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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sonnenblende für ein Fahrzeug mit einer integrierten Heizvorrichtung, welche zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums verwendet werden kann.
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Fahrzeuginnenräume werden üblicherweise klimatisiert, indem mittels einer Klimaanlage temperierte Luft über Gebläse in den Fahrzeuginnenraum abgegeben wird. Insbesondere in Wintermonaten kann sich jedoch die Temperierung des Fahrzeuginnenraums als schwierig erweisen. Zum einen braucht das Klimasystem eine Weile, bis es in ausreichendem Maße erwärmte Luft zum Erwärmen des Innenraums bereitstellen kann. Zudem wird während dieser initialen Aufheizphase in der Regel die Fahrzeugbatterie stark belastet. Zum anderen geht eine gewünschte rasche Erwärmung des Fahrzeuginnenraums mit einem deutlich spürbaren und relativ konzentrierten Luftstrom einher, welcher den Insassen Unbehagen bereiten kann.
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Ausgehend von der bekannten Art und Weise der Klimatisierung von Fahrzeuginnenräum i wäre es wünschenswert, ein aus Sicht der Fahrzeuginsassen verbessertes Klimatisierungssystem bereitzustellen, welches insbesondere im Winterlastfall die konventionelle Luftklimatisierung entlasten kann.
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Eine Lösung hierfür durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und durch ein entsprechendes auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufbauendes Verfahren gemäß Patentanspruch 9 bereitgestellt. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der beiliegenden Beschreibung.
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Erfindungsgemäß wird eine Sonnenblende für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welche im Wesentlichen einen Grundkörper und eine im Grundkörper integrierte Heizvorrichtung aufweist. Bei der erfindungsgemäßen Sonnenblende kann es sich in der Grundform um i eine gattungsgemäße Sonnenblende handeln, welche bekanntermaßen am oberen Rand einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs schwenkbar gelagert ist, wobei in der erfindungsgemäßen Sonnenblende zusätzlich eine integrierte Heizvorrichtung angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Sonnenblende kann also bevorzugt eine flache, längliche Form aufweisen. Bei der Heizvorrichtung kann es sich insbesondere um einen Heizwiderstand handeln, welcher elektrische Energie in Wärme umsetzt. Dadurch kann der Grundkörper der Sonnenblende bzw. die Sonnenblende erwärmt werden. Somit stellt die Sonnenblende eine flächige Heizfläche dar. Insbesondere kann die Flächenheizung über thermische Strahlung direkt auf den Menschen selbst einwirken, ohne dabei eine gerichtete bzw. konzentrierte Luftströmung zu erzeugen, wie es im Fahrzeuginneren angeordnete Luftgebläse tun. Durch die Nähe der Sonnenblende am Kopf des Fahrers und Beifahrers kann somit relativ schnell eine rasche subjektive Empfindung eines erwärmten Fahrzeuginnenraums hervorgerufen werden.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Sonnenblende kann die Heizvorrichtung mindestens ein flächiges Heizelement aufweisen, d.h. ein Heizelement, welches eine gegenüber seiner Länge und Breite vernachlässigbare Höhe aufweist. Das flächige Heizelement kann eine beliebige Form haben und auch insbesondere mehrere zusammenhängende Heizflächen aufweisen. Insbesondere kann das flächige Heizelement im Wesentlichen die gesamte Fläche des Grundkörpers der Sonnenblende abdecken, wobei der Bereich um die Spiegelkassette ausgespart sein kann. Das Heizelement kann eine Netzheizung aufweisen, welche miteinander verflochtene Metallfäden aufweisen kann, die beispielsweise aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder Edelstahl bestehen. Ferner kann die Heizvorrichtung eine Folienheizung oder eine Litzenheizung aufweisen.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Sonnenblende kann diese einen Temperatursensor aufweisen. Mittels des Temperatursensors kann die Temperatur der Sonnenblende erfasst bzw. überwacht und beispielsweise bei der Regelung der Heizleistung der Heizvorrichtung berücksichtigt werden. So kann vermieden werden, dass durch zu starke Erhitzung der Sonnenblende eine Degradation der Materialien der Sonnenblende erfolgt oder ein Fahrzeuginsasse, welcher die Sonnenblende ausklappen will, diese bei Hautkontakt als unangenehm heiß empfindet. Der Temperatursensor kann beispielsweise einen NTC-Widerstand (NTC: negative temperature coefficient - negativer Temperaturkoeffizient) aufweisen. Der Spannungsabfall über den NTC-Wiederstand kann mittels einer Spannungsmessvorrichtung ermittelt werden, welche entweder direkt in der Sonnenblende integriert ist oder außerhalb der Sonnenblende angeordnet ist und mittels entsprechender Verkabelung mit mindestens einem Messpunkt am NTC-Widerstand elektrisch verbunden ist.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Sonnenblende ferner ein Steuerungsmodul aufweisen, welches der integrierten Heizvorrichtung vorgeschaltet ist und eingerichtet ist, die der Heizvorrichtung zugeführte Leistung einzustellen bzw. zu regeln. Das Steuerungsmodul kann eine (z.B. integrierte) Schaltung aufweisen, welche in Reihe mit der Heizvorrichtung geschaltet ist. Beispielsweise kann mittels des Steuerungsmoduls eine Steuerung der an der Heizvorrichtung anliegenden Spannung über PWM (Pulsweitenmodulation) realisiert werden, um ihren Mittelwert stufenlos einzustellen. Alternativ kann das Steuerungsmodul einen Regelschaltkreis aufweisen, mittels welchem eine Konstantspannungsquelle angesteuert wird, welche sich zusammen mit dem Regelschaltkreis außerhalb der erfindungsgemäßen Sonnenblende befinden kann. In weiteren Ausführungsformen kann das Steuerungsmodul auch außerhalb der Sonnenblende angeordnet sein und über entsprechende Verkabelung mit Komponenten/Elementen, die in der Sonnenblende angeordnet sind, verkabelt sein. Insbesondere kann das Steuerungsmodul mit dem Temperatursensor elektrisch gekoppelt sein und eingerichtet sein, die der Heizvorrichtung zugeführte Leistung auf Basis eines von dem Temperatursensor gelieferten Messwerts einzustellen. In Ausführungsformen, in denen die Heizvorrichtung aus mehreren Heizmodulen bzw. Heizelementen zusammengesetzt ist, können diese von dem Steuerungsmodul getrennt angesteuert werden, so dass beispielsweise ein über die Oberfläche der Sonnenblende hinweg inhomogenes Erwärmungsmuster erzeugt werden kann. In einem Anwendungsfall kann die der Heizvorrichtung bereitstellbare Leistung im Bereich von einigen wenigen Watt bis ca. 20 Watt liegen.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Heizvorrichtung unmittelbar unter der Oberfläche der Sonnenblende angeordnet sein. Dadurch kann die von der Heizvorrichtung erzeugte Wärme möglichst verlustarm an die Oberfläche der Sonnenblende übertragen werden und diese wiederum optimal zur Abstrahlung der Wärme in den Fahrzeuginnenraum erwärmt werden. Die Heizvorrichtung kann dabei generell sowohl an der vorderen Oberfläche (Vorderseite) als auch an der hinteren Oberfläche (Rückseite) der Sonnenblende angeordnet sein, wobei ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Rückseite der Sonnenblende diejenige Seite angenommen wird, welche im unausgeklappten Zustand der Sonnenblende (d.h. im am Dachhimmel anliegenden Zustand) dem Dachhimmel zugewendet ist. Die Heizvorrichtung kann, wie bereits erwähnt, insbesondere mehrere flächige Heizelemente aufweisen, wobei einige davon an der Vorderseite und einige davon an der Rückseite der Sonnenblende angeordnet sein können. Die Vorderseite der Sonnenblende kann allgemein beispielsweise eine PVC-Folie (PVC: Polyvinylchlorid) oder eine Schicht auf Polyester oder Polyurethan basierenden Mikrofaservliesstoffs aufweisen, beispielsweise Alcantara. Die Rückseite kann eine Schicht aufweisen, welche beispielsweise einen Partikelschaum wie EPP-Schaum (EPP: expandiertes Polypropylen) aufweist.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Heizvorrichtung kann der Grundkörper eine Schaumstoffschicht aufweisen und die Heizvorrichtung kann an der Schaumstoffschicht anliegen. In der Schaumstoffschicht, welche im Inneren des Grundkörpers angeordnet und daher von außen nicht sichtbar sein kann, kann eine Negativform eingeprägt sein, welche der Form der Heizvorrichtung bzw. mindestens eines ihrer Teile entspricht und dadurch zur Aufnahme der Heizvorrichtung eingerichtet ist. Dadurch kann die Heizvorrichtung besonders einfach abzeichnungsfrei in der Sonnenblende eingebettet sein, so dass ihr Vorliegen in der Sonnenblende von außen optisch nicht erkennbar ist. Durch die Wahl des Schaumstoffs in Bezug auf seine Wärmeleitfähigkeit kann zudem die thermische Abstrahlungscharakteristik der Sonnenblende eingestellt werden. So kann beispielsweise durch Anordnen einer gut Wärme isolierenden Schaumstoffschicht oberhalb oder unterhalb der Heizvorrichtung mehr Wärme zu einer der Oberflächen der Sonnenblende geleitet werden.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Heizvorrichtung kann diese ferner einen Positionssensor aufweisen, welcher eingerichtet ist, ein Signal zu generieren, welches die Position der Sonnenblende anzeigt. Unter der Position kann hierbei die Orientierung bzw. Ausrichtung der Sonnenblende relativ zum Dachhimmel verstanden werden. Der Positionssensor kann beispielsweise einen Neigungssensor zum Messen einer Neigung der Sonnenblende bzw. eines Winkels der Sonnenblende relativ zum Dachhimmel oder einen Abstandssensor (z.B. ein kapazitiver Widerstand im Dachhimmel) zum Messen des Abstands zwischen einem Punkt der Sonnenblende und dem Dachhimmel aufweisen. Unabhängig von der Art des verwendeten Sensors kann dieser ein Signal bereitstellen, aus welchem auf die Position der Sonnenblende geschlossen werden kann. Das Steuerungsmodul kann das von dem Positionssensor ausgegebene Positionssignal auswerten und dadurch unterschiedliche Positionszustände der Sonnenblende erkennen. Entsprechend kann die der Heizvorrichtung bereitgestellte Leistung geregelt werden, um verschiedene Betriebsmodi bzw. Heizszenarien umzusetzen. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Sonnenblende derart eingerichtet sein, dass sie nur im eingeklappten Zustand heizt. Ferner kann auch ein Heizszenario realisiert werden, bei dem je nach Position der Sonnenblende unterschiedliche Heizelemente der Heizvorrichtung unterschiedlich stark geheizt werden. So kann beispielsweise im Winterlastfall, wenn eine maximal ausgeklappte Position der Sonnenblende erkannt wird, in der die Sonnenblende mit ihrer Vorderseite praktisch an der Windschutzscheibe anliegt, der Heizvorrichtung eine maximale Leistung bereitgestellt werden, um ein Auftauen der Windschutzscheibe herbeizuführen. Die erfindungsgemäße Sonnenblende kann generell im Winterlastfall die konventionelle Luftklimatisierung unterstützen, so dass diese weniger stark beansprucht wird. Dadurch kann nicht nur eine Energieersparnis erreicht werden, sondern auch schneller ein „Wohlfühlklima“ erreicht werden.
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In weiteren Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Temperieren eines Fahrzeuginnenraumes bereitgestellt, welches Bereitstellen einer Heizleistung mittels einer in eine Sonnenblende des Fahrzeugs integrierten Heizvorrichtung aufweist, insbesondere der hierin beschriebenen Heizvorrichtung.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ferner Ermitteln der Position der Sonnenblende bezüglich des Fahrzeuginnenraums mittels eines geeigneten Positionssensors und Anpassen der Heizleistung der Heizvorrichtung in Abhängigkeit von der Position der Sonnenblende aufweisen. Die Position der Sonnenblende kann durch ein vom Positionssensor ausgegebenes Positionssignal angezeigt werden. Insbesondere können ausgehend von der Position der Sonnenblende verschiedene Heiz- bzw. Betriebsmodi implementiert werden durch entsprechende Ansteuerung bzw. Leistungsbereitstellung an die Heizvorrichtung, wobei jeder Heizmodus einer entsprechenden Heizleistung und/oder einem bestimmten örtlich verteilten Heizleistung innerhalb der Sonnenblende entsprechen kann.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend 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.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren weiter erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Sonnenblende.
- 2A zeigt einen Schichtenaufbau einer Sonnenblende gemäß Stand der Technik.
- 2B und 2C zeigen jeweils einen beispielhaften Schichtenaufbau einer Sonnenblende gemäß der Erfindung.
- 3 veranschaulicht die elektrische Verkabelung innerhalb einer Sonnenblende gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
- 4 zeigt eine weitere schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Sonnenblende.
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In 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sonnenblende 1 für ein Kraftfahrzeug gezeigt. Die Sonnenblende 1 weist einen Grundköper 2 auf, welcher eine grundlegend flache und längliche Form aufweisen kann und bezüglich seiner genauen geometrischen Form an den Einsatz im jeweiligen Fahrzeuginnenraum angepasst sein kann. In dem Grundkörper 2 ist ferner eine Heizvorrichtung 3 integriert, mittels welcher die Sonnenblende 1 erwärmt werden kann. Im gezeigten Beispiel ist im Grundkörper 2 zudem ein Spiegel 4 integriert, welcher ein optionales Element darstellt. Ferner weist die Sonnenblende 1 ein Scharnier 5 auf, mittels welchem sie klappbar bzw. schwenkbar am Dachhimmel des Fahrzeugs gelagert sein kann, wobei das Scharnier 5 nur eine beispielhafte Aufhängemöglichkeit darstellt.
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In 2A ist ein üblicher Schichtenaufbau eines Grundkörpers einer aus dem Stand der Technik bekannten Sonnenblende 20 gezeigt. Üblicherweise ist ein dreischichtiger Aufbau vorgesehen, bei dem eine erste Schicht 21 als Grundschicht die Rückseite der Sonnenblende 20 bildet und beispielsweise einen EPP-Schaum aufweisen kann. Auf dieser ersten Schicht 21 ist eine zweite Schicht angeordnet 22, welche einen Schaum bzw. Schaumstoff aufweisen kann. Schließlich ist auf der zweiten Schicht 22 eine dritte Schicht 23 angeordnet, welche üblicherweise eine PVC-Folie aufweist. Hierbei kann die erste Schicht 21 der Rückseite der Sonnenblende 20 entsprechen, mit der diese im eingeklappten Zustand am Dachhimmel anliegt. Entsprechend kann die dritte Schicht 23 der Vorderseite der Sonnenblende 20 entsprechen, welche im eingeklappten Zustand dem Fahrzeuginnenraum zugewendet ist.
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In den 2B und 2C ist jeweils in Analogie zur Darstellung in 2A ein Schichtenaufbau einer erfindungsgemäßen Sonnenblende 1 dargestellt. Im Vergleich zu einer in 2A dargestellten gattungsgemäßen Sonnenblende 20 sieht man, dass die erfindungsgemäße Sonnenblende 1 eine weitere vierte Schicht 24 aufweist, welche die Heizvorrichtung aufweist. In 2B ist die vierte Schicht 24 zwischen der zweiten Schciht 22 und der dritten Schicht 23 angeordnet. Hierbei kann es sich bei der vierten Schicht 24 unmittelbar um das mindestens eine Heizelement handeln, welches die Heizvorrichtung ausbildet, oder aber auch um eine Trägerschicht, in welche das mindestens ein Heizelement der Heizvorrichtung (samt evtl. weiteren elektronischen Bauteilen, z.B. einem Temperatursensor) eingebettet ist. Die erste Schicht 21, die zweite Schicht 22 und die dritte Schicht 23 können dabei den aus dem Stand der Technik bekannten Schichten entsprechen, wobei die dritte Schicht 23 neben PVC auch einen Alcantara-Stoff aufweisen kann. In Abwandlung zu der in 2B gezeigten Ausführungsform kann die vierte Schicht 24 innerhalb des Schichtstapels der erfindungsgemäßen Sonnenblende 1 auch unter der zweiten Schicht 22 angeordnet sein. Wie bereits erwähnt, kann so im Falle, dass die zweite Schicht 22 bewusst relativ schlecht wärmeleitend ausgebildet wird, mehr Wärme zu einer der Seiten, d.h. der Vorderseite oder der Rückseite der Sonnenblende geleitet werden. In der in 2C gezeigten Ausführungsform der Sonnenblende 1 ist die zweite Schicht 22 weggelassen worden, so dass eine erfindungsgemäße Sonnenblende 1 einen insgesamt dreischichtigen Aufbau aufweist, bei dem die vierte Schicht 24, welche die Heizleistung bereitstellt, zwischen der ersten Schicht 21 und der dritten Schicht 23 angeordnet ist.
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In 3 ist ein Schaltkreis 30 dargestellt, welcher in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sonnenblende 1 vorliegen kann und die erfindungsgemäße Funktionalität bereitstellt. Der Schaltkreis 30 weist einen ersten Anschluss 31 auf, an den eine Reihenschaltung aus einem Leuchtmittel 34 und einem Schalter 35 gekoppelt ist, wobei die Reihenschaltung mit ihrem anderen Anschluss an eine Masseleitung 40 angeschlossen ist. Der Schalter 35 dient zum manuellen Einschalten des Leuchtmittels und kann auch durch einen entsprechenden Sensor ersetzt werden, welcher beim Aufklappen der Sonnenblende auf Helligkeit reagiert und bei unterschreiben eines Helligkeitspegels den Reihenschaltkreis automatisch schließt, so dass das Leuchtmittel 34 eingeschaltet wird. Alternativ kann der Schalter 35 auch ganz entfallen und außerhalb der Sonnenblende angeordnet werden. Der Schaltkreis 30 weist ferner einen zweiten Anschluss 32 auf, an welchen einen Temperatursensor angeschlossen ist, welcher einen NTC-Widerstand 36 sowie einen Spannungssensor 37 aufweist, der den Spannungsabfall über dem NTC-Widerstand 36 misst. Auch der NTC-Widerstand 36 ist an die Masseleitung 40 angeschlossen. Zwischen einem dritten Anschluss 33 und der Masseleitung ist schließlich eine Reihenschaltung angeordnet, welche ein Steuermodul 38 und die Heizvorrichtung 39 aufweist. Die Heizvorrichtung 39 steht hier ggfs. stellvertretend für eine Anzahl nach Bedarf geformter Heizelemente. Das Steuermodul 38 moduliert die an der Heizvorrichtung 39 anliegende Spannung mittels PWM, wodurch die Heizleistung der Heizvorrichtung 39 geregelt werden kann. Alternativ kann das Steuermodul entfallen und stattdessen kann die Heizleistung mittels der Einstellung des Spannungswertes an einer Konstantspannungsquelle erfolgen, welche außerhalb der Sonnenblende angeordnet ist.
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Wie in 3 gezeigt, liegen alle Elemente an derselben Masseleitung 40 an. Die Masseleitung 40 kann beispielsweise einem metallischen Rohr innerhalb der Sonnenblendenaufhängung entsprechen. In die Sonnenblende gehen somit drei Kabel ein (repräsentiert durch die drei Anschlüsse 31-33) sowie ein zusätzliches Kabel für die Masseleitung 40. Der Spannungssensor 37 kann ferner mit dem Steuermodul 38 elektrisch gekoppelt sein (entsprechende Leitung nicht dargestellt), so dass der Spannungsmesswert an das Steuermodul 38 übermittelt werden kann und bei der Reglung der Leistung, die der Heizvorrichtung 36 bereitgestellt wird, berücksichtigt werden kann. Der Spannungsabfall an dem NTC-Widertand 36 kann auch außerhalb der Sonnenblende 1 erfolgen, wobei dann die Spannung hinter dem NTC-Widerstand 36 abgegriffen und mittels einer weiteren Leitung aus der Sonnenblende 1 nach außen geführt wird. Alternativ zur Reglung der Leistungsbereitstellung mittels des Steuermoduls 38 kann diese stattdessen direkt über die Einstellung der Ausgangsspannung an einer Gleichspannungsquelle erfolgen, so dass dann am dritten Anschluss 33 eine bereits an das Heizszenario angepasste Spannung (bzw. ein angepasster Strom) bereitgestellt wird.
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In 4 ist schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sonnenblende 1 dargestellt. Die Sonnenblende 1 ist hier an ihrer Aufhängeachse 44 gespiegelt dargestellt, so dass im oberen Bereich der Figur ihre Vorderseite 42 dargestellt ist und im unteren Bereich der Figur ihre Rückseite 43 dargestellt ist. Wie gezeigt, können an der Vorderseite 42 und/oder an der Rückseite 43 Heizelemente 45 angeordnet sein, welche im Grundkörper der Sonnenblende 1 eingebettet sind. Mit der Bezeichnung „an der Vorderseite“ kann hierbei gemeint sein, dass ein gemeintes Heizelement 45 näher an der Vorderseite 42 bzw. unmittelbar unter der Schicht, welche die Vorderseite 42 Ausmacht (z.B. eine Alcantara-Schicht) angeordnet ist. Die Sonnenblende 1 weist ferner ein Scharnier 47 auf, mittels welchem sie aufklappbar am Dachhimmel befestigt werden kann. Ferner ist in der Rückseite eine Spiegelkassette 46 angeordnet.
