Multi funktionale Zubehör einrichtung

Die Erfindung betri f ft eine Zubehöreinrichtung . Außerdem betri f ft die Erfindung ein Fahrzeug .

Herkömmlich wird zur Reinigung von Fensterscheiben von Fahrzeugen, insbesondere von Frontscheiben von Schienenfahrzeugen, Wischwasser, das gegebenenfalls mit Frostschutzmittel und Reinigungs zusätzen versetzt ist , verwendet . Zur Aufbewahrung und zum Bereithalten des Wischwassers wird ein Wischwasserbehälter genutzt , welcher sich in der Regel irgendwo im Frontbereich des Fahrzeugs befindet .

Zudem benötigen Fahrzeuge zur Ausleuchtung der Umgebung Fahrzeugleuchten, insbesondere Frontscheinwerf er , die herkömmlich in einer Scheinwerfereinheit bzw . Beleuchtungseinheit zusammengefasst sind . Weiterhin können insbesondere bei Schienenfahrzeugen weitere Komponenten für einen automatisierten Zugbetrieb im Frontbereich eines solchen Schienenfahrzeugs eingebaut werden . Insbesondere bei Schienenfahrzeugen ist das Platzangebot im Frontbereich häufig stark eingeschränkt , so dass es schwierig wird, die genannten unterschiedlichen Komponenten im Frontbereich unterzubringen .

Bisher wurden der Wischwasserbehälter und die Beleuchtungseinheit als separate Komponenten im Frontbereich eines Schienenfahrzeugs untergebracht . Eine solche herkömmliche Anordnung ist in FIG 1 und in FIG 2 gezeigt . In den Wischwasserbehälter sind meist Pumpen, Filter und Füllstandssensoren integriert . Die Beleuchtungseinheit ist herkömmlich allerdings vollständig von dem Wischwasserbehälter separiert , so dass das Platzangebot für zusätzliche Komponenten für das automatisierte Fahren stark eingeschränkt ist .

Es besteht also die Aufgabe , die im Frontbereich eines Fahrzeugs , insbesondere eines Schienenfahrzeugs , benötigten Zube- hörteile , insbesondere den Wischwasserbehälter und die Beleuchtungseinheit , dort so anzuordnen, dass ausreichend Platz für zusätzliche Komponenten, insbesondere für das automatisierte Fahren, zur Verfügung steht .

Diese Aufgabe wird durch eine Zubehöreinrichtung gemäß Patentanspruch 1 und ein Fahrzeug gemäß Patentanspruch 12 gelöst .

Die erfindungsgemäße Zubehöreinrichtung für ein Fahrzeug weist einen Wischwasserbehälter und eine in den Wischwasserbehälter integrierte Beleuchtungseinheit auf . Als Zubehör soll in diesem Zusammenhang ein technischer Gegenstand oder eine technische Anordnung verstanden werden, die für die Grundfunktion des Fahrzeugs , also das Fahren, nicht unbedingt nötig ist , aber die Sicherheit und den Komfort des Fährbetriebs verbessern bzw . das Anwendungs f eld des Fahrzeugs erweitern . Beispielsweise ermöglichen sowohl der Wischwasserbehälter als auch die Beleuchtungseinheit eine positive Beeinflussung der Sichtverhältnisse , beispielsweise bei schlechtem Wetter oder in der Dunkelheit oder der Dämmerung, und erlauben so einen störungs freien und sicheren Fährbetrieb auch bei widrigen Umweltbedingungen . Die Beleuchtungseinheit umfasst in der Regel eine oder mehrere Leuchten, die nun anders als im Stand der Technik nicht separat von dem Wischwasserbehälter angeordnet sind, sondern direkt in diesen integriert sind . Die Beleuchtungseinheit dient zur Beleuchtung der Umgebung des Fahrzeugs oder zur Kenntlichmachung des Fahrzeugs bei ungünstigen Sichtbedingungen, beispielsweise bei Dunkelheit oder schlechtem Wetter . Zu diesem Zweck umfasst der Wischwasserbehälter eine speziell an die Form der zu integrierenden Beleuchtungseinheit angepasste Formgebung, vorzugsweise Vertiefungen bzw . Montageaufnahmen, in die die Beleuchtungseinheit einsetzbar ist . Bevorzugt bilden die Montageaufnahmen bildlich gesprochen Aussparungen in der Wand des Wischwasserbehälters bzw . Durchführungen durch die Wand des Wischwasserbehälters , durch die die Beleuchtungseinheit oder einzelne Leuchten der Beleuchtungseinheit vom Innenraum des Wischerwasserbehälters aus kontaktiert werden können . Vorteilhaft erweitert sich das Montagespektrum des Wischwasserbehälters im Vergleich zu einem herkömmlichen Wischwasserbehälter, denn der Wischwasserbehälter kann anders als im Stand der Technik an der Position, welche für die Beleuchtungseinheit vorgesehen ist , angeordnet werden . Weiterhin erhöht sich der Freiheitsgrad bei der Formgebung bzw . Anordnung der Leuchten der Beleuchtungseinheit . Beispielsweise können die Leuchten hori zontal , vertikal oder schräg versetzt angeordnet werden . Besonders vorteilhaft erlaubt die Integration der genannten Komponenten eine kompakte Bauweise , so dass in einem Stirnbereich eines Fahrzeugs , vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs , insbesondere in einem Frontbereich eines solchen Fahrzeugs , Platz geschaf fen wird für zusätzliche Bauelemente . Insbesondere wird dort Platz geschaf fen für Komponenten, die für das automatisierte Fahren benötigt werden . Solche Komponenten umfassen bevorzugt Sensoren, wie zum Beispiel passive bildgebende Systeme , insbesondere Kameras , oder abtastende Systeme , insbesondere Lidarsysteme oder Radarsysteme , und Komponenten zum Betreiben der genannten Sensoren . Die genannten Sensoren werden zum Beispiel zur Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs oder für die Odometrie genutzt , um einem automatisierten Steuerungssystem des Fahrzeugs Informationen über die Umgebung liefern zu können oder eine Position oder Pose eines Fahrzeugs zu ermitteln .

Das erfindungsgemäße Fahrzeug, vorzugsweise ein Schienenfahrzeug, weist die erfindungsgemäße Zubehöreinrichtung auf . Das erfindungsgemäße Fahrzeug teilt die Vorteile der erfindungsgemäßen Zubehöreinrichtung . Schienenfahrzeuge haben im Frontbereich oft besonders wenig Platz für zusätzliche Komponenten, da die Karosserie eines Schienenfahrzeugs meistens mit der Frontscheibe abschließt . Vorspringende Komponenten, wie sie bei Straßenfahrzeugen auftreten, werden der Übersichtlichkeit halber vermieden .

Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten j eweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung . Zudem können im Rahmen der Erfindung die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Aus führungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Aus führungsbeispielen kombiniert werden .

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zubehöreinrichtung umfasst der Wischwasserbehälter eine im Innenraum des Wischwasserbehälters mit Kontakt zu der Beleuchtungseinheit angeordnete Kühleinheit zum Kühlen der Beleuchtungseinheit . Durch den Kontakt der Kühleinheit mit der Beleuchtungseinheit kann die Kühleinheit von der Beleuchtungseinheit erzeugte Wärmeenergie aufnehmen und ableiten, so dass die Beleuchtungseinheit sich nicht zu stark erwärmt .

Bevorzugt weist die Kühleinheit ein Wärmeableitsystem zum Abgeben von erwärmter Luft auf . Das Wärmeableitsystem ist bevorzugt in den Wischwasserbehälter integriert . Hierzu umfasst der Wischwasserbehälter bevorzugt eine Montageaufnahme , in der das Wärmeableitsystem angeordnet ist . Vorteilhaft kann durch das Wärmeableitsystem bildlich gesprochen ein Wärmetransportweg gebildet werden, der an der Beleuchtungseinheit vorbeigeführt wird, um Wärme von der Beleuchtungseinheit auf zunehmen und diese aus dem Wischwasserbehälter abzuführen .

Besonders bevorzugt umfasst die Kühleinheit ein Wärmeableitsystem, welches ein Luf tschachtsystem mit einem Lufteinlass zum Ansaugen von kühler Luft und einem Luftauslass zum Abgeben von erwärmter Luft aufweist . Das Luf tschachtsystem, ist bevorzugt in den Wischwasserbehälter integriert . Hierzu umfasst der Wischwasserbehälter eine tunnelartige Montageaufnahme , in der das Luf tschachtsystem angeordnet ist . Vorteilhaft kann über das Luf tschachtsystem bildlich gesprochen eine Art „Durchzug" erzeugt werden, also ein Luftstrom, der über den Lufteinlass angesaugt werden kann, an der Beleuchtungseinheit vorbeigeleitet wird, dabei Wärme von der Beleuchtungseinheit aufnimmt und über den Luftauslass den Wischwasserbehälter wieder verlässt . Bevorzugt umfasst das Luf tschachtsystem der erfindungsgemäßen Zubehöreinrichtung einen ersten Luftschacht mit einem Lufteinlass zum Ansaugen von Kühlluft . Der erste Luftschacht dient dazu, um von der Umgebung des Wischwasserbehälters Kühlluft auf zunehmen . Diese Kühlluft wird anschließend an der zu kühlenden Beleuchtungseinheit vorbeigeführt , wo sie sich erwärmt , und sie wird anschließend aus dem Luf tschachtsystem herausgeführt . Hierbei entsteht ein sogenannter Kaminef fekt , der den nötigen Unterdrück im Bereich des ersten Luftschachts zum Ansaugen der Kühlluft und Bewegen der Kühlluft durch das Luftschachsystem erzeugt . Somit wird vorteilhaft kein zusätzlicher Lüfter benötigt , um frische Kühlluft anzusaugen .

Das Luf tschachtsystem der erfindungsgemäßen Zubehöreinrichtung umfasst außerdem bevorzugt einen im Innenraum des Wischwasserbehälters an der Stirnseite , vorzugsweise der Frontseite , des Wischwasserbehälters angeordneten kühlenden zweiten Luftschacht . Dieser zweite Luftschacht führt kühle Luft , die über den bereits erwähnten Lufteinlass des ersten Luftschachts angesaugt wurde , an der Beleuchtungseinheit vorbei und nimmt von der Beleuchtungseinheit Wärmeenergie auf , um sie zu kühlen . Der kühlende zweite Luftschacht umfasst bevorzugt einen Luftauslass , um die erwärmte Luft an die Umgebung des Wischwasserbehälters abzugeben und so einen Kühlef fekt für die Beleuchtungseinheit zu erzielen .

Die Beleuchtungseinheit umfasst bevorzugt ein Fernlicht und ein Signallicht und der kühlende zweite Luftschacht ist bevorzugt entlang dem Fernlicht verlaufend ausgebildet . Das Fernlicht erzeugt aufgrund der erhöhten Lichtleistung die meiste Abwärme , welche zum Schutz vor Überhitzung abgeführt werden muss . Mithin ist es vorteilhaft , den kühlenden zweiten Luftschacht direkt an dem besonders stark Wärme entwickelnden Fernlicht vorbei zuführen, um die erzeugte Wärme ef fi zient abzuführen . Bevorzugt läuft der kühlende zweite Luftschacht , vorzugsweise in vertikaler Richtung, an dem Fernlicht der Beleuchtungseinheit vorbei , um das besonders viel Wärme entwickelnde Fernlicht besonders ef fektiv zu kühlen und um den Kaminef fekt der sich erwärmenden, nach oben steigenden Luft zu nutzen und somit auf den Einbau eines zusätzlichen Lüfters oder eines anderen aktiven Mittels zum Erzeugen einer Luftbewegung in dem Luf tschachtsystem verzichten zu können .

Bevorzugt ist der erste Luftschacht des Luf tschachtsystems der erfindungsgemäßen Zubehöreinrichtung, welcher den Lufteinlass umfasst , mit dem zweiten Luftschacht verbunden und saugt aufgrund des erwähnten Kaminef fekts des zweiten Luftschachts Kühlluft an, welche dem zweiten Luftschacht zugeführt wird und an der Beleuchtungseinheit vorbeigeführt wird . Dort erwärmt sich die angesaugte Luft und wird über den Luftauslass des zweiten Luftschachts aus dem Wischwasserbehälter herausgeführt . Bevorzugt ist der erste Luftschacht hori zontal am Boden auf der Innenseite des Wischwasserbehälters angeordnet . Vorteilhaft liegt der erste Luftschacht tiefer als der zweite Luftschacht , so dass sich erwärmende Luft in dem zweiten Luftschacht aufsteigen kann und durch den Kaminef fekt Kühlluft aus dem ersten Luftschacht in den zweiten Luftschacht angesaugt wird .

Bevorzugt umfasst der Wischwasserbehälter der erfindungsgemäßen Zubehöreinrichtung eine von einer Außenseite , bevorzugt der Rückseite des Wischwasserbehälters , durch den Innenraum führende bzw . im Innenraum des Wischwasserbehälters angeordnete Kabel zuführung zu der Beleuchtungseinheit hin zur Versorgung der Beleuchtungseinheit mit elektrischem Strom . Die Kabel zuführung kann ähnlich wie die Kühleinheit in eine tunnel förmige Aussparung im Wischwasserbehälter eingesetzt werden . Vorteilhaft sind die Kabel aufgrund der Integration in den Wischwasserbehälter vor Beschädigung durch Einwirkung von außen geschützt . Außerdem sind die Kabel durch die sie umhüllende vorzugsweise wasserdichte Kabel zuführung vor Kontakt mit dem Wischwasser in dem Wischwasserbehälter geschützt . Die erfindungsgemäße Zubehöreinrichtung weist bevorzugt Befestigungsmöglichkeiten für eine Montageplatte für außen an dem Wischwasserbehälter montierbare zusätzliche Komponenten, vorzugsweise für das automatisierte Fahren, auf . Vorteilhaft können zusätzliche Komponenten, insbesondere Komponenten, welche für das automatisierte Fahren genutzt werden, wie zum Beispiel Sensoren, platzsparend und ressourcensparend an dem Wischwasserbehälter montiert werden .

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zubehöreinrichtung ist die Beleuchtungseinheit an einer Stirnseite des Wischwasserbehälters angeordnet . Als Stirnseite des Wischwasserbehälters soll die Vorderseite des Wischwasserbehälters bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Wischwasserbehälters in einem Fahrzeug, insbesondere dem Frontbereich des Fahrzeugs , verstanden werden .

Bevorzugt dienen die Luftschächte und die Kabel zuführungen gleichzeitig zur Verstei fung des Wischwasserbehälters bzw . der Zubehöreinrichtung, so dass eine erhöhte Stabilität der Zubehöreinrichtung erreicht wird .

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Aus führungsbeispielen noch einmal näher erläutert . Es zeigen :

FIG 1 eine schematische Frontansicht eines Schienenfahrzeugs mit einer herkömmlichen Anordnung von Scheinwerfern und einem Wischwasserbehälter,

FIG 2 eine schematische perspektivische Darstellung der rechts in FIG 1 gezeigten Kombination aus einem Wischwasserbehälter und einem Scheinwerfer,

FIG 3 eine schematische Frontansicht eines Schienenfahrzeugs mit zwei integrierten Zubehöreinrichtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG 4 eine perspektivische Darstellung einer vertikal ausgerichteten integrierten Zubehöreinrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung,

FIG 5 eine perspektivische Darstellung einer hori zontal ausgerichteten integrierten Zubehöreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung .

In FIG 1 ist eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Schienenfahrzeugs 1 mit zwei Frontscheinwerfereinheiten 2 und einem Wischwasserbehälter 3 im unteren Bereich der Front des Schienenfahrzeugs 1 dargestellt . Die genannten Komponenten 2 , 3 sind j eweils unabhängig voneinander im Frontbereich des Schienenfahrzeugs 1 positioniert . Der gezeigte Wischwasserbehälter 3 umfasst eine Wasserförderpumpe , einen Filter und einen Füllstandssensor (nicht gezeigt ) . Die Front- scheinwerf ereinheiten 2 umfassen j eweils ein Fernlicht und ein Signallicht . Die beiden separaten Einheiten 2 , 3 verbrauchen relativ viel Platz im Frontbereich des Schienenfahrzeugs 1 , so dass wenig Raum für den Einbau von zusätzlichen Komponenten im Frontbereich bleibt .

In FIG 2 ist das bereits in FIG 1 im rechten Bildbereich gezeigte Ensemble aus einer Frontscheinwerfereinheit 2 und einem Wischwasserbehälter 3 im Detail veranschaulicht . Wie bereits erwähnt , verbraucht das Ensemble relativ viel Platz im Frontbereich, so dass der Freiraum für zusätzliche Bauteile , beispielsweise für Einheiten für das automatisierte Fahren, stark eingeschränkt ist .

In FIG 3 ist eine schematische Frontansicht eines Schienenfahrzeugs la mit zwei integrierten Zubehöreinrichtungen 4 gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung gezeigt . Ähnlich wie die in FIG 1 und 2 gezeigten Scheinwerfereinheiten 2 umfassen die in FIG 3 gezeigten integrierten Zubehöreinrichtungen 4 zwei übereinander angeordnete Scheinwerfer, ein Fernlicht und ein Signallicht . In FIG 4 ist eine detaillierte perspektivische Darstellung einer vertikal ausgerichteten integrierten Zubehöreinrichtung 4 gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht . Die in FIG 4 dargestellte integrierte Zubehöreinrichtung 4 umfasst einen integrierten Wischwasserbehälter 5 . Der integrierte Wischwasserbehälter 5 unterscheidet sich von einem herkömmlichen Wischwasserbehälter 3 ( siehe FIG 2 ) dadurch, dass er in seinem Frontbereich eine Beleuchtungseinheit 6 mit Scheinwerfern 6a, 6b ( Fernlicht 6a, Signallicht 6b ) , integrierte Anbauteile 7 , eine Kühleinheit 8 mit Belüftungsschächten bzw . Luf tschächten 8a, 8b sowie eine Kabel zuführung 9 mit übereinander angeordneten Kabelkanälen 9a, 9b ( einem oberen Kabelkanal 9a für das Signallicht 6b und einem unteren Kabelkanal 9b für das Fernlicht 6a ) umfasst , die j eweils neben der Zuführung der Kabel zu den Scheinwerfern 6a, 6b auch die Funktion einer mechanischen Stabilisierung der Gesamtkonstruktion der integrierten Zubehöreinrichtung 4 wahrnehmen . Auf der Oberseite der integrierten Zubehöreinrichtung 4 sind Befestigungsmöglichkeiten für einen zusätzlichen Montagebereich 10 bzw . eine Montageplatte für zusätzliche ATO-Komponenten (ATO = automatic train operation = automatischer Zugbetrieb, nicht gezeigt ) ausgebildet .

Die in FIG 4 gezeigte Kühleinheit 8 umfasst ein Luftschachtsystem mit einem ersten hori zontal verlaufenden Luftschacht 8a . Dieser hori zontal verlaufende Luftschacht 8a ist in FIG 4 am Boden des Wischwasserbehälters 5 dargestellt . An seinem äußeren Ende ( in FIG 4 rechts unten dargestellt ) umfasst der erste Luftschacht 8a einen Lufteinlass 8c zum Ansaugen von Kühlluft . Der erste Luftschacht 8a dient dazu, um von der äußeren Umgebung des Wischwasserbehälters 5 Kühlluft auf zunehmen . Diese Kühlluft wird anschließend an der zu kühlenden Beleuchtungseinheit 6 vorbeigeführt , wo sie sich erwärmt und nachfolgend an der Oberseite des Wischwasserbehälters 5 aus dem Luf tschachtsystem der Kühleinheit 8 herausgeführt wird . Hierbei entsteht ein sogenannter Kaminef fekt , der den nötigen Unterdrück im Bereich des ersten Luftschachts 8a zum Ansaugen der Kühlluft erzeugt . Hierzu umfasst das Luf tschachtsystem der in FIG 4 gezeigten Kühleinheit 8 einen im Innenraum des Wischwasserbehälters 5 zur Kühlung der Beleuchtungseinheit 6 an der Innenseite der Frontseite des Wischwasserbehälters 5 angeordneten kühlenden zweiten Luftschacht 8b . Dieser zweite Luftschacht 8b führt kühle Luft , die über den bereits erwähnten Lufteinlass 8c des ersten Luftschachts 8a angesaugt wurde , an der Beleuchtungseinheit 6 vorbei und nimmt von dieser Beleuchtungseinheit 6 Wärmeenergie auf , um sie zu kühlen . Der kühlende zweite Luftschacht 8b umfasst an seinem äußeren Ende an der Oberseite des Wischwasserbehälters 5 einen Luftauslass 8d, um die erwärmte Luft an die Umgebung des Wischwasserbehälters 5 abzugeben und so einen Kühlef fekt für die Beleuchtungseinheit 6 und einen Kaminef fekt bzw . einen Unterdrück im ersten Luftschacht 8a zu erzielen .

Die Beleuchtungseinheit 6 umfasst ein Fernlicht 6a und ein Signallicht 6b . Das Fernlicht 6a erzeugt aufgrund der erhöhten Lichtleistung die meiste Abwärme , welche zum Schutz vor Überhitzung abgeführt werden muss . Mithin wird der kühlende zweite Luftschacht 8b zuerst an dem am meisten Wärme entwickelnden Fernlicht 6a vorbeigeführt , um das Fernlicht 6a möglichst ef fi zient zu kühlen .

Der zweite Luftschacht 8b verläuft in vertikaler Richtung an dem Fernlicht 6a der Beleuchtungseinheit 6 vorbei , um den Kaminef fekt der sich erwärmenden, nach oben steigenden Luft nutzen zu können .

In FIG 5 ist eine perspektivische Darstellung einer hori zontal ausgerichteten integrierten Zubehöreinrichtung 4 gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung gezeigt . Bei der in FIG 5 gezeigten Anordnung ist das Fernlicht 6a auf der linken Seite gezeigt . Das Fernlicht 6a wird auch bei der in FIG 5 gezeigten integrierten Zubehöreinrichtung 4 durch eine Kühleinheit mit einem hori zontal verlaufenden ersten Luftschacht 8a und einem vertikal verlaufenden zweiten Luftschacht 8b gekühlt . Die integrierten Anbauteile 7 sind bei dieser Variante ebenfalls in den Wischwasserbehälter 5 integriert , allerdings an der von den Scheinwerfern 6a, 6b abgewandten Seite des Wischwasserbehälters 5 . Da die beiden Scheinwerfer 6a, 6b bei dem zweiten Aus führungsbeispiel in FIG 5 auf gleicher Höhe angeordnet sind, verlaufen hier anders als bei dem ersten Aus führungsbeispiel in FIG 4 die beiden Kabelkanäle 9a, 9b für das Signallicht 6b und für das Fernlicht 6a nebeneinander und auf gleichem Niveau . Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen lediglich um bevorzugte Aus führungsbeispiele der Erfindung handelt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist . Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw . „eine" nicht ausschließt , dass die betref fenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können .