren optischen Eigenschaften letztlich die Transmissionscharakteristik der Scheibe gezielt verändert werden kann.
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Ist beispielsweise eine Flüssigkristallschicht in die Scheibe eingebettet, die im Wesentlichen die Polarisationsrichtung einfallenden Lichtes ändert, so kann durch Verwendung weiterer, etwa linear polarisierender Schichten in Kombination mit der Flüssigkristallschicht die Transmissionscharakteristik des Flächenabschnitts der Scheibe durch Anlegen einer entsprechenden elektrischen Spannung an die Flüssigkristallschicht variabel verändert werden.
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Die Fahrzeugscheibe selbst kann hierbei als mehrschichtige Scheibe mit mehreren übereinanderliegenden Glasscheiben mit einer oder mehreren dazwischenliegenden, die Transmissionscharakteristik der Gesamtscheibe verändernden Schichten ausgebildet sein.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Fensterscheibenanordnung elektrische Anschlussmittel auf, die zur Erzeugung einer zumindest bereichsweise über die Ebene der Scheibe variierenden elektrischen Spannung ausgebildet sind. Die Anschlussmittel und insbesondere die elektrische Kontaktierung des Flächenabschnittes ist dabei derart, dass über die Gesamtfläche der Scheibe und/oder des Flächenabschnittes hinsichtlich Amplitude und/oder Frequenz unterschiedliche Spannungssignale angelegt werden können.
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Nach einer Weiterbildung ist hierbei vorgesehen, dass die Anschlussmittel eine Reihe von zumindest parallel, vorzugsweise in Horizontalrichtung über die Scheibenebene verlaufende Elektroden aufweisen. Im Wesentlichen parallel zueinander und bevorzugt zu einem oberen Seitenrand der Scheibe verlaufende Elektroden, ermöglichen es, eine gezielte, elektrodenweise und damit lediglich bereichsweise Abdunkelung bzw. Veränderung des Transmissionsgrades des Flächenabschnittes der Fahrzeugscheibe bereit zu stellen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann sogar vorgesehen werden, dass die Anschlussmittel ein sich zumindest bereichsweise über die Scheibenfläche bzw. über den Flächenabschnitt erstreckendes zweidimensionales Gitter oder eine entsprechende Gitterstruktur aufweisen. Auf diese Art und Weise können einzelne zusammenhängende und/oder voneinander getrennte Flächensegmente des Flächenabschnitts auch unabhängig voneinander hinsichtlich ihres Transmissionsgrades verändert werden.
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Von besonderen Vorteil erweist es sich für die Anschlussmittel, wenn sie für Licht im sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen transparent ausgebildet sind, sodass bei einer nichtaktiven Verdunkelung des Flächenabschnitts der Fahrzeugscheibe die Sicht für die Fahrzeuginsassen, insbesondere für den Fahrer, durch die Anschlussmittel nicht oder nur unmerklich beeinträchtigt wird.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Fensterscheibenanordnung zumindest eine Steuereinheit auf, die mit den Anschlussmitteln derart zusammenwirkt, dass sie die Größe des abzudunkelnden Flächenabschnitts der Scheibe in zumindest einer Richtung der Scheibenebene in Abhängigkeit einer Betätigung durch den Anwender regelt. Auf diese Art und Weise kann der Anwender selbst die Größe und ggf. auch die Position des vorzugsweise reversibel abzudunkelnden Flächenabschnitts individuell bestimmen und regeln.
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Ergänzend oder alternativ hierzu ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Steuereinheit ferner dazu ausgebildet ist, den Transmissionsgrad eines ausgewählten Flächenabschnittes variabel zu regeln. Auf diese Art und Weise kann nicht nur die Größe und Position, sondern vor allem auch der Grad der Verdunkelung des Flächenabschnittes variabel durch den Endanwender verändert werden.
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Die Steuereinheit ist nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ferner mit einem Helligkeitssensor gekoppelt und sie ist ferner dazu ausgebildet, den Transmissionsgrad des Flächenabschnittes und/oder seine Größe in Abhängigkeit von Signalen des Helligkeitssensors und/oder in Abhängigkeit von der Tages- und/oder Jahreszeit selbsttätig zu regeln. So kann die Steuereinheit etwa in Abhängigkeit von der zu erwartenden oder tatsächlich gemessenen Sonneneinstrahlung, insbesondere bei aufgehender oder untergehender, das heißt tief über dem Horizont stehender Sonne, sowohl den Transmissionsgrad als auch die räumliche Lage und/oder Ausdehnung des abzudunkelnden Flächenabschnitts der Scheibe selbsttätig regulieren.
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Unabhängig hiervon oder ergänzend hierzu kann ferner vorgesehen werden, die Steuereinheit mit einem Bedienfeld zu koppeln, welches zumindest eine Bedienstrecke aufweist, die mit der Größe des Flächenabschnitts korreliert. Über das Bedienfeld kann der Anwender etwa mit einer entlang der Bedienstrecke zu verstellenden Gebereinrichtung die Größe des Flächenabschnitts frei wählen. Das Bedienfeld kann hierzu beispielsweise zumindest einen schwenkbar und/oder längsverschieblich gelagerten Regler aufweisen. Es ist hierbei aber auch denkbar, dass die Bedienstrecke lediglich als Sensoreinrichtung ausgebildet ist, die eine entsprechende Betätigungsbewegung des Anwenders, etwa das Entlangstreichen entlang der Bedienstrecke mittels eines Fingers detektiert und dementsprechende Signale an die Steuereinheit weiterleitet.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist hierbei ferner vorgesehen, dass das Bedienfeld unmittelbar in die Scheibe integriert und/oder unmittelbar in oder angrenzend an den Flächenabschnitt der Scheibe angeordnet ist. Durch Anbringung des Bedienfeldes in oder an der Scheibe wird eine besonders intuitive Bedienung der Steuereinheit und der Scheibenverdunkelung erreicht.
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Beispielsweise kann die Längserstreckung des Bedienfeldes mit der variabel zu verstellenden Erstreckung des Flächenabschnittes zusammenfallen, sodass durch bloßes Entlangstreichen entlang des Bedienfelds der durch Beaufschlagung mit elektrischer Spannung abzudunkelnde Flächenabschnitt der Scheibe unmittelbar gekennzeichnet wird.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Bedienfelds weist dieses eine Anzahl entlang der Bedienstrecke angeordneter kapazitiver Sensorelemente auf. Die Sensorelemente sind hierbei als kapazitive Näherungssensoren ausgebildet, die etwa infolge einer Berührung mit einem Finger des Anwenders ein von der Steuereinheit auswertbares elektrisches Signal erzeugen.
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Je nachdem, welche oder wie viele der kapazitiven Sensorelemente der Bedienstrecke eine Aktivierung durch den Benutzer erfahren, kann die Größe des zu aktivierenden Flächenabschnitts bzw. die Anzahl und Auswahl einzelner seiner Flächensegmente erfolgen. Bevorzugt ist die beschriebene Fensterscheibenanordnung als Front- oder Windschutzscheibe sowie als eine in die Dachkonstruktion des Fahrzeugs eingebettete Panoramascheibe ausgebildet.
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Bei einer Implementierung in einer Windschutzscheibe kann insbesondere vorgesehen werden, dass sich der hinsichtlich seiner Größe und hinsichtlich seines Transmissionsgrades elektrisch regelbare Flächenabschnitt in der oberen Hälfte, im oberen Drittel oder im oberen Viertel, jeweils angrenzend an den oberen Rand der Windschutzscheibe befindet, um insbesondere eine Sonnenblende, etwa bei tiefstehendem Sonnenstand, bereitzustellen.
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In einem weiteren nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung hierbei ferner ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen (Pkw), welches mit zumindest einer zuvor beschriebenen Fensterscheibenanordnung ausgestattet ist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verdeutlicht.
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Es zeigen:
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1 eine vereinfachte Prinzipskizze eines Kraftfahrzeuges im Bereich seiner linken A-Säule und
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2 einen vergrößerten Ausschnitt der Windschutzscheibe gemäß 1.
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Detaillierte Beschreibung
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Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 10 weist eine Front- oder Windschutzscheibe 12 sowie ein Fahrzeugdach 14 auf, welches über eine linke A-Säule 16 mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Zwischen A-Säule 16 und Fahrzeugdach 14 erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung (y) die Windschutzscheibe 12, während sich eine Seitenscheibe 18 zwischen der A-Säule 16 und einer nicht explizit gezeigten B-Säule in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckt.
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Am Beispiel der Windschutzscheibe 12 ist die Funktionsweise der Fensterscheibenanordnung beispielhaft erläutert. Die Scheibe 12 weist in einem oberen, sich durchgängig in Fahrzeugquerrichtung (x) erstreckenden Bereich einen abdunkelbaren Flächenabschnitt 22 auf. Zumindest in diesem obenliegenden Randabschnitt 22 weist die Windschutzscheibe 12 einen elektrisch ansteuerbaren Abdunklungsmechanismus auf, mittels dessen der Transmissionsgrad des Flächenabschnittes 22 gezielt und temporärer sowie reversibel herabgesetzt werden kann.
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Beispielsweise sind in dem Flächenabschnitt 22 re-orientierbare Kristallstrukturen eingebettet oder es sind in oder an dem entsprechenden Flächenabschnitt elektrisch manipulierbare Schichten vorgesehen, die etwa unter Verwendung zusätzlicher Schichten, wie etwa polarisationsfilternder Folien, je nach anliegender elektrischer Spannung den Transmissionsgrad des Flächenabschnitts 22 zwischen hell und dunkel, schrittweise oder gar stufenlos, in unterschiedlichsten Transmissionsgraden regeln können.
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Zur zumindest eindimensionalen Regelung der Größe des Flächenabschnitts 22 ist, etwa angrenzend an die A-Säule 16, ein Bedienfeld 20 vorgesehen, welches entweder in die Scheibe 12 eingebettet oder an der Innenseite der Scheibe 12 aufgebracht sein kann. Das Bedienfeld 20 definiert eine sich etwa parallel zum Verlauf der A-Säule erstreckende Bedienstrecke 26.
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Entlang der Bedienstrecke 26 sind mehrere kapazitive Sensorelemente 28, etwa äquidistant zueinander angeordnet. Die einzelnen Sensorelemente 28 weisen hierbei eine gewisse Erstreckung in Fahrzeugquerrichtung (y), also im Wesentlichen senkrecht zur Bedienstrecke 26 auf. Indem der Anwender beispielsweise von oben nach unten in Richtung des Pfeils 26 an der Reihe von Sensorelementen 28 entlangfährt, kann er selektiv entweder einzelne horizontal verlaufende Bereiche oder Flächensegmente des Flächenabschnitts 22 verdunkeln, den Flächenabschnitt im gesamten oder nur teilweise, etwa von oben bis zu einem bestimmten vom Anwender betätigten Sensorelement 28 verdunkeln.
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Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass die Länge der Bedienstrecke 26 mit der Maximalerstreckung des abdunkelbaren Flächenabschnitts 22 unmittelbar korreliert. So kann der Fahrer des Fahrzeuges beispielsweise durch Entlangstreichen von einem oberen Ende bis etwa in die Hälfte der Bedienstrecke auch dementsprechend die Hälfte des abdunkelbaren Flächenabschnittes zum elektrischen Abdunkeln aktivieren.
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Die Betätigung des Bedienfeldes ist somit unmittelbar mit der Abdunkelung sowie mit der flächenselektiven Verringerung des Transmissionsgrades des Flächenabschnitts 22 der Scheibe 12 verbunden. Die Anordnung und der Verlauf der Bedienstrecke 26 ist hierbei nicht auf den in 1 und 2 gezeigten Verlauf entlang der A-Säule 16 beschränkt. Es kann vielmehr auch vorgesehen werden, eine horizontal, etwa für die Windschutzscheibe in Fahrzeugquerrichtung (x) ausgerichtete Bedienstrecke sowie eine in Fahrzeuglängsrichtung (y) für eine oder mehrere Seitenfenster 18 vorgesehene Bedienstrecke zu implementieren, um auch in Fahrzeugquerrichtung oder Fahrzeuglängsrichtung unterschiedliche Transmissionsgrade der Scheibe variabel einstellen zu können.
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Es ist hierbei ferner denkbar, das Bedienfeld 20 auch außerhalb der Scheibe 12 anzuordnen, was sich insbesondere für eine absenkbare Seitenscheibe 18 als vorteilhaft erweisen kann. Auch kann das Bedienfeld 20 beispielsweise in ein Multifunktions-Touchpad im Bereich der Armaturentafel, der Türinnenverkleidung oder des Mitteltunnels integriert sein. Es ist ferner denkbar, dass mittels der nicht explizit gezeigten Steuereinheit und des Bedienfeldes 20 auch der Grad der Abdunklung bzw. der Transmissionsgrad des abzudunkelnden Flächenabschnittes 22 variabel eingestellt werden kann. Eine Transmissionsgradregelung kann hierbei beispielsweise über die Betätigungsdauer erfolgen.
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Insgesamt können mittels der variabel einstellbaren Abdunklung zumindest einer oder mehrerer Fahrzeugscheiben die solaren Einwirkungen auf den Fahrzeuginnenraum besser kontrolliert und geregelt werden. Einer etwa durch Sonneneinstrahlung bedingten Aufheizung des Kraftfahrzeug-Innenraums kann somit in besonders einfacher Art und Weise entgegengewirkt werden. Durch die Verringerung der Sonneneinstrahlung kann eine solare Aufheizung des Fahrzeugs verringert werden und die Klimaanlagenleistung im Betrieb des Fahrzeuges entsprechend gedrosselt werden, was letztlich einen geringeren Kraftstoffverbrauch ermöglicht und zum Umweltschutz beiträgt.
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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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- 10
- Kraftfahrzeug
- 12
- Windschutzscheibe
- 14
- Dach
- 16
- A-Säule
- 18
- Seitenscheibe
- 20
- Bedienfeld
- 22
- Abdunkelbarer Flächenabschnitt
- 26
- Bedienstrecke
- 28
- Sensorelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008024870 A1 [0003, 0004]
