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Die Erfindung betrifft eine Unterbodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem mittels eines Aktors zwischen einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Position bewegbaren Abschnitt.
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Herkömmliche Kraftfahrzeuge umfassen anstelle einer Unterbodenverkleidung einen festen Unterboden, dessen Form nicht veränderbar ist. Es ist jedoch auch bereits vorgeschlagen worden, einen Unterboden eines Kraftfahrzeugs mit einer beweglichen Verkleidung zu versehen, um die Form des Unterbodens in einer bestimmten Fahrsituation anzupassen.
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In der
WO 02/051688 A2 ist vorgeschlagen worden, ein Kraftfahrzeug mit einer verformbaren Außenhaut zu versehen, die mittels eines Aktuators bewegbar ist. Der Aktuator besteht aus einem speziellen Werkstoff, der durch physikalische oder chemische Effekte bewegbar und verformbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterbodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, die hinsichtlich ihres aerodynamischen Verhaltens verbessert ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Unterbodenverkleidung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass sie einen linken bewegbaren Abschnitt und einen rechten bewegbaren Abschnitt umfasst, an deren Außenseiten ein sich bis zu einem Schweller erstreckendes elastisches Zwischenteil angeordnet ist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass mittels der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung eine gezielte Anpassung der Außenkontur an aerodynamische Verhältnisse vorgenommen werden kann, wodurch Strömungsparameter, insbesondere der Widerstandsbeiwert (cw-Wert), vorteilhaft beeinflusst werden können. Die erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung weist einen niedrigeren cw-Wert im Vergleich zu einer herkömmlichen Unterbodenverkleidung auf, wodurch der Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs, das mit der Unterbodenverkleidung versehen ist, verringert wird und in der Folge der Kraftstoffverbrauch sinkt.
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Vorzugsweise sind die beiden bewegbaren Abschnitte, die sich vorzugsweise an derselben Position in Fahrzeuglängsrichtung befinden, voneinander beabstandet. Dementsprechend ist zwischen dem linken bewegbaren Abschnitt und dem rechten bewegbaren Abschnitt vorzugsweise ein Zwischenraum ausgebildet. Besonders bevorzugt wird es dabei, wenn die beiden bewegbaren Abschnitte links und rechts des Tunnels des Unterbodens des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Die beiden bewegbaren Abschnitte sind vorzugsweise zumindest näherungsweise rechteckig ausgebildet, wobei sich die längere Seite des Rechtecks parallel zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt.
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Für die Funktion der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung ist es besonders wichtig, dass die Außenseiten (Außenkanten) der beiden bewegbaren Abschnitte an ein elastisches Zwischenteil angrenzen und vorzugsweise damit verbunden sind, das sich wiederum in Querrichtung nach außen bis zu dem Schweller des Kraftfahrzeugs erstreckt. Das elastische Zwischenteil ermöglicht einen Ausgleich von Verformungen beim Bewegen der beiden bewegbaren Abschnitte. Zudem deckt das elastische Zwischenteil vorzugsweise einen Spalt zwischen dem bewegbaren Abschnitt und dem Schweller ab, so dass eine unerwünschte Luftströmung in oder aus dem Hohlraum, der zwischen der Unterbodenverkleidung und dem Unterboden des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, vermieden wird. Das elastische Zwischenteil dient somit als Verbindungselement zwischen dem jeweiligen bewegbaren Abschnitt und dem Schweller des Kraftfahrzeugs.
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Vorzugsweise kann das elastische Zwischenteil aus einem Elastomer hergestellt sein. Beispielsweise kann es sich dabei um ein Gummimaterial handeln, das die erforderliche Deformation beim Ein- oder Ausfahren des bewegbaren Abschnitts ermöglicht.
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Bei der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung wird es besonders bevorzugt, dass der Aktor einen elektromotorischen und/oder elektromagnetischen und/oder pneumatischen Antrieb aufweist. Dementsprechend kann zwischen unterschiedlichen Möglichkeiten gewählt werden, um die beiden bewegbaren Abschnitte zwischen der eingefahrenen Position und der ausgefahrenen Position zu bewegen. Der Aktor ist vorzugsweise so ausgebildet, dass neben der eingefahrenen Position und der ausgefahrenen Position weitere Positionen einstellbar sind, beispielsweise können die bewegbaren Abschnitte stufenlos verfahrbar sein. Daneben ist es auch möglich, dass die Unterbodenverkleidung mittels des Aktors in mehrere festgelegte Positionen bewegbar ist.
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Mit besonderem Vorteil kann es bei der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung vorgesehen sein, dass ihr eine Steuerungseinrichtung zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, die bewegbaren Abschnitte bei Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit in eine ausgefahrene Position zu bewegen. Die Steuerungseinrichtung kann mit der Unterbodenverkleidung über elektrische Leitungen verbunden sein oder sie kann selbst Bestandteil einer anderen Steuerungseinrichtung sein.
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Eine Variante der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung sieht vor, dass der Aktor ein durch einen Seilzug betätigbares Federelement aufweist, das vorzugsweise in einem deformierbaren Element, insbesondere einem Ring, aufgenommen ist. Das Federelement, das beispielsweise als Spiralfeder ausgebildet sein kann, kann in der eingefahrenen Position komprimiert und somit vorgespannt sein, beim Betätigen des Aktors wird das Federelement selbsttätig in die ausgefahrene Position bewegt. Da der Aktor, das heißt in diesem Fall das Federelement, einerseits an dem bewegbaren Abschnitt und andererseits am Unterboden des Kraftfahrzeugs oder einem damit verbundenen Bauteil abgestützt ist, wird der bewegbare Abschnitt beim Betätigen des Aktors selbsttätig in die ausgefahrene Position bewegt. Eine weitere alternative Variante des Aktors der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung sieht vor, dass dieser einen mit einer Flüssigkeit oder einem Gas befüllbaren Hohlkörper aufweist. Der Hohlkörper kann somit aufblasbar sein, wodurch er eine bestimmte, festgelegte Form erhält, wodurch der bewegbare Abschnitt der Unterbodenverkleidung vom Unterboden des Kraftfahrzeugs nach unten bewegt wird. Durch das Öffnen eines Ventils kann der Hohlkörper wieder entlüftet werden, wodurch der bewegbare Abschnitt wieder in die eingefahrene Position zurückkehrt, gegebenenfalls unter der Wirkung einer Rückholfeder oder dergleichen.
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Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung sieht vor, dass der Aktor einen motorisch betätigbaren Hebel aufweist, der vorzugsweise ein an einer Lagerstelle abgestütztes freies Ende aufweist. Ein derartiger Hebel kann durch ein entsprechendes Stellelement, beispielsweise einen Schrittmotor, betätigt werden, so dass durch eine Drehung des Hebels der bewegbare Abschnitt zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position bewegbar ist. Schließlich kann der Aktor der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung eine durch einen Seilzug betätigbare Blattfeder oder eine Flächenfeder aufweisen, die die gewünschte Positionierung des bewegbaren Abschnitts ermöglicht.
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Bei allen beschriebenen Varianten kann dem linken und dem rechten bewegbaren Abschnitt jeweils ein separater Aktor zugeordnet sein, alternativ ist es jedoch auch möglich, lediglich einen einzigen Aktor vorzusehen, der beide bewegbare Abschnitte bewegt. In diesem Fall ist der einzige Aktor vorzugsweise zwischen den beiden bewegbaren Abschnitten, im Bereich des Tunnels, angeordnet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Aktor so an dem bewegbaren Abschnitt angeordnet ist, dass dieser im ausgefahrenen Zustand eine konvexe Wölbung aufweist. Optional können der Aktor und der zugehörige bewegbare Abschnitt so ausgebildet sein, dass die konvexe Wölbung eine in Querrichtung verlaufende Kante aufweist.
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Bei der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung kann den bewegbaren Abschnitten ein Längenausgleichselement zugeordnet sein. Dazu können das vordere oder das hintere Ende des bewegbaren Abschnitts in einem Schubkasten angeordnet sein.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine Unterbodenverkleidung der beschriebenen Art.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung;
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2 eine ähnliche Ansicht wie 1, bei der die Unterbodenverkleidung eingefahren ist;
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3 eine Ansicht des in den 1 und 2 gezeigten Kraftfahrzeugs von unten;
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4 ein Ausführungsbeispiel eines ein Federelement aufweisenden Aktors;
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5 der in 4 gezeigte Aktor in ausgefahrener Position;
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines ein Federelement aufweisenden Aktors,
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7 den in 6 gezeigten Aktor in ausgefahrener Position;
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8 einen schematisch dargestellten Motor zum Betätigen eines Seilzugs;
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9 einen Aktor, der einen mit einem Fluid befüllbaren Hohlkörper aufweist;
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10 den in 9 gezeigten Aktor in ausgefahrener Position;
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11 einen Aktor, der einen motorisch betätigbaren Hebel aufweist;
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12 den in 11 gezeigten Aktor in einer anderen Position;
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13 einen eine Flächenfeder aufweisenden Aktor;
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14 der in 13 gezeigte Aktor im ausgelenkten Zustand; und
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15 ein Detail der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung mit einem Längenausgleichselement.
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1 ist eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Unterbodenverkleidung 2, die im Wesentlichen zwischen einer Vorderachse 3 und einer Hinterachse 4 angeordnet ist. 1 zeigt die Unterbodenverkleidung 2 in einer ersten, ausgefahrenen Position. Die Unterbodenverkleidung 2 umfasst einen linken bewegbaren Abschnitt 5, der in 1 sichtbar ist, sowie einen rechten bewegbaren Abschnitt 6, der in der Ansicht von 1 von dem linken bewegbaren Abschnitt 5 verdeckt ist.
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2 ist eine ähnliche Ansicht wie 1 und zeigt das Kraftfahrzeug 1 nach dem Bewegen der Unterbodenverkleidung 2 in die eingefahrene Position. Die beiden bewegbaren Abschnitte 5, 6 befinden sich dann benachbart zum Unterboden 7 des Kraftfahrzeugs 1, so dass sie unterseitig nicht hervorstehen und somit in 2 nicht sichtbar sind. Die Bewegung der beiden bewegbaren Abschnitte 5, 6 wird durch einen Aktor 8 gesteuert, der in den 1 und 2 schematisch gestrichelt dargestellt ist. Der Aktor 8 ist oberseitig am Unterboden des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet, mit seiner Unterseite berührt er den jeweiligen bewegbaren Abschnitt 5, 6 der Unterbodenverkleidung 2. Die beiden bewegbaren Abschnitte 5, 6 sind in Querrichtung des Kraftfahrzeugs 1 voneinander beabstandet, da sich in diesem Bereich der Tunnel des Unterbodens befindet.
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Der Aktor 8 ist mit einer Steuerungseinrichtung 9 gekoppelt. Beim Überschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit, die in diesem Ausführungsbeispiel 80 km/h beträgt, steuert die Steuerungseinrichtung 9 den Aktor 8 so an, dass dieser die beiden bewegbaren Abschnitte 5, 6 der Unterbodenverkleidung 2 in die ausgefahrene Position bewegt. Wenn zu einem späteren Zeitpunkt diese Geschwindigkeitsschwelle unterschritten wird, steuert die Steuerungseinrichtung 9 den Aktor 8 so an, dass die bewegbaren Abschnitte 5, 6 wieder in die in 1 gezeigte eingefahrene Position bewegt werden.
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3 ist eine Ansicht des Kraftfahrzeugs 1 von unten. Dort sind die beiden bewegbaren Abschnitte 5, 6 links und rechts seitlich neben dem Tunnel 10 angeordnet. In Längsrichtung davor und dahinter befinden sich weitere Abdeckungen 11–15, die jedoch starr ausgebildet sind. An den Außenseiten (Außenkanten) der bewegbaren Abschnitte 5, 6 befinden sich elastische Zwischenteile 16, 17, die sich bis zu den Schwellern 18, 19 erstrecken. Die elastischen Zwischenteile 16, 17 bestehen aus einem Gummimaterial, das sich beim Bewegen des linken und rechten bewegbaren Abschnitts 5, 6 durch den Aktor 8 verformt, so dass die Unterbodenverkleidung 2 im Bereich ihrer Befestigung an den Schwellern 18, 19 eine geschlossene Oberfläche aufweist.
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Nachfolgend werden unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Aktoren beschrieben.
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Die 4 und 5 zeigen ein Federelement 11, das in diesem Ausführungsbeispiel aus einem ringförmigen Gewebeschlauch 12 besteht, in dessen Inneren sich eine Druckfeder 13 befindet. 4 zeigt die Druckfeder 13 im eingefahrenen Zustand. Der Gewebeschlauch 12 ist an seiner Oberseite am Unterboden 14 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Das obere Ende der Druckfeder 13 ist oben innen an dem Gewebeschlauch 12 befestigt. Die Druckfeder 13 wird von einem Seilzug 15 durchsetzt, dessen Länge durch einen Antrieb beeinflussbar ist. 4 zeigt den Seilzug 15 in einem gespannten Zustand, in dem die Druckfeder 13 komprimiert ist.
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5 zeigt das Federelement 11, nachdem der Seilzug 15 entspannt worden ist. Dadurch dehnt sich die in 4 im komprimierten Zustand gezeigte Druckfeder 13 aus und drückt die untere Seite des Gewebeschlauchs 12 nach unten, das heißt vom Unterboden 14 weg, nach unten. Der entsprechende bewegbare Abschnitt 5, 6 wird somit durch die Druckfeder 13 bewegt, wodurch er in die ausgefahrene Position gebracht wird. In den 4 und 5 ist der bewegbare Abschnitt 5, 6 lediglich ausschnittsweise dargestellt.
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Die 6 und 7 zeigen ein ähnliches Ausführungsbeispiel mit einem Federelement 20, das in den Gewebeschlauch 12 integriert ist. In 6 ist das Federelement 20 im eingefahrenen Zustand gezeigt, wohingegen 7 das Federelement 20 im ausgefahrenen Zustand zeigt. Eine Druckfeder 21 weist mäanderartige Windungen auf, die sich entlang des Umfangs des Gewebeschlauchs 12 erstrecken. Der Seilzug 15 ist mit einem Antrieb verbunden und weist eine am Unterboden 14 angeordnete Umlenkung 22 auf. Von dort verläuft der Seilzug 15 bis zum unteren Ende des Gewebeschlauchs 12, an dem er befestigt ist. Der Gewebeschlauch 12 befindet sich somit innerhalb eines Freiraums, der unterhalb und außerhalb des Unterbodens 14 des Kraftfahrzeugs und oberhalb der bewegbaren Abschnitte 5, 6 gebildet ist. Durch eine Betätigung des Antriebs des Seilzugs 15 wird dessen Länge beeinflusst. Wenn die Länge des Seilzugs verlängert wird, verformt sich der Gewebeschlauch 12 unter der Wirkung der darin integrierten Druckfeder 21, bis die in 7 gezeigte ausgefahrene Position erreicht ist. Dort erkennt man, dass die bewegbaren Abschnitte 5, 6 dann in die in 7 gezeigte ausgefahrene Position, das heißt nach unten, bewegt werden. Der Hub des die Druckfeder aufweisenden Aktors beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 50–80 mm.
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8 zeigt schematisch einen Motor 23, durch den der Seilzug 15 betätigbar ist. Im Inneren des Gehäuses des Motors 23 befindet sich eine Rolle, auf die der Seilzug 15 aufwickelbar ist. Der Seilzug 15 verläuft an der Unterseite des Unterbodens 14, an der sich die als Umlenkrolle ausgebildete Umlenkung 22 befindet. Von dort verläuft ein Endabschnitt des Seilzugs 15 näherungsweise vertikal nach unten.
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Die 9 und 10 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aktors, der einen mit einer Flüssigkeit oder einem Gas befüllbaren Hohlkörper 24 aufweist. Der Hohlkörper 24 ist in 9 in einem zusammengefalteten, eingefahrenen Zustand gezeigt. Er weist eine Leitung 25 auf, über die ein Medium, in diesem Fall Druckluft, zuführbar ist. Mit seiner Oberseite ist der Hohlkörper 24 unten am Unterboden 14 befestigt. Die Unterseite des Hohlkörpers 24 berührt den lediglich teilweise dargestellten bewegbaren Abschnitt 5, 6. Wenn über die Leitung 25 komprimierte Luft zugeführt wird, dehnt sich der Hohlkörper 24 aus, bis er die in 10 gezeigte Form aufweist. Man erkennt, dass der Hohlkörper 24 ringförmig und näherungsweise trapezförmig ausgebildet ist und einen am Unterboden 14 anliegenden Abschnitt, einen an dem bewegbaren Abschnitt 5, 6 anliegenden Abschnitt sowie zwei dazwischen angeordnete Verbindungsabschnitte aufweist. Die in 10 gezeigte Form des Hohlkörpers 24 ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Durch Öffnen eines in der Leitung 25 angeordneten Ventils kann der Hohlkörper 24 wieder in die in 9 gezeigte eingefahrene Position bewegt werden, gegebenenfalls auch durch Evakuieren durch Absaugen der Luft durch die Leitung 25. Im ausgefahrenen Zustand, der in 10 gezeigt ist, befinden sich die bewegbaren Abschnitte 5, 6 in ihrer untersten Position.
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Die 11 und 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aktors, der einen motorisch betätigbaren Hebel 26 aufweist. Der Hebel 26 ist ähnlich wie bei einem Kurbeltrieb als Winkelhebel ausgebildet. Ein Ende des Hebels 26 ist mit der Welle eines Motors 27 verbunden. Ein abgewinkelter Abschnitt 28 erstreckt sich parallel zur strichpunktiert dargestellten Drehachse 29. Ein freies Ende 30 des Hebels 26 ist drehbar gelagert. Der Motor 27 und das freie Ende 30 sind am Unterboden 40 befestigt. 11 zeigt den Hebel 26 in eingefahrener, oberer Position. Durch ein entsprechendes Signal der Steuerungseinrichtung wird der Motor 27 eingeschaltet, so dass der Abschnitt 28 gedreht und – wie in 12 gezeigt – abgesenkt wird, wobei er den mit ihm verbundenen bewegbaren Abschnitt 5, 6 absenkt. Die Anbindung des Hebels 26 an den jeweiligen bewegbaren Abschnitt 5, 6 erfolgt somit über den Abschnitt 28, der parallel zur Drehachse 29 angeordnet ist. Der durch den Hebel 26 erreichbare Hub beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 70 mm.
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Die 13 und 14 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiels eines Aktors, der als Flächenfeder 31 ausgebildet ist. 13 zeigt den Aktor in eingefahrener Position, 14 zeigt die als Aktor dienende Flächenfeder 31 in ausgefahrener Position. Die Flächenfeder 31 ist näherungsweise H-förmig ausgebildet und umfasst zwei sich in Längsrichtung erstreckende Abschnitte 32, 33 sowie zwei sich in die entgegengesetzte Richtung erstreckende Abschnitte 34, 35. Die freien Enden der Abschnitte 32, 33 sind ortsfest am Unterboden 14 befestigt. Demgegenüber sind die freien Enden der Abschnitte 34, 35 lose und somit in Längsrichtung verschieblich. In diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die Abschnitte 32, 33 in Fahrzeuglängsrichtung gesehen vorne, die Abschnitte 34, 35 befinden sich dementsprechend hinten. Die Flächenfeder 31 besteht aus einem metallischen Federmaterial (Federblech), das eine vergleichsweise große elastische Verformung ermöglicht.
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Die als Aktor dienende Flächenfeder 31 wird durch einen Seilzug 36 betätigt, der im Zentrum der Flächenfeder 31 angreift. Die Betätigung erfolgt analog zu dem in 8 gezeigten Seilzug mittels eines Motors. Wenn der Motor so angesteuert wird, dass die Länge des Seilzugs 36 verkürzt wird, wird die Flächenfeder 31 nach oben, in Richtung zum Unterboden 14 gezogen, so dass der entsprechende, unterseitig an der Flächenfeder 31 angebrachte bewegbare Abschnitt 5, 6 ebenfalls in seine oberste Position bewegt wird. In den 13 und 14 ist schematisch ein als Strebe 37 ausgebildetes Krafteinleitungselement gezeigt.
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Wenn durch eine entsprechende Ansteuerung des Motors die Länge des Seilzugs 36 vergrößert wird, senkt sich der mittlere Abschnitt der Flächenfeder 31 unter der Wirkung der Vorspannkraft ab, wodurch der jeweilige bewegbare Abschnitt 5, 6 der Unterbodenverkleidung 2 abgesenkt wird. Die Flächenfeder 31 ist dabei durch die freien Enden der Abschnitte 32, 33 ortsfest am Unterboden 14 befestigt. Die freien Enden der Abschnitte 34, 35 behalten ihre vertikale Position bei, sie sind jedoch in der Lage, in Längsrichtung verschoben zu werden, wodurch ein Längenausgleich ermöglicht wird.
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In diesem Zusammenhang zeigt 15 in einer geschnittenen Seitenansicht den Abschnitt 35 der Flächenfeder 31, der in einem Schubkasten 38 längsverschieblich aufgenommen ist. Ein Doppelpfeil 39 gibt die Bewegungsrichtung des freien Endes des Abschnitts 35 der Flächenfeder 31 an. In der in 13 gezeigten eingefahrenen Position befindet sich das freie Ende des Abschnitts 35 in seiner am weitesten eingefahrenen Position. Beim Bewegen der Flächenfeder 31 in die in 14 gezeigte ausgefahrene Position wird der Abschnitt 35 in der Ansicht von 15 nach links verschoben, wodurch der benötigte Längenausgleich bewirkt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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