-
Die Erfindung betrifft eine Luftleitvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Luftleitprofil, das mindestens zwei Luftleitelemente umfasst, die relativ zueinander bewegbar sind, um unterschiedliche Luftleitprofilquerschnitte darzustellen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Luftleitvorrichtung. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Luftleitvorrichtung.
-
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2013 101 689 A1 ist eine Luftleitvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einem Luftleitprofil, das mindestens zwei Luftleitelemente umfasst, die relativ zueinander bewegbar sind, um unterschiedliche Luftleitprofilquerschnitte darzustellen. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2013 219 212 A1 ist ein Unterboden-Verkleidungsteil einer Radachse im Bereich des Radkastens eines Kraftfahrzeugs bekannt, mit einem Grundkörper, dessen abdeckende Fläche veränderbar ist und der eine Befestigungsstruktur zur festen Verbindung mit der Karosserie und/oder eine Befestigungsstruktur zur festen Verbindung mit einem Querlenker des Fahrzeugs aufweist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2014 218 840 A1 ist ein Ausströmer, insbesondere Luftausströmer für ein Fahrzeug, bekannt, mit einem durch eine Mantelwand gebildeten Strömungskanal, in welchem mindestens ein elastisch verformbares Luftleitelement angeordnet ist, das sich zumindest im Wesentlichen in Durchströmungsrichtung des Strömungskanals erstreckt, wobei die Mantelwand des Strömungskanals zumindest in einem dem Luftleitelement zugeordneten Abschnitt elastisch verformbar ausgebildet ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2013 216 610 A1 ist eine Scheibenwischvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, bekannt, die ein langgestrecktes Oberteil aufweist, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist, wobei die Scheibenwischvorrichtung ein langgestrecktes Unterteil enthält, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist, wobei mehrere Verbindungselemente zum Verbinden des Oberteils und des Unterteils vorhanden sind, wobei die Verbindungselemente entlang einer Längserstreckung der Scheibenwischvorrichtung voneinander beabstandet und wobei die Verbindungselemente elastisch verformbar sind. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2013 214 064 A1 ist eine vergleichbare Scheibenwischvorrichtung bekannt, wobei mehrere Aktuatoren zum Erzeugen von Längenkontraktionen vorhanden sind, die in dem Unterteil entlang dessen Längserstreckung angeordnet sind. Aus der deutschen Patentschrift
DE 10 2015 012 339 B3 ist ein Kraftfahrzeugbauteil bekannt, mit wenigstens einer ein elastisch verformbares Material aufweisenden oder daraus bestehenden Membran, die von einem ersten Zustand in wenigstens einen zweiten, gegenüber dem ersten Zustand verformten Zustand überführbar ist, wobei die Membran eine Mehrzahl von einzelnen Platten aufweist, deren Abstand und/oder deren Position in einem dreidimensionalen Raum durch Überführen der Membran von dem ersten Zustand in den zweiten, verformten Zustand änderbar ist. Aus der internationalen Offenlegungsschrift
WO 01/92088 A1 ist eine Kraftfahrzeug-Außenhaut bekannt, welche zumindest bereichsweise beweglich ausgestaltet ist, wobei mindestens ein Aktuator zur Bewegung der Außenhaut vorgesehen ist, welcher ein polymeres und/oder ionenaustauschendes und/oder unterschiedliche Konformationen aufweisendes Material umfasst, das durch physikalische oder chemische Effekte beweglich ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Luftleitvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Luftleitprofil, das mindestens zwei Luftleitelemente umfasst, die relativ zueinander bewegbar sind, um unterschiedliche Luftleitprofilquerschnitte darzustellen, insbesondere im Hinblick auf deren Herstellung und/oder auf den Betrieb an einem Kraftfahrzeug, weiter zu verbessern.
-
Die Aufgabe ist bei einer Luftleitvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Luftleitprofil, das mindestens zwei Luftleitelemente umfasst, die relativ zueinander bewegbar sind, um unterschiedliche Luftleitprofilquerschnitte darzustellen, dadurch gelöst, dass die Luftleitelemente, zumindest teilweise, elastisch biegbar und durch Verbindungselemente flossenstrahlartig miteinander verbunden sind. Die durch die Verbindungselemente flossenstrahlartig miteinander verbundenen Luftleitelemente sind im Wesentlichen in einem spitzwinkligen Dreieck angeordnet. Dabei sind die Luftleitelemente, im Querschnitt betrachtet, mehr oder weniger gekrümmt, dass sie zwei Längsstrahlen oder Flossenstrahlen einer Flosse ähneln. Die Verbindungselemente stellen in dem spitzwinkligen Dreieck Querstreben dar, die über die Luftleitelemente elastisch miteinander verbunden sind. Die flossenstrahlartig miteinander verbundenen Luftleitelemente ermöglichen durch die Kombination mit den Verbindungselementen vorteilhaft eine stufenlose Verstellung des Luftleitprofils, insbesondere zwischen mindestens einer Auftriebsstellung und mindestens einer Abtriebsstellung.
-
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Luftleitvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente unterschiedliche Längen aufweisen, die zu einem spitzen Winkel des im Wesentlichen spitzwinkligen Luftleitprofils an einem gemeinsamen Ende der Luftleitelemente hin abnehmen. Der Begriff im Wesentlichen spitzwinklig bezieht sich auf den Winkel, den die beiden Luftleitelemente an ihrem gemeinsamen Ende einschließen. Der spitze Winkel ist vorzugsweise kleiner als vierzig Grad, insbesondere kleiner als zwanzig Grad. Das gemeinsame Ende der Luftleitelemente kann spitz zulaufen, kann aber auch stumpf ausgeführt sein.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Luftleitvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente so mit den Luftleitelementen gekoppelt sind, dass sich ein einer Luftströmung zugewandtes Luftleitelement konkav zu der Luftströmung hin krümmt, wobei sich das gemeinsame Ende der Luftleitelemente aufstellt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine intelligente Luftleitvorrichtung geschaffen, die sich in Abhängigkeit von einer Luftanströmung des Luftleitprofils selbständig verstellt.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Luftleitvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator in der Nähe eines dem gemeinsamen Ende der Luftleitelemente abgewandten Endes des Luftleitprofils angreift. Das liefert den Vorteil, dass mit sehr geringen Betätigungsbewegungen des Aktuators vergleichsweise große geometrische beziehungsweise strömungstechnische Veränderungen an dem Luftleitprofil bewirkt werden können.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Luftleitvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator an einem dem gemeinsamen Ende der Luftleitelemente fernen Verbindungselement angreift. Der Aktuator greift vorteilhaft an Verbindungsstellen an, an denen das dem gemeinsamen Ende der Luftleitelemente ferne Verbindungselement mit den beiden Luftleitelementen verbunden ist. Dadurch kann besonders vorteilhaft mit relativ geringen Betätigungskräften eine ausreichende Verstellung oder geometrische beziehungsweise strömungstechnische Veränderung des Luftleitprofils bewirkt werden.
-
Bei einem Verfahren zum Betreiben einer vorab beschriebenen Luftleitvorrichtung, insbesondere einem Kraftfahrzeug, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass das Luftleitprofil stufenlos zwischen mindestens zwei Stellungen, insbesondere mindestens einer Auftriebsstellung und mindestens einer Abtriebsstellung verstellt wird. Durch die stufenlose Verstellung kann vorteilhaft sehr wirksam ein gewünschter Auftrieb oder Abtrieb, bezogen auf ein mit der Luftleitvorrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug, erzeugt werden.
-
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator zum Verstellen des Luftleitprofils an Verbindungsstellen angreift, an denen das dem gemeinsamen Ende der Luftleitelemente ferne Verbindungselement mit den beiden Luftleitelementen verbunden ist. Das liefert den Vorteil, dass das Luftleitprofil mit sehr geringen Verstellkräften bedarfsabhängig stufenlos verstellt werden kann.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Aktuator an den Verbindungsstellen Betätigungskräfte aufgebracht werden, deren Wirkungslinien im Wesentlichen in Verlängerung des jeweils zugeordneten Luftleitelements verlaufen. Die Betätigungskräfte können zum Beispiel fluidisch, insbesondere pneumatisch oder hydraulisch, oder mechanisch aufgebracht werden. Der Aktuator kann auch mindestens einen Piezoaktor umfassen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der Aktuator eine Art Nockenwelle, die mit unterschiedlichen Nocken oder Nockenabschnitten an mehreren Luftleitvorrichtungen oder Teil-Luftleitvorrichtungen einer kombinierten Luftleitvorrichtung angreift.
-
Die oben angegebene Aufgabe ist alternativ oder zusätzlich durch ein Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Luftleitvorrichtung gelöst, die insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren betreibbar ist. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um einen Personenkraftwagen, der in einem Heckbereich mit der vorab beschriebenen Luftleitvorrichtung ausgestattet ist. Die Luftleitvorrichtung kann aus mehreren Luftleitvorrichtungen oder Unter-Luftleitvorrichtungen zusammengefasst sein. Es können auch mehrere Luftleitvorrichtungen an unterschiedlichen Stellen, insbesondere im Heckbereich, des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.
-
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitvorrichtung als Heckspoiler, als Heckflügel, insbesondere als Spaltflügel, und/oder als Diffusor, insbesondere in einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs, ausgeführt ist, oder in einen Heckspoiler, einen Heckflügel, insbesondere einen Spaltflügel, oder in einen Diffusor, insbesondere im Heckbereich des Kraftfahrzeugs, integriert ist. Bei einem Fließheck-Kraftfahrzeug ist die Luftleitvorrichtung zum Beispiel unterhalb einer Heckscheibe angeordnet. Bei einem Vollheck-Kraftfahrzeug ist die Luftleitvorrichtung zum Beispiel im Bereich einer Dachhinterkante oberhalb einer Heckscheibe angeordnet. Bei einem zweitürigen oder viertürigen als Sportwagen ausgeführten Personenkraftwagen ist die Luftleitvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel als Heckflügel oder Spaltflügel ausgeführt, der mit einer Unterschale des Kraftfahrzeugs kombiniert ist. Die Luftleitvorrichtung kann vorteilhaft auch eine optimierte Abrisskante oder Gurney-Flap darstellen.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Heckflügels mit einer integrierten Luftleitvorrichtung;
- 2 ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in 1, wobei die Luftleitvorrichtung nur in einem hinteren Endbereich des Heckflügels angeordnet ist;
- 3 einen als Spaltflügel ausgeführten Heckflügel mit einer Unterschale eines Kraftfahrzeugs in einer perspektivischen Schnittdarstellung;
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Luftleitvorrichtung an einer Heckklappe oberhalb einer Heckscheibe; und
- 5 ein hinteres unteres Ende eines Kraftfahrzeugs mit einer als Diffusor ausgeführten Luftleitvorrichtung.
-
In den 1 bis 5 sind verschiedene Ausführungsbeispiele zur Anordnung einer Luftleitvorrichtung 1 an einem Kraftfahrzeug in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Luftleitvorrichtung 1 umfasst zwei biegsame Luftleitelemente 2, 3, die ein stufenlos verstellbares Luftleitprofil 4 darstellen. Die beiden Luftleitelemente 2, 3 sind durch Verbindungselemente 5, 6, 7, 8, 9 wie Flossenstrahlen eines Flossenprofils miteinander verbunden.
-
Das stufenlose Verstellen der Luftleitelemente 2, 3 wird durch einen Aktuator 10 initiiert. Durch einen Pfeil 11 ist angedeutet, dass das Luftleitelement 2 durch den Aktuator 10 in eine mit 2' angedeutete Auftriebsstellung variiert werden kann. Durch einen Pfeil 12 ist angedeutet, dass das Luftleitelement 3 durch den Aktuator 10 in eine Abtriebsstellung 3" variiert werden kann. Das Luftleitelement 3 nimmt in der Auftriebsstellung die Position 3' ein. Das Luftleitelement 2 nimmt in der Abtriebsstellung die Position 2" ein.
-
Der Aktuator 10 greift, wie durch die Pfeile 11 und 12 angedeutet ist, an Verbindungsstellen an, an denen das Verbindungselement 5 mit dem Luftleitelement 2 und 3 verbunden ist. Das Verbindungselement 5 ist fern von einem gemeinsamen Ende 15 der Luftleitelemente 2, 3 angeordnet. An dem gemeinsamen Ende 15 schließen die Luftleitelemente 2 und 3 einen spitzen Winkel ein. Das gemeinsame Ende 15 der Luftleitelemente 2, 3 ist stumpf ausgeführt.
-
In 1 ist die Luftleitvorrichtung 1 in einen Heckflügel 14 eines Kraftfahrzeugs integriert. Durch den Aktuator 10 kann bei Aufbringung einer entsprechenden Betätigungskraft, die durch die Pfeile 11 und 12 angedeutet ist, entweder die Oberseite des Luftleitprofils 4 durch das Luftleitelement 2' oder die Unterseite des Luftleitprofils 4 durch das Luftleitelement 3" so verändert werden, dass daran entlangströmende Luft aerodynamisch beeinflusst wird.
-
So kann bei dem Heckflügel 14 ohne eine Ausfahrbewegung des Heckflügels 14 nahezu stufenlos zwischen Auftriebserzeugung und Abtriebserzeugung variiert werden. Die zur dargestellten Geometrieänderung des Luftleitprofils 4 notwendigen Verfahrwege und die entsprechenden Betätigungskräfte, die durch die Pfeile 11 und 12 angedeutet sind, sind gegenüber herkömmlichen Verfahreinheiten sehr gering, obwohl das gemeinsame Ende 15, 15', 15" der Luftleitelemente 2, 2', 2"; 3, 3', 3" relativ große Geometrieänderungen erfährt.
-
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Luftleitvorrichtung 1 in einem hinteren Bereich eines Heckflügels 24 angeordnet. Ansonsten funktioniert die Luftleitvorrichtung 1 genauso wie bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. In 2 kann die Luftleitvorrichtung 1 vorteilhaft zur variablen Geometrieänderung einer aerodynamisch besonders wirksamen Hinterkante bei ausgefahrenem Heckspoiler beziehungsweise Heckflügel 24 genutzt werden.
-
In 3 ist ein Heckflügel 34 in Kombination mit einer Unterschale 35 eines Kraftfahrzeugs 40 perspektivisch im Schnitt dargestellt. Die Luftleitvorrichtung 1 ist zur variablen Geometrieänderung der aerodynamisch besonders wirksamen Hinterkante des Fahrzeughecks in den Heckflügel 34 integriert. Die Oberfläche des Heckflügels 34 kann einteilig oder in einzelnen Segmenten durch die Luftleitvorrichtung 1 verändert werden. Der Aktuator 10 ist, wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, in den Heckflügel 34 integriert.
-
In 4 ist ein hinteres oberes Ende eines Kraftfahrzeugs 40 mit einer Heckklappe 41 und einer Heckscheibe 42 dargestellt. Eine Oberseite der Heckklappe 41 erstreckt sich in Verlängerung eines Spalts 43 zu einer Dachhinterkante 44. An der Dachhinterkante 44 ist die Luftleitvorrichtung 1 in die Oberseite der Heckklappe 41 integriert. Auch hier kann die Oberfläche an der Oberseite des Fahrzeughecks einteilig oder in einzelnen Segmenten verändert werden.
-
In 5 ist ein unterer Endbereich eines Kraftfahrzeugs 50 mit einem linken Hinterrad 51 und einem rechten Auspuff 52 perspektivisch dargestellt. Ein Diffusor 53 ist in einem mittleren Bereich 54 mit der Luftleitvorrichtung 1 ausgestattet. Dadurch kann im Betrieb eine Luftströmung an der Unterseite des Kraftfahrzeugs 50 sehr effektiv beeinflusst 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
-
- DE 102013101689 A1 [0002]
- DE 102013219212 A1 [0002]
- DE 102014218840 A1 [0002]
- DE 102013216610 A1 [0002]
- DE 102013214064 A1 [0002]
- DE 102015012339 B3 [0002]
- WO 01/92088 A1 [0002]
