Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Vorderwagen eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Wasserleitungs-Astsystem gemäß Anspruch 12.

Ein dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechender Vorderwagen weist eine Vorderwagenkarosserie auf, die eine Frontklappe umfasst, die geöffnet und geschlossen werden kann. Ferner ist ein Chassis vorgesehen, dessen

Trägerteile in einem Aufnahmeraum der Vorderwagenkarosserie angeordnet sind und sich dabei zumindest teilweise unter der Frontklappe befinden.

Ferner weist der gattungsgemäße Vorderwagen einen Wischwasserbehälter auf, der üblicherweise als Blasformteil ausgebildet ist und im Vorderwagen hinter oder vor dem Radkasten an einer Seitenwand positioniert ist. Aktuell werden

Wischwasserbehälter mit ca. fünf Liter Wischwasser vorgesehen. In Zukunft wird jedoch ein größeres Wischwasservolumen (ca. 35 Liter) erforderlich sein, um die Sensorik im Hinblick auf vollautomatisiertes Fahren zu reinigen. Dies ist erforderlich, um die Funktion der Sensoren sicherzustellen. Daher muss

Bauraum im Vorderwagen freigehalten werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vorderwagen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei dem es möglich ist, selbst bei geringem Bauraum ein erhöhtes Frischwasservolumen,

insbesondere von zumindest 35 Liter Wasser, bereitzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.

Im Einzelnen ist bei einem erfindungsgemäßen Vorderwagen zumindest ein Mehrkammerpad in einem Teilbereich des Aufnahmeraums angeordnet.

Dies ergibt unter anderem die Vorteile, dass eine Funktionsintegration bzw.

Integralbauweise durch eine intelligente Ausnutzung von Bauraum möglich wird, was den Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Lösung darstellt. Ferner ist es möglich, die Pneumatik des Vorderwagens für eine Sensorreinigung zu nutzen und eine verbesserte Behälter-Fahrdynamik zu erreichen, da das Wischwasser vorteilhaft im Vergleich zu bekannten Tanksystemen im Mehrkammerpad verteilt werden kann, was zum einen die erhebliche Vergrößerung des Wasservolumens ermöglicht und damit eine ausreichende Sensorreinigung erlaubt und darüber hinaus die Akustik des erfindungsgemäßen Vorderwagens verbessert, da ein Wasserschwappen, wie es bei bekannten Wasserbehältern auftritt, vermieden werden kann.

Ferner ist es möglich, dass das Scharnier einer aktiven Frontklappe entfällt, die im Falle eines Auftreffens eines Gegenstandes, wie beispielsweise eines herabfallenden Astes, durch einen Hebemechanismus einige Zentimeter angehoben werden kann.

Schließlich ergeben sich beträchtliche Vorteile im Hinblick auf günstigere

Herstellungskosten, einem geringeren Montageaufwand und Bauteileinsparung.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass von den Kammern des Mehrkammerpads nur diejenigen, die sich in einem Mittelbereich des Mehrkammerpads befinden, mit einem Wasserleitungs-Astsystem

strömungsverbunden sind und dementsprechend nur dieser Mittelbereich mit Wasser gefüllt ist, was den Vorteil ergibt, dass beim Auftreffen eines mit dem erfindungsgemäßen Vorderwagen versehenen Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis ein Verdrängen des Wassers aus dem Mittelbereich in den Umgebungsbereich dieses Mittelbereichs möglich gemacht wird, was vorteilhafterweise wiederum die Aufnahme von Crashenergie ermöglicht. Hierbei ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform möglich, zwischen einigen oder sogar allen Kammern des Mehrkammerpads Drosseln, wie beispielsweise in Form von Drosselfaltungen oder Drosselventilen, vorzusehen, die einerseits das in die jeweilige Kammer eingeführte Wasser in dieser halten können und andererseits beim Aufbringen eines äußeren Drucks ein Überströmen von Wasser aus einer mit diesem Wasser gefüllten Kammer in eine leere Kammer gezielt möglich machen. Hierbei kann durch das Design bzw. die Auslegung der Drossel die Energieaufnahme, insbesondere im Crashfall, z.B. in Abhängigkeit vom Impuls, eingestellt werden. Insgesamt kann das Verhalten des Mehrkammerpads im Crashfall durch folgende Möglichkeiten beeinflusst werden:

Das Wasser entweicht aus dem Mehrkammerpad, falls dieses komplett mit Wasser gefüllt ist.

Das Wasser verteilt sich in nicht mit Wasser befüllte Kammern des Mehrkammerpads.

Das Mehrkammerpad ist lediglich mit Luft gefüllt.

- Grundsätzlich passt sich die Struktur (Mehrkammerpad) der Außenkontur an. Dazu kann eine Kombination aus beständigen und verformbaren Bereichen verwendet werden. Die beständigen Bereiche bieten zum einen eine ausreichende Grundstabilität und ermöglichen das Speichern von genug Flüssigkeit. Die verformbaren Bestandteile mit der Drossel kommen vor allem in den beschriebenen Ausnahmezuständen zum Tragen.

Die Verbindung der Kammern des Mehrkammerpads kann sowohl in der Ebene als auch über mehrere Ebenen hinaus, die übereinander angeordnet sind, stattfinden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Kammern in einem Muster mit jeweils Luft oder Wasser zu befüllen. Eine derartige Befüllung verbessert das Verhalten des Mehrkammerpads im Crashfall.

Ferner ist es denkbar, dass eine pneumatische Steuerung in einem Zuge für den Druckaufbau für die Sensorreinigung für ein vollautomatisches Fahren verwendet wird.

Die Form des Mehrkammerpads ist in verschiedenen Strukturen und

Anordnungen möglich:

In Form einer Blattstruktur, die Wasser speichert. Ferner ist es möglich, eine derartige Blattstruktur durch Schläuche zu realisieren, in denen Wasser gespeichert wird, was den Vorteil ergibt, dass derartige

Schläuche eine Struktur ergeben, die Crashenergie aufnimmt.

Ein Mehrkammersystem, das, wie zuvor bereits erläutert, äußere

Kammern aufweist, die mit Luft gefüllt sind, während innere Kammern mit Wasser gefüllt sind, sodass in einem Crashfalle das Wasser von den inneren Kammern in die äußeren Kammern gedrückt bzw. gepumpt werden kann.

Ist neben dem Mehrkammerpad ein Wasserleitungs-Astsystem vorgesehen, das von einer Zentralleitung und von dieser abzweigenden Zweigleitungen gebildet werden kann, ist es möglich, eine zentrale Befüllvorrichtung vorzusehen, mit der die Leitungen des Astsystems mit Wasser befüllt werden können.

Diese Befüllvorrichtung kann als einfacher Einfüllstutzen oder als ein

Einfüllstutzen mit einem Ventil und einer Steuerung ausgebildet werden.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das

Mehrkammerpad und, im Falle des Vorsehens eines Wasserleitungs-Astsystems, auch das Astsystem unterhalb der Frontklappe angeordnet. Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform kann in diesem Falle die Innenfläche der Frontklappe, die auf den Aufnahmeraum weist, als Bauraum zur Anbringung des Mehrkammerpads und/oder des Astsystems verwendet werden.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, ein weiteres Wasserleitungs-Astsystem in einem zweiten Teilbereich des

Aufnahmeraums vorzusehen, wobei dieses zweite Astsystem ohne oder mit einem oder mehreren Mehrkammerpads kombinierbar ist.

Um die Aufnahme von Crashenergie weiter zu verbessern, ist es bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform möglich, das

Mehrkammerpad und/oder das bzw. die Astsysteme aus einem Verformungen zulassenden Werkstoff herzustellen.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, im Falle von zwei

Astsystemen die Befüllvorrichtung als eine zentrale Befüllvorrichtung für beide Astsysteme auszubilden.

Besonders bevorzugt als Material für das bzw. die Astsysteme und/oder das Mehrkammerpad ist ein, vorzugsweise aufblasbares, 3D-Druckmaterial.

Die Frontklappe des erfindungsgemäßen Vorderwagens kann als aktive oder passive Frontklappe ausgebildet sein.

Die Erfindung betrifft ferner allgemein ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die eine Vorderwagenkarosserie, eine daran angrenzende Fahrgastzelle und eine wiederum an die Fahrgastzelle angrenzende Hinterwagenkarosserie aufweist. Hierbei sind die Mehrkammerpads als Einlegebauteil ausgebildet, welches beispielsweise in verschiedenen Bauräumen im Fahrzeug verortet werden kann. Hierzu wäre es beispielsweise möglich, zumindest ein Mehrkammerpad im Gepäckraum oder in einem Stoßfänger des Kraftfahrzeuges anzuordnen. Diese Anordnung in der Hinterwagenkarosserie ergäbe vorteilhafterweise eine positive Wirkung für den Heckcrash.

Hierdurch wäre es vorteilhafterweise möglich, eine Ansteuerbarkeit der zu verformenden Kammern des Mehrkammerpads bzw. des gesamten

Mehrkammerpads bereitzustellen. Dies wiederum ermöglicht vorteilhafterweise die Ausbildung eines optimal auf einen Crashfall verformbaren Bereiches und somit eine maximale Absorbierbarkeit im Crashfall.

Die Innenstruktur passt sich hierbei vorteilhafterweise der Außenstruktur an. Dies wird ermöglicht durch eine Kombination bzw. Verbindung von in der Form beständigen Bereichen und verformbaren Bereichen.

Diese Ansteuerung wird mittels einer Drosselung, insbesondere in Form von Drosseln wie Drosselventilen oder Drosselfaltungen, oder auch anderer

Ansteuerungsverfahren gezielt eingesetzt, um eine ideale Verformung im

Crashfall zu ermöglichen.

Insbesondere ist eine Verbesserung einer Struktur durch Anpassung einer Bewegung der Innenstruktur an die Außenstruktur erreichbar. Im Falle eines Mehrkammerpads kann dies durch folgende Kriterien erreicht werden:

Kombination von starren Bereichen mit beweglichen, in der Form sich verändernden Bereichen am Fahrzeug.

Bei Kraftbeaufschlagung (z.B. im Crashfall) kann sich der verformbare Bereich des Mehrkammerpads verformen, kann aber wieder in die

Ausgangslage zurückkehren, falls dies erwünscht ist, wie beispielsweise beim Einsatz derartiger Kammern bzw. Mehrkammerpads in bestimmten Bereichen eines Fahrzeugs.

Die Krafteinwirkung kann dabei aus allen Richtungen erfolgen, ist also nicht auf eine Einflussrichtung beschränkt. Wichtig ist zudem, dass das Mehrkammerpad (die Struktur) nicht unbedingt ein Wischwasserbehälter sein muss, sondern dass eine derartige Struktur allgemein eingesetzt werden kann.

Denkbar ist die Anordnung eines Mehrkammerpads bzw. eines Systems aus Mehrkammerpads in verschiedenen Bauräumen im Fahrzeug, wobei zusätzlich das System auch als ein separates kompaktes Einlegebauteil (z.B. für einen Gepäckraum eines Kraftfahrzeuges) ausgelegt werden kann. So ist es denkbar, z.B. im Hinterwagen, insbesondere einen

Sekundärgepäckraum, ein Mehrkammerpad oder ein System von

Mehrkammerpads, anzuordnen, so dass bei einem Heckcrash das Wasser gezielt abgeleitet werden kann, ohne dass es zu einem Wasseraustritt in den Innenraum des Kraftfahrzeuges kommt.

In den Ansprüchen 14 und 15 ist ein erfindungsgemäßes Wasserleitungs-

Astsystem als selbstständig handelbares Objekt definiert.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der

Zeichnungen. Darin zeigt:

Figur 1 eine schematisch stark vereinfachte Draufsicht auf einen

erfindungsgemäßen Vorderwagen,

Figur 2 eine schematisch vereinfachte Draufsicht auf eine erste

Ausführungsform eines Mehrkammerpads in teilweise mit Wasser und Luft befüllten Zustand,

Figur 3 eine der Figur 2 entsprechende Darstellung des Mehrkammerpads in komplett mit Wasser befülltem Zustand,

Figur 4 eine die Figuren 2 und 3 entsprechende Darstellung einer weiteren

Ausführungsform des Mehrkammerpads mit übereinander angeordneten Schichten, wobei nur Kammern eines Mittelbereichs teilweise mit Wasser befüllt sind,

Figur 5 eine der Figur 4 entsprechende Darstellung des Mehrkammerpads in einem Zustand, in dem die Kammern des Mittelbereichs komplett mit Wasser befüllt sind, und Figur 6 eine weitere Ausführungsform eines Mehrkammerpads in Form einer Blattstruktur.

Figur 1 zeigt eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines

Vorderwagens 1 eines Kraftfahrzeugs, der eine Vorderwagenkarosserie 2 mit einer Frontklappe 3 aufweist. In einem Aufnahmeraum 7 der

Vorderwagenkarosserie 2 ist ein strichliert angedeutetes Chassis 4 angeordnet, dessen Trägerteile durch die Bezugszeichen 5, 6 symbolisiert sind, die im Aufnahmeraum 3 angeordnet sind, wobei es sich bei den Trägerteilen 5 und 6 um Teile handelt, die unter der Frontklappe 3 angeordnet sind.

Wie eingangs erläutert, ist es erfindungsgemäß möglich, in einem ersten

Teilbereich 7A des Aufnahmeraums 7 ein mit Wasser befüllbares

Mehrkammerpad (Mehrkammerpolster) 10 anzuordnen.

Bei der in Figur 1 dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vorderwagens ist neben dem Mehrkammerpad 10 bzw. in diesem Fall einer Mehrzahl von Mehrkammerpads 10 ein Wasserleitungs- Astsystem 9A im ersten Teilbereich 7A angeordnet. Dieses Astsystem 9A umfasst eine Haupt- bzw. Zentralleitung 16, von der im dargestellten Beispielsfall sechs Zweigleitungen 17 bis 22 abzweigen. Dies stellt jedoch nur ein mögliches Beispiel dar, da es möglich ist, mehr oder weniger derartiger Zweigleitungen vorzusehen.

Da bei der, nur beispielshaft zu verstehenden, Ausführungsform der Figur 1 insgesamt fünf Mehrkammerpads 10 vorgesehen sind, können sämtliche

Zweigleitungen 17 bis 22 mit diesen Mehrkammerpads 10 in

Strömungsverbindung stehen. Es ist jedoch auch denkbar, dass nicht alle Mehrkammerpads 10 der Ausführungsform gemäß Figur 1 mit den zugeordneten Zweigleitungen 17 bis 22 in Strömungsverbindung stehen, beispielsweise falls es vorteilhaft sein sollte, dass ein oder mehrere dieser Mehrkammerpads 10 nur mit Luft befüllt sind.

Wie eingangs erläutert, ist es ferner möglich, die Mehrkammerpads 10 nur teilweise mit Wasser zu befüllen, was anhand des obersten Mehrkammerpads 10 in Figur 1 verdeutlicht ist. Bei diesem Mehrkammerpad 10 ist ein Mittelbereich MB von sechs Kammern 11 MB vorgesehen, der von 14 äußeren Kammern 11 umgeben ist, wobei in diesem Falle vorzugsweise vorgesehen ist, nur die mittleren Kammern 11 MB mit Wasser ZU befüllen, da es in diesem Falle beim Crash möglich ist, das Wasser aus den mittleren Kammern 11 MB in die äußeren Kammern 11 zu verdrängen, um Crashenergie aufzunehmen.

Bei der in Figur 1 dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform ist ferner in einem zweiten Teilbereich 7B des Aufnahmeraums 7 ein weiteres Astsystem 9B angeordnet, das ebenfalls aus einer Hauptleitung und

Zweigleitungen aufgebaut sein kann. Bei der in Figur 1 dargestellten

Ausführungsform ist dieses zweite Astsystem 9B nicht mit Mehrkammerpads verbunden, was jedoch grundsätzlich ebenfalls denkbar wäre. Natürlich wäre es auch denkbar, lediglich eines der Astsysteme 9A oder 9B mit oder ohne

Mehrkammerpads 10 im Aufnahmeraum anzuordnen.

Figur 1 verdeutlicht ferner schematisch stark vereinfacht eine Befüllvorrichtung 12, die im Falle zweier Astsysteme 9A und 9B eine zentrale Befüllvorrichtung, beispielsweise in Form eines Befüllstutzens, darstellt.

Figur 2 verdeutlicht eine schematisch vereinfachte Draufsicht auf eine mögliche Ausführungsform eines Mehrkammerpads 10, das in diesem Beispielsfall ein einlagiges Mehrkammerpad 10 mit beispielsweise 20 Kammern 11 ist.

Repräsentativ für alle Kammern sind zwei der Kammern mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnet, wobei zwischen diesen Kammern 11 eine Drossel 13 angeordnet ist. Diese Drossel 13 kann beispielsweise ein Drosselventil oder auch eine Faltung des Materials des Mehrkammerpads 10 sein, die bewirkt, dass in die jeweiligen Kammern eingefülltes Wasser in diesen Kammern verbleibt, bis der durch die Drossel 13 aufgebaute Widerstand durch Druckaufbringung, wie beispielsweise in einem Crashfall, überwunden werden kann, sodass sämtliche Kammern und ggf. Verbindungsleitungen mit Wasser gefüllt sind, wie dies in Figur 3 verdeutlicht ist.

Es ist natürlich in einem solchen Falle nicht nur eine Drossel 13 vorgesehen, sondern eine der Zahl der zu drosselnden Kammern entsprechende Anzahl.

Die Figuren 4 und 5 verdeutlichen eine Ausführungsform eines mehrlagigen Mehrkammerpads 10, wobei in die Figuren 4 und 5 jeweils der auch aus Figur 1 ersichtliche Mittelbereich MB gekennzeichnet ist, der mit Wasser befüllte

Kammern aufweist, von denen eine mit der Bezugsziffer 1 1 MB gekennzeichnet ist. Auch in diesem Falle sind natürlich entsprechende Drosseln vorgesehen, um das Wasser im Mittelbereich MB solange zu halten, bis durch eine äußere Druckaufbringung eine Verteilung des Wassers in sämtliche Kammern des Mittelbereichs MB bewirkt wird, was in Figur 5 verdeutlicht ist.

Figur 6 zeigt eine Ausführungsform eines Mehrkammerpads 9C in Form einer Blattstruktur, ähnlich einem Spinnennest, die beispielsweise aus miteinander in Strömungsverbindung stehenden Schläuchen aufgebaut sein kann und, wie Figur 6 ebenfalls rein beispielhaft zeigt, mit einer zentralen Befüllvorrichtung 12 versehen sein kann.

Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit zur Ergänzung der Offenbarung explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den Figuren 1 bis 6 Bezug genommen.

Bezugszeichenliste:

1 Vorderwagen

2 Vorderwagenkarosserie

3 Frontklappe

4 Chassis

5, 6 Trägerteile des Chassis 4

7 Aufnahmeraum

7A erster Teilbereich

7B zweiter Teilbereich

8 Trägerteile, die nicht unter der Frontklappe 3 angeordnet sind

9A, 9B Wasserleitungs-Astsysteme

10 Mehrkammerpad

11 Kammern

1 1 MB Kammern in einem Mittelbereich MB des Mehrkammerpads 10

12 Befüllvorrichtung

13 Drossel

14, 15 Räder

16 Hauptleitung

17 bis 22 Zweigleitungen