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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung für die Aufnahme einer Anzeigevorrichtung in dem Innenraum eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Deformationselement für den Einsatz in einer solchen Aufnahmevorrichtung. Es ist bekannt, dass Anzeigevorrichtungen am Fahrzeug eingesetzt werden, welche auch als multifunktionales Display bezeichnet werden können. Insbesondere dienen solche Anzeigevorrichtungen dazu, Informationen des Fahrzeugs für den Benutzer des Fahrzeugs anzuzeigen. Solche Informationen können z. B. Daten über den aktuellen Zustand des Fahrzeugs insbesondere Daten eines Navigationssystems sein. Solche Anzeigevorrichtungen sind über den Lauf der Entwicklung deutlich größer geworden, da die Anzahl und Komplexität der anzuzeigenden Informationen zugenommen hat. Die Größe der Anzeigevorrichtungen ist jedoch neben der kostenmäßigen und technischen Limitierung auch dadurch begrenzt, dass sich die Anzeigevorrichtung im Sichtfeld des Fahrers befinden und damit entsprechende Anforderungen an eine Unfallsituation den sogenannten Crashfall, erfüllen müssen. Mit anderen Worten muss auch eine Anzeigevorrichtung beim Kontakt mit einem Körperteil des Fahrers des Fahrzeugs bzw. des Beifahrers eine entsprechende Crashfunktionalität aufweisen, um das Verletzungsrisiko für den Fahrer bzw. den Beifahrer des Fahrzeugs möglich gering zu halten. Derartige Anzeigevorrichtungen sind beispielsweise aus der
DE 10 2018 205 541 A1 , der
DE 10 2016 209 759 A1 und der
DE 11 2016 002 507 B4 bekannt.
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Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass die Anzeigevorrichtungen üblicherweise fest in der gewünschten Position im Sichtfeld des Fahrers bzw. des Beifahrers befestigt sind. Bei dem Kontakt in einer Crashsituation mit einem Körperteil des Fahrers bzw. des Beifahrers führt dies dazu, dass die Anzeigevorrichtung ein fester oder im Wesentlichen fester Widerstand für das jeweilige berührende Körperteil ist. Dieser feste Widerstand führt zu entsprechender Abhängigkeit der Größe der Anzeigevorrichtung zu einem erhöhten Verletzungsrisiko, wodurch die Größe der Anzeigevorrichtung allein aus diesem Grund bereits beschränkt war. Auch war die Positionierung der Anzeigevorrichtung begrenzt auf die Winkel bzw. die Aufschlagspositionen, mit welchem entsprechende Körperteile in der Anordnungsposition der Anzeigevorrichtung auf dieselbe auftreffen können. Hierfür sieht die gattungsgemäße
JP 2008 -
290 508 A vor, eine Aufnahmevorrichtung mit einem Deformationselement auszustatten, um in einer Crashsituation eine ausweichende Anzeigevorrichtung zu ermöglichen. Diese Aufnahmevorrichtung ist jedoch komplex im Aufbau und daher teuer in der Herstellung und Montage.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu heben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise auch größere Anzeigevorrichtungen und/oder eine möglichst freie Platzwahl einer solchen Anzeigevorrichtung im Innenraum eines Fahrzeugs gewährleisten zu können.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Aufnahmevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und ein Deformationselement mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Deformationselement und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Erfindungsgemäß ist das Befestigungselement und das Deformationselement einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet sind, wobei sich der Deformationsabschnitt entlang einer Kraftrichtung (KR) der erwarteten Kontaktkraft von der Anzeigevorrichtung erstreckt, wobei der Deformationsabschnitt wenigstens einen Schwächungsschlitz und/oder wenigstens eine Schwächungsnut aufweist.
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Erfindungsgemäß sind also in der Aufnahmevorrichtung zwei grundsätzliche Funktionalitäten vorgesehen. Die Funktionalitäten beziehen sich dabei auf die Aufnahme für eine Anzeigevorrichtung. Der Grundkörper der Aufnahmevorrichtung ist dafür mit einer Aufnahmeöffnung ausgestaltet, wobei in dieser Aufnahmeöffnung die Anzeigevorrichtung, also z. B. das Multifunktionsdisplay für ein Fahrzeug, eingesetzt werden kann. Dabei kann der Rahmen der Aufnahmeöffnung mit der Außenkontur einer solchen Anzeigevorrichtung korrespondieren oder zumindest teilweise korrespondieren. Insbesondere wird die Anzeigevorrichtung in die Aufnahmeöffnung versenkt, sodass der Rand der Aufnahmeöffnung in der Leserichtung bzw. Anzeigerichtung der Anzeigevorrichtung über diese Anzeigevorrichtung hinaus übersteht und auf diese Weise bereits eine erste Schutzfunktionalität ausbildet.
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Für die Befestigung der Anzeigevorrichtung in der aufgenommenen Position, also nach dem Einsetzen in die Aufnahmeöffnung des Grundkörpers, ist zumindest ein Befestigungselement vorgesehen. Das Befestigungselement kann sowohl für ein reversibles, als auch für ein irreversibles Befestigen vorgesehen sein. So sind einfache Schnapprastmechanismen genauso denkbar, wie die Verwendung von separaten Befestigungsmitteln in Form von Nieten, Schrauben oder auch Klebemitteln.
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Die Befestigungsfunktionalität wird in erfindungsgemäßer Weise bei der Aufnahmevorrichtung ergänzt durch eine Deformationsfunktionalität. Diese zusätzliche Deformationsfunktionalität wird durch das Deformationselement zur Verfügung gestellt. Das Deformationselement ist dabei entweder Teil des Grundkörpers oder an dem Grundkörper befestigt. Die Funktionalität des Deformationselements zielt darauf ab, bei einer Relativbewegung der Anzeigevorrichtung zur Aufnahmevorrichtung diese Relativbewegung abzuschwächen bzw. abzubremsen und gleichzeitig durch die Deformation des Deformationselementes bzw. des Deformationsabschnitts des Deformationselements eine entsprechende Kraftreduktion zur Verfügung zu stellen.
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In einer Crashsituation kann es also vorkommen, dass das Körperteil des Fahrers bzw. des Beifahrers durch entsprechende Beschleunigungsverhältnisse auf der Anzeigevorrichtung auftrifft. Das Auftreffen, also das Kontaktieren des Körperteils mit der Anzeigevorrichtung, führt nun dazu, dass eine entsprechende Krafteinwirkung auf die Anzeigevorrichtung erzielt wird. Diese Krafteinwirkung wird abgetragen über entsprechende Lagerungsstellen hinter der Anzeigevorrichtung, welche im vorliegenden Fall die Befestigungsvorrichtung einerseits und zumindest im Crashfall das Deformationselement andererseits sind. Sobald also eine Crashsituation vorliegt, in welcher ein Körperteil des Fahrers bzw. des Beifahrers auf die Anzeigevorrichtung aufschlägt, wird eine entsprechende Kontaktkraft von der Anzeigevorrichtung auf das Deformationselement einwirken. Diese Kontaktkraft ist entweder vollständig oder teilweise resultierend aus der auftreffenden Kraft des Körperteils auf der Anzeigevorrichtung. Für die Relativbewegung, welche nun resultierend aus dieser Krafteinwirkung zwischen der Anzeigevorrichtung und der Aufnahmevorrichtung stattfindet wird eine Deformation zur Verfügung gestellt. Die Relativbewegung führt also dazu, dass sich die geometrischen Verhältnisse ändern und der Deformationsabschnitt des Deformationselements deformiert wird. Diese Deformation kann sowohl elastisch, als auch teilelastisch bzw. teilplastisch aber auch vollplastisch erfolgen. Durch die Deformation, also das zielgerichtete Kollabieren zumindest des Deformationsabschnitts des Deformationselements wird Energie benötigt. Die Verformungsenergie, wird sowohl bei einer elastischen als auch bei einer plastischen bzw. teilplastischen Deformation von der Kontaktkraft zur Verfügung gestellt, und steht demnach durch diesen Abbau in dem Deformationsverhalten nicht mehr für eine negative Einwirkung auf das Körperteil des Fahrers bzw. des Beifahrers zur Verfügung. Mit anderen Worten dient das Deformationselement dem Schutz des kontaktierenden Körperteils in der Anzeigevorrichtung. Sobald also das Körperteil die Anzeigevorrichtung berührt und die entsprechende Kontaktkraft durch die Deformation des Deformationselements zumindest teilweise abgebaut oder reduziert wird, wird dementsprechend auch die entgegengesetzt wirkende Einwirkungskraft auf das Körperteil abgebaut bzw. reduziert und damit das Verletzungsrisiko minimiert.
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Wie aus der voranstehenden Erläuterung der Crashsituation ersichtlich wird, kann nun mit dem einfachen Mittel einer zugehörigen Funktionalität der Deformation durch das Deformationselement ein zusätzlicher Schutzmechanismus zur Verfügung gestellt werden, welcher die negative Krafteinwirkung und damit die Verletzungsanfälligkeit bei der Berührung der Anzeigevorrichtung mit einem Körperteil reduziert. Dies führt nun dazu, dass durch die Verwendung des Deformationselements auch in exponierteren Anzeigepositionen bzw. Anordnungspositionen der Anzeigevorrichtung im Innenraum des Fahrzeugs und/oder bei größeren geometrischen Ausprägungen der Anzeigevorrichtungen ein wirksamer Schutz der Insassen des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann. Durch die Schutzmechanismen der Deformationselemente wird also eine freiere Platzwahl und eine größere Anzeigevorrichtung bei gleicher Qualität oder sogar bei verbessertem Insassenschutz möglich.
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Dadurch, dass der Deformationsabschnitt wenigstens einen Schwächungsschlitz und/oder wenigstens eine Schwächungsnut aufweist. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter einer Deformation explizit keine Sollbruchstelle zu verstehen ist. Vielmehr ist eine Deformation ein definiertes Verändern der geometrischen Außenkontur des Deformationselements bzw. des Deformationsabschnitts. Durch die materialtechnische und damit mechanische Destabilisierung in Form eines Schwächungsschlitzes oder einer Schwächungsnut wird eine mechanische Destabilisierung zur Verfügung gestellt, welche in definierter oder vor allem vorhersagbarer Weise eine Kollabierung bzw. eine Teilkollabierung und damit eine vorhersagbare Deformation des Deformationsabschnitts zur Verfügung stellt. Vorzugsweise sin die Deformationsabschnitte bzw. Schwächungsschlitz- und/oder Schwächungsnut symmetrisch bzw. im Wesentlichen symmetrisch an dem Umfang des Deformationsabschnitts bzw. das Deformationselements verteilt. Darüber hinaus ist das Vorsehen von Materialentfernung, wie z. B. einem Schwächungsschlitz oder einer Schwächungsnut besonders einfach herstellbar, z. B. im Rahmen eines Spritzgussverfahrens bei einer Kunststoffausbildung des Deformationselements.
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Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich der Deformationsabschnitt entlang einer Kraftrichtung der erwarteten Kontaktkraft von der Anzeigevorrichtung erstreckt. Üblicherweise ist eine definierte Ausrichtung der Anzeigevorrichtung auf die Blickrichtung der Insassen des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt. Damit kann auch vorhergesagt werden in welcher Richtung eine entsprechende Kontaktkraft durch die Kontaktierung eines Körperteils mit der Anzeigevorrichtung auf das Deformationselement einwirken wird. Die Kraftrichtung kann sowohl eine einzelne Kraftrichtung sein oder das Bündel mehrerer Kraftrichtungen, sodass verschiedene Kraftvektoren einen Kraftsektor aufspannen, in welchem die tatsächlich einwirkende Kontaktkraft zu erwarten ist. Die Korrelation des Deformationsabschnitts mit einer Ausrichtung entlang dieser Kraftrichtung führt dazu, dass in besonders kompakter, leichter und einfacher Bauweise die Deformationsfunktionalität erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt wird.
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Darüberhinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Befestigungselement und das Deformationselement einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet sind. Unter einer einstückigen Ausbildung ist insbesondere eine integrale bzw. eine monolithische Ausbildung mit dem Grundkörper zu verstehen. Zum Beispiel kann der Grundkörper als Kunststoffbauteil, insbesondere im Rahmen eines Spritzgussverfahrens, hergestellt werden. Somit ist eine gleichzeitige und damit kostengünstige und einfache Herstellung zusammen mit dem Befestigungselement und dem Deformationselement ebenfalls aus Kunststoff möglich. Dabei ist hinzuweisen auf die Verwendung von Mehr-Komponentenspritzgussverfahren, sodass z. B. der Deformationsabschnitt des Deformationselements aus einem definierten anderen Material hergestellt werden kann als dies für den Rest des Grundkörpers der Fall ist.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung der Deformationsabschnitt zumindest teilweise für eine plastische Verformung unter Einwirkung der Kontaktkraft ausgebildet ist. Eine plastische Verformung führt dazu, dass auch nach dem Wegnehmen der Kontaktkraft noch diese eine teilplastische oder vollplastische Verformung des Deformationselementes bzw. des Deformationsabschnitts bestehen bleibt. Somit ist auch nach einer Crashsituation an dem zumindest teilplastisch deformierten Deformationselement zu erkennen, dass eine Deformation und damit ein Crash stattgefunden hat. Dies führt dazu, dass insbesondere auch eine Deplatzierung der Anzeigevorrichtung bestehen bleibt und somit auch nachträglich ein beschädigtes bzw. benutztes Deformationselement optisch leicht erkennbar wird. Insbesondere bei leichteren Crashsituationen ist dies von Vorteil, um sicherzustellen, dass bereits verwendete Deformationselemente die Schutzwirkung für den weiteren Einsatz des Fahrzeugs in optischer Weise nicht beeinträchtigen können. Die Erkennbarkeit eines verwendeten Deformationselementes, nach einer Crashsituation wird auf diese Weise deutlich erleichtert.
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Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung das Befestigungselement das Deformationselement aufweist. Mit anderen Worten wird also in einem einzigen Bauteil eine Funktionsunion zur Verfügung gestellt für die Befestigungsfunktionalität einerseits und die Deformationsfunktionalität andererseits. Befestigungselemente und Deformationselemente sind dabei vorzugsweise einstückig ausgebildet. Wie diese später noch mit Bezug auf das Deformationselement erläutert wird, kann z. B. das Deformationselement einen separaten Befestigungsabschnitt aufweisen, um die Befestigungsfunktionalität in Bauteilunion zur Verfügung stellen zu können.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung das Deformationselement einen Kontaktabschnitt aufweist, welcher die Anzeigevorrichtung in der Aufnahmeposition kontaktiert. Das bedeutet also, dass nach dem Einsetzen der Anzeigevorrichtung in die Aufnahmeöffnung die Anzeigevorrichtung die aufgenommene Position eingenommen hat. In dieser Position besteht ein direkter berührender Kontakt zwischen dem Deformationselement einerseits und der Anzeigevorrichtung andererseits. Mit anderen Worten wird in einer Crashsituation beim Auftreffen des Körperteils auf der Anzeigevorrichtung die eingebrachte Kraft von der Anzeigevorrichtung als Kontaktkraft direkt und ohne weitere Relativbewegung über den Kontaktabschnitt eines Deformationselements weitergegeben. Ein kurzer Absatz bzw. ein kurzes gegenkraftfreies Relativbewegen der Anzeigevorrichtung wird auf diese Weise vermieden, sodass ein sogenannter Second Impact, also eine Relativbewegung eines Bauteils zu einem anderen bevor eine entsprechende Bremswirkung des Deformationselements eingebracht wird, unterbleiben kann. Die Bauweise wird auf diese Weise deutlich kompaktiert, da unerwünschte Abstände im Innenraum bzw. hinter der Anzeigevorrichtung auf ein Minimum reduzierbar sind.
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Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung das Deformationselement einen Kontaktabschnitt aufweist, welcher von der Anzeigevorrichtung in der aufgenommenen Position über einen Kontaktabschnitt der beiden Kontaktabstände beabstandet ist. Dabei handelt es sich um die entgegengesetzte Ausführungsmöglichkeit gemäß dem voranstehenden Absatz. Mit anderen Worten wird ein Lehrweg durchschritten, wenn ein Körperteil die Anzeigevorrichtung berührt und eine entsprechende Kontaktkraft auf das Deformationselement ausgeübt werden muss. Die Anzeigevorrichtung wird also relativ auf das Deformationselement in der Kraftrichtung hinzubewegt und berührt erst nach dieser Relativbewegung das Deformationselement. Dies führt dazu, dass im normalen Betrieb kein Kontakt besteht, also ein Kontaktabstand zwischen der Anzeigevorrichtung und dem Deformationselement vorliegt.
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Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Deformationselement für den Einsatz in einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung. Ein solches Deformationselement weist einen Deformationsabschnitt auf, welcher unter Einwirkung einer Kontaktkraft von der Anzeigevorrichtung deformierbar ist. Weiter weist das Deformationselement ein Montageabschnitt für die Montage an der Aufnahmevorrichtung auf. Ein solches Deformationselement bietet also insbesondere eine Nachrüstmöglichkeit und eine erleichterte Montagemöglichkeit. Nach dem Montieren des Deformationselements bzw. von zwei oder mehr Deformationselementen an der Aufnahmevorrichtung ist diese Aufnahmevorrichtung in erfindungsgemäßer Weise mit der entsprechenden Deformationsfunktionalität ausgestattet. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Deformationselement die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung erläutert worden sind.
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Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Deformationselement dieses wenigstens einen Befestigungsabschnitt aufweist zur Befestigung der Anzeigevorrichtung der aufgenommenen Position. Hierbei handelt es sich um die Möglichkeit der Kombination von zwei unterschiedlichen Funktionalitäten im Deformationselement. Neben der Deformationsfunktionalität wird mit Hilfe des Befestigungsabschnitts auch die mehrfach erläuterte Befestigungsfunktionalität in dem gleichen Bauteil des Deformationselementes zur Verfügung gestellt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen schematisch:
- 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung,
- 2 die Ausführungsform der 1 in Detaildarstellung eines erfindungsgemäßen Deformationselements,
- 3 die Ausführungsform der 1 und 2 in vor der Crashsituation,
- 4 die Ausführungsform der 3 während einer ersten Crashsituation und
- 5 die Ausführungsform der 3 während einer weiteren Crashsituation.
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1 zeigt schematisch wie eine Aufnahmevorrichtung 10 vor der Montage der Anzeigevorrichtung 100 ausgestaltet sein kann. Ein aus Kunststoff ausgebildeter Grundkörper 20 ist hier mit einer Aufnahmeöffnung 22 dargestellt. In diese Aufnahmeöffnung 22 kann eine Anzeigevorrichtung 100 eingesetzt werden, wie sie später noch in den 3 bis 5 zu erkennen ist.
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Um die Anzeigevorrichtung 100 in der aufgenommenen Position zu befestigen bzw. zu sichern sind hier zwei separate Befestigungselemente 30 vorgesehen, welche vorzugsweise eine Schnapprastfunktionalität aufweisen. Mit anderen Worten kann also in einer kippenden Montagebewegung die Anzeigevorrichtung 100 in die Aufnahmeöffnung 22 eingesetzt und mit Hilfe der Befestigungselemente 30 in verrastender Weise befestigt werden.
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Zusätzlich zu der Befestigungsfunktionalität mit Hilfe der Befestigungselemente 30 sind hier in Summe fünf einzelne Deformationselemente 40 vorgesehen. Jedes dieser Deformationselemente 40 ist mit einer Deformationsfunktionalität ausgestattet, wie sie mit Bezug auf die 2 nachfolgend näher erläutert wird. In 2 ist eine Möglichkeit eines Deformationselementes 40 dargestellt. Das Deformationselement 40 ist hier in Funktion noch zusätzlich mit einem Befestigungsabschnitt 48 ausgestattet, welche alleine oder in Kombination mit separaten Befestigungselementen 30 das die Anzeigevorrichtung 100 in der aufgenommenen Position befestigen kann. Zusätzlich ist das Deformationselement 40 hier mit einem Kontaktabschnitt 46 ausgestattet, welcher in der Lage ist eine kontaktierende Berührung der Anzeigevorrichtung entweder in der Crashsituation nach überwinden eines Kontaktabstandes oder bereits in der aufgenommenen Position direkt zur Verfügung zu stellen. Für ein definiertes Deformieren in einer Crashsituation ist das Deformationselement 40 mit zwei Deformationsabschnitten 42 ausgestattet. Die tatsächliche konstruktive Lösung wurde hier als Schwächungsschlitz 44 ausgebildet, sodass eine definierte Vorhersagbarkeit des Deformationsverhaltens des Deformationselements 40 gegeben ist.
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3 zeigt eine Montagesituation, bei welcher die Anzeigevorrichtung 100 sich in der aufgenommenen Position befindet. Hinter der Anzeigevorrichtung 100 ist hier in abstützender Weise das Deformationselement 40 am Grundkörper 20 der Aufnahmevorrichtung 10 zu erkennen. Der Deformationsabschnitt 42 ist hier noch in undeformierter Weise dargestellt.
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Die 4 und 5 zeigen eine Situation, bei welcher ein Körperteil eines Insassen eines Fahrzeugs auf die Anzeigevorrichtung 100 aufgetroffen ist. Dabei wurde eine Krafteinwirkung auf die Anzeigevorrichtung 100 ausgeführt, sodass eine Relativbewegung der Anzeigevorrichtung 100 zur Aufnahmevorrichtung 10 und insbesondere den Grundkörper 20 erfolgt ist. Diese Relativbewegung hat dazu geführt, dass eine Deformation des Deformationselements 40 und insbesondere des Deformationsabschnitts 42 zur Verfügung gestellt wurde. Diese Deformation erfolgte zumindest elastisch, insbesondere jedoch teilweise plastisch. Durch diese Deformation erfolgte ein Abbau der auftreffenden Energie durch das Körperteil des Insassen des Fahrzeugs, sodass durch diese reduzierte Gegenkraft die Verletzungsgefahr für den Insassen des Fahrzeugs deutlich reduziert werden konnte.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
