DE102014006923A1 - Arrangement for heating a viewing window of an image acquisition unit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (10) zum Beheizen eines Sichtfensters (12) einer Bilderfassungseinheit (14), umfassend mindestens ein Heizelement (18), eine Streulichtblende (20), das Sichtfenster (12) und die Bilderfassungseinheit (14), wobei die Anordnung (10) eine Trägerplatte (16) aufweist, an der Streulichtblende (20) gehalten ist, und dass das mindestens eine Heizelement (18) an oder in der Trägerplatte (16) gehalten ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Anordnung (10).The invention relates to an arrangement (10) for heating a viewing window (12) of an image capturing unit (14), comprising at least one heating element (18), a lens hood (20), the viewing window (12) and the image capturing unit (14) (10) has a carrier plate (16) on which the lens hood (20) is held, and that the at least one heating element (18) is held on or in the carrier plate (16). The invention also relates to a motor vehicle with such an arrangement (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Beheizen eines Sichtfensters einer Bilderfassungseinheit, umfassend mindestens ein Heitselement, eine Streulichtblende, das Sichtfenster und die Bilderfassungseinheit. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Anordnung.The invention relates to an arrangement for heating a viewing window of an image acquisition unit, comprising at least one Heitselement, a lens hood, the viewing window and the image capture unit. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such an arrangement.

Moderne Fahrzeuge werden zunehmend mit Assistenz- und Sicherheitssystemen ausgestattet, welche insbesondere auch auf Bilderfassungseinheiten beruhen. Damit die Assistenz- und Sicherheitssysteme wunschgemäß funktionieren, darf das Blickfeld der Bilderfassungseinheit nicht gestört werden. Dies kann allerdings durch Beschlag eines Sichtfensters der Bilderfassungseinheit, wie beispielsweise Wassertröpfchen oder Eis, geschehen.Modern vehicles are increasingly equipped with assistance and security systems, which are based in particular on image acquisition units. To ensure that the assistance and safety systems function as desired, the field of vision of the image acquisition unit must not be disturbed. However, this can happen by fogging a viewing window of the image acquisition unit, such as water droplets or ice.

Aus der WO 2012/069115 A1 ist eine Heizeinrichtung bekannt, mit der das Sichtfenster zur Beschlagfreihaltung beheizt werden kann. Die Heizeinrichtung ist dabei an der Streulichtblende aufgeklebt. Die Wärmeübertragung von der Heizeinrichtung zu dem Sichtfenster erfolgt durch Wärmestrahlung.From the WO 2012/069115 A1 a heating device is known with which the viewing window can be heated for fogging. The heater is glued to the lens hood. The heat transfer from the heater to the viewing window is done by thermal radiation.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellungskosten einer Anordnung zum Beheizen eines Sichtfensters einer Bilderfassungseinheit zu reduzieren.The present invention has for its object to reduce the manufacturing cost of an arrangement for heating a viewing window of an image acquisition unit.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Beschlagen oder Einfrieren eines Sichtfensters einer Bilderfassungseinheit zu verhindern oder rückgängig zu machen, indem die Streulichtblende durch mindestens ein Heizelement aufgeheizt wird, welches nicht direkt auf der Streulichtblende angebracht ist. Dazu weist die Anordnung eine Trägerplatte auf, an der sowohl die Streulichtblende als auch mindestens ein Heizelement gehalten ist. Zunächst heizt das Heizelement die Streulichtblende, von welcher dann Wärmestrahlung ausgeht. Die von der aufgeheizten Streulichtblende ausgehende Wärmestrahlung fällt auf das Sichtfenster und heizt das Sichtfenster somit auf. Durch die Erwärmung des Sichtfensters verdunstet der Beschlag auf dem Sichtfenster, so dass eine Bilderfassungseinheit durch das Fenster Daten aufnehmen kann. Dadurch, dass das Heizelement an der Trägerplatte anstatt an der Streulichtblende gehalten ist, muss die Streulichtblende lediglich den bestehenden optischen Anforderungen genügen und muss keine zusätzliche mechanische Stabilität, um beispielsweise das Heizelement zu tragen, aufweisen. Dadurch kann eine Wandstärke der Streulichtblende reduziert werden und somit Material eingespart werden. Aufgrund der hohen Anforderungen an das Material der Streulichtblende, wie beispielsweise dessen optische Eigenschaften und dessen Hitzebeständigkeit, ist das Material der Streulichtblende teuer, so dass sich ein Kostenvorteil durch die Reduzierung der Wandstärke der Streulichtblende ergibt.The invention is based on the general idea of preventing or reversing a fogging or freezing of a viewing window of an image acquisition unit by heating the scattered light stop by at least one heating element which is not mounted directly on the scattered light stop. For this purpose, the arrangement has a carrier plate, on which both the scattered-light diaphragm and at least one heating element are held. First, the heating element heats the lens hood, from which then emanates heat radiation. The heat radiation emanating from the heated lens hood falls on the viewing window and thus heats up the viewing window. By heating the viewing window, the fog evaporates on the viewing window so that an image capture unit can capture data through the window. Characterized in that the heating element is held on the support plate instead of the lens hood, the lens hood must meet only the existing optical requirements and must not have additional mechanical stability, for example, to carry the heating element have. As a result, a wall thickness of the lens hood can be reduced and thus material can be saved. Due to the high demands on the material of the lens hood, such as its optical properties and its heat resistance, the material of the lens hood is expensive, so that there is a cost advantage by reducing the wall thickness of the lens hood.

Eine günstige Möglichkeit sieht vor, dass das mindestens eine Heizelement in der Trägerplatte, an der Trägerplatte oder zwischen der Trägerplatte und der Streulichtblende eingebracht ist. Dadurch kann vermieden werden, dass das Heizelement auf der Oberfläche der Streulichtblende angebracht ist und somit die optischen Eigenschaften der Oberfläche der Streulichtblende nicht verschlechtert werden.A favorable possibility provides that the at least one heating element is introduced into the carrier plate, on the carrier plate or between the carrier plate and the scattered-light diaphragm. As a result, it can be avoided that the heating element is mounted on the surface of the lens hood and thus the optical properties of the surface of the lens hood are not deteriorated.

Ferner kann dadurch das Heizelement komplett konfektioniert, das heißt mit Zuleitungen und Kontaktierungselementen versehen, eingebracht werden, wodurch sich der Montage- und/oder Herstellungsaufwand reduziert.Furthermore, this makes the heating element completely assembled, that is, provided with leads and contacting elements, are introduced, thereby reducing the assembly and / or manufacturing costs.

Des Weiteren ist es günstig, dass alle Heizelemente, sofern mehrere vorgesehen sind, gleichzeitig eingebracht werden können. Dies reduziert weiterhin den Montage- und/oder Herstellungsaufwand.Furthermore, it is favorable that all heating elements, if several are provided, can be introduced simultaneously. This further reduces the assembly and / or production costs.

Eine günstige Lösung sieht vor, dass die Streulichtblende durch Clipsen, Schweißen, Verstemmen, Verprägen, Schrauben oder Kleben an der Trägerplatte gehalten ist.A favorable solution provides that the lens hood is held by clips, welding, caulking, embossing, screwing or gluing to the support plate.

Eine weitere günstige Lösung sieht vor, dass das mindestens eine Heizelement durch Clipsen, Schweißen, Verstemmen, Verprägen, Schrauben oder Kleben an der Trägerplatte gehalten ist.Another favorable solution provides that the at least one heating element is held by clips, welding, caulking, embossing, screws or gluing to the support plate.

Eine vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass die Streulichtblende einen anderen Werkstoff aufweist als die Trägerplatte. Auf diese Weise kann für die Streulichtblende ein Werkstoff verwendet werden, der für die Funktion der Streulichtblende günstige optische Eigenschaften aufweist, wie beispielsweise eine matte Oberfläche und eine hohe Absorptionsfähigkeit. Dabei kann für die Trägerplatte weiter ein mechanisch stabiles und günstiges Material verwendet werden.An advantageous possibility provides that the scattered light diaphragm has a different material than the carrier plate. In this way, a material can be used for the lens hood, which has favorable optical properties for the function of the lens hood, such as a matte surface and a high absorption capacity. In this case, a mechanically stable and inexpensive material can be used for the support plate further.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das mindestens eine Heizelement metallische Leiter, auf Substrat aufgebrachte Leiter, Halbleiter oder massive leitende Materialien wie Metalle, Kunststoffe, oder Keramiken umfasst. Auf diese Weise kann das mindestens eine Heizelement durch elektrischen Strom geheizt werden, was eine einfache Steuerung einer Heizleistung des mindestens einen Heizelements ermöglicht.A further advantageous embodiment provides that the at least one heating element comprises metallic conductors, conductors applied to the substrate, semiconductors or solid conductive materials such as metals, plastics or ceramics. In this way, the at least one heating element can be heated by electric current, which allows easy control of a heating power of the at least one heating element.

Ferner wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeug mit einer Anordnung gemäß der vorstehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile der Anordnung übertragen sich somit auf das Kraftfahrzeug, auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird. Furthermore, the above object is achieved by a motor vehicle with an arrangement according to the above description. The advantages of the arrangement are thus transferred to the motor vehicle, to the description of which reference is made.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1 Ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Beheizen eines Sichtfensters einer Bilderfassungseinheit, 1 An example of an arrangement according to the invention for heating a viewing window of an image acquisition unit,

2 eine Schnittdarstellung durch eine Einheit aus Streulichtblende, einem Heizelement und einer Trägerplatte gemäß einer ersten Ausführungsform, und 2 a sectional view through a unit consisting of scattered light aperture, a heating element and a support plate according to a first embodiment, and

3 eine Schnittdarstellung durch eine Einheit aus Streulichtblende, Heizelement und der Trägerplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform entlang der Schnittlinie AA aus 1. 3 a sectional view through a unit consisting of scattered light diaphragm, heating element and the support plate according to a second embodiment along the section line AA 1 ,

Eine in 1 dargestellte Anordnung 10 zum Beheizen eines Sichtfensters 12 einer Bilderfassungseinheit 14 umfasst das Sichtfenster 12, die Bilderfassungseinheit 14, eine Trägerplatte 16, mindestens ein Heizelement 18 und eine Streulichtblende 20, wobei das mindestens eine Heizelement 18 und die Streulichtblende 20 an der Trägerplatte 16 gehalten sind. Die Anordnung 10 ist insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einen PKW oder LKW, vorgesehen.An in 1 illustrated arrangement 10 for heating a viewing window 12 an image capture unit 14 includes the viewing window 12 , the image capture unit 14 , a support plate 16 , at least one heating element 18 and a lens hood 20 wherein the at least one heating element 18 and the lens hood 20 on the carrier plate 16 are held. The order 10 is particularly intended for a motor vehicle, such as a car or truck.

Die Bilderfassungseinheit 14 weist ein Objektiv 22 auf, welches eine Blickrichtung 24 der Bilderfassungseinheit 14 bestimmt. In Blickrichtung 24 der Bilderfassungseinheit 14 liegt das Sichtfenster 12. Das Sichtfenster 12 ist groß genug, um ein Blickfeld der Bilderfassungseinheit 14 zumindest im Wesentlichen vollständig abzudecken. Somit ermöglicht es das Sichtfenster 12 der Bilderfassungseinheit 14, beispielsweise von einem Fahrzeuginneren aus, das Fahrzeugäußere, insbesondere die Umgebung des Kraftfahrzeugs zu beobachten. Dazu ist das Sichtfenster 12 beispielsweise Teil einer Windschutzscheibe, einer Seitenscheibe, einer Heckscheibe oder einer Scheinwerferabdeckung des Kraftfahrzeugs. Ferner verläuft das Sichtfenster 12 schräg zur Blickrichtung 24 der Bilderfassungseinheit 14.The image capture unit 14 has a lens 22 on which one line of sight 24 the image capture unit 14 certainly. In the direction of view 24 the image capture unit 14 is the viewing window 12 , The viewing window 12 is big enough to be a field of vision of the image capture unit 14 at least substantially completely. Thus, it allows the viewing window 12 the image capture unit 14 For example, from a vehicle interior to observe the vehicle exterior, in particular the environment of the motor vehicle. This is the viewing window 12 For example, part of a windshield, a side window, a rear window or a headlight cover of the motor vehicle. Furthermore, the viewing window runs 12 diagonally to the viewing direction 24 the image capture unit 14 ,

Die Bilderfassungseinheit 14 mit dem Objektiv 22, das Sichtfenster 12 und die Streulichtblende 20 umschließen einen Raum 25, der im Blickfeld der Bilderfassungseinheit 14 liegt. Das Sichtfenster 12 erstreckt sich dabei von dem Objektiv 22 der Bilderfassungseinheit 14 schräg zur Blickrichtung 24, so dass das Sichtfenster 12 das Blickfeld der Bilderfassungseinheit 14 abdeckt. Die Streulichtblende 20 erstreckt sich von dem Objektiv 22 aus zu dem Sichtfenster 12, ohne in dem Blickfeld der Bilderfassungseinheit 14 zu liegen. Ferner ist die Streulichtblende 20 an der dem Fahrzeuginneren zugewandten Seite des Blickfeldes der Bilderfassungseinheit 14 angeordnet. Streulicht aus dem Fahrzeuginneren wird von der Streulichtblende 20 abgefangen, so dass es nicht in das Objektiv 22 der Bilderfassungseinheit 14 fallen kann. Ein in 2 dargestellte Beispiel der Streulichtblende 20 weist eine Oberfläche 26 auf, welche zu dem Sichtfenster 12 gerichtet ist. Die Oberfläche 26 ist beispielsweise matt ausgebildet und weist eine hohe Absorption auf. Auf diese Weise verhindert die Oberfläche 26 der Streulichtblende, dass Licht, das auf die Streulichtblende 20 fällt, in das Objektiv 22 der Bilderfassungseinheit fällt und somit die Bilderfassung stören würde.The image capture unit 14 with the lens 22 , the viewing window 12 and the lens hood 20 enclose a room 25 in the field of view of the image capture unit 14 lies. The viewing window 12 extends from the lens 22 the image capture unit 14 diagonally to the viewing direction 24 so that the viewing window 12 the field of vision of the image acquisition unit 14 covers. The lens hood 20 extends from the lens 22 out to the viewing window 12 without being in the field of vision of the image acquisition unit 14 to lie. Furthermore, the lens hood 20 on the vehicle interior facing side of the field of view of the image acquisition unit 14 arranged. Stray light from the vehicle interior is from the lens hood 20 intercepted, so it's not in the lens 22 the image capture unit 14 can fall. An in 2 illustrated example of the lens hood 20 has a surface 26 on which to the viewing window 12 is directed. The surface 26 is, for example, matt and has a high absorption. In this way prevents the surface 26 the lens hood, that light that is on the lens hood 20 falls into the lens 22 the image capture unit falls and thus interfere with the image capture.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Oberfläche 26 der Streulichtblende 20 strukturiert ausgebildet sein, um die optischen Eigenschaften der Streulichtblende 20 weiter zu verbessern.Alternatively or additionally, the surface may 26 the lens hood 20 be formed structured to the optical properties of the lens hood 20 continue to improve.

Ferner bewirkt die Streulichtblende 20, dass Licht, das aus dem Fahrzeuginneren kommt, nicht in das Objektiv 22 der Bildererfassungseinheit 14 fallen kann.Furthermore, the lens hood causes 20 that light that comes from the vehicle interior, not in the lens 22 the image capture unit 14 can fall.

Um ein Beschlagen des Sichtfensters 12, beispielsweise durch Wassertropfen oder Eiskristalle, zu verhindern, ist in der Anordnung 10 das erfindungswesentliche mindestens eine Heizelement 18 vorgesehen. Durch ein Beheizen mit dem mindestens einen Heizelement 18 kann der Beschlag auf dem Sichtfenster 12 verhindert oder zumindest reduziert werden.To fog up the viewing window 12 To prevent, for example, by water droplets or ice crystals, is in the arrangement 10 the invention essential at least one heating element 18 intended. By heating with the at least one heating element 18 can the fitting on the viewing window 12 prevented or at least reduced.

Das mindestens eine Heizelement 18 kann beispielsweise metallische Leiter, auf Substrat aufgebrachte Leiter oder massive leitfähige Materialien, wie Metalle, Halbleiter, leitfähige Kunststoffe oder leitfähige Keramiken aufweisen.The at least one heating element 18 For example, it may include metallic conductors, conductors deposited on substrate, or solid conductive materials such as metals, semiconductors, conductive plastics, or conductive ceramics.

Das mindestens eine Heizelement 18 ist zwischen der Streulichtblende 20 und der Trägerplatte 16 angeordnet. Dadurch heizt das mindestens eine Heizelement 18 zunächst die Streulichtblende 20 auf, welche durch Wärmestrahlung das Sichtfenster 12 beheizt. The at least one heating element 18 is between the lens hood 20 and the carrier plate 16 arranged. This heats at least one heating element 18 First, the lens hood 20 on, which by thermal radiation, the viewing window 12 heated.

Dadurch, dass das mindestens eine Heizelement 18 zwischen der Streulichtblende 20 und der Trägerplatte 16 angeordnet ist, wird die Oberfläche 26 der Streulichtblende 20 nicht durch das Heizelement 18 gestört, so dass die optischen Eigenschaften der Oberfläche 26 erhalten bleiben. Ferner wird durch diese Anordnung verhindert, dass die Streulichtblende 20 das mindestens eine Heizelement 18 tragen muss.Characterized in that the at least one heating element 18 between the lens hood 20 and the carrier plate 16 is arranged, the surface becomes 26 the lens hood 20 not by the heating element 18 disturbed, so that the optical properties of the surface 26 remain. Furthermore, it is prevented by this arrangement that the lens hood 20 the at least one heating element 18 must wear.

Um eine effektive Heizung zu ermöglichen, ist die Streulichtblende 20 dünn ausgestaltet, das heißt eine Wandstärke 28 in der Streulichtblende 20 ist derart, dass die Streulichtblende 20 die optischen Aufgaben, wie Blockieren des Streulichts erfüllen kann, und dass die Streulichtblende 20 in sich mechanisch stabil ist.To enable effective heating, the lens hood is 20 designed thin, that is a wall thickness 28 in the lens hood 20 is such that the lens hood 20 the optical tasks, such as blocking the stray light can meet, and that the lens hood 20 is mechanically stable in itself.

Die Streulichtblende 20 kann beispielsweise durch Clipsen, Schweißen, Verstemmen, Verprägen, Schrauben oder Kleben an der Trägerplatte 16 befestigt werden.The lens hood 20 For example, by clipping, welding, caulking, embossing, screwing or gluing to the carrier plate 16 be attached.

Eine in 3 dargestellte zweite Ausführungsform der Anordnung 10 unterscheidet sich von der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Anordnung 10 dadurch, dass das mindestens eine Heizelement 18 in die Trägerplatte 16 integriert ist.An in 3 illustrated second embodiment of the arrangement 10 is different from the one in the 1 and 2 illustrated first embodiment of the arrangement 10 in that the at least one heating element 18 in the carrier plate 16 is integrated.

Des Weiteren ist es möglich, das mindestens eine Heizelement 18 direkt an einer der Streulichtblende 20 zugewandten Seite 30 der Trägerplatte 16 anzuordnen oder das mindestens eine Heizelement 18 an der der Streulichtblende 20 abgewandten Rückseite 32 der Trägerplatte 16 anzuordnen.Furthermore, it is possible that at least one heating element 18 directly on one of the lens hood 20 facing side 30 the carrier plate 16 to arrange or the at least one heating element 18 at the the lens hood 20 facing away back 32 the carrier plate 16 to arrange.

Im Übrigen stimmt die in 3 dargestellte zweite Ausführungsform der Anordnung 10 mit der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Anordnung 10 hinsichtlich Aufbau und Funktion überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 3 illustrated second embodiment of the arrangement 10 with the in the 1 and 2 illustrated first embodiment of the arrangement 10 with regard to structure and function, to the above description of which reference is made.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2012/069115 A1 [0003] WO 2012/069115 A1 [0003]

Claims (4)

Anordnung (10) zum Beheizen eines Sichtfensters (12) einer Bilderfassungseinheit (14), umfassend mindestens ein Heizelement (18), eine Streulichtblende (20), das Sichtfenster (12) und die Bilderfassungseinheit (14), dadurch gekennzeichnet, dass – die Anordnung (10) eine Trägerplatte (16) aufweist, an der die Streulichtblende (20) gehalten ist, und dass – das mindestens eine Heizelement (18) an oder in der Trägerplatte (16) gehalten ist.Arrangement ( 10 ) for heating a viewing window ( 12 ) of an image acquisition unit ( 14 ) comprising at least one heating element ( 18 ), a lens hood ( 20 ), the viewing window ( 12 ) and the image capture unit ( 14 ), characterized in that - the arrangement ( 10 ) a carrier plate ( 16 ), at which the lens hood ( 20 ), and that - the at least one heating element ( 18 ) on or in the carrier plate ( 16 ) is held. Anordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement (18) in der Trägerplatte (16), an der Trägerplatte (16) oder zwischen der Trägerplatte (16) und der Streulichtblende (20) eingebracht ist.Arrangement ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the at least one heating element ( 18 ) in the carrier plate ( 16 ), on the carrier plate ( 16 ) or between the carrier plate ( 16 ) and the lens hood ( 20 ) is introduced. Anordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Streulichtblende (20) einen anderen Werkstoff aufweist als die Trägerplatte (16).Arrangement ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the scattered light diaphragm ( 20 ) has a different material than the carrier plate ( 16 ). Kraftfahrzeug mit einer Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3.Motor vehicle with an arrangement ( 10 ) according to one of claims 1 to 3.
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