DE102015121030A1

DE102015121030A1 - Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102015121030A1
Application number: DE102015121030.4A
Authority: DE
Inventors: Peter Lance Oxley; Vadym Podkopayev
Original assignee: Magna Closures Inc
Current assignee: Magna Closures Inc
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2016-06-09
Also published as: CN105667610A; US20160159412A1; US9802657B2

Abstract

Eine angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung umfasst ein Trägerelement, das dazu ausgelegt ist, an dem Kraftfahrzeug montiert zu werden, und ein Spoilerschild, das in einem vertieften Segment des Trägerelements angeordnet ist. Ein Paar kraftbetriebener Antriebseinheiten verbindet das Spoilerschild mit dem Stützelement und ist dazu betreibbar, das Spoilerschild zwischen einer nicht ausgefahrenen Position, einer ersten ausgefahrenen Position zum Bereitstellen aerodynamischer Unterstützung bei einer ersten Fahrzeuggeschwindigkeit und einer zweiten ausgefahrenen Position zum Bereitstellen verstärkter aerodynamischer Unterstützung bei einer zweiten, höheren Fahrzeuggeschwindigkeit zu bewegen. Jede Antriebseinheit definiert einen Führungsschlitz und umfasst eine Stütze, die an dem Spoilerschild fixiert ist, und eine Folgeranordnung, die an der Stütze fixiert ist und für eine Bewegung innerhalb des Führungsschlitzes angeordnet ist. Elektromotoren sind mit Mechanismen zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung zum Umwandeln einer Drehung in eine Translation der Folgeranordnungen gekoppelt, um eine Bewegung des Spoilerschilds zu steuern.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht den Vorrang der vorläufigen US-Anmeldung 62/087654 vom 4. Dezember 2014. Die gesamte Offenbarung der obigen Anmeldung ist durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft im allgemeinen ausfahrbare Spoiler für Kraftfahrzeuge und insbesondere eine kraftbetriebene ausfahrbare Spoileranordnung, die für eine Installation auf einem Heckdachabschnitt eines Fahrzeugs mit einer Heckklappe ausgelegt ist.
Hintergrund
Dieser Abschnitt liefert Hintergrundinformationen zu der vorliegenden Offenbarung, die nicht unbedingt den Stand der Technik widerspiegeln.
Angesichts der erhöhten Nachfrage der Verbraucher nach Kraftfahrzeugen mit einem geringeren Kraftstoffverbrauch sowie einer verbesserten Straßenlage, wird nun mehr Wert auf die Gestaltung moderner Fahrzeuge mit verbesserter Aerodynamik gelegt. Zur Verringerung von Luftwiderstand und Auftrieb ist es bekannt, Kraftfahrzeuge mit einem ausfahrbaren aerodynamischen Profil auszustatten, das allgemein als Spoiler bezeichnet wird und typischerweise als Antwort auf eine Fahrzeugbetriebscharakteristik wie beispielsweise der Fahrzeugstraßengeschwindigkeit zwischen einer eingefahrenen (d. h. verstauten) Position und einer ausgestreckten (d. h. ausgefahrenen) Position bewegbar ist. In den meisten Systemen wird der ausfahrbare Spoiler zwischen seiner verstauten und seiner ausgefahrenen Position durch eine kraftbetriebene Antriebseinheit angetrieben.
Viele ausfahrbare Spoileranordnungen sind für Heckantrieb-Sportwagen entwickelt worden und sind dazu ausgelegt, in den hinteren Kofferraumdeckel integriert zu werden. Beispiele für solche angetriebene Heckspoilervorrichtungen sind in den US-Patenten 7,481,482 , 7,686,384 und 8,033,593 gezeigt und verwenden jeweils einen zentralen Elektromotor, um ein Paar von seitlich beabstandeten Verbindungsmechanismen, die an gegenüberliegenden Enden des Spoilerschilds befestigt sind, anzutreiben. Jedoch sind mit der erhöhten Popularität von Crossover-Fahrzeugen und Fahrzeugen vom Geländelimousinen(SUV)- oder Heckklappentyp alternative angetriebene Spoilervorrichtungen entwickelt worden, die an einem hinteren Teil des Dachs montiert werden können und die Schwenkbewegung eines Deckels oder einer Heckklappe berücksichtigen. In dieser Hinsicht offenbart das US-Patent 6,193,302 eine ausfahrbare Heckspoilervorrichtung, die dazu ausgelegt ist, das Spoilerschild vertikal zwischen einer verstauten und einer ausgefahrenen Position in Bezug auf das Dach eines mit einer schwenkbaren Heckklappe ausgestatteten SUV- oder Heckklappenmodells zu bewegen. Alternative Anordnungen für angetriebene Heckspoilervorrichtungen für den Einsatz bei Crossover- und SUV-Fahrzeugen sind in dem US-Patent 7,226,117 und der deutschen Veröffentlichung DE 10 2012 108 048 A1 offenbart.
Obwohl solche angetriebenen Heckspoilervorrichtungen für ihren beabsichtigten Zweck im allgemeinen zufriedenstellend sind, besteht ein wachsender Bedarf daran, weniger komplizierte Alternativen zu entwickeln, die die Komplexität, die Kosten und die Konfektionierung reduzieren und gleichzeitig einen verbesserten Betrieb und eine verbesserte Modularität bieten.
Zusammenfassung
Dieser Abschnitt liefert eine allgemeine Zusammenfassung der vorliegenden Offenbarung und soll keine umfassende Offenbarung ihres vollen Umfangs oder aller ihrer Aspekte, Ziele, Merkmale und Vorteile sein.
Es ist ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung, eine angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung für den Einsatz bei Kraftfahrzeugen bereitzustellen.
Es ist ein verwandter bzw. ähnlicher Aspekt, eine angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung bereitzustellen, die dazu ausgelegt ist, an einem hinteren Abschnitt eines Kraftfahrzeugs mit einem schwenkbaren hinteren Schließelement montiert zu werden.
Es ist ein weiterer verwandter Aspekt, die angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung an dem Schließelement zu montieren. Als Alternative ist es ein weiterer Aspekt, die angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung an einem Dachabschnitt des Kraftfahrzeugs zu montieren.
Es ist ein weiterer verwandter Aspekt, eine angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung bereitzustellen, die dazu ausgelegt ist, mit einem SUV, einem Heckklappenmodell und Crossover-Fahrzeugen eingesetzt zu werden.
Es ist ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung, eine angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung bereitzustellen, die ein längliches Spoilerschild und ein Paar kraftbetriebener Antriebseinheiten aufweist, die dazu ausgelegt sind, das Spoilerschild zwischen einer nicht ausgefahrenen Position und mindestens einer ausgefahrenen Position zu bewegen. Vorzugsweise bietet eine erste ausgefahrene Position aerodynamische Unterstützung bei einer ersten Fahrzeuggeschwindigkeit und eine zweite ausgefahrene Position verstärkte aerodynamische Unterstützung bei einer zweiten, höheren Fahrzeuggeschwindigkeit.
Als verwandter Aspekt ist die angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung der vorliegenden Offenbarung dazu ausgelegt, den Luftwiderstand zu verringern, wenn sich das Spoilerschild in seiner ersten ausgefahrenen Position befindet, und den Auftrieb zu verringern, wenn sich das Spoilerschild in seiner zweiten ausgefahrenen Position befindet.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, eine solche angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung, die aerodynamisch sehr leistungsfähig ist und in eine kompakte Anordnung gepackt ist, mit einem im Vergleich zu bekannten Systemen vereinfachten Entwurf bereitzustellen.
Es ist noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, eine solche angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung bereitzustellen, die als Originalausrüstungsprodukt, als Teil einer Heckklappenanordnung oder als ein Nachrüstprodukt zum Einsatz bei Fahrzeugen, die mit Heckklappen ausgestattet sind, ausgelegt sein kann.
Gemäß diesen und anderen Aspekten, Merkmalen und Aufgaben zielt die vorliegende Offenbarung im allgemeinen auf eine angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung ab, die ein längliches Spoilerschild umfasst, das dazu ausgelegt ist, sich über einen hinteren Abschnitt eines Kraftfahrzeugs zu erstrecken, ein Paar seitlich beabstandeter kraftbetriebener Antriebseinheiten umfasst, die an gegenüberliegenden Enden des Spoilerschilds angebracht sind, und ein aktives Spoilersteuersystem umfasst zum Steuern der Bewegung des Spoilerschilds relativ zu dem hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeugs zwischen einer nicht ausgefahrenen Position und mindestens einer ausgefahrenen Position, die eine verbesserte Aerodynamik für einen geringeren Kraftstoffverbrauch und/oder ein verbessertes Traktionsvermögen aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die angetriebene ausfahrbaren Spoileranordnung der vorliegenden Offenbarung ein Trägerelement, das dazu ausgelegt ist, an einem Montageabschnitt eines Kraftfahrzeugs montiert zu werden, ein Spoilerschild, das in einem vertieften Segment des Trägerelements angeordnet ist, und mindestens eine kraftbetriebene Antriebseinheit, die das Spoilerschild mit dem Trägerelement verbindet und die dazu betreibbar ist, das Spoilerschild zwischen einer verstauten Position und mindestens einer ausgefahrenen Position relativ zu dem Trägerelement zu bewegen. Die kraftbetriebene Antriebseinheit umfasst ein Gehäuse, das dazu ausgelegt ist, an dem Trägerelement fixiert zu werden, und das einen Führungsschlitz definiert, eine Stütze, die dazu ausgelegt ist, an dem Spoilerschild fixiert zu werden, eine Folgeranordnung, die an der Stütze montiert ist und in dem Führungsschlitz angeordnet ist, und ein angetriebener Aktor zum Bewegen der Stütze relativ zu dem Gehäuse, um so das Spoilerschild zwischen seiner verstauten und seiner ausgefahrenen Position zu bewegen. In einer Ausführungsform umfasst der angetriebene Aktor einen Elektromotor und eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung, um eine Drehung des Motorausgangs in eine Translation der Folgeranordnung innerhalb des Führungsschlitzes umzuwandeln, um so das Spoilerschild zwischen seiner verstauten und seiner ausgefahrenen Position zu bewegen.
Gemäß der angetriebenen ausfahrbaren Spoileranordnung der vorliegenden Offenbarung ist die Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung ein Spindelantriebsmechanismus, der eine Leitspindel, die drehbar durch den Motorausgang angetrieben wird, und eine Antriebsmutter, die in Gewindeeingriff mit der Leitspindel ist und an der Folgeranordnung fixiert ist, aufweist.
Gemäß der angetriebenen ausfahrbaren Spoileranordnung der vorliegenden Offenbarung umfasst die kraftbetriebene Antriebseinheit des weiteren ein Paar kraftbetriebener Antriebseinheiten, die an gegenüberliegenden Enden des Trägerelements montiert sind und antriebstechnisch mit gegenüberliegenden Enden des Spoilerschilds verbunden sind, um eine Bewegung des Spoilerschilds zwischen seiner verstauten und seiner ausgefahrenen Position zu steuern.
Gemäß der ausfahrbaren Spoileranordnung der vorliegenden Offenbarung umfassen die kraftbetriebenen Antriebseinheiten des weiteren ein Untersetzungsgetriebe, das betriebstechnisch zwischen der Motorwelle und der Leitspindel angeordnet ist. Das Untersetzungsgetriebe umfasst ein Schneckengetriebe, das ein Schneckenzahnrad, das zur gemeinsamen Rotation mit der Motorwelle fixiert ist, und ein Schneckenrad, das zur gemeinsamen Rotation mit der Leitspindel fixiert ist und das mit dem Schneckenzahnrad in Eingriff ist, aufweist.
Gemäß der angetriebenen ausfahrbaren Spoileranordnung der vorliegenden Offenbarung umfasst der Führungsschlitz in jedem der Gehäuse ein erstes Schlitzsegment und ein zweites Schlitzsegment, wobei ein Ort der Folgeranordnungen in unmittelbarer Nähe zu einem Anschlussende des ersten Schlitzsegments die Stützen in einer eingefahrenen Position positioniert, um das Spoilerschild in seiner verstauten Position anzuordnen, und wobei ein Ort der Folgeranordnungen in unmittelbarer Nähe zu einem Anschlussende der zweiten Schlitzsegmente die Stützen in einer ausgefahrenen Position positioniert, um das Spoilerschild in seiner ausgefahrenen Position anzuordnen. Das zweite Schlitzsegment des Führungsschlitzes ist relativ zu dem ersten Schlitzsegment angewinkelt, so dass das Spoilerschild in einer geneigten Ausrichtung relativ zu dem Trägerelement angeordnet ist, wenn es sich in seiner ausgefahrenen Position befindet.
Gemäß der angetriebenen ausfahrbaren Spoileranordnung der vorliegenden Offenbarung umfasst die ausgefahrene Position eine erste oder teilweise ausgefahrene Position, die zwischen der verstauten Position und einer zweiten oder vollständig ausgefahrenen Position vorgesehen ist. Die erste ausgefahrene Position ist eingerichtet, wenn sich die Folgeranordnung an einem Schnittpunkt des ersten und des zweiten Schlitzsegments des Führungsschlitzes befindet. Das Spoilerschild ist in der ersten ausgefahrenen Position betreibbar, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu reduzieren, während das Spoilerschild in der zweiten ausgefahrenen Position betreibbar ist, um den Auftrieb des Fahrzeugs zu verringern und eine nach unten gerichtete Kraft zu erzeugen.
Gemäß einer Ausführungsform der angetriebenen ausfahrbaren Spoileranordnung ist das Trägerelement einem hinteren Schließelement zugeordnet, das zur Anbringung an einen Karosserieabschnitt des Kraftfahrzeugs ausgelegt ist, und das zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist. Das hintere Schließelement kann eine schwenkbare Heckklappe sein, so dass das Trägerelement und die Heckklappe ein Heckklappenmodul definieren, das zur Anbringung an den Karosserieabschnitt des Kraftfahrzeugs ausgelegt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der angetriebenen ausfahrbaren Spoileranordnung ist das Trägerelement dazu ausgelegt, an einem Dachabschnitt des Kraftfahrzeuges montiert zu werden, und ein bewegbares hinteres Schließelement ist an einem Karosserieabschnitt des Kraftfahrzeugs in der Nähe des Trägerelements angebracht.
Die angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung der vorliegenden Offenbarung umfasst des weiteren ein Steuersystem, das mindestens einen Sensor, der betriebstechnisch die Position des Motors oder des Spoilerschilds detektiert, und eine aktive Spoilersteuereinheit zum Steuern der Bewegung des Spoilerschilds als Antwort auf das Positionssignal und mindestens eine Fahrzeugeingabe aufweist. Die Fahrzeugeingabe kann ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal sein.
Weitere Anwendungsbereiche werden durch die hier vorgesehene Beschreibung offensichtlich. Die Beschreibung und spezifische Beispiele dienen in dieser Zusammenfassung nur Veranschaulichungszwecken und sind nicht dazu gedacht, den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur dem Zweck der Darstellung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Umsetzungen und sind nicht dazu gedacht, den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines hinteren Abschnitts eines beispielhaften Kraftfahrzeugs, das eine Heckklappe aufweist und das mit einer angetriebenen ausfahrbaren Spoileranordnung ausgestattet ist, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, und die den in einer verstauten Position befindlichen Heckspoiler zeigt.
2 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Kraftfahrzeugs, das mit der angetriebenen ausfahrbaren Spoileranordnung der vorliegenden Offenbarung ausgerüstet ist, die ebenfalls den Heckspoiler in seiner verstauten Position zeigt.
3 ist eine 2 ähnliche perspektivische Ansicht, die aber den Heckspoiler in eine erste ausgefahrene Position ausgestreckt zeigt.
4 ist eine den 2 und 3 ähnliche perspektivische Ansicht, die allerdings den Heckspoiler weiter in eine zweite ausgefahrene Position ausgestreckt zeigt.
5 ist eine weitere perspektivische Ansicht des hinteren Abschnitts des Kraftfahrzeugs, die den Heckspoiler in eine erste ausgefahrene Position ausgestreckt zeigt.
6 ist eine Draufsicht auf die angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung der vorliegenden Offenbarung, die von dem Fahrzeug entfernt ist und die nach Entfernen verschiedener Abdeckkomponenten für zusätzliche Klarheit den Heckspoiler und die Antriebseinheiten auf Fahrer- und Beifahrerseite zeigt.
7 zeigt einen fahrerseitigen Abschnitt der angetriebenen ausfahrbaren Spoileranordnung, bei der verschiedene Abdeckkomponenten für mehr Klarheit entfernt sind, und zeigt, wie die fahrerseitige Antriebseinheit mit einem Ende des in seiner verstauten Position angeordneten Heckspoilers verbunden ist.
8 ist eine perspektivische Hinteransicht der in 7 gezeigten fahrerseitigen Antriebseinheit.
9 ist eine weitere perspektivische Ansicht der fahrerseitigen Antriebseinheit, bei der die Schutzabdeckplatte entfernt ist, und die betriebsbereit in der angetriebenen ausfahrbaren Spoileranordnung der vorliegenden Offenbarung installiert gezeigt ist.
10 bis 12 sind perspektivische Ansichten der fahrerseitigen Antriebseinheit, deren Montagestütze in einer vollkommen eingefahrenen Position, die der verstauten Position des Heckspoilers entspricht, angeordnet ist.
13 ist eine bildhafte Darstellung der fahrerseitigen Antriebseinheit, deren Montagestütze in einer gänzlich ausgefahrenen Position, die der zweiten ausgefahrenen Position des Heckspoilers entspricht, angeordnet ist.
14 bis 17 sind zusätzliche bildhafte Darstellungen der fahrerseitigen Antriebseinheit, deren Montagestütze in der gänzlich eingefahrenen Position angeordnet ist.
18 ist eine Teilansicht der fahrerseitigen Antriebseinheit, die ihre Spindelantriebkomponenten in größerem Detail zeigt.
19 ist eine Schnittansicht, die allgemein durch die Spindelantriebkomponenten der fahrerseitigen Antriebseinheit genommen ist.
20 und 21 sind zusätzliche bildhafte Darstellungen, die die Komponenten der fahrerseitigen Antriebseinheit in größerem Detail zeigen.
22 bis 25 sind weitere Ansichten der Antriebseinheit und
26 ist eine schematische Ansicht eines Steuersystems mit geschlossenem Kreis, das zum Steuern des koordinierten Antriebs der fahrerseitigen Antriebseinheit und der beifahrerseitigen Antriebseinheit betriebsbereit ist.
Übereinstimmende Bezugszeichen bezeichnen in den zweiten Ansichten der Zeichnungen durchweg übereinstimmende Teile.
Ausführliche Beschreibung
Beispielhafte Ausführungsformen werden im folgenden näher unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die besonderen hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen sind so vorgesehen, dass diese Offenbarung gründlich ist und Fachleuten auf dem Gebiet den Geltungsbereich vollständig vermittelt. Zahlreiche spezifische Einzelheiten wie etwa Beispiele spezifischer Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren sind dargelegt, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln. Für Fachleute auf dem Gebiet wird es offensichtlich sein, dass spezifische Einzelheiten nicht verwendet werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in verschiedenen Formen ausgeführt sein können, und dass beides nicht so ausgelegt werden soll, dass der Geltungsbereich der Offenbarung begrenzt wird. In einigen beispielhaften Ausführungsformen sind gut bekannte Prozesse, Vorrichtungsstrukturen und Technologien nicht im einzelnen beschrieben.
Wie nachfolgend im einzelnen spezifischer beschrieben wird, bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung des Typs, der für die Installation an dem hinteren Abschnitt eines Kraftfahrzeuges gut geeignet ist. Die angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung ist in Verbindung mit einem Kraftfahrzeug, das eine schwenkbare Heckklappe oder Kofferraumhaube als sein hinteres Schließelement aufweist, gezeigt und beschrieben, und ist dazu ausgelegt, entweder als werkseitig installierte Einheit oder eine Nachrüstvorrichtung an einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs installiert zu werden, um in der Nähe der Heckklappe oder des Kofferraumhaube angeordnet zu sein. Die angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung kann betriebstechnisch an dem Dach des Fahrzeugs installiert sein oder in die Heckklappe oder andere Schließelemente (d. h. eine Kofferraumhaube) integriert sein, um ein Schließmodul bereitzustellen. Ein Steuersystem ist in Verbindung mit der ausfahrbaren angetrieben Spoileranordnung vorgesehen und sie definieren zusammen eine ”aktive” Spoileranordnung.
Unter anfänglich hauptsächlicher Bezugnahme auf die 1 bis 5 ist eine angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung 10 in Verbindung mit einem Kraftfahrzeug 12 dargestellt und ist in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert. Es ist gezeigt, dass das Kraftfahrzeug 12 in dem nicht beschränkenden, offengelegten Beispiel ein Crossover-, Heckklappen- oder SUV-Fahrzeugmodell ist, das eine Karosserie 14 aufweist, die ein Dach 16 definiert, das durch eine fahrerseitige Seitenwand 18 und eine beifahrerseitige Seitenwand 20 begrenzt ist. Ein hinteres Schließelement, das als Schrägheck oder Heckklappe 22 gezeigt ist, ist schwenkbar an der Karosserie 14 angebracht, um sich zwischen einer geschlossenen Position (dargestellt) und einer offenen Position zu bewegen, um wahlweise einen Zugang zu einem Fahrgastraum und/oder Laderaum innerhalb des Fahrzeugs 12 bereitzustellen. Die Heckklappe 22 soll hier ein bewegliches hinteres Schließelement veranschaulichen und die spezifische Struktur und Funktion, die hier offenbart ist, soll die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Es ist gezeigt, dass die Heckklappe 22 ein Fenster 24 umfasst, und sie soll, obwohl es nicht dargestellt ist, eine Verriegelungsvorrichtung entweder vom manuell betätigten oder vom kraftbetätigten Typ umfassen, um die Heckklappe 22 in ihrer geschlossenen Position zu verriegeln und die Heckklappe 22 für eine Bewegung in Richtung ihrer offenen Position zu entriegeln. Obwohl die vorliegende Offenbarung nicht auf die spezifische gezeigte Anordnung beschränkt ist, umfasst die Heckklappe 22 des Fahrzeugs 12 einen oberen Montageabschnitt 16A und Seitenwandmontageabschnitte 18A, 20A, die dazu ausgelegt sind, eine Installation der angetriebenen ausfahrbaren Anordnung 10 darauf zuzulassen. Die angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung kann als Teil eines Heckklappenmoduls in Verbindung mit der Heckklappe 22, als Teil eines hinteren Abschnitts der Fahrzeugkarosserie 14 oder als eigenständige Zubehöranordnung montiert sein.
Immer noch mit Bezug auf die 1 bis 5 ist gezeigt, dass die angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung, die im folgenden als aktive Spoileranordnung 10 bezeichnet wird, eine profilierte und ästhetisch konfigurierte Außenabdeckungseinheit umfasst, die eine obere Abdeckung 30, eine erste oder fahrerseitige Randabdeckung 32 und eine zweite oder beifahrerseitige Randabdeckung 34 umfasst. Obwohl sie als drei unterschiedliche Abdeckungselemente offenbart sind, können die Abdeckungen 30, 32, 34 alternativ als gemeinsame Einheit ausgebildet sein. Die obere Abdeckung 30 erstreckt sich über die Breite des Fahrzeugs 12 und definiert einen ersten oder fahrerseitigen vertieften Kanal 30A, einen zweiten oder beifahrerseitigen vertieften Kanal 30B und einen erhöhten Mitteltunnel 30C, der dazu ausgelegt ist, Fahrzeugzubehör wie beispielsweise eine Rückfahrlichteinheit, eine Wischermotoranordnung, eine Fensterscheiben-Sprüheinheit und/oder elektrische Anschlüsse aufzunehmen. Wie genau beschrieben wird, umfasst die aktive Spoileranordnung 10 eine Luftablenkeinrichtung, die im folgenden als Spoilerschild 36 bezeichnet wird und relativ zu der Abdeckungseinheit zwischen einer nicht ausgefahrenen oder ”verstauten” Position (1 und 2), einer ersten ausgefahrenen oder ”Aero”-Position (3) und einer zweiten ausgefahrenen oder ”Sport”-Position (4) bewegbar ist. Wenn sich das Spoilerschild 36 in seiner verstauten Position befindet, ist es relativ zu den vertieften Kanälen 30A, 30B eingefahren, wobei seine seitlich beabstandeten Stirnflächen 36A, 36B mit Innenrandflächen 38, 40 der Randabdeckungen 32, 34 im allgemeinen bündig ausgerichtet sind. Jedoch ist es der Luft, die über das Dach 16 strömt, möglich, unter dem Spoilerschild 36 und durch vertiefte Kanäle 30A, 30B zu strömen, um daraus auszutreten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorderkante der Platte 36 in unmittelbare Nähe der oberen Abdeckung 30 bewegt werden, wodurch sie die Kanäle 30A, 30B verschließt. Im Gegensatz dazu ist in 3 gezeigt, dass eine Bewegung des Spoilerschilds 36 in seine Aero-Position das Spoilerschild 36 im allgemeinen relativ zu der Abdeckungseinheit und der Karosserie 14 horizontal nach außen bewegt, während gleichzeitig das Spoilerschild 36 vertikal angehoben wird, so dass seine seitlich beabstandeten Stirnflächen 36A, 36B relativ zu den Innenrandflächen 38, 40 der Randabdeckungen 32, 34 angehoben werden. Schließlich bewirkt eine Bewegung des Spoilerschilds 36 in seine Sport-Position, dass sich das Spoilerschild 36 relativ zu der Abdeckungseinheit und der Karosserie 14 ausstreckt, während das Spoilerschild 36 auch im Winkel verschoben wird. Die spezifischen strukturellen Komponenten und Funktionsvorgänge im Zusammenhang mit der aktiven Spoileranordnung 10, die verwendet werden, um das Spoilerschild 36 wahlweise zwischen den drei (3) unterschiedlichen Betriebspositionen zu bewegen, werden nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die übrigen Zeichnungen beschrieben.
Unter hauptsächlicher Bezugnahme auf 6 ist die Spoileranordnung 10 mit entfernter oberer Abdeckung 30 und entfernten Randabdeckungen 32, 34 gezeigt, um eine Montageplatte 50 zu illustrieren, die dazu ausgelegt ist, starr an dem Schließelement 22 oder, in der Alternative, an der Karosserie 14 des Fahrzeugs 12 befestigt zu sein, wobei die Montageplatte 50 einen länglichen Montageabschnitt 52, einen ersten oder fahrerseitigen Montageabschnitt 54 und einen zweiten oder beifahrerseitigen Montageabschnitt 56 umfasst. Die Montageplatte 50 und die Abdeckungen 30, 32, 34 definieren eine Spoilerträgerstruktur. Der Montageabschnitt 52 ist dazu ausgelegt, an der Heckklappe 22 oder, in der Alternative, an einem Endabschnitt des Daches 16 montiert zu sein, und ist dazu ausgelegt, zu ermöglichen, dass die obere Abdeckung 30 darauf montiert wird. Der fahrerseitige Montageabschnitt 54 ist dazu ausgelegt ist, zu ermöglichen, dass die fahrerseitige Randabdeckung 32 darauf montiert wird, während der beifahrerseitige Montageabschnitt 56 dazu ausgelegt ist, zu ermöglichen, dass die beifahrerseitige Randabdeckung 34 darauf montiert wird. Im allgemeinen ist die Montageplatte 50 eine symmetrische Komponente, wobei ihre Fahrerseitenkontur und der Montageabschnitt 54 ein Spiegelbild der Beifahrerseitenkontur und des Montageabschnitts 56 sind. In der bestimmten gezeigten Anordnung umfasst die aktive Spoileranordnung eine erste oder fahrerseitige Antriebseinheit 60, die in einer Trägerkammer 62 installiert ist, die in einem fahrerseitigen Montageabschnitt 54 ausgebildet ist, und eine zweite oder beifahrerseitige Antriebseinheit 64, die in einer Trägerkammer 66 installiert ist, die in dem beifahrerseitigen Montageabschnitt 56 der Montageplatte 50 ausgebildet ist. Wie im einzelnen beschrieben wird, ist ein erstes Endsegment 42 des Spoilerschilds 36 an einer beweglichen Komponente der fahrerseitigen Antriebseinheit 60 fixiert und ein zweites Endsegment 44 des Spoilerschilds 36 an einer beweglichen Komponente der beifahrerseitigen Antriebseinheit 64 fixiert.
Die übrigen 7 bis 25 zielen jedoch darauf ab, die Komponenten, die Struktur und die Funktion der fahrerseitigen Antriebseinheit 60 ausführlich zu offenbaren. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen und verstehen, dass die beifahrerseitige Antriebseinheit 64 lediglich ein Spiegelbild der fahrerseitigen Antriebseinheit 60 ist, so dass die folgende Beschreibung auf beide Antriebseinheiten 60, 64 direkt anwendbar ist.
Die Antriebseinheit 60 umfasst im allgemeinen ein strukturelles Gehäuse 70 und eine Abdeckung 72, die zusammen eine Innenkammer 74 definieren. Insbesondere umfasst das Gehäuse 70 ein längliches Plattensegment 76, das durch ein erstes oder äußeres Flanschsegment 78 und ein zweites oder inneres Flanschsegment 80 abgegrenzt ist. Das Gehäuse 70 umfasst auch ein Querplattensegment 82, das durch ein erstes Querflanschsegment 84, ein zweites Querflanschsegment 86 und ein Endflanschsegment 88 abgegrenzt ist. Wie am besten aus 20 ersichtlich ist, ist das erste Querflanschsegment 84 mit dem äußeren Flanschsegment 78 verbunden und das zweite Querflanschsegment 86 mit dem inneren Flanschsegment 80 verbunden, um einen Motorhohlraum 90 und einen Spindelantriebshohlraum 92 zu definieren. Es ist gezeigt, dass das innere Flanschsegment 80 einen länglichen Führungsschlitz 94 umfasst, der einen im allgemeinen horizontal ausgerichteten ersten Schlitzabschnitt 94A und einen abgewinkelten zweiten Schlitzabschnitt 94B definiert. Mehrere Gehäusemontagebohrungen 98 sind entlang des Umfangs des Gehäuses 70 ausgebildet, die dazu ausgelegt sind, auf eine Mehrzahl ähnlicher Abdeckungsöffnungen 100, die in der Abdeckung 72 ausgebildet sind, ausgerichtet zu werden und sich mit ihnen zu vereinen, und eine Befestigung durch geeignete Befestigungsmittel wie etwa Nieten oder Montageschrauben 102 zuzulassen, um zu ermöglichen, dass die Abdeckung 72 an dem Gehäuse 70 angebracht wird.
Das Gehäuse 70 umfasst auch eine oder mehrere Montageöffnungen 108, die durch das Endflanschsegment 88 ausgebildet sind, und eine oder mehrere Montageöffnungen 110 (siehe die 21 bis 23), die durch das innere Flanschsegment ausgebildet sind. Wie am besten in den 8 und 9 gezeigt ist, sind eine äußere Montagehalterung 112 und eine innere Montagehalterung 114 innerhalb der Trägerkammer 62 des fahrerseitigen Montageabschnitts 54 der Montageplatte 50 bereitgestellt und sind positioniert, um zu ermöglichen, dass geeignete Befestigungsmittel wie etwa mit einem Gewinde versehene Bolzen 16 (8) durch die Öffnungen 108, 110 verlaufen, um die fahrerseitige Antriebseinheit 60 darin sicher zu positionieren und zu fixieren. Die Plattensegmente 76 und 82 des Gehäuses 70 können auf Ausrichtungsflächen gelagert sein, die innerhalb der Trägerkammer 62 bereitgestellt sind.
Es ist zudem gezeigt, dass die fahrerseitige Antriebseinheit 60 einen Elektromotor 120, ein Untersetzungsgetriebe 122, eine Spindelantriebsanordnung 124, eine Stütze 126 und ein Paar aus einer ersten und einer zweiten Folgeranordnung 128, 130 umfasst. Es ist gezeigt, dass sich der Motor 120 in dem Motorhohlraum 90 des Gehäuses 70 befindet und eine Drehmotorwelle 132 (15) umfasst. Es ist gezeigt, dass das Untersetzungsgetriebe 122 in diesem nicht einschränkenden Beispiel ein Schneckengetriebe ist, dass ein Schneckenzahnrad 134, das zur gemeinsamen Drehung mit der Motorwelle 132 fixiert ist, und ein Schneckenrad 136, das mit dem Schneckenzahnrad 134 in Eingriff ist, umfasst. Das Schneckenrad 136 ist zur gemeinsamen Drehung mit einer länglichen Leitspindel 140 fixiert, die der Spindelantriebsanordnung 124 zugeordnet ist. Ein erstes Ende der Leitspindel 140 wird drehbar durch eine geeignete Axiallager-/Radiallageranordnung 142 getragen, die in einem Lagerauge montiert ist, das zwischen dem Querflanschsegment 86 und einem passenden Abschnitt der Abdeckung 72 ausgebildet ist. In ähnlicher Weise wird ein zweites Ende der Leitspindel 140 drehbar von einer weiteren Axiallager-/Radiallageranordnung 144 getragen, die zwischen dem Gehäuse 70 und der Abdeckung 72 ausgebildet ist.
Eine mit Innengewinde versehene Antriebsmutter 150, die der Spindelantriebsanordnung 124 zugeordnet ist, ist in Gewindeeingriff mit einem mit Außengewinde versehenen Abschnitt der Leitspindel 140. Daher wird eine Drehung der Leitspindel 140 in eine erste Drehrichtung verursachen, dass sich die Antriebsmutter 150 innerhalb des Spindelantriebhohlraums 92 axial in einer ersten linearen Richtung von einer vollständig ausgestreckten Position auf der Leitspindel 140 relativ zu dem Motor 120 (9, 11, 15 bis 18, 20, 22 und 25) in Richtung einer vollständig zurückgezogenen Position auf der Leitspindel 140 relativ zu dem Motor 120 (13 und 23) bewegt. Im Gegensatz dazu wird eine Drehung der Leitspindel 140 in eine zweite Drehrichtung verursachen, dass sich die Antriebsmutter 150 axial in die entgegengesetzte zweite lineare Richtung bewegt. Zum Zwecke der Klarheit ist die erste lineare Richtung der axialen Bewegung in der Darstellung von 20 von links nach rechts, während die zweite lineare Richtung in 20 von rechts nach links ist. Es ist selbstverständlich, dass die Drehung der Motorwelle 132 in eine erste Drehrichtung zu einer Drehung der Leitspindel 140 in ihre erste Drehrichtung führt, während die Drehung der Motorwelle 132 in eine zweite Drehrichtung zu einer Drehung der Leitspindel 140 in ihre zweite Drehrichtung führt.
Die Stütze 126 ist eine starre Montagehalterung mit einem Plattensegment 170 und einem Quermontagesegment 172 (20). Das Montagesegment 172 ist dazu ausgelegt, an dem ersten Endsegment 42 des Spoilerschilds 36 unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Befestigungsverfahrens einschließlich, ohne Einschränkungen, Schrauben, Schweißen usw. starr befestigt zu werden. Das Plattensegment 170 der Stütze 126 ist schuhförmig und umfasst einen Fußabschnitt 170A und einen Beinabschnitt 170B, der den Fußabschnitt 170A mit dem Montagesegment 172 verbindet. Der Fußabschnitt 170A umfasst ein Paar beabstandeter Achsenbohrungen 174, 176' (21). Wie am besten aus 19 ersichtlich ist, umfasst die erste Folgeranordnung 128 eine Achswelle 180, eine Rolle 182, ein Paar von Scheiben 184, 186 und einen Haltering 190. Die Achswelle 180 umfasst einen zylindrischen Kopfabschnitt 192 und ein Wellensegment mit kleinerem Durchmesser 194. Ein mit einer Gewinde versehenes Befestigungselement 196 verläuft durch eine Gewindeachsbohrung 174 in dem Fußabschnitt 170A der Stütze 126 und wird in einer mit einem Gewinde versehenen Öffnung 198 befestigt, die in dem Kopfsegment 192 der Achswelle 180 ausgebildet ist. Die Rolle 182 ist drehbar auf dem Wellenabschnitt 194 der Achswelle 180 gelagert und ist innerhalb und in rollendem Eingriff mit dem Führungsschlitz 94 des Gehäuses 70 angeordnet. Es ist gezeigt, dass die erste Scheibe 184 zwischen einer ebenen Stirnfläche des Kopfsegments 192 und einer ebenen Innenfläche des inneren Flansches 80 angeordnet ist. Es ist gezeigt, dass die zweite Scheibe 186 zwischen einer ebenen Außenfläche des inneren Flansches 80 und dem Haltering 180, der wiederum in einer Nut befestigt ist, die in einem Abschnitt des Wellenabschnitts 194 ausgebildet ist, der sich durch den Führungsschlitz 94 erstreckt, angeordnet. Ein Anschlussende 200 des Wellensegments 194 wird in einer Antriebsöffnung 202, die in einer Antriebsmutter 150 ausgebildet ist, gehalten. So bewirkt eine axiale Bewegung der Antriebsmutter 150 als Antwort auf die Drehung der Leitspindel 140 eine gleichzeitige axiale Bewegung der Stütze 126 dadurch, dass die Rolle 182 sich in dem Führungsschlitz 94 bewegt. Ein Antidrehungsmerkmal 204 (19) verhindert eine Drehung der Antriebsmutter 150 innerhalb des Spindelhohlraums 92 und umfasst eine Führungsschiene, die sich in einen Schlitz, der in der Antriebsmutter 150 ausgebildet ist, erstreckt. Die Komponenten der zweiten Folgeranordnung 130 sind am besten in den 20 und 21 mit gestrichenen Ziffern gezeigt. Wie ersichtlich ist, kann die zweite Folgeranordnung 130 im allgemeinen dazu ausgelegt sein, zu der ersten Folgeranordnung 128 ähnlich zu sein, wobei ihre Rolle 182' in dem Führungsschlitz 94 angeordnet ist und ihre Achswelle 180' ein Kopfsegment 192' aufweist, das über ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungselement 196' fixiert ist, das durch die Achsenbohrung 176 in dem Fußabschnitt 170A der Stütze 126 verläuft.
Wie bereits erwähnt ist die beifahrerseitige Antriebseinheit 64 von einer identischen, aber gespiegelten Konstruktion wie die fahrerseitige Einheit 60 und ihre Stütze 126' ist fest an einem Endsegment 44 (6) des Spoilerschilds befestigt. Somit führt eine koordinierte Steuerung der Elektromotoren 120, 120', die den beiden Antriebseinheiten 60, 64 zugeordnet sind, zu einer Bewegung des Spoilerschilds 36 zwischen seinen drei (3) unterschiedlichen Betriebspositionen. Wenn die Antriebsmutter 150, 150' der jeweiligen Antriebseinheit 60, 64 in ihrer vollständig ausgefahrenen Position auf der Leitspindel 140, 140' ist, sind die Stützen 126, 126' in ihrer vollständig eingefahrenen Position mit den Führungsschlitzen 94, 94' angeordnet, so dass sich das Spoilerschild 36 in seiner verstauten Position (1 und 2) befindet. In dieser Position greift die Rolle 182, 182' der jeweiligen ersten Folgeranordnung 128, 128' mit einer Anschlussendenoberfläche des ersten Führungsschlitzsegments 94A ineinander, wodurch ein weiteres Einfahren des Spoilerschilds 36 verhindert wird. Wenn die Fahrzeugbetriebsbedingungen eine Bewegung des Spoilerschilds 36 in seine Aero-Position rechtfertigen, wird der jeweilige Motor 120, 120' aktiviert, um die Leitspindeln 140, 140' in die erste Drehrichtung zu drehen und zu verursachen, dass sich die Antriebsmuttern 150, 150' und die Stützen 126, 126' axial innerhalb der ersten Schlitzabschnitte der Führungsschlitze 94, 94' bewegen, bis sich die zweite Folgeranordnung 130, 130' an der Verbindungstelle der offenen Enden des ersten Schlitzabschnitts und des zweiten Schlitzabschnitts befindet. Die Winkelausrichtung des ersten Schlitzabschnitts der Führungsschlitze 94, 94' wird bestimmen, ob die Translation des Spoilerschilds 36 streng axial ausgerichtet ist oder ob eine geringe Menge an radial gerichteter Bewegung (d. h. Auftrieb) des Spoilerschilds 36 auftritt. Dies ermöglicht es, die spezifische Ausrichtung des Spoilerschilds 36 (bezogen auf den Boden) so zu gestalten, dass eine optimierte Widerstandsreduktion bereitgestellt wird. Selbstverständlich wird eine weitere Drehung in der ersten Drehrichtung der Leitspindeln 140, 140' bewirken, dass beide Rollenanordnungen in den zweiten Schlitzabschnitt der Führungsschlitze 94, 94' gelangen, wodurch das Spoilerschild 36 in seine Sport-Position bewegt wird. Ebenso werden die Winkelausrichtung und die Länge des zweiten Schlitzabschnitts der Führungsschlitze 94, 94' das Ausmaß der axialen Verschiebung und Winkelneigung des Spoilerschilds 36 bestimmen, um die nach unten gerichtete Kraft zu optimieren, die erzeugt wird, um eine verbesserte Traktionskontrolle zu bieten. Das Anschlussende des zweiten Schlitzabschnitts der Führungsschlitze 94, 94' begrenzt eine weitere Bewegung des Spoilerschilds 36 über seine Sport-Position hinaus.
Unter Bezugnahme auf 26 ist ein Steuersystem mit geschlossenem Kreis 210 schematisch gezeigt, das eine aktive Spoiler-ECU (elektronische Spoiler-Steuereinheit) 212, Fahrzeugeingaben 214, einen manuellen Schalter 216, die fahrerseitige Antriebseinheit 60 und die beifahrerseitige Antriebseinheit 64 umfasst. Da festgestellt worden ist, dass der Aufbau und die Funktion der zweiten Antriebseinheit 64 im Wesentlichen ähnlich, wenn nicht sogar identisch, zu der ersten Antriebseinheit 60 ist, ist schematisch gezeigt, dass sie den Elektromotor 120' umfasst, der dazu ausgelegt ist, die Bewegung der Stütze 126' durch Verwendung der Spindelantriebsanordnung 124' zu steuern. Es ist zu beachten, dass jeder Motor 120, 120' mit einem Hall-Effekt-Sensor (HES) 218, 218' versehen ist. Insbesondere kann ein Hall-Effekt-Sensor 218, 218' mit dem jeweiligen Motor 120, 120' gekoppelt sein, um eine Position des jeweiligen Motors 120, 120' zu detektieren. Es sollte beachtet werden, dass andere Sensoren verwendet werden können, um die Position des jeweiligen Motors 120, 120' zu detektieren, wie beispielsweise ohne Einschränkung ein optischer Positionssensor oder Drehgeber. Ein Spoilerpositionssensor 220 kann auch in dem Steuersystem 210 verwendet werden, um die Position des Spoilerschilds 36 zu detektieren. Einige der Fahrzeugeingaben 214 können ohne Einschränkung eine elektrische Leistung, ein Motordrehmoment, eine Motorbetriebsart, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Getriebebetriebsart, Umgebungsbedingungen und Luftstromeigenschaften über dem Dach 16 des Fahrzeugs 12 umfassen. Die Hall-Effekt-Sensoren 218, 218' liefern eine unabhängige Positionssteuerung für jede Antriebseinheit und ermöglichen, dass die Motoren 120, 120' unabhängig gesteuert werden, um zusammenzuarbeiten, um das Spoilerschild 36 präzise zwischen den drei verschiedenen Positionen (d. h. der verstauten Position, der Aero-Position und der Sport-Position) zu bewegen.
Das Steuersystem 210 ist dazu betreibbar, den Betrieb der Motoren 120, 120' elektronisch zu synchronisieren, um die Bewegung des Spoilerschilds 36 zwischen seinen drei Positionen genau zu steuern. Basierend auf einer beispielhaften Betriebsanordnung, beträgt die Zeit für die Bereitstellung des Spoilerschilds 36 aus seiner verstauten Position in seine Aero-Position etwa 1 bis 3 Sekunden und wird beispielsweise dann eingeleitet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 80 km/h überschreitet. Ebenso beträgt die Zeit für die Bereitstellung des Spoilerschilds 36 aus seiner Aero-Position in seine Sport-Position etwa 3 bis 4 Sekunden und wird beispielsweise dann eingeleitet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 128 km/h überschreitet. Wie in 3 ersichtlich, ist der Einsatz des Spoilerschilds 36 in seiner Aero-Position dazu ausgelegt, den Luftwiderstand zu reduzieren, während die vollständig ausgefahrene Sport-Position von 4 dazu ausgelegt ist, eine nach unten gerichtete Kraft zu erzeugen, um das Traktionsvermögen bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu verbessern. Das Winkelausrichtungsprofil des Schlitzabschnitts 94A ist dazu ausgelegt, die Bewegung des Spoilerschilds 36 zwischen der verstauten Position und der Aero-Position zu steuern, während das Winkelausrichtungsprofil des Schlitzabschnitts 94B dazu ausgelegt ist, die Bewegung des Spoilerschilds 36 zwischen der Aero-Position und der Sport-Position zu steuern.
Die Verwendung eines Paars übereinstimmender kraftbetriebener Antriebseinheiten, die sowohl eine Ausfahrbewegung als auch eine Winkelbewegung des Heckspoilers bereitstellen können, liefert eine einfache und kompakt angetriebene Heckspoileranordnung, die zu einer Bewegung zwischen mindestens drei verschiedenen Betriebspositionen in der Lage ist. Allerdings erlaubt die Verwendung der Führungs- und Rollenanordnungen für jede der Antriebseinheiten auch eine Reihe von ausgefahrenen Positionen neben der Aero- und der Sport-Position, die offengelegt worden sind. Dementsprechend ermöglicht das Steuersystem eine ”adaptive” Positionierung des Spoilerschilds irgendwo zwischen der vollständig eingefahrenen (verstauten) und der vollständig ausgestreckten Position (Sport-Position) basierend auf einer beliebigen Kombination von Fahrzeugeingaben, um die aerodynamische Effizienz des Kraftfahrzeugs zu optimieren. Darüber hinaus werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass, obwohl die Elektromotoren relativ zu den Spindelantriebsvorrichtungen versetzt gezeigt sind, eine in Reihe angeordnete Motor-Getriebe/Spindelantriebsanordnung auch innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung liegt. Darüber hinaus kann eine beliebige Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung zwischen dem Elektromotor und der Folger-/Stützenanordnung verwendet werden, um eine gesteuerte Translation davon zu erleichtern. Die vorliegende Offenbarung zieht auch die Verwendung alternativer Antriebe, die beispielsweise hydraulische oder pneumatische Mechanismen einsetzen, um die Folgeranordnung in dem Führungsschlitz zu bewegen, in Betracht.
Obwohl die vorliegende Offenbarung beschreibt, dass die angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung ein Paar seitlich beabstandeter und elektronisch synchronisierter Antriebseinheiten verwendet, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die vorliegende Offenbarung auch eine alternative angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung abdeckt, die eine einzelne kraftbetriebene Antriebseinheit aufweist, die mittig relativ zu dem Spoilerschild angeordnet ist. Die einzelne Antriebseinheit würde die zuvor in Verbindung mit den Antriebseinheiten 60, 64 beschriebenen Komponenten einbeziehen und dazu dienen, die Bereitstellung des Spoilerschilds aus seiner verstauten Position in mindestens eine ausgefahrene Position und vorzugsweise mindestens zwei verschiedene ausgefahrene Positionen zu steuern.
Angesichts der obigen Ausführungen zielt die vorliegende Offenbarung auf eine angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung oder eine aktive Spoileranordnung und deren Steuersystem ab, die ein Spoilerschild aufweist, das in Bezug auf mindestens eine Stütze fixiert ist, wobei die Stütze durch mindestens zwei Schwenkpunkte mit einer Führungsvorrichtung verbunden ist. Die Führungsvorrichtung bietet eine Führungsbahn für die Stützenschwenkpunkte von einer verstauten Spoilerposition zu einer Sport-Spoilerposition. In der Sport-Spoilerposition ist das Spoilerschild angewinkelt, um eine abwärts gerichtete Kraft auf das Fahrzeug zu erzeugen, um den Auftrieb zu verringern und eine verbesserte Traktionskontrolle bereitzustellen, wenn eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit überschritten worden ist. Die angewinkelte Ausrichtung des Spoilerschilds wird über eine Kombination aus anfänglicher Ausstreckung des Spoilerschilds nach hinten relativ zu dem Schließelement oder der Fahrzeugkarosserie und einer anschließenden Aufwärtskippbewegung des Spoilerschilds relativ zu dem Schließelement oder der Fahrzeugkarosserie bereitgestellt. Neben den obigen Positionen wird eine Zwischenspoilerposition, die als Aero-Spoilerposition bezeichnet wird, durch die anfängliche Ausstreckung des Spoilerschilds 36 relativ zu dem Schließelement oder der Fahrzeugkarosserie eingerichtet. Diese Zwischen-Aero-Spoilerposition wird durch die Führungsbahn der Führungsvorrichtung festgelegt und wird insbesondere durch einen ersten Führungsschlitz, in dem sich die Stützenschwenkpunkte bewegen, bereitgestellt. Ein zweiter Führungsschlitz, der mit dem Ende des ersten Führungsschlitzes verbunden ist, ist dazu ausgelegt, die Kippbewegung zu erzeugen, während sich die Stützenschwenkpunkte darauf zu der Sport-Spoilerposition weiterbewegen.
Die vorangegangene Beschreibung der Ausführungsformen wurde zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht erschöpfend oder zum Begrenzen der Offenbarung gedacht. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform begrenzt, sondern sind gegebenenfalls austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform selbst dann verwendet werden, wenn dies nicht im Besonderen gezeigt oder beschrieben ist. Diese können ebenfalls auf vielfältige Weise verändert werden. Solche Variationen sollten nicht als Abweichung von der Offenbarung gewertet werden und alle derartigen Abwandlungen sollen innerhalb des Geltungsbereichs der Offenbarung eingeschlossen sein.
Wird von einem Element oder einer Schicht als „auf”, „im Eingriff mit”, „verbunden mit” oder „gekoppelt mit” einem weiteren Element oder einer weiteren Schicht gesprochen, kann es direkt auf, im Eingriff mit, verbunden mit oder gekoppelt mit dem weiteren Element oder der weiteren Schicht sein oder es können Zwischenelemente oder Zwischenschichten vorhanden sein. Im Gegensatz dazu sind dann, wenn sich von einem Element als „direkt auf”, „direkt besetzt mit”, „direkt verbunden mit” oder „direkt gekoppelt mit” gesprochen wird, keine Zwischenelemente oder Zwischenschichten vorhanden. Andere Worte, die dazu verwendet werden, die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf gleiche Weise ausgelegt werden (z. B. „zwischen” versus „direkt zwischen”, „anliegend” versus „direkt anliegend” usw.). Wie hier gebraucht umfasst der Ausdruck „und/oder” eine oder alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörig aufgelisteten Elemente.
Obwohl die Ausdrücke erster, zweiter, dritter usw. hier dazu verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollten diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Ausdrücke begrenzt werden. Diese Ausdrücke können nur dazu verwendet werden, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht und/oder einen Abschnitt von einem weiteren Element, einer weiteren Komponente, einem weiteren Bereich, einer weiteren Schicht und/oder einem weiteren Abschnitt zu unterscheiden. Außer wenn es der Kontext deutlich anzeigt, weisen Ausdrücke wie „erster”, „zweiter” und weitere hier verwendete numerische Ausdrücke nicht auf eine Abfolge oder Ordnung hin. Somit können ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, die unten diskutiert werden, auch ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt genannt werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
Raumbezogene Ausdrücke wie beispielsweise „innen”, „außen”, „unter”, „unterhalb”, „niedriger”, „oben” „höher” und dergleichen können hier zur Erleichterung der Beschreibung dazu verwendet werden, die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen wie in den Figuren gezeigt beschreiben. Raumbezogene Ausdrücke können dafür gedacht sein, verschiedene Orientierungen der Vorrichtung in Gebrauch oder im Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren abgebildeten Orientierung zu umfassen. Zum Beispiel würden Elemente, die als „unter” oder „unterhalb” weiterer Elemente oder Merkmale beschrieben sind, dann als „über” den anderen Elementen oder Merkmalen orientiert sein, wenn die Vorrichtung in den Figuren umgedreht wird. Somit kann der beispielhafte Ausdruck „unter” sowohl über als auch unter als Orientierung umfassen. Die Vorrichtung kann anderweitig orientiert sein (um 90 Grad oder in andere Orientierungen gedreht) sein und die raumbezogenen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können dementsprechend ausgelegt werden.
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

US 7481482 [0005]
US 7686384 [0005]
US 8033593 [0005]
US 6193302 [0005]
US 7226117 [0005]
DE 102012108048 A1 [0005]

Claims

Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung zur Verwendung bei einem Kraftfahrzeug, mit: einem Trägerelement, das dazu ausgelegt ist, an dem Kraftfahrzeug montiert zu sein, ein Spoilerschild, das in einem vertieften Segment des Trägerelements angeordnet ist, und eine kraftbetriebene Antriebseinheit, die das Spoilerschild mit dem Trägerelement verbindet und die dazu betreibbar ist, das Spoilerschild zwischen einer verstauten Position relativ zu dem Trägerelement und mindestens einer ausgefahrenen Position relativ zu dem Trägerelement zu bewegen, wobei die kraftbetriebene Antriebseinheit ein Gehäuse, das an dem Trägerelement fixiert ist und einen Führungsschlitz definiert, eine Stütze, die an dem Spoilerschild fixiert ist, eine Folgeranordnung, die an der Stütze fixiert ist und zur Bewegung innerhalb des Führungsschlitzes angeordnet ist, einen Elektromotor, der eine Drehmotorwelle aufweist, und eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung, um eine Drehung der Motorwelle in eine Translation der Folgeranordnung innerhalb des Führungsschlitzes umzuwandeln, um das Spoilerschild zwischen seiner verstauten und seiner ausgefahrenen Position zu bewegen, umfasst.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung ein Spindelantriebsmechanismus ist, der eine die drehbar durch die Motorwelle angetriebene Leitspindel und eine Antriebsmutter in Gewindeeingriff mit der Leitspindel aufweist, wobei die Antriebsmutter an der Folgeranordnung fixiert ist.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 2, bei der das Gehäuse einen Motorhohlraum und einen Spindelantriebhohlraum definiert, bei der der Elektromotor innerhalb des Motorhohlraums und die Spindelantriebsvorrichtung innerhalb des Spindelantriebhohlraums angeordnet ist, bei der ein Paar beabstandeter Lageranordnungen gegenüberliegende Enden der Leitspindel zur Drehung in dem Spindelantriebshohlraum drehbar trägt und bei der ein Antidrehungsmerkmal innerhalb des Spindelantriebshohlraums eine Drehung der Antriebsmutter als Antwort auf die Drehung der Leitspindel verhindert.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 2, bei der die kraftbetriebene Antriebseinheit des weiteren ein Untersetzungsgetriebe umfasst, das betriebstechnisch zwischen der Motorwelle und der Leitspindel angeordnet ist.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 2, bei der der Führungsschlitz ein erstes Schlitzsegment und ein zweites Schlitzsegment umfasst, bei der eine Positionierung der Folgeranordnung in unmittelbarer Nähe zu einem Anschlussende des ersten Schlitzsegments die Stütze in einer eingefahrenen Position positioniert, um das Spoilerschild in seiner verstauten Position anzuordnen, und bei der eine Positionierung der Folgeranordnung in unmittelbarer Nähe zu einem Anschlussende des zweiten Schlitzsegments die Stütze in einer ausgestreckten Position positioniert, um das Spoilerschild in seiner ausgefahrenen Position anzuordnen.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 5, bei der das zweite Schlitzsegment des Führungsschlitzes relativ zu dem ersten Schlitzsegment derart angewinkelt ist, dass das Spoilerschild in einer geneigten Orientierung relativ zu dem Stützelement angeordnet ist, wenn es sich in seiner ausgefahrenen Position befindet.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 6, bei der die mindestens eine ausgefahrene Position eine erste ausgefahrene Position und eine zweite ausgefahrene Position umfasst und das Spoilerschild zu der ersten ausgefahrenen Position, die sich zwischen der verstauten Position und der zweiten ausgefahrenen Position befindet, beweglich ist, wobei die erste ausgefahrene Position eingerichtet ist, wenn sich die Folgeranordnung an einem Verbindungspunkt des ersten und des zweiten Schlitzsegments des Führungsschlitzes befindet.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 7, bei der das Spoilerschild in der ersten ausgefahrenen Position dazu betreibbar ist, einen Luftwiderstand zu verringern, und das Spoilerschild in der zweiten ausgefahrenen Position dazu betreibbar ist, einen Auftrieb des Fahrzeugs zu verringern und eine nach unten gerichtete Kraft zu erzeugen.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 2, bei der die Folgeranordnung eine Achswelle umfasst, die ein erstes Ende aufweist, das an der Stütze befestigt ist, und ein zweites Ende aufweist, das an der Antriebsmutter befestigt ist, und eine Rolle umfasst, die drehbar auf der Achswelle montiert ist und in rollendem Eingriff mit dem Führungsschlitz ist.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 9, bei der die kraftbetriebene Antriebseinheit des weiteren eine zweite Folgeranordnung umfasst, die an der Stütze fixiert ist und innerhalb des Führungsschlitzes angeordnet ist, wobei die zweite Folgeranordnung von der ersten Folgeranordnung beabstandet ist und eine zweite Achswelle umfasst, die ein an der Stütze befestigtes erstes Ende und ein sich durch den Führungsschlitz erstreckendes zweites Ende aufweist, und eine zweite Rolle umfasst, die drehbar auf der zweiten Achswelle montiert ist und in rollendem Eingriff mit dem Führungsschlitz ist.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 1, bei der die Stütze an einem ersten Endsegment des Spoilerschilds fixiert ist, bei der eine zweite kraftbetriebene Antriebseinheit eine zweite Strebe, die an einem zweiten Endsegment des Spoilerschilds fixiert ist, eine zweite Folgeranordnung, die an der zweiten Stütze fixiert ist und zur Bewegung mit einem zweiten Führungsschlitz angeordnet ist, der in einem zweiten Gehäuse ausgebildet ist, das an dem Trägerelement fixiert ist, einen zweiten Elektromotor und einen zweiten Mechanismus zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung zum Umwandeln einer Drehung einer zweiten Antriebswelle in eine Translation der zweiten Folgeranordnung in dem zweiten Führungsschlitz umfasst, wobei der erste und der zweite Elektromotor gesteuert werden, um das Spoilerschild zwischen seiner verstauten und seiner ausgefahren Position zu bewegen.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 1, bei der das Trägerelement einem hinteren Schließelement zugeordnet ist, das für eine Anbringung an einem Karosserieabschnitt des Kraftfahrzeugs ausgelegt ist und das zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position beweglich ist.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 12, bei der das hintere Schließelement eine schwenkbare Heckklappe ist und das Trägerelement und die Heckklappe ein Heckklappenmodul definieren, das zur Anbringung an den Karosserieabschnitt des Kraftfahrzeugs ausgelegt ist.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 1, bei der das Trägerelement dazu ausgelegt ist, an einem Dachabschnitt des Kraftfahrzeugs montiert zu werden.
Angetriebene ausfahrbare Spoileranordnung nach Anspruch 14, bei der ein bewegliches hinteres Schließelement an einem Karosserieabschnitt des Kraftfahrzeugs in der Nähe des Trägerelements befestigt ist.