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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug umfassend eine Fahrzeugbasis mit einem Sichtfenster.
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Zur bedarfsweisen Beleuchtung eines sogenannten Fahrgastraums weisen Kraftfahrzeuge typischerweise Beleuchtungseinheiten auf, die üblicherweise im Bereich eines sogenannten Dachhimmels positioniert sind. Die entsprechenden Beleuchtungseinheiten sind dabei über Kabelverbindungen an ein Bordnetz des entsprechenden Kraftfahrzeuges angebunden und werden über diese im Bedarfsfall mit elektrischer Energie versorgt.
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Aufgrund einer aktuellen Entwicklung sind viele Kraftfahrzeughersteller bestrebt, auch Kraftfahrzeuge zu fertigen und dem Endkunden anzubieten, bei denen im Bereich des Dachhimmels großflächige Sichtfenster, häufig als Panoramadach bezeichnet, verbaut sind, unter anderem, um hierdurch den Insassen ein angenehmeres Raumgefühl zu vermitteln. Dabei verringert sich mit zunehmender Größe der Sichtfenster der verbleibende Bauraum für Beleuchtungseinheiten, wodurch die Freiheiten bei der Positionierung entsprechender Beleuchtungseinheiten eingeschränkt werden.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit mehr Freiheiten bei der Positionierung elektrischer Verbraucher anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen enthalten.
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Ein entsprechendes Kraftfahrzeug umfasst dabei eine Fahrzeugbasis mit zumindest einem Sichtfenster, wobei dieses Sichtfenster eine Schnittstelle aufweist, die für eine kontaktlose Leistungsübertragung an einen am Sichtfenster befestigten elektrischen Verbraucher ausgebildet ist. Hierbei ist die Fahrzeugbasis typischerweise mit der Karosserie des Kraftfahrzeuges gleichzusetzen, die das entsprechende Sichtfenster, also zum Beispiel die sogenannte Frontscheibe, eine Seitenscheibe oder die sogenannte Heckscheibe, als Baugruppe mit umfasst, in die also das Sichtfenster integriert ist. Jenes Sichtfenster ist dabei insbesondere auch als ein sogenanntes Panoramadach oder Glasdach ausgestaltet, welches im Bereich des sogenannten Dachhimmels positioniert ist und diesen somit mit ausbildet.
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Dieses Sichtfenster weist nun eine Schnittstelle für eine kontaktlose Leistungsübertragung auf, die eine Übertragung von elektrischer Energie an einen elektrischen Verbraucher ermöglicht, der am Sichtfenster befestigt ist. Auf diese Weise lässt sich dann beispielsweise eine Beleuchtungseinheit zur bedarfsweisen Beleuchtung des Fahrgastraums, eine Bremsleuchte, eine Sensoreinheit, ein Radarsensor, ein Spiegel oder ein automatisch abblendender Rückspiegel/Innenspiegel innen oder außen am Sichtfenster befestigen und über die Schnittstelle des Sichtfensters mit elektrischer Energie versorgen. Somit müssen zum Beispiel die vorgesehenen Beleuchtungseinheiten nicht mehr im Umrandungsbereich des Sichtfensters angeordnet werden, was die Freiheiten beim Entwurf eines Kraftfahrzeugmodells signifikant erhöht.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist die Schnittstelle weiter derart ausgestaltet, dass der optische Eindruck durch die Schnittstelle nur unwesentlich beeinflusst wird, dass also insbesondere die Schnittstelle beim Blick durch das Sichtfenster kaum wahrgenommen wird oder zumindest als nicht störend empfunden wird. Dies ist insbesondere im Falle der Frontscheibe und im Falle der Heckscheibe von großer Bedeutung. Hierzu ist die Schnittstelle beispielsweise aus einem zumindest teilweise transparenten Material gefertigt, wie beispielsweise Zinkoxid, und/oder mittels filigraner Strukturen, also beispielsweise filigraner Litzen oder Leiterbahnen, ausgebildet.
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Zweckdienlich ist es hierbei, wenn die Schnittstelle durch eine Spule oder eine Kondensatorelektrode ausgebildet ist, so dass die bedarfsweise Übertragung von elektrischer Energie induktiv bzw. kapazitiv erfolgen kann.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist die Schnittstelle weiter durch Leiterstrukturen realisiert, die auf dem Sichtfenster aufgebracht sind. Alternativ ist die Schnittstelle in das Sichtfenster integriert, also zum Beispiel zwischen zwei transparenten plattenförmigen Bauteilen des Sichtfensters angeordnet. Diese Variante ist dabei insbesondere von Vorteil, wenn das Sichtfenster aus einem Verbundmaterial hergestellt ist und/oder einen mehrschichtigen Aufbau aufweist.
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Wie bereits zuvor dargelegt, weist die Schnittstelle bevorzugt zumindest eine Spule für eine induktive Leistungsübertragung oder zumindest eine Kondensatorelektrode für eine kapazitive Leistungsübertragung auf. Ist nun eine bedarfsweise Versorgung mehrerer elektrischer Verbraucher über die Schnittstelle vorgesehen, die insbesondere in einem größeren räumlichen Abstand zueinander am Sichtfenster befestigt sind, so ist es zweckdienlich, wenn die Schnittstelle mehrere Spulen und/oder mehrere Kondensatorelektroden aufweist, so dass beispielsweise für jeden elektrischen Verbraucher eine eigene Spule oder eine eigene Kondensatorelektrode vorgesehen ist.
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Alternativ lassen sich auch mehrere Verbraucher mittels einer Spule oder einer Kondensatorelektrode mit elektrischer Energie versorgen, indem die Abmessungen der Spule bzw. der Kondensatorelektrode geeignet angepasst werden, indem also zum Beispiel eine langgestreckte Spule oder eine langgestreckte Kondensatorelektrode die Schnittstelle ausbildet. Je nach Anwendungsfall weist eine entsprechende langgestreckte Spule bzw. eine entsprechende langgestreckte Kondensatorelektrode dabei in zumindest einer Richtung eine Ausdehnung auf, die mit der Ausdehnung des Sichtfensters in der entsprechenden Richtung vergleichbar ist.
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Einer weiteren Ausgestaltungsvariante entsprechend umfasst die Schnittstelle eine Kondensatorelektrode mit mehreren Fingern, die typischerweise einen Großteil der Fläche des Sichtfensters abdecken. In vorteilhafter Weiterbildung ist die Kondensatorelektrode dabei kammartig ausgestaltet und typischerweise zudem für die Versorgung mehrerer elektrischer Verbraucher ausgelegt.
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Alternativ zur kapazitiven Leistungsübertragung über eine einzelne Kondensatorelektrode oder mehrere einzelne Kondensatorelektroden ist es vorgesehen, ein Kondensatorelektrodenpaar oder mehrere Kondensatorelektrodenpaare zu nutzen, wobei in diesem Fall dann auch elektrische Verbraucher eingesetzt und an die Schnittstelle angekoppelt werden, die ihrerseits ein Kondensatorelektrodenpaar, quasi als Empfänger, aufweisen. Hierbei ist dann zweckdienlicherweise das Kondensatorelektrodenpaar eines entsprechenden elektrischen Verbrauchers an das Kondensatorelektrodenpaar der Schnittstelle angepasst, so dass beispielsweise der Abstand zwischen den beiden Elektroden des Kondensatorelektrodenpaars des elektrischen Verbrauchers dem Abstand zwischen den beiden Elektroden des Kondensatorelektrodenpaars der Schnittstelle entspricht.
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Einer weiteren Ausgestaltungsvariante der Schnittstelle entsprechend weist diese ein Kondensatorelektrodenpaar auf, bei dem jede Kondensatsorelektrode des Kondensatorelektrodenpaars mehrere Finger aufweist. Dabei sind die Finger der beiden Kondensatorelektroden alternierend, nebeneinander angeordnet und bilden bevorzugt zumindest in einer Richtung ein Raster mit einer Vielzahl an Positionen aus, an denen ein entsprechender elektrischer Verbraucher, ähnlich wie bei einer Steckplatine, positioniert werden kann.
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Ein solches Positionsraster mit einer Vielzahl von möglichen Positionen für entsprechende elektrische Verbraucher lässt sich alternativ auch durch eine Mehrzahl von Kondensatorelektroden oder Kondensatorelektrodenpaaren realisieren und wird bevorzugt im Kraftfahrzeug realisiert. Eine derart ausgestaltete Schnittstelle ist nicht nur günstig, wenn mehrere elektrische Verbraucher am Sichtfenster befestigt und über die Schnittstelle mit elektrischer Energie versorgt werden sollen, sondern auch wenn ein oder mehrere elektrische Verbraucher für eine lösbare Befestigung am Sichtfenster ausgebildet ist bzw. sind, so dass diese insbesondere auch durch den Endverbraucher oder Kraftfahrzeugnutzer bedarfsweise am Sichtfenster befestigt werden können und umpositioniert werden können. Die lösbare Befestigung eines entsprechenden elektrischen Verbrauchers erfolgt dabei zum Beispiel mit Hilfe eines Saugnapfes oder mit Hilfe eines vergleichbaren Halteelements. Um eine korrekte Positionierung oder Umpositionierung eines entsprechenden elektrischen Verbrauchers bezogen auf das Positionierungsraster der Schnittstelle zu erleichtern, ist es in einem solchen Fall zweckdienlich Markierungen am elektrischen Verbraucher und/oder am Sichtfenster vorzusehen, wobei die Markierungen am Sichtfenster auch durch die Leiterstrukturen der Schnittstelle ausgebildet sein können.
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In jedem Fall weist ein entsprechender elektrischer Verbraucher eine zur Schnittstelle des Sichtfensters kompatible Schnittstelle auf, in die die kontaktlos übertragene elektrische Leistung eingekoppelt wird, die also als Empfänger für die kontaktlos übertragene elektrische Leistung dient.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 in einer Seitenansicht ein Kraftfahrzeug mit einem Dachhimmel sowie
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2 in einer teilweise transparenten Aufsicht den Dachhimmel.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ein nachfolgend exemplarisch beschriebenes und in 1 angedeutetes Kraftfahrzeug 2 weist einen sogenannten Dachhimmel 4 auf, der Teil einer Fahrzeugbasis 6 ist und einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges 2 abdeckt. Ein Teil des Dachhimmels 4 wird dabei durch ein Sichtfenster 8 gebildet, welches nach Art eines Panoramadaches ausgestaltet ist und dementsprechend eine große Flächendehnung aufweist.
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Jenes Sichtfenster 8 wird dabei im Wesentlichen durch zwei nicht näher dargestellte Glasplatten ausgebildet, zwischen denen eine ebenfalls nicht näher dargestellte, transparente Kunststofffolie angeordnet oder zwischengelagert ist. Auf dieser Kunststofffolie sind filigrane Leiterstrukturen 10 aufgedruckt, die eine Schnittstelle für eine kontaktlose Leistungsübertragung an elektrische Verbraucher 12 ausbilden.
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In 2 sind die entsprechenden Leiterstrukturen 10 zugunsten einer guten Erkennbarkeit hervorgehoben und durch verstärkte Linien wiedergegeben. Dabei zeigt die Darstellung, dass die Leiterstrukturen 10 im Ausführungsbeispiel ein Kondensatorelektrodenpaar 14 ausbilden, bei dem beide Kondensatorelektroden 16 kammartig ausgestaltet sind und eine Ausdehnung in Längsrichtung 18 des Kraftfahrzeuges 2 aufweisen, die vergleichbar ist mit der Ausdehnung des Sichtfensters 8 in eben diese Richtung.
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Aufgrund der kammartigen Ausgestaltung der Kondensatorelektroden 16 weisen diese mehrere von einer Basis abstehende Finger 20 auf, wobei die Finger 20 der beiden Kondensatorelektroden 16 alternierend, nebeneinander angeordnet sind, so dass die beiden kammartigen Strukturen quasi ineinandergreifen. Auf diese Weise bilden die Leiterstrukturen 10, also die beiden Kondensatorelektroden 16, eine Art Raster aus, durch welches eine Vielzahl von Positionen vorgegeben wird, an denen ein elektrischer Verbraucher 12 positioniert und für eine kontaktlose Leistungsübertragung an die Schnittstelle im Dachhimmel 4 angekoppelt werden kann.
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Die im Bedarfsfall zur Versorgung eines oder mehrerer elektrischer Verbraucher 12 übertragene elektrische Energie wird über das Kraftfahrzeugbordnetz 22 zur Verfügung gestellt und mittels nicht näher dargestellter Elektronik für eine kontaktlose Leistungsübertragung, im Ausführungsbeispiel für eine kapazitive Leistungsübertragung, aufbereitet. Die entsprechenden Elektronikbausteine sind dabei ebenso wie diverse Kabel des Kraftfahrzeugbordnetzes 22 in einem Bereich des Dachhimmels 4 untergebracht, der sich an das Sichtfenster 8 anschließt und durch eine Verkleidung abgedeckt ist. Somit sind die Elektronikbausteine und die Kabel des Kraftfahrzeugbordnetzes 22 entgegen der Darstellung in 2 für einen Betrachter des Kraftfahrzeuges 2 nicht sichtbar, unabhängig davon ob sich dieser innerhalb oder außerhalb des Kraftfahrzeuges 2 befindet.
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Wie bereits zuvor erwähnt, sind die Leiterstrukturen 10 im Ausführungsbeispiel filigran gehalten und weisen dementsprechend Abmessungen auf, die vergleichbar sind mit typischen Leiterstrukturen einer sogenannten Heckscheibenheizung. Infolge dieser filigranen Ausgestaltung sind die Leiterstrukturen 10 zwar mit dem Auge zu erkennen, sie werden jedoch beim Blick durch das Sichtfenster 8 nicht als störend empfunden und trüben deshalb auch nicht den optischen Eindruck.
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Die so ausgestaltete Schnittstelle ist für eine maximale Übertragungsleistung von einigen Milliwatt ausgelegt und somit ausreichend um mehrere LED-Einheiten 24 bei Bedarf mit elektrischer Energie zu versorgen. Die entsprechenden LED-Einheiten 24 dienen dabei zur bedarfsweisen Beleuchtung des Fahrgastraumes und sind im Ausführungsbeispiel nicht fest in das Fahrzeug 2 installiert, sondern lösbar am Sichtfenster 8 mittels eines Saugnapfes 26 befestigt.
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Dementsprechend lassen sich die LED-Einheiten 24 jederzeit durch einen Nutzer des Kraftfahrzeuges 2 entfernen oder umpositionieren, wobei die möglichen Positionen für die LED-Einheiten 24 mittels einer nicht näher dargestellten Markierung, beispielsweise einem Pfeil an jeder LED-Einheit 24, für den Nutzer des Kraftfahrzeuges 2 erkennbar sind. Die entsprechende Markierung ist dabei auf der dem Saugnapf 16 abgewandten oder gegenüberliegenden Seite der LED-Einheiten 24 angebracht und muss zur korrekten Positionierung einer entsprechenden LED-Einheit 24 über einem der Finger 20 positioniert werden. Hierbei ist lediglich darauf zu achten, dass die Markierung, im vorliegenden Beispiel der Pfeil, nicht gegen die Finger verdreht ist und in Längsrichtung 18 deckungsgleich mit dem Finger 20 platziert ist, wohingegen die Position quer zur Längsrichtung 18 im Wesentlichen frei gewählt werden kann.
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Ist ein entsprechender elektrischer Verbraucher 12 auf diese Weise positioniert und am Sichtfenster 8 mittels des Saugnapfes 26 befestigt, so ist der entsprechende elektrische Verbraucher 12 an die Schnittstelle des Sichtfensters 8 angekoppelt. Wird dann im Bedarfsfall elektrische Leistung in Richtung des elektrischen Verbrauchers 12 abgestrahlt, so wird diese in eine dazu kompatible Schnittstelle des elektrischen Verbrauchers 12 eingekoppelt, die im Ausführungsbeispiel durch ein Kondensatorelektrodenpaar 28 ausgebildet ist. Jenes Kondensatorelektrodenpaar 28 ist dabei durch zwei Leiterstreifen realisiert, die, genauso wie der Saugnapf 26 auf der dem Sichtfenster 8 zugewandten Gehäusewandung der entsprechenden LED-Einheit angebracht sind.
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In 2 ist des Weiteren eine leicht abgewandelte LED-Einheit 30 dargestellt, bei der die Kondensatorelektroden eine Winkelform aufweisen. Aufgrund dieser Ausgestaltung des Kondensatorelektrodenpaars 28 der LED-Einheit 30 lässt sich diese auch um 90° verdreht am Sichtfenster 8 anordnen, was die Handhabung weiter vereinfacht.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kraftfahrzeug
- 4
- Dachhimmel
- 6
- Fahrzeugbasis
- 8
- Sichtfenster
- 10
- Leiterstruktur
- 12
- Elektrischer Verbraucher
- 14
- Kondensatorelektrodenpaar
- 16
- Kondensatorelektrode
- 18
- Längsrichtung
- 20
- Finger
- 22
- Kraftfahrzeugbordnetz
- 24
- LED-Einheit
- 26
- Saugnapf
- 28
- Kondensatorelektrodenpaar der LED-Einheit
- 30
- alternative LED-Einheit
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Zusammenfassung
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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (2) umfassend eine Fahrzeugbasis (6) mit einem Sichtfenster (8), wobei das Sichtfenster (8) eine Schnittstelle (10, 14, 16) aufweist, die für eine kontaktlose Leistungsübertragung an einen am Sichtfenster (8) befestigten elektrischen Verbraucher (24, 30) ausgebildet ist.
