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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Wasserkasten, der einen Spalt zwischen einer Fronthaube und einer Frontscheibe des Fahrzeugs überbrückt. Der Wasserkasten dient unter anderem dazu, von der Frontscheibe ablaufendes Niederschlagswasser zu sammeln und abzuführen, so dass es sich nicht unkontrolliert im Innern der Kraftfahrzeugkarosserie verteilen kann.
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Aus
DE 10 2004 041 269 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Wasserkasten bekannt. Dieser herkömmliche Wasserkasten umfasst eine Bodenwand, die sich ausgehend von einer Vorderkante der Frontscheibe aus nach vorn bis unter die Fronthaube erstreckt, und eine von der Bodenwand aus aufsteigende, die Fronthaube in ihrer geschlossenen Stellung abstützende vordere Wand. Eine Schwachstelle der vorderen Wand ist vorgesehen, um bei einem Aufprall einer Person auf die Haube zerstört zu werden und so das Nachgeben der Haube zu erleichtern.
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Insbesondere bei kompakten Fahrzeugen mit kurzer Fronthaube ergibt sich das Problem, dass, wenn bei einem Unfall ein Fußgänger angestoßen wird und auf die Haube stürzt, der Kopf nicht mehr auf die Haube sondern auf die Frontscheibe trifft. Die Frontscheibe muss einerseits nachgiebig genug sein, um auch die demnächst verschärften gesetzlichen Grenzwerte des Head-Impact-Criterium (HIC) einhalten zu können, andererseits muss ihre Abstützung aber bei möglichst geringem Gewicht steif genug sein, um eine Verformung, die zu einer Schädigung der Frontscheibe führen kann, außerhalb einer Unfallsituation sicher auszuschließen.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kraftfahrzeug mit einem einen Spalt zwischen einer Fronthaube und einer Frontscheibe überbrückenden Wasserkasten eine Rückwand des Wasserkastens eine Auflage der Frontscheibe trägt und mit einer durch eine Deformation der Auflage zerstörbaren Schwachstelle versehen ist. Solange die Rückwand unversehrt ist, kann die Auflage die Frontscheibe sicher unterstützen und vor einer Verformung, die zur Beschädigung führen könnte, schützen. Wenn jedoch bei einem Unfall die Frontscheibe einem Schlag ausgesetzt ist, der hart genug ist, um die Schwachstelle zu zerstören, dann ist auch die Unterstützung der Auflage geschwächt und die Frontscheibe ist leicht nachgiebig.
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Vorzugsweise weist die Schwachstelle eine geringere Wandstärke auf als benachbarte Bereiche der Rückwand.
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Um Gewicht einzusparen, kann wenigstens die Rückwand des Wasserkastens aus Kunststoff geformt sein. Außerdem vereinfacht die Verwendung von Kunststoff die Realisierung der Schwachstelle.
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Vorzugsweise erstreckt sich die Schwachstelle über die gesamte Breite der Rückwand, um eine im Wesentlichen gleichbleibende Nachgiebigkeit der Frontscheibe entlang ihres gesamten von der Auflage unterstützten unteren Randes zu erzielen.
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Vorzugsweise hängt die Auflage mit der Rückwand einteilig zusammen.
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Die einteilige Verbindung kann insbesondere durch eine Biegezone zwischen einem scheibennahen Bereich der Rückwand und der Auflage gebildet sein. Um die Biegezone zu versteifen und eine sichere Zerstörung der Schwachstelle bei einem Aufschlag zu gewährleisten, kann die Biegezone durch eine sich über die Biegezone hinweg, zwischen dem scheibennahen Bereich und der Auflage erstreckende Rippe versteift sein.
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Um der Rückwand eine zum wirksamen Abstützen der Frontscheibe ausreichende Steifigkeit bei geringem Materialeinsatz zu verleihen, kann in einem zu der Schwachstelle benachbarten Bereich der Rückwand, insbesondere einem Bereich auf der von der Scheibe abgewandten Seite der Schwachstelle, wenigstens eine auf die Schwachstelle zulaufende Rippe geformt sein.
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Indem die Rückwand des Wasserkastens eine sich zwischen Motorraum und Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs erstreckende Stirnwand mit der Frontscheibe verbindet, kann sie die Frontscheibe mittelbar an der Stirnwand abstützen.
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Die Rückwand des Wasserkastens kann zweiteilig, aus einem oberen und einem unteren Segment zusammengefügt sein. Wenn diese zwei Segmente entlang zweier sich berührender, zur Seite der Fahrgastzelle vorspringender Flansche verbunden sind, können diese Flansche gleichzeitig zur Unterstützung von Einbauten der Fahrgastzelle dienen.
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Eine vordere Wand, die den Wasserkasten vervollständigt, und die Rückwand können über aneinander und an der Stirnwand anliegende Flansche verbunden sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
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1 einen schematischen Schnitt durch einen Wasserkasten und dessen Umgebung in einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts aus einer Rückwand des Wasserkastens;
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3 den Ausschnitt in einer Seitenansicht;
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4 einen Längsschnitt entlang der Ebene IV-IV der 2 und 3;
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5 einen zu 4 alternativen Längsschnitt gemäß einer Abwandlung; und
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6 ein Stück einer einteilig ausgebildeten Rückwand des Wasserkastens.
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1 zeigt in einem schematischen Querschnitt einen Wasserkasten 1 und dessen Umgebung in einem Kraftfahrzeug. Der Wasserkasten 1 überbrückt einen Spalt zwischen der Hinterkante einer Fronthaube 2 und dem Fuß einer Frontscheibe 3. Ein Scheibenwischerarm 4 erstreckt sich in Ruhestellung in dem Spalt entlang der Hinterkante der Fronthaube 2. Eine sich in Verlängerung der Frontscheibe 3 bis unter die Fronthaube 2 erstreckende Wasserkastenabdeckung 5 aus Kunststoff weist in der Schnittebene in an sich bekannter Weise einen Durchgang 6 für die Montage einer hier nicht dargestellten Scheibensprühdüse auf. Außerhalb der Schnittebene erstreckt sich eine Welle des Scheibenwischerarms 4 durch einen Durchgang der Abdeckung 5.
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Der Wasserkasten 1, der sich unter der Abdeckung 5 über die gesamte Breite der Frontscheibe 3 und der Hinterkante der Fronthaube 2 erstreckt, ist hier aus drei Teilen zusammengefügt, einer Vorderwand 7, einer unteren Rückwand 8 und einer oberen Rückwand 9. All diese Bauteile sind aus Kunststoff geformt, vorzugsweise aus Flachmaterial tiefgezogen. Die Vorderwand 7 und die untere Rückwand 8 weisen jeweils quer zur Schnittebene der 1 langgestreckte Flansche 10, 11 auf, die aneinander und an einem oberen Rand einer sich in fachüblicher Weise zwischen Motorraum 12 und Fahrgastzelle 13 erstreckenden Stirnwand 14 befestigt sind, z. B. durch Nieten, Klebung etc.
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Sofern nicht eine Klebung für einen wasserdichten Kontakt zwischen den Flanschen 10, 11 auf deren gesamter Länge sorgt, kann eine Dichtung 15 zwischen ihnen geklemmt sein, um sicherzustellen, dass von der Frontscheibe 3 ablaufendes Wasser, das an der Wasserkastenabdeckung 5 vorbei in den Wasserkasten 1 hineingelangt und von dessen Vorderwand 7 aufgefangen worden ist, nicht zwischen den Flanschen 10, 11 hindurch in den Motorraum 12 gelangen kann, sondern seitwärts, zu an den seitlichen Enden des Wasserkastens 1 gebildeten Abflüssen abgeleitet wird.
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Die untere Rückwand 8 weist an ihrem oberen Rand einen zweiten quer zur Schnittebene langgestreckten, im Wesentlichen horizontal orientierten Flansch 16 auf, auf dem ein Flansch 17 der oberen Rückwand 9 aufliegend befestigt ist. Die beiden Flansche 16, 17 können wiederum als Auflage für Einbauten der Fahrgastzelle 13 wie etwa einer Armaturenbrettverkleidung dienen.
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Die obere Rückwand 9 erstreckt sich in einem weiten Bogen zur Frontscheibe 3 und geht in unmittelbarer Nachbarschaft der Frontscheibe 3 über eine Biegezone 18 über in eine Auflage 19, die, hier über ein dazwischen liegendes Dichtband 20, den unteren Rand der Frontscheibe 3 abstützt.
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2 zeigt einen Ausschnitt aus der oberen Rückwand 9 in einer perspektivischen Ansicht. Zwischen der Biegezone 18 und einem von der Frontscheibe 3 abgewandten Bereich 21 der oberen Rückwand 9 ist eine Schwachstelle 22 in Form einer sich über die gesamte Breite des Wasserkastens 1 erstreckenden Wandverjüngung gebildet. Der von der Frontscheibe 3 abgewandte Bereich 21 ist versteift durch eine flache, zur Fahrgastzelle hin vorspringende und zum Inneren des Wasserkastens 1 hin hohle Rippe 23, die von unten her auf die Schwachstelle 2 zuläuft. Gleichzeitig ist die obere Rückwand 9 geschwächt durch einen Versatz zwischen der Schwachstelle 22 und der Rippe 23, der sich in 2 als eine Schulter 24 zwischen der Rippe 23 und der Schwachstelle 22 abzeichnet. Zwar weist der in 2 gezeigte Ausschnitt der Rückwand 9 nur eine Rippe 23 auf, doch versteht sich, dass über die Breite des Fahrzeugs hinweg mehrere Rippen 23 über die Wand 9 verteilt sein können, um dieser die erforderliche Steifigkeit zu geben.
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Wenn bei einem Unfall die Frontscheibe 3 von einem Körper durchschlagen wird und dieser sich in die Auflage 19 hineindrückt, dann führt dies zu einer starken Scherbelastung in Höhe der Schwachstelle 22 und einer Kombination von Scher- und Biegebelastung in Höhe der Schulter 24, mit der Folge, dass die Schwachstelle 22 an der Schulter 24 zu reißen beginnt, und der Riss sich von dort in seitlicher Richtung ausbreitet, so dass die Auflage 19 auf einem Teil ihrer Breite die Unterstützung verliert und leicht nachgibt.
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Um ein sicheres Reißen an der Schwachstelle 22 zu gewährleisten, ist es wünschenswert, sicherzustellen, dass die Biegezone 18 unter einem Aufschlag nicht flachgebogen werden kann. Dies ist, wie in der Seitenansicht der 3 zu erkennen, mit Hilfe einer Rippe 25 erreichbar, die die Auflage 19 über die Biegezone 18 hinweg mit einem sich zwischen Biegezone 18 und Schwachstelle 22 erstreckenden Bereich 26 der Rückwand 9 verbindet.
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4 zeigt einen Schnitt durch die Biegezone 18 und die sie kreuzende Rippe 25. Um die in dieser Figur gezeigte massive Rippe 25 zu bilden, ist es zweckmäßig, die obere Rückwand 9 als Spritzgussteil zu formen.
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Unterhalb der im Schnitt gezeigten Rippe 25 ist die Höhlung der Rippe 23 und die Unterseite der sie zur Schwachstelle 22 hin abschließenden Schulter 24 zu erkennen.
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Die die Biegezone 18 versteifende Rippe 25 kann aber auch, wie in 5 gezeigt, in Analogie zur Rippe 23 als hohle Rippe geformt sein; dies vereinfacht die Realisierung der oberen Rippe 9 durch Tiefziehen aus Flachmaterial.
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6 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Abschnitt einer Wasserkastenrückwand 27, in der die untere und obere Rückwand 8, 9 der Ausgestaltung von 1 einteilig verschmolzen sind und die sie verbindenden Flansche entfallen. Eine hohle Rippe 28 ist in einem unteren Bereich der Rückwand 27 geformt, um deren Steifigkeit zu erhöhen, so dass nicht eine Durchbiegung der Rückwand 27 unter der Last eines Aufschlags ein Aufreißen an der Schwachstelle 22 verhindert.
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In der Darstellung der 6 springt ein unterer Bereich der Rippe 28 zum Motorraum 12 und ein oberer Bereich zur Fahrgastzelle 13 hin vor; es liegt auf der Hand, dass die Rippe auch durchgehend nur zu einer Seite hin vorspringen kann, und dass mehrere Rippen 28 über die Breite der Rückwand 27 verteilt sein können, um dieser die erforderliche Steifigkeit zu verleihen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasserkasten
- 2
- Fronthaube
- 3
- Frontscheibe
- 4
- Scheibensicherarm
- 5
- Wasserkastenabdeckung
- 6
- Durchgang
- 7
- Vorderwand
- 8
- untere Rückwand
- 9
- obere Rückwand
- 10
- Flansch
- 11
- Flansch
- 12
- Motorraum
- 13
- Fahrgastzelle
- 14
- Stirnwand
- 15
- Dichtung
- 16
- Flansch
- 17
- Flansch
- 18
- Biegezone
- 19
- Auflage
- 20
- Dichtband
- 21
- Bereich
- 22
- Schwachstelle
- 23
- Rippe
- 24
- Schulter
- 25
- Rippe
- 26
- Bereich
- 27
- Rückwand
- 28
- Rippe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004041269 A1 [0002]
