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Die Erfindung betrifft eine Luftleitvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraft- oder Nutzfahrzeug, beispielsweise für einen Personenkraftwagen (PKW) oder einen Lastkraftwagen (LKW), welche vorzugsweise an einem Fahrzeugheck oder an einem Fahrzeugdach oder an sonstigen geeigneten Stellen des Fahrzeugs anbringbar ist, wobei die Luftleitvorrichtung ein Luftleitelement umfasst, welches zumindest abschnittsweise zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung und einer sich von der Ruhestellung unterscheidenden ausgefahrenen Betriebsstellung verfahrbar ist.
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Derartige Luftleitvorrichtungen für Fahrzeuge weisen in der Regel Luftleitelemente auf, welche als aerodynamische Bauteile an beispielsweise Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, um das aerodynamische Verhalten des Kraftfahrzeugs zu beeinflussen; beispielsweise dienen derartige Luftleitelemente dazu, um den Auftrieb des Kraftfahrzeugs zu beeinflussen, insbesondere zu verringern, bzw. den Abtrieb des Fahrzeugs zu beeinflussen, insbesondere zu erhöhen, und/oder um den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu beeinflussen, vorzugsweise zu verringern. Üblicherweise sind derartige aerodynamische Luftleitelemente unter anderem als sogenannte Spoiler oder Flügel ausgebildet. Funktional betrachtet wird ein als Spoiler ausgebildetes Luftleitelement vorzugweise nur auf einer Seite, d. h. auf einer Seite des Spoilerblatts, von Luft überströmt, wodurch die das Kraftfahrzeug umströmende Luftströmung verändert und damit das aerodynamische Verhalten des Fahrzeugs beeinflusst wird. Spoiler fungieren häufig als Luftabweisers oder Luftablenker im Zusammenspiel mit der Aerodynamik des Fahrzeugs bzw. der Fahrzeugkarosserie. Hingegen wird ein als Flügel ausgebildetes Luftleitelement üblicherweise von sowohl dessen Oberseite als auch dessen Unterseite von der das Kraftfahrzeug umströmenden Luftströmung umströmt, d. h. auf beiden Seiten des Flügelblatts, um das aerodynamische Verhalten des Kraftfahrzeugs zu beeinflussen.
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Häufig sind derartige Luftleitelemente, wie die vorgenannten Spoiler und Flügel, am Heck von Kraftfahrzeugen angeordnet, wobei das jeweilige Fahrzeugheck in unterschiedlichen Ausführungen ausgebildet sein kann. Beispielsweise werden solche Luftleitelemente an Fahrzeugen mit unterschiedlichen Heckausführungen wie beispielsweise mit Stufenheck, Schrägheck, Fließheck, Vollheck, Steilheck, Stummelheck, etc. angebracht. Jedoch sind auch Luftleitelemente geläufig, die beispielsweise am Fahrzeugdach oder auch seitlich am Fahrzeug angebracht werden können.
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Unter anderem werden derartige Luftleitvorrichtungen insbesondere aus Fahrzeugdesigngründen und zur variablen Beeinflussung der Fahrzeugaerodynamik mit aktiv verfahrbaren Luftleitelementen ausgestaltet. So befindet sich das Luftleitelement, beispielsweise in der Form eines Flügels, bei niedrigen Geschwindigkeiten in der Regel in einer eingefahrenen Ruhestellung, bei der das Luftleitelement vorzugsweise bündig an den Formverlauf der Fahrzeugkarosserie angrenzt bzw. anschließt und in den Heckbereich des Fahrzeugs integriert ist. Hingegen wird das Luftleitelement insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs in dessen Betriebsstellung ausgefahren bzw. übergeführt, so dass das Luftleitelement in dieser Stellung beispielsweise gegenüber der Fahrzeugkarosserie versetzt bzw. beabstandet ist. Vorzugsweise ist das Luftleitelement in dessen ausgefahrener Betriebsstellung dann so in einem bestimmten Anstellwinkel oder Nickwinkel angestellt, dass die Fahrzeugumströmung verändert wird und dabei die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs positiv beeinflusst werden. Insbesondere soll durch Ausfahren des Luftleitelements in dessen Betriebsstellung beispielsweise der Luftwiderstandsbeiwert des Fahrzeugs (cw-Wert) verbessert werden und/oder der Hinterachsabtrieb des Fahrzeugs erhöht werden, d. h. geringere Heckauftriebskräfte realisiert werden.
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Luftleitvorrichtungen mit aktiv verfahrbaren Luftleitelementen sind aus dem Stand der Technik weitläufig bekannt.
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Beispielsweise ist aus der japanischen Druckschrift
JP 3-281484 (A) eine Luftleitvorrichtung bekannt, die ein Luftleitelement umfasst, das ein feststehendes Mittelteil und gegenüber dem Mittelteil verschwenkbare Seitenteile umfasst.
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Die aus dem vorgenannten Stand der Technik bekannten Luftleitvorrichtungen sind oftmals so ausgestaltet, dass deren Luftleitelemente so in der ausgefahrenen Betriebsstellung angestellt sind, dass deren jeweilige Endabschnitte bzw. äußeren Enden, die beabstandet von der Karosserie angeordnet sind, sich weit in Fahrzeugquerrichtung und teilweise auch in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne erstrecken. Dementsprechend können sich unter gewissen Umständen Gegenstände oder sonstig Objekte an den äußeren Enden verfangen; beispielsweise dann, wenn das Fahrzeug mit ausgefahrenem Luftleitelement außer Kontrolle gerät, insbesondere bei einem Unfall. Aber auch in kontrollierten Fahrsituationen besteht durchaus die Möglichkeit, dass sich Gegenstände an den äußeren Enden verfangen können.
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Um dem zu begegnen wurde der Lösungsansatz verfolgt, durch die hervorstehenden Endabschnitte bzw. äußeren Enden des Luftleitelements zumindest zeitweise eine Drehachse bzw. Rotationsachse während der Überführung des Luftleitelements von dessen Ruhestellung in dessen Betriebsstellung zu legen. Insbesondere ist dies dann von Nutzen, wenn sich die Endabschnitte in Fahrzeugbreitenrichtung und teilweise in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne erstrecken und eine Art „Aufschnabelung” ausbilden. Da die Drehachse zumindest zeitweise bei Verfahren des Luftleitelements von dessen Ruhestellung in die Betriebsstellung durch diese „Aufschnabelung” gelegt wird, werden die jeweiligen Endabschnitte möglichst karosserienah gehalten. Jedoch ergeben sich hierdurch aus aerodynamischer Sicht Nachteile dahingehend, dass die Auslegung des aktiven Luftleitelements, beispielsweise in dessen Höhe, Anstellwinkel und (Längs-)position äußerst eingeschränkt ist, da das Luftleitelement quasi nur über dessen Endabschnitte angekippt werden kann. Weiterhin nachteilig aus aerodynamischer Sicht ist dabei ebenso, dass durch eine derartige Einschränkung beispielsweise der Anstellwinkel umso größer gewählt werden muss und sich der Fahrzeugluftwiderstandsbeiwert somit erhöhen kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Luftleitvorrichtung zu schaffen, mittels der sicherheitsrelevanten Aspekten gebührend Rechnung getragen wird, ohne dabei deren aerodynamisches Verhalten über Gebühr zu beeinträchtigen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen,
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Die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung ist insbesondere für ein Kraft- oder Nutzfahrzeug vorgesehen und vorzugsweise zur Anbringung an einem Fahrzeugheck oder Fahrzeugdach ausgelegt, kann aber ebenso an anderen geeigneten Stellen des Fahrzeugs, beispielsweise seitlich am Fahrzeug, angebracht werden. Die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung umfasst ein Luftleitelement, welches zumindest abschnittsweise zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung und einer sich von der Ruhestellung unterscheidenden ausgefahrenen Betriebsstellung verfahrbar ist, wobei das Luftleitelement derart ausgebildet ist, dass das Luftleitelement einen Mittelabschnitt und zumindest einen mit dem Mittelabschnitt winkelbeweglich gekoppelten Endabschnitt umfasst, wobei in der Betriebsstellung ein erster Endbereich des Endabschnitts karosserienäher als ein zweiter Endbereich des Endabschnitts ist, der mit dem Mittelabschnitt winkelbeweglich gekoppelt ist. Beispielsweise kann der erste Endbereich durch ein äußeres Ende, ein freies Ende ausgebildet werden, während der zweite Endbereich als ein Seitenabschnitt des Endabschnitts ausgebildet sein kann.
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Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Luftleitelement derart ausgebildet, dass durch Verfahren eines Mittelabschnitts des Luftleitelements zwischen der Ruhestellung und der Betriebsstellung eine Winkellage von einem mit dem Mittelabschnitt gekoppelten Endabschnitt oder von jeweils mit dem Mittelabschnitt gekoppelten Endabschnitten des Luftleitelements in Bezug auf den Mittelabschnitt derart verändert wird, dass ein Endbereich des jeweiligen Endabschnitts, vorzugsweise ein dem Mittelabschnitt ferner Endbereich, karosserienäher als der jeweils andere, vorzugsweise dem Mittelabschnitt nahen, Endbereich eingeschränkt verfährt oder ortsfest verbleibt, während der jeweils andere, vorzugsweise dem Mittelabschnitt nahen, Endbereich des jeweiligen Endabschnitts der Bewegung des Mittelabschnitts zumindest teilweise folgt.
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Vorzugsweise ist der eine Endbereich des jeweiligen Endabschnitts karosserieseitig anbindbar, nachfolgend auch als Karosserieanbindungsabschnitt bezeichnet, und der andere Endbereich des jeweilige Endabschnitts mit dem Mittelabschnitt gekoppelt, nachstehend auch als Kopplungsabschnitt bezeichnet.
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Die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung umfasst demnach ein in Form eines Flügelblattes oder Spoilerblattes oder in Form einer Platte, insbesondere einer ebenen Platte, ausgebildetes Luftleitelement, dessen äußere Enden bzw. dessen jeweiligen Endabschnitte gegenüber dem Mittelabschnitt des Luftleitelements flexibel bewegbar sind. Diese flexible Ausgestaltung des Luftleitelements lässt sich auf unterschiedliche dem Fachmann bekannte Arten realisieren. Beispielsweise kann der Kopplungsabschnitt zwischen Mittelabschnitt und Endabschnitt des Luftleitelements anhand eines herkömmlichen Lagers bzw. Gelenks, wie ein Scharnier, mit oder ohne translatorische Führung, ausgestaltet sein. Ebenso denkbar ist aber auch, dass die Flexibilität zwischen Mittelabschnitt und den jeweiligen Endabschnitten durch Einsatz bzw. Verwendung entsprechender Werkstoffe bzw. Einsatz eines entsprechenden Materials mit geeigneten Materialeigenschaften für den Kopplungsabschnitt bewerkstelligt wird. Wie daraus ersichtlich ist, kann das Luftleitelement sowohl einteilig als auch mehrteilig, beispielsweise zwei- oder dreiteilig, ausgebildet sein. Im Falle eines zweiteilig ausgeführten Luftleitelements wird der Mittelabschnitt beispielsweise durch den Kopplungsbereich eines Teils mit dem jeweiligen Endabschnitt eines anderen Teils ausgebildet, wobei die Winkellage dieses Endabschnitts in Bezug auf den so ausgebildeten Mittelabschnitt auf die vorgenannte Weise variiert werden kann. Bevorzugt sind jedoch die einteilige Ausführung sowie drei- oder mehrteilige Ausführungen des Luftleitelements, bei denen das Luftleitelement zum einen zumindest abschnittsweise, beispielsweise an Teilabschnitten oder vollständig, biegbar ausgestaltet ist oder zum anderen durch über entsprechende Lagerungen gekoppelte Teile ausgestaltet ist. Der Karosserieanbindungsabschnitt der jeweiligen Endabschnitte an die Fahrzeugkarosserie zur karosserienahen eingeschränkten Verfahrbarkeit der jeweiligen Endbereiche der jeweiligen Endabschnitte kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass die jeweiligen Endbereiche durch eine Federeinrichtung nahe an der Karosserie gehalten werden, die den jeweiligen Endbereichen einen gewissen Bewegungsraum mit zwei Freiheitsgraden einräumt, beispielsweise mit rotatorischem sowie translatorischem Freiheitsgrad (beispielsweise im Bereich von 5 mm oder auch mehr in Bezug auf den Formverlauf der Fahrzeugkarosserie). Ebenso kann der Karosserieanbindungsabschnitt aber auch in der Form eines Gelenks oder Scharniers vorgesehen sein, das einen rotatorischen Freiheitsgrad der jeweiligen Endbereiche zulässt und das gleichzeitig als eine translatorische Führung für den jeweiligen Endbereich des Endabschnitts fungiert. Auf gleiche oder ähnliche Weise wie der Karosserieanbindungsabschnitt können auch die jeweiligen Kopplungsabschnitte vorgesehen sein. Dies führt zu einer Abknickung bzw. Biegung (je nach Ausgestaltung des Luftleitelements) an den Kopplungsabschnitten des Luftleitelements bzw. zwischen dem Mittelabschnitt und den jeweiligen Endabschnitten bei Verfahren des Luftleitelements in die Betriebsstellung, so dass der Mittelabschnitt des Luftleitelements in dessen Betriebsstellung ausgefahren werden kann und dabei ideal ausgelegt bzw. (in einem bestimmten Anstellwinkel) angestellt werden kann, während die Endabschnitte zumindest mit deren Endbereichen karosserienah bzw. -näher als die jeweils anderen Endbereiche der Endabschnitte verbleiben. Die äußeren Enden des als Spoilerblatt oder Flügelblatt ausgeführten Luftleitelements stehen somit nicht von der Fahrzeugkarosserie in dem Ausmaß hervor, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. Selbstverständlich lässt sich das Luftleitelement der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung an die jeweiligen Anforderungen des Kraftfahrzeugs anpassen; beispielsweise sind die Knickposition, die Kinematik, etc. des Luftleitelements im Hinblick an die Gegebenheiten bzw. Anforderungen an die Außenhautgeometrie des Fahrzeugs, die Herstellbarkeit, den zur Verfügung gestellten Bauraum, den Konstruktions- und Werkstoffmöglichkeiten anpassbar. Wie bereits vorstehend erwähnt, können derartige Luftleitvorrichtungen an Fahrzeugen unterschiedlicher Ausführungen vorgesehen sein, beispielsweise an Fahrzeugen mit Stufen-, Fließ- oder Vollheck. Alternativ können die Luftleitvorrichtungen aber auch an anderen geeigneten Stellen (je nach den entsprechenden Anforderung und dem Bedarf) als dem Fahrzeugheck zur Beeinflussung des aerodynamischen Verhaltens des Fahrzeugs vorgesehen sein, beispielsweise am Fahrzeugdach, an der C-Säule, A-Säule, der Fahrzeugfront, etc. Anhand der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung werden die Endabschnitte zumindest teilweise nahe an der Fahrzeugkarosserie gehalten, während der Mittelabschnitt in eine optimale Position zur Beeinflussung des Fahrzeugluftwiderstands, des Auftriebs bzw. Abtriebs in die ausgefahrene Betriebsstellung übergeführt werden kann. Dabei stehen gefährliche Kanten der Enden bzw. der Endabschnitte an den äußeren Enden des Luftleitelements nicht mehr hervor. Selbstverständlich ist es nicht zwangsweise erforderlich, dass die optimale Position des Luftleitelements lediglich in Abhängigkeit von aerodynamischen Gesichtspunkten gewählt wird. Ebenso können weitere Faktoren, wie beispielsweise das Design neben der Einstellung des aerodynamischen Verhaltens des Fahrzeugs, für die Wahl der optimalen Position des Luftleitelements ausschlaggebend sein.
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Die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung kann in vorteilhafter Weise derart weitergebildet werden, dass das Luftleitelement derart ausgebildet ist, dass der Endabschnitt oder die Endabschnitte über deren fahrzeugkarosserieseitige Anbindung bzw. Fahrzeugkarosserieanbindung rotatorisch und optional translatorisch in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie bewegbar sind. Wie bereits vorstehend erwähnt, können die Fahrzeugkarosserieanbindungsabschnitte der jeweiligen Endabschnitte auf beliebige dem Fachmann bekannte Weise realisiert werden, solange die Anbindung den jeweiligen Endbereichen der jeweiligen Endabschnitte einen rotatorischen und optional einen translatorischen Freiheitsgrad einräumt. Im Hinblick auf den translatorischen Freiheitsgrad sind teleskopartige Hülsenlösungen oder Führungen denkbar, während zur rotatorischen Bewegbarkeit Gelenke oder Scharniere vorgesehen sein können. Selbstverständlich kann der rotatorische sowie translatorische Freiheitsgrad auch aufgrund von gewissen Materialeigenschaften, beispielsweise durch Verwendung von biegbaren und/oder dehn- oder streckbaren Materialien, erzielt werden. Zur Vermeidung von Spannungen bzw. als Ausgleichsbewegung im Ansprechen auf die Überführung des Luftleitelements von dessen Ruhestellung in dessen Betriebsstellung ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Endabschnitte karosserieseitig derart angebunden sind, dass sie sowohl rotatorisch und zum Längenausgleich translatorisch, beispielsweise entlang der Fahrzeugkarosserie oder auch entlang einem bestimmten Winkel einer Führung bewegbar sind. Dabei ist es ausreichend, wenn die jeweiligen Kopplungsabschnitte der jeweiligen Endabschnitte nur rotatorisch in Bezug auf den Mittelabschnitt bewegbar sind. Ebenso ist aber auch der umgekehrte Fall möglich. Das heißt, die Endabschnitte sind nur rotatorisch an die Fahrzeugkarosserie angebunden, während die Kopplungsabschnitte einen rotatorischen und translatorischen Freiheitsgrad der jeweiligen Endabschnitte in Bezug auf den Mittelabschnitt zulassen.
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Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung so ausgestaltet werden, dass das Luftleitelement derart ausgebildet ist, dass der Endabschnitt oder die Endabschnitte über deren jeweilige Kopplung mit dem Mittelabschnitt rotatorisch und optional translatorisch in Bezug auf den Mittelabschnitt bewegbar sind. Eine rein rotatorische Ankopplung der Endabschnitte mit dem Mittelabschnitt ist vor allem dann ausreichend, wenn die jeweiligen Endabschnitte rotatorisch und translatorisch in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie angebunden sind. Sind hingegen die Endabschnitte lediglich rotatorisch an die Fahrzeugkarosserie angebunden, so wird die Kopplung zwischen den Endabschnitten und dem Mittelabschnitt vorzugsweise als eine einen rotatorischen und translatorischen Freiheitsgrad zulassende Kopplung ausgeführt. Selbstverständlich können aber auch sämtliche Kopplungs- und Karosserieanbindungsabschnitte derart ausgelegt sein, dass sie sowohl einen rotatorischen als auch translatorischen Freiheitsgrad zulassen.
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Weiterhin kann die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung so ausgestaltet werden, dass das Luftleitelement derart ausgebildet ist, dass der Mittelabschnitt zumindest abschnittsweise in dessen Abmessungen, insbesondere in zumindest dessen Breitenabmessungen, variabel einstellbar ist. Unter Breitenabmessung des Luftleitelements soll eine Abmessung verstanden werden, welche sich zumindest in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung des Fahrzeugs) erstreckt.
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In diesem Zusammenhang kann die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung in vorteilhafter Weise so verwirklicht werden, dass das Luftleitelement derart ausgebildet ist, dass Endbereiche des Mittelabschnitts in Bezug auf einen zwischen den Endbereichen angeordneten Mittenbereich des Mittelabschnitts translatorisch zur variablen Einstellung der Breitenabmessung des Mittenabschnitts bewegbar sind.
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Alternativ kann die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung so umgesetzt werden, dass das Luftleitelement derart ausgebildet ist, dass der Mittelabschnitt angrenzende Bereiche umfasst, die zur variablen Einstellung der Breitenabmessung des Mittelabschnitts relativ zueinander translatorisch bewegbar sind.
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Weiterhin kann die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung so weitergebildet werden, dass das Luftleitelement derart ausgebildet ist, dass der Endabschnitt oder die Endabschnitte über deren karosserieseitige Anbindung rotatorisch und optional translatorisch von der Fahrzeugkarosserie versetzbar oder entlang dem Formverlauf der Fahrzeugkarosserie geführt sind.
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Ferner kann die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung so verwirklicht werden, dass das Luftleitelement derart ausgebildet ist, dass die Kopplung zwischen dem Mittelabschnitt und dem Endabschnitt oder den jeweiligen Endabschnitten durch ein Lager zur rotatorischen und optionalen translatorischen Führung des Endabschnitts oder der jeweiligen Endabschnitte gebildet wird.
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Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung so umgesetzt werden, dass das Luftleitelement derart ausgebildet ist, dass die Kopplung zwischen dem Mittelabschnitt und dem Endabschnitt oder den jeweiligen Endabschnitten durch eine elastische Verbindung, die eine rotatorisch und optional translatorische Bewegung des Endabschnitts oder der jeweiligen Endabschnitte in Bezug auf den Mittelabschnitt zulässt, gebildet wird. Insbesondere kann durch die elastische Verbindung, welche beispielsweise durch entsprechenden Werkstoffeinsatz erzielt werden kann, eine Biegung bzw. Abknickung zwischen den jeweiligen Endabschnitten und dem Mittelabschnitt bei in Betriebsstellung befindlichem Luftleitelement realisiert werden. In diesem Fall ist es insbesondere möglich, dass Luftleitelement einteilig mit entsprechenden elastischen Verbindungsabschnitten an geeigneten Stellen des Luftleitelements herzustellen.
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Ferner kann die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung so verwirklicht werden, dass das Luftleitelement in dessen Ruhestellung zumindest abschnittsweise bündig an dem Formverlauf der Fahrzeugkarosserie angrenzt bzw. anschließt und/oder in dessen Betriebsstellung gegenüber der Fahrzeugkarosserie versetzt ist. Beispielsweise befindet sich das Luftleitelement bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten in dessen Ruhestellung, da es in diesem Fall nicht zwangsweise notwendig sein muss, das aerodynamische Verhalten des Fahrzeugs mittels des Luftleitelements zu beeinflussen. Bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten ist das Luftleitelement vorzugsweise in dessen ausgefahrener Betriebsstellung, um beispielsweise die hinterachsigen Fahrzeugabtriebswerte etc. zu erhöhen. Jedoch ist es nicht zwangsweise notwendig, dass das Luftleitelement in der eingefahrenen Ruhestellung bündig an den Formverlauf der Fahrzeugkarosserie angrenzt. Ebenso ist denkbar, dass das Luftleitelement in dessen Ruhestellung geringfügig von der Fahrzeugkarosserie beabstandet bzw. versetzt ist und bei Überführung in dessen Betriebsstellung noch weiter von der Karosserie versetzt wird.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung, bei der sich das Luftleitelement in der Ruhestellung befindet;
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2 eine schematische Hinteransicht der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung, bei der sich das Luftleitelement – wie auch in 1 – in der Ruhestellung befindet;
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3 eine schematische perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung, bei der sich das Luftleitelement in der Betriebsstellung befindet;
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4 eine schematische Hinteransicht der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung, bei der sich das Luftleitelement – wie auch in 3 – in der Betriebsstellung befindet; und
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5(a)–(g) schematische Ansichten von unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung.
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6(a)–(b) schematische Ansichten von weiteren unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung.
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1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung 10, bei der sich ein Luftleitelement 12 der Luftleitvorrichtung 10 in einer eingefahrenen Ruhestellung befindet. 2 zeigt eine schematische Hinteransicht der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung 10, bei der sich das Luftleitelement 12 – wie auch in 1 – in der eingefahrenen Ruhestellung befindet. Hingegen zeigt 3 eine schematische perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung 10, bei der sich das Luftleitelement 12 in einer ausgefahrenen Betriebsstellung befindet und von der Fahrzeugkarosserie beabstandet bzw. versetzt ist. 4 veranschaulicht eine schematische Hinteransicht der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung 10, bei der sich das Luftleitelement 12 – wie auch in 3 – in der ausgefahrenen Betriebsstellung befindet.
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Wie aus den 1–4 ersichtlich ist, ist die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug, in diesem Fall einen PKW, vorgesehen, wobei die Luftleitvorrichtung 10 im dargestellten Fall an einem Fahrzeugheck, insbesondere einem Fließheck, des Kraftfahrzeugs angebracht ist. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung auch an Fahrzeugen mit unterschiedlichen Heckausführungen vorgehsehen sein oder kann an anderer Stelle des Fahrzeugs angebracht werden.
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Die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung 10 umfasst das Luftleitelement 12, welches sich über einen nachstehend näher schematisch erläuterten Mechanismus zwischen der eingefahrenen Ruhestellung, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, und der sich von der Ruhestellung unterscheidenden ausgefahrenen Betriebsstellung, wie in den 3 und 4 gezeigt ist, verfahrbar ist. Wie insbesondere aus den 1 und 2 ersichtlich ist, grenzt das Luftleitelement 12 der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung 10 im dargestellten Fall in dessen Ruhestellung bündig an den Formverlauf der Fahrzeugkarosserie an bzw. schließt bündig mit dieser ab, während das Luftleitelement 12 in dessen ausgefahrener Betriebsstellung gegenüber der Fahrzeugkarosserie zumindest abschnittsweise versetzt bzw. beabstandet ist, wie in den 3 und 4 gezeigt ist, um die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs zu beeinflussen, beispielsweise um die Heckabtriebskräfte des Fahrzeugs zu erhöhen, etc.
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Wie aus den 1–4 weiterhin ersichtlich ist, umfasst das Luftleitelement 12 einen Mittelabschnitt 16 sowie zwei mit dem Mittelabschnitt 16 jeweils über einen Kopplungsabschnitt 20 (5) gekoppelte Endabschnitte 14, wobei der Kopplungsabschnitt 20 somit teilweise einen Endbereich des jeweiligen Endabschnitts 14 ausbilden kann. Dabei sind die jeweiligen Endabschnitte 14 einerseits – wie vorstehend erwähnt – mit dem Mittelabschnitt 16 über den Kopplungsabschnitt 20 (welcher teilweise einen anderen Endbereich des jeweiligen Endabschnitts 14 ausbilden kann) und andererseits über jeweilige Karosserieanbindungsabschnitte 18 (5) mittelbar oder unmittelbar mit der Fahrzeugkarosserie so verbunden, dass durch Verfahren des Mittelabschnitts 16 des Luftleitelements 12 zwischen der Ruhestellung und der Betriebsstellung eine Winkellage von dem jeweils karosserieseitig angebundenen und jeweils mit dem Mittelabschnitt 16 gekoppelten Endabschnitten 14 des Luftleitelements 12 in Bezug auf den Mittelabschnitt 16 verändert wird. Insbesondere wird dabei die Winkellage zwischen dem Mittelabschnitt 16 und den jeweiligen Endabschnitten 14 derart verändert, dass die jeweiligen Endbereiche der jeweiligen Endabschnitte 14, d. h. die äußeren Enden des Luftleitelements 12, karosserienah eingeschränkt gegenüber dem Mittelabschnitt 16 verfahren werden oder ortsfest verbleiben, während die jeweils anderen Endbereiche der jeweiligen Endabschnitte 14 der Bewegung des Mittelabschnitts 16 zumindest teilweise folgen. Die schematische Umsetzung dieses Ein- und Ausfahrmechanismus des Luftleitelements 12 wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 und 6 erläutert.
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5(a)–(g) zeigen schematische Ansichten von unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung 10. Nachstehend werden somit unter Bezugnahme auf die 5(a)–(g) der Bewegungsablauf von Luftleitelementen 12 von Luftleitvorrichtungen 10 unterschiedlicher Ausführungsformen von der eingefahrenen Ruhestellung zu der ausgefahrenen Betriebsstellung beschrieben, wobei diesbezüglich näher auf die Kopplungen zwischen den Endabschnitten 14 des Luftleitelements 12 mit dem Mittelabschnitt 16 sowie auf die karosserieseitige Anbindungen der Endabschnitte 14 mit der Fahrzeugkarosserie eingegangen wird, ebenso wie auf unterschiedliche Ausführungen des Mittelabschnitts.
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5(a) zeigt die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung 10, bei der sich das Luftleitelement 12 in dessen eingefahrener Ruhestellung befindet, wie beispielsweise in den 1 und 2 dargestellt ist. Die in 5(a) gezeigte Stellung des Luftleitelements ist dabei Ausgangspunkt für sämtliche der nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, die in den 5(b) bis 5(g) gezeigt sind.
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5(b) zeigt die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Fall sind die jeweiligen Endabschnitte 14 über deren fahrzeugkarosserieseitige Anbindung bzw. über deren jeweiligen Karosserieanbindungsabschnitt 18 rotatorisch und translatorisch in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie bewegbar gelagert, während die Endabschnitte 14 weiterhin über deren jeweilige Kopplung bzw. über deren jeweiligen Kopplungsabschnitt 20 mit dem Mittelabschnitt 16 nur rotatorisch in Bezug auf den Mittelabschnitt 16 bewegbar sind. Bei in eingefahrener Ruhestellung befindlichem Luftleitelement 12 wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Ausfahrbewegung von der eingefahrenen Ruhestellung zur ausgefahrenen Betriebsstellung des Luftleitelements derart bewirkt, dass der Mittelabschnitt 16 von dessen Ruhestellung in die Betriebsstellung verfahren bzw. bewegt wird, so dass sich gleichzeitig die jeweiligen Endabschnitte 14 relativ zu dem Mittelabschnitt 16 drehen. Gleichzeitig drehen sich die jeweiligen Endabschnitte 14 in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie und werden entlang dem Formverlauf der Fahrzeugkarosserie geführt, was durch den Karosserieanbindungsabschnitt 18 ermöglicht wird, der sowohl einen rotatorischen als auch entlang der Fahrzeugkarosserie translatorischen Freiheitsgrad zulässt.
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5(c) zeigt die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch, dass die jeweiligen Endabschnitte 14 zwar auch karosserieseitig rotatorisch und translatorisch in Bezug auf die Karosserie über deren Anbindungsabschnitt 18 angebunden sind. Jedoch bewegen sich die jeweiligen Endbereiche der jeweiligen Endabschnitte 14 nicht entlang der Fahrzeugkarosserie bei der Überführung des Luftleitelements 12 von der Ruhestellung in die Betriebsstellung. Vielmehr ermöglicht der Karosserieanbindungsabschnitt 18 eine rotatorische Bewegung der jeweiligen Endabschnitte 14 derart, dass die jeweiligen Endabschnitt in einem bestimmten bzw. in beliebigen Winkeln von der Fahrzeugkarosserie translatorisch versetzbar sind. Beispielsweise kann dies durch jeweilige Karosserieanbindungsabschnitte 18 realisiert werden, die ein Gelenk mit einem karosseriefesten Gelenkelement und einem demgegenüber drehbaren Gelenkelement aufweisen, wobei das drehbare Gelenkelement ferner als translatorische Führung für den jeweiligen Endabschnitt 14 ausgebildet ist.
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5(d) zeigt die Luftleitvorrichtung 10 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Luftleitvorrichtung 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der Luftleitvorrichtung 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch, dass die jeweiligen Endabschnitte 14 nur rotatorisch über deren Karosserieanbindungsabschnitte 18 an die Fahrzeugkarosserie angebunden sind, während die Endabschnitte 14 mit dem Mittelabschnitt 16 rotatorisch und translatorisch über deren Kopplungsabschnitt 20 gekoppelt sind. Insbesondere wird dadurch ermöglicht, dass der Karosserieanbindungsabschnitt 18 eine rotatorische Bewegung der jeweiligen Endabschnitte 14 zulässt, während die jeweiligen Endabschnitte 14 in einem bestimmten bzw. in beliebigen Winkeln in Bezug auf den Mittelabschnitt 16 eingestellt werden können und in diesem Winkel translatorisch gegenüber dem Mittelabschnitt 16 versetzbar sind. Die Kopplungsabschnitte 20 dieses Ausführungsbeispiels können demnach ähnlich wie die Karosserieanbindungsabschnitte 18 des Ausführungsbeispiels von 5(c) ausgebildet werden.
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5(e) zeigt eine Luftleitvorrichtung 10 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Luftleitvorrichtung 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der Luftleitvorrichtung 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch, dass der Mittelabschnitt 16 Endbereiche aufweist, die in Bezug auf einen zwischen den Endbereichen angeordneten Mittenbereich des Mittelabschnitts 16 translatorisch zur variablen Einstellung der Breitenabmessung des Mittelabschnitts 16 bewegbar sind. Dementsprechend lässt der Kopplungsabschnitt 20 dieses Ausführungsbeispiels eine translatorische Bewegung des Endabschnitts nur in einem bestimmten Winkel, beispielsweise in Breitenerstreckungsrichtung des Mittelabschnitts 16, zu. Selbstverständlich sind die jeweiligen Endabschnitte 14 aber auch rotatorisch in Bezug auf den Mittelabschnitt 16 bewegbar. Im Übrigen entspricht die Luftleitvorrichtung 10 gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Luftleitvorrichtung 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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5(f) zeigt eine Luftleitvorrichtung 10 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Luftleitvorrichtung 10 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der Luftleitvorrichtung 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung lediglich dadurch, dass in diesem Fall der Mittelabschnitt 16 angrenzende Bereiche umfasst, die zur variablen Einstellung der Breitenabmessung des Mittelabschnitts 16 relativ zueinander translatorisch bewegbar sind. Dementsprechend wird der Mittelabschnitt 16 durch Verschiebung der angrenzenden Bereiche vergrößert, so dass sich die jeweiligen Endabschnitte 14 nur rotatorisch in Bezug auf die jeweiligen Bereiche des Mittelabschnitts 16 bewegen und gleichzeitig nur rotatorisch in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie bewegen. In einer Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels können auch die Endabschnitte 14 des Luftleitelements 12 variabel in deren Abmessungen eingestellt werden, wie dies beispielhaft in 5(g) dargestellt ist, welche eine Abwandlung zu dem in 5(f) gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt; dies entweder zusätzlich zu dem Mittelabschnitt 16 oder auch allein, wie dies in Figur (g) dargestellt ist.
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Wie aus den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ersichtlich ist, sind die jeweiligen Kopplungen zwischen den jeweiligen Endabschnitten 14 mit dem Mittelabschnitt 16 und der Fahrzeugkarosserie zumindest mit rotatorischen Freiheitsgrad ausgestaltet, wobei es ausreichend ist, zumindest einen translatorischen Freiheitsgrad über die jeweiligen Kopplungen und/oder über die Mittel- und Endabschnitte selbst zur Verfügung zu stellen. Um die bei dem Verfahren des Luftleitelements 12 von der Ruhestellung in die Betriebsstellung erforderlichen Abmessungsänderungen kompensieren zu können (und dadurch etwaige Verspannungen zu vermeiden), ist in diesen Ausführungsbeispielen vorgesehen, neben den rotatorischen Freiheitsgraden zumindest einen translatorischen Freiheitsgrad, sei es in den jeweiligen Kopplungen oder in den jeweiligen Abschnitten selbst, zur Verfügung zu stellen.
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Selbstverständlich können die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele auf beliebige Weise kombiniert werden.
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Wie vorstehend erwähnt ist, sind die jeweiligen Anbindungen und Kopplungen der entsprechenden Abschnitte aus dem Stand der Technik bereits bekannt und können beispielsweise durch Gelenke und entsprechende Führungen realisiert werden.
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6(a)–(b) zeigen schematische Ansichten von weiteren unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung 10.
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Wie aus 6(a) ersichtlich ist, werden die jeweiligen Kopplungen und Anbindungen zwischen den entsprechenden Abschnitten 14, 16 und der Karosserie durch elastische Verbindungen ermöglicht, die eine rotatorische sowie gegebenenfalls translatorische Bewegung der jeweiligen Abschnitte zulassen können. Zudem können auch die entsprechenden Endabschnitte 14 flexibel ausgestaltet werden, wie in 6(a) gezeigt ist. Insbesondere können derartige flexible Verbindungen bzw. elastische Verbindungen anhand der Wahl geeigneten Materials realisiert werden. Dementsprechend weist ein so ausgestaltetes Luftleitelement 12 dann einen Mittelabschnitt 16 sowie jeweilige biegbare und vorzugsweise auch dehnbare Endabschnitte 14 auf, wobei zumindest die Kopplungen zwischen den jeweiligen Endabschnitten 14 und dem Mittelabschnitt 16 sowie zwischen den jeweiligen Endabschnitten 14 und der Fahrzeugkarosserie anhand eines elastischen Materials verwirklicht werden. Der translatorische und rotatorische Freiheitsgrad wird in diesem Fall durch die Kopplungsabschnitte und Anbindungsabschnitte zur Verfügung gestellt; beispielweise dadurch, dass sich die Kopplungs- und Anbindungsabschnitte entsprechend biegen und dehnen bzw. strecken lassen. Dementsprechend ist ein so hergestelltes Luftleitelement quasi ein einteiliges Luftleitelement.
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Eine weitere Abwandlung des in 6(a) gezeigten Ausführungsbeispiels ist in 6(b) gezeigt. Das in 6(b) gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 6(a) gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der rotatorische und translatorische Freiheitsgrad durch die Biegefähigkeit sowie Dehnbarkeit bzw. Streckbarkeit des gesamten Luftleitelements 12 realisiert wird.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Luftleitvorrichtung
- 12
- Luftleitelement
- 14
- Endabschnitt
- 16
- Mittelabschnitt
- 18
- Karosserieanbindungsabschnitt
- 20
- Kopplungsabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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