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Die Erfindung betrifft eine Unterbodenverkleidung für einen Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Unterbodenverkleidung für einen Personenkraftwagen ist beispielsweise bereits aus der
WO 2013/134283 A1 bekannt. Die Unterbodenverkleidung umfasst wenigstens ein Unterbodenverkleidungselement, mittels welchem ein Unterboden des Personenkraftwagens in Fahrzeughochrichtung nach unten zumindest teilweise abzudecken und dadurch zu verkleiden ist. Bei der
WO 2013/134283 A1 kann das Unterbodenverkleidungselement relativ zur Karosserie des Personenkraftwagens höhenverlagert werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Unterbodenverkleidung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Aerodynamik des Personenkraftwagens realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Unterbodenverkleidung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Unterbodenverkleidung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Aerodynamik des Personenkraftwagens realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Unterbodenverkleidung eine Verformungseinrichtung aufweist, mittels welcher das Unterbodenverkleidungselement in mehrere, voneinander unterschiedliche konvexe Formen verformbar ist, deren jeweilige, in Fahrzeughochrichtung tiefste Stelle mittels der Verformungseinrichtung in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar ist. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise elastisch verformbare Unterbodenverkleidungselement mittels der Verformungseinrichtung dadurch, insbesondere elastisch, in die unterschiedlichen konvexen Formen verformbar ist, dass die tiefste Stelle der konvexen Form in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar ist beziehungsweise verschoben wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt unterscheiden sich die konvexen Formen dadurch voneinander, dass die tiefste Stelle der konvexen Form entlang der Fahrzeuglängsrichtung in unterschiedlichen Positionen angeordnet beziehungsweise anordenbar ist. Hierdurch kann die Aerodynamik des Personenkraftwagens bedarfsgerecht eingestellt und beeinflusst werden, sodass beispielsweise gezielt und bedarfsgerecht an gewünschten Stellen der Abtrieb des Personenkraftwagens erhöht beziehungsweise der Auftrieb reduziert werden kann, insbesondere mit nur geringem Einfluss auf den Luftwiderstand insgesamt.
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Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass in der aerodynamischen Fahrzeugentwicklung neben dem Luftwiderstand und Kühlungsanforderungen jeweilige Auftriebe an der Vorderachse und an der Hinterachse wichtige Auslegungskriterien darstellen. Der Auftrieb beziehungsweise Abtrieb eines Personenkraftwagens kann dabei mithilfe von aerodynamischen Komponenten beeinflusst werden. Um beispielsweise Leistungsfähigkeitsansprüchen gerecht zu werden, können aerodynamische Komponenten zum Einsatz kommen, mittels welchen der Auftrieb beziehungsweise der Abtrieb des Personenkraftwagens an der Vorder- oder Hinterachse aktiv beeinflusst werden kann. Ferner ist es möglich, einen Heckspoiler einzusetzen, um den Auftrieb am Heck zu reduzieren.
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Üblicherweise stellt der Unterboden beziehungsweise dessen Unterbodenverkleidung, insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung zwischen der Vorderachse und der Hinterachse, einen Bereich dar, in dem keine aktiven Komponenten zum Einsatz kommen. Dabei weisen insbesondere elektrisch angetriebene Fahrzeuge zwischen der Vorder- und der Hinterachse häufig eine große geschlossene Fläche auf, in deren Bereich sich üblicherweise eine Batterie zum Speichern von elektrischer Energie befindet. Die Erfindung zielt nun darauf ab, die große, zwischen Vorder- und Hinterachse angeordnete Fläche zu nutzen, um im Unterbodenbereich wenigstens eine aktive Komponente zu realisieren, mittels welcher der Abtrieb beziehungsweise Auftrieb gezielt und bedarfsgerecht beeinflusst werden kann. Diese aktive Komponente umfasst zumindest das Unterbodenverkleidungselement und die Verformungseinrichtung, mittels welcher das Unterbodenverkleidungselement, insbesondere elastisch, verformbar und dadurch in die unterschiedlichen konvexen Formen bringbar ist. Da mittels der Verformungseinrichtung die jeweilige, in Fahrzeughochrichtung tiefste Stelle der jeweiligen konvexen Form in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar und somit verlagerbar ist, unterscheiden sich die konvexen Formen dadurch voneinander, dass die jeweilige tiefste Stelle in Fahrzeuglängsrichtung an unterschiedlichen Positionen angeordnet ist.
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Die jeweilige konvexe Form ist insbesondere dazu ausgebildet, mit einer gegenüberliegenden, horizontalen Fahrbahn für den Personenkraftwagen eine Venturi-Düse zu bilden. Mit anderen Worten, steht beispielsweise der Personenkraftwagen über seine drehbar an seiner Karosserie gehaltenen Räder auf der zumindest im Wesentlichen horizontalen Fahrbahn, so bildet die jeweilige konvexe Form, in welche das Unterbodenverkleidungselement, insbesondere elastisch, mittels der Verformungseinrichtung verformbar ist, mit der Fahrbahn eine jeweilige Düse, insbesondere eine jeweilige Venturi-Düse. Da die Position der tiefsten Stelle der konvexen Form in Fahrzeuglängsrichtung mittels der Verformungseinrichtung eingestellt und somit variiert werden kann, kann auch die jeweilige Venturi-Düse variiert werden, sodass beispielsweise bedarfsgerecht an unterschiedlichen Stellen der Auftrieb beziehungsweise Abtrieb beeinflusst werden kann.
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Durch Verschieben der tiefsten Stelle in der Fahrzeuglängsrichtung ist es möglich, die tiefste Stelle zumindest im Wesentlichen in der Mitte des Unterbodenverkleidungselements und/oder des Unterbodens und/oder des Personenkraftwagens und/oder in der Mitte zwischen der Vorderachse und der Hinterachse anzuordnen, oder die tiefste Stelle kann wahlweise näher an der Vorderachse als an der Hinterachse oder mehr an der Hinterachse als an der Vorderachse angeordnet werden. Auf diese Weise ist es möglich, wahlweise und bedarfsgerecht den Abtrieb an der Vorderachse oder an der Hinterachse zu erhöhen, wodurch beispielsweise das Fahrverhalten des Personenkraftwagens gezielt und bedarfsgerecht beeinflusst werden kann.
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Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Unterbodenverkleidungselement beispielsweise in eine solche Form bringbar ist, welche von einer konvexen Form unterschiedlich ist. Mit anderen Worten kann beispielsweise das Unterbodenverkleidungselement in eine Ausgangs- oder Grundstellung gebracht werden, in welcher das Unterbodenverkleidungselement beispielsweise eine von einer konvexen Form unterschiedliche Form aufweist. Insbesondere ist beispielsweise das Unterbodenverkleidungselement in der Grundstellung, insbesondere zur Fahrbahn hin, zumindest im Wesentlichen eben beziehungsweise flach ausgebildet, sodass dann das Unterbodenverkleidungselement mit der horizontalen Fahrbahn keine Venturi-Düse bildet. Dies ist beispielsweise bei einer Langsamfahrt vorteilhaft, um eine große Bodenfreiheit des Personenkraftwagens zu realisieren. Insbesondere ist das Unterbodenverkleidungselement in der Grundstellung gegenüber der jeweiligen konvexen Form zumindest teilweise näher an der Karosserie des Personenkraftwagens angeordnet, um eine besonders große Bodenfreiheit zu realisieren.
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Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die jeweilige tiefste Stelle in Fahrzeugquerrichtung relativ zu der Karosserie des Personenkraftwagens bewegbar ist.
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Die Verformungseinrichtung weist beispielsweise wenigstens ein Verformungselement auf, mittels welchem die jeweilige konvexe Form des Unterbodenverkleidungselements bewirkbar ist. Das Verformungselement ist beispielsweise ein Hubelement, welches in Fahrzeughochrichtung relativ zu dem Unterbodenverkleidungselement und beispielsweise relativ zu der Karosserie höhenverlagerbar ist, um dadurch die unterschiedlichen konvexen Formen des Unterbodenverkleidungselements zu bewirken.
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Um das Unterbodenverkleidungselement besonders vorteilhaft und bedarfsgerecht verformen zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Unterbodenverkleidungselement aus einem elastisch verformbaren Werkstoff gebildet ist.
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Das Unterbodenverkleidungselement kann eine Mehrzahl von Einzelbauteilen aufweisen, welche, insbesondere gelenkig, miteinander verbunden sein können. Dabei ist beispielsweise den Einzelbauteilen jeweils wenigstens ein Stellelement in Form eines Verformungselements zugeordnet, mittels welchem beispielsweise das jeweilige Einzelbauteil, insbesondere relativ zur Karosserie, bewegbar ist. Hierdurch kann das Unterbodenverkleidungselement insgesamt verformt und somit in die jeweilige konvexe Form gebracht werden.
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Um beispielsweise die Venturi-Düse zu bilden, ist das Unterbodenverkleidungselement mittels der Verformungseinrichtung, insbesondere mittels des Verformungselements oder mittels der mehreren Stellelemente, in eine Venturi-Düsenform auswölbbar, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Unterbodenverkleidung erstreckt.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Verformungselement in Fahrzeuglängsrichtung relativ zu dem Unterbodenverkleidungselement und vorzugsweise relativ zu der Karosserie verschiebbar ist, wodurch die tiefste Stelle der jeweiligen konvexen Form in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar ist.
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Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Verformungseinrichtung wenigstens einen verschwenkbar mit dem Unterbodenverkleidungselement gekoppelten Hebel aufweist, welcher relativ zum Unterbodenverkleidungselement und vorzugsweise relativ zu der Karosserie versenkbar ist, wodurch die tiefste Stelle in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar ist.
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Die Erfindung eignet sich besonders vorteilhaft für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, um eine besonders vorteilhafte Aerodynamik zu realisieren. Hierdurch kann der Personenkraftwagen beispielsweise besonders energieverbrauchsarm angetrieben werden, wodurch sich beispielsweise eine besonders große Reichweite realisieren lässt, über die der Personenkraftwagen elektrisch angetrieben werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines Personenkraftwagens mit einer erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung;
- 2a-d jeweils ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht der Unterbodenverkleidung in unterschiedlichen Zuständen;
- 3 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht der Unterbodenverkleidung gemäß einer ersten Ausführungsform; und
- 4 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht der Unterbodenverkleidung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht einen Personenkraftwagen 10, welcher eine Karosserie 12 und drehbar an der Karosserie 12 gehaltene Räder 14 aufweist. Über die Räder 14 ist der Personenkraftwagen 10 an einer Fahrbahn 16 abgestützt, entlang welcher der Personenkraftwagen 10 gefahren werden kann. Wird der Personenkraftwagen 10 in seinem über die Räder 14 an der Fahrbahn 16 abgestützten Zustand entlang der Fahrbahn 16 gefahren, so rollen die Räder 14 an der Fahrbahn 16 ab. Wie aus 1 erkennbar ist, ist die Fahrbahn 16 vorliegend zumindest im Wesentlichen horizontal. Des Weiteren ist in 1 durch einen Pfeil 18 die Vorwärtsfahrtrichtung des Personenkraftwagens 10 veranschaulicht, welcher beispielsweise in Vorwärtsfahrtrichtung entlang der Fahrbahn 16 gefahren wird. Daraus resultiert beispielsweise eine in 1 durch einen Pfeil 20 veranschaulichte Anströmung, in deren Rahmen der Personenkraftwagen 10 von Fahrtwind beziehungsweise Luft angeströmt wird.
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Der Personenkraftwagen 10 weist eine Unterbodenverkleidung 22, auf welche wenigstens ein Unterbodenverkleidungselement 24 umfasst. Dabei bilde die Karosserie 12, welche eine selbsttragende Karosserie ist, einen auch als Boden bezeichneten Unterboden 26, welcher in Fahrzeughochrichtung nach unten und somit zur Fahrbahn 16 hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch das Unterbodenverkleidungselement 24 abgedeckt und somit verkleidet ist. Dabei ist das Unterbodenverkleidungselement 24 zumindest mittelbar an der Karosserie 12 gehalten. Darüber hinaus veranschaulicht in 1 ein gestrichelter Pfeil 28 Luft, die im Rahmen der zuvor genannten Anströmung zwischen dem Unterbodenverkleidungselement 24 und der zumindest im Wesentlichen horizontalen Fahrbahn 16 hindurch strömt, wenn der Personenkraftwagen 10 in seiner Vorwärtsfahrtrichtung entlang der Fahrbahn 16 gefahren wird.
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Um nun eine besonders vorteilhafte Aerodynamik des Personenkraftwagens 10 realisieren und insbesondere die Aerodynamik bedarfsgerecht beeinflussen zu können, weist die Unterbodenverkleidung 22 - wie besonders gut in Zusammenschau mit 3 erkennbar ist - eine Verformungseinrichtung 30 auf, mittels welcher das Unterbodenverkleidungselement 24 elastisch und somit zerstörungsfrei in mehrere, voneinander unterschiedliche konvexe Formen verformbar ist. Dabei zeigt 2b eine erste der konvexen Formen, in die das Unterbodenverkleidungselement 24 mittels der Verformungseinrichtung 30 elastisch verformbar und somit bringbar ist. Ferner zeigt 2c eine zweite der konvexen Formen, wobei 2d eine dritte der konvexen Formen des Unterbodenverkleidungselements 24 zeigt. Weist das Unterbodenverkleidungselement 24 die jeweilige konvexe Form auf, so befindet sich das Unterbodenverkleidungselement 24 in einem jeweiligen Zustand, in welchem das Unterbodenverkleidungselement 24 elastisch verformt ist. Somit zeigen 2b-d jeweilige, voneinander unterschiedliche Zustände, in denen das Unterbodenverkleidungselement 24 die jeweilige konvexe Form aufweist. Darüber hinaus zeigt 2a einen Grundzustand des Unterbodenverkleidungselements 24, welches in dem Grundzustand eine in 2 erkennbare Grund- oder Ausgangsform oder Grund- beziehungsweise Ausgangsstellung aufweist. In dem Grundzustand weist das Unterbodenverkleidungselement 24 eine von einer konvexen Form unterschiedliche Form auf. Insbesondere ist das Unterbodenverkleidungselement 24 in dem Grundzustand eingefahren und dabei zumindest im Wesentlichen eben beziehungsweise flach. Beispielsweise ausgehend von dem Grundzustand kann das Unterbodenverkleidungselement 24 mittels der Verformungseinrichtung 30 in die jeweilige konvexe Form elastisch verformt werden. Da das Unterbodenverkleidungselement 24 dann, wenn es die jeweilige konvexem Form aufweist, elastisch verformt ist und insbesondere gegenüber dem Grundzustand stärker elastisch verformt ist, wird das Unterbodenverkleidungselement 24 mittels der Verformungseinrichtung 30 in der jeweiligen konvexen Form gehalten.
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Die jeweilige konvexe Form weist dabei bezogen auf die Fahrzeughochrichtung eine jeweilige tiefste Stelle T auf, wobei sich die konvexen Formen dadurch voneinander unterscheiden, dass sich die tiefste Stelle T in Fahrzeuglängsrichtung in unterschiedlichen Positionen befindet. Mit anderen Worten kann die jeweilige tiefste Stelle T der jeweiligen konvexen Form mittels der Verformungseinrichtung 30 in Fahrzeuglängsrichtung relativ zu der Karosserie 12 verschoben werden.
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Aus 1 ist erkennbar, dass der Personenkraftwagen 10 eine Vorderachse 32 und eine Hinterachse 34 aufweist. Weist das Unterbodenverkleidungselement 24 beispielsweise die in 2b gezeigte konvexe Form auf, so befindet sich die tiefste Stelle T beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung in der Mitte zwischen der Vorderachse 32 und der Hinterachse 34. Weist demgegenüber das Unterbodenverkleidungselement 24 die in 2c gezeigte konvexe Form auf, so ist die tiefste Stelle T in Fahrzeuglängsrichtung näher an der Hinterachse 34 als an der Vorderachse 32 angeordnet. Weist das Unterbodenverkleidungselement 24 die in 2d gezeigte konvexe Form auf, so ist die tiefste Stelle T näher an der Vorderachse 32 als an der Hinterachse 34 angeordnet. Wie ferner aus 1 erkennbar ist, bildet die jeweilige konvexe Form mit der horizontalen Fahrbahn 16 eine Venturi-Düse, durch welche die Luft hindurch strömt. Durch Verschieben der tiefsten Stelle T in Fahrzeuglängsrichtung kann die Venturi-Düse bedarfsgerecht eingestellt beziehungsweise beeinflusst werden, sodass der Abtrieb beziehungsweise Auftrieb des Personenkraftwagens 10 bedarfsgerecht beeinflusst werden kann. Insbesondere kann durch das Verschieben der tiefsten Stelle T ein Bereich oder eine Stelle gezielt eingestellt werden, in welchem beziehungsweise an welcher mittels der Venturi-Düse der Abtrieb beziehungsweise Auftrieb gezielt beeinflusst wird.
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Insgesamt ist erkennbar, dass mittels der Verformungseinrichtung 30 die Verformung des Unterbodenverkleidungselements 24 bedarfsgerecht und insbesondere je nach Anwendungsfall eingestellt und verändert werden kann. In der Venturi-Düse wird die Luft, welche die Venturi-Düse durchströmt, beschleunigt, wodurch der Druck unter dem Fahrzeug reduziert wird. Hierdurch wird an der tiefsten Stelle T der Auftrieb reduziert, sodass durch Verschieben der tiefsten Stelle T die Stelle, an welcher der Auftrieb mittels der Venturi-Düse gezielt reduziert wird, bedarfsgerecht eingestellt werden kann. In dem Grundzustand ist die Venturi-Düse vollständig deaktiviert. Dabei kann eine besonders große Bodenfreiheit des Personenkraftwagens 10 eingestellt werden.
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Das Unterbodenverkleidungselement 24 ist beispielsweise ein großflächiges und einstückiges Verkleidungselement, welches beispielsweise aus einem elastisch verformbaren beziehungsweise flexiblen Material gebildet ist. Alternativ ist es denkbar, dass das Unterbodenverkleidungselement 24 mehrteilig ausgebildet ist und somit mehrere einzelne Elemente aufweist, welche bewegbar, insbesondere gelenkig, miteinander verbunden sind. Mittels des Unterbodenverkleidungselements 24 und der zugeordneten Verformungseinrichtung 30 kann je nach Bedarf ein besonders geringer Luftwiderstand oder ein hoher Abtrieb eingestellt werden.
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3 zeigt eine erste Ausführungsform der Unterbodenverkleidung 22. Bei der ersten Ausführungsform umfasst die Verformungseinrichtung 30 wenigstens oder genau ein Verformungselement 36, welches auch als Steller bezeichnet wird. Der Steller ist in Fahrzeuglängsrichtung relativ zur Karosserie 12 und relativ zu dem Unterbodenverkleidungselement 24 bewegbar, wodurch die tiefste Stelle T in Fahrzeuglängsrichtung insbesondere relativ zur Karosserie 12 bewegt beziehungsweise verschoben werden kann. Dies ist in 3 durch einen Doppelpfeil 38 veranschaulicht.
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Des Weiteren veranschaulicht 4 eine zweite Ausführungsform der Unterbodenverkleidung 22. Bei der zweiten Ausführungsform sind an jeweiligen, in Fahrzeuglängsrichtung gegenüberliegenden Enden 40 des beispielsweise als Platte, insbesondere elastisch verformbare Platte, ausgebildeten Unterbodenverkleidungselements 24 jeweilige Hebel 42 vorgesehen, welche auch als Stellhebel bezeichnet werden. Die Stellhebel sind beispielsweise um jeweilige, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung verlaufende, Schwenkachsen S relativ zu der Karosserie 12 verschwenkbar, was in 4 durch Doppelpfeile 44 veranschaulicht ist. Alternativ oder zusätzlich sind die Stellhebel verschwenkbar mit dem Unterbodenverkleidungselement 24 gekoppelt und somit relativ zu dem Unterbodenverkleidungselement 24 verschwenkbar. Durch Verschwenken des jeweiligen Stellhebels relativ zur Karosserie 12 und/oder relativ zum Unterbodenverkleidungselement 24 kann das Unterbodenverkleidungselement 24 verformt und dadurch in die jeweilige konvexe Form gebracht werden, wodurch die tiefste Stelle T entlang der Fahrzeuglängsrichtung relativ zur Karosserie 12 verschoben werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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