DE102011111456A1

DE102011111456A1 - Luftleiteinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011111456A1
Application number: DE102011111456A
Authority: DE
Inventors: Steffen Hölzel; Gerard Nijman; Mike Peeters; Chris Paulus
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG; Apollo Vredestein BV
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: CN102975779A; DE102011111456B4; CN102975779B; US20130049399A1; US8562067B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftleiteinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer sich in Fahrzeugquerrichtung (FQ) erstreckenden Spoilerlippe (12), einer Betätigungseinrichtung (34) für die Spoilerlippe (12), derart, dass die Spoilerlippe (12) zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung (RS) und einer ausgefahrenen Maximalstellung (MS) bewegbar ist, wobei die Spoilerlippe (12) im Bereich seiner zu einer Fahrbahn gerichteten Längsseite (22) ein biegeelastisches Staborgan (24) aufweist, dass in einer Führungseinrichtung (26) beweglich geführt ist, wobei eine Wegmesseinrichtung (40) vorgesehen ist, die eine Position des Staborgans (24) detektiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftleiteinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Spoilerlippe, einer Betätigungseinrichtung für die Spoilerlippe, derart, dass die Spoilerlippe zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung und einer ausgefahrenen Maximalstellung bewegbar ist, wobei die Spoilerlippe im Bereich seiner zu einer Fahrbahn gerichteten Längsseite ein biegeelastisches Staborgan aufweist, das in einer Führungseinrichtung beweglich geführt ist.
Eine derartige Luftleiteinrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 484 237 B1 bekannt. Hierbei umfasst diese Luftleiteinrichtung eine sich im Fahrzeugbug in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Spoilerlippe, die über ein Betätigungselement zwischen einer eingefahreren Ruhestellung und einer ausgefahrenen Maximalstellung bewegbar ist. Hierdurch wird eine aerodynamische Wirkung erreicht, die insbesondere die Abtriebswerte des Kraftfahrzeuges optimieren soll. Die Betätigungseinrichtung gemäß der EP 1 484 237 B1 ist als flexibler, aufblasbarer Schlauch ausgebildet, der durch Be- oder Entfüllen die Spoilerlippe in unterschiedlichen Stellungen zwischen der eingefahreren Ruhestellung und der ausgefahrenen Maximalstellung überführen kann. Beim Befüllvorgang wird das Elastomer der pneumatischen Aktuatoren elastisch deformiert, wodurch eine Rückstellkraft aufgebaut wird, die beim Entfüllvorgang die Spoilerlippe wieder in Richtung der Ruhestellung zurückführt. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Luftleiteinrichtung besteht darin, dass keine Rückmeldung über die eingenommene Stellung der Spoilerlippe erfolgt. Um jedoch die Abtriebswerte des Kraftfahrzeuges optimal den Fahrumständen anzupassen, ist es notwendig, die Stellung der Spoilerlippe im Fahrbetrieb detektieren zu können.
Somit stellt sich die Aufgabe, eine Luftleiteinrichtung bereitzustellen, die den oben genannten Nachteil vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Luftleiteinrichtung dadurch gelöst, dass eine Wegmesseinrichtung vorgesehen ist, die eine Position des Staborgans detektiert. Hierdurch ist es auf besonders einfache und damit kostengünstige Art und Weise möglich, eine Rückmeldung während des Fahrbetriebs über die Stellung der Spoilerlippe zu erhalten. Es erfolgt keine Änderung des Antriebskonzeptes und aufgrund des bereits vorhandenen Staborgans sind lediglich zusätzliche Bauteile der Wegmesseinrichtung erforderlich. Des Weiteren ist durch eine derartige erfindungsgemäße Lösung gewährleistet, dass die Wegmesseinrichtung gegenüber Umwelteinflüssen bzw. mechanischen Deformationen geschützt ist und dementsprechend eine sichere Detektion erfolgen kann. Da die Spoilerlippe im Bereich seiner zur Fahrbahn gerichteten Längsseite und damit auch das biegeelastische Staborgan eine elastische Längendehnung erfährt, ist ein direkter Rückschluss auf die Position der Spoilerlippe möglich. Somit ergibt sich eine Luftleiteinrichtung, die auch nach hartem Aufsetzen auf eine Fahrbahnfläche bzw. Bordsteinberührung noch einwandfrei funktioniert.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung wird dadurch geschaffen, dass die Wegmesseinrichtung mindestens einen berührungslosen Sensor und mindestens einen mit dem Staborgan direkt oder indirekt verbundenen Magneten aufweist. Hierbei kann der Sensor in vorteilhafter Weise ein induktiver Sensor oder ein Hall-Sensor sein. Vorteilhafter Weise ist der mindestens eine Magnet in einer Führungshülse angeordnet, so dass die Lage des Magneten bezüglich des Sensors eindeutig definiert ist. Diese Führungshülse kann dabei vorteilhafter Weise aus PTFE, gefertigt sein, um die Reibung des Magneten in der Führungshülse zu minimieren. Um das Staborgan ständig unter Vorspannung zu halten und auf diese Weise Messungenauigkeiten durch Toleranzen zu vermeiden, kann ein Federorgan vorgesehen sein, derart, dass das Staborgan gegenüber einem feststehenden Gehäuseteil unter Vorspannung steht.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung ist das Staborgan mit einem ersten freien Ende an einem feststehenden Gehäuseteil fixiert und mit einem zweiten freien Ende mit dem mindestens einen Magneten direkt oder indirekt verbunden. Diese Ausführungsform weist einen montagetechnisch einfachen und bauteiloptmierten Aufbau auf.
Bei einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung ist das Staborgan mittig in der Führungseinrichtung fixiert und sind beide freien Enden jeweils mit mindestens einem Magneten direkt oder indirekt verbunden, wobei zwei Sensoren vorgesehen sind, die jeweils mit dem mindestens einen Magneten in Wirkverbindung stehen. Diese Variante erfordert zwar eine genauere Sensorik und einen größeren Bauteileaufwand, jedoch fällt die zu detektierende Lageänderung des Staborganes geringer aus, wodurch der Bauraumbedarf der Wegmesseinrichtung reduziert werden kann.
Vorteilhafter Weise ist die Betätigungseinrichtung eine pneumatische Betätigungseinrichtung, die mindestens einen aufblasbaren Aktuator aufweist. Hierbei kann im Bereich des freien Endes der Spoilerlippe eine Haltevorrichtung vorgesehen sein, die als magnetische Haltevorrichtung ausgebildet ist. Um optimale Abtriebswerte des Fahrzeuges zu gewährleisten, können Steuermittel vorgesehen sein, die die Spoilerlippe zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung und einer ausgefahrenen Maximalstellung stufenlos verstellen. Hierdurch können jegliche Zwischenstellungen der Spoilerlippe abhängig von den Fahrbedingungen eingestellt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Hierbei zeigt:
1 in perspektivischer Ansicht einen Frontbereich eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung,
2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung aus 1,
3 eine Unteransicht der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung aus 1, und
4 eine Detailansicht einer Wegmesseinrichtung für die erfindungsgemäße Luftleiteinrichtung aus 1.
1 zeigt einen Frontabschnitt 2 eines Kraftfahrzeuges. Der Frontabschnitt 2 umfasst seitliche Kotflügel 4, eine dazwischen angeordnete Motorhaube 6 sowie ein der Motorhaube 6 und den Kotflügeln 4 vorgelagertes Bugteil 8. Das Bugteil 8 bildet das vordere Ende der Frontpartie 2 des Kraftfahrzeuges. Unterhalb des Bugteiles 8 ist nun eine erfindungsgemäße Luftleiteinrichtung 10 angeordnet, von der in der vorliegenden Ansicht lediglich eine Spoilerlippe 12 zu sehen ist. Die Spoilerlippe 12 befindet sich in der vorliegenden Ansicht in einer eingefahrenen Ruhestellung RS. Die Spoilerlippe 12 erstreckt sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung FQ und endet mit seinen freien Enden 14, 16 an der Unterseite von seitlichen Längsabschnitten 18 des Bugteiles 8.
2 zeigt nun einen Schnitt durch den Frontabschnitt 2 des Kraftfahrzeuges aus 1 in schematischer Form, sowohl in Ruhestellung RS (links), als auch in Maximalstellung MS (rechts). Durch die erfindungsgemäße Luftleiteinrichtung 10 können sämtliche Zwischenstellungen zwischen der Ruhestellung RS und der Maximalstellung MS stufenlos und optimiert hinsichtlich der Abtriebswerte des Kraftfahrzeuges angesteuert werden. Die Spoilerlippe 12 der Luftleiteinrichtung 10 ist beweglich in einer Adapterplatte 20, die an der Unterseite des Bugteils 8 angeordnet ist, gelagert. Die Spoilerlippe 12 weist im Bereich seiner zu einer nicht dargestellten fahrbahngerichteten Längsseite 22 ein biegeelastisches Staborgan 24 auf, das in einer Führungseinrichtung 26 beweglich geführt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Führungseinrichtung 26 aus einem sich über die gesamte Spoilerlippenlänge erstreckenden Keder, es ist aber auch denkbar, dass die Führungseinrichtung 26 aus in die Spoilerlippe 12 eingespritzten Teilstücken aufgebaut ist. Das Staborgan 24 besteht in vorteilhafter Weise aus PTFE, PTFE-ummanteltem GFK oder einem anderen Kunststoff, um mit minimaler Haft- und Gleitreibung in der Führungseinrichtung 26 geführt werden zu können.
Um auch bei Erschütterungen und einem unruhigen Fahrbahnprofil die Spoilerlippe 12 sicher in der eingefahrenen Ruhestellung zu lagern, ist eine Haltevorrichtung 28 vorgesehen, die im Wesentlichen aus einem in der Adapterplatte 20 gelagerten ersten Magneten 30 und einem in der Spoilerlippe angeordneten zweiten Magneten 32 besteht.
Des Weiteren ist eine Betätigungseinrichtung 34 vorgesehen, durch die die Spoilerlippe 12 zwischen der eingefahrenen Ruhestellung RS und der ausgefahrenen Maximalstellung MS bewegbar ist. Die Betätigungseinrichtung 34 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine an sich bekannte pneumatische Betätigungseinrichtung 34 ausgebildet, die sogenannte Aktuatoren 36, 38 umfasst, die mit Luft befüllbar bzw. entfüllbar sind.
Um nun die aktuelle Position der Spoilerlippe 12, insbesondere auch in jeder Zwischenstellung erfassen zu können, und einer Fahrzeugsteuerung und damit auch dem Fahrer eine Rückmeldung geben zu können, ob die aerodynamisch vorgesehenen Abtriebswerte erreicht werden, ist erfindungsgemäß eine Wegmesseinrichtung 40 (siehe 3 und 4) vorgesehen, die eine Position des Staborganes 24 detektiert.
3 zeigt die Unterseite der Luftleiteinrichtung 10 mit der ausgefahreren Spoilerlippe 12. Die Ansicht ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel so gewählt, dass ein Staborgan 24 dargestellt ist, das aufgrund der ausgefahrenen Maximalstellung MS maximal weit aus einer Führungshülse 46 herausgezogen ist. Das Staborgan 24 selbst erfährt dabei keine bzw. nur eine minimale Längendehnung. Das Staborgan 24 ist mit einem ersten freien Ende 14 über ein Befestigungsorgan 42 mit dem Bugteil 8 fest verbunden. Das zweite freie Ende 16 des Staborganes 24 wirkt mit der Wegmesseinrichtung 40 zusammen. Hierzu ist das Staborgan 24, wie auch noch genauer dargestellt in 4, mit einem Magneten 44 verbunden, der in der Führungshülse 46 beweglich gelagert ist.
Es ist auch denkbar, dass gemäß einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung 2 das Staborgan 24 mittig in der Führungseinrichtung 26 fixiert ist und dass beide freien Enden 14, 16 jeweils mit einem Magneten 44 direkt oder indirekt verbunden sind, um mit betreffenden Sensoren in Wirkverbindung zu stehen.
4 zeigt nun eine Detailansicht der Wegmesseinrichtung 40. Das Staborgan 24 ist direkt mit einem in der Führungshülse 46 beweglich gelagerten Magneten 44 verbunden. Die Führungshülse 46 ist an einem feststehenden Gehäuseteil, hier der seitliche Längsabschnitt 18 des Bugteils 8, angeordnet. Zwischen dem Magneten 44 und einem Anschlagsende 48 der Führungshülse 46 ist eine Rückstellfeder 50 vorgesehen, die das Staborgan 24 ständig unter Vorspannung hält. Des Weiteren weist die Wegmesseinrichtung einen induktiven Sensor 52 auf, der die Position des Magneten 44 detektiert. 4 zeigt das Staborgan 24 und damit die Spoilerlippe 12 in der eingefahrenen Ruhestellung RS. Wird die Spoilerlippe 12 nun ausgefahren, wirkt eine Längskraft auf das Staborgan 24 und der Magnet 44 wird in Richtung des Anschlagendes 48 bewegt. Auf diese Weise ist es möglich, sämtliche Positionen stufenlos zwischen der eingefahrenen Ruhestellung RS und der ausgefahrenen Maximalstellung MS erfassen zu können und an eine nicht weiter dargestellte Steuerungseinheit mit entsprechenden Steuermitteln übermitteln zu können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1484237 B1 [0002, 0002]

Claims

Luftleiteinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer sich in Fahrzeugquerrichtung (FQ) erstreckenden Spoilerlippe (12), einer Betätigungseinrichtung (34) für die Spoilerlippe (12), derart, dass die Spoilerlippe (12) zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung (RS) und einer ausgefahrenen Maximalstellung (MS) bewegbar ist, wobei die Spoilerlippe (12) im Bereich seiner zu einer Fahrbahn gerichteten Längsseite (22) ein biegeelastisches Staborgan (24) aufweist, dass in einer Führungseinrichtung (26) beweglich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wegmesseinrichtung (40) vorgesehen ist, die eine Position des Staborgans (24) detektiert.
Luftleiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmesseinrichtung (40) mindestens einen berührungslosen Sensor (52) und mindestens einen mit dem Staborgan (24) direkt oder indirekt verbundenen Magneten (44) aufweist.
Luftleiteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (52) ein induktiver Sensor oder ein Hall-Sensor ist.
Luftleiteinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Magnet (44) in einer Führungshülse (46) angeordnet ist.
Luftleiteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (46) aus Kunststoff, insbesondere PTFE, gefertigt ist.
Luftleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federorgan (50) vorgesehen ist, derart, dass das Staborgan (24) gegenüber einem feststehenden Gehäuseteil unter Vorspannung steht.
Luftleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Staborgan (24) mit einem ersten freien Ende (14) an einem feststehenden Gehäuseteil fixiert ist und mit einem zweiten freien Ende (16) mit dem mindestens einen Magneten (44) direkt oder indirekt verbunden ist.
Luftleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Staborgan (24) mittig in der Führungseinrichtung (26) fixiert ist und dass beide freien Enden (14, 16) jeweils mit mindestens einem Magneten (44) direkt oder indirekt verbunden sind, wobei zwei Sensoren (52) vorgesehen sind, die jeweils mit dem mindestens einen Magneten (44) in Wirkverbindung stehen.
Luftleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (34) eine pneumatische Betätigungseinrichtung ist, die mindestens einen aufblasbaren Aktuator (36, 38) aufweist.
Luftleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des freien Endes (22) der Spoilerlippe (12) eine Haltevorrichtung (28) vorgesehen ist.
Luftleiteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (28) eine magnetische Haltevorrichtung ist.
Luftleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel vorgesehen sind, die die Spoilerlippe (12) zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung (RS) und einer ausgefahrenen Maximalstellung (MS) stufenlos verstellen.