CN114475820A - 具有可变形的连接结构的位置能变化的机动车辆空气动力学组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种位置能变化的机动车辆空气动力学组件，包括：流动构件，流动构件构成用于行驶风的迎流或者绕流；保持装置，保持装置构成用于地点固定地安置到固定于车辆的结构；驱动器，驱动器构成用于使流动构件在相对于保持装置的至少两个不同的运行位置之间在正常运行下地移置；连接结构，连接结构将流动构件与驱动器以传递力和运动的方式连接，和引导装置，引导装置引导流动构件在至少两个运行位置之间移置运动，其中连接结构构成用于在力因与固体碰撞而传递到流动构件上的情况下，通过变形允许所述流动构件相对于保持装置的避让运动。根据本发明提出，连接结构是所述引导装置的一部分，其中避让运动不同于所述在正常运行下的移置。

Description

具有可变形的连接结构的位置能变化的机动车辆空气动力学 组件

技术领域

本发明涉及一种位置能变化的机动车辆空气动力学组件，包括：

-流动构件，所述流动构件构成用于借助行驶风迎流或者绕流，

-保持装置，所述保持装置构成用于地点固定地安置到固定于车辆的结构上，

-驱动器，所述驱动器构成用于使流动构件在相对于保持装置的至少两个不同的运行位置之间在正常运行下移置，

-连接结构，所述连接结构将流动构件与驱动器以传递力和运动的方式连接，和

-引导装置，所述引导装置在至少两个运行位置之间引导流动构件的移置运动，

其中连接结构构成用于，在力因与固体碰撞而传递到流动构件上的情况下，通过变形允许流动构件相对于保持装置的避让运动。

背景技术

从DE 10 2018 123 487 A1已知机动车辆的这种空气动力学组件。在该处以车轮扰流板的实施例描述的空气动力学组件的连接结构将电动机的输出轴上的曲柄与车轮扰流板连接。在从DE 10 2018 123 487 A1已知的实施例中，四连杆形成引导装置，所述引导装置引导车轮扰流板在缩回和移出的运行位置之间的运动。

在工作的位置能变化的空气动力学组件中，这种流动构件仅在承载空气动力学组件的车辆的行驶速度较高时才运动到绕流车辆的行驶风中，因为通常仅在行驶速度较高时从而在流动速度较高时在显著的量级中才可使用空气动力学效应。

DE10 2018 123 487 A1教导：连接结构可变形地构成，使得在碰撞的情况下，移出的流动构件在连接结构变形的情况下通过引导装置的引导从移出的运行位置反过来朝向缩回的位置运动，以便避免因在碰撞时起作用的力损坏流动构件或能够限制碰撞的不利影响。

从DE 10 2018 123 487 A1已知的解决方案的缺点在于，该解决方案对于缩回和移出的运行位置之间的不同的运动轨迹并非同样好地起作用。通常，空气动力学组件设置在机动车辆的下部区域中，其中流动构件在缩回位置中设置得更靠近车身，例如靠近车辆底盘，并且在移出位置中设置远离车辆底盘或更靠近车辆行驶的行驶路面设置。因此，碰撞引起的力通常逆着行驶方向，即平行于车辆的侧倾轴线作为反应力作用到流动构件上。在正常运行下的移置的由引导装置限定的运动轨迹与承载空气动力组件的车辆的侧倾轴线的角度越大，在碰撞的情况下复位地作用到流动构件上的力分量就越小并且以加负荷至破坏的方式作用到流动构件上的力分量就越大。

发明内容

因此，本发明的目的在于，改进开头提到的机动车辆空气动力学组件，使得在碰撞情况下尽可能与流动构件在其至少两个运行位置之间的运动轨迹无关地避免流动构件的损伤。

本发明通过开头提到类型的机动车辆空气动力学组件实现该目的，其中连接结构是引导装置的一部分，其中避让运动不同于在正常运行下的移置。

因为连接结构是引导装置的一部分，所以本发明的空气动力学组件与上述现有技术的空气动力学组件相比借助更少的构件就可胜任。这不仅导致更低的重量，而且也导致在碰撞情况下的更小的损坏潜力。因此，也不再需要使引导装置引导避让运动。因此，避让运动能够不同于在至少两个运行位置之间的在正常运行下的移置。由此，因为在至少两个运行位置之间的在正常运行下的移置的运动轨迹没有对不同于在正常运行下的移置的避让运动产生影响，所以基本上相同的碰撞情况总是能够引起相同的避让运动。

在本申请中，“在正常运行下的移置”表示在常规的正常运行期间流动构件在至少两个运行位置之间的常规的移置。术语“避让运动”表示在异常的紧急情况下，例如在碰撞的情况下流动构件的运动。避让运动优选地也不同于流动构件的在正常运行下的移置，因为避让运动从流动构件的运行位置开始，但是不在流动构件的任何如下位置中结束，所述位置可能是在常规的正常运行期间也可通过流动构件的在正常运行下的移置所到达的位置。

流动构件的至少两个运行位置包括更靠近车身的缩回位置和远离车身的移出位置。不应排除流动构件也可移置到其他运行位置中，例如在完全缩回的位置和完全移出的位置之间的中间位置中。

原则上，避让运动也可能通过如下方式不同于在正常运行下的移置：所述避让运动和所述在正常运行下的移置具有不同长度的运动轨迹。当前，不应排除这一点。然而，避让运动和在正常运行下的移置的非相关性尤其有利地通过如下方式实现：流动构件的避让运动沿着在运动方向方面不同于在正常运行下的移置的轨迹进行。

原则上，避让运动能够是纯粹的平移的避让运动，尽管该平移的避让运动具有一定缺点。也就是说，如果在碰撞期间作用到流动构件上的力按照量值尽可能完全地确保流动构件的避让运动，那么平移的避让运动应有利地沿着相对于侧倾轴线仅适度倾斜的轨迹进行。这进一步意味着流动构件的在移出碰撞区域之前的运动路径可能非常长。避让运动于是可能持续很长时间，这可能会阻碍其成功限制损伤或避免损坏。因此优选地，流动构件执行枢转运动作为避让运动。因为避让运动基于连接结构的变形并且因为引导装置的引导成形部与连接结构的相互作用能够继续局部地具有增加刚度的作用，所以进一步优选的是，避让运动包括或者是围绕位于引导装置外部的弯曲轴线或弯折轴线的弯曲或弯折运动。

也作为引导装置一部分的连接结构能够具有第一部段，所述第一部段直接与引导装置的引导成形部相互作用以引导在正常运行下的移置。连接结构还能够具有不同于第一部段的第二部段，所述第二部段可变形以允许避让运动。因此能够保证：引导成形部从而引导装置在碰撞情况中与作用的碰撞力充分解耦。尽管作用到流动构件上的碰撞力也会对引导装置产生影响，但所述碰撞力通常在量值方面减小，而不损坏引导装置。

因为流动构件在在正常运行下移置时能够运动离开在其上通常设置有保持装置、驱动器和引导装置的固定于车辆的部件的车身从而经受碰撞危险，所以通过连接结构的变形实现的避让运动能够通过如下方式来保证：第二部段与流动构件的运行位置无关地设置成比第一部段更靠近流动构件。

用于在流动构件的常规的运行位置之间引导流动构件的引导装置的上文已经提到的引导成形部能够与第一部段相互作用。

在足够高的碰撞力起作用时，第二部段的可变形性能够通过连接结构的第二部段的相应的造型来确保。在此，已经证明有利的是，连接结构至少在第二部段中具有杆状的、优选管状的造型。杆状或管状的造型不仅在足够高的碰撞力起作用时导致可变形性，而且在起作用的力低于变形阈值的情况下也引起足够的刚性。因为不允许忘记常规地相当大的空气动力学的力作用到流动构件上，在所述力的情况下，流动构件应尽可能不移置。

优选地，连接结构的第一部段也构成有与第二部段相同的造型。在杆状或管状的造型的情况下，该造型尤其简单地也能够作为引导装置的一部分被精确地引导，例如沿着杆轴线或管轴线。然而，在本发明的范畴中，能够考虑第一部段和第二部段具有不同的造型。这包括这两个部段的相同的外部造型与在相应的部段的内部中的不同的结构。一个部段，例如中空的第一部段，例如能够具有至少一个提高刚度的内部的支柱，而中空的第二部段与第一部段相比具有更少的支柱或者在内部中没有支柱。

附加地或替选地，第二部段能够由与第一部段不同的材料形成，以便相对于第一部段的刚度降低第二部段的刚度，尤其弯曲刚度。于是第一部段能够作为更刚性的部段与引导装置的构件相互作用，例如上述引导成形部。第二部段能够作为不那么刚性的部段允许流动构件的变形从而允许流动构件的避让运动。

优选地，流动构件是所谓的“空气坝”或前扰流板，即流动导向构件，所述流动导向构件使迎流到其上的空气流沿着导向面偏转。通常，流动构件用于降低车辆的流动阻力和/或提高其输出。流动构件能够是翼状的或类似翼的，例如具有迎流的前侧和位于流动阴影中的后侧。流动构件明显长于宽度，优选至少是宽度的六倍，尤其优选至少是宽度的十倍。流动构件同样优选显著宽于厚度，优选至少是厚度的五倍，尤其优选至少是厚度的十倍。

作为翼状的或类似翼的构件，流动构件具有构成用于通过行驶风迎流的迎流唇。优选地，第二部段由与迎流唇部相同的材料形成，使得第二部段能够与迎流唇部一起在唯一的注塑成型过程中制造。因此，优选地，迎流唇和连接结构的至少第二部段一件式地构成。

因为流动构件能够在超过车辆宽度的一半上延伸，所以连接结构能够具有多个连接子结构。例如，连接结构能够具有两个连接子结构，所述连接子结构中的每一个都离流动构件的一个纵向端部区域比相应的另一纵向端部区域更近。在安装已准备就绪的状态下，流动构件的纵向方向优选沿着车辆横向方向伸展。

原则上，流动构件的在正常运行下的移置能够是枢转运动。然而，车辆处的少的运动空间需要流动构件的平移的在正常运行下的移置，其因此是优选的。

原则上，引导装置能够包括滚动体引导装置，使得实现移置运动的尤其精确且低摩擦的引导。相反，滑动引导部成本更低，根据所述滑动引导部，引导装置的可相对于彼此运动的构件的滑动面彼此滑动接触地接合并且所述滑动引导部在大多数情况下提供足够精确的移置引导。

无论引导装置是滚动体引导部还是滑动引导部，引导成形部都能够是包围第一部段的引导套筒或引导壳。通过完全包围第一部段的引导套筒或部分包围第一部段的引导壳，能够形成足够刚性的引导部段，在所述引导部段处能够足够精确地引导连接结构从而引导与所述连接结构连接的流动构件以进行在正常运行下的移置。

本发明还涉及一种具有上述空气动力学组件的车辆。该空气动力学组件优选作为前轮胎前方的“空气坝”或前扰流板朝向车辆底盘可移出地设置在车身上。

附图说明

下面根据附图详细阐述本发明。附图示出：

图1示出根据本发明的机动车辆空气动力学组件在第一缩回的运行位置中的粗略示意图，

图2示出图1中的机动车辆空气动力学组件在第二移出的运行位置中的粗略示意图，并且

图3示出图2的机动车辆空气动力组件在由于空气动力学组件的流动构件与外部物体碰撞而进行避让运动之后的粗略示意图。

具体实施方式

在图1至图3中，设置在车辆10上的根据本发明的机动车辆空气动力学组件的实施方式总体上以12表示。图1至3的观察者沿着与图1中的图平面正交的车辆横向轴线Q观察，机动车辆空气动力学组件12的流动构件14的纵轴线沿着所述车辆横向轴线伸展。

车辆10粗略示意性地具有前挡板16、支座18和从支座18突出的固定于车辆的固定成形部20，所述固定成形部用于固定空气动力学组件12。

车辆横向轴线Q在不同命名法中对应于车辆10的俯仰轴线。同样示出车辆纵向轴线L以及车辆竖直轴线R，所述车辆纵向轴线对应于车辆10的侧倾轴线，所述车辆竖直轴线对应于车辆10的偏航轴线。车辆10的前进方向通过箭头V表示。与之相应地，在向前行驶时，行驶风沿着相反地取向的箭头F流向车辆10。

在所示出的示例中，流动构件14是所谓的“空气坝”或前扰流板，其能沿着运动轨迹B从在图1中缩回的运行位置中远离车身，例如远离前挡板16、支座18、或者固定于车辆的固定成形部20朝向车道下降。在所示的示例中，流动构件14位于车辆10的前轮前方并且部分地屏蔽所述前轮免受迎流的行驶风F。在第一缩回的运行位置中，流动构件14在迎流方向中在前挡板16后方位于其风阴影中从而在空气动力学方面是不工作的。

空气动力学组件12包括保持装置22，在所示出的示例中，保持装置22与固定于车辆的固定成形部20牢固地连接。保持装置22与引导装置26的外部的引导套筒24一件式地构成，例如通过注塑成型，以沿着运动轨迹B在图1的缩回的运行位置和图2的移出的运行位置之间引导流动构件14的在正常运行下的移置。

在外部的引导套筒24上设置有驱动器28，所述驱动器在当前情况下是螺杆驱动器，但并非必须如此。驱动器28使未示出的、无法沿着运动轨迹B移置的螺杆螺母围绕在所示出的实施例中与运动轨迹B共线的螺杆轴线S转动。在图中未示出从螺杆螺母处沿着运动轨迹B运动的螺杆。然而可以看到拉长的截锥状的壳体部分30，所述壳体部分沿着运动轨迹B向外屏蔽螺杆的运动空间。

流动构件14具有迎流唇32，迎流的行驶风F撞击到所述迎流唇上。迎流唇32具有指向行驶风F的撞击面或导向面32a，所述撞击面或导向面关于车辆的横向方向Q凹状地弯曲并且关于车辆的竖直方向H在从行驶风F的迎流方向中观察时凸状地弯曲。

流动构件14与管支柱34连接，所述管支柱作为连接结构36将流动构件与驱动器28连接，并且所述管支柱通过其位于引导套筒24内部的部段是引导装置26的一部分。管支柱34的位于引导套筒24内部的部段与引导套筒24一起形成滑动引导部，所述滑动引导部用于沿着运动轨迹B引导流动构件。

在图2中，重新粗略示意性地示出具有空气动力学组件12的车辆10，其中流动构件14现在处于移出的第二运行位置中。当车辆10以预定的阈值速度或更快地向前行驶时，流动构件14常规地占据该第二运行位置。直线的运动轨迹B也是管支柱34的管轴线。

管支柱34具有第一部段38，所述第一部段即使在第二运行位置中仍然大部分位于引导套筒24中或者在径向外部由引导套筒24包围。第二部段40朝向流动构件14连接到第一部段38上，与第一部段38相比，所述第二部段围绕平行于车辆横向轴线Q的弯曲轴线具有更低的弯曲刚度。能够通过由与第一部段38不同的材料形成第二部段40来实现较低的弯曲刚度。例如，第二部段40能够由热塑性弹性体形成，而第一部段38能够由非弹性体的塑料形成，例如由聚酰胺形成。为了提高第一部段38的材料的强度，该材料能够被填充，例如填充有玻璃纤维或玻璃球或通常填充有颗粒或纤维。管支柱34能够在双组分注塑成型法中制造，其中第二部段40优选与流动构件14或至少与迎流唇32一件式地并且在一个注塑成型步骤中制造。在图2中，位于引导套筒24正下方的虚线表示第一部段38和第二部段40之间的边界。

附加于或者替选于不同的材料选择，第二部段40能够构成有如下构件横截面，所述构件横截面围绕平行于车辆横向轴线Q的弯曲轴线，尤其围绕在所示出的示例中位于引导装置26外部的弯折轴线K具有比第一部段的不同的构件横截面更低的弯曲刚度。

如果从箭头F的方向起固体42，例如石头或固定于道路的突出物，以足够高的速度撞击到迎流唇32上，那么流动构件14沿着避让轨迹A在围绕弯折轴线K的弯曲或弯折运动中避开碰撞。

在图3中示出在迎流唇的围绕弯折轴线K的因碰撞引起的避让运动结束时的迎流唇32。由于在避让运动时第二部段40的变形，第二部段40的弯曲刚度随着避让运动的增加而降低，这整体上简化了迎流唇32和流动构件14的避让运动，使得自第二部段40的特定的变形起减少的力作用足以继续进行避让运动。

通过仅第二部段40的变形，引导装置26连同第一部段38以及驱动器28保持功能正常。

根据变形的程度，在碰撞引起的外力取消之后，流动构件14能够借助于第二部段40弹性地回置到在图2中示出的第二运行位置中或者能够保持第二部段40处的塑性的残余变形。在这种情况下，可能需要用管支柱34更换流动构件14。替选地，能够考虑第二部段40常规地可脱离地与第一部段38连接，使得在与第二部段40的塑性变形部足够剧烈的碰撞之后，仅能用一件式地与该流动构件成形的第二部段40更换流动构件14。

Claims (13)

1.一种位置能变化的机动车辆空气动力学组件(12)，包括：

-流动构件(14)，所述流动构件构成用于借助行驶风(F)迎流或者绕流，

-保持装置(22)，所述保持装置构成用于地点固定地安置到固定于车辆的结构(20)，

-驱动器(28)，所述驱动器构成用于使所述流动构件(14)在相对于所述保持装置(22)的至少两个不同的运行位置之间在正常运行下移置，

-连接结构(36)，所述连接结构将所述流动构件(14)与所述驱动器(28)以传递力和运动的方式连接，和

-引导装置(26)，所述引导装置引导所述流动构件(14)在至少两个运行位置之间移置运动，

其中所述连接结构(36)构成用于在力因与固体(42)碰撞而传递到所述流动构件(14)上的情况下，通过变形允许所述流动构件(14)相对于所述保持装置(22)的避让运动，

其特征在于，所述连接结构(36)是所述引导装置(26)的一部分，其中所述避让运动不同于在正常运行下的移置。

2.根据权利要求1所述的机动车辆空气动力学组件(12)，

其特征在于，所述避让运动沿着关于运动方向不同于在正常运行下的移置的轨迹(A)进行。

3.根据权利要求1或2所述的机动车辆空气动力学组件(12)，

其特征在于，所述避让运动包括或者是围绕位于所述引导装置(26)外部的弯曲或弯折轴线(K)进行的弯曲或弯折运动。

4.根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆空气动力学组件(12)，

其特征在于，所述连接结构(36)具有第一部段(38)，所述第一部段与所述引导装置(26)的引导成形部(24)直接相互作用以引导在正常运行下的移置，并且所述连接结构(36)具有不同于所述第一部段(38)的第二部段(40)，所述第二部段能够变形以允许所述避让运动。

5.根据权利要求4所述的机动车辆空气动力学组件(12)，

其特征在于，所述第二部段(40)与所述流动构件(14)的运行位置无关地设置得比所述第一部段(38)更靠近所述流动构件(14)。

6.根据权利要求4或5所述的机动车辆空气动力学组件(12)，

其特征在于，所述连接结构(36)至少在所述第二部段(40)中具有杆状的、优选管状的造型。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的机动车辆空气动力学组件(12)，

其特征在于，所述第二部段(40)由不同于所述第一部段的材料形成。

8.根据权利要求7所述的机动车辆空气动力学组件(12)，

其特征在于，所述流动构件(14)具有构成用于被所述行驶风(F)迎流的迎流唇(32)，其中所述第二部段(40)由与所述迎流唇(32)相同的材料形成。

9.根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆空气动力学组件(12)，

其特征在于，在正常运行下的移置是所述流动构件(14)的平移运动。

10.根据权利要求9所述的机动车辆空气动力学组件(12)，

其特征在于，所述引导装置(26)包括滑动引导部。

11.在引用权利要求4的条件下根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆空气动力学组件(12)，

其特征在于，所述引导成形部(24)是包围所述第一部段(38)的引导套筒(24)或引导壳。

12.根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆空气动力学组件(12)，

其特征在于，所述流动构件(14)是空气坝。

13.一种机动车辆(10)，具有根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆空气动力学组件(12)。

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