DE102023106444A1

DE102023106444A1 - Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Scheibe, über die Sonnenlicht von außen in einen Insassenraum des Kraftfahrzeugs gelangt

Info

Publication number: DE102023106444A1
Application number: DE102023106444.4A
Authority: DE
Inventors: Lars Ellermann; Yvonne Staedter
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2023-03-15
Filing date: 2023-03-15
Publication date: 2023-12-07

Abstract

Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Scheibe (2), über die Sonnenlicht (3) von außen in einen Insassenraum (4) des Kraftfahrzeugs (1) gelangt, wobei wenigstens ein Abschnitt der Scheibe (2) als eine Sammellinse (6) ausgebildet ist, die das durch diesen Abschnitt tretende Sonnenlicht (3) derart bündelt, dass dieses auf wenigstens einen im Insassenraum (4) angeordneten Wärmekollektor (8) trifft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Scheibe, über die Sonnenlicht von außen in einen Insassenraum des Kraftfahrzeugs gelangt.
Ein insbesondere in den Sommermonaten auftretendes Problem bei Kraftfahrzeugen betrifft den Umstand, dass die Temperatur im Insassenraum, sofern das Kraftfahrzeug für längere Zeit abgestellt ist, unangenehm hoch werden kann. So gelangt etwa durch eine Windschutzscheibe und/oder ein Glasdach des Kraftfahrzeugs Sonnenlicht von außen in den Insassenraum, was eine Erwärmung der Oberflächen im Insassenraum respektive der dort angeordneten Komponenten und folglich der Luft im Insassenraum bewirkt. Da diese Wärme nicht unmittelbar wieder nach außen abfließen kann, entsteht ein Treibhauseffekt. Für einen Nutzer, der nach einer längeren Standdauer des Kraftfahrzeugs dieses wieder nutzen möchte, ist dies unangenehm.
Aus DE 37 21 616 A1 ist eine Vorrichtung zur Sonnenwärmeabführung bei Fahrzeugen bekannt, mittels der die Aufheizung des Fahrzeuginnenraums durch Sonnenwärme vermindert wird. Bei diesem Fahrzeug ist im Fahrzeuginnenraum unter einem Fahrzeugfenster ein Fahrzeugflächenteil aus Glas angeordnet. Unter dem Fahrzeugflächenteil ist ein, insbesondere durchlüftbarer, Raum angeordnet, in oder an dem Strahlungsabsorber vorgesehen sind.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein verbessertes Kraftfahrzeug anzugeben, insbesondere hinsichtlich der eingangs beschriebenen Problematik betreffend die durch Sonnenlicht verursachte Erwärmung des Insassenraum.
Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art dadurch, dass wenigstens ein Abschnitt der Scheibe als eine Sammellinse ausgebildet ist, die das durch diesen Abschnitt tretende Sonnenlicht derart bündelt, dass dieses auf wenigstens einen im Insassenraum angeordneten Wärmekollektor trifft.
Die Erfindung beruht insbesondere auf dem Gedanken, dass mittels des Wärmekollektors ein Teil der über das Sonnenlicht in den Insassenraum gelangenden Wärmeenergie aufgenommen respektive gespeichert wird, sodass dieser Anteil dieser Wärmeenergie den Wärmekollektor anstelle der Luft im Insassenraum erwärmt. Das entsprechende Speichern von Wärmeenergie durch den Wärmekollektor bewirkt bezüglich des Insassenraums einen Kühleffekt. Um diesen Effekt zu steigern, wird das parallel auf das Kraftfahrzeug respektive auf die Scheibe einfallende Sonnenlicht gebündelt, sodass die pro Zeiteinheit auf den Wärmekollektor auftreffende Energiemenge erhöht wird.
Während der soeben beschriebene Vorteil hauptsächlich in den Sommermonaten respektive in Gegenden mit niedrigem Breitengrad zum Tragen kommt, betrifft ein weiterer vorteilhafter Effekt des Wärmekollektors die Wintermonate. So bewirkt auch in der kalten Jahreszeit der beschriebene Effekt eine Erwärmung des Wärmekollektors, der seitens des Nutzers entsprechend als Handwärmer nutzbar ist.
Die Scheibe, die aus einem transparenten Material, etwa einem Glas oder einem Kunststoff, bestehen kann, ist derart gewölbt und/oder weist eine sich verändernde Dicke derart auf, dass die Scheibe oder zumindest der entsprechende Abschnitt derselben die Sammellinse bildet, die das parallel hierauf einfallende Sonnenlicht bündelt respektive fokussiert. Die Sammellinse kann sphärisch und/oder zylindrisch sein, so dass das über die Sammellinse in den Insassenraum gelangende Sonnenlicht zu einem Brennpunkt und/oder zu einer Brennlinie hin gebündelt wird. Bevorzugt bildet die komplette Scheibe eine Sammellinse, sodass ein möglichst großer Anteil des auf die Scheibe treffenden Sonnenlichts gebündelt wird.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Scheibe den Insassenraum oberseitig begrenzt und der Wärmekollektor unterseitig im Insassenraum angeordnet ist. Bezogen auf die Hochrichtung des Kraftfahrzeugs kann mithin vorgesehen sein, dass die Scheibe oben am Insassenraum und der Wärmekollektor unten im Insassenraum vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform durchläuft das gebündelte Sonnenlicht einen Großteil des Insassenraums, sodass die Brennweite derart groß gewählt werden kann, dass eine übermäßige Krümmung und/oder Änderung der Dicke der Scheibe für einen hinreichend starken Bündelungseffekt nicht erforderlich ist.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Scheibe zumindest ein Teil einer Windschutzscheibe oder einer Heckscheibe oder einer Seitenscheibe des Kraftfahrzeugs ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Scheibe zumindest ein Teil eines Fahrzeugdaches des Kraftfahrzeugs ist. So tritt das eingangs genannte Problem bezüglich der Erwärmung des Insassenraum besonders bei großflächigen Glasdächern auf. Das Fahrzeugdach kann mehrteilig sein, also mehrere Scheibensegmente aufweisen, wobei wenigstens eines der Scheibensegmente die Sammellinse bildet.
Die dem Insassenraum abgewandte Seite der Sammellinse kann vorteilhaft eine Außenkontur des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Fahrzeugdaches, bilden. So weist die Außenkontur des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Fahrzeugdaches, typischerweise ohnehin eine gewölbte Form auf, die vorliegend nicht nur zu ästhetischen Zwecken sondern auch im Zusammenhang mit der Ausbildung der Sammellinse nutzbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Wärmekollektor in oder an einem Aufnahmeabschnitt einer fahrzeugfesten Komponente fest verbaut oder lösbar befestigbar ist. Die fahrzeugfeste Komponente bildet bevorzugt eine Begrenzung des Insassenraums und kann somit auch als ein Verkleidungsteil bezeichnet werden. Der Aufnahmeabschnitt kann eine muldenartige Vertiefung der fahrzeugfesten Komponente sein, die insbesondere eine, bezüglich des Wärmekollektors, gegengleiche Form aufweist. Sofern der Wärmekollektor lösbar befestigbar ist, dann kann dieser bei Bedarf in den Aufnahmeabschnitt eingesetzt werden. Zur Befestigung des Wärmekollektors im oder am Aufnahmeabschnitt können geeignete Befestigungsmittel wie etwa Klemm- oder Rastelemente vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist die fahrzeugfeste Komponente eine Mittelkonsole oder ein Armaturenbrett oder eine Türinnenverkleidung des Kraftfahrzeugs.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen der Scheibe und dem Wärmekollektor von der Brennweite der mittels der Scheibe gebildeten Sammellinse abweicht, so dass nur ein Teil des gebündelten Sonnenlichts auf den Wärmekollektors trifft. Mit anderen Worten ist gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen, dass der Wärmekollektor außerhalb einer Brennebene der Sammellinse angeordnet ist. Würde der Wärmekollektor innerhalb der Brennebene angeordnet sein, dann würde das gebündelte Sonnenlicht nur unter einem bestimmten Einfallswinkel des Sonnenlichts auf die Sammellinse zum Wärmekollektor gelangen. Entsprechend wir in dieser Ausführungsform bewirkt, dass der Bereich, in den das Sonnenlicht gebündelt wird und in dem der Wärmekollektor angeordnet ist, aufgeweitet ist. Anders ausgedrückt wird der Einfallswinkelbereich umfassend diejenigen Einfallswinkel, bei denen das gebündelte Sonnenlicht auf den Wärmekollektor auftrifft, entsprechend vergrößert. Die Abweichung zwischen der Brennweite und dem Abstand zwischen der Scheibe und dem Wärmekollektor kann zwischen 20% und 80%, insbesondere zwischen 40% und 60%, der Brennweite betragen.
Sofern die Scheibe zumindest ein Teil des Fahrzeugdaches ist und der Wärmekollektor außerhalb der Brennebene angeordnet ist, kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der Scheibe und dem Wärmekollektor sowie die Brennweite derart gewählt sind, dass ein Teil des gebündelten Sonnenlichts bei dem auf einem horizontalen Untergrund stehenden Kraftfahrzeug nur dann auf den Wärmekollektor trifft, wenn das Sonnenlicht mit einem Einfallswinkel von wenigstens 30°, insbesondere von wenigstens 60°, zur Horizontalebene auf das Kraftfahrzeug auftrifft. So ist das eingangs beschriebene Problem der Erwärmung des Insassenraum vor allem dann präsent, wenn die Sonne hoch über dem Horizont steht, insbesondere im Zenit. Bei tieferen Sonnenständen ist es nicht mehr unbedingt erforderlich, dass die gebündelten Sonnenstrahlen auf den Wärmekollektors treffen, insbesondere da der Erwärmungseffekt des Insassenraum in diesem Fall kaum auftritt.
Der Wärmekollektors besteht bevorzugt aus einem Metall oder einem Gestein, insbesondere Marmor oder Granit. Grundsätzlich ist für den Wärmekollektor jedes Material mit einer hinreichend hohen spezifischen Wärmekapazität denkbar. So kann das Material eine spezifische Wärmekapazität von wenigstens 0,2 kJ / (kg K), insbesondere von wenigstens 0,4 kJ / (kg K), bevorzugt von wenigstens 0,6 kJ / (kg K), aufweisen. Die Masse respektive das Gewicht des Wärmekollektors kann zwischen 0,5 und 5 kg, insbesondere zwischen 1,0 und 2,0 kg, betragen. Der Wärmekollektors kann scheiben- oder linsenförmig, insbesondere kreisrund, ausgebildet sein.
Besonders es bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug vorgesehen, dass dieses ein mit dem Wärmekollektor in thermischem Kontakt stehendes oder als ein Teil des Wärmekollektors ausgebildetes Temperierungsmittel aufweist, mittels dem der Wärmekollektor kühlbar und/oder zusätzlich wärmbar ist. Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Effekt, dass mittels des Wärmekollektors Wärmeenergie seitens des Sonnenlichts speicherbar ist, kann mittels des Temperierungsmittel eine zusätzliche Ab- und/oder Zuführung von Wärmeenergie aus dem respektive in den Insassenraum realisiert werden. Entsprechend kann, sofern Wärmeenergie von dem Wärmekollektor abführbar ist, der oben beschriebene, vorteilhafte Effekt bezüglich der Kühlung des Insassenraum weiter verstärkt werden. Sofern Wärmeenergie dem Wärmekollektors zuführbar ist, kann der Wärmekollektor bei kalten Temperaturen auch dann als Handwärmer genutzt werden, sofern das gebündelte Sonnenlicht nicht dazu ausreicht, den Wärmekollektor ausreichend zu erwärmen.
Das Temperierungsmittel kann wenigstens ein elektrothermischer Wandler sein. Denkbar ist dass das Temperierungsmittel ein Peltier-Element und/oder eine Heizwendel ist oder umfasst. Das Temperierungsmittel kann beispielsweise mittels einer Fahrzeugbatterie des Kraftfahrzeugs bestromt und/oder mittels einer Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs gesteuert werden.
Das Temperierungsmittel kann wenigstens ein sich, insbesondere mäandernd, durch den Wärmekollektor erstreckender und mit einem Temperierungssystem des Kraftfahrzeugs gekoppelter Fluidkanal sein, durch den ein in dem Temperierungssystem geführtes Temperierungsfluid, insbesondere Luft oder eine Temperierungsflüssigkeit wie etwa Wasser, führbar ist. Das Temperierungssystems kann ein Kühlkreislauf einer Klimatisierungseinrichtung des Kraftfahrzeugs sein. In den Kühlkreislauf können Komponenten, etwa ein Wärmetauscher und/oder eine Verdampfungseinrichtung, eingebunden sein.
Der Betrieb des Temperierungsmittels kann mittels einer Bedienvorrichtung und einer hiermit verbundenen Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs steuerbar sein. So kann es dem Nutzer ermöglicht werden, mittels einer entsprechenden Bedienhandlung an der Bedienvorrichtung den Betrieb der Temperierungsmittel zu starten und/oder zu beenden und/oder eine Kühl- respektive Erwärmungsrate für den Wärmekollektor vorzugeben.
Der in oder an dem oder einem Aufnahmeabschnitt lösbar befestigbare Wärmekollektor kann wenigstens eine kollektorseitige Schnittstelle aufweisen, wobei im oder am Aufnahmeabschnitt wenigstens eine fahrzeugseitige Schnittstelle vorgesehen ist, wobei die Schnittstellen beim Einsetzen des Wärmekollektors in den Aufnahmeabschnitt, insbesondere automatisch, eine Verbindung zwischen dem elektrothermischen Wandler und einer Fahrzeugbatterie und/oder zwischen dem Fluidkanal und dem Temperierungssystem herstellen. Die Schnittstellen können elektrische Kontaktierungsstellen sein, die beim Einsetzen des Wärmekollektors in den Aufnahmeabschnitt miteinander in Berührkontakt kommen. Die Schnittstellen können fluidische Kontaktierungsstellen sein, etwa als Kontaktierungsstutzen, die insbesondere aus einem Elastomer bestehen. So können die Kontaktierungsstützen beim Einsetzen des Wärmekollektors in den Aufnahmeabschnitt automatisch in eine aneinander anliegende und sich gegenseitig abstützende Stellung gebracht werden, sodass über diese eine nach außen fluiddichte Verbindung zwischen dem ersten Temperierungsmittel und dem Temperierungssystem hergestellt wird.
Denkbar ist ein an dem Wärmekollektor entfernbar anordenbares und aus einem Isoliermaterial bestehendes Isolationselement, wobei das an dem Wärmekollektor angeordnete Isolationselement den Wärmekollektor von dem gebündelten Sonnenlicht zumindest teilweise abschirmt. Das Isolationselement kann auch als Abschirmelement bezeichnet werden. Das Isolationselement dient als ein Mittel dazu, dass das gebündelte Sonnenlicht nicht auf den Wärmekollektor auftrifft und dieser mithin nicht erwärmt wird. Sofern die Funktion zur Speicherung von Wärmeenergie nicht benötigt wird, dann kann das Isolationselement in einen den Wärmekollektor ummantelnden Zustand gebracht oder in den Strahlengang des gebündelten Sonnenlichts positioniert werden.
Das Isolationselement kann ein Überzug für den Wärmekollektor sein. Der Überzug kann aus einem Textil bestehen. Der Überzug kann, ähnlich wie eine Socke, auf den Wärmekollektor aufgezogen beziehungsweise aufgestülpt werden. Das Isolationselement kann ein Deckel sein, mittels dem der oder ein Aufnahmeabschnitt, in dem der Wärmekollektor angeordnet ist, abdeckbar ist. Der Deckel kann schwenkbar an der fahrzeugfesten Komponente angelenkt sein. Denkbar ist auch, dass das Isolationselement eine Abdeckkappe ist, die an dem Wärmekollektor, etwa mittels einer Clipsverbindung, befestigbar ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend dargelegten Ausführungsbeispielen sowie anhand der Figuren. Diese zeigen schematisch:

1 eine Längsschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 eine perspektivische Ansicht eines Insassenraums des Kraftfahrzeugs der 1,
3 eine äußerst schematische Querschnittsdarstellung des Kraftfahrzeugs der 1 sowie den Strahlengang eines senkrecht von oben auf dieses Kraftfahrzeug auftreffenden Sonnenlichts,
4 dieselbe Darstellung wie 3, wobei das Sonnenlicht schräg von oben auf das Kraftfahrzeug auftrifft,
5 eine perspektivische Darstellung eines Wärmekollektors des Kraftfahrzeugs der 1,
6 eine Querschnittsdarstellung eines als eine Mittelkonsole vorgesehenen Aufnahmeabschnitts des Kraftfahrzeugs der 1,
7 eine Schnittdarstellung des Wärmekollektors samt einem Isolationselement gemäß einer ersten Alternative, und
8 eine Schnittdarstellung des Wärmekollektors samt einem Isolationselement gemäß einer zweiten Alternative.

1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Scheibe 2, über die Sonnenlicht 3 von außen in einen Insassenraum 4 des Kraftfahrzeugs 1 gelangt. Der Insassenraum 4 bildet einen Aufenthaltsraum für Fahrzeuginsassen während der Fahrt mit dem Kraftfahrzeug 1, wobei 2 eine perspektivische Ansicht auf den Insassenraum 4 zeigt.
Bezüglich der Scheibe 2 ist vorgesehen, dass wenigstens ein Abschnitt derselben, vorliegend die komplette Scheibe 2, als eine Sammellinse 6 ausgebildet ist, die das parallel auf die Scheibe 2 auftreffende Sonnenlicht 3 bündelt. Das Material der Scheibe 2 hat mithin refraktive Eigenschaften, so dass das parallele Sonnenlicht 3 beim Durchlaufen der Scheibe 2 in ein gebündeltes Sonnenlicht 7 umgewandelt wird. Die Scheibe 2 respektive die Sammellinse 6 besteht aus einem transparenten Material, nämlich bevorzugt aus einem Glas oder einem Kunststoff. Die Scheibe 2 ist zur Bildung der Sammellinse 6 gewölbt und weist eine sich verändernde Dicke auf. Die Form der Scheibe 2 bewirkt eine Bündelung des Sonnenlichts 3 derart, dass dieses zu einem Brennpunkt 13 hin gebündelt wird. Die Scheibe 2 wirkt somit als eine sphärische Sammellinse 6, wobei diese zusätzlich oder alternativ auch zylindrisch sein kann, sodass das Sonnenlicht 3 zu einer Brennlinie hin gebündelt wird.
Die Scheibe 2 bildet einen Teil eines Fahrzeugdaches 5 des Kraftfahrzeugs 1. Die dem Insassenraum 4 abgewandte Seite der Scheibe 2 respektive der Sammellinse 6 entspricht der Außenkontur des Fahrzeugdaches 5. Obgleich dies beim konkret gezeigten Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen ist, kann die Scheibe 2 auch zumindest ein Teil einer Windschutzscheibe 35 oder eine Heckscheibe oder einer Seitenscheibe 36 des Kraftfahrzeugs 1 sein. Weiterhin ist denkbar, obgleich dies bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls nicht vorgesehen ist, dass das Fahrzeugdach 5 mehrteilig ist und mehrere Scheibensegmente aufweist. In diesem Fall bildet zumindest eines der Scheibensegmente die Sammellinse 6.
Wie insbesondere anhand der 1 ersichtlich wird, trifft das gebündelte Sonnenlicht 7 auf einen im Insassenraum 4 angeordneten Wärmekollektor 8 auf. Während die Scheibe 2 den Insassenraum 4 oberseitig begrenzt, ist der Wärmekollektor 8 unterseitig im Insassenraum 4 angeordnet. Konkret ist der Wärmekollektor 8 an einer fahrzeugfesten Komponente 9 angeordnet, nämlich an einer Mittelkonsole 10, die zwischen einem Fahrer- und einem Beifahrersitz des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist. Die fahrzeugfeste Komponente 9, an der der Wärmekollektor 8 angeordnet ist, kann auch ein Armaturenbrett 11 oder eine Türinnenverkleidung 12 des Kraftfahrzeugs 1 sein.
Mittels des Wärmekollektors 8 wird Wärmeenergie, die über das Sonnenlicht 3 in den Insassenraum 4 gelangt, aufgenommen bzw. gespeichert. Der von dem Wärmekollektor 8 absorbierte Anteil der in den Insassenraum 4 gelangenden Wärmeenergie bewirkt anstelle der Erwärmung der Luft im Insassenraum 4 die Erwärmung des Wärmekollektors 8. Hierdurch wird ein Treibhauseffekt, der insbesondere bei starker Sonneneinstrahlung auftritt, abgeschwächt. Um diesen Effekt zu steigern, wird das parallel auf das Kraftfahrzeug 1 respektive auf die Scheibe 2 einfallende Sonnenlicht 3 gebündelt, wobei das gebündelte und auf den Wärmekollektor 8 auftreffende Sonnenlicht 7 eine Erhöhung der dem Wärmekollektor 8 zugeführten Energie pro Zeiteinheit bewirkt. Zudem bewirkt das Sonnenlicht 3, 7 auch bei kalten Temperaturen eine Erwärmung des Wärmekollektors 8, sodass dieser seitens des Nutzers respektive Fahrzeuginsassen als Handwärmer nutzbar ist.
Der Wärmekollektor 8 ist vorliegend beispielhaft scheiben- respektive linsenförmig ausgebildet und besteht aus einem Material mit einer hinreichend hohen spezifischen Wärmekapazität, beispielsweise wenigstens 0,2 kJ / (kg K). Der Wärmekollektor 8 besteht beispielhaft aus einem Gestein, etwa einem Granit oder einem Marmor. Alternativ kann der Wärmekollektor 8 aus einem Metall bestehen. Das Gewicht des Wärmekollektor kann zwischen 0,5 und 5 kg betragen, vorliegend beispielhaft 1,5 kg.
Nachfolgend wird auf die 3 und 4 Bezug genommen, die eine äußerst schematische Querschnittsdarstellung des Kraftfahrzeugs 1 zeigen und deren Schnittebenen durch den Wärmekollektor 8 verlaufen. So ist vorgesehen, dass der Abstand 14 zwischen der Scheibe 2 und dem Wärmekollektor 8 von der Brennweite 15 der mittels der Scheibe 2 gebildeten Sammellinse 6 abweicht. Das heißt, dass der Wärmekollektor 8 außerhalb einer Brennebene 22 der Sammellinse 6 liegt, sodass nur ein Teil des gebündelten Sonnenlichts 7 auf dem Wärmekollektor 8 trifft. Hierdurch wird bewirkt, dass der Bereich, in denen das Sonnenlicht 3, 7 gebündelt wird und indem der Wärmekollektor 8 angeordnet ist, aufgeweitet ist. Konkret und beispielhaft beträgt der Abstand 14 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa die Hälfte der Brennweite 15.
Konkret zeigt 3 eine Situation, bei der die Sonne im Zenit steht und das Kraftfahrzeug 1 auf einem horizontalen Untergrund angeordnet ist. Ein Einfallswinkel 16, unter dem das parallele Sonnenlicht 3 auf das Kraftfahrzeug 1 respektive die Sammellinse 6 auftrifft, beträgt in dieser Situation 90°. In der in 4 gezeigten Situation fällt das parallele Sonnenlicht 3 schräg auf das Kraftfahrzeug 1, wobei der Einfallswinkel 16 in etwa 60° beträgt. Aus der 4 wird ersichtlich, dass dieser Wert von 60° für den Einfallswinkel 16 einen Grenzfall darstellt, da bei einem Einfallswinkel 16 von kleiner als 60° das gebündelte Sonnenlicht 7 nicht mehr oder zumindest nicht mehr komplett auf den Wärmekollektor 8 auftreffen würde. Bei der gezeigten Ausführungsform ist mithin exemplarisch vorgesehen, dass bei dem auf dem horizontalen Untergrund stehenden Kraftfahrzeug 1 das gebündelte Sonnenlicht 7 nur dann auf den Wärmekollektor 8 trifft, wenn der Einfallswinkel 16 zwischen 60° und 90° beträgt.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 5 und 6 Details bezüglich des Wärmekollektors 8 erläutert. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Wärmekollektors 8. 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung des Wärmekollektors 8 und der fahrzeugfesten Komponente 9. Wie insbesondere anhand der 5 ersichtlich wird, weist der Wärmekollektor 8 ein erstes Temperierungsmittel 17 und ein zweites Temperierungsmittel 18 auf. Die Temperierungsmittel 17, 18 stehen mit dem Wärmekollektor 8 in thermischem Kontakt respektive sind als ein Teil desselben ausgebildet, wobei der Wärmekollektor 8 mittels des ersten Temperierungsmittel 17 kühlbar und mittels des zweiten Temperierungsmittel 18 wärmbar ist.
So ist das erste Temperierungsmittel 17 ein sich mäandernd durch das Innere des Wärmekollektors 8 erstreckender Fluidkanal, durch den ein in einem Temperierungssystem 19 des Kraftfahrzeugs 1 geführtes Kühlfluid wie Luft oder Wasser führbar ist. Das erste Temperierungsmittel 17 kann auch ein elektrothermischer Wandler, etwa ein Peltier-Element, sein. Das Temperierungssystem 19 ist ein Kühlkreislauf einer Klimatisierungseinrichtung des Kraftfahrzeugs 1, mittels der auch der Insassenraum 4 hinsichtlich der Temperatur und insbesondere der Luftfeuchtigkeit konditionierbar ist. Das Temperierungssystem 19 umfasst eine Fluidpumpe 20 und weitere Komponenten 21 wie etwa einen Wärmetauscher und/oder einen Verdampfer.
Das zweite Temperierungsmittel 18 ist ein sich ebenfalls mäandernd durch das Innere des Wärmekollektors erstreckender elektrothermischer Wandler, nämlich eine Heizwendel. Die Heizwendel ist mittels einer Fahrzeugbatterie 23 bestrombar
Die Temperierungsmittel 17, 18 sind mittels einer nicht näher gezeigten Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs 1 steuerbar. Entsprechend wird es dem Nutzer ermöglicht, mittels einer Bedienhandlung, beispielsweise an einer Bedienvorrichtung des Kraftfahrzeugs 1, den Betrieb der Temperierungsmittel 17, 18 zu starten, insbesondere des zweiten Temperierungsmittels 18, sofern der Wärmekollektor 8 als Handwärmer genutzt werden soll und hierzu das Sonnenlicht 3, 7 nicht ausreichend ist. Dem Nutzer ist es ferner ermöglicht, den Betrieb des zweiten Temperierungsmittels 17, 18 mittels einer Bedienhandlung entsprechend zu beenden.
Insbesondere anhand der 6 wird ersichtlich, dass die fahrzeugfeste Komponente 9 einen muldenartigen Aufnahmeabschnitt 24 aufweist, in respektive an den der Wärmekollektor 8 lösbar befestigbar ist. Hierdurch wird es ermöglicht, dass der Wärmekollektor 8 bei Bedarf in den Aufnahmeabschnitt 24 eingesetzt und bei Nichtbedarf herausgenommen werden kann. Die Herausnehmbarkeit des Wärmekollektors 8 ist in der 6 durch den Pfeil 29 angedeutet. Zur Befestigung des Wärmekollektor 8 in respektive an dem Aufnahmeabschnitt 24 können in den Figuren nicht mehr gezeigte Befestigungsmittel wie etwa Klemm- oder Rastelemente vorgesehen sein.
Zur Herstellung der Verbindung zwischen dem ersten Temperierungsmittel 17 und dem Temperierungssystem 19 weist der Wärmekollektor 8 erste kollektorseitige Schnittstellen 25 auf, wobei die fahrzeugfeste Komponente 9 im Bereich des Aufnahmeabschnitts 24 erste fahrzeugseitige Schnittstellen 26 aufweist. Zur Herstellung der Verbindung zwischen dem zweiten Temperierungsmittel 18 und der Fahrzeugbatterie 23 weist der Wärmekollektor 8 zweite kollektorseitige Schnittstellen 27 auf, wobei die fahrzeugfeste Komponente 9 im Bereich des Aufnahmeabschnitts 24 zweite fahrzeugseitige Schnittstellen 28 aufweist. Die ersten Schnittstellen 25, 26 sowie die zweiten Schnittstellen 27, 28 stellen beim Einsetzen des Wärmekollektor 8 in den Aufnahmeabschnitt 24 jeweils automatisch die entsprechende Verbindung her. Die ersten Schnittstellen 25, 26 sind Kontaktierungsstutzen aus einem Elastomer, die beim Einsetzen des Wärmekollektors 8 in den Aufnahmeabschnitt 24 in eine aneinander anliegende Stellung gebracht werden, sodass eine entsprechend fluiddichte Verbindung zwischen dem ersten Temperierungsmittel 17 und dem Temperierungssystem 19 hergestellt wird. Die zweiten Schnittstellen 27, 28 sind elektrische Kontaktierungsstellen, die beim Einsetzen des Wärmekollektor 8 in den Aufnahmeabschnitt 24 miteinander in Berührungskontakt kommen.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 6 ist ein an dem Wärmekollektor 8 entfernbar anordnendbares und aus einem Isoliermaterial bestehendes Isolationselement 30 vorgesehen. Das an dem Wärmekollektor 8 angeordnete Isolationselement 30 schirmt diesen von dem gebündelten Sonnenlichts 7 zumindest teilweise ab. Konkret ist das Isolationselement 30 ein aus einem Kunststoff bestehender Deckel 31 der fahrzeugfesten Komponente 9, mittels dem der Aufnahmeabschnitt 24 samt dem Wärmekollektor 8 abdeckbar ist. Die dem Wärmekollektor 8 zugewandte Form des Deckels 31 ist gegengleich zur Form des Wärmekollektors 8 ausgebildet. Die Schwenkbewegung zum Auf- und zu Klappen des Deckels 31 ist in der 6 durch einen Pfeil 32 angedeutet.
7 zeigt eine erste Alternative bezüglich des Isolationselements 30, das gemäß dieser Ausführungsform ein aus einem Textil bestehender Überzug 32 ist. Der Überzug 32 kann wie eine Socke auf den Wärmekollektor 8 aufgezogen und insbesondere zugebunden werden.
8 zeigt eine zweite Alternative des Isolationselements 30, das eine aus einem Kunststoff bestehende Abdeckkappe 33 ist, die an dem Wärmekollektor 8 mittels einer Clipsverbindung 34 befestigbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3721616 A1 [0003]

Claims

Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Scheibe (2), über die Sonnenlicht (3) von außen in einen Insassenraum (4) des Kraftfahrzeugs (1) gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt der Scheibe (2) als eine Sammellinse (6) ausgebildet ist, die das durch diesen Abschnitt tretende Sonnenlicht (3) derart bündelt, dass dieses auf wenigstens einen im Insassenraum (4) angeordneten Wärmekollektor (8) trifft.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (2) den Insassenraum (4) oberseitig begrenzt und der Wärmekollektor (8) unterseitig im Insassenraum (4) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (2) zumindest ein Teil einer Windschutzscheibe (35) oder einer Heckscheibe oder einer Seitenscheibe (36) oder eines Fahrzeugdachs (5) des Kraftfahrzeugs (1) ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmekollektor (8) in oder an einem Aufnahmeabschnitt (24) einer fahrzeugfesten Komponente (9) fest verbaut oder lösbar befestigbar ist, die eine Mittekonsole (10) oder ein Armaturenbrett (11) oder eine Türinnenverkleidung (12) ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (14) zwischen der Scheibe (2) und dem Wärmekollektor (8) von der Brennweite (15) der mittels der Scheibe (2) gebildeten Sammellinse (6) abweicht, so dass nur ein Teil des gebündelten Sonnenlichts (7) auf den Wärmekollektor (8) trifft.
Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmekollektor (8) aus einem Metall oder einem Gestein besteht und/oder scheibenförmig ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein mit dem Wärmekollektor (8) in thermischem Kontakt stehendes oder als ein Teil des Wärmekollektors (8) ausgebildetes Temperierungsmittel (17, 18), mittels dem der Wärmekollektor (8) kühlbar und/oder zusätzlich wärmbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperierungsmittel (17, 18) wenigstens ein elektrothermischer Wandler oder wenigstens ein sich durch den Wärmekollektor (8) erstreckender und mit einem Temperierungssystem (19) des Kraftfahrzeugs (1) gekoppelter Fluidkanal ist, durch den ein in dem Temperierungssystem (19) geführtes Temperierungsfluid führbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der in oder an dem oder einem Aufnahmeabschnitt (24) lösbar befestigbare Wärmekollektor (8) wenigstens eine kollektorseitige Schnittstelle (25, 27) aufweist, wobei im oder am Aufnahmeabschnitt (24) wenigstens eine fahrzeugseitige Schnittstelle (26, 28) vorgesehen ist, wobei die Schnittstellen (25 - 28) beim Einsetzen des Wärmekollektors (8) in den Aufnahmeabschnitt (24) eine Verbindung zwischen dem elektrothermischen Wandler und einer Fahrzeugbatterie (23) und/oder zwischen dem Fluidkanal und dem Temperierungssystem (19) herstellen.
Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein an dem Wärmekollektor (8) entfernbar anordbares und aus einem Isoliermaterial bestehendes Isolationselement (30), wobei das an dem Wärmekollektor (8) angeordnete Isolationselement (30) den Wärmekollektor (8) von dem gebündelten Sonnenlicht (7) zumindest teilweise abschirmt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationselement (30) ein Überzug (32) für den Wärmekollektor (8) oder ein Deckel (31), mittels dem der oder ein Aufnahmeabschnitt (24), in dem der Wärmekollektor (8) angeordnet ist, abdeckbar ist, oder eine Abdeckkappe (33), die an dem Wärmekollektor (8) befestigbar ist, ist.