DE102010036442A1

DE102010036442A1 - Luftleitvorrichtung

Info

Publication number: DE102010036442A1
Application number: DE102010036442A
Authority: DE
Inventors: Bogdan Pentia; Dr. Lemke Timo; Dr. Wolf Thomas
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2030-07-17
Also published as: FR2962708B1; US20120013146A1; US8297685B2; CN102336226B; FR2962708A1; DE102010036442B4; CN102336226A

Abstract

Die Luftleitvorrichtung umfasst einen oder mehrere Luftleitkörper, die aus einem in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden länglichen und konvex bauchigen Anbauteil bestehen, das aus einem flexiblen oder weichelastischen Material gebildet ist und halbschalenförmig mit einer seitlichen, länglichen Öffnung ausgeführt ist und im Fahrzustand von einer Ruhestellung in eine in Richtung Fahrbahn absenkbare Wirkstellung selbsttätig verstellbar ist. In der Ruhestellung ist der Luftleitkörper nahe des Unterbodens angeordnet und in der Wirkstellung ist der Luftleitkörper abgesenkt zum Unterboden gehalten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftleitvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der EP 2 039 595 A1 ist eine Luftleitvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Radspoiler bekannt, der im Bereich vor einem Fahrzeugrad angeordnet ist und vom Unterbodenbereich des Fahrzeugs nach unten in Richtung Fahrbahn vorragt. Die Luftleitvorrichtung weist eine Leitfinne auf, die an den Radspoiler angrenzt und in einer etwa parallel zur Fahrtrichtung verlaufenden Vertikalebene verläuft, wobei eine Luftströmung im Bereich der Räder und des Radhauses kanalisiert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Luftleitvorrichtung vor den Rädern eines Fahrzeugs zu schaffen, mit der die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs verbessert werden.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass durch ein sich bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit in der Form selbsttätig verändernder und sich verstellender Luftleitkörper der Luftleiteinrichtung am Unterboden oder am Bugteil sowohl der Luftwiderstand als auch der Auftrieb am Fahrzeug reduziert wird. Dies wird erreicht, indem der Luftleitkörper ein sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes längliches Anbauteil umfasst, das aus einem flexiblen Material besteht und im Querschnitt halbschalenförmig mit einer seitlichen Öffnung zwischen dem Unterboden und der inneren Seitenkante des Luftleitkörpers ausgeführt ist und im Fahrzustand von einer Ruhestellung in eine in Richtung Fahrbahn absenkbare Wirkstellung selbsttätig verstellbar ist. Der Luftleitkörper weist in der Ruhestellung eine nach unten durchgehend vor gewölbte bauchige Form auf, die in der abgesenkten Wirkstellung in eine nach unten durchgehend überwölbte bauchige Form verstellbar ist.
Insbesondere ist nach der Erfindung vorgehen, dass der Luftleitkörper bei Stillstand und Langsamfahrt des Fahrzeugs die Ruhestellung einnimmt und die nach unten vor gewölbte bauchige Form in einer nahen Anordnung zum Unterboden liegt und dass der Luftleitkörper bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit unter Einfluss eines steigenden Unterdruckes im Bereich des Unterbodens und hieraus resultierenden Kräften in die abgesenkte Wirkstellung mit der nach unten überwölbten bauchigen Form verstellbar ist.
Durch diese erfindungsgemäße Ausführung wird erreicht, dass im Stand und bei Langsamfahrt des Fahrzeugs sich die Luftleitvorrichtung in einer nicht oder wenig sichtbaren aber aerodynamisch schon wirksame Ruhestellung bzw. Ruheform befindet. Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit führt die am Unterboden von der Fahrzeugmitte nach außen strömender Luft auf der dem Fahrzeugrad abgewandte Seite der Vorderräder zu einem steigenden Unterdruck. Die hieraus resultierenden Kräfte verformen die Luftleitvorrichtung derart, dass sich mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit deren aerodynamische Wirksamkeit verbessert. In seiner optimalen Wirkform bei Schnellfahrt bildet die Luftleitvorrichtung an der dem Fahrzeugrad abgewandten Seite einen bauchigen, d. h. konvex nach unten gewölbten Luftleitkörper, der die Luftströmung vom Fahrzeugrad weglenkt und dadurch sowohl den Luftwiderstand als auch den Auftrieb des Fahrzeugs reduzieren kann. Wird die Fahrgeschwindigkeit wieder vermindert, formt sich der Luftleitkörper aufgrund elastischer Rückstellkräfte wieder in den Ausgangszustand bzw. Ruhezustand zurück.
Damit die Luftleitvorrichtung von der Ruhestellung in die Wirkstellung und wieder zurück verstellbar ist, ist nach der Erfindung des Weiteren vorgesehen, dass der Luftleitkörper mit einer äußeren Seitenkante und einer vorderen Stirnkante am Unterboden über eine oder mehrere abgestellte Laschen in Schlitzen des Unterbodens biegeweich gehalten ist. Die der äußeren Seitenkante gegenüber liegende innere Seitenkante ist freistehend, die Öffnung des halbschalenförmigen Luftleitkörpers bildend, zum Unterboden angeordnet, wobei die innere Seitenkante des Luftleitkörpers gleichzeitig als Luftabrisskante ausgeführt ist.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass eine hintere Stirnkante des Luftleitkörpers eine elastische Befestigungslasche aufweist, die aus einem u-förmigen Haken besteht, der in Schlitze des Unterbodens einhängbar ist und der Haken eine Verformung des Luftleitkörpers in die Wirkstellung zulässt und Rückstellkräfte erzeugend ausgebildet ist. Die biegeweiche Anbindung des Luftleitkörpers über die einzelnen Laschen sowie über die elastische hakenförmige Befestigungslasche erlaubt eine Verformung bzw. Verstellung des Luftleitkörpers und es können Rückstellkräfte erzeugt werden, welche den Luftleitkörper von der Wirkstellung in die Ruhestellung zurückführen.
Der Luftleitkörper ist nach der Erfindung von der hinteren Stirnkante bis zur vorderen Stirnkante keilförmig schmäler zulaufend und die innere Seitenkante ist vorzugsweise leicht bogenförmig verlaufend ausgeführt und die gegenüber liegende Seitenkante weist vorzugsweise einen geradlinigen Formverlauf auf. Andere Formverläufe der Seitenkanten sind entsprechend der Gegebenheiten auch möglich. Durch diese Ausbildung wird ein aerodynamisch günstiger Formkörper gebildet, der wenig Luftwiderstand der anströmenden Luft entgegensetzt und zu dem die Luft entsprechend von den Rädern wegführen kann.
Ferner ist nach einer weiteren Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass vor jedem Fahrzeugrad zwei gleiche Luftleitkörper angeordnet sind, die sich mit den seitlichen Öffnungen des halbschalenförmigen Luftleitkörpers parallel gegenüberstehen und über einen Zwischenraum getrennt zueinander angeordnet sind, wobei sich ein Luftleitkörper nahe an der Außenseite des Fahrzeugs und der weitere Luftleitkörper in Verlängerung vor einer Innenradhauswand befindet. Hierdurch wird eine optimale aerodynamische Wirkung erzielt, da der eine Luftleitkörper möglichst nahe an der Radaußenflanke positioniert ist, d. h. möglichst an der Außenseite des Bugunterteils. Die Wirkung kann weiter verbessert werden, wenn auch die zur Fahrzeugmitte hin weisende Radaußenflanke durch einen spiegelbildlich angeordneten Luftleitkörper abgedeckt wird.
Die Luftleitkörper können am hinteren Ende einen quer ausgerichteten Spoilerelement mit Abstand gegenüber stehen. Das Spoilerelement besteht aus einem vertikal zum Unterboden gehaltenen Anbauteil.
Durch die Luftleitkörper kann somit anströmende Luft um die Fahrzeugräder, vorzugsweise um die Vorderräder herumgeführt werden, was durch die sich bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit verändernde Form des Luftleitkörpers aufgrund von am Unterboden wirkenden Kräften erreicht wird, so dass die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs verbessert werden. Auch wird in der Ruhestellung der beiden Luftleitkörper bzw. des einen Luftleitkörper, die Ästhetik noch die Bodenfreiheit des Fahrzeugs nachteilig beeinflusst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schaubildliche Ansicht auf einen vor einem Fahrzeugrad angeordneten Luftleitkörper,
2 eine Vorderansicht auf den Luftleitkörper in einer Ruhestellung und in einer abgesenkten Wirkstellung,
3 eine Ansicht von unten auf einen Luftleitkörper mit Luftanströmung,
4 eine Draufsicht auf den Luftleitkörper,
5 eine Schrägansicht auf den Luftleitkörper von unten her gesehen,
6 eine Ansicht von unten auf zwei nebeneinander angeordneten Luftleitkörper vor dem Fahrzeugrad,
7 eine schaubildliche Darstellung auf die beiden Luftleitkörper gemäß 6,
8 eine Ansicht von unten auf die am Unterboden des Radhauses befestigten beiden Luftleitkörper,
9 eine schaubildliche Darstellung von 8 mit einem quer liegenden Spoilerelement vor einem Fahrzeugrad und
10 einen Schnitt durch den Luftleitkörper und den Unterboden gemäß der Linie X-X der 8.
Eine Luftleiteinrichtung 1; 1a eines Fahrzeugs ist im Bereich vor einem Fahrzeugrad, vorzugsweise vor einem Vorderrad 2 angeordnet und umfasst einen Luftleitkörper 3 als Anbauteil, das an einem Unterboden 4 einer Radhausschale oder einem Bugteil 5 befestigt ist und in Richtung einer Fahrbahn 6 vorsteht.
Der Luftleitkörper 3 besteht aus einem sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden länglichen Anbauteil. Dieses besteht aus einem flexiblen bzw. weich elastischen Material, welches eine Formänderung und Verstellung des Luftleitkörpers 3 zulässt. Der Luftleitkörper 3 ist als halbschalenförmiges Bauteil ausgeführt und im Fahrzustand von einer Ruhestellung I in eine abgesenkte Wirkstellung II selbsttätig verstellbar, wie 2 schematisch zeigt.
Der Luftleitkörper 3 ist von einer hinteren Stirnkante 7 bis zu einer vorderen Stirnkante 8 schmäler, d. h. keilförmig zulaufend ausgeführt. Eine innere Seitenkante 9 verläuft leicht bogenförmig und die hierzu gegenüberliegende außen liegende Seitenkante 10 weist einen geradlinigen Formverlauf, wie insbesondere in 4 und 5 zu erkennen ist. Die Formverläufe der Seitenkanten können in Abhängigkeit von den Gegebenheiten gewählt werden.
In der Ruhestellung I weist der Luftleitkörper 3 zwischen der inneren und der äußeren Seitenkante 9 und 10 eine nach unten der Fahrbahn 6 zugerichtete gewölbte bauchige Form auf, was die eingezeichnete zum Fahrzeug quer verlaufende Formlinie 12 in 1 und 5 näher zeigt, die einen Vertikalschnitt darstellt. In der Wirkstellung II weist der Luftleitkörper 3 eine nach unten überwölbte bauchige Form 14 auf, was in 2 und 10 näher gezeigt ist.
Bei Stillstand und Langsamfahrt des Fahrzeugs nimmt der Luftleitkörper 3 die Ruhestellung I ein, bei der dieser mit nach unten vor gewölbter Form mit geringem Abstand a zum Unterboden 4 liegt. Bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit nimmt der Luftleitkörper 3 eine nach unten überwölbte bauchige Form 14 mit dem Maß b zum Unterboden 4 ein.
Zur Verstellung des Luftleitkörpers 3 in die überwölbte bauchige Form 14, ist dieser mit seiner äußeren Seitenkante 10 und der vorderen Stirnkante 8 am Unterboden 4 über eine oder mehrere abgestellt elastische Laschen 16, 17 in Schlitzen des Unterbodens 4 gehalten. Die gegenüberliegende innere Seitenkante 9 ist dagegen freistehend und mit Abstand zum Unterboden 4 angeordnet und bildet zu diesem eine längliche und innere Öffnung 11. Die innere Seitenkante 9 als Begrenzungskante für die Öffnung 4 ist gleichzeitig als Luftabrisskante 20 ausgeführt, die den Strömungsdruck am Fahrzeugrad und damit dessen Luftwiderstand optimal reduziert.
Zur Verformung des Luftleitkörpers 3 in die Wirkstellung II ist die hintere Stirnkante 7 über eine elastische Befestigungslasche 21 mit dem Unterboden 4 verbunden. Diese Befestigungslasche 21 besteht aus einem u-förmigen Haken 22, der in Schlitze 23, 24 des Unterbodens einhängbar ist (9).
Nach einer weiteren Ausführung (6 bis 10) sind jedem Fahrzeugrad 2 zwei gleiche Luftleitkörper 3 der Luftleitvorrichtung 1a zugeordnet, die sich mit einem Abstand parallel gegenüberstehen, wobei die länglichen Öffnungen 11 sich gegenüber liegen.
Die hinteren Enden 7 des Luftleitkörpers 3 Luftleitvorrichtung 1 können einem quer ausgerichtetem Spoilerelement 25 mit Abstand gegenüberstehen, wobei das Spoilerelement 25 auch bei der Ausführung mit einem Luftleitkörper 3 der Luftleitvorrichtung 1a vorgesehen sein kann. Das Spoilerelement 25 ist quer zum Fahrzeug ausgerichtet und vertikal zum Unterboden 4 angeordnet und vor dem Rad 2 platziert und weist einen bogenförmigen Verlauf auf, wodurch die Luftströmung nach innen und außen abgeleitet werden kann.
Wie aus 3 näher zu erkennen ist, wird in der Wirkstellung II durch die nach unten überwölbte Form des Luftleitkörpers 3 der Luftleitvorrichtung 1; 1a die Luft L zur Radaußenseite geführt und somit Verwirbelungen vor dem Fahrzeugrad 2 vermieden. Ebenso wird bei der weiteren Ausführung der Luftleitvorrichtung 1a, die Luft L1 und L2 durch die Luftleitkörper 3 nach außen und innen umgeleitet, so dass eine direkte Luftströmung zum Rad 2 vermieden wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2039595 A1 [0002]

Claims

Luftleitvorrichtung für ein Fahrzeug, die im Bereich vor einem Fahrzeugrad angeordnet und von einem Unterboden einer Radhausschale oder einem Bugteil nach unten in Richtung der Fahrbahn absteht und wenigstens einen Luftleitkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftleitkörper (3) der Luftleitvorrichtung (1; 1a) ein sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes längliches Anbauteil umfasst, das aus einem flexiblen Material besteht und im Querschnitt halbschalenförmig mit einer seitlichen länglichen Öffnung (11) zwischen dem Unterboden (4) und einer Seitenkante (10) des Luftleitkörpers (3) ausgeführt ist und im Fahrzustand von einer Ruhestellung (I) am Unterboden (4) in eine in Richtung Fahrbahn (6) absenkbare Wirkstellung (II) selbsttätig verstellbar ist.
Luftleitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftleitkörper (3) in der Ruhestellung (I) eine nach unten vor gewölbte durchgehende bauchige Form (12) aufweist, die in der abgesenkten Wirkstellung (II) in eine nach unten überwölbten durchgehende bauchige Form (14) verstellbar ist.
Luftleiteinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftleitkörper (3) bei Stillstand und Langsamfahrt des Fahrzeugs die Ruhestellung (I) einnimmt und die nach unten vor gewölbte bauchige Form (12) nahe zum Unterboden (4) mit dem Maß (a) liegt und der Luftleitkörper (3) bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit unter Einfluss eines steigenden Unterdrucks im Bereich des Unterbodens (4) und hieraus resultierenden Kräften in die abgesenkte Wirkstellung (II) mit der nach unten überwölbten durchgehenden bauchigen Form (14) mit dem Maß (b) verstellbar ist.
Luftleitvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftleitkörper (3) mit einer äußeren Seitenkante (10) und einer vorderen Stirnkante (8) am Unterboden (4) über eine oder mehrere abgestellte Laschen (16, 17) in Schlitzen des Unterbodens (4) biegeweich gehalten ist und die der äußeren Seitenkante (10) gegenüber liegende innere Seitenkante (9) freistehend, die Öffnung (11) des halbschalenförmigen Luftleitkörpers (3) bildend, zum Unterboden (4) angeordnet ist, wobei die innere Seitenkante (9) als Luftabrisskante (20) ausgeführt ist.
Luftleitvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine hintere Stirnkante (7) des Luftleitkörpers (3) eine elastische Befestigungslasche (21) aufweist, die aus einem u-förmigen Haken (22) besteht, der in Schlitze (23, 24) des Unterbodens (4) einhängbar ist und der Haken (22) eine Verformung des Luftleitkörpers (3) zulassend und Rückstellkräfte erzeugend, ausgebildet ist.
Luftleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftleitkörper (3) von der hinteren Stirnkante (7) bis zur vorderen Stirnkante (8) – in Fahrtrichtung (F) gesehen – keilförmig schmäler zulaufend ausgebildet ist und die innere Seitenkante (9) leicht bogenförmig oder geradlinig verläuft und die gegenüber liegende Seitenkante (10) einen geradlinigen oder leicht bogenförmigen Formverlauf aufweist.
Luftleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor jedem Fahrzeugrad (2) zwei gleiche Luftleitkörper (3) angeordnet sind, die sich mit den seitlichen Öffnungen (11) des halbschalenförmigen Luftleitkörpers (3) gegenüberstehen und parallel zueinander angeordnet und über einen Zwischenraum getrennt sind.
Luftleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere bzw. die hinteren Enden (7) der Luftleitkörper (3) einem quer zum Fahrzeug ausgerichtetem Spoilerelement (25) mit Abstand gegenüberstehen und das Spoilerelement (25) sich vom Unterboden (4) vertikal in Richtung Fahrbahn (6) erstreckt.