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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Aufnahme von Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Scheibenwaschwasserbehälter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem derartigen Behälter.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein Kraftfahrzeug benötigt eine Vielzahl von Betriebsflüssigkeiten, zum Beispiel Bremsflüssigkeit, Kühlflüssigkeit oder Scheibenwaschwasser, die in entsprechenden Behältern im Kraftfahrzeug mitgeführt werden. Da diese Betriebsflüssigkeiten häufiger kontrolliert und ab und an nachgefüllt werden müssen, befinden sich diese Behälter oder zumindest ihre entsprechenden Einfüllöffnungen an gut zugänglicher Stelle, häufig unter einem vorderen Karosseriedeckel. Damit ein Nachfüllen dieser Betriebsflüssigkeiten und eine Kontrolle des jeweiligen Flüssigkeitsstands einfach durchführbar ist, sind die entsprechenden Öffnungen knapp unterhalb des jeweiligen Karosseriedeckels vorgesehen.
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Aus Gründen des Fußgänger-Kollisionsschutzes ist der vordere Karosseriedeckel in Vertikalrichtung leicht verformbar oder zumindest nach unten verlagerbar auszugestalten. Daher ist es aus Gründen der Fußgängersicherheit unerwünscht, harte und steife Komponenten knapp unterhalb des vorderen Karosseriedeckels anzuordnen. Der entsprechende Kraftfahrzeugkonstrukteur steht also vor der Aufgabe, einerseits die vertikale Nachgiebigkeit des vorderen Karosseriedeckels zu gewährleisten und andererseits eine Einfüllöffnung für derartige Behälter für Betriebsflüssigkeiten möglichst weit oben unterhalb des vorderen Karosseriedeckels an gut zugänglicher Stelle zu platzieren.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
DE 10 2009 023 904 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem Kotflügel bekannt, dessen Karosserie mit einer deformierbaren Struktur zwischen dem oberen Anbringungsbereich des Kotflügels und einer als Kotflügelbank bezeichneten vorderen Karosseriestruktur vorgesehen ist. Im oberen Bereich des Kotflügels unterhalb der Kotflügel-Karosseriehaut ist ein Flüssigkeitsbehälter angeordnet, der über einen Befüllschlauch mit einem unterhalb eines vorderen Karosseriedeckels gelegenen Einfüllstutzen für den Flüssigkeitsbehälter verbunden ist. Der Befüllschlauch ist durch eine Öffnung zwischen dem oberen Anbindungsbereich des Kotflügels und der Kotflügelbank hindurchgeführt und derart nachgiebig ausgeführt, dass der Befüllschlauch im Fall der Kollision eines Fußgängers oder eines Radfahrers mit dem Kraftfahrzeug zusammen mit der deformierbaren Struktur deformierbar ist. Es wird hier also die Fluidverbindungsleitung zwischen dem Einfüllstutzen und dem Flüssigkeitsbehälter bei einer Kollision aufgrund der leichten Verformbarkeit verformt und kann so keinen wesentlichen Widerstand der gewünschten Verformung der deformierbaren Struktur entgegensetzen. Trifft jedoch der Fußgänger oder der Radfahrer nicht unmittelbar im Bereich der Kotflügelanbindung auf die Fahrzeugkarosserie auf, sondern im Bereich des Einfüllstutzens, so bietet dieser zunächst einen Widerstand und gibt erst dann nach, wenn der mit dem Einfüllstutzen verbundene Befüllschlauch in seinem leicht deformierbaren Abschnitt abknickt.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Behälter zur Aufnahme einer Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei dem die Einfüllöffnung nahe unterhalb eines vorderen Karosseriedeckels angeordnet werden kann und dennoch im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger oder Radfahrer keinen wesentlichen Verformungswiderstand liefert.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Dazu ist ein Behälter zur Aufnahme von Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Scheibenwaschwasserbehälter, an seiner Oberseite mit einem Einfülltopf versehen, wobei der Einfülltopf eine rohrförmige Umfangswandung und eine obere Stirnwand oder Deckelwand mit einer verschließbaren Einfüllöffnung aufweist und sich in seiner Längsrichtung vertikal oder mit einer vertikalen Richtungskomponente erstreckt. Erfindungsgemäß ist der Einfülltopf im Bereich der Umfangswandung entlang zumindest eines Teils seines Umfangs mit einem Versagensabschnitt versehen ist, der ausgebildet ist, um im Fall einer vertikal auf den Einfülltopf einwirkenden Kraft eine vertikale Verlagerung der oberen Stirnwand oder Deckelwand in Schwerkraftrichtung nach unten zu bewirken.
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VORTEILE
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Von Vorteil ist bei der erfindungsgemäßen Lösung das Vorsehen eines Versagensabschnitts im Bereich der Umfangswandung des Einfülltopfes. Dieser Einfülltopf ist in einem in ein Kraftfahrzeug eingebauten Zustand eines erfindungsgemäßen Behälters unmittelbar unter dem Karosseriedeckel angeordnet, so dass die Kollisionskraft einer auf den Karosseriedeckel auftreffenden Person beim Nachgeben des Karosseriedeckels in vertikaler Richtung vom Karosseriedeckel nahezu unmittelbar auf die obere Stirnfläche oder den Deckel des Einfülltopfes einwirkt und dieser dann nahezu ohne relevante Verzögerung in seinem Versagensabschnitt nachgibt, wodurch sich die obere Stirnwand oder Deckelwand des Einfülltopfes in Schwerkraftrichtung nach unten verlagert und den Weg für eine weitere Abwärtsverlagerung des Karosseriedeckels freigibt. Der Einfülltopf des Behälters kann daher unmittelbar unterhalb des Karosseriedeckels angeordnet werden, ohne dass diese Positionierung im Falle einer Fußgängerkollision die vertikale Nachgiebigkeit des vorderen Karosseriedeckels und damit den Fußgängerschutz wesentlich beeinträchtigt.
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Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemäßen Behälters sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 6.
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Vorzugsweise ist der Versagensabschnitt von einem ziehharmonikaartigen Abschnitt der Umfangswandung des Einfülltopfes gebildet. Bei dieser Ausführungsform faltet sich die Umfangswand unter Einwirkung einer nach unten in Schwerkraftrichtung einwirkenden Vertikalkraft - zumindest bereichsweise - in Vertikalrichtung zusammen, wodurch die Höhe des Einfülltopfes reduziert wird.
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Dabei ist es besonders von Vorteil, wenn der ziehharmonikaartige Abschnitt in der Umfangswandung des Einfülltopfes vorgesehen ist und durch in Umfangsrichtung verlaufende Bereiche dünnerer Wandstärke geformt ist, die jeweils ein Filmscharnier bilden. Diese Filmscharniere in der Umfangswandung lassen sich bereits bei der Herstellung des Einfülltopfes, beispielsweise durch Spritzguss oder Schleuderguss, ohne einen zusätzlichen Arbeitsgang mit ausformen.
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In einer alternativen Ausführungsform weist der Versagensabschnitt eine Sollbruchlinie im Bereich der Umfangswandung auf, die sich zumindest über einen Teil des Umfangs des Einfülltopfes erstreckt. Diese Sollbruchlinie kann selbstverständlich auch zusammen mit der ziehharmonikaartigen Ausgestaltung der Umfangswand vorgesehen sein. Beim Einwirken einer Vertikalkraft auf den Deckel oder die obere Stirnfläche des Einfülltopfes kann die Umfangswand an der Sollbruchlinie aufreißen. Der oberhalb der Sollbruchlinie gelegene Teil des Einfülltopfes löst sich dadurch von dem restlichen, mit der Fahrzeugstruktur verbundenen Behälterkörper und kann sich dadurch nach unten verlagern. Die Sollbruchlinie kann beispielsweise durch einen Bereich der Umfangswandung mit einer bis auf eine filmartige Haut reduzierten Wanddicke gebildet sein.
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Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Sollbruchlinie im Bereich des unteren Randes der Umfangswandung vorgesehen ist. Dadurch wird ein möglichst großer vertikaler Verlagerungsweg des abgetrennten Teils des Einfülltopfes geschaffen.
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Der erfindungsgemäße Behälter ist vorzugsweise so aufgebaut, dass der Behälter einen unteren Behälterabschnitt, der einen Aufnahmeraum für die Betriebsflüssigkeit definiert, einen entgegen der Schwerkraftrichtung darüber angeordneten oberen Behälterabschnitt, der mit dem Einfülltopf verbunden ist, und einen Verbindungsleitungsabschnitt aufweist, der den oberen Behälterabschnitt mit dem unteren Behälterabschnitt zur Bildung eines Fluidkanals verbindet. Durch den Verbindungsleitungsabschnitt wird der untere Behälterabschnitt, der das überwiegende Volumen der zu speichernden Flüssigkeit aufnimmt, von dem mit dem Einfülltopf versehenen oberen Behälterabschnitt räumlich getrennt. Dadurch kann der zur Flüssigkeitsaufnahme steifer ausgebildete untere Behälterabschnitt, der mit der Fahrzeugstruktur fest verbunden ist, tiefer als der Einfülltopf, nämlich unterhalb des vertikalen Verformungsbereichs der Karosserie angeordnet werden.
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Die Erfindung ist auch gerichtet auf ein Kraftfahrzeug mit einer im Bereich des Vorderwagens vorgesehenen vorderen Fahrzeugstruktur, die zumindest einen linken Kotflügelträger und einen rechten Kotflügelträger aufweist, der sich jeweils im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, wobei eine äußere Karosseriehaut mit vertikalem Abstand zum jeweiligen Kotflügelträger mittels Abstandshaltern an diesem befestigt ist. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug zumindest einen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildeten und im Vorderwagen unterhalb der Karosseriehaut, insbesondere zumindest teilweise unterhalb eines vorderen Karosseriedeckels, gelegenen Behälter aufweist.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Behälter derart an der Fahrzeugstruktur oder relativ zur Fahrzeugstruktur angebracht ist, dass der mit dem Versagensabschnitt versehene Einfülltopf im Vertikalraum zwischen der Fahrzeugstruktur und der Karosseriehaut beziehungsweise des vorderen Karosseriedeckels gelegen ist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert.
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Figurenliste
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Es zeigt:
- 1 einen teilweise geschnitten dargestellten und in einem schematisch angedeuteten Kraftfahrzeug angeordneten Behälter mit einer ersten Variante eines Versagensabschnitts und
- 2 eine alternative Ausführungsform des Behälters aus 1 mit einem anders ausgestalteten Versagensabschnitt.
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DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt eine teilweise geschnittene Darstellung eines in einem Kraftfahrzeug 4 angebrachten Behälters 1 zur Aufnahme einer Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs, der im gezeigten Beispiel als Scheibenwaschwasserbehälter ausgebildet ist. Dieser Behälter weist einen unteren Behälterabschnitt 10 auf, der einen Aufnahmeraum für die Betriebsflüssigkeit bildet und der in 1 nur ausschnittweise dargestellt ist.
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Am oberen Ende des unteren Behälterabschnitts 10 ist ein rohrförmiger Verbindungsleitungsabschnitt 16 angebracht, dessen Innenraum einen Fluidkanal 18 bildet, der mit dem Aufnahmeraum 12 des unteren Behälterabschnitts 10 in Fluidverbindung steht. Der Verbindungsleitungsabschnitt 16 geht an seinem vom unteren Behälterabschnitt 10 abgewandten Ende in einen oberen Behälterabschnitt 14 über, der einen Hohlraum 11 aufweist, welcher ebenfalls mit dem Fluidkanal 18 des Verbindungsleitungsabschnitts 16 in Fluidverbindung steht. Der obere Behälterabschnitt 14 ist als flacher, vom Verbindungsleitungsabschnitt 16 zur vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene hin auskragender Hohlkörper ausgebildet, der mit einer unteren Gehäusewand 13 und einer oberen Gehäusewand 15 sowie einer Umfangswand 17 umschlossen ist.
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Auf der oberen Wand 15 des oberen Behälterabschnitts 14 ist ein Einfülltopf 2 angeordnet, der eine rohrförmige Umfangswandung 20 aufweist, die im Bereich ihres unteren Randes 21 in die obere Wand 15 des oberen Behälterabschnitts 14 übergeht, wobei die Umfangswandung 20 des Einfülltopfs 2 einen inneren Hohlraum 23 umgibt, der mit dem inneren Hohlraum 11 des oberen Behälterabschnitts 14 in Fluidverbindung steht.
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Der Einfülltopf 2 ist im Bereich des oberen Randes 25 der Umfangswandung 20 mit einer oberen Stirnwand oder Deckelwand 22 verschlossen. Diese Stirnwand kann fest mit dem oberen Rand 25 verbunden sein, sie kann aber auch als Deckelwand ausgebildet und mit entsprechenden Befestigungsmitteln in bekannter Weise auf dem oberen Rand 25, vorzugsweise abgedichtet, befestigt sein.
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Die obere Stirnwand oder Deckelwand 22 ist mit einer mittels eines Deckels 26 verschließbaren Einfüllöffnung 24 versehen, die einen Zugang zum Innenraum 23 des Einfülltopfs 2 ermöglicht, so dass Betriebsflüssigkeit, beispielsweise Scheibenwaschflüssigkeit, bei geöffnetem Deckel 26 durch die Einfüllöffnung 24 in den Einfülltopf 2 eingefüllt werden kann und dann durch den Innenraum 11 des oberen Behälterabschnitts 14 und den Fluidkanal 18 im Verbindungsleitungsabschnitt 16 in den Aufnahmeraum 12 für die Betriebsflüssigkeit im unteren Behälterabschnitt 10 fließen kann
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Die Umfangswandung 20 des Einfülltopfs 2 ist im gezeigten Beispiel mit drei in Umfangsrichtung umlaufenden Bereichen 32, 34, 36 mit reduzierter Wandstärke ausgebildet, wobei die Wanddicke in diesen Bereichen 32, 34, 36 kleiner und die Wand damit dünner ist als in den übrigen Bereichen der Umfangswandung 20. Zwischen zwei benachbarten Bereichen 32, 34, 36 reduzierter oder dünnerer Wandstärke ist die Umfangswandung 20 in Radialrichtung nach außen gefaltet, wobei auch die Spitze des jeweiligen nach außen gefalteten Abschnitts einen umlaufenden Bereich 37, 38 von reduzierter Wandstärke bildet. Diese Bereiche 32, 34, 36, 37, 38 von dünnerer Wandstärke sind auf diese Weise jeweils als Filmscharnier 31, 33, 35, 39A, 39B ausgestaltet und bilden einen ziehharmonikaartigen Abschnitt 30 der Umfangswandung 20, der einen Versagensabschnitt 3 darstellt, in welchem der Einfülltopf 2 in seiner Axialrichtung, also im Wesentlichen in Vertikalrichtung kollabieren kann, wenn eine Vertikalkraft F auf die obere Stirnwand oder Deckelwand 22 einwirkt. So kann der Einfülltopf 2 in Vertikalrichtung bereichsweise zusammengefaltet werden. Auf diese Weise bietet der Einfülltopf 2 keinen steifen Widerstand gegenüber der sich im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger nach unten bewegenden vorderen Karosserieklappe 48.
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Der Behälter 1 ist im Vorderwagen 40 des Kraftfahrzeugs 4 derart untergebracht, dass der untere Behälterabschnitt 10 innerhalb eines seitlichen Kotflügels 47 gelegen und von einer äußeren Karosseriehaut 46 abgedeckt ist. Diese äußere Karosseriehaut 46 ist im Bereich des Kotflügels 47 mit Abstandshaltern 45 an einem zur Fahrzeugstruktur 42 gehörenden und sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung x erstreckenden Kotflügelträger 44 angebracht. Die Abstandshalter 45 halten den oberen Rand des von diesem Bereich der Karosseriehaut 46 gebildeten Kotflügels 47 in einem vertikalen Abstand zum jeweiligen Kotflügelträger 44 und sind in Vertikalrichtung nachgiebig, beispielsweise verformbar, so dass auch der obere Rand des Kotflügels 47 im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger leicht vertikal nach unten eingedrückt werden kann. Die vorgenannten Fahrzeug-Karosserieelemente sind in den Figuren nur schematisch und gestrichelt dargestellt.
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Der in Bezug auf die Vertikalrichtung schräg stehende Verbindungsleitungsabschnitt 16 des Behälters 1 ragt vom Raum unterhalb des Kotflügels 47 hinein in einen Raum unterhalb eines vorderen Karosseriedeckels 48, so dass der Einfülltopf 2 unmittelbar unterhalb des vorderen Karosseriedeckels 48 liegt und somit für Servicezwecke gut zugänglich ist.
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Die Darstellung der 2 entspricht im Wesentlichen der Darstellung der 1, wobei gleiche Komponenten mit der gleichen Bezugsziffer, mit einem Apostroph versehen, bezeichnet sind wie in 1.
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Abweichend von der Ausführungsform der 1 ist die Umfangswandung 20' des Einfülltopfs 2' bei der Ausführungsform der 2 nicht mit einem Faltenbalg versehen, sondern im Wesentlichen in Vertikalrichtung gerade und mit gleichbleibender Wandstärke ausgebildet. Im Bereich des unteren Randes 21' der Umfangswandung 20' dieses Einfülltopfes 2' ist die Umfangswandung 20' jedoch mit einem Bereich 30' mit reduzierter Wandstärke ausgebildet. Vorzugsweise ist dieser Bereich 30' von reduzierter Wandstärke am Übergang der Umfangswandung 20' in die obere Wand 15' des oberen Behälterabschnitts 14' vorgesehen und bildet eine in Umfangsrichtung verlaufende Sollbruchlinie 32', die einen Versagensabschnitt 3' definiert. Die Sollbruchlinie 32' kann sich über den gesamten Umfang der Umfangswandung 20' oder nur über einen Teil davon erstrecken.
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Wird auf diesen Einfülltopf 2' von oben eine Kraft F aufgebracht, die einen durch die Wandstärke im Bereich der Sollbruchlinie 32' vorgegebenen Kraft-Schwellenwert überschreitet, so reißt die Verbindung mit der Umfangswandung 20' zur oberen Wand 15' des oberen Behälterabschnitts 14' entlang der Sollbruchlinie 32' und der Einfülltopf 2' senkt sich in den Hohlraum 11' des oberen Behälterabschnitts 14' ab. Auch auf diese Weise wird eine gewünschte vertikale Nachgiebigkeit des Behälters 1' im Bereich unterhalb des vorderen Karosseriedeckels 48' für den Fall einer Fußgängerkollision erzielt.
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Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.
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Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behälter
- 1'
- Behälter
- 2
- Einfülltopf
- 2'
- Einfülltopf
- 3
- Versagensabschnitt
- 3'
- Versagensabschnitt
- 4
- Kraftfahrzeug
- 4'
- Kraftfahrzeug
- 10
- unterer Behälterabschnitt
- 10'
- unterer Behälterabschnitt
- 11
- Hohlraum
- 11'
- Hohlraum
- 12
- Aufnahmeraum
- 12'
- Aufnahmeraum
- 13
- untere Gehäusewand
- 13'
- untere Gehäusewand
- 14
- oberer Behälterabschnitt
- 14'
- oberer Behälterabschnitt
- 15
- obere Gehäusewand
- 15'
- obere Gehäusewand
- 16
- Verbindungsleitungsabschnitt
- 16'
- Verbindungsleitungsabschnitt
- 17
- Umfangswand
- 17'
- Umfangswand
- 18
- Fluidkanal
- 18'
- Fluidkanal
- 20
- rohrförmige Umfangswandung
- 20'
- rohrförmige Umfangswandung
- 21
- unterer Rand
- 21'
- unterer Rand
- 22
- Deckelwand
- 22'
- Deckelwand
- 23
- innerer Hohlraum
- 23'
- innerer Hohlraum
- 24
- verschließbare Einfüllöffnung
- 24'
- verschließbare Einfüllöffnung
- 25
- oberer Rand
- 25'
- oberer Rand
- 26
- Deckel
- 26'
- Deckel
- 30
- ziehharmonikaartiger Abschnitt
- 30'
- Sollbruchlinie / Bereich mit reduzierter Wandstärke
- 31
- Filmscharnier
- 32
- umlaufender Bereich
- 32'
- Solbruchlinie
- 33
- Filmscharnier
- 34
- umlaufender Bereich
- 35
- Filmscharnier
- 36
- umlaufender Bereich
- 37
- umlaufender Bereich
- 38
- umlaufender Bereich
- 39A
- Filmscharnier
- 39B
- Filmscharnier
- 40
- Vorderwagen
- 40'
- Vorderwagen
- 42
- Fahrzeugstruktur
- 42'
- Fahrzeugstruktur
- 44
- Kotflügelträger
- 44'
- Kotflügelträger
- 45
- Abstandshalter
- 45'
- Abstandshalter
- 46
- äußere Karosseriehaut
- 46'
- äußere Karosseriehaut
- 47
- Kotflügel
- 47'
- Kotflügel
- 48
- vorderer Karosseriedeckel
- 48'
- vorderer Karosseriedeckel
- F
- Vertikalkraft
- G
- Schwerkraftrichtung
- x
- Fahrzeuglängsrichtung
- y
- Fahrzeugquerrichtung
- z
- Fahrzeughochrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009023904 A1 [0004]
