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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltestruktur für eine Scheibenwischerachse für ein Fahrzeug sowie eine Vorderstruktur für ein Fahrzeug, welche die Haltestruktur für die Scheibenwischerachse umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Haltestruktur und eine Fahrzeugvorderstruktur, welche einem Wasserkasten der Vorderstruktur eine hohe Steifigkeit verleihen und gleichzeitig bei einem Unfall mit einem Fußgänger einen hohen Fußgängerschutz bereitstellen.
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Bei Kraftfahrzeugen, wie z. B. Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, befindet sich unterhalb der Windschutzscheibe üblicherweise ein so genannter Wasserkasten, in welchem eine Scheibenwischanlage für die Windschutzscheibe untergebracht ist. Der Wasserkasten umfasst üblicherweise ein Wasserkastenunterteil, welches im unteren Bereich des Wasserkastens entlang einer Stirnwand des Fahrzeugs in Fahrzeugquerrichtung verläuft. An einer Oberseite des Wasserkastens verläuft üblicherweise ein Windschutzscheibenquerträger, auf dessen Oberseite die Windschutzscheibe aufliegt und befestigt ist. Die Scheibenwischeranlage ist in dem Raum zwischen dem Wasserkastenunterteil und dem Windschutzscheibenquerträger angeordnet. Wischerachsen der Scheibenwischeranlage, an welchen die Wischerarme angebracht werden, treten im Wesentlichen senkrecht zu der Windschutzscheibe und somit zu dem Windschutzscheibenquerträger nach oben aus dem Wasserkasten heraus. Die Scheibenwischerachsen werden üblicherweise mit Haltern an einer Unterseite des Windschutzscheibenquerträgers befestigt.
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Um eine möglichst hohe Steifigkeit des Vorderbaus des Fahrzeugs insbesondere im Bereich der Auflagefläche des Windschutzscheibenquerträgers zu erreichen, werden üblicherweise Versteifungen zwischen dem Wasserkastenunterteil und der Unterseite des Windschutzscheibenquerträgers im Wasserkasten angebracht. Durch diese Versteifungen können Vibrationen und Geräuschentwicklungen im Bereich der Windschutzscheibe verringert werden. Unter diesem Geschichtspunkt ist daher eine möglichst hohe Festigkeit des Wasserkastens und insbesondere des Windschutzscheibenquerträgers gewünscht. Ebenso ist, um eine zuverlässige Funktionsweise der Scheibenwischanlage zu gewährleisten, eine hohe Steifigkeit im Bereich der Befestigung der Wischerachsen wünschenswert.
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Demgegenüber steht jedoch die Forderung, einen möglichst hohen Fußgängerschutz bei einem Unfall zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger bereitzustellen. Im Sinne des Fußgängerschutzes ist es wünschenswert, dass insbesondere am unteren Windschutzscheibenrand, d. h. im Bereich des Windschutzscheibenquerträgers, eine leichte Verformbarkeit der Strukturen bei einem Aufprall eines Kopfes des Fußgängers in diesem Bereich möglich ist. Darüber hinaus ist es im Sinne des Fußgängerschutzes wünschenswert, wenn bei einem Aufprall des Kopfes des Fußgängers auf eine Wischerachse die Wischerachse in den Wasserkasten abtauchen kann, um ein Verletzungsrisiko zu verringern.
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Um ein Verletzungsrisiko eines Fußgängers durch die Wischerachsen zu verringern, schlägt die
DE 10 2006 015 784 A1 daher eine Wegbrech-Montagehalterungsanordnung für ein Wischersystem vor. Dadurch werden Komponenten des Wischersystems nach unterhalb einer Aufschlaglinie eines Fahrzeugs im Fall von z. B. einem Fahrzeug-Fußgänger-Zusammenstoß verlagert.
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Die
DE 10 2006 009 688 A1 offenbart einen Vorderbau für ein Kraftfahrzeug mit einer Stirnwand mit einem horizontalen Steg zur Halterung von Halteteilen einer Wischanlage. Die Halteteile sind U-förmig gebogen und stehen mit einem Abschnitt über dem horizontalen Steg über. In dem überstehenden Abschnitt sind Mittel zur Befestigung der Wischanlage angeordnet, während die übrigen Bereiche der Halteteile mit dem horizontalen Steg jeweils ein Kastenprofil bilden. Die Stirnwand weist hierdurch im Bereich der Halteteile eine hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht auf. Ein vorgesehenes Kollabieren der Anbindung der Wischeranlage an die Stirnwand bei einem Aufprall eines Fußgängers auf die Wischeranlage wird erreicht, wenn das U-förmige Halteteil an einem über dem horizontalen Steg der Stirnwand überstehenden Abschnitt Mittel zur Halterung der Wischeranlage aufweist. Damit ist die Wischeranlage nicht im Bereich des von den Halteteilen und dem horizontalen Steg erzeugten und sehr steifen kastenprofils befestigt, sondern an dem überstehenden Abschnitt. Dieser Abschnitt lässt sich mit der vorgesehenen geringeren Steifigkeit fertigen als das Kastenprofil.
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Die in dem Stand der Technik gezeigten Lösungen bieten zwar einen Fußgängerschutz bei einem Aufprall des Fußgängers auf eine Wischerachse, weisen jedoch eine ungewünscht hohe Steifigkeit im unteren Bereich der Windschutzscheibe auf.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Fußgängerschutz bei einem Unfall eines Fußgängers mit einem Fahrzeug im Bereich der Wischeranlage und des unteren Windschutzscheibenbereichs zu verbessern und gleichzeitig im normalen Betrieb des Fahrzeugs Vibrationen in diesem Bereich zu vermeiden und einen zuverlässigen Betrieb der Scheibenwischanlage sicherzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Haltestruktur für eine Scheibenwischerachse für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, eine Vorderstruktur für ein Fahrzeug nach Anspruch 8 und ein Fahrzeug nach Anspruch 11 gelöst.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Haltestruktur für eine Scheibenwischerachse für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Haltestruktur umfasst einen ersten flachen Abschnitt, welcher sich in eine erste und eine zu der ersten Richtung im Wesentlichen senkrechte zweite Richtung erstreckt. In der ersten Richtung weist der erste Abschnitt ein erstes Ende und ein davon beäbstandetes zweites Ende auf. Die Haltestruktur umfasst weiterhin einen zweiten flachen Abschnitt, welcher sich in eine dritte Richtung und die zweite Richtung erstreckt. Der zweite Abschnitt weist in der dritten Richtung ein erstes Ende und ein davon beabstandetes zweites Ende auf. Die dritte Richtung ist senkrecht zu der zweiten Richtung und in einem vorbestimmten Winkel zu der ersten Richtung. Ein Verbindungsabschnitt der Haltestruktur verbindet das zweite Ende des ersten Abschnitts mit dem ersten Ende des zweiten Abschnitts in dem vorbestimmten Winkel. Der erste Abschnitt weist eine erste Biegesteifigkeit auf, der zweite Abschnitt eine zweite Biegesteifigkeit und der Verbindungsabschnitt eine dritte Biegesteifigkeit. Die Biegesteifigkeiten beziehen sich jeweils auf eine Biegeachse in der zweiten Richtung, d. h. auf eine Verformung des Abschnitts um eine Achse, welche in der zweiten Richtung verläuft. Die erste Biegesteifigkeit ist geringer als die zweite Biegesteifigkeit, welche wiederum geringer als die dritte Biegesteifigkeit ist. Das zweite Ende des zweiten Abschnitts weist eine Befestigungsstruktur zum Aufnehmen der Scheibenwischerachse auf.
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Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. So kann das erste Ende des ersten Abschnitts eine Befestigungsstruktur zum Koppeln des ersten Abschnitts mit einem Unterteil eines Wasserkastens einer Vorderstruktur des Fahrzeugs aufweisen. Das erste Ende des zweiten Abschnitts kann eine Befestigungsstruktur zum Koppeln des zweiten Abschnitts mit einer Unterseite eines Windschutzscheibenquerträgers aufweisen Der vorbestimmte Winkel kann beispielsweise näherungsweise ein rechter Winkel sein.
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Auf diese Art und Weise wird eine Haltestruktur für die Scheibenwischerachse in Form eines Haltewinkels gebildet. Ein Schenkel des Haltewinkels (erster flacher Abschnitt) verbindet das Unterteil des Wasserkastens mit der Unterseite des Windschutzscheibenquerträgers, wohingegen der zweite Schenkel des Haltewinkels (zweiter flacher Abschnitt) freitragend von der Unterseite des Windschutzscheibenträgers hervorragen kann, um die Scheibenwischerachse aufzunehmen. Der erste Schenkel des Haltewinkels bietet somit eine Versteifung zwischen der Unterseite des Windschutzscheibenträgers und dem Unterteil des Wasserkastens, wodurch Vibrationen und Geräuschentwicklungen vermieden werden können und die Stabilität des Windschutzscheibenquerträgers erhöht werden kann. Der zweite, freitragende Schenkel des Haltewinkels bietet eine Aufnahme für die Scheibenwischerachse und kann im Fall eines Aufpralls eines Fußgängers auf die Scheibenwischerachse durch Verformen nach unten in den Wasserkasten abtauchen. Dazu trägt insbesondere bei, dass der Haltewinkel an diesem zweiten Schenkel seine geringste Biegesteifigkeit um eine Achse in der zweiten Richtung, d. h. in Fahrzeugquerrichtung aufweist. Durch die hohe Steifigkeit des Haltewinkels im Bereich des Verbindungsabschnitts zwischen den beiden Schenkeln (den beiden flachen Abschnitten) kann zusätzlich eine durch den Fußgängeraufprall bewirkte Kraft auf den zweiten Abschnitt in Form eines Biegemoments um die zweite Richtung auf den ersten Abschnitt übertragen werden, wodurch dieser Aufgrund seiner geringeren Biegesteifigkeit einknicken kann. Dadurch wird die Steifigkeit des Windschutzscheibenquerträgers, welche durch die Kopplung des Windschutzscheibenquerträgers über den ersten flachen Abschnitt mit dem Unterteil des Wasserkastens bewirkt wird, erheblich verringert, so dass auch im Bereich des Windschutzscheibenquerträgers ein Fußgängerschutz erreicht wird. Im nichtgeknickten Zustand, d. h. im normalen Betrieb des Fahrzeugs, kann der erste flache Abschnitt hingegen sehr große Zug- und Druckkräfte aufnehmen und somit zur Steifigkeit des Windschutzscheibenquerträgers erheblich beitragen.
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Gemäß einer Ausführungsform werden der erste Abschnitt, der zweite Abschnitt und der Verbindungsabschnitt zusammen als ein Teil aus Metall gefertigt. Dadurch ist eine kostengünstige Herstellung und Montage der Haltestruktur möglich.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der erste Abschnitt, der zweite Abschnitt und/oder der Verbindungsabschnitt jeweils an mindestens einem Rand, welcher den jeweiligen Abschnitt in der zweiten Richtung, d. h. der Fahrzeugquerrichtung, begrenzt, ein mit dem Abschnitt verbundenes Verstärkungselement auf, welches sich flächig in der ersten und dritten Richtung erstreckt, d. h. in Fahrzeuglängs- und Höhenrichtung. Diese Verstärkungselemente können beispielsweise durch Umbiegen von Randabschnitten an den entsprechenden Rändern der Abschnitte ausgebildet werden, so dass das Profil der entsprechenden Abschnitte beispielsweise L- oder U-förmig ausgestaltet wird. Vorteilhafterweise können die Verstärkungselemente verwendet werden, um die zuvor beschriebenen Biegesteifigkeiten der einzelnen Abschnitt einzustellen. Werden die Verstärkungselemente beispielsweise wie zuvor beschrieben durch Umbiegen von Randbereichen der Abschnitte ausgebildet, so kann beispielsweise der umgebogene Bereich des ersten Abschnitts kürzer als der umgebogene Bereich des zweiten Abschnitts sein und dieser wiederum kürzer als der umgebogene Bereich des Verbindungsabschnitts sein, um die zuvor beschriebenen Verhältnisse der Biegesteifigkeiten untereinander bereitzustellen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der erste Abschnitt mindestens einen Durchbruch auf. Dieser Durchbruch kann einerseits zur weiteren Einstellung der Biegesteifigkeit, d. h. zur Verringerung der Biegesteifigkeit des ersten Bereichs, beitragen und darüber hinaus zu einer Gewichtsersparnis und Materialeinsparung beitragen. Schließlich kann einer derartiger Durchbruch auch zur Befestigung von Elementen der Scheibenwischanlage oder zur Durchführung und Befestigung von Leitungen in dem Wasserkasten dienen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Vorderstruktur für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Vorderstruktur umfasst einen Wasserkasten, welcher unterhalb einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet ist und ein Unterteil umfasst, welches an einer Stirnwandseite des Fahrzeugs in Fahrzeugquerrichtung verläuft. Die Vorderstruktur umfasst weiterhin einen Windschutzscheibenquerträger zur Aufnahme der Windschutzscheibe, welcher unter der Windschutzscheibe des Fahrzeugs in Fahrzeugquerrichtung verläuft und auf dessen Oberseite die Windschutzscheibe angebracht werden kann. Weiterhin umfasst die Vorderstruktur eine Scheibenwischeranlage mit mindestens einer Scheibenwischerachse und eine Haltestruktur für die Scheibenwischerachse, welche der zuvor beschriebenen Haltestruktur entspricht.
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Das erste Ende des ersten Abschnitts der Haltestruktur wird vorzugsweise mit dem Unterteil des Wasserkastens verbunden und das erste Ende des zweiten Abschnitts der Haltestruktur mit einer Unterseite des Windschutzscheibenquerträgers. Die Scheibenwischerachse kann an der Befestigungsstruktur des zweiten Endes des zweiten Abschnitts der Haltestruktur angebracht werden.
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Eine derart ausgebildete Vorderstruktur weist in Normalbetrieb, d. h. wenn kein Unfall mit einem Fußgänger aufgetreten ist, eine sehr hohe Festigkeit auf, da das Unterteil des Wasserkastens über die Haltestruktur mit der Unterseite des Windschutzscheibenquerträgers gekoppelt ist, und die Haltestruktur über den ersten flachen Abschnitt in der Lage ist, große Zug- und Druckkräfte aufzunehmen, wodurch Vibrationen und Schwingungen des Windschutzscheibenquerträgers und des Unterteils des Wasserkastens vermieden werden können. Darüber hinaus bietet die Haltestruktur eine zuverlässige und insbesondere in der zweiten und dritten Richtung steife Halterung für die Scheibenwischerachse. Bei einem Unfall mit einem Fußgänger, wenn beispielsweise ein Kopf des Fußgängers auf die Scheibenwischerachse prallt, bietet die Vorderstruktur einen hohen Fußgängerschutz, da zum einen der zweite Abschnitt der Haltestruktur aufgrund seiner geringen Steifigkeit in der ersten Richtung, d. h. um eine Biegeachse in der zweiten Richtung, verformbar ist und somit die Wischerachse in den Wasserkasten abtauchen kann, und zum anderen die Steifigkeit des
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Windschutzscheibenquerträgers verringert wird, indem durch das Abtauchen des zweiten flachen Abschnitts in den Wasserkasten über den Verbindungsabschnitt ein Biegemoment um die zweite Richtung auf den ersten Abschnitt ausgeübt wird, wodurch der erste Abschnitt ausknickt und somit nicht mehr in der Lage ist, Zug- und Druckkräfte zwischen der Unterseite des Windschutzscheibenquerträgers und dem Unterteil des Wasserkastens aufzunehmen.
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Die Haltestruktur kann derart in der Vorderstruktur angeordnet werden, dass die zweite Richtung im Wesentlichen in der Fahrzeugquerrichtung verläuft. Dadurch erstreckt sich der zweite flache Abschnitt im Wesentlichen in einer Fahrzeuglängsrichtung, wodurch ein Anordnen der Wischerachse an dem zweiten Ende des zweiten Abschnitts ermöglicht wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird schließlich ein Fahrzeug mit der zuvor beschriebenen Vorderstruktur bereitgestellt. Aufgrund der verringerten Vibrationen treten in dem Fahrzeuginneren weniger Geräusche auf, wodurch ein Fahrkomfort verbessert wird. Darüber hinaus bietet das Fahrzeug bei einem Unfall mit einem Fußgänger einen verbesserten Fußgängerschutz.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
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1 zeigt eine Vorderstruktur eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine Haltestruktur für eine Scheibenwischerachse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt die stabilisierende Wirkung der Haltestruktur der 2.
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4 zeigt die Fußgängerschutzwirkung der Haltestruktur der 2.
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1 zeigt eine Vorderstruktur 14 eines Fahrzeugs aus Sicht des Motorraums des Fahrzeugs. Der Motorraum wird in Richtung zu der Fahrgastzelle durch eine Stirnwand 22, welche im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft, begrenzt. Am oberen Ende der Stirnwand 22 befindet sich ein Wasserkasten 13, welcher nach unten durch ein Unterteil 12 begrenzt ist. An der Oberseite ist der Wasserkasten 13 durch einen Windschutzscheibenquerträger 15 begrenzt, auf dessen Oberseite eine nicht dargestellte Windschutzscheibe des Fahrzeugs aufliegt und daran befestigt ist. In dem Wasserkasten 13 ist eine Scheibenwischeranlage 23 untergebracht. Die Scheibenwischeranlage 23 umfasst zwei Scheibenwischerachsen 2a und 2b, welche sich im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Windschutzscheibe nach oben erstrecken. Zwischen dem Unterteil 12 des Wasserkastens 13 und dem Windschutzscheibenquerträger 15 sind zwei Haltestrukturen 1a und 1b angebracht, welche zur Befestigung der Scheibenwischerachsen 2a und 2b dienen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Scheibenwischeranlage 23 in der 1 gegenüber ihrer endgültigen Position nach rechts versetzt gezeigt, so dass die Haltestruktur 1a in der gezeigten Darstellung besser sichtbar ist und nicht durch die Scheibenwischerachse 2a und das dazugehörige Gestänge der Scheibenwischeranlage 23 verdeckt ist. Im endgültig montierten Zustand der Scheibenwischeranlage 23 ist die Scheibenwischerachse 2a an der Haltestruktur 1a angeordnet und die Scheibenwischerachse 2b an der Haltestruktur 1b angeordnet.
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Die Struktur der Haltestrukturen 1a bzw. 1b, welche nachfolgend zusammengefasst als Haltestruktur 1 bezeichnet werden, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2–4 im Detail beschrieben werden. Bei der Beschreibung der Haltestruktur 1 wird ein Koordinatensystem verwendet, welches drei Richtungen X, Y und Z umfasst, welche im Zusammenhang mit 2 in Bezug auf die Haltestruktur 1 definiert werden. Dabei verläuft die Richtung Y im Wesentlichen, wie in 1 gezeigt, in einer Fahrzeugquerrichtung, d. h. im Wesentlichen in Richtung einer Längsausdehnung des Wasserkastens 13 und des Windschutzscheibenquerträgers 15.
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2 zeigt eine detailliertere Ansicht der Haltestruktur 1, welche in 1 als Haltestruktur 1b gezeigt wurde. Die Haltestruktur 1 kann, wie in 2 gezeigt, beispielsweise einteilig aus einem Metallblech hergestellt sein. Die Haltestruktur 1 ist in Form eines Haltewinkels ausgebildet, welcher zwei Schenkel 3 und 6 umfasst, welche über einen Verbindungsabschnitt 9 miteinander verbunden sind. Die beiden Schenkel 3, 6 werden nachfolgend als erster Abschnitt 3 und zweiter Abschnitt 6 bezeichnet werden. Der erste Abschnitt 3 dehnt sich im Wesentlichen flächig in der Fahrzeugquerrichtung und einer Verbindungsrichtung zwischen dem Unterteil 12 des Wasserkastens 13 und dem Windschutzscheibenquerträger 15 aus. Die Erstreckungsrichtung zwischen dem Unterteil 12 und dem Windschutzscheibenquerträger 15 wird nachfolgend als erste Richtung oder X-Richtung bezeichnet werden. Die Fahrzeugquerrichtung wird nachfolgend als zweite Richtung oder Y-Richtung bezeichnet werden. Die X-Richtung und die Y-Richtung schließen einen im Wesentlichen rechten Winkel ein. Der zweite Abschnitt 6 wird im Wesentlichen durch eine Fläche gebildet, welche sich in der Y-Richtung und in einer Z-Richtung, welche nachfolgend auch als dritte Richtung bezeichnet werden wird, erstreckt. Die Z-Richtung und die Y-Richtung schließen ebenfalls einen im Wesentlichen rechten Winkel ein, wohingegen ein Winkel α zwischen der X-Richtung und der Z-Richtung durch die Geometrie des Fahrzeugvorbaus vorgegeben wird. Die Z-Richtung verläuft im Wesentlichen parallel zu der Auflagefläche der Windschutzscheibe und die X-Richtung verläuft derart, dass der erste Abschnitt 3 geeignet ist, eine Verbindung zwischen dem Unterteil 12 des Wasserkastens 13 und dem Windschutzscheibenquerträger 15 herzustellen. Der Winkel α zwischen der X-Richtung und der Z-Richtung kann beispielsweise ein Winkel zwischen 70° und 110° betragen. Der Winkel α kann auch ein im Wesentlichen rechter Winkel sein.
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Der erste Abschnitt 3 weist in X-Richtung an dem in 2 unten gezeigten Ende ein erstes Ende 4 und an dem gegenüberliegenden Ende ein zweites Ende 5 auf. An dem ersten Ende 4 des ersten Abschnitts 3 befindet sich eine Befestigungsstruktur 11, welche zum Verbinden des ersten Endes 4 des ersten Abschnitts 3 mit dem Unterteil 12 des Wasserkastens 13 dient. In der in 2 gezeigten Ausführungsform der Haltestruktur 1 umfasst die Befestigungsstruktur 11 einen umgebogenen Abschnitt, welcher beispielsweise mit Hilfe einer Schweißverbindung mit dem Unterteil 12 verbunden werden kann.
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Der zweite Abschnitt 6 weist in Z-Richtung ein erstes Ende 7 und beabstandet dazu ein zweites Ende 8 auf. Der Verbindungsabschnitt 9 verbindet das zweite Ende 5 des ersten Abschnitts 3 mit dem ersten Ende 7 des zweiten Abschnitts 6. An dem zweiten Ende 8 des zweiten Abschnitts 6 befindet sich eine Befestigungsstruktur 10 zum Befestigen der Scheibenwischerachse 2. In der in 2 gezeigten Ausführungsform umfasst die Befestigungsstruktur 10 eine Aussparung in dem zweiten Ende 8 des zweiten Abschnitts 6 worin eine Lagerung für die Scheibenwischerachse 2 befestigt werden kann. Das erste Ende 7 des zweiten Abschnitts 6 ist mit einer Unterseite des Windschutzscheibenquerträgers 15 beispielsweise über eine Schweißverbindung verbunden.
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Durch die Befestigung des ersten Endes 7 des zweiten Abschnitts 6 an dem Windschutzscheibenquerträger 15 wird eine optimale Kraftübertragung von der Scheibenwischerachse 2 auf einen zugeordneten Scheibenwischerarm und ein zugeordnetes Scheibenwischerblatt bereitgestellt. Darüber hinaus ergeben sich sehr geringe Toleranzen zwischen Wischerarm und Windschutzscheibenfläche sowie eine äußerst geringe Verformung im Anbindungsbereich der Scheibenwischeranlage.
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Neben den flächigen Anteilen der Abschnitte 3, 6 und 9, welche sich in einer Y-Z und/oder Y-X-Richtung erstrecken, weist die Haltestruktur 1 an den Rändern der Abschnitte 3, 6 und 9, welche die Abschnitte 3, 6 und 9 in Y-Richtung begrenzen, weitere Flächen 16–19 auf, welche sich im Wesentlichen in der X-Z-Ebene erstrecken. Diese Flächen 16–19, welche beispielsweise durch Umbiegen von Randbereichen der Abschnitte 3, 6 und 9 hergestellt werden können, bewirken eine Erhöhung der Steifigkeit der Haltestruktur 1 bezüglich Biegemomenten, welche um eine Achse in Y-Richtung wirken. Daher werden die Flächen 16–19 nachfolgend auch als Verstärkungselemente 16–19 bezeichnet werden. In 2 sind an beiden Längsrändern des ersten Abschnitts 3 die Verstärkungselemente 16 und 17 zu erkennen, wohingegen an dem Verbindungsabschnitt 9 und dem zweiten Abschnitt 6 nur an den vorderen Rändern die Verstärkungselemente 19 bzw. 18 sichtbar sind. An den gegenüberliegenden Rändern der Abschnitte 6 und 9 können selbstverständlich auch entsprechende Verstärkungselemente vorgesehen werden. Weiterhin zeigt 2, dass das Verstärkungselement 19 des Verbindungsabschnitts 9 die größte Höhe, d. h. die größte Erstreckung aus der Ebene des Verbindungsabschnitts 9 heraus aufweist, dass das Verstärkungselement 18 des zweiten Abschnitts 6 die zweitgrößte Höhe aufweist, und dass die Verstärkungselemente 16 und 17 des ersten Abschnitts 3 die geringste Höhe aufweisen. Demzufolge weist der Verbindungsabschnitt 9 die größte Biegesteifigkeit bezüglich eines Biegemoments um die Y-Richtung auf, der zweite Abschnitt 6 die zweitgrößte Biegesteifigkeit und der erste Abschnitt 3 die geringste Biegesteifigkeit. Die Wirkungsweise der so gebildeten Biegesteifigkeiten wird nachfolgend insbesondere im Zusammenhang mit 4 erläutert werden.
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Die Haltestruktur 1 kann weiterhin Durchbrüche 20, 21 in dem ersten Abschnitt 3 aufweisen. Dadurch kann die Biegesteifigkeit des ersten Abschnitts weiter beeinflusst werden und darüber hinaus Material und somit Gewicht eingespart werden. Weiterhin können an derartigen Durchbrüchen 20, 21 oder Bohrungen weitere Elemente befestigt werden, wie z. B. Teile der Scheibenwischeranlage 23 oder Leitungsführungen in dem Wasserkasten 13.
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Neben einer Lagerung der Scheibenwischerachse 2 erfüllt die Haltestruktur 1 zwei weitere wesentliche Aufgaben, welche nachfolgend im Zusammenhang mit den 3 und 4 im Detail erörtert werden.
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Eine erste weitere Aufgabe der Haltestruktur 1 ist es, die Stabilität des Wasserkastens 13 zu erhöhen und dabei insbesondere eine Schwingneigung des Windschutzscheibenquerträgers 15 zu vermeiden, um eine daraus resultierende Geräuschentwicklung und Belastung der Windschutzscheibe zu verringern. Wie in 3 gezeigt, ist die Haltestruktur 1 aufgrund der Anordnung des ersten Abschnitts 3 zwischen dem Unterteil 12 des Wasserkastens 13 und dem Windschutzscheibenquerträger 15 in der Lage, Zug- und Druckspannungen zwischen dem Unterteil 12 und dem Windschutzscheibenquerträger 15 aufzunehmen, wie sie durch die Pfeile 24–26 dargestellt sind. Da der erste Abschnitt 3 durch diese Zug- und Druckbelastungen im Wesentlichen entlang seiner Längsrichtung, d. h. entlang der X-Richtung, belastet wird, kann der erste Abschnitt 3 trotz seiner geringen Biegesteifigkeit um die Y-Richtung diese Zug- und Druckkräfte 24–26 sehr gut stabilisieren. Dadurch wird die Steifigkeit des Wasserkastens erheblich verbessert, so dass Vibrationen des Windschutzscheibenquerträgers 15 verringert werden können.
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Eine zweite weitere Aufgabe der Haltestruktur 1 ist es, einen Fußgängerschutz bei einem Aufprall eines Fußgängers im Bereich der Scheibenwischerachse 2 bereitzustellen. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 gezeigt werden, wo ein Aufprall eines Fußgängerkopfes in Form eines so genannten Kopfimpaktors 27 in der durch den Pfeil 28 gezeigten Aufprallrichtung beschrieben werden wird. Bei einem Aufprall des Kopfimpaktors 27 auf die Scheibenwischerachse 2 wird eine Kraft auf die Scheibenwischerachse 2 in der X-Richtung ausgeübt, welche über die Scheibenwischerachse 2 auf das zweite Ende 8 des zweiten Abschnitts 6 der Haltestruktur 1 übertragen wird. Die auf den zweiten Abschnitt 6 wirkende Kraft führt zu einer Verformung des zweiten Abschnitts 6 in den Wasserkasten 13 hinein, wodurch die Scheibenwischerachse 2 ebenfalls in den Wasserkasten 3 abtaucht. Durch die hohe Steifigkeit des Verbindungsabschnitts 9 wird durch die auf den zweiten Abschnitt 6 wirkende Kraft ein Biegemoment auf den ersten Abschnitt 3 um eine Achse in Y-Richtung, d. h. um die Fahrzeugquerachse, erzeugt. Aufgrund der geringen Biegesteifigkeit um diese Achse knickt der erste Abschnitt 3 aufgrund dieses Biegemoments in Richtung des Pfeils 29 nach hinten aus. Dadurch wird die Steifigkeit des Wasserkastens, insbesondere die Steifigkeit des Windschutzscheibenquerträgers 15, welche im Zusammenhang mit 3 zuvor beschrieben wurde, erheblich verringert, so dass bei einem Aufprall des Kopfimpaktors 27 auf die Oberseite des Windschutzscheibenquerträgers 15 dieser eine verringerte Steifigkeit aufweist und somit einen erhöhten Fußgängerschutz bereitstellt. Die Verformung der Haltestruktur 1 aufgrund eines Aufpralls des Kopfimpaktors ist in 4 durch die gestrichelte Linie 30 grob dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haltestruktur
- 2
- Scheibenwischerachse
- 3
- erster Abschnitt
- 4
- erstes Ende des ersten Abschnitts
- 5
- zweites Ende des ersten Abschnitts
- 6
- zweiter Abschnitt
- 7
- erstes Ende des zweiten Abschnitts
- 8
- zweites Ende des zweiten Abschnitts
- 9
- Verbindungsabschnitt
- 10
- Befestigungsstruktur
- 11
- Befestigungsstruktur
- 12
- Unterteil
- 13
- Wasserkasten
- 14
- Vorderstruktur
- 15
- Windschutzscheibenquerträger
- 16
- Verstärkungselement
- 17
- Verstärkungselement
- 18
- Verstärkungselement
- 19
- Verstärkungselement
- 20
- Durchbruch
- 21
- Durchbruch
- 22
- Stirnwandseite
- 23
- Scheibenwischeranlage
- 24–26
- Pfeil
- 27
- Kopfimpaktor
- 28
- Aufprallrichtung
- 29
- Knickrichtung
- 30
- Verformung des Haltestruktur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006015784 A1 [0005]
- DE 102006009688 A1 [0006]
