-
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Sprühnebelminimierung bei einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1.
-
Unter Sprühnebelminimierung ist eine Reduzierung des Volumens und der Dichte eines Nebels aus Wasserteilchen hinter und insbesondere neben einem über eine nasse Fahrbahn fahrenden Fahrzeug zu verstehen. Dieser Nebel geht auf von Rädern des Fahrzeugs aufgewirbeltes Spritzwasser zurück, das in von dem Kraftfahrzeug verursachten Wirbeln zu dem Nebel verteilt wird, der insbesondere neben Lastkraftwagen zu einer schlagartigen Sichtbehinderung für ein überholendes Fahrzeug führen kann.
-
STAND DER TECHNIK
-
Zur Sprühnebelminimierung ist es bekannt, Vorrichtungen vorzusehen, die Radabdeckungen umfassen, um das vom Umfang der Räder des Kraftfahrzeugs weg geschleuderte Spritzwasser aufzufangen und möglichst außerhalb der Spur der Räder auf die Fahrbahn zurückzuleiten. Die Wirksamkeit einer solchen Vorrichtung hängt unter anderem davon ab, wie weit die Radabdeckung in Fahrtrichtung hinter dem jeweiligen Rad nach unten zur Fahrbahn hinreicht, weil in diesem Bereich das meiste Spritzwasser von den Rädern eines Kraftfahrzeugs abgeschleudert wird. Es wäre also von Interesse, die Radabdeckung einer Vorrichtung zur Sprühnebelminimierung hinter dem jeweiligen Rad möglichst weit zu der Fahrbahn hinab zu ziehen, um die Voraussetzungen für einen hohen Wirkungsgrad der Sprühnebelminimierung zu schaffen. Umgekehrt ist eine weit zur Fahrbahn hin abgesenkte Radabdeckung einer deutlich erhöhten Gefahr von Beschädigungen im Betrieb des Kraftfahrzeugs ausgesetzt z. B., aber nicht nur bei der Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs.
-
Um die Radabdeckung nur in einer Nassbetriebstellung näher an die Fahrbahn heranzubringen, nicht aber in einer Trockenbetriebstellung, sind Vorrichtungen zur Sprühnebelminimierung bekannt, bei denen eine Radabdeckung manuell oder mit einem pneumatischen, elektromotorischen oder hydraulischen Stellantrieb aus ihrer Trockenbetriebstellung in ihre Nassbetriebstellung überführbar ist. Dabei kann der Stellantrieb in Abhängigkeit von Signalen eines Feuchtesensors angesteuert werden. Während eine manuelle Überführung der Radabdeckung aus Ihrer Trockenbetriebstellung in ihre Nassbetriebstellung die Gefahr beinhaltet, dass die Überführung der Radabdeckung in ihre Nassbetriebstellung unterbleibt, weil diese gerade bei den Wetterbedingungen, unter denen sie notwendig wäre, für den Fahrer des Fahrzeugs unangenehm ist, ist der Aufwand für einen pneumatischen, elektromotorischen oder hydraulischen Stellantrieb in Kombination mit einem Feuchtesensor in konstruktiver und finanzieller Hinsicht so groß, dass seine Umsetzung unrealistisch ist.
-
Aus der
FR 2798110 B1 ist eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt, bei der ein Regensensor in Form eines Wasseraufnahmeelements an der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Wenn dieser Regensensor Regen feststellt, wird ein Elektromotor angesteuert, um die Radabdeckung aus ihrer Trockenbetriebsstellung in ihre Nassbetriebsstellung zu überführen.
-
Eine Vorrichtung zur Sprühnebelminimierung mit einer Radabdeckung, die mehrere gegeneinander teleskopierbare Teile aufweist, um eine Trockenbetriebsstellung und eine Nassbetriebsstellung einzunehmen, ist auch aus der
GB 2327654 A bekannt.
-
AUFGABE DER ERFINDUNG
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Sprühnebelminimierung aufzuzeigen, bei der ohne großen konstruktiven und finanziellen Aufwand dafür Sorge getragen ist, dass eine Radabdeckung im Bedarfsfall aus ihrer geschützten Trockenbetriebstellung in ihre wirksame Nassbetriebstellung überführt wird.
-
LÖSUNG
-
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung zur Sprühnebelminimierung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der neuen Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 10 definiert.
-
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Bei der neuen Vorrichtung zur Sprühnebelminimierung ist ein Wasseraufnahmeelement vorgesehen, das aufgrund der Aufnahme von Wasser eine Kraft auf die Radabdeckung ausübt, die die Radabdeckung aus ihrer trockenen Betriebstellung in ihre Nassbetriebstellung ausfährt. Das Wasseraufnahmeelement ist kein aktiv angesteuerter Stellantrieb sondern ein passives Element, das auf in seiner Umgebung auftretendes Wasser anspricht. Das Wasseraufnahmeelement nimmt dieses Wasser auf und übt in unmittelbarer Folge eine Kraft auf die Radabdeckung aus, die die Stellung der Radabdeckung an die durch das Wasser angezeigte Nassbetriebstellung überführt. Wie im Folgenden erläutert werden wird, kann von dem Wasseraufnahmeelement ausgeübte Kraft unterschiedliche Komponenten aufweisen.
-
Das von dem Wasseraufnahmeelement aufgenommene Wasser kann von der Radabdeckung aufgefangenes Spritzwasser sein und damit ganz unmittelbar auf eine Situation hinweisen, in der eine Sprühnebelminimierung angezeigt ist.
-
Die neue Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass das Wasseraufnahmeelement nicht nur die Radabdeckung aus ihrer Trockenbetriebstellung in ihre Nassbetriebstellung ausfährt, sondern auch wieder aus ihrer Nassbetriebstellung in ihre Trockenbetriebstellung einfährt. Hierzu kann vorgesehen sein, dass das Wasseraufnahmeelement aufgenommenes Wasser kontinuierlich wieder abgibt und dass dann, wenn dem Wasseraufnahmeelement weniger als eine vorgegebene Menge an Spritzwasser pro Zeiteinheit zugeführt wird, die Kraft des Wasseraufnahmeelements auf die Radabdeckung wieder zurückgeht. Ein Rückstellelement, wie beispielsweise eine Feder, kann dann die Radabdeckung aus ihrer Nassbetriebstellung in ihre Trockenbetriebstellung einfahren. Das Wasseraufnahmeelement kann aber in Folge seiner Entwässerung auch selbst eine Kraft in entgegen gesetzter Richtung entwickeln, um die Radabdeckung in ihre Trockenbetriebstellung einzufahren.
-
Bei einer von zwei alternativen aber auch kombinierbaren Ausführungsformen der neuen Vorrichtung zur Sprühnebelminimierung übt das Wasseraufnahmeelement der neuen Vorrichtung zur Sprühnebelminimierung aufgrund der Aufnahme von Wasser eine Gewichtskraft auf die Radabdeckung aus. So kann das Wasseraufnahmeelement einen Wasseraufnahmebehälter aufweisen, der in Abhängigkeit von dem von der Radabdeckung aufgefangenen Spritzwasser voll läuft und entsprechend immer schwerer wird. Die resultierende erhöhte Gewichtskraft kann die Radabdeckung zur Fahrbahn hin ausziehen.
-
Bei diesem konkreten Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung kann der Wasseraufnahmebehälter einen Auslass mit einer darin angeordneten Drossel aufweisen, um von dem Wasseraufnahmeelement aufgenommenes Wasser kontinuierlich wieder abzugeben. Die Drossel kann beispielsweise die Form eines den Wasseraufnahmebehälter ganz oder teilweise ausfüllenden Schwammkörpers haben, der das von dem Wasseraufnahmeelement aufgenommene Wasser aufsaugt. Hierdurch wird nicht nur eine Rückhaltekraft auf das Wasser bereitgestellt, sondern es liegt vorteilhafter Weise auch nicht als freies und damit schwapp- und spritzfähiges Wasser vor.
-
Bei der anderen der beiden alternativen aber auch kombinierbaren Ausführungsform der neuen Vorrichtung übt das Wasseraufnahmeelement aufgrund der Aufnahme von Wasser eine Druckkraft auf die Radabdeckung aus. Um diese Druckkraft auszuüben, weist das Wasseraufnahmeelement typischerweise einen Wasser aufnehmenden Schwellkörper auf. Wenn dieser Schwellkörper in einem wasserpermeablen aber für den Schwellkörper undurchlässigen und mechanisch festen Zylinder angeordnet ist, entwickelt der Schwellkörper einen Druck in dem Zylinder, mit dem beispielsweise ein Kolben aus dem Zylinder herausgedrückt werden kann. Dieser Kolben kann zur Betätigung der Radabdeckung verwendet werden. Bei einem zugfesten Schwellkörper kann die Wiederkontraktion des Schwellkörpers im Zuge der Wiederabgabe des aufgenommenen Wassers genutzt werden, um die Radabdeckung aus ihrer Nassbetriebstellung zurück in ihre Trockenbetriebstellung einzufahren.
-
Eine zur Ausbildung des Schwellkörpers verwendbare Substanz wird als Hydrogel bezeichnet, bei dem es sich um ein hydrophiles Polymer handelt, das Wasser über einen osmotischen Mechanismus aufnimmt und dabei sein Volumen entsprechend der aufgenommenen Menge des Wassers vergrößert.
-
Um die Nassbetriebstellung und die Trockenbetriebstellung der Radabdeckung zu realisieren, kann die Radabdeckung aus mehreren gegeneinander teleskopierbaren Teilen bestehen, wobei diese Teile in der Nassbetriebstellung eine geringere Überdeckung aufweisen als in der Trockenbetriebstellung. Die Radabdeckung kann aber beispielsweise einen Faltenbalg, der in der Nassbetriebstellung stärker gestreckt ist als in der Trockenbetriebstellung, oder ein Scharnier, um das ein zusätzlicher Teil der Radabdeckung aus seiner inaktiven Trockenbetriebstellung in seine aktive Nassbetriebstellung verschwenkt wird, aufweisen.
-
In allen genannten Fällen kann das Wasseraufnahmeelement, das die Radabdeckung aus ihrer Trockenbetriebstellung in ihre Nassbetriebstellung betätigt, innerhalb der Radabdeckung selbst angeordnet sein. Dies erlaubt einen besonders kompakten Aufbau der neuen Vorrichtung.
-
Um die Radabdeckung der neuen Vorrichtung zur Sprühnebelminimierung in ihrer Nassbetriebstellung und/oder ihrer Trockenbetriebstellung zu stabilisieren, kann die Radabdeckung in ihre jeweilige Betriebstellung einrasten, wobei in aller Regel kein irreversibles sondern durch Überqueren eines Druckpunkts reversibles Einrasten gemeint ist.
-
Zusätzlich kann die Radabdeckung in ihrer Trockenbetriebstellung und/oder ihrer Nassbetriebstellung blockierbar sein, womit gemeint ist, dass sie entweder manuell in der jeweiligen Betriebstellung festlegbar ist oder automatisch in der jeweiligen Betriebstellung festgelegt wird. In jedem Fall kann die Radabdeckung die Betriebstellung, in der sie blockiert ist, erst nach Lösen der Blockierung wieder verlassen.
-
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
-
1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der neuen Vorrichtung, deren Radabdeckung sich hier in ihrer Trockenbetriebstellung befindet.
-
2 zeigt die neue Vorrichtung in der Ausführungsform gemäß 1, wobei sich die Radabdeckung in ihrer Nassbetriebstellung befindet.
-
3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der neuen Vorrichtung, deren Radabdeckung sich hier in ihrer Trockenbetriebstellung befindet.
-
4 zeigt die neue Vorrichtung in der Ausführungsform gemäß 3, wobei sich die Radabdeckung in ihrer Nassbetriebstellung befindet.
-
5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der neuen Vorrichtung, deren Radabdeckung sich hier in ihrer Trockenbetriebstellung befindet.
-
6 zeigt die neue Vorrichtung in der Ausführungsform gemäß 5, wobei sich die Radabdeckung in ihrer Nassbetriebstellung befindet.
-
7 zeigt eine schematische Seitenansicht einer vierten Ausführungsform der neuen Vorrichtung, deren Radabdeckung sich hier in ihrer Trockenbetriebstellung befindet; und
-
8 zeigt die neue Vorrichtung in der Ausführungsform gemäß 7, wobei sich die Radabdeckung in ihrer Nassbetriebstellung befindet.
-
FIGURENBESCHREIBUNG
-
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Sprühnebelminimierung bei einem hier nicht als Ganzes dargestellten Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Radabdeckung 2, die sich über einen Teil des Außenumfangs eines Rads 3 erstreckt und die an ihrer dem Rad 3 zugewandten Innenseite mit als solchen bekannten Mitteln zum Auffangen und Ableiten von Spritzwasser 4 versehen sein kann, das von dem über eine nasse Fahrbahn 5 abrollenden Rad 3 abspritzt. Eingezeichnet ist in 1 und allen weiteren Figuren nur der Teil des Spritzwassers 4, der von der Radabdeckung 2 in ihrer hier dargestellten Trockenbetriebstellung hinter dem Rad 3 nicht aufgefangen wird, weil die Radabdeckung 2 hier nicht tief genug herab an die Fahrbahn 5 reicht.
-
Die Radabdeckung 2 ist jedoch so ausgebildet, dass sie neben ihrer in 1 dargestellten Trockenbetriebstellung auch eine in 2 dargestellte Nassbetriebstellung aufweist, in der dargestellte Teil des Spritzwassers 4 von einem nach unten ausgefahrenen Teil 6 der Radabdeckung 2 aufgefangen wird. Dabei erfolgt das Ausfahren des Teils 6 der Radabdeckung 2 in die in 2 dargestellte Nassbetriebstellung automatisch, wenn ein Wasseraufnahmeelement 7, das für Spritzwasser 4 zugänglich in dem Teil 6 vorgesehen ist und beispielsweise im Wesentlichen aus einem in einem offenen Wasseraufnahmebehälter 10 angeordneten Schwammkörper 9 besteht, Spritzwasser 4 aufnimmt, so dass seine Masse und die auf ihn einwirkende Gewichtskraft anwächst, bis sie größer als die Rückstellkraft einer Feder 8 ist, die den Teil 6 der Radabdeckung 2 in der Trockenbetriebstellung gemäß 1 hält. Mit zunehmender Aufnahme von Spritzwasser 4 durch das Wasseraufnahmeelement 7 steigt die Gewichtskraft des Teils 6 soweit an, dass er letztlich seine Nassbetriebstellung gemäß 2 erreicht. Der Schwammkörper 9 des Wasseraufnahmeelements 7 kann so in dem Teil 6 angeordnet sein, dass er im Wesentlichen als Drossel in dem oben und unten offenen Wasseraufnahmebehälter 10 dient, wodurch ständig Wasser wieder aus dem Wasseraufnahmeelement 7 austritt, so dass seine Gewichtskraft wieder zurückgeht, sobald weniger Spritzwasser 4 neu in den Schwammkörper 9 gelangt, als abläuft. Dies sorgt dafür, dass dann, wenn kein Spritzwasser 4 mehr auftritt, der Teil 6 der Radabdeckung 2 von der an einem karosseriefesten Punkt des hier nicht dargestellten Kraftfahrzeug abgestützten Feder 8 aus der Nassbetriebstellung gemäß 2 in die Trockenbetriebstellung gemäß 1 zurückgezogen wird.
-
Auch die Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur Sprühnebelminimierung gemäß den 3 und 4 nutzt eine Erhöhung der Gewichtskraft eines Wasseraufnahmeelements 7 in Form eines Schwammkörpers 9 in einem Wasseraufnahmebehälter 10 zur Überführung der Radabdeckung 2 aus ihrer Trockenbetriebstellung gemäß 3 in ihre Nassbetriebstellung gemäß 4 aus. Hier ist der Teil 6 jedoch nicht wie bei der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 gegen die Kraft einer Feder vertikal verschieblich gelagert, sondern in der Trockenbetriebstellung gemäß 3 über ein Scharnier 11 nach hinten weg geklappt, wobei er in dieser Stellung durch ein Gegengewicht 12, das mit ihm um das Scharnier 11 verschwenkt wird, gehalten wird. Durch die Erhöhung der Gewichtskraft des Wasseraufnahmeelements 10 in Folge des Aufsaugens von Wasser durch den Schwammkörper 9 wird das Teil 6 schwerer als das Gegengewicht 12 und schwenkt um das Scharnier 11 in seine Nassbetriebstellung gemäß 4. Hier ergänzt das Teil 6 die Radabdeckung 2 hinter dem Rad 3 nach unten zu der Fahrbahn 5 hin.
-
Bei der Vorrichtung zur Sprühnebelminimierung 1 gemäß den 5 und 6 ist die Radabdeckung 2 teleskopierbar ausgebildet, wobei der Teil 6 an dem Rest der Radabdeckung 2 in Umfangsrichtung um das Rad 3 verschieblich gelagert ist. Die Feder 8 ist dabei wieder vorgesehen, um den Teil 6 in die Trockenbetriebstellung der Radabdeckung 2 gemäß 5 zu beaufschlagen. Um den Teil 6 in die Nassbetriebstellung der Radabdeckung 2 gemäß 6 zu überführen, ist hier innerhalb eines hohl ausgebildeten Kolbens 13 und eines diesen umschließenden Zylinders 14 einer gekrümmt ausgebildeten Kolben-/Zylinderanordnung 13, 14 ein Schwellkörper 15 angeordnet, der durch eine dem Rad 3 zugewandte wasserpermeable Wandung 16 des Zylinders 14 Wasser aufnimmt und sich in der Folge in seinem Volumen ausdehnt und so den Kolben 13 aus dem Zylinder 14 herausdrückt. Der Kolben 13 schiebt dabei das Teil 6 gegen die Kraft der Feder 8 aus der Trockenbetriebstellung der Radabdeckung 2 gemäß 5 in die Nassbetriebstellung der Radabdeckung 2 gemäß 6 nach unten zu der Fahrbahn 5 hin vor. Eine gleichzeitig zunehmende Gewichtskraft des Schwellkörpers 15 ist bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur Sprühnebelminimierung vernachlässigbar. Sie könnte aber durch Anordnen des Schwellkörpers 15 in dem Teil 6 zusätzlich genutzt werden.
-
Die in den 7 und 8 skizzierte Ausführungsform der neuen Vorrichtung 1 zur Sprühnebelminimierung weist eine Radabdeckung 2 auf, die im Anschluss an ihren Teil 6 einen Faltenbalg 17 umfasst. Durch Streckung des Faltenbalgs 17 entlang einer mit einer gestrichelten Linie angedeuteten Führung 18 reicht der Teil 6 in der Nassbetriebstellung gemäß 8 weiter nach unten zu der Fahrbahn 5. Dies kann dadurch geschehen, dass durch ein in dem Teil 6 angeordnetes Wasseraufnahmeelement die Gewichtskraft des Teils 6 soweit vergrößert wird, dass eine elastische Rückstellkraft des Faltenbalgs 17 in seine Stellung gemäß 7 überwunden wird. Sobald die zusätzliche Gewichtskraft wieder entfällt, weil das Wasser wieder aus dem Wasseraufnahmeelement ausgetreten ist, kehrt das Teil 6 dann unter Einwirkung der Rückstellkraft des Faltenbalgs 17 in seine Trockenbetriebstellung gemäß 7 zurück. Von dieser Möglichkeit ist aber bei der Ausführungsform der neuen Vorrichtung 1 zur Sprühnebelminimierung gemäß den 7 und 8 kein Gebraucht gemacht. Vielmehr ist der Faltenbalg 17 so ausgebildet, dass er sich selbst bei auftretender Feuchtigkeit streckt. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass der Faltenbalg 17 im Bereich seiner oberen Knicke 19 auf seiner Innenseite aus einem Hydrogel ausgebildet ist, das sich unter Aufnahme von Wasser ausdehnt und so die Knicke 19 streckt, während die nach unten zeigenden Knicke 20 entweder nur biegeweich ausgebildet sind oder das sich unter Wasseraufnahem ausdehnende Hydrogel auf ihrer Außenseite aufweisen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Radabdeckung
- 3
- Rad
- 4
- Spritzwasser
- 5
- Fahrbahn
- 6
- Teil
- 7
- Wasseraufnahmeelement
- 8
- Feder
- 9
- Schwammkörper
- 10
- Wasseraufnahmebehälter
- 11
- Scharnier
- 12
- Gegengewicht
- 13
- Kolben
- 14
- Zylinder
- 15
- Schwellkörper
- 16
- Wandung
- 17
- Faltenbalg
- 18
- Führung
- 19
- Knick
- 20
- Knick
