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Die
Erfindung betrifft eine Halteanordnung, gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
dem Serienfahrzeugbau von Personenkraftwagen ist eine Vielzahl derartiger
Halteanordnungen bekannt. Üblicherweise umfasst eine solche Halteanordnung
für eine Windschutzscheibe einen unteren Windschutzscheiben-Querträger,
welcher ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil und einen zugeordneten
Haltebereich zur Befestigung der Windschutzscheibe aufweist. Der
zugeordnete Haltebereich wird dabei üblicher Weise durch
einen Obergurt des insgesamt geschlossenen Hohlprofils gebildet,
auf welchem die Windschutzscheibe – unter Vermittlung einer
Kleberaupe – aufliegt.
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Aufgrund
der direkten Abstützung der Windschutzscheibe an dem geschlossenen
Hohlprofil entsteht dabei die Problematik, dass insbesondere bei einer
Kollision des Kraftwagens mit einem Fußgänger
ein ausreichender Deformationsweg der Windschutzscheibe im Abstützbereich
des Querträgers äußerst schwer zu realisieren
ist. Hierzu müssen bislang erhebliche konstruktive Maßnahmen
betrieben werden, die eine möglichst große Nachgiebigkeit
der Windschutzscheibe bei einer Kollision mit einem Fußgänger
gewährleisten.
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Darüber
hinaus ist aus der
JP
2007 331 1720 A1 ein Querträger bekannt, welcher
direkt unterhalb der Windschutzscheibe angeordnet und mit dieser verbunden
ist. Der Querträger, welcher im Wesentlichen als offenes
U-Profil ausgebildet ist, weist dabei eine Mehrzahl von Verbindungsstegen
auf, die einen oberen Teil des Querträgers mit einem unteren
Teil des Querträgers verbinden und sich infolge eines Aufpralls
eines Kopfes eines Fußgängers in diesem Bereich
deformieren.
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Die
bekannte Lösung weist den Nachteil auf, dass der besagte
Querträger mit der Windschutzscheibe steif verbunden ist
und dieser Querträger unmittelbar unterhalb der Windschutzscheibe
liegt, wodurch diese Halteanordnung einen Bereich mit erhöhter Verletzungsgefahr
für den Kopf des Fußgängers bei einem
Aufprall desselbigen darstellt. In diesem unteren Bereich der Windschutzscheibe
ist nur ein minimaler Deformationsweg für den Kopf vorhanden,
da der Querträger als hartes Strukturelement nur bei einem
für den Aufprall des Kopfes zu hohen Kraftniveau verformbar
ist.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halteanordnung
der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass diese
ein verbessertes Unfallverhalten insbesondere bei einer Kollision
mit einem Fußgänger aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Halteanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und
nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Eine
solche Halteanordnung für eine Windschutzscheibe eines
Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit einem Windschutzscheiben-Querträger,
welcher ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil und einen zugeordneten
Haltebereich zur Befestigung der Windschutzscheibe aufweist, zeichnet
sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass dem Windschutzscheiben-Querträger
ein den Haltebereich zur Befestigung der Windschutzscheibe aufweisendes
Verbindungselement zugeordnet ist, wobei der Haltebereich des Verbindungselements
in einem Höhenabstand oberhalb des geschlossenen Hohlprofils
angeordnet ist.
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Dies
bedeutet also, dass die Windschutzscheibe über das separate
Verbindungselement mit dem Windschutzscheiben-Querträger
verbunden ist. Durch das Vorsehen dieses Verbindungselements, welches
in seiner Nachgiebigkeit auf einen Aufprall eines Kopfes eines Fußgängers
in dem Haltebereich, welcher in einem unteren Bereich der Windschutzscheibe
angeordnet ist, günstig abgestimmt ist, ist somit ein großer
Deformationsweg für den Kopf geschaffen, was das Unfallverhalten
der Halteanordnung äußerst positiv gestaltet.
Diese günstige Abstimmung der Steifigkeit des Verbindungselements zielt
dabei nicht nur auf eine Nachgiebigkeit in Kraftwagenhochrichtung
(z-Richtung), sondern insbesondere in Kraftwagenlängsrichtung
(x-Richtung) ab. Eine zu hohe Steifigkeit in x-Richtung hat zur
Folge, dass eine Folie, insbesondere eine Sicherheitsfolie, der
Windschutzscheibe bei einem Aufprall des Kopfes auf dieselbige zu
stark gespannt wird, worauf die Folie zu stark versteift, woraus
ein zu geringer Weg zum schonenden Abbau von Verletzungen verursachenden
Beschleunigungen des Kopfes fehlt. Bei einer im Vergleich dazu niedrigeren,
exakt abgestimmten Nachgiebigkeit in Kraftwagenlängsrichtung – wie dies
erfindungsgemäß der Fall ist – kann sich
der Haltebereich des Verbindungselements und der Windschutzscheibe
in Richtung eines Kraftwagenhecks bewegen, wodurch die besagte Folie ähnlich einer
Sprungtuchverformung bei einem Unfall mit einem Fußgänger
dessen Kopf schonend abbremst und somit vor schwerwiegenden Verletzungen schützt.
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Das
beschriebene Zusammenspiel aus einem höheren Deformationsweg
in Kraftwagenhochrichtung und vorteilhafter Nachgiebigkeit in Kraftwagenlängsrichtung,
was ebenfalls zu einem vorteilhaften, höheren Deformationsweg
führt, erreicht die erfindungsgemäße
Halteanordnung ein sehr gutes Unfallverhalten, wodurch eine Verletzungswahrscheinlichkeit
und eine Verletzungsschwere des Kopfes des Fußgängers
bei einem Aufprall auf die Windschutzscheibe erheblich reduziert
ist.
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Gleichzeitig
kann der Windschutzscheiben-Querträger im Vergleich zu
bekannten Lösungen in Kraftwagenhochrichtung tiefer angeordnet
werden, um den Deformationsweg für den Kopf zu schaffen. Zudem
kann der Windschutzscheiben-Querträger seine bisherigen
Steifigkeits- und Festigkeitseigenschaften beibehalten, die er für
anderweitige Lastfälle wie Steifigkeitsanforderungen, beispielsweise
für eine Mantelrohranbindung oder für eine Unfallanforderung
für einen Dachfall oder einen Seitenaufprall, benötigt.
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Gleichwohl
wird durch das Vorsehen eines Querträgers – im
Unterschied zum Stand der Technik gemäß der
JP 2007 331 1720 A1 – mit
geschlossenem Hohlprofil eine äußerst gute Aussteifung
der Kraftwagenkarosserie erreicht.
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Eine
weitere Verbesserung des Unfallverhaltens der Halteanordnung ist
dadurch erreicht, dass die Windschutzscheibe im Bereich ihres unteren
Endes mit einem Abdeckteil, insbesondere einem Wasserkasten verbunden
ist, wobei an der Verbindungsstelle zwischen der Windschutzscheibe
und dem Abdeckteil eine Verbindungsanordnung vorgesehen ist, welche
bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung zumindest bereichsweise
lösbar ist. Dadurch wird bei dem Aufprall des Kopfes auf
die Windschutzscheibe diese insbesondere in Kraftwagenlängsrichtung
(aber auch in Kraftwagenhochrichtung) nach hinten vorteilhafter
Weise freigegeben, wodurch die oben beschriebene zu hohe Steifigkeit
in Kraftwagenlängsrichtung um ein Weiteres vermieden ist. Dies
verhindert ebenso die zu starke Versteifung der Folie der Windschutzscheibe,
die in diesem Falle ähnlich eines Sprungtuches den Kopf
abfangen und die Beschleunigungen abbauen kann.
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Vorteilhafterweise
ist das Verbindungselement über einen im Wesentlichen in
Kraftwagenhochrichtung verlaufenden Flansch mit dem Windschutzscheiben-Querträger
verbunden, was die Nachgiebigkeit insbesondere in Kraftwagenlängsrichtung
und damit das Unfallverhalten der erfindungsgemäßen
Halteanordnung weiter verbessert.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist das Verbindungselement über zumindest eine im Wesentlichen
in Kraftwagenlängsrichtung verlaufende Lasche mit dem Windschutzscheiben-Querträger
verbunden, wobei die Lasche auf einer ein im Kraftwagenheck zugewandten
Seite des Windschutzscheiben-Querträgers angeordnet ist.
Diese zumindest eine Lasche ermöglicht eine Einstellmöglichkeit
für Steifigkeitseigenschaften der Halteanordnung und damit
für eine gezielte Einstellung des Unfallverhaltens.
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Eine
weitere Verbesserung des Unfallverhaltens der Halteanordnung ist
dadurch erreicht, dass der Windschutzscheiben-Querträger
durch zumindest zwei Trägerteilelemente gebildet ist, welche über
im Wesentlichen in Kraftwagenhochrichtung verlaufende Verbindungsstellen,
insbesondere Fügeflansche, verbunden sind.
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Die
Verbindung zwischen dem Verbindungselement und der Windschutzscheibe
kann dabei als Klebeverbindung ausgebildet sein, was eine kostengünstige
aber gleichzeitig feste Verbindung der genannten Elemente darstellt.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten
Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der
Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten
Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur an der angegebenen Kombination,
sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die
Zeichnungen zeigen in:
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1 eine
Querschnittsansicht einer Halteanordnung für eine Windschutzscheibe
eines Personenkraftwagens mit einem Windschutzscheiben-Querträger,
welcher einen zugeordneten Haltebereich zur Befestigung der Windschutzscheibe
aufweist, wobei dem Windschutzscheiben-Querträger ein den
Haltebereich zur Befestigung der Windschutzscheibe aufweisendes
Verbindungselement zugeordnet ist,
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2 eine
Querschnittsansicht der Halteanordnung gemäß 1 in
einem deformierten Zustand im Falle eines Aufpralls eines Kopfes
eines Fußgängers auf die Halteanordnung, und
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3 eine
perspektivische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform
einer Halteanordnung gemäß den vorhergehenden
Figuren sowie abschnittsweise eine vergrößerte,
perspektivische Schnittansicht des Windschutzscheiben-Querträgers dieser
Halteanordnung.
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Während
die 1 und 2 eine Halteanordnung 10 für
eine Windschutzscheibe 12 eines Personenkraftwagens mit
einem Windschutzscheiben-Querträger 14 zeigen,
bei welcher die Windschutzscheibe 12 über ein
separates Verbindungselement 18 mit dem Windschutzscheiben-Querträger 14 verbunden
ist, zeigt die 3 eine alternative Ausführungsform
einer solchen Halteanordnung 10', wobei die in den Figuren
gezeigten Halteanordnungen 10, 10' deutlich verbesserte
Unfalleigenschaften im Falle eines Aufpralls eines Kopfes eines
Fußgängers auf die Windschutzscheibe 12 aufweisen.
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Die 1 zeigt
die Halteanordnung 10 für die Windschutzscheibe 12 eines
Personenkraftwagens mit dem Windschutzscheiben-Querträger 14, welcher
ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil 15 und einen
zugeordneten Haltebereich 16 zur Befestigung der Windschutzscheibe 12 aufweist.
Dem Windschutzscheiben-Querträger 14 ist ein den
Haltebereich 16 zur Befestigung der Windschutzscheibe 12 aufweisendes
Verbindungselement 18 zugeordnet, mittels welchem der Haltebereich 16 des
Verbindungselements 18 in einem Höhenabstand oberhalb des
geschlossenen Hohlprofils 15 angeordnet ist. Die Abstützung
des Verbindungselements 18 am Windschutzscheiben-Querträger 14 erfolgt
dabei über einen gemäß einem Richtungspfeil 20 im
Wesentlichen in Kraftwagenhochrichtung (z-Richtung) verlaufenden
Flansch 22. Der Haltebereich 16 ist nahe eines freien,
dem Flansch 22 abgewandten Endes 23 des Verbindungselements 18 angeordnet.
Die Windschutzscheibe 12 ist mit dem Verbindungselement 18 durch
eine Kleberaupe bzw. Klebeverbindung 24 verbunden.
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Zudem
ist die Windschutzscheibe 12 im Bereich ihres unteren Endes
mit einem Abdeckteil 25 eines Wasserkastens 27 verbunden,
wobei an der Verbindungsstelle zwischen der Windschutzscheibe 12 und
dem Abdeckteil 25 des Wasserkastens 27 eine Verbindungsanordnung 50 vorgesehen
ist, welche bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung, beispielsweise
durch einen Kopfaufprall eines Fußgängers auf
die Windschutzscheibe 12, lösbar ist. Zum mittelbaren
Verbinden der Windschutzscheibe 12 mit dem Abdeckteil 25 des
Wasserkastens 27 ist eine Klebeverbindung 52 der
Verbindungsanordnung 50 vorgesehen.
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Das
Bezugszeichen 28 kennzeichnet einen Bereich, in welchem
eine mögliche Ausbuchtung des Verbindungselements 18 in
Kraftwagenlängsrichtung nach vorne gemäß einem
Richtungspfeil 26 vorgesehen sein kann, um zusätzlichen
Deformationsweg unter Last in Kraftwagenlängsrichtung gemäß einem Richtungspfeil 30,
insbesondere nach hinten entgegen dem Richtungspfeil 26,
bereitzustellen. Wie also der 1 zu entnehmen
ist, ist damit die Windschutzscheibe 12 einerseits über
das Verbindungselement 18 mit dem Windschutzscheiben-Querträger 14 verbunden,
und andererseits über die Verbindungsanordnung 50 an
das Abdeckteil 25 des Wasserkastens 27 angekoppelt.
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Der
Windschutzscheiben-Querträger 14 selbst ist aus
zwei Trägerteilelementen 32 und 34 gebildet,
die über entsprechende Fügeflansche 36 und 38 miteinander
verbunden sind. Der Windschutzscheiben-Querträger 14 ist
in Richtung der Kraftwagenfront gemäß dem Richtungspfeil 26 abgerundet, wodurch
eine Bewegung des Verbindungselements 18 und damit der
Windschutzscheibe 12 sowohl in Kraftwagenhochrichtung nach
unten als auch insbesondere in Kraftwagenlängsrichtung
nach hinten besser ermöglicht ist zur Verbesserung des
Unfallverhaltens der Halteanordnung 10.
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Die
Halteanordnung 10 verleiht dem Kraftwagen ein sehr gutes
Unfallverhalten im Falle eines Aufpralls eines Kopfes eines Fußgängers
auf einen unteren Bereich der Windschutzscheibe 12, was
in durch einen Kopfdummy 42 dargestellt ist.
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Durch
die gezeigte Halteanordnung 10 ist eine Bewegung der Windschutzscheibe 12 in
Kraftwagenlängsrichtung nach hinten bei einem Kopfaufprall
eines Fußgängers in Folge einer exakt abgestimmten
Steifigkeit des Verbindungselements 18 in Kraftwagenlängsrichtung
ermöglicht, wodurch sich eine Sicherheitsfolie der Windschutzscheibe 12 nicht zu
sehr versteift und vielmehr als eine Art Sprungtuch fungieren kann,
um den Kopf und damit Verletzungen verursachende Beschleunigungen
desselbigen schonend auffangen beziehungsweise abbauen zu können.
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Zudem
stellt die Halteanordnung 10 einen großen Deformationsweg
in Kraftwagenhochrichtung zur Verfügung, da der Windschutzscheiben-Querträger 14 nicht
unmittelbar unterhalb der Windschutzscheibe 12 angeordnet
ist, wodurch der Abbau der besagten Beschleunigungen um ein weiteres
Maß verbessert ist.
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Die
beschriebene Vermeidung einer zu großen Steifigkeit in
Kraftwagenhochrichtung (z-Richtung) aber auch insbesondere in Kraftwagenlängsrichtung
(x-Richtung) und damit die Vermeidung einer zu starken Versteifung
der Sicherheitsfolie ist dadurch weiterhin positiv beeinflusst,
dass die Verbindungsanordnung 50 bei einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung durch einen Aufprall des Kopfes beziehungsweise
des Kopfdummys 42 auf die Windschutzscheibe 12 lösbar
ist, was insbesondere in Zusammenschau mit 2 deutlich
wird.
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Das
bedeutet, dass die zumindest mittelbare Verbindung zwischen der
Windschutzscheibe 12 und dem Abdeckteil 25 des
Wasserkastens 27 gelöst wird, was ebenso eine
zu starke Spannung und zu starke Versteifung der Sicherheitsfolie
der Windschutzscheibe 12 vermeidet und diese, wie beschrieben,
somit als Sprungtuch zum Abbau der Beschleunigungen und zum Auffangen
des Kopfes fungieren kann.
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Die 2 zeigt
einen Zustand maximaler Verformung der Halteanordnung 10 bei
einem Kopfaufprall. Die Halteanordnung 10 ermöglicht
einen maximalen Deformationsweg zum Abbremsen des Kopfes bzw. des
Kopfdummys 42, wodurch ein schonender Abbau Verletzungen
verursachender Beschleunigungen ermöglicht ist.
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Die 3 zeigt
eine alternative Ausführungsform einer Halteanordnung 10' gemäß der
Halteanordnung 10 der vorhergehenden Figuren, wobei gleiche
Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
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Wie
der 3 zu entnehmen ist, ist die Windschutzscheibe 12 über
ein Verbindungselement 18' mit einem Windschutzscheiben-Querträger 14' gemäß den 1 und 2 verbunden,
welches einerseits über den im Wesentlichen in Kraftwagenhochrichtung
verlaufenden Flansch 22 und andererseits über
im Wesentlichen in Kraftwagenlängsrichtung verlaufende
Laschen 44 und 46 mit dem Windschutzscheiben-Querträger 14' verbunden
ist. Die Laschen 44 und 46 ermöglichen
dabei eine Einstellung einer Steifigkeit des Verbindungselements 18' zur
Schaffung eines gezielten Deformationsverhaltens und damit zur gezielten
Einstellung eines Unfallverhaltens der Halteanordnung 10' zur
Reduzierung einer Verletzungswahrscheinlichkeit und einer Verletzungsschwere
eines Kopfes eines Fußgängers bei einem Aufprall
desselbigen auf einen unteren Bereich der Windschutzscheibe 12.
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Der
Windschutzscheiben-Querträger 14' ist ebenfalls
aus zwei Trägerteilelementen 32' und 34' gebildet,
die über im Wesentlichen in Kraftwagenhochrichtung verlaufende
Fügeflansche 36' und 38' verbunden sind.
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Eine
vergrößerte Querschnittsansicht des Windschutzscheiben-Querträgers 14' zeigt
eine Möglichkeit, eine in Richtung der Kraftwagenfront weisende
Kante 48 des Windschutzscheiben-Querträgers 14' abzurunden
zur weiteren Verbesserung des Unfallverhaltens der Halteanordnung 10'.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A1 [0004, 0012]