DE102012020738B4

DE102012020738B4 - Luftleiteinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012020738B4
Application number: DE102012020738.7A
Authority: DE
Inventors: Steffen Hölzel; Björn Förster; Gerard Nijman; Mike Ludovica Karel Peeters; Louis-Phillippe Antoine Eugene Maria Reuvekamp
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG; Apollo Vredestein BV
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2032-10-24
Also published as: JP2014084103A; JP6224409B2; US20140110970A1; RU140883U1; DE102012020738A1; US9126639B2

Abstract

Luftleiteinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer über eine Adaptereinrichtung (32) an einem Bugteil (8) des Kraftfahrzeugs montierbaren und sich in Fahrzeugquerrichtung (FQ) erstreckenden Spoilerlippe (12), und mit einer pneumatischen Betätigungseinrichtung (28) für die Spoilerlippe (12), mit Hilfe derer die Spoilerlippe (12) zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung und einer ausgefahrenen Stellung verlagerbar ist, wobei die Spoilerlippe (12) im Bereich eines freien Endes (20) derselben ein biegeelastisches Staborgan (24) aufweist, das in einer Führungseinrichtung (26) geführt ist,wobei die Spoilerlippe (12) derart an der Adaptereinrichtung (32) montiert ist, dass die Spoilerlippe (12) in einem von der Adaptereinrichtung (32) demontierten Zustand eine größere Krümmung senkrecht zur Längserstreckung der Spoilerlippe (12) aufweist als in der Ruhestellung in einem an der Adaptereinrichtung (32) montierten Zustand, wobei die Krümmung der Spoilerlippe (12) auch in der eingefahrenen Ruhestellung derselben eine Vorspannungskomponente der Spoilerlippe (12) bewirkt, sodass die der Spoilerlippe (12) mit einer ersten Vorspannungskomponente unter Vorspannung steht, welche der Verlagerung der Spoilerlippe (12) aus der Ruhestellung heraus in eine ausgefahrene Stellung entgegenwirkt, nämlich einer Bewegung des freien Endes (20) der Spoilerlippe (12) entlang einer gekrümmten Bahn bei der Überführung der Spoilerlippe (12) von der eingefahrenen Ruhestellung und in die ausgefahrene Stellung entgegenwirkt,wobei zusätzlich zu der ersten Vorspannungskomponente für die Spoilerlippe (12) dieselbe mit einer zweiten Vorspannungskomponente unter Vorspannung steht, wobei hierzu der Spoilerlippe (12) im Bereich des biegeelastischen Staborgans (24) mindestens ein Federelement (46) zugeordnet ist, welches auf die Spoilerlippe (12) die zweite Vorspannungskomponente der Vorspannung in die Ruhestellung ausübt, wobei die zweite Vorspannungskomponente einer Längenänderung des freien Endes der Spoilerlippe bei der Überführung der Spoilerlippe von der eingefahrenen Ruhestellung und in eine ausgefahrene Stellung entgegenwirkt, und wobei das oder jedes Federelement als Spiralfeder (46) ausgebildet ist, welches sich spiralförmig um das Staborgan (24) herum erstreckt und unter Vorspannung in der Spoilerlippe (12) einvulkanisiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftleiteinrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Aus der US 2003/0116996 A1 bzw. der DE 101 60 748 B4 und aus der US 2005/0012359 A1 bzw. der DE 103 25 654 A1 sind Luftleiteinrichtungen bekannt. Hierbei umfasst die jeweilige Luftleiteinrichtung eine sich am Fahrzeugbug in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Spoilerlippe aus einem Elastomer, die über eine pneumatische Betätigungseinrichtung zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung und einer ausgefahrenen Maximalstellung bewegbar ist. Hierdurch wird eine aerodynamische Wirkung erreicht, die insbesondere die Abtriebswerte des Kraftfahrzeuges optimieren soll. Die pneumatische Betätigungseinrichtung der aus dem Stand der Technik bekannten Luftleiteinrichtungen umfasst einen pneumatischen Aktuator mit Kammern, die durch Be- oder Entfüllen die Spoilerlippe zwischen der eingefahrenen Ruhestellung und der ausgefahrenen Maximalstellung überführen können. Beim Befüllvorgang wird das Elastomer der Spoilerlippe elastisch deformiert, wodurch eine Rückstellkraft aufgebaut wird, die beim Entfüllvorgang die Spoilerlippe wieder in Richtung der Ruhestellung zurückführt.
Elastomere, aus welchen die Spoilerlippe gefertigt werden können, verfügen bei Kälte über erhöhte Hysteresewerte, die ein automatisches Rückführen der Spoilerlippe in Richtung der Ruhestellung erschweren. Ferner verändern sich bei Kälte die Relaxationseigenschaften der Elastomere, sodass dann, wenn die Spoilerlippe bei Kälte längere Zeit ausgefahren war, die Spoilerlippe eine längere Zeit benötigt, um aus der ausgefahrenen Stellung wieder in die eingefahrene Ruhestellung überführt werden zu können. Dieses Kälte-Einfahrverhalten der Spoilerlippe ist von Nachteil.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine neuartige Luftleiteinrichtung eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Luftleiteinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist die Spoilerlippe derart an der Adaptereinrichtung montiert, dass die Spoilerlippe in der eingefahrenen Ruhestellung unter Vorspannung steht, welche der Verlagerung der Spoilerlippe aus der Ruhestellung heraus in eine ausgefahrene Stellung entgegenwirkt. Bedingt dadurch, dass die Spoilerlippe bereits in der eingefahrenen Ruhestellung unter Vorspannung steht, kann das Kälte-Einfahrverhalten derselben verbessert werden.
Die Spoilerlippe weist hierzu erfindungsgemäß in einem von der Adaptereinrichtung demontierten Zustand eine größere Krümmung auf als in der Ruhestellung in einem an der Adaptereinrichtung montierten Zustand, wobei die durch die Krümmung der Spoilerlippe in der Ruhestellung derselben bewirkte erste Vorspannungskomponente einer Bewegung des freien Endes der Spoilerlippe entlang einer gekrümmten Bahn bei der Überführung der Spoilerlippe von der eingefahrenen Ruhestellung und in eine ausgefahrene Stellung entgegenwirkt.
Nach der Erfindung ist der Spoilerlippe zusätzlich im Bereich des biegeelastischen Staborgans mindestens ein Federelement zugeordnet, welches auf die Spoilerlippe eine zweite Vorspannungskomponente in die Ruhestellung ausübt, wobei die durch das oder jedes Federelement in der Ruhestellung derselben bewirkte Vorspannungskomponente der Spoilerlippe einer Längenänderung des freien Endes der Spoilerlippe bei der Überführung der Spoilerlippe von der eingefahrenen Ruhestellung und in eine ausgefahrene Stellung entgegenwirkt.
Das oder jedes Federelement ist als Spiralfeder ausgebildet, welches sich spiralförmig um das Staborgan herum erstreckt, wobei die oder jede Spiralfeder vorzugsweise unter Vorspannung in der Spoilerlippe einvulkanisiert ist. Ein spiralförmig ausgeführtes Federelement, welches um das Staborgan herum geführt ist, erlaubt eine besonders vorteilhafte Bereitstellung der in der Ruhestellung in Fahrzeugquerrichtung wirkenden Vorspannungskomponente für die Spoilerlippe.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht eines Frontbereichs eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung;
2 eine Schnittansicht der 1 im Bereich der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung der 1 in einem ersten Zustand der Luftleiteinrichtung;
3 die Schnittansicht der 2 in einem zweiten Zustand der Luftleiteinrichtung;
4 unterschiedliche Krümmungen einer Spoilerlippe der Luftleiteinrichtung.

1 zeigt einen Frontabschnitt 2 eines Kraftfahrzeuges. Der Frontabschnitt 2 umfasst seitliche Kotflügel 4, eine dazwischen angeordnete Motorhaube 6 oder einen dazwischen angeordneten Kofferraumdeckel, 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. Die Spoilerlippe 12 erstreckt sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung FQ und endet mit freien Enden 14, 16 an der Unterseite von seitlichen Längsabschnitten 18 des Bugteiles 8.
2 und 3 zeigen einen Querschnitt durch den Frontabschnitt 2 des Kraftfahrzeugs der 1 im Bereich der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung 10, wobei die Querschnitte der 2 und 3 in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs verlaufen. 2 zeigt die Luftleiteinrichtung 10 in einem eingefahrenen, waagrechten Zustand bzw. einer Ruheposition und 3 zeigt dieselbe in einem maximal ausgefahrenen, senkrechten Zustand.
Die Spoilerlippe 12 der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung 10 ist vorzugsweise aus einem Elastomer gefertigt und unterliegt bei der Überführung derselben von der gezeigten Ruhestellung in eine ausgefahrene Stellung einer Längenänderung in Fahrzeugquerrichtung FQ.
Benachbart zu einem freien Ende 20 der Spoilerlippe 12 weist dieselbe einen sich in Fahrzeugquerrichtung FQ erstreckenden Kanal 22 auf, in den ein biegeelastisches Staborgan 24 eingesetzt ist.
Das biegeelastische Staborgan 24 ist in einer Führungseinrichtung 26 beweglich geführt, wobei die Führungseinrichtung 26 vorzugsweise aus einem sich über die gesamte Spoilerlippenlänge erstreckenden, längselastischen Keder besteht.
Das biegeelastische Staborgan 24 ist vorzugsweise aus einem PTFE, einem mit GFK ummantelten PTFE oder aus einem anderen Kunststoff gefertigt, damit derselbe mit minimaler Haft- und Gleitreibung in der Führungseinrichtung 26 geführt werden kann.
Zur Verlagerung der Spoilerlippe 12 zwischen der eingefahrenen Ruheposition und einer ausgefahrenen Position verfügt die Luftleiteinrichtung 10 über eine pneumatische Betätigungseinrichtung 28. Eine solche pneumatische Betätigungseinrichtung 28 verfügt über einen pneumatischen Aktuator 30, der mit Luft befüllbar bzw. entleerbar ist.
Die Luftleiteinrichtung 10 verfügt über eine Adaptereinrichtung 32, wobei die Spoilerlippe 12 mit einem dem freien Ende 20 gegenüberliegenden, anvulkanisiertem Ende 34 an der Adaptereinrichtung 32 gelagert ist. Die Verbindung zwischen diesem anvulkanisiertem Ende 34 der Spoilerlippe 12 und der Adaptereinrichtung 32 erfolgt vorzugsweise über eine Clipsverbindung.
Zusätzlich zu der Adaptereinrichtung 32 umfasst die Luftleiteinrichtung 10 weiterhin eine Befestigungseinrichtung 36, wobei einerseits die Adaptereinrichtung 32 und die Befestigungseinrichtung 36 untereinander verbunden sind, und wobei andererseits die Luftleiteinrichtung 10 über die Adaptereinrichtung 32 und die Befestigungseinrichtung 36 mit einer Bugverkleidung 38 des Bugteils 8 des Kraftfahrzeugs verbindbar ist.
Der pneumatische Aktuator 30 verfügt über mehrere mit Luft befüllbare Kammern 40, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel der Aktuator 30 fünf derartige Kammern 40 umfasst. Eine erste äußere Kammer 40 greift benachbart zum freien Ende 20 an der Spoilerlippe 12 und eine zweite äußere Kammer 40 greift an der Adapterplatte 32 an.
Zwischen diesen beiden äußeren Kammern 40 sind mehrere mittlere Kammern 40 angeordnet, die jeweils an eine der äußeren Kammern 40 und/oder an mindestens eine mittlere Kammer 40 angrenzen.
Um die Spoilerlippe 12 in der eingefahrenen Position an der Adapterplatte 12 zu halten bzw. fixieren, sind sowohl der Adaptereinrichtung 32 als auch der Spoilerlippe 12 magnetisch aktive Halteelemente 42 und 44 zugeordnet. Die magnetisch aktiven Halteelemente 42 sind dabei der Adaptereinrichtung 32 und die magnetisch aktiven Halteelemente 44 der Spoilerlippe 12 zugeordnet.
Um nun das sogenannte Kälte-Einfahrverhalten der Spoilerlippe 12 bei geringen Außentemperaturen zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Spoilerlippe 12 derart an der Adaptereinrichtung 32 zu montieren, dass die Spoilerlippe 12 bereits in der eingefahrenen Ruhestellung (siehe 2) unter Vorspannung steht, wobei die Vorspannung der Spoilerlippe 12 die Spoilerlippe 12 in die Ruhestellung überführt bzw. der Verlagerung der Spoilerlippe 12 aus der Ruhestellung heraus in eine ausgefahrene Stellung entgegenwirkt.
Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel wird diese Vorspannung von zwei Vorspannungskomponenten bereitgestellt.
Eine erste, obligatorische Vorspannungskomponente für die Spoilerlippe 12 in der Ruhestellung derselben wird dadurch bereitgestellt, dass die Spoilerlippe 12 in einem von der Adaptereinrichtung 32 demontierten Zustand eine größere Krümmung aufweist als in einer Ruhestellung in dem an der Adaptereinrichtung 32 montierten Zustand.
So zeigt 4 die Spoilerlippe 12 in zwei unterschiedlichen Krümmungszuständen, wobei 4 entnommen werden kann, dass dann, wenn die Spoilerlippe 12 demontiert ist, das freie Ende 20' derselben stärker gegenüber dem Ende 34 gekrümmt ist, als dann, wenn die Spoilerlippe 12 an der Adaptereinrichtung 32 montiert ist. Die durch diese Krümmung der Spoilerlippe 12 in der Ruhestellung derselben bewirkte Vorspannungskomponente der Spoilerlippe 12 wirkt einer Bewegung des freien Endes 20 der Spoilerlippe 12 entlang einer gekrümmten Bahn bei der Überführung der Spoilerlippe 12 von der eingefahrenen Ruhestellung in die ausgefahrene Stellung entgegen. Einem Vergleich der 2 und 3 kann entnommen werden, dass die Spoilerlippe 12 bei der Bewegung von der eingefahrenen Ruhestellung in die ausgefahrene Stellung von oben hinten nach unten vorne entlang einer gekrümmten Bahn bewegt wird.
Eine weitere, obligatorische Vorspannungskomponente für die Spoilerlippe 12 wird dadurch bereitgestellt, dass der Spoilerlippe 12 im Bereich des biegeelastischen Staborgans 24 mindestens ein Federelement 46 zugeordnet ist, welches auf die Spoilerlippe 12 die zweite Vorspannungskomponente in der Ruhestellung ausübt. Diese zweite Vorspannungskomponente, die durch das oder jedes Federelement 46 in der Ruhestellung der Spoilerlippe 12 auf dieselbe einwirkt, wirkt einer Längenänderung des freien Endes 20 der Spoilerlippe 12 entgegen, die sich bei der Überführung der Spoilerlippe 12 von der eingefahrenen Ruhestellung in die ausgefahrene Stellung einstellt.
Vorzugsweise ist ein einziges Federelement 46 vorhanden, welches als Spiralfeder ausgebildet ist und sich spiralförmig um das Staborgan 24 herum erstreckt. Diese Spiralfeder 46 ist unter Vorspannung in der Spoilerlippe 12 einvulkanisiert.
Bei Ausfahren der Spoilerlippe 12 aus der eingefahrenen Ruhestellung heraus vergrößert sich die Abwicklung der Spiralfeder unter Vergrößerung der aus die Spoilerlippe 12 wirkenden Rückstellkraft.
Mit der ersten Vorspannungskomponente und der zweiten Vorspannungskomponente, welche auf die Spoilerlippe 12 bereits in der Ruhestellung derselben eine Vorspannung ausüben, kann das Kälte-Einfahrverhalten der Spoilerlippe 12 bei der Überführung derselben von einer ausgefahrenen Stellung in die eingefahrene Ruheposition verbessert werden. Selbst dann, wenn bei geringen Außentemperaturen die Spoilerlippe 12 eine längere Zeit ausgefahren war und damit die elastischen Rückstellkräfte des Spoilerlippenwerkstoffs reduziert sind, kann dann die Spoilerlippe 12 zuverlässig und innerhalb kurzer Zeit in die Ruheposition überführt werden.

Claims

Luftleiteinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer über eine Adaptereinrichtung (32) an einem Bugteil (8) des Kraftfahrzeugs montierbaren und sich in Fahrzeugquerrichtung (FQ) erstreckenden Spoilerlippe (12), und mit einer pneumatischen Betätigungseinrichtung (28) für die Spoilerlippe (12), mit Hilfe derer die Spoilerlippe (12) zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung und einer ausgefahrenen Stellung verlagerbar ist, wobei die Spoilerlippe (12) im Bereich eines freien Endes (20) derselben ein biegeelastisches Staborgan (24) aufweist, das in einer Führungseinrichtung (26) geführt ist, wobei die Spoilerlippe (12) derart an der Adaptereinrichtung (32) montiert ist, dass die Spoilerlippe (12) in einem von der Adaptereinrichtung (32) demontierten Zustand eine größere Krümmung senkrecht zur Längserstreckung der Spoilerlippe (12) aufweist als in der Ruhestellung in einem an der Adaptereinrichtung (32) montierten Zustand, wobei die Krümmung der Spoilerlippe (12) auch in der eingefahrenen Ruhestellung derselben eine Vorspannungskomponente der Spoilerlippe (12) bewirkt, sodass die der Spoilerlippe (12) mit einer ersten Vorspannungskomponente unter Vorspannung steht, welche der Verlagerung der Spoilerlippe (12) aus der Ruhestellung heraus in eine ausgefahrene Stellung entgegenwirkt, nämlich einer Bewegung des freien Endes (20) der Spoilerlippe (12) entlang einer gekrümmten Bahn bei der Überführung der Spoilerlippe (12) von der eingefahrenen Ruhestellung und in die ausgefahrene Stellung entgegenwirkt, wobei zusätzlich zu der ersten Vorspannungskomponente für die Spoilerlippe (12) dieselbe mit einer zweiten Vorspannungskomponente unter Vorspannung steht, wobei hierzu der Spoilerlippe (12) im Bereich des biegeelastischen Staborgans (24) mindestens ein Federelement (46) zugeordnet ist, welches auf die Spoilerlippe (12) die zweite Vorspannungskomponente der Vorspannung in die Ruhestellung ausübt, wobei die zweite Vorspannungskomponente einer Längenänderung des freien Endes der Spoilerlippe bei der Überführung der Spoilerlippe von der eingefahrenen Ruhestellung und in eine ausgefahrene Stellung entgegenwirkt, und wobei das oder jedes Federelement als Spiralfeder (46) ausgebildet ist, welches sich spiralförmig um das Staborgan (24) herum erstreckt und unter Vorspannung in der Spoilerlippe (12) einvulkanisiert ist.