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Die Erfindung betrifft eine Wassersammelschalen-Anordnung für ein Kraftfahrzeug.
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Im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik sind Wassersammelschalen insbesondere als ein Bestandteil eines Wassermanagementsystems bekannt, wobei das Wassermanagementsystem zum definierten Abfließen des Wassers von der Kraftfahrzeugaußenhaut dient und dadurch das Eindringen des Wassers in den Innenraum des Fahrzeugs verhindert. Insbesondere Cabrioletfahrzeuge verfügen über derartige Wassermanagementsysteme, da ein bewegbares Verdeck gegen starre Karosseriebauteile abgedichtet werden muss. Um dabei ein definiertes Abfließen des Wassers vom Fahrzeugdach zu ermöglichen, wird beispielsweise eine von außen nicht sichtbare und an einen Randspalt zwischen einem Verdeck und einem starren Karosseriebauteil angrenzende Wassersammelschale im Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet, so dass das von dem Fahrzeugdach abfließende Wasser über den Randspalt in die Wassersammelschale fließt, in der Wassersammelschale gesammelt wird und an einer definierten Stelle aus der Fahrzeugkarosserie heraus geführt wird und abfließt.
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Die
WO 2008/138366 A1 offenbart beispielsweise ein Cabrioletfahrzeug mit einer Wassersammelschalen-Anordnung. Die Wassersammelschalen-Anordnung weist eine Wassersammelschale auf, die in einem im Heckbereich des Cabrioletfahrzeugs angeordneten Verdeckkasten angeordnet ist und sich über nahezu die Gesamt-Breite des Kraftfahrzeugs erstreckt. Die Wassersammelschale ist an ihrem offenen Ende trichterförmig ausgeführt und auf einen Randspalt zwischen einem Verdeckkastendeckel und dem Verdeck gerichtet, so dass das über den Randspalt in den Verdeckkasten eintretende Wasser in die Wassersammelschale fließt. An dem entgegengesetzten Ende weist die Wassersammelschale einen Wasserablaufstutzen auf, an dem ein Ablaufschlauch anschließbar ist, um das Wasser gezielt an einer definierten Stelle aus der Fahrzeugkarosserie herauszuleiten.
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Nachteilhaft an einer derartigen Wassersammelschalen-Anordnung ist, dass zusammen mit dem Wasser auch Schmutzpartikel in die Wassersammelschale eintreten und diese den Wasserablauf oder den an den Wasserablaufstutzen angeschlossenen Ablaufschlauch verstopfen können, wodurch die Wassersammelschale schließlich überläuft.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wassersammelschale bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile auf einfache und kostengünstige Weise vermeidet.
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Diese Aufgabe wird durch eine Wasserschale mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
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Die Wassersammelschale-Anordnung weist eine Wassersammelschale auf, welche beispielsweise aus Kunststoff ausgeführt ist und üblicherweise im Front- oder Heckbereich eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Wassersammelschale weist einen Wasserschalenboden und eine umlaufende Wasserschalenwand auf. An dem Wasserschalenboden ist ein Wasserablauf mit einer Wasserablauföffnung angeordnet, durch den das in der Wassersammelschale gesammelte Wasser abfließt.
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Erfindungsgemäß weist der Wasserablauf einen die Wasserablauföffnung umgebenden Staukragen auf, der sich von dem Wasserschalenboden nach oben erstreckt und ein Anstauen des Wassers in der Wassersammelschale bewirkt. Das Anstauen des Wassers hat zur Folge, dass die Wasserströmung beruhigt wird, so dass die in dem Wasser mittransportierten Schmutzpartikel sedimentieren. Das Wasser wird solange angestaut, bis der Wasserstand die Höhe des Staukragens übersteigt und das Wasser durch die Wasserablauföffnung abfließt. Die Höhe und die Form des Staukragens hängen dabei vor allem von der Geometrie der Wassersammelschale und von der zu stauendem Wassermenge ab.
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Auf diese Weise kann eine Wassersammelschalen-Anordnung bereitgestellt werden, die auf eine einfache und kostengünstige Weise das Eintreten der Schmutzpartikel in den Wasserablauf unterbindet und das Verstopfen der Wasserablauföffnung verhindert.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Wassersammelschalen-Anordnung ist die Außenfläche des Staukragens kegelstumpfförmig ausgeführt, wobei der Durchmesser der Grundfläche des Staukragens größer ausgeführt ist als der Durchmesser der Deckfläche des Staukragens, so dass die Außenfläche des Staukragens einen Winkel a > 50° mit der Vertikalen einschließt. Durch die kegelstumpfförmige Ausgestaltung der Außenfläche des Staukragens kann das in die Wassersammelschale einströmende Wasser gestaut werden, ohne beim Überlaufen neue Verwirbelungen durch abruptes Abbremsen des Wassers zu verursachen und dadurch die am Wasserschalenboden bereits abgelagerten Schmutzpartikel wieder aufzuwirbeln.
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Vorzugsweise ist der Staukragen von einem separaten Bauteil gebildet, wobei die Wasserablauföffnung durch das separate Bauteil gebildet wird. Das separate Bauteil weist einen kegelstumpfförmigen Abschnitt und einen daran anschließenden zylindrischen Abschnitt auf. Der kegelstumpfförmige Abschnitt liegt mit seiner Grundfläche am Wasserschalenboden an. Der zylindrische Abschnitt schließt an die Grundfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts an und durchgreift den Wasserschalenboden. Auf diese Weise ist das separate Bauteil radial und zumindest in eine axiale Richtung gelagert. Alternativ kann das separate Bauteil nur einen kegelstumpfförmigen Abschnitt aufweisen und beispielsweise mit dem Wasserschalenboden verklebt sein.
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Vorzugsweise ist zwischen dem separaten Bauteil und dem Wasserschalenboden ein umlaufendes Dichtungselement angeordnet, wodurch der Spalt zwischen dem Wasserschalenboden und dem separaten Bauteil abgedichtet wird. Das Dichtungselement kann beispielsweise ein Dichtungsring sein, der in einer an einer Umfangsfläche des separaten Bauteils oder der Wassersammelschale ausgebildeten Ringnut angeordnet ist. Alternativ kann das separate Bauteil über eine Klebeverbindung mit dem Wasserschalenboden verbunden sein, wodurch der Spalt zwischen dem separaten Bauteil und dem Wasserschalenboden durch die Klebeverbindung abgedichtet ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Staukragen und der Wasserschalenboden einteilig bzw. einstückig ausgebildet, wobei der Staukragen bereits im Herstellungsverfahren der Wassersammelschale hergestellt wird und dadurch der Herstellungs- und der Montageaufwand reduziert wird.
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Vorzugsweise weist der Wasserschalenboden eine Vertiefung auf, die die Wasserablauföffnung vollständig umgibt, wobei alleine die Innenwand der Vertiefung den durchgehenden und ringförmigen Staukragen bildet. Die Vertiefung kann beispielsweise als Ring-Vertiefung ausgeführt sein, wobei die Innenwand der Vertiefung einen Winkel mit der Horizontalen einschließt, der größer ist als 45°.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Ablaufschlauch vorgesehen, welcher an den Wasserablauf angeschlossen ist. Dadurch lässt sich das Wasser an einer definierten Stelle aus der Fahrzeugkarosserie heraus leiten.
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Vorzugsweise ist der Staukragen durch den Ablaufschlauch gebildet. Dabei durchgreift das freie obere Ende des Ablaufschlauchs den Wasserschalenboden derart, dass das freie obere Ende des Ablaufschlauchs den Wasserschalenboden überragt und dadurch den Staukragen bildet. So wird auf eine einfache und kostengünstige Weise ein Staukragen gebildet, wobei keine zusätzlichen Bauteile oder Fertigungs- und Montageschtritte benötigt werden. Der Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Ablaufschlauchs und dem Wasserschalenboden kann durch ein an dem Wasserschalenboden oder an der Außenumfangsfläche des Ablaufschlauchs angeordnetes Dichtungselement abgedichtet werden.
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Die Erfindung wird anhand Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
- 1 eine Schnittdarstellung einer Wassersammelschalen-Anordnung mit einer ersten Ausführung eines Kragens,
- 2 eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts einer Wassersammelschalen-Anordnung mit einer zweiten Ausführung eines Kragens,
- 3 eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts der Wassersammelschalen-Anordnung mit einer dritten Ausführung eines Kragens,
- 4 eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts der Wassersammelschalen-Anordnung mit einer vierten Ausführung eines Kragens, und
- 5 eine Schnittdarstellung der Wassersammelschalen-Anordnung mit einer fünften Ausführung eines Kragens.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Wassersammelschalen-Anordnung 2 mit einer Wassersammelschale 10, die sich aus einem Wasserschalenboden 14 und einer Wassersammelschalenwand 16, die eine Seitenwand ist, zusammensetzt. Der Wasserschalenboden 14 weist einen Wasserablauf 12 auf, durch den das Wasser aus der Wassersammelschale 10 abfließen kann. Diese Ausführung der Wassersammelschale 10 ist für alle in den 1 bis 4 identisch.
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Der Wasserablauf 12 weist eine Wasserablauföffnung 26 auf und erfindungsgemäß einen die Wasserablauföffnung 26 umgebenden und sich von dem Wasserschalenboden 14 erhabenen Staukragen 20 auf. Die Ausgestaltung des Staukragens 20 hängt von der Geometrie der Wassersammelschale 10, der einströmenden Wassermenge und der zu erwartenden einströmenden Fließgeschwindigkeit des Wassers ab. Dabei kann die Lage des Staukragens 20 in der Wassersammelschale 10, die Höhe h1 des Staukragens 20 über dem Wasserschalenboden 14 sowie ein Winkel a variiert werden, wobei der Winkel a zwischen einer Außenfläche 21 des Staukragens 20 und einer Vertikalen eingeschlossen wird. Die Außenfläche 21 erstreckt sich dabei zwischen der Grundfläche 25 und einer Deckfläche 23 des Staukragens 20. Der Winkel a ist vorliegend 25°.
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Der in der 1 dargestellte Staukragen 20 wird durch ein separates Bauteil 30 gebildet, welches einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 32 und einen zylindrischen Abschnitt 34 aufweist. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 32 bildet den Staukragen 20 und liegt mit seiner Grundfläche 36 an dem Wasserschalenboden 14 an. Die Grundfläche 36 weist eine umlaufende Ringnut 39 auf, in der ein ringförmiges Dichtungselement 38 angeordnet ist, wobei das Dichtungselement 38 den zwischen dem separaten Bauteil 30 und dem Wasserschalenboden 14 ausgebildeten Spalt abdichtet. Alternativ können die Ringnut und das Dichtungselement an dem Wasserschalenboden 14 ausgebildet bzw. angeordnet sein.
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Der zylindrische Abschnitt 34 schließt an die Grundfläche 36 des kegelstumpfförmigen Abschnitts 32 an und ragt durch den Wasserschalenboden 14 hindurch und nach unten aus dem Wasserschalenboden 14 heraus. Das freie Ende des zylindrischen Abschnitts 34 mündet in einen Ablaufschlauch 22, welcher an der Außenfläche des zylindrischen Abschnitts 34 befestigt ist.
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Die Wassersammelschalen-Anordnung 2 könnte beispielsweise im Heckbereich eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein, wobei vom Fahrzeugdach herunterfließendes Wasser in die Wassersammelschalen-Anordnung 2 fließt und von dort aus definiert aus der Fahrzeugkarosserie geleitet wird. Dabei transportiert das in die Wassersammelschale 10 einfließende Wasser Schmutzpartikel 24 in die Wassersammelschale 10. Um eine durch die Schmutzpartikel 24 verursachte Verstopfung des Wasserablaufs 12 oder des daran angeschlossenen Ablaufschlauchs 22 zu verhindern, wird das Wasser durch den Staukragen 20 in der Wassersammelschale 10 gestaut, die Wasserströmung hierdurch beruhigt und dadurch eine Sedimentation der Schmutzpartikel 24 bewirkt. Dabei setzen sich die Schmutzpartikel 24 am Wasserschalenboden 14 ab und können beispielsweise bei einer Wartung der Wassersammelschalen-Anordnung 2 aus der Wassersammelschale 10 entfernt werden. Das Wasser wird solange gestaut, bis der Wasserstand h2 die Höhe h1 des Staukragens 20 erreicht und das schmutzpartikelfreie Wasser durch die Wasserablauföffnung 26 ablaufen kann.
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2 zeigt einen Ausschnitt einer Wassersammelschalen-Anordnung 2 mit einer zweiten Ausführung des Staukragens 20. Der Staukragen 20 ist einteilig mit dem Wasserschalenboden 14 und kegelstumpfförmig ausgebildet. Am dem dem Staukragen 20 vertikal entgegengesetzten Ende weist der Wasserschalenboden 14 einen zylindrischen Abschnitt 42 auf, an den der Ablaufschlauch 22 an den Wasserablauf 12 angeschlossen wird.
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3 und 4 zeigen einen Ausschnitt einer Wassersammelschalen-Anordnung 2 mit einer dritten und vierten Ausführung des Staukragens 20'. Dabei bildet der Ablaufschlauch 22 den Staukragen 20'. Der Ablaufschlauch 22 überragt dabei den Wasserschalenboden 14 nach oben und bildet dadurch den Staukragen 20'. In der dritten Ausführung weist der Wasserschalenboden 14 eine umlaufende Ringnut 60 auf, in der ein ringförmiges Dichtungselement 62 sitzt und den Spalt zwischen der Wasserschalenboden 14 und der Außenumfangsfläche des Ablaufschlauchs 22 abdichtet. In der vierten Ausführung weist der Ablaufschlauch 22 eine einstückig angeformte Dichtlippe 64 auf, die sich radial von der Mantelfläche des Staukragens 20' nach außen erstreckt und mit äußeren Umfangsrand an dem Wasserschalenboden 14 anliegt. Auf diese Weise wird der Spalt zwischen dem Wasserschalenboden 14 und dem Ablaufschlauch 22 abgedichtet.
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5 zeigt eine Wassersammelschalen-Anordnung 2 mit einer fünften Ausführung des Staukragens 20". Der Wasserschalenboden 14 weist eine Vertiefung 50 auf, welche eine Innenwand 52 und einen Vertiefungsboden 54 aufweist. Die Vertiefung 50 kann ringartig sein und über 360° verlaufen oder nur abschnittsweise ausgebildet sein. Der Staukragen 20" wird dabei durch die Innenwand 52 gebildet, so dass die sedimentierten Schmutzpartikel 24 sich an der Bodenvertiefung absetzen. Wie der Ausführung gemäß 2, weist der Wasserschalenboden 14 den zylindrischen Abschnitt 42 auf, an dem der Ablaufschlauch 22 befestigt wird.
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Es sind auch andere konstruktive Ausführungsformen als die beschriebenen Ausführungsformen möglich, die in den Schutzbereich des Hauptanspruchs fallen. Es können beispielsweise die Form des Kragens 20, die Form der Wassersammelschale 10 oder die Dichtungselemente 38, 62 anders ausgeführt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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