DE102005044286A1

DE102005044286A1 - Kraftfahrzeug mit einem Spritzwasserbehälter

Info

Publication number: DE102005044286A1
Application number: DE102005044286A
Authority: DE
Inventors: Mattias Geyrhofer; Patrick Verhée
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-04-05
Also published as: KR20080055787A; CN101263031A; EP1928712A1; WO2007031257A1; US20080238143A1

Abstract

Kraftfahrzeug mit einem Spritzwasserbehälter (10), der zwischen Außenhaut (S) und Aggregaten (M) in dessen Vorderbau (20) aufgenommen und so an dessen Frontstruktur (21) angeordnet ist, dass der Behälter (10) einem Aufprall möglichst geringen Widerstand entgegensetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Spritzwasserbehälter nach Anspruch 1.

Spritzwasserbehälter in Kraftfahrzeugen sind üblicherweise im seitlichen Bereich des Vorderwagens integriert, um eine leichtes Nachfüllen des Wassers zu ermöglichen. Gleichzeitig sind die Behälter möglichst nahe der Frontscheibe positioniert, um eine kurze Anbindung an die Spritzdüsen der Scheibenwaschanlage zu gewährleisten.

Im Frontbereich der Fahrzeuge werden zukünftig größere Abstände zwischen Außenhaut und Aggregaten gefordert sein, die den kommenden Regelungen des neuen Fußgängerschutzgesetzes gerecht werden. Zur Vermeidung eines vollständigen Re-Designs jetziger Fahrzeuge, insbesondere zur Verlängerung des Vorderbaus, ist eine veränderte Positionierung des Kühlersystems vorgesehen, zB seitlich oder über dem Motor usw. Dadurch wird eine Deformationszone in der vorderen Mitte des Fahrzeugs geschaffen, der diesen Bereich für einen potentiellen Frontalaufprall weicher macht. Andererseits führt dies zu einer ineffizienten Bauraumnutzung, da die Packungsdichte von Komponenten in anderen Teilen des Vorderwagens zunimmt, was sowohl deren Montage als auch deren Wartung mit der Folge steigender Kosten erschwert.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug mit einem Spritzwasserbehälter derart weiterzubilden, dass ein verbesserter Aufprallschutz bei gleichzeitig effizienter Bauraumnutzung erzielt wird, der zugleich einfach und kostengünstig realisierbar ist. Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen dazu geeigneten Spritzwasserbehälter anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug gelöst, bei dem der Spritzwasserbehälter zwischen Außenhaut und Aggregaten in dessen Vorderbau aufgenommen und so an dessen Frontstruktur angeordnet ist, dass der Behälter einem Aufprall möglichst geringen Widerstand entgegensetzt.

Ein wesentlicher Punkt der erfindungsgemäßen Verlegung des Spritzwasserbehälters besteht dabei darin, dass der von dem Behälter üblicherweise belegte Bauraum im kabinenseitigen Teil des Vorderwagens nun für andere Komponenten zur Verfügung steht, wodurch sich die Packungsdichte dort entspannt. Gleichzeitig wird eine aggregatfreie Zone im Frontbereich des Fahrzeugs gewährleistet, welche die Vorgaben des neuen Fußgängerschutzgesetzes nach ausreichendem Deformationsraum an dieser Stelle erfüllt. Die Aufnahme des Spritzwassers bedingt auch regelmäßig keine besonders formstabile Konstruktion, so dass dieser zur ausreichend weichen Gestaltung des Aufprallbereichs zB aus einem elastischen Kunststoffmaterial gefertigt sein kann. Eine Verlegung des Spritzwasserbehälters an die Frontstruktur des Vorderbaus ist auch konstruktiv leicht zu bewerkstelligen und dementsprechend kostengünstig. Der Wassereinfüller eines frontseitig positionierten Behälters ist zudem für einen Nutzer besser zugänglich.

Bevorzugte Weiterbildungen des Fahrzeugs sind in den Unteransprüchen 2 und 3 angegeben.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass der Spritzwasserbehälter unterhalb eines oberen Querträgers der Frontstruktur angeordnet ist. Bei einem Frontalaufprall ist damit der Widerstand des Behälters sehr gering, da dieser – unter dem Träger hindurch – hindernisfrei zur Seite der Aggregate hin ausweichen kann. Grundsätzlich kann aber auch eine Anordnung oberhalb des Trägers erfolgen, wenn dies der Abstand zwischen Träger und Motorhaube zulässt. In jedem Fall bleibt eine freie Länge zwischen Außenhaut und zB Motor erhalten, die durch den Behälter nicht stärker als durch den Träger selbst eingeschränkt wird. Damit wird die Aufprallsicherheit durch die Anordnung des Behälters nicht eingeschränkt.

Wenn sich der Spritzwasserbehälter über die freitragende Länge des oberen Querträgers hinweg erstreckt, ist dessen Masse über die Fahrzeugbreite hinweg verteilt und bildet kein punktuelles Aufprallhindernis im Frontbereich. Gleichzeitig kann der solchermaßen langgestreckte Behälter eine geeignet große Menge an Spritzwasser aufnehmen.

Bevorzugte Ausführungsformen des Spritzwasserbehälters sind in den Unteransprüchen 4 bis 11 angegeben.

Um einerseits eine sichere Aufhängung des Spritzwasserbehälters zu gewährleisten, andererseits den Behälter nicht mit einer – zu starren – durchgängigen Aufhängung über seine gesamte Länge zu versehen, weist dieser obere Befestigungsflansche zum Verbinden mit dem oberen Querträger der Frontstruktur auf.

Der Spritzwasserbehälter kann zudem mit unteren Befestigungsflanschen zum Verbinden mit einem unteren Querträger der Frontstruktur versehen sein, womit er zwischen zwei Trägern schwingungsfrei gelagert wäre. Gleichzeitig wird eine freie Länge zwischen der Außenhaut und dem Motor durch den Behälter nicht über die von dem Träger bereits beanspruchte Länge hinaus eingeschränkt.

Um eine leichte Lösbarkeit des Spritzwasserbehälters von seiner Aufhängung zu gewährleisten, weisen seine Befestigungsflansche Sollbruchstellen auf, die bei einem Frontalaufprall das Trennen des Spritzwasserbehälters von wenigstens einem der Träger zulassen. Ein derart gelöster Behälter bietet keinen nennenswerten Widerstand mehr.

Dabei sind die Sollbruchstellen bevorzugt nur an den quer zur Fahrtrichtung verlaufenden Befestigungsflanschen ausgebildet. Die dort aufgenommene Aufpralllast bewirkt Scherkräfte, die in Verbindung mit den Sollbruchstellen zu einem besonders schnellen Abreißen der Flansche führen. Der Behälter stellt damit schon bei geringen Verformungen des Vorderbaus keinen entscheidenden Widerstand mehr dar.

Obwohl ein erheblicher Aufprallschutz schon durch die Anordnung und Aufhängung des Spritzwasserbehälters am Vorderbau gegeben ist, ist es von Vorteil, wenn der dieser faltbare Wandelemente aufweist, die bei einem Frontalaufprall ein Deformieren des Behälters zulassen. Der Behälter kann damit zB im Sinne einer Ziehharmonika zusammengedrückt werden, womit der Aufprallbereich zusätzlich weich gestaltet ist.

In bevorzugter Weise sind die Wandelemente ungefähr senkrecht zur Fahrtrichtung umlaufend an dem Spritzwasserbehälter ausgebildet. Etwa quer zu deren Verlauf ist regelmäßig die größte Lasteinwirkung anzunehmen, so dass bei dieser Anordnung auch eine besonders starke Verkürzung des Behälters eintreten wird.

Die Deformation des Spritzwasserbehälters wird dadurch unterstützt, indem dieser ein Überdruckventil aufweist, dass sich bei Überdruck im Behälter, dh bei dessen Kompression im Verlauf eines Aufpralls öffnet.

Das Überdruckventil ist dabei bevorzugt an der Unterseite des Behälters ausgebildet, um eine schnelle Abgabe des – nicht komprimierbaren – Wassers sicherzustellen.

Die Deformation des Spritzwasserbehälters wird weiterhin dadurch unterstützt, indem dieser aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
1a eine quergeschnittene Ansicht des Vorderbaus eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, zum Verdeutlichen der Aufhängung und Gestaltung eines Spritzwasserbehälters an dessen Frontstruktur, und
1b das Fahrzeug der 1a in perspektivischer Ansicht, zum Verdeutlichen der Lage und Erstreckung des Spritzwasserbehälters in seinem Vorderbau.
1a zeigt eine quergeschnittene Ansicht des Vorderbaus 20 (in 1b bezeichnet) eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, zum Verdeutlichen der Aufhängung und Gestaltung eines Spritzwasserbehälters 10 an dessen Frontstruktur 21 (ebenfalls in 1b bezeichnet). Der Behälter 10 ist dabei zwischen einem oberen und unteren Querträger 22, 23 aufgehängt, die sich in einer Deformationszone zwischen einer Außenhaut S (SKIN) und einem Aggregat, hier einem Motor M (MOTOR) senkrecht zur Zeichenebene erstrecken. Die Aufhängung lässt bei einem Frontalaufprall ein Ausweichen des Behälters 10 zur Motorseite hin zu, welches den Widerstand des Behälters 10 erheblich verringert. Die Anordnung des Behälters 10 unterhalb des Trägers 22 verringert dabei nicht die freie Länge zwischen Außenhaut S und Motor, die nicht schon durch den Träger 22 (oder 23) selbst schon verkürzt wäre. Insofern reduziert sich die Aufprallsicherheit durch den solchermaßen angeordneten Behälter 10 nicht, führt aber zu einer effizienteren Bauraumnutzung im kabinenseitigen Teil des Vorderwagens, wo der Behälter 10 üblicherweise angeordnet ist. Die Vorgaben des neuen Fußgängerschutzgesetzes werden so bei gleichzeitig effizienter Bauraumnutzung erfüllt.
Grundsätzlich kann der Behälter 10 auch oberhalb des Querträgers 22 oder unterhalb des unteren Querträgers 23 angeordnet sein, um eine gleiche Ausweichbewegung wie vorstehend beschrieben zu erzeugen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wäre zumindest der Abstand zwischen dem oberen Träger 22 und einer Motorhaube H (HOOD) zur Unterbringung des Behälters 10 ungeeignet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Behälter deshalb über obere und untere Flansche 11, 12 mit den Trägern 22, 23 verbunden, um zudem eine möglichst schwingungsfreien Lagerung des Behälters 10 im Fahrbetrieb zu gewährleisten. Ein Abreißen des Behälters 10 von dem oberen, ungefähr senkrecht zur Fahrtrichtung verlaufenden Flansches 13 wird im Fall eines Frontalaufpralls durch eine Sollbruchstelle 13 unterstützt, die unter den einwirkenden Scherkräften sehr schnell versagt. Der Behälter 10 ist weiterhin mit ungefähr senkrecht zur Fahrtrichtung verlaufenden, faltbaren Wandelementen 14 ausgestattet, die sich bei einem harten Aufprall ziehharmonikaförmig zusammenschieben und die Länge des Behälters 10 verkürzen. Damit ist auch der Behälter 10 weich gestaltet, der zusätzlich aus einem elastischen Kunststoff hergestellt werden kann. Um die Deformation des Behälters 10 weiter zu unterstützen, ist an seiner Unterseite ein Überdruckventil 15 angebracht, das ein rasches Entweichen des Spritzwassers unter der Aufpralllast gewährleistet.
Die 1b zeigt das Fahrzeug der 1a in perspektivischer Ansicht, zum Verdeutlichen der Lage und Erstreckung des Spritzwasserbehälters 10 in seinem Vorderbau 20. Zum Vermeiden eines punktuellen Aufprallhindernisses erstreckt sich der Behälter 10 über die gesamte freitragende Länge des oberen Querträgers 22 des Frontstruktur 21, und wird zusätzlich zur schwingungsfreien Lagerung zwischen diesem und dem darunter liegenden unteren Träger 23 aufgenommen. Der Behälter 10 ist damit sicher und gleichzeitig mit geringst möglichem Widerstand gegen einen Frontalaufprall in die Frontstruktur 21 des Fahrzeugs integriert.
Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Anordnung, Aufhängung und Gestaltung eines Spritzwasserbehälters in einem Kraftfahrzeug der vorhandene Bauraum im Vorderwagen effizient genutzt, während gleichzeitig eine aggregatfreie – weiche – Deformationszone erhalten bleibt, welche die Regelungen des neuen Fußgängerschutzgesetzes erfüllt.

10: Spritzwasserbehälter
11: Oberer Befestigungsflansch
12: Unterer Befestigungsflansch
13: Sollbruchstellen des Flanschs 11
14: Faltbares Wandelement
15: Überdruckventil
20: Vorderbau des Fahrzeugs
21: Frontstruktur des Vorderbaus 20
22: Oberer Querträger
23: Unterer Querträger
H: Haube
M: Motor

Claims

Kraftfahrzeug mit einem Spritzwasserbehälter (10), der zwischen Außenhaut (S) und Aggregaten (M) in dessen Vorderbau (20) aufgenommen und so an dessen Frontstruktur (21) angeordnet ist, dass der Behälter (10) einem Aufprall möglichst geringen Widerstand entgegensetzt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, bei dem der Spritzwasserbehälter (10) unterhalb eines oberen Querträgers (22) der Frontstruktur (21) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, bei dem sich der Spritzwasserbehälter (10) über die freitragende Länge des oberen Querträgers (22) hinweg erstreckt.
Spritzwasserbehälter für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, an dem obere Befestigungsflansche (11) zum Verbinden mit dem oberen Querträger (22) der Frontstruktur (21) ausgebildet sind.
Spritzwasserbehälter nach Anspruch 4, an dem untere Befestigungsflansche (12) zum Verbinden mit einem unteren Querträger (23) der Frontstruktur (21) aufweist.
Spritzwasserbehälter nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei dem die Befestigungsflansche (11, 12) Sollbruchstellen (13) aufweisen, die bei einem Frontalaufprall das Trennen des Spritzwasserbehälters (10) von wenigstens einem der Querträger (22, 23) zulassen.
Spritzwasserbehälter nach Anspruch 6, bei dem die Sollbruchstellen (13) nur an den ungefähr senkrecht zur Fahrtrichtung verlaufenden Befestigungsflanschen (11) ausgebildet sind.
Spritzwasserbehälter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem der Spritzwasserbehälter faltbare Wandelemente (14) aufweist, die bei einem Frontalaufprall ein Deformieren des Behälters (10) zulassen.
Spritzwasserbehälter nach Anspruch 8, bei dem die Wandelemente (14) quer zur Fahrtrichtung umlaufend an dem Spritzwasserbehälter (10) ausgebildet sind.
Spritzwasserbehälter nach einem der Ansprüche 4 bis 9, bei dem der Spritzwasserbehälter (10) ein Überdruckventil (15) aufweist, dass sich bei Überdruck im Behälter (10) öffnet.
Spritzwasserbehälter nach Anspruch 10, bei dem das Überdruckventil (15) an der Unterseite des Spritzwasserbehälters (10) ausgebildet ist.
Spritzwasserbehälter nach einem der Ansprüche 4 bis 11, der aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist.