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Die Erfindung betrifft eine Windschutzscheibe für ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 6.
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Windschutzscheiben der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie weisen typischerweise einen zentralen Bereich aus einem transparenten Material, insbesondere aus Glas auf. Bei einem Unfall eines Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger, bei welchem der Fußgänger frontal von dem Kraftfahrzeug erfasst wird, prallt dieser mit zumindest einem Bereich seines Körpers gegen die Windschutzscheibe. Vor allem bei kleineren Menschen und insbesondere bei Kindern besteht das erhöhte Risiko, dass der Kopf mit der Windschutzscheibe kollidiert. Hierbei treten erhebliche Belastungen für den Körper des Fußgängers auf. Gerade bei Kleinwagen, die eine kompakte Rohbaustruktur mit steiler Frontpartie aufweisen, werden die Aufprallkräfte starr über die Windschutzscheibe in die Karosserie eingeleitet, wobei aufgrund des anzustrebenden Insassenschutzes in geringerem Maß Deformationsbereiche zur Energieabsorption vorhanden sind.
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Aus der europäischen Patentanmeldung
EP 1 690 710 A2 geht eine mehrteilige Fensterstruktur für ein Kraftfahrzeug hervor, wobei die Windschutzscheibe seitlich mit Glaspartien über Polymerverbindungen verbunden sein kann, und wobei es auch möglich ist, dass ein Glasdach vorgesehen ist. Der Fußgängerschutz wird durch eine solche Struktur nicht verbessert.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Windschutzscheibe für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welches einen verbesserten Fußgängerschutz aufweist.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Windschutzscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Diese weist einen ersten, zentralen Bereich aus einem ersten, transparenten Material auf. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass ein zweiter, peripherer Bereich den ersten Bereich U-förmig von einer Oberseite her umgibt. Dabei besteht der zweite Bereich aus einem zweiten, transparenten Material, wobei das zweite Material von dem ersten Material verschieden ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Aufpralleigenschaften der Windschutzscheibe in Hinblick auf den Fußgängerschutz zu verbessern, insbesondere in dem die Materialien der Windschutzscheibe und besonders bevorzugt das Material des zweiten Bereichs so gewählt wird, dass es einen Deformationsbereich zur Verfügung stellt und verbesserte Energieabsorptionsmöglichkeiten für den Fall des Aufpralls eines Fußgängers eröffnet. Zugleich schafft der den ersten Bereich U-förmig umgebende, zweite Bereich gleichsam eine Pufferzone zwischen dem ersten, zentralen Bereich und der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur, sodass das Risiko verringert ist, dass ein Fußgänger mit seinem Kopf mit der harten Rohbaustruktur in Kontakt kommt.
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Mit einer Oberseite ist hier eine Seite angesprochen, die bei bestimmungsgemäßem Einbau in ein Kraftfahrzeug nach oben, also zum Kraftfahrzeugdach hin, orientiert ist. Der zweite Bereich umgreift den ersten Bereich demnach dergestalt, dass ein zentraler Steg der U-förmigen Struktur die Oberseite des ersten Bereichs übergreift, während sich die beiden von dem Steg des U abragenden Schenkel seitlich entlang des ersten Bereichs von der Oberseite her nach unten, mithin in Richtung eines Kraftfahrzeugbodens, erstrecken. Dadurch ist es insbesondere möglich, dass der zweite, U-förmige Bereich einen Abstand zwischen dem ersten, zentralen Bereich und einem oberen Querträger sowie zwei A-Säulen der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur überbrückt.
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Sowohl das erste als auch das zweite Material sind transparent, sodass sich für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs, welches die Windschutzscheibe aufweist, eine gute Sicht sowohl nach vorne als auch zu den Seiten des Kraftfahrzeugs hin ergibt. Überdies ist auch die Sicht nach oben verbessert.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Windschutzscheibe ist vorgesehen, dass das erste Material Glas umfasst, vorzugsweise aus Glas besteht. Dadurch ist es insbesondere möglich, gesetzliche Anforderungen zu erfüllen, die gegebenenfalls vorsehen, dass zumindest ein zentraler Bereich der Windschutzscheibe aus Glas bestehen muss.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Windschutzscheibe bevorzugt, welche sich dadurch auszeichnet, dass das zweite Material Polycarbonat umfasst, vorzugsweise aus Polycarbonat besteht. Dieses Material ist zum einen spezifisch leichter als Glas, sodass die Integration des zweiten Bereichs in die Windschutzscheibe dem Leichtbaugedanken Rechnung trägt. Zum anderen weist dieses Material gute Energieabsorptionseigenschaften auf und verbessert so den Fußgängerschutz im Bereich der Windschutzscheibe. Insbesondere wird in dem zweiten Bereich ein Deformationsbereich zur Energieabsorption beim Aufprall eines Fußgängers auf die Windschutzscheibe bereitgestellt.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Windschutzscheibe bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der zweite Bereich zu einer rückwärtigen Richtung hin abgerundet ist. Dabei spricht eine rückwärtige Richtung eine Richtung an, die bei bestimmungsgemäß montierter Windschutzscheibe an einem Kraftfahrzeug nach hinten, also zu dem Kraftfahrzeugheck hin, zeigt. Der zweite Bereich ist somit bevorzugt gekrümmt ausgebildet, wodurch die sich in dem ersten, zentralen Bereich im Wesentlichen in Hoch- und Querrichtung erstreckende Windschutzscheibe in dem peripheren zweiten Bereich nach hinten gebogen ist. Insbesondere auf diese Weise ist es möglich, dass ein oberer Querträger und die A-Säulen der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur in Bezug auf den ersten, zentralen Bereich der Windschutzscheibe nach hinten versetzt sind, wobei sie durch den zweiten Bereich von dem ersten Bereich beabstandet angeordnet sind. So wird die Gefahr der Kollision eines Fußgängers mit den harten Elementen der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur deutlich reduziert. Der Fußgänger kommt mit dem Material des zweiten Bereichs in Kontakt.
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Der erste, zentrale Bereich ist beim bevorzugten Ausführungsbeispiel eben ausgebildet. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es allerdings möglich, dass auch der erste Bereich zumindest leicht gekrümmt ist, wobei er insbesondere eine zumindest leichte Krümmung in Fahrzeugquerrichtung aufweist.
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Schließlich wird auch ein Ausführungsbeispiel der Windschutzscheibe bevorzugt, bei welchem der erste Bereich mit dem zweiten Bereich verklebt ist. Bevorzugt ist hierzu ein Übergangsbereich zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich vorgesehen, in welchem diese überlappen.
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Besonders bevorzugt ist der zweite Bereich mit der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur über eine Sollbruchstelle verbunden. Diese ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie in definierter Weise gelöst wird, wenn ein Aufprall insbesondere eines Fußgängers auf die Windschutzscheibe erfolgt. Eine solche Sollbruchstelle ist bevorzugt dadurch realisiert, dass der zweite Bereich mit der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur verklebt wird. Die Sollbruchstelle trägt zusätzlich zu den positiven Energieabsorptionseigenschaften der Windschutzscheibe bei und erhöht auf diese Weise den Fußgängerschutz.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Kraftfahrzeug mit einer Windschutzscheibe nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele geschaffen wird. Dabei ist der erste Bereich mit einem unteren Querträger verbunden. Der zweite Bereich ist seitlich mit jeweils einer A-Säule und oben mit einem oberen Querträger verbunden. Zusätzlich ist bevorzugt auch der zweite Bereich an seinem unteren Rand mit dem unteren Querträger verbunden. Insgesamt ist so die Windschutzscheibe in die Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur integriert, wobei sich für das Kraftfahrzeug die Vorteile verwirklichen, die bereits in Zusammenhang mit der Windschutzscheibe erläutert wurden.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs bevorzugt, bei welchem der obere Querträger Teil eines Kraftfahrzeug-Daches ist. Dabei weist das Kraftfahrzeug-Dach vorzugsweise Metall oder Kunststoff auf beziehungsweise besteht bevorzugt aus einem dieser Materialien. Alternativ ist allerdings auch möglich, dass das Kraftfahrzeug ein Glasdach aufweist. Weiter alternativ ist es möglich, dass das Kraftfahrzeug ein Dach aus einem anderen, transparenten Material aufweist, beispielsweise aus Polycarbonat. Der zweite Bereich der Windschutzscheibe ist dabei selbst allerdings nicht Teil des Daches, sondern schließt sich lediglich zu der Kraftfahrzeugfront hin an dieses an, wobei er mit dem oberen Querträger der Dachstruktur verbunden ist.
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Es wird auch ein Kraftfahrzeug bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der zweite Bereich mit mindestens einer A-Säule über eine Sollbruchstelle verbunden ist. Diese ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie sich bei einer Kollision eines Fußgängers mit der Windschutzscheibe löst, was zusätzlich zu dem guten Energieabsorptionsvermögen der Windschutzscheibe beziehungsweise des Kraftfahrzeugs beiträgt und insbesondere auch Deformationsraum zur Verfügung stellt.
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In diesem Zusammenhang wird ein Kraftfahrzeug bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Windschutzscheibe mit der mindestens einen A-Säule verklebt ist. Auf diese Weise ist es besonders effizient und einfach möglich, eine Sollbruchstelle im Verbindungsbereich des zweiten Bereichs mit der A-Säule zu schaffen. Es ist auch ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem zusätzlich zu der Klebung mindestens ein weiteres Befestigungselement, beispielsweise eine Schraube, ein Nagel, oder ein Niet, vorgesehen ist.
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Schließlich wird ein Kraftfahrzeug bevorzugt, welches als Kleinwagen ausgebildet ist. Wie bereits ausgeführt, sind gerade die oft kompakten, steilen und vergleichsweise steifen geometrischen Strukturen von Kleinwagen in Hinblick auf den Fußgängerschutz verbesserungsfähig. Daher verwirklichen sich die Vorteile, welche die hier vorgeschlagen Windschutzscheibe bietet, in besonderem Maße bei einem Kraftfahrzeug, welches als Kleinwagen ausgebildet ist. Die Windschutzscheibe wird demnach bevorzugt bei einem Kleinwagen eingesetzt.
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Es zeigt sich, dass die bestehende Rohbaustruktur eines Kraftfahrzeugs, bei welchem die Windschutzscheibe eingesetzt werden soll, in einfacher Weise zu deren Verwendung eingerichtet werden kann. Hierzu werden bevorzugt die A-Säulen und der obere Querträger der Rohbaustruktur nach hinten versetzt. Der untere Querträger wird vorzugsweise beidseitig leicht verkürzt und ebenfalls – allerdings in geringerem Maße als die zuvor genannten Elemente – nach hinten versetzt. Zugleich wird konstruktiv der Bereich beibehalten, in welchem der erste, zentrale Bereich der Windschutzscheibe angeordnet wird. Dieser ist bevorzugt ebenfalls identisch oder zumindest nahezu identisch ausgebildet zu einer Windschutzscheibe, die in der ursprünglichen Rohbaustruktur eingesetzt wird. Insoweit besteht nun ein Abstand oder eine Lücke zwischen dem ersten, zentralen Bereich und zumindest den A-Säulen sowie dem oberen Querträger, vorzugsweise aber auch zu dem unteren Querträger. Dabei wird jedenfalls die Lücke zu den A-Säulen und den oberen Querträgern nunmehr durch den hierfür geeignet konstruierten, zweiten Bereich gefüllt, der nun im Wesentlichen dort angeordnet ist, wo zuvor in der alten Rohbaustruktur der obere Querträger und die A-Säulen angeordnet waren.
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Anhand dieser Betrachtung zeigt sich unmittelbar, dass nun insbesondere der Kopf eines mit dem Kraftfahrzeug kollidierenden Fußgängers nicht mehr mit den A-Säulen oder dem oberen Querträger kollidiert, sondern vielmehr mit dem zweiten, U-förmigen Bereich, wodurch die Belastungen auf den Kopf oder auch ein anderes Körperteil des Fußgängers deutlich verringert werden. Zugleich stellt der zweite Bereich eine Deformationsstruktur bereit, sodass das Energieabsorptionsvermögen der Windschutzscheibe im Vergleich zu einer herkömmlichen Windschutzscheibe erhöht ist, was ebenfalls die Belastungen auf den Körper des Fußgängers verringert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur mit einer Windschutzscheibe;
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2 eine schematische Schnittansicht der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur gemäß 1, und
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3 eine schematische, geschnittene Ansicht eines Teils der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur mit der Windschutzscheibe gemäß den 1 und 2 von oben.
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1 zeigt eine schematische, dreidimensionale Teilansicht eines Kraftfahrzeugs 1 beziehungsweise einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur 3 mit einer Windschutzscheibe 5. Dabei sind von der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur 3 hier ein Dach 7, ein oberer Querträger 9, und eine – in Fahrtrichtung gesehen – rechte A-Säule 11 dargestellt. Außerdem ist noch eine Innenverkleidung 13 des Daches 7 erkennbar.
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Die Windschutzscheibe 5 weist einen ersten, zentralen Bereich 15 auf, der bevorzugt aus Glas besteht. Ein zweiter Bereich 17 umgreift den ersten Bereich 15 U-förmig von einer Oberseite 19 her, wobei sich ein zentraler Steg 21 des U entlang der Oberseite 19 erstreckt, und wobei in 1 ein – in Fahrtrichtung gesehen – rechter Schenkel 23 des U dargestellt ist, der sich ausgehend von dem Steg 21 seitlich entlang des ersten Bereichs 15 nach unten erstreckt. Ein entsprechender zweiter Schenkel ist aufgrund der geschnittenen Darstellung von 1 nicht dargestellt.
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Der zweite Bereich 17 besteht vorzugsweise aus Polycarbonat.
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Es zeigt sich, dass der zweite Bereich 17 zur rückwärtigen Richtung des Kraftfahrzeugs 1 hin abgerundet ist, wobei er einerseits zu dem Dach 7 beziehungsweise dem oberen Querträger 9 und andererseits zu der A-Säule 11 hin gekrümmt beziehungsweise umgebogen ist. Auf diese Weise verbindet er den zentralen Bereich 15 mit den insoweit rückwärtig angeordneten oder nach hinten versetzten Elementen der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur.
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In 1 ist auch ein Übergangsbereich 25 dargestellt, in welchem der erste Bereich 15 mit dem zweiten Bereich 17 überlappt, wobei bevorzugt der zweite Bereich 17 nach unten abgekröpft ist und so den ersten Bereich 15 untergreift. In dem Übergangsbereich 25 sind vorzugsweise der erste Bereich 15 und der zweite Bereich 17 miteinander verklebt. Der zweite Bereich 17 weist nach allem also vorzugsweise einen Verbindungsflansch auf, an welchem der erste Bereich 15 im verbundenen Zustand anliegt, und an dem der zweite Bereich 17 mit dem ersten Bereich 15 verklebt ist.
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2 zeigt eine schematische Teil-Längsschnittansicht des Kraftfahrzeugs 1 gemäß 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insoweit auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei ist hier insbesondere der Übergangsbereich 25 mit dem Flansch 27 des zweiten Bereichs 17 dargestellt, auf welchem der erste Bereich 15 aufliegt. In diesem Bereich ist bevorzugt der erste Bereich 15 mit dem zweiten Bereich 17 verklebt.
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Es ist allerdings ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem zusätzlich zu der Verklebung noch mindestens ein weiteres Befestigungselement 29 vorgesehen ist, beispielsweise ein Niet, ein Nagel oder eine Schraube.
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Weiterhin weist der Übergangsbereich 25 vorzugsweise an einer Innenseite des Flanschs 27 eine nicht-transparente Fixierungs- und/oder Positionierungseinrichtung auf.
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Der Übergangsbereich 25 verwirklicht bevorzugt eine Verbindung 31, durch die der erste Bereich 15 mit dem zweiten Bereich 17 verbunden ist. Diese Verbindung 31 bleibt im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger stabil.
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Der zweite Bereich 17 ist in einem Befestigungsbereich 33 mit dem oberen Querträger 9 verklebt. Vorzugsweise ist hier eine Sollbruchstelle realisiert, in welcher sich der zweite Bereich 17 von dem oberen Querträger 9 löst, wenn eine Kollision mit einem Fußgänger erfolgt.
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Alternativ oder zusätzlich zu der Verklebung ist es möglich, dass in dem Befestigungsbereich 33 ein Befestigungselement 29 vorgesehen ist. Ein solches Befestigungselement 29 ist bevorzugt auch zur Befestigung des Daches 7 an dem Querträger 9 vorgesehen.
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3 zeigt eine Teilschnittansicht des Kraftfahrzeugs 1 von oben. Dabei sind hier lediglich eine linke A-Säule 11' sowie ein linker Schenkel 23' des zweiten Bereichs 17 dargestellt. Dabei zeigt sich, dass der zweite Bereich 17 zu der rückwärtigen Richtung hin auf die A-Säule 11' zu gebogen beziehungsweise gekrümmt ist, wobei er bevorzugt die A-Säule 11' – in Fahrzeuglängsrichtung gesehen – hintergreift.
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In Fahrzeugquerrichtung gesehen ist der zweite Bereich 17 mit der A-Säule 11' bevorzugt im Bereich einer Sollbruchstelle 35 derart verbunden, dass sich die Sollbruchstelle 35 bei einer Kollision der Windschutzscheibe 5 mit einem Fußgänger löst. Hierzu ist die Windschutzscheibe 5 bevorzugt im Bereich der Sollbruchstelle 35 mit der A-Säule 11' verklebt. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass mindestens ein weiteres, in 3 nicht dargestelltes Befestigungselement zur Befestigung des zweiten Bereichs 17 an der A-Säule 11' vorgesehen ist.
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In identischer Weise ist bevorzugt auch der rechte Schenkel 23 mit der rechten A-Säule 11 verbunden.
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Die Windschutzscheibe 5 ist an dem Kraftfahrzeug 1 austauschbar, wobei die Anordnung aus dem ersten Bereich 15 und dem zweiten Bereich 17 als einteiliges Ersatzteil gehandhabt werden kann. Die Windschutzscheibe 5 ist daher – trotz ihrer zwei Bereiche 15, 17 verschiedenen Materials – als eine einteilige Struktur einfach und kostengünstig handhabbar.
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Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe der Windschutzscheibe 5 ein verbesserter Fußgängerschutz bei einem Kraftfahrzeug 1 verwirklichbar ist, wobei sich die Vorteile der Windschutzscheibe 5 in besonderer Weise bei einem als Kleinwagen ausgebildeten Kraftfahrzeug manifestieren. Zusätzlich sind weitere Vorteile mit dem Einsatz der Windschutzscheibe 5 in einem Kraftfahrzeug 1 verbunden. Insbesondere ergeben sich aufgrund des zweiteiligen Aufbaus erhöhte Design-Freiheiten sowie die Möglichkeit einer Funktionsintegration in den zweiten Bereich 17. Beispielsweise können hier Informationen für den Fahrer eingeblendet werden, beispielsweise Bilder einer Kamera, welche dem Fahrer den rückwärtigen Bereich des Kraftfahrzeugs zeigen. Weiterhin ist die Rundumsicht des Fahrers durch den zweiten Bereich 17, welcher den ersten Bereich 15 umgreift, insbesondere bei nach hinten versetzten A-Säulen und einem nach hinten versetzten oberen Querträger vergrößert. Es ist auch möglich, die verschiedenen Bereiche der Windschutzscheibe 5 mit Beschichtungen zu versehen, sodass sich im Inneren des Kraftfahrzeugs besonders günstige thermische Bedienungen ergeben. Die äußere Form des Kraftfahrzeugs ist mithilfe der Windschutzscheibe 5 besonders ästhetisch und aerodynamisch besonders günstig darstellbar. Schließlich zeigt sich auch, dass der zweite Bereich 17 besonders leicht ausgebildet sein kann, sodass insbesondere Gewicht im Vergleich zu einer Glas- oder Stahlkonstruktion eingespart wird. Dies trägt zugleich zu einem geringeren Verbrauch des Kraftfahrzeugs 1 und damit auch zu einer geringeren Kohlendioxid-Emission bei.
