DE102022113740A1

DE102022113740A1 - Dachanordnung mit einem Dachöffnungssystem und einer Klimaeinrichtung

Info

Publication number: DE102022113740A1
Application number: DE102022113740.6A
Authority: DE
Inventors: Magnus Sviberg; Maximilian Ehrmann; Cédric Langlais; Michael Hülsen; Juraj Lehotsky; Fabian Will; Thomas Podolski
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2022-05-31
Filing date: 2022-05-31
Publication date: 2023-11-30
Also published as: US20230382204A1

Abstract

Dachanordnung zur Bildung eines Fahrzeugdachs an einem Kraftfahrzeug, umfassend ein Flächenbauteil (12), das zumindest bereichsweise eine Dachhaut (14) des Fahrzeugdachs bildet, die als eine äußere Dichtfläche fungiert, ein Dachöffnungssystem (108) mit einem Deckelteil (110), das zum wahlweisen Öffnen oder Schließen einer in dem Flächenbauteil (12) vorgesehenen Dachöffnung (112) ausgebildet ist, mindestens ein elektrisches und/oder elektronisches und/oder elektromagnetisches Bauteil (16) und eine Klimaeinrichtung (22), durch die eine von dem elektronischen Bauteil (16) abgegebene Abwärme und/oder von außen eingeleitete Wärme abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachöffnungssystem (108) mindestens eine Wasserablaufrinne (118) umfasst, durch die mindestens ein Kühlkanal (23) der Klimaeinrichtung (22) ausgebildet ist, durch den die Abwärme des Bauteils (16) und/oder die von außen eingeleitete Wärme aus der Dachanordnung (9) ausleitbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dachanordnung zur Bildung eines Fahrzeugdachs an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gattungsgemäße Dachanordnungen, insbesondere solche, die ein Dachmodul umfassen, finden im Fahrzeugbau umfassend Verwendung. Beispielsweise werden Dachmodule als separate Funktionsmodule vorgefertigt und am Montageband mit einer Dachrahmenstruktur (welche ein Teil der Karosseriestruktur ist) verbunden. Das Dachmodul bildet zumindest bereichsweise eine Dachhaut des Fahrzeugdachs, die ein Eindringen von Feuchtigkeit bzw. Luftströmung in den Fahrzeuginnenraum verhindert. Die Dachhaut wird von einem oder mehreren Flächenbauteilen gebildet, die aus einem stabilen Material, beispielsweise lackiertem Blech oder lackiertem bzw. durchgefärbtem Kunststoff, gefertigt sein können. Bei dem Dachmodul kann es sich um ein Teil eines starren Fahrzeugdachs oder um ein Teil einer öffenbaren Dachbaugruppe, beispielsweise umfassend ein Schiebedach, handeln.
Ferner richtet sich die Entwicklung im Fahrzeugbau immer stärker auf autonom bzw. teilautonom fahrende Kraftfahrzeuge. Um der Fahrzeugsteuerung ein autonomes bzw. teilautonomes Steuern des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, wird eine Vielzahl von Umfeldsensoren (z. B. Lidar-Sensoren, Radar-Sensoren, (Multi-)Kameras etc. mitsamt weiteren (elektrischen) Komponenten) eingesetzt, die bspw. in das Dachmodul integriert sind, die Umgebung rund um das Kraftfahrzeug erfassen und aus den erfassten Umgebungsdaten bspw. eine jeweilige Verkehrssituation ermitteln. Dachmodule, welche mit einer Vielzahl von Umfeldsensoren ausgestattet sind, sind auch als Roof Sensor Modules (RSM) bekannt. Die bekannten Umfeldsensoren senden bzw. empfangen dazu elektromagnetische Signale, beispielsweise Laserstrahlen oder Radarstrahlen, wobei durch eine Signalauswertung ein Datenmodell der Fahrzeugumgebung generiert und für die Fahrzeugsteuerung genutzt werden kann.
Für eine bestmögliche sowie zuverlässige Betriebsweise, Sicherheit und Verfügbarkeit des autonomen oder teilautonomen Fahrmodus ist eine möglichst ununterbrochene bzw. stetige Verfügbarkeit der Umfeldsensoren sowie der weiteren (elektrischen) Komponenten vonnöten. Eine bestehende Problematik, durch die der (zeitweise) Ausfall eines Umfeldsensors hervorgerufen werden kann, ist bspw. die Entstehung eines Wärmestaus um den Umfeldsensor, durch welchen dieser überhitzen und infolgedessen ausfallen kann. Ein derartiger Wärmestau kann nicht nur von einer betriebsbedingten Eigenabwärme des Umfeldsensors, sondern alternativ oder in Ergänzung auch durch ein heißes Außenklima, bspw. im Hochsommer, d. h. Umgebungswärme, verursacht werden und zu einer Überhitzung (bspw. auch nur einzelner elektronischer Komponenten des Umfeldsensors) führen. Ein heißes Außenklima bzw. eine starke Solareinstrahlung kann, insbesondere aufgrund der exponierten Lage der Umfeldsensoren auf der Oberseite der Dachhaut, zu einem starken Aufheizen der gesamten Dachhaut führen.
Zur Vermeidung dieser wärmebedingten Probleme ist es daher wünschenswert, einem eventuell entstehenden Wärmestau durch den Einsatz einer Klimaeinrichtung vorzubeugen. Die Vorteile eines Einsatzes derartiger Klimaeinrichtungen sind zwar grundsätzlich bekannt, allerdings finden Letztere bei heutigen Dachmodulen für den autonomen oder teil-autonomen Fahrbetrieb noch keine flächendeckende Anwendung, so dass zum momentanen Zeitpunkt zumindest teilweise noch keine unterbrechungsfreie Verfügbarkeit der Umfeldsensoren durch eine effektive Wärmeableitung von den Umfeldsensoren, Antennen und weiteren elektronischen Komponenten gewährleistet werden kann.
Einige technische Ansätze von Klimaeinrichtungen sehen außenliegend an der Dachhaut angeordnete Lufteinlässe, beispielsweise in Form von Kühlergrills, und teilweise sogar außenliegend an der Dachhaut angeordnete Kühllüfter vor. Durch diese außenliegenden Kühlrippen und/oder Kühllüfter wird zwar ein zur Kühlung der elektrischen Komponenten des Dachmoduls benötigter Luftstrom grundsätzlich bereitgestellt. Allerdings können durch eine derartige Anordnung auch leicht Fremdpartikel und Verunreinigungen in den Lüftungsraum gelangen und beispielsweise zu einer Beeinträchtigung der Kühlleistung führen. Darüber hinaus erfordern bekannte Klimaeinrichtungen bzw. Klimakonzepte für ein Dachmodul grundsätzlich eine zusätzliche Vielzahl an Bauteilen, die montiert und gewartet werden müssen, wodurch ein betreffender Aufwand für die Montage und Wartung erhöht ist. Zudem erfordern bestehende Ansätze grundsätzlich einen großen Bauraum, der jedoch im Automobilbereich als knappe Ressource zur Verfügung steht. Ist zudem kein ausreichender Bauraum vorhanden, wird bei bekannten Kühlkonzepten eine Klimaeinrichtung auch zumindest teilweise in eine oder mehrere Anbauten an dem Dachmodul ausgelagert. Dies widerspricht zum einen einem gewünschten optischen Erscheinungsbild des Dachmoduls. Zum anderen resultieren derartige Ansätze in Nachteilen hinsichtlich einer gewünschten Robustheit bei der Auslegung von Komponenten des Dachmoduls und erschweren oftmals eine Bereitstellung einer geforderten Dichtigkeit sowie Schmutzfestigkeit (bspw. eines Lüfters) des Dachmoduls. Auch besteht bei Luftkühlsystemen die Schwierigkeit, dass Wasser in das Luftführungssystem eindringen und dort beispielsweise zu Korrosion führen kann. So sind bei bestehenden Lösungsansätzen bspw. stets Entwässerungskonzepte notwendig, die oftmals komplex ausgestaltet werden müssen.
Diese Nachteile sollen durch die integrierte, bauraum-, produktions- und zusammenbauoptimierte Lösung dieser Erfindung beseitigt oder reduziert werden.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht vorliegend darin, eine Dachanordnung mit einer verbesserten, insbesondere bauraumoptimierten Ausgestaltung vorzuschlagen, die die oben beschriebenen Nachteile des vorbekannten Standes der Technik zumindest vermindert.
Diese Aufgabe ist durch eine Dachanordnung nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer erfindungsgemä-ßen Dachanordnung gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In den Rahmen der Erfindung fallen zudem sämtliche Kombinationen aus mindestens zwei in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Es versteht sich, dass sich die zu der Dachanordnung gemachten Ausführungen in äquivalenter Weise auf ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug beziehen, ohne für dieses separat genannt zu werden. Es versteht sich insbesondere, dass sprachübliche Umformungen und/oder ein sinngemäßes Ersetzen von jeweiligen Begrifflichkeiten im Rahmen der üblichen sprachlichen Praxis, insbesondere das Verwenden von durch die allgemein anerkannte Sprachliteratur gestützten Synonymen, von dem vorliegenden Offenbarungsgehalt umfasst sind, ohne in ihrer jeweiligen Ausformulierung explizit erwähnt zu werden.
Die Dachanordnung gemäß der Erfindung umfasst ein Flächenbauteil, das zumindest bereichsweise eine Dachhaut des Fahrzeugdachs bildet, die als eine äußere Dichtfläche fungiert. Ferner umfasst die Dachanordnung ein Dachöffnungssystem mit einem Deckelteil, das zum wahlweisen Öffnen oder Schließen einer in dem Flächenbauteil vorgesehenen Dachöffnung ausgebildet ist. Ebenfalls umfasst die Dachanordnung mindestens ein elektrisches und/oder elektronisches und/oder elektromagnetisches Bauteil und eine Klimaeinrichtung, durch die eine von dem elektronischen Bauteil abgegebene Abwärme und/oder von außen eingeleitete Wärme abführbar ist. Die Dachanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dachöffnungssystem mindestens eine Wasserablaufrinne umfasst, durch die mindestens ein Kühlkanal der Klimaeinrichtung ausgebildet ist, durch den die Abwärme des Bauteils und/oder die von außen eingeleitete Wärme aus der Dachanordnung ausleitbar ist.
Insbesondere bei zukünftigen (teil-)autonom fahrenden Fahrzeugen ist ein flächendeckender Einsatz des erfindungsgemäßen Thermomanagementkonzepts wünschenswert. Hierzu bietet sich die erfindungsgemäße Klimaeinrichtung insbesondere für eine Wärmeabfuhr von Umfeldsensoren und weiteren elektrischen oder elektronischen Komponenten an. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Dachanordnung um ein Dachsensormodul (Roof Sensor Module). Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht auch, dass vorzugsweise weniger Lufteinlässe und/oder -auslässe (sofern benötigt) vorzusehen sind und diese zudem optimaler (entlang des Randbereiches) positioniert werden können, wodurch ein Styling und ein optisches Erscheinungsbild des Dachmoduls verbessert ist.
Erfindungsgemäß kann der mindestens eine Kühlkanal, der zumindest teilweise (vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise in Interaktion mit weiteren Bauteilen) durch die mindestens eine Wasserablaufrinne ausgebildet ist, zur effektiven Wärmeabfuhr von Abwärme und/oder Außenwärme aus der Dachanordnung verwendet werden.
Dabei kann in technisch synergetischer Art und Weise die bereits funktionstechnisch vorhandene Wasserablaufrinne des Dachöffnungssystems zusätzlich zur Wärmeabfuhr genutzt werden. Die erfindungsgemäße Klimaeinrichtung hat den Vorteil, dass die Ausnutzung der Wasserablaufrinne(n) in dem Randbereich um die Dachöffnung herum bauraumoptimiert ist. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, die Abwärme von mehreren elektronischen Bauteilen, die entlang der Randkontur der Dachanordnung verbaut sind, durch einen gemeinsamen Kühlkanal, der durch die Wasserablaufrinnen ausgebildet ist, abzuführen. Die Wasserablaufrinnen folgen vorzugsweise formmäßig der Randkontur der Dachöffnung. Somit ist es möglich, mit nur einem Kühlkanal, der vorzugsweise als in sich geschlossener, die Dachöffnung umlaufender Rahmenkanal durch die Wasserablaufrinnen bereitgestellt ist, die Abwärme von sämtlichen elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen der Dachanordnung gemeinsam abzuführen. Hierdurch werden gegenüber bekannten Konzepten Bauteile eingespart und auch eine Montage der Klimaeinrichtung erheblich verbessert. Insbesondere erlaubt die Erfindung eine einfache Produktion bzw. eine einfache Montage der Klimaeinrichtung. Es kann derart eine einfache Integration der Klimaeinrichtung in einem einzigen Arbeitsgang in der Produktionslinie erfolgen. Ebenfalls kann erfindungsgemäß ein Wassermanagement innerhalb der Klimaeinrichtung verbessert werden. Aufgrund des verringerten Bauteilbedarfs kann zudem erfindungsgemäß ein Design und Styling der Dachanordnung gegenüber herkömmlichen Dachanordnungen verbessert werden. Mit anderen Worten erhöht sich erfindungsgemäß ein Designfreiheitsgrad.
Bei den elektrischen oder elektronischen Bauteilen kann es sich um solche handeln, die mit einem Umfeldsensor zusammenwirken. Alternativ oder ergänzend kann es sich auch um Bauteile handeln, die sich lediglich in physischer Baunähe des Umfeldsensors (d. h. in einem angrenzenden Bauraum) befinden und diesen quasi passiv durch ihre Abwärme aufheizen können. Somit kann durch die Klimaeinrichtung effektiv verhindert werden, dass der Umfeldsensor durch umliegende Komponenten aufgeheizt wird. Es wird somit sichergestellt, dass der Umfeldsensor thermisch stabil funktioniert. Grundsätzlich kann es sich bei dem mindestens einen elektronischen Bauteil auch um eine Recheneinheit und/oder eine Auswerteeinheit und/oder eine Antenne (bzw. ein Antennenmodul) und/oder eine Lichtquelle (bzw. ein Lichtmodul) und/oder eine sonstige Abwärme erzeugende Elektronik handeln.
Unter „mindestens ein/eine“ wird verstanden, dass die Dachanordnung eine oder mehrere der betreffende Komponente umfassen kann. Bei der von außen eingeleiteten Umgebungswärme kann es sich bspw. um eine Abwärme von weiteren elektrischen und/oder elektronischen Komponenten handeln, die in der Dachanordnung verbaut sind. Die „Klimaeinrichtung“ kann neben dem mindestens einen Kühlkanal, der erfindungsgemäß zumindest teilweise durch die Wasserablaufrinne ausgebildet ist, weitere Kühlkomponenten, insbesondere weitere Kühlkanäle, Kühllufteinlässe und/oder Kühlluftauslässe umfassen, die gemeinsam die Klimaeinrichtung ausbilden. Die Klimaeinrichtung kann eine Kühleinrichtung und/oder eine Heizeinrichtung sein. Somit ist die Klimaeinrichtung vorzugsweise nicht nur dazu ausgebildet, eine Wärme und/oder Abwärme von dem mindestens einen Bauteil abzuführen, sondern kann grundsätzlich auch dazu verwendet sein, das mindestens eine Bauteil bspw. vor einem Fahrtbeginn zu erwärmen. Die Klimaeinrichtung ist in ihrer Gesamtheit dazu vorgesehen, ein oder mehrere elektrische und/oder elektronische und/oder mechanische und/oder mechatronische Bauteile, die in der Dachanordnung angeordnet sind, zu kühlen bzw. zu temperieren (dies kann, je nach Umgebungsbedingungen, ggf. auch ein Heizen von Komponenten bedeuten). Die Klimaeinrichtung umfasst dabei sämtliche Komponenten, die direkt oder indirekt an der Temperierung der Dachanordnung mitwirken.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist/sind das Dachöffnungssystem und/oder die Klimaeinrichtung dazu ausgebildet, das Deckelteil in eine insbesondere minimale Öffnungsposition zu verbringen, um derart einen Luftaustausch zwischen einem Fahrzeugäußeren und der Wasserablaufrinne, durch die der mindestens eine Kühlkanal der Klimaeinrichtung ausgebildet ist, zu verbessern. Das Dachöffnungssystem kann beispielsweise durch einen Steuerbefehl den Deckelteil dazu veranlassen in eine vorbestimmte Klimaposition durch ansteuern eines Antriebes verstellt zu werden. Die vorbestimmte Klimaposition kann beispielsweise eine vorab festgelegte Öffnungsposition des Deckelteils sein, bei dem ein Luftaustausch ermöglicht ist, ohne dass die Abdeckwirkung des Deckelteils beeinflusst ist. Der Deckelteil kann beispielsweise lediglich von einer Dichtung abgehoben werden, um derart ein Eindringen und/oder Zirkulieren von Luft zwischen der Wasserablaufrinne und dem Äußeren zu ermöglichen, ohne dass jedoch beispielsweise Regenwasser durch die Dachöffnung in ein Inneres des Fahrzeuges gelangen kann. Beispielsweise kann der Deckelteil lediglich einige Millimeter bis einige Zentimeter geöffnet werden. Die Öffnung kann durch eine translatorische Bewegung und/oder eine rotatorische Bewegung des Deckelteils erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Wasserablaufrinne in einem Randbereich der Dachöffnung, insbesondere die Dachöffnung umlaufend, angeordnet und dazu ausgebildet, in die Dachöffnung eindringendes Wasser über mindestens einen heckseitig und/oder bugseitig und/oder seitlich angeordneten Wasserauslass aus der Dachanordnung auszuleiten. Es können vorzugsweise auch mehrere Wasserauslässe vorgesehen sein, so dass eine Wasserableitung beispielsweise rundherum um die Dachanordnung erfolgen kann. Der Wasserauslass kann beispielsweise auch über eine A-Säule und/oder B-Säule und/oder C-Säule und/oder D-Säule einer Fahrzeugkarosserie, an der die Dachanordnung angeordnet ist, erfolgen. Der Wasserauslass ist vorzugsweise zumindest mit einem Abschnitt einer der Wasserablaufrinnen strömungsleitend bzw. flüssigkeitsleitend gekoppelt, so dass in die Wasserablaufrinne(n) eindringendes Wasser über den mindesten einen Wasserauslass aus der Dachanordnung ausgeleitet werden kann. Die Wasserablaufrinne(n) ist/sind vorzugsweise wannenförmig ausgeführt und vorzugsweise zumindest bei geöffnetem Deckelteil nach außen in Richtung einer Fahrzeugumgebung geöffnet. Die Wasserablaufrinne(n) kann/können vorzugsweise an dem Flächenbauteil und/oder einer sonstigen Rahmenstruktur und/oder Trägerstruktur der Dachanordnung vorzugsweise rund um die Dachöffnung angeordnet sein. Dadurch kann über einen Rand der Dachöffnung in die Dachöffnung eindringende Flüssigkeit unabhängig von der Eindringstelle durch die Wasserablaufrinne(n) aufgefangen werden. Die Wasserablaufrinne(n) bilden/bildet vorzugsweise einen Kanalrahmen, der um die Dachöffnung herum unterhalb des Flächenbauteils (in Richtung eines Fahrzeuginneren) angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Klimaeinrichtung mindestens einen Zuführungskanal mit einem Kühllufteinlass, wobei der Zuführungskanal mit der Wasserablaufrinne insbesondere strömungsleitend gekoppelt ist. In dieser Ausführungsform ist der Kühllufteinlass beispielsweise über den Zuführungskanal unmittelbar mit mindestens einer der Wasserablaufrinnen strömungsleitend gekoppelt. Derart kann Außenluft über den Kühllufteinlass in den durch die Wasserablaufrinne(n) gebildeten Kühlkanal und damit in die Dachanordnung eindringen und eine Wärmeabfuhr ermöglichen. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, eine Vielzahl von ansonsten benötigten Bauteilen für die Klimaeinrichtung einzusparen. Die ohnehin vorgesehenen Wasserablaufrinnen werden hingegen synergetisch (auch) zur Wärmeabfuhr verwendet. Besonders bevorzugt ist in dieser Ausführungsform das mindestens eine Bauteil zumindest abschnittsweise unmittelbar oder mittelbar mit der mindestens einen Wasserablaufrinne thermisch gekoppelt, um derart eine Wärmeübertragung von dem Bauteil auf die Wasserablaufrinne zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Wasserablaufrinne abschnittsweise in einem direkten Kontakt mit einem Gehäuse des Bauteils sein, so dass durch diesen Kontakt eine Wärmeübertragung erfolgt. Auch eine mittelbare thermische Kopplung unter Zwischenschaltung weiterer Bauteile ist möglich.
In alternativen Ausführungsformen kann die Klimaeinrichtung dazu ausgebildet sein, eine benötigte Kühlluft von einem Fahrzeuginnenraum und/oder einem Fahrzeugfußraum und/oder einer Klimaanlage eines Fahrzeuges anzusaugen. Die Klimaeinrichtung muss in dieser Ausführung also nicht unbedingt einen Kühllufteinlass umfassen, sondern kann die Kühlluft bzw. Klimatisierungsluft auch aus einem Bereich des Fahrzeuges ansaugen und/oder erhalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Klimaeinrichtung mindestens einen weiteren Kühlkanal mit einem Kühllufteinlass, wobei der mindestens eine weitere Kühlkanal zumindest abschnittsweise mit der Wasserablaufrinne insbesondere strömungsleitend gekoppelt ist. Diese Ausführungsform stellt eine bevorzugte Alternative zu einer direkten strömungsleitenden Kopplung mit der Wasserablaufrinne dar. Dabei umfasst die Klimaeinrichtung einen weiteren Kühlkanal, der bevorzugt das Kühlfluid bzw. die Kühlluft ausgehend von dem Kühllufteinlass an dem mindestens einen Bauteil vorbei zu der mindestens einen Wasserablaufrinne führt, um sie letztlich wieder aus dem Wasserauslass (bei geschlossenem Deckelteil) oder aus der Dachöffnung (bei zumindest teilweise geöffnetem Deckelteil) auszuleiten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine weitere Kühlkanal unmittelbar oder mittelbar wärmeleitend mit dem mindestens einen Bauteil gekoppelt. Beispielsweise kann der weitere Kühlkanal abschnittsweise in einem direkten Kontakt mit einem Gehäuse des Bauteils sein, so dass durch diesen Kontakt eine Wärmeübertragung erfolgt. Auch eine mittelbare thermische Kopplung unter Zwischenschaltung weiterer Bauteile ist möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Dachöffnungssystem mindestens eine Dachöffnungskinematik und mindestens eine Führungsschiene, in der das Deckelteil zum wahlweisen Öffnen oder Schließen der Dachöffnung insbesondere linear entlang der mindestens einen Führungsschiene beweglich geführt ist, wobei die mindestens eine Führungsschiene die mindestens eine Wasserablaufrinne umfasst. Besonders bevorzugt verläuft die mindestens eine Führungsschiene im Wesentlichen (± 10 %) parallel zu der Fahrzeuglängsrichtung. Besonders bevorzugt sind zumindest die Wasserablaufrinnen, die im Wesentlichen parallel zu der Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, durch die mindestens eine Führungsschiene ausgebildet. Besonders bevorzugt umfasst die Dachöffnung zwei Randbereiche, die im Wesentlichen parallel zu der Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, und zwei Randbereiche, die im Wesentlichen (± 10 %) orthogonal zu der Fahrzeuglängsrichtung verlaufen. Die Wasserablaufrinne kann beispielsweise als eine weitere Nut in der Führungsschiene, in der das Deckelteil nicht beweglich geführt ist, ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen einem Dichtungsflansch des Flächenbauteils und dem Deckelteil eine Dichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Dachöffnung zumindest in einer geschlossenen Stellung des Deckelteils zu verhindern. Das Deckelteil schließt in dem geschlossenen Zustand vorzugsweise flächenbündig mit dem umliegenden Flächenbauteil ab. Die Dichtung ist vorzugsweise umlaufend um das Deckelteil, beispielsweise an einem Rand des Deckelteils angeordnet, beispielsweise aufgesteckt. Die Dichtung kann alternativ auch an dem Dichtungsflansch des Flächenbauteils angeordnet sein. Die Dichtung kommt im geschlossenen Zustand des Deckelteils zur Anlage an dem Dichtungsflansch (wenn sie an dem Deckelteil angeordnet ist) oder an dem Rand des Deckelteils (wenn sie an dem Dichtungsflansch angeordnet ist) und verhindert dadurch ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Dachöffnung.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die mindestens eine Wasserablaufrinne eine Anlagedichtung, die an einem Rand der Wasserablaufrinne angeordnet und dazu ausgebildet ist, ein Eindringen von Feuchtigkeit zwischen der Wasserablaufrinne und dem Deckelteil zu verhindern. Die Anlagedichtung ist beispielsweise auf einen Rand der Wasserablaufrinne(n) aufgesteckt. Die Anlagedichtung dichtet einen Zwischenraum zwischen der/den Wasserablaufrinne/n und dem Deckelteil ab. Die Anlagedichtung ist vorzugsweise in der geschlossenen Stellung des Deckelteils und/oder während der Öffnungs- und/oder Schließbewegung mit diesem in Dicht- bzw. Anlagekontakt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kühlkanal zumindest in der geschlossenen Stellung des Deckelteils umfangsseitig durch die Wasserablaufrinne, die Anlagedichtung, das Deckelteil, die Dichtung und den Dichtungsflansch begrenzt. Der durch die Wasserablaufrinne ausgebildete Kühlkanal erstreckt sich vorzugsweise als eine Art Hohlkanal entlang des Randbereiches der Dachöffnung. Besonders bevorzugt umläuft der Kühlkanal den gesamten Randbereich der Dachöffnung als Kanalrahmen. Der Kühlkanal hat orthogonal zu seiner Längserstreckung betrachtet einen Hohlquerschnitt. Eine bodenseitige (in Richtung eines Fahrzeuginneren weisende) Wandseite des Kühlkanals ist vorzugsweise durch die Wasserablaufrinne ausgebildet. Eine in Richtung einer Dachöffnungsmitte gerichtete Seitenwand des Kühlkanals ist bevorzugt durch einen vorstehenden Wandabschnitt der Wasserablaufrinne gebildet, an dessen freistehendem Rand die Anlagedichtung befestigt, beispielsweise aufgesteckt ist. Der Wandabschnitt bildet gemeinsam mit der Anlagedichtung vorzugsweise eine Kanalseitenwand aus. Eine deckenseitige (in Richtung eines Fahrzeugäußeren weisende) Kanalwand des Kühlkanals ist bevorzugt durch das Deckelteil in feuchtigkeitsdichter Zusammenwirkung mit der Dichtung gebildet. Eine im Bereich des Randes der Dachöffnung ausgebildete und vorzugsweise von dem Flächenbauteil in Richtung eines Fahrzeuginneren hervorstehende Kanalseitenwand ist vorzugsweise durch den an dem Flächenbauteil ausgebildeten Dichtungsflansch sowie einen vorstehenden Wandabschnitt der Wasserablaufrinne gebildet, der besonders bevorzugt unmittelbar an dem Flächenbauteil oder über eine Trägerstruktur mittelbar an dem Flächenbauteil befestigt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Kühlkanal dazu ausgebildet, eine Kühlfluidzufuhr von außerhalb der Dachanordnung zu erhalten. So ist es beispielsweise möglich, dass die Dachanordnung eine oder mehrere Einlassöffnungen, bspw. in Form von Lüftungsschlitzen, umfasst, durch die Frischluft von außen in die Dachanordnung geführt werden kann. Diese mindestens eine Einlassöffnung kann vorzugsweise bugseitig im Bereich eines bugseitigen Querholms oder Längsholms der Dachanordnung in einem seitlichen Bereich parallel zu mindestens einem der mindestens zwei Längsholme vorgesehen sein. Eine seitliche Kühlfluidzufuhr (Einlassöffnung) ist dabei von Vorteil, da nicht so einfach Regenwasser in den Kühlkanal eindringen kann. Bevorzugt ist in einer solchen Einlassöffnung eine Art Gitter oder Filter verbaut, durch das bzw. durch den Partikel aus der eingesaugten Umgebungsluft abgefangen werden können und so nicht in die Klimaeinrichtung gelangen. Eine derartige Anordnung mindestens eines Lufteinlasses hat den Vorteil, dass bei einer Bewegung des Fahrzeuges ein fahrbewegungsbedingt erzwungener Luftstrom ausgebildet wird, so dass vorzugsweise zumindest ab einer vorbestimmten Grenzgeschwindigkeit des Fahrzeuges keine zusätzlichen, geräuschemittierenden Lüfter zur Ausbildung der Kühlfluidströmung benötigt werden. Somit ist ein geräuscharmer Betrieb durch Vermeidung oder zumindest durch Verminderung des Einsatzes von Kühllüftern im Dachbauraum möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Wasserablaufrinne bzw. der dadurch zumindest teilweise gebildete Kühlkanal umlaufend um die Dachöffnung ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist mindestens eine Wasserablaufrinne vorzugsweise einstückig oder zumindest zusammenhängend ausgebildet, so dass ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Dachöffnung ringsherum um die Dachöffnung verhindert werden kann bzw. dort eindringende Feuchtigkeit durch die mindestens eine Wasserablaufrinne aufgefangen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine elektrische und/oder elektronische Bauteil in einer vor Feuchtigkeit geschützten Trockenabteilung der Dachanordnung angeordnet und die von dem elektrischen und/oder elektronischen Bauteil abgegebene Abwärme mittels der Klimaeinrichtung aus der Trockenabteilung abführbar. Somit ist es möglich, das elektrische und/oder elektronische Bauteil geschützt vor Feuchtigkeit beispielsweise in einem Gehäuse oder Ähnlichem anzuordnen. Eine Wärmeabfuhr von einem derartigen Gehäuse kann unmittelbar an den Kühlkanal, der zumindest teilweise durch die Wasserablaufrinne ausgebildet ist, erfolgen. Hierzu kann das Gehäuse beispielsweise mit dem Kühlkanal über mindestens eine Fläche in direktem Kontakt sein. Alternativ kann das Gehäuse auch über ein Wärmeleitelement mit dem Kühlkanal wärmeübertragend verbunden sein. Hierdurch ist eine freiere Platzierung des elektrischen und/oder elektronischen Bauteils in dem Bauraum der Dachanordnung möglich. Durch eine Abgrenzung zwischen einer Trockenabteilung und einer durch die Klimaeinrichtung gebildeten Nassabteilung ist es möglich, den Kühlfluidstrom beispielsweise anzufeuchten, um somit eine Menge an aufnehmbarer Wärme zu steigern.
Es ist also bevorzugt, dass das mindestens eine elektrische und/oder elektronische Bauteil durch mindestens ein Wärmeleitelement unmittelbar oder mittelbar wärmeübertragend mit dem Kühlkanal, der durch die Wasserablaufrinne bereitgestellt ist, und/oder mit einem weiteren Kühlkanal verbunden ist. Auch kann es bevorzugt sein, wenn die mindestens eine Klimaeinrichtung mindestens einen Kühllüfter und/oder mindestens einen Kühlkörper und/oder mindestens einen Wärmetauscher und/oder mindestens eine Wärmepumpe und/oder mindestens ein Wärmeleitrohr umfasst. Auch weitere aus dem Thermomanagement bekannte Komponenten (z. B. ein Kompressor oder ein Kondensator) sind grundsätzlich vorstellbar.
Alternativ oder ergänzend kann die Klimaeinrichtung also einen oder mehrere Kühllüfter aufweisen, um somit, beispielsweise bei lediglich geringen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges oder bei einem Anschluss an den Kühlkreislauf des Fahrzeuges, einen Luftstrom in dem Kühlkanal der Klimaeinrichtung mittels des einen oder der mehreren Kühllüfter erzeugen zu können. Vorzugsweise ist/sind der eine oder die mehreren Kühllüfter derart regelbar, dass verschiedene Volumenströme durch den Kühlkanal bzw. die Kühlkanäle eingestellt werden können. Die Kühllüfter sind vorzugsweise in den Kühlkanal bzw. die Kühlkanäle integriert.
Alternativ oder ergänzend kann das mindestens eine elektrische und/oder elektronische Bauteil zumindest bereichsweise an dem Kühlkanal angeordnet und/oder über ein Wärmeleitelement in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlkanal sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn das mindestens eine elektrische und/oder elektronische Bauteil beispielsweise mittels seines (Metall-)Gehäuses in unmittelbarem, wärmeleitendem Kontakt mit dem vorzugsweise aus Metall ausgebildeten Teil des Kühlkanals ist, so dass eine verlustfreie Wärmeübertragung möglich ist. Hierbei kann das (Metall-)Gehäuse des mindestens einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils, das vorzugsweise den Trockenraum bildet, beispielsweise über eine planare Anlagefläche an einer Außenseite des Querholms oder des Längsholms des Dachmodulrahmens angeordnet sein. Um Wärmeübertragungsverluste zu verhindern, kann zwischen den Anlageflächen vorzugsweise eine Wärmeleitpaste aufgebracht sein.
Alternativ zu einer unmittelbaren Anordnung des mindestens einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils an dem Kühlkanal ist es bevorzugt, eine Wärmeübertragung zwischen dem mindestens einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil und dem Kühlkanal durch ein oder mehrere Wärmeleitelemente bereitzustellen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommt als Wärmeleitelement eine Wärmesenke und/oder ein Wärmetauscher und/oder eine Wärmepumpe und/oder ein Blechteil und/oder ein Wärmeleitrohr (engl.: Heatpipe) zum Einsatz und/oder das Wärmeleitelement kann mit einer Wärmeleitpaste oder einem anderen wärmeleitenden Material verbunden sein. Es versteht sich, dass auch eine Kombination der zuvor aufgezählten Wärmeleitelemente, d. h. nicht nur eine Art von Wärmeleitelement, zum Einsatz kommen kann. Es versteht sich zudem, dass sämtliche wärmeerzeugenden Komponenten der Dachanordnung mit mindestens einem Wärmeleitelement versehen sein können. So kann bspw. das mindestens eine elektrische und/oder elektronische Bauteil ein oder mehrere Wärmeleitelemente umfassen. In jedem Fall bildet das Wärmeleitelement eine Wärmeübertragungsbrücke zwischen dem mindestens einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil und dem mindestens einen Kühlkanal, so dass die Abwärme bzw. die Umgebungswärme möglichst verlustfrei an den mindestens einen Kühlkanal übergeben wird. Der Einsatz eines Wärmeleitelements hat den Vorteil, dass hierdurch ein Maß an Designfreiheit erhöht wird, da das mindestens eine elektrische und/oder elektronische Bauteil nicht unmittelbar an dem Kühlkanal angeordnet sein muss, sondern freier positioniert werden kann.
Ebenfalls kann es zur Effizienzsteigerung der Wärmeübertragung zwischen dem mindestens einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil und dem Kühlkanal sowie auch zur Steigerung der Wärmeleitung innerhalb des Kühlkanals von Vorteil sein, dass die Klimaeinrichtung einen Kühlkörper umfasst, der vorzugsweise eine Vielzahl von Kühlrippen aufweist. Beispielsweise kann es sich bei dem Kühlkörper um ein metallisches Bauteil (vorzugsweise aus Aluminium) handeln, welches zur Vergrößerung seiner Wärmeabgabe-Oberfläche eine Vielzahl von Einkerbungen oder Erhebungen aufweist, um möglichst viel Wärme, die von dem mindestens einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil abgegeben wird, an den im Kühlkanal strömenden Kühlfluidstrom weiterzuleiten. Besonders bevorzugt ist der Kühlkörper unmittelbar an der Wärmeübertragungsfläche zwischen dem mindestens einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil und dem Kühlkanal und/oder dem weiteren Kühlkanal angeordnet (im Falle einer unmittelbaren Anordnung des Umfeldsensors an dem Kühlkanal). Alternativ kann der Kühlkörper beispielsweise auch an einer Wärmeeinleitungsstelle des Wärmeleitelements angeordnet sein, um von diesem möglichst effizient die Wärme abzuleiten.
Welche Art von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen durch die erfindungsgemäße Klimaeinrichtung gekühlt wird, ist grundsätzlich beliebig. Vorzugsweise umfasst das mindestens eine elektrische und/oder elektronische Bauteil eine oder mehrere Antennen und/oder ein Antennenmodul und/oder ein Steuergerät und/oder ein Lichtmodul und/oder einen Lichterzeuger und/oder einen Umfeldsensor, der in dem Dachmodul umfasst ist und der zur Erfassung der Fahrzeugumgebung durch einen Durchsichtsbereich elektromagnetische Signale senden und/oder empfangen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der mindestens eine Umfeldsensor einen Lidar-Sensor und/oder einen Radar-Sensor und/oder einen Kamera-Sensor und/oder einen Multikamera-Sensor und/oder einen Ultraschall-Sensor und/oder Regensensoren. Auch andere, nicht genannte Sensorarten, die im Bereich von Dachmodulen zum Einsatz kommen können, sind hier umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Dachanordnung ein Dachmodul, das als Baueinheit, insbesondere durch einen Dachmodulrahmen, an einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere an einem Dachkarosserierahmen, eines Kraftfahrzeuges befestigt ist. Das Dachmodul kann eine Baueinheit bilden, in der Einrichtungen zum autonomen oder teilautonomen, durch Fahrassistenzsysteme unterstützten Fahren integriert sind und die auf Seiten eines Fahrzeugherstellers als Einheit auf einen Fahrzeugrohbau aufgesetzt, bspw. an einer Fahrzeugkarosserie und/oder einer Dachrahmenstruktur befestigt sind. Die Längsholme erstrecken sich im Wesentlichen entlang einer Längsrichtung des Kraftfahrzeuges. Die Querholme erstrecken sich vorzugsweise in einer Fahrzeugbreitenrichtung des Kraftfahrzeuges, d. h. quer, vorzugsweise senkrecht und im Wesentlichen horizontal zu der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges. Vorzugsweise kann das Dachmodul durch den Dachmodulrahmen mit der Dachrahmenstruktur eines Kraftfahrzeuges verbunden, beispielsweise verklebt, verschraubt und/oder verbolzt sein. Ferner kann das Dachmodul nach der Erfindung als reines Festdach oder auch als Dach mitsamt Dachöffnungssystem ausgebildet sein. Das Dachmodul ist auf die Dachrahmenstruktur, die Teil einer Fahrzeugkarosserie bildet, aufsetzbar oder in diese einsetzbar. Das Dachmodul kann zur Nutzung bei einem Personenkraftwagen oder bei einem Nutzfahrzeug ausgelegt sein. Das Dachmodul kann vorzugsweise als Baueinheit in Form eines Roof Sensor Module (RSM) bereitgestellt sein, in der die Umfeldsensoren und weitere elektrische Komponenten für das (teil-)autonome Fahren vorgesehen sind. Denkbar ist es auch, dass das Dachmodul ein oder mehrere Antennenmodule und/oder weitere elektrische Komponenten umfasst. Es ist ferner möglich, dass das Dachmodul einen oder mehrere Umfeldsensoren und/oder ein oder mehrere Antennenmodule und/oder weitere elektrische oder elektronische Bauteile umfasst, wobei durch die erfindungsgemäße Klimaeinrichtung zumindest eine ausgewählte der vorgenannten Komponenten gekühlt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das mindestens eine Dachanordnung nach einer beliebigen Ausführungsform der Erfindung umfasst.
Es versteht sich, dass die zuvor genannten und nachstehend noch zu erläuternden Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele nicht nur einzeln, sondern auch in beliebiger Kombination miteinander ausbildbar sind, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Zudem beziehen sich sämtliche Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele der Dachanordnung vollumfänglich auf ein Kraftfahrzeug, das eine solche Dachanordnung aufweist.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisiert dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Dachmodul;
2 eine Schnittansicht eines Ausschnittes eines Dachmoduls;
3 eine Schnittansicht eines Ausschnittes eines Dachmoduls;
4 eine Draufsicht von oben auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dachmoduls; und
5 eine Draufsicht von oben auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dachmoduls.

In 1 ist ein Fahrzeugdach 100 eines Fahrzeugs 1000 (nicht komplett gezeigt) dargestellt, das eine erfindungsgemäße Dachanordnung 9 umfasst. Die Dachanordnung 9 ist vorliegend als Dachmodul 10 ausgebildet. Das Dachmodul 10 umfasst ein Flächenbauteil 12 zur Bildung einer Dachhaut 14 des Fahrzeugdaches 100, die als eine äußere Dichtfläche fungiert. Das Dachmodul 10 umfasst optional einen Dachmodulrahmen, auf dem das Flächenbauteil 12 angeordnet bzw. an dem das Flächenbauteil 12 unverlierbar befestigt, zumeist verklebt ist. Das Dachmodul 10 ist als Baueinheit an einem Dachkarosserierahmen 104 des Fahrzeuges 1000 angeordnet, vorliegend auf diesen aufgesetzt. Der Dachkarosserierahmen 104 umfasst einen frontseitigen und einen heckseitigen Karosseriequerholm 102, wobei nur der frontseitige Karosseriequerholm 102 sichtbar ist. Ferner umfasst der Dachkarosserierahmen 104 mindestens zwei Karosserielängsholme 106. Der Dachkarosserierahmen 104 ist vorliegend Teil der Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeuges 1000.
Das Dachmodul 10 in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist ein Dachöffnungssystem 108 auf, das als Schiebedach ausgeführt ist. Das Dachöffnungssystem 108 umfasst eine nicht näher gezeigte Dachöffnungskinematik und ein Deckelteil 110. Das Deckelteil 110 kann durch die Dachöffnungskinematik zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position verstellt werden. In der geöffneten Position ist eine Dachöffnung 112 in dem Flächenbauteil 12 in ein Fahrzeuginneres geöffnet. In der geschlossenen Position verschließt das Deckelteil 110 die Dachöffnung 112 vorzugsweise feuchtigkeitsdicht. Das Deckelteil 110 schließt in der geschlossenen Position vorzugsweise flächenbündig mit der Dachhaut 14 bzw. dem Flächenbauteil 12 ab. Das Deckelteil 110 kann aus einem Kunststoff oder einem Blech oder aus Glas sein.
Zwischen der Dachöffnung 112 und dem Deckelteil 110 ist vorzugsweise eine Dichtung 114, beispielsweise eine Ringbunddichtung vorgesehen, so dass die Dachöffnung 112 in der geschlossenen Position nach innen hin feuchtigkeitsdicht verschlossen ist. Gemäß den 2 und 3 ist die Dichtung 114 an dem Deckelteil 110, insbesondere an einem randseitigen Bereich des Deckelteils 110 angeordnet. Die Dichtung 114 interagiert mit einem Dichtungsflansch 116, der an einem Randbereich die Dachöffnung 112 umlaufend vorgesehen ist.
Während des Öffnens des Deckelteils 110 wird dieses zumindest in einer Teilbewegung angehoben, insbesondere um eine Schwenkachse verschwenkt, um derart über die Dachhaut 14 herauszufahren. Im Anschluss daran wird das Deckelteil 110 beispielsweise über eine Schienenführung außen an der Dachhaut 14 in eine heckseitige Richtung bewegt, um die Dachöffnung 112 vollständig zu öffnen. Insbesondere nach einem Regenfall oder einem Waschgang kann es dazu kommen, dass Feuchtigkeitsreste auf dem Deckelteil 110 und/oder der Dachhaut 14 in Form von Wassertropfen zurückbleiben. Beim Verkippen des Deckelteils 110 und/oder bei der Fahrt mit dem Fahrzeug 1000 können derartige Wassertropfen über einen Randbereich der Dachöffnung 112 in diese eindringen. Ein Nasswerden des Fahrzeuginneren wäre die unerwünschte Folge.
Um ein Eindringen von Feuchtigkeit über einen Randbereich der Dachöffnung 112 zu verhindern, umfassen bekannte Dachöffnungssysteme zumeist Wasserablaufrinnen 118, die randseitig und umlaufend um die Dachöffnung 112 angeordnet sind. Die Wasserablaufrinnen 118 können zumindest im Seitenbereich der Dachöffnung 112, der im Wesentlichen parallel zu der Fahrzeuglängsrichtung x verläuft, als Bestandteil der Führungsschienen des Dachöffnungssystems 108 ausgebildet sein. Dringt nun Wasser über den Randbereich der Dachöffnung 112 in diese ein, kann dieses durch mindestens eine Wasserablaufrinne 118 aufgefangen werden. Das Wasser wird im Anschluss daran vorzugsweise über mindestens einen Wasserauslass 120, der beispielsweise heckseitig aus dem Fahrzeug 1000 hinausführt, ausgeleitet. Es versteht sich, dass das Dachmodul 10 und/oder das Kraftfahrzeug 1000 auch mehrere Wasserauslässe 120 umfassen kann. Die Wasserablaufrinnen 118 sind vorzugsweise umlaufend um die Dachöffnung 112 vorgesehen und bilden vorzugsweise einen in sich geschlossenen Rahmen aus, der die Dachöffnung 112 umschließt. Aus diesem Rahmen kann vorzugsweise heckseitig das Wasser durch den mindestens einen Wasserauslass 120 abgeführt werden. Um ein Eindringen von Wasser, das in die Wasserablaufrinnen 118 gelangt ist, in ein Inneres des Kraftfahrzeuges 1000 zu verhindern, ist jede Wasserablaufrinnen 118 gegenüber dem Deckelteil 110 über eine Anlagedichtung 122, insbesondere eine Lippendichtung, abgedichtet. Die Anlagedichtung 122 kann beispielsweise auf einen Rand 123 der Wasserablaufrinnen 118 aufgesteckt sein (siehe 2 und 3). Der Rand 123 ist, zumindest in einem lokalen Bereich um die Dachöffnung 112 herum betrachtet, vorzugsweise orthogonal gegenüber der Dachhaut 14 und/oder dem Flächenbauteil 12 und/oder dem Deckelteil 110 ausgerichtet.
Ferner umfasst das Dachmodul 10 in einem frontseitigen Bereich (betrachtet in der Fahrzeuglängsrichtung x, die einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges 1000 entspricht) symmetrisch zu der Fahrzeuglängsachse x ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil 16. Das elektrische und/oder elektronische Bauteil 16 ist vorliegend ein Umfeldsensor 17. Der Umfeldsensor 17 ist unmittelbar hinter einem vorderen Karosseriequerholm 102, der einen dachseitigen Windlauf in einem Anschluss an eine nicht näher gezeigte Windschutzscheibe des Fahrzeuges 1000 definiert, angeordnet. Der Umfeldsensor 17 kann ein- und ausfahrbar oder starr an dem Flächenbauteil 12 angeordnet sein. Der Umfeldsensor 17 ist vorliegend ein Lidar-Sensor. Es können auch andere Sensortypen, z. B. Multidirektional-Kameras oder Kameras, die beim teilautonomen oder autonomen Fahren Verwendung finden, zum Einsatz kommen. Auch können andere elektrische und/oder elektronische Bauteile 16 in dem Dachmodul 10 verbaut sein.
Das Dachmodul 10 (und/oder der Umfeldsensor 17) umfasst einen Durchsichtsbereich 18, der beispielsweise aus einem vorzugsweise bruchsicheren Kunststoff, Glas oder sonstigen teiltransparenten oder transparenten Material hergestellt sein kann. Der Umfeldsensor 17 ist entlang einer optischen Achse 20 ausgerichtet, die im Falle von 1 parallel zu der Fahrzeuglängsrichtung x ausgerichtet ist. Um die optische Achse 20 herum erstreckt sich kegelförmig ein Sichtfeld des Umfeldsensors 17, in dem der Umfeldsensor 17 elektromagnetische Signale senden und/oder empfangen kann, um so eine Fahrzeugumgebung zu erfassen.
Das erfindungsgemäße Dachmodul 10 umfasst ferner eine Klimaeinrichtung 22, durch die eine von dem elektronischen Bauteil 16, beispielsweise dem Umfeldsensor 17, abgegebene Abwärme und/oder von außen in das Dachmodul 10 eingeleitete Wärme abführbar ist. Die Klimaeinrichtung 22 umfasst erfindungsgemäß mindestens einen Kühlkanal 23, der durch mindestens eine der Wasserablaufrinnen 118 ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine Abwärme oder Wärme über die Nutzung der Wasserablaufrinne 118 als Kühlkanal 23 aus dem Wasserauslass 120 abgeführt werden. Hierdurch ist eine synergetische Nutzung der Wasserablaufrinne 118 auch zur Wärmeabfuhr möglich. Das Bauteil 16 kann zur Wärmeabfuhr beispielsweise über mindestens einen weiteren Kühlkanal 25 mit der mindestens einen Wasserablaufrinne 118 wärmeleitend, insbesondere strömungsführend verbunden sein. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass das mindestens eine Bauteil 16 über ein Wärmeleitelement (nicht gezeigt), beispielsweise ein Wärmeleitblech, ein Wärmeleitrohr oder ähnliches, zusätzlich zu dem weiteren Kühlkanal 25 wärmeleitend mit der mindestens einen Wasserablaufrinne 118 verbunden ist. Auch andere thermische Kopplungen sind vorstellbar. Grundsätzlich kann das Dachmodul 10 bzw. die Klimaeinrichtung 22 mindestens einen (in Fahrtrichtung x betrachtet) frontseitig seitlich vorgesehenen Lufteinlass 21 in einen weiteren Kühlkanal 25 (den die Klimaeinrichtung 22 zusätzlich zu dem durch die Wasserablaufrinne 118 ausgebildeten Kühlkanal 23 umfasst) aufweisen. Durch den Lufteinlass 21 kann Kühlluft in den weiteren Kühlkanal 25 einströmen. Der weitere Kühlkanal 25 ist thermisch bzw. wärmeleitend mit dem Bauteil 16 gekoppelt, so dass Abwärme von dem Bauteil 16 in den weiteren Kühlkanal 25 eingebracht werden kann. Die durch den Lufteinlass 21 einströmende Luft kann die Abwärme aufnehmen. Von dem Kühllufteinlass 21 führt vorzugsweise ein erster Kanalabschnitt 25a des weiteren Kühlkanals 25 zu dem Bauteil 16. Von dem Bauteil 16 führt ein zweiter Kanalabschnitt 25b des Kühlkanals 25 zu dem durch die Wasserablaufrinne 118 ausgebildeten Kühlkanal 23. Der weitere Kühlkanal 25 bzw. zumindest der zweite Kanalabschnitt 25b ist mit der mindestens einen Wasserablaufrinne 118 strömungsführend gekoppelt, so dass die Kühlluft über die Wasserablaufrinne 118 aus dem Wasserauslass 120 ausströmen kann, nachdem sie die vom Bauteil 16 erzeugte Abwärme oder eine von außen eingeleitete Wärme aufgenommen hat. Auf diese Art kann die Abwärme/Wärme aus einem frontseitigen Teil des Dachmoduls 10 in eine Wärmeabfuhrrichtung W_A in eine heckseitige Richtung (entgegen der Fahrtrichtung x) abgeführt und aus dem Dachmodul 10 ausgeleitet werden. Die erfindungsgemäße Klimaeinrichtung 22 benötigt bevorzugt keinen Kühllüfter zur Erzeugung eines erzwungenen Luftstroms. Allerdings ist es selbstredend, dass die Klimaeinrichtung 22 mindestens einen Kühllüfter optional umfassen kann, wenn hierdurch beispielsweise die Kühlwirkung erhöht werden kann.
Wenn das Deckelteil 110 geöffnet ist, entweicht die Wärme erfindungsgemäß unmittelbar aus der Dachöffnung 112, ohne dass eine Abfuhr aus dem Wasserauslass 120 notwendig ist. Die Wärme entweicht vielmehr an der Stelle des geringsten Entweichwiderstandes, mithin an der Stelle des größten Ausströmquerschnittes (siehe 2). In 2 ist eine Schnittansicht parallel zu der Fahrzeuglängsrichtung x gezeigt. Dabei ist ein heckseitiger Teil des Dachöffnungssystems 108 gezeigt.
Ist das Deckelteil 110 geschlossen, ist ein vorzugsweise nach außen hin feuchtigkeits- und luftdichter Kanal ausgebildet, der als Strömungskanal für die Wärmeabfuhr verwendet werden kann, so dass in diesem Fall die warme Abluft durch den Wasserauslass 120 nach außen aus dem Dachmodul 10 abgeführt werden kann. Dabei bildet die Wasserablaufrinne 118 eine bodenseitige Wand sowie einen Teil einer Kanalseitenwand. Die Anlagedichtung 122 schließt in Interaktion mit dem Deckelteil 110 die Seitenwand nach außen in Richtung des Deckelteils 110 feuchtigkeitsdicht ab. Das Deckelteil 110, an dem die Dichtung 114 angeordnet ist, schließt in Interaktion mit dem Dichtungsflansch 116 des Flächenbauteils 12 den derart ausgebildeten Kanal ebenfalls nach außen hin ab. Derart kann die erwärmte Abluft, die in die als Kanal ausgebildete Wasserablaufrinne 118 einströmt, nur noch durch den Wasserauslass 120 entweichen (siehe 3). In 3 ist eine Schnittansicht parallel zu der Fahrzeuglängsrichtung x gezeigt. Dabei ist ein heckseitiger Teil des Dachöffnungssystems 108 gezeigt.
4 zeigt eine Draufsicht auf ein Dachmodul 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Deckelteil 110 ist lediglich schemenhaft gestrichelt und in geschlossener Position angezeigt. Während der Fahrt des Fahrzeuges 1000 wird aufgrund der Fahrtgeschwindigkeit Außenluft in den Lufteinlass 21 eingesogen und über den ersten Kanalabschnitt 25a des weiteren Kühlkanals 25 zu dem Bauteil 16 bzw. dem Umfeldsensor 17 geführt. Der erste Kanalabschnitt 25a ist über eine Kanalverbindung 25c mit dem zweiten Kanalabschnitt 25b verbunden. Die Kanalverbindung 25c ist vorliegend (in die Blattebene hinein betrachtet) unterhalb des Bauteils 16 angeordnet und daher nur gestrichelt angezeigt. Das Bauteil 16 ist zumindest mit der Kanalverbindung 25c wärmeübertragend gekoppelt. Beispielsweise kann die Abwärme des Bauteils 16 über ein Wärmeleitelement (nicht gezeigt) an die Kanalverbindung 25c bzw. an den weiteren Kühlkanal 25 abgegeben werden. Auch eine thermische Kopplung über ein Wärmeleitrohr oder Ähnliches ist möglich. Alternativ oder ergänzend kann ein Gehäuse, in dem sich das mindestens eine Bauteil 16 befindet, thermisch mit dem weiteren Kühlkanal 25 gekoppelt sein. Der weitere Kühlkanal 25 umfasst den ersten Kanalabschnitt 25a, den zweiten Kanalabschnitt 25b und die Kanalverbindung 25c. Es versteht sich, dass der weitere Kühlkanal 25 einstückig ausgeführt sein kann.
Die vom Umfeldsensor 17 generierte Abwärme und/oder eine von außen in das Dachmodul 10 eingeleitete Wärme kann über den weiteren Kühlkanal 25, der thermisch und strömungstechnisch mit den Wasserablaufrinnen 118 bzw. dem dadurch gebildeten Kühlkanal 23 gekoppelt ist, in den durch die Wasserablaufrinnen 118 zumindest teilweise ausgebildeten Kühlkanal 23 abgeführt werden. Die Wasserablaufrinnen 118 bilden gemäß 4 einen die Dachöffnung 112 umlaufenden Kanalrahmen aus. In Kombination mit dem Deckelteil 110 und dem Dichtungsflansch 116 des Flächenbauteils 12 bildet die Wasserablaufrinne 118 den in seiner Umfangsrichtung geschlossenen Kühlkanal 23 aus. Die Wasserauslässe 120 sind heckseitig in Richtung eines Fahrzeughecks führend, in Fahrtrichtung x betrachtet rechts- und linksseitig, angeordnet. Durch die Wasserauslässe 120, die auch als Kühlauslässe dienen, kann die erwärmte Abluft aus dem Dachmodul 10 ausgeleitet werden. Es versteht sich, dass der weitere Kühlkanal 25 und/oder der Kühlkanal 23 jeweils einen beliebigen Verlauf und/oder einen beliebigen Querschnitt umfassen können und die gezeigten Ausführungsformen nicht einschränkend zu verstehen sind. Die Flussrichtung der Kühlluft ist mit Pfeilen und gestrichelten Linien angezeigt.
Durch die Nutzung der Wasserablaufrinne 118 kann die Wärmeabfuhr bauraumoptimiert ausgeführt sein. Sofern sich Wasser in dem durch die Wasserablaufrinne 118 gebildeten Kühlkanal 23 befindet, kann eine Kühlwirkung aufgrund einer Ausnutzung von Verdampfungsenthalpie des in der Wasserablaufrinne 118 befindlichen Wassers verbessert werden.
In 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines Dachmoduls 10 gezeigt, bei dem der Kühllufteinlass 21 über einen Zuführungskanal 21a mit der Wasserablaufrinne 118 strömungsleitend verbunden ist. Derart kann während der Fahrt mit dem Kraftfahrzeug 1000 Fahrtwind von außen in den Kühllufteinlass 21 einströmen und über den Zuführungskanal 21a in den Kühlkanal 23 geleitet werden. Die Abwärme von dem mindestens einen Bauteil 16 wird vorliegend über ein Wärmeleitelement 24, das zumindest thermisch mit einem Teil der Wasserablaufrinne 118 gekoppelt ist, in die Wasserablaufrinne 118 eingeleitet und von der einströmenden Außenluft aufgenommen. Die erwärmte Außenluft verlässt das Fahrzeug 1000 wieder über den Wasserauslass 120, der heckseitig angeordnet ist. Gemäß 5 umfasst das Dachmodul 10 einen heckseitigen Wasserauslass 120 und einen frontseitigen, (in der Fahrtrichtung x betrachtet) rechtsseitig vorgesehenen Kühllufteinlass 21. In dieser Ausführungsform kann also das Bauteil 16 ohne Zwischenschaltung weiterer Kühlkanäle mittels des durch die Wasserablaufrinne 118 ausgebildeten Kühlkanals 23 gekühlt werden.
Bezugszeichenliste

9: Dachanordnung
10: Dachmodul
12: Flächenbauteil
14: Dachhaut
16: elektrisches und/oder elektronisches Bauteil
17: Umfeldsensor
18: Durchsichtsbereich
20: optische Achse
21: Lufteinlass/Kühllufteinlass
21a: Zuführungskanal
22: Klimaeinrichtung
23: durch Wasserablaufrinne gebildeter Kühlkanal
24: Wärmeleitelement
25: weiterer Kühlkanal
25a: erster Kanalabschnitt
25b: zweiter Kanalabschnitt
25c: Kanalverbindung
100: Fahrzeugdach
102: Karosseriequerholm
104: Dachkarosserierahmen, Dachrahmenstruktur
106: Karosserielängsholm
108: Dachöffnungssystem
110: Deckelteil
112: Dachöffnung
114: Dichtung
116: Dichtungsflansch
118: Wasserablaufrinne
120: Wasserauslass
122: Anlagedichtung
123: Rand
1000: Kraftfahrzeug, Fahrzeug
x: Fahrzeuglängsrichtung, Fahrzeuglängsachse, Fahrtrichtung
y: Fahrzeugbreitenrichtung
WA: Wärmeabfuhrrichtung

Claims

Dachanordnung zur Bildung eines Fahrzeugdachs an einem Kraftfahrzeug, umfassend ein Flächenbauteil (12), das zumindest bereichsweise eine Dachhaut (14) des Fahrzeugdachs bildet, die als eine äußere Dichtfläche fungiert, ein Dachöffnungssystem (108) mit einem Deckelteil (110), das zum wahlweisen Öffnen oder Schlie-ßen einer in dem Flächenbauteil (12) vorgesehenen Dachöffnung (112) ausgebildet ist, mindestens ein elektrisches und/oder elektronisches und/oder elektromagnetisches Bauteil (16) und eine Klimaeinrichtung (22), durch die eine von dem elektronischen Bauteil (16) abgegebene Abwärme und/oder von außen eingeleitete Wärme abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachöffnungssystem (108) mindestens eine Wasserablaufrinne (118) umfasst, durch die mindestens ein Kühlkanal (23) der Klimaeinrichtung (22) ausgebildet ist, durch den die Abwärme des Bauteils (16) und/oder die von außen eingeleitete Wärme aus der Dachanordnung (9) ausleitbar ist.
Dachanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Wasserablaufrinne (118) in einem Randbereich der Dachöffnung (112), insbesondere die Dachöffnung (112) umlaufend, angeordnet und dazu ausgebildet ist, in die Dachöffnung (112) eindringendes Wasser über mindestens einen heckseitig und/oder bugseitig und/oder seitlich angeordneten Wasserauslass (120) aus der Dachanordnung (9) auszuleiten.
Dachanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaeinrichtung (22) mindestens einen Zuführungskanal (21a) mit einem Kühllufteinlass (21) umfasst, wobei der Zuführungskanal (21a) mit der Wasserablaufrinne (118) insbesondere strömungsleitend gekoppelt ist.
Dachanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaeinrichtung (22) mindestens einen weiteren Kühlkanal (25) mit einem Kühllufteinlass (21) umfasst, wobei der mindestens eine weitere Kühlkanal (25) zumindest abschnittsweise mit der Wasserablaufrinne (118) insbesondere strömungsleitend gekoppelt ist.
Dachanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine weitere Kühlkanal (25) unmittelbar oder mittelbar wärmeleitend mit dem mindestens einen Bauteil (16) gekoppelt ist.
Dachanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Bauteil (16) unmittelbar oder mittelbar wärmeleitend zumindest abschnittsweise mit der mindestens einen Wasserablaufrinne (118) gekoppelt ist.
Dachanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachöffnungssystem (108) mindestens eine Dachöffnungskinematik und mindestens eine Führungsschiene umfasst, in der das Deckelteil (110) zum wahlweisen Öffnen oder Schließen der Dachöffnung (112) insbesondere linear entlang der mindestens einen Führungsschiene beweglich geführt ist, wobei die mindestens eine Führungsschiene die mindestens eine Wasserablaufrinne (118) umfasst.
Dachanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Dichtungsflansch (116) des Flächenbauteils (12) und dem Deckelteil (110) eine Dichtung (114) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Dachöffnung (112) zumindest in einer geschlossenen Stellung des Deckelteils (110) zu verhindern.
Dachanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Wasserablaufrinne (118) eine Anlagedichtung (122) umfasst, die an einem Rand (123) der Wasserablaufrinne (118) angeordnet und dazu ausgebildet ist, ein Eindringen von Feuchtigkeit zwischen der Wasserablaufrinne (118) und dem Deckelteil (110) zu verhindern.
Dachanordnung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (23) in der geschlossenen Stellung des Deckelteils (110) umfangsseitig zumindest durch die Wasserablaufrinne (118), die Anlagedichtung (122), das Deckelteil (110), die Dichtung (114) und den Dichtungsflansch (116) begrenzt ist.
Dachanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrische und/oder elektronische Bauteil (16) in einer vor Feuchtigkeit geschützten Trockenabteilung der Dachanordnung (9) angeordnet ist und die von dem elektrischen und/oder elektronischen Bauteil (16) abgegebene Abwärme mittels der Klimaeinrichtung (22) aus der Trockenabteilung abgeführt werden kann.
Dachanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Klimaeinrichtung (22) mindestens ein Wärmeleitelement (24) und/oder mindestens einen Kühllüfter und/oder mindestens einen Kühlkörper und/oder mindestens einen Wärmetauscher und/oder mindestens eine Wärmepumpe und/oder mindestens ein Wärmeleitrohr umfasst.
Dachanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrische und/oder elektronische Bauteil (16) mindestens eine Antenne und/oder ein Antennenmodul und/oder ein Steuergerät und/oder ein Lichtmodul und/oder einen Lichterzeuger und/oder einen Umfeldsensor (17), insbesondere einen Lidar-Sensor und/oder einen Radar-Sensor und/oder einen Kamera-Sensor und/oder einen Multikamera-Sensor, umfasst, der zur Erfassung der Fahrzeugumgebung durch einen Durchsichtsbereich (18) elektromagnetische Signale senden und/oder empfangen kann.
Dachanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Dachmodul (10) umfasst, das als Baueinheit insbesondere durch einen Dachmodulrahmen an einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere an einem Dachkarosserierahmen (104) eines Kraftfahrzeuges (1000), befestigt ist.
Kraftfahrzeug (1000), umfassend eine Dachanordnung (9) nach einem der vorstehenden Ansprüche.