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Die Erfindung betrifft eine Luftleitvorrichtung für eine Kraftfahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Luftleitvorrichtungen umfassend Luftleitelemente für Kraftfahrzeugkarosserien sind bekannt. Es handelt sich bei den Luftleitelementen insbesondere um so genannte Heckflügel, die bewegbar an der Kraftfahrzeugkarosserie aufgenommen sind, damit sie relativ zur Kraftfahrzeugkarosserie unterschiedliche Positionen zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition einnehmen können. Mit Hilfe des Heckflügels ist insbesondere ein Abtrieb des die Kraftfahrzeugkarosserie aufweisenden Kraftfahrzeugs im Betrieb variierbar. Die Änderung der Position des Heckflügels stellt eine Möglichkeit dar den benötigten aerodynamischen Abtrieb zu erzeugen. Eine weitere Möglichkeit, bevorzugt in Kombination mit der Positionsänderung, ist die Änderung der Form des Heckflügels.
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So ist aus der Gebrauchsmusterschrift
DE 299 17 581 U1 ist eine Luftleitvorrichtung für eine Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, welche ein bewegbares Luftleitelement aufweist, das in einem Gehäuse der Luftleitvorrichtung bewegbar angeordnet ist. Das Luftleitelement wird in seiner Form ausschließlich mit Hilfe einer Bewegungsenergie eines die Kraftfahrzeugkarosserie aufweisenden Kraftfahrzeugs bewegt.
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Auch die Offenlegungsschrift
DE 10 2017 106 259 A1 offenbart eine Luftleitvorrichtung für eine Kraftfahrzeugkarosserie, welche ein bewegbares Luftleitelement, das bewegbar in einem Gehäuse der Luftleitvorrichtung aufgenommen besitzt, wobei das Luftleitelement ausfahr- und kippbar ausgebildet ist.
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Der Offenlegungsschrift
DE 10 2013 101 689 A1 ist eine Luftleitvorrichtung für eine Kraftfahrzeugkarosserie zu entnehmen, wobei ein Luftleitelement der Luftleitvorrichtung entlang seiner Längsachse in einen Luftleitelementoberteil und einen Luftleitelementunterteil geteilt ausgebildet ist, die relativ zueinander bewegbar sind, um unterschiedliche Luftleitprofilquerschnitte zu realisieren.
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Die Offenlegungsschrift
WO 2017/123460 A1 offenbart eine Luftleitvorrichtung für eine Kraftfahrzeugkarosserie, welche ebenfalls ein Luftleitelement getrennt in einen Luftleitelementoberteil und einen Luftleitelementunterteil aufweist, wobei eine relative Bewegung der beiden Teile zueinander nur in einem hinteren Elementabschnitt ausgebildet ist. Das Luftleitelement ist kippbar an der Kraftfahrzeugkarosserie aufgenommen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Luftleitvorrichtung für eine Kraftfahrzeugkarosserie anzugeben, welche einen hohen Verformungsgrad zur Bereitstellung zahlreicher unterschiedlicher Profile aufweist zur Optimierung eines Luftwiderstandsbeiwertes und/oder eines aerodynamischen Abtriebs.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Luftleitvorrichtung für eine Kraftfahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung für eine Kraftfahrzeugkarosserie besitzt ein Luftleitelement, das mit Hilfe einer Verstellvorrichtung der Luftleitvorrichtung verstellbar ausgebildet und in zumindest eine erste Position und eine zweite Position bringbar ist. Das Luftleitelement ist sich überwiegend in Richtung einer Karosseriequerachse der Kraftfahrzeugkarosserie erstreckend ausgebildet. Es weist ein in Richtung einer Karosserielängsachse der Kraftfahrzeugkarosserie ausgebildetes Profil auf. Die Luftleitvorrichtung ist an der Kraftfahrzeugkarosserie im Bereich eines Hecks der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet. Erfindungsgemäß ist das Profil des Luftleitelementes zumindest teilweise elastisch verformbar ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass das Profil sich Fahrbedingungen gemäß anpassbar ist, und sich insbesondere, in Abhängigkeit der elastischen Ausbildung in Richtung der Karosserielängsachse, einer Karosseriequerachse und einer Karosseriehochachse verändern kann, wodurch Fahrbedingungen angepasst ein bevorzugter Luftwiderstandsbeiwert und ein bevorzugter Abtrieb erzielbar ist.
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Die Änderung des Profils in Richtung der Karosserieachsen lässt sich idealerweise durch die Ausbildung eines sich in Richtung der Karosserielängsachse zwischen einem Frontbereich des Luftleitelementes und einem Heckbereich des Luftleitelementes ausgebildeten Mittelbereich des Luftleitelementes erzielen, welcher elastisch ausgebildet ist. Mit Hilfe des elastischen Mittelbereiches kann auf einfache Weise eine Verformung des Luftleitelementes in Richtung der Karosserielängsachse und der Karosseriehochachse erzielt werden, bspw. zum Anstellen oder Ablegen des Luftleitelementes. Sofern der Mittelbereich elastisch verformbar ist, werden die an den Mittelbereich angrenzenden Bereiche, der Frontbereich und der Heckbereich, gemäß der Verformung des Mittelbereiches positioniert. Das heißt mit anderen Worten, zur Verformung des Luftleitelementes ist ausschließlich ein bestimmter Abschnitt, der Mittelbereich, elastisch auszuführen.
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Ein großer Verformungsbereich des Luftleitelementes ist insbesondere realisierbar, sofern der elastische Mittelbereich vollständig über eine sich in Richtung der Karosseriequerachse erstreckenden Länge des Luftleitelementes ausgebildet ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung sind der Frontbereich und/oder der Heckbereich des Luftleitelementes, zwischen denen sich der Mittelbereich erstreckt, steif ausgeführt. Das heißt mit anderen Worten, dass der Frontbereich und/oder der Heckbereich nicht elastisch ausgebildet sind. Sie sind positionierbar ausgebildet, das heißt sie können ihre Position ändern, jedoch nicht ihre Form. Dies begünstigt eine Einleitung einer zur Veränderung des Profils notwendigen Kraft, da diese in den steifen Abschnitten angreifen kann. Insbesondere ist bevorzugt der Frontbereich des Luftleitelementes versteift ausgebildet, damit Verformungen in diesem Bereich vermieden werden und eine Luftströmung gesichert und zuverlässig in einen Wirkbereich des Luftleitelementes geführt werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung ist das Luftleitelement entlang der Karosserielängsachse zumindest abschnittsweise geteilt ausgeführt, wobei ein Spalt zwischen einem in Richtung der Karosseriehochachse ausgebildeten Elementoberteil und einem vom Elementoberteil abgewandt ausgebildeten Elementunterteil ausgebildet ist. Dadurch ist der Vorteil gegeben relativ zueinander bewegbare Elementabschnitte bereitzustellen, so dass ein zusätzlich vergrößerter Verformungsbereich des Luftleitelementes erzielt ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung sind das Elementoberteil und das Elementunterteil zumindest teilweise relativ zueinander verschiebbar ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass eine bei der Verformung des Profils auftretende Längenänderung des Elementoberteils und/oder des Elementunterteils nicht ausschließlich durch die Elastizitätseigenschaften des Mittelbereichs realisiert werden muss, wodurch dieser weniger flexibel und demgemäß stabiler ausgeführt werden kann.
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Bevorzugt weist das Luftleitelement zur Überbrückung des Spaltes ein Dichtelement auf. Das Dichtelement dient einer Vermeidung von Strömungsabrissen und Strömungsirritationen am Spalt, wodurch ein zuverlässig regelbares verformbares Luftleitelement bereitgestellt ist.
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Das Dichtelement ist insbesondere teilweise elastisch ausgebildet, damit der insbesondere elastische Teil des Dichtelementes die Längenänderung aufnehmen kann und mit Hilfe seiner nichtelastischen Teile gesichert am Luftleitelement befestigt werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung weist das Luftleitelement zur zumindest teilweisen Aufnahme der Verstellvorrichtung einen Hohlraum auf. Das heißt mit anderen Worten, dass die Verstellvorrichtung bauraumoptimiert angeordnet werden kann. Ein weiterer Vorteil ist in einer Möglichkeit einer unmittelbar über die Verstellvorrichtung auf das Luftleitelement wirkenden Krafteinleitung zu sehen, wobei das Luftleitelement somit aus seinem Inneren heraus verformbar ausgeführt ist. Ein weiterer Vorteil ist auch in einer Vermeidung einer Verschmutzung der Verstellvorrichtung zu sehen, denn diese ist zumindest weitestgehend vor Partikel, welche die Funktion der Verstellvorrichtung beeinträchtigen könnten, geschützt im Luftleitelement aufgenommen. Dies ist daher als prägnanter Vorteil anzusehen, da ein stabiles mechanisches System zur Verformung des Luftleitelementes eingesetzt werden kann.
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Dieses stabile mechanische System zur Verformung des Luftleitelementes bzw. zur Profiländerung ausgebildete System ist in Form eines quasiprofilartigen Hebelsystems ausgeführt. Unter dem Begriff des quasiprofilartigen Hebelsystems ist ein Hebelsystem zu verstehen, welches das Profil annähernd aufweist. So ist im vorliegenden Fall das Profil des Luftleitelementes aerodynamisch, insbesondere tragflügelartig ausgebildet. Das Hebelsystem weist eine diesem Profil annähernd angepasste Hebelarmform auf, die mit dem Profil in Wirkverbindung steht. So kann wirkungsvoll an entsprechend präferierten Stellen des Profils die Kraft eingeleitet werden.
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Zur Realisierung einer Verformung des Luftleitelementes in Richtung der Karosseriequerachse sind im Hohlraum zumindest zwei voneinander beabstandet angeordnete Hebelsysteme aufgenommen. Diese sind bevorzugt symmetrisch zu einer Längsachse des Luftleitelementes anzuordnen. Sofern die Hebelsysteme unabhängig voneinander einstellbar sind, ist zusätzlich eine Verwindung des Luftleitelementes um seine Querachse realisierbar.
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Zur Verformung des Luftleitelementes weist das Hebelsystem zumindest zwei relativ zueinander bewegbare Hebelarme auf, welche mit Hilfe eines Getriebes zueinander verstellbar ausgebildet sind. Mit Hilfe zweier Hebelarme ist bereits eine effektive Verformung des Profils erzielbar. Die Verstellung der beiden Hebelarme zueinander mit Hilfe des Getriebes dient einer sicheren und zuverlässigen Verstellung des Luftleitelementes, da aufgrund des Getriebes ein mechanisches und somit stabiles und demzufolge betriebssicheres Hebelsystem herbeigeführt ist.
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In einer besonders zu bevorzugenden Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung weist das Hebelsystem zur Initiierung der Verstellung des Profils einen Elektromotor auf. Der Vorteil ist darin zu sehen, dass jedem Hebelsystem ein individueller Antrieb zugeordnet werden kann, so dass eine unabhängige Betätigung der Hebelsysteme auf einfache Weise realisierbar ist.
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Sofern das Luftleitelement und/oder die Verstellvorrichtung in Leichtbauweise, insbesondere aus einem Kohlenstoffverbundwerkstoff bzw. Kohlenstofffaserverbundwerkstoff ausgeführt sind, kann die Kraftfahrzeugkarosserie insgesamt gewichtsreduziert ausgebildet werden und es ist die Möglichkeit einer Verbrauchsreduktion und demgemäß einer Emissionsreduktion eines die Kraftfahrzeugkarosserie aufweisenden Kraftfahrzeugs gegeben.
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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. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Es zeigen:
- 1 in einem Schnitt entlang einer Karosserielängsachse einer eine Luftleitvorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugkarosserie, eine erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel in einer ersten Position,
- 2 in einer perspektivischen Draufsicht die Luftleitvorrichtung gem. 1 in der ersten Position,
- 3 in einem Schnitt entlang der Karosserielängsachse die Luftleitvorrichtung gem. 1 in einer zweiten Position,
- 4 in einer perspektivischen Draufsicht die Luftleitvorrichtung gem. 1 in der zweiten Position,
- 5 in einer perspektivischen Darstellung eine Verstellvorrichtung der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung,
- 6 in einer Prinzipdarstellung ein Luftleitelement der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel in a) der ersten Position, b) einer Zwischenposition und c) der zweiten Position,
- 7 in einer Prinzipdarstellung das Luftleitelement der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel in a) der Zwischenposition und b) der zweiten Position,
- 8 in einer Prinzipdarstellung das Luftleitelement der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung in einem vierten Ausführungsbeispiel in a) der ersten Position, b) der Zwischenposition und c) der zweiten Position, und
- 9 in einer Draufsicht das Luftleitelement der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung.
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Eine nicht weiter dargestellte Kraftfahrzeugkarosserie 1 umfasst eine in einem Heckbereich der Kraftfahrzeugkarosserie 1 angeordnete erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung 2, welche in einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 4 aufgebaut ist.
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Die Luftleitvorrichtung 2 ist in verschiedene Positionen einstellbar. Mit Hilfe der Luftleitvorrichtung 2 können insbesondere ein Luftwiderstandsbeiwert sowie ein Abtrieb der Kraftfahrzeugkarosserie 1 variiert werden. Die Luftleitvorrichtung 2 umfasst zumindest ein Luftleitelement 3 zur Strömungsführung, welches mit einer Verstellvorrichtung 4 in Wirkverbindung steht. Mit Hilfe der Verstellvorrichtung 4 ist das Luftleitelement 3 in seine unterschiedlichen Positionen zu bringen.
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Das Luftleitelement 3 ist sich überwiegend in Richtung einer Karosseriequerachse Y der Kraftfahrzeugkarosserie 1 erstreckend ausgebildet, und weist ein in Richtung einer Karosserielängsachse X der Kraftfahrzeugkarosserie 1 ausgebildetes, insbesondere aerodynamisches Profil 5 auf. Das Luftleitelement 3 der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung 2, welches in Form eines Heckflügels ausgeführt ist, ist sein Profil 5 zumindest teilweise veränderbar ausgebildet. Das Luftleitelement 3 weist einen Hohlraum 6 auf, welcher zumindest der teilweisen Aufnahme der Verstellvorrichtung 4 dient.
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Das Luftleitelement 3 ist im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel in einem sich in Richtung der Karosserielängsachse X erstreckenden Mittelbereich 7 elastisch ausgebildet, wobei der elastisch ausgebildete Mittelbereich 7 zwischen einem in Richtung einer Karosseriefront 8 der Kraftfahrzeugkarosserie 1 ausgebildeten Frontbereich 9 des Luftleitelementes 3 und einem in Richtung eines Hecks 10 der Kraftfahrzeugkarosserie 1 ausgebildeten Heckbereich 11 des Luftleitelementes 3 ausgebildet ist. Die Karosseriefront 8 und das Heck 10 der Kraftfahrzeugkarosserie 1 sind zur Orientierung symbolisch mit Hilfe von Pfeilen dargestellt.
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Der Frontbereich 9 und der Heckbereich 11 sind steif, oder mit anderen Worten nicht verformbar, jedoch in ihrer Position verstellbar, ausgeführt. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, ein stabiles jedoch im Mittelbereich 7 verformbares Luftleitelement 3 zu schaffen.
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In den 1 und 2 ist die Luftleitvorrichtung 2 in einer ersten Position und in den 3 und 4 in einer zweiten Position dargestellt. In der ersten Position ist der Heckbereich 11 in Richtung einer Karosseriehochachse Z der Kraftfahrzeugkarosserie 1 nach Oben gerichtet ausgebildet, wohingegen er in der zweiten Position nahezu waagerecht ausgerichtet ist.
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Zur Herbeiführung der unterschiedlichen Positionen ist die, detailliert in 5 dargestellte, Verstellvorrichtung 4 vorgesehen. Die Verstellvorrichtung 4 der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung 2 umfasst zwei veränderbare Hebelsysteme 12, wobei eines der Hebelsysteme 12 in 5 dargestellt ist. Das Hebelsystem 12 weist einen ersten Hebelarm 13 und einen zweiten Hebelarm 14 auf, welche mit Hilfe eines Gelenks 15 relativ zueinander bewegbar verbunden sind.
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Der erste Hebelarm 13 ist im Frontbereich 9 und im Mittelbereich 7 angeordnet und relativ zu diesem unbewegbar ausgeführt. Der zweite Hebelarm 14 ist im Heckbereich 11 untergebracht, wobei mit Hilfe der unterschiedlichen Positionierung des zweiten Hebelarms 14 relativ zum ersten Hebelarm 13 der Heckbereich 11 unterschiedliche Positionen relativ zum Frontbereich 9 und zum Mittelbereich 7 einnehmen kann.
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Das Gelenk 15 ist in Form einer gleitgelagerten Welle 16 ausgebildet, wobei die Welle 16 in einer im ersten Hebelarm 13 ausgebildeten Aufnahmeöffnung 17 um ihre Achse 18 verdrehbar angeordnet ist. Die Aufnahmeöffnung 17 im dem zweiten Hebelarm 14 zugewandt ausgebildeten Ende des ersten Hebelarms 13 ausgeführt. Die Welle 16 erstreckt sich in Richtung ihrer Achse 18 vollständig durch die Aufnahmeöffnung 17 und ist an ihren Enden, welche über die Aufnahmeöffnung 17 hinausragend ausgeführt sind, fest mit dem zweiten Hebelarm 14 verbunden. Eine Verdrehung der Welle 16 um ihre Achse 18 wird mithilfe eines Getriebes 19 realisiert. Eine Verformung des Luftleitelementes 3, insbesondere nach Oben oder nach Unten, wird durch ein Drücken der Hebelarme 13, 14 gegen das Luftleitelement 3 herbeigeführt.
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Das Getriebe 19 umfasst ein erstes Getriebeteil 49 und ein zweites Getriebeteil 24, welche bevorzugt in Form von mechanischen Getrieben ausgebildet sind. Die beiden Getriebeteile 49, 24 stehen über eine Drehstange 20 der Verstellvorrichtung 4 miteinander in Wirkverbindung.
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Das erste Getriebeteil 49 ist mit der Drehstange 20 teilweise drehfest verbunden, deren dem zweiten Hebelarm 14 zugewandt ausgebildetes erstes Stangenende 47 mit einem ersten Kegelrad 21 des ersten Getriebeteils 49 drehfest verbunden ist, welches mit einem mit der Welle 16 drehfest verbundenen zweiten Kegelrad 22 des ersten Getriebeteils 49 in Eingriff steht. So wird durch eine Verdrehung der Drehstange 20 um ihre Drehachse 23 eine Bewegung des zweiten Hebelarms 14 herbeigeführt.
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Ein Antrieb der Drehstange 20 erfolgt durch das zweite Getriebeteil 24, welches beispielhaft in Form eines Schneckengetriebes ausgeführt ist, wobei ein erstes Getriebeelement 25 des zweiten Getriebeteils 24, welches in Form einer Schnecke ausgeführt ist, am ersten Hebelarm 13 drehbar aufgenommen ist und mit Hilfe eines Antriebs 26, welcher beispielhaft in Form eines Elektromotors ausgebildet ist, um seine Rotationsachse 27 verdrehbar angeordnet ist.
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Dem ersten Getriebeelement 25 gegenüberliegend ist an dem vom zweiten Hebelarm 14 abgewandt ausgebildeten zweiten Stangenende 48 der Drehstange 20 ein zweites Getriebeelement 28 des zweiten Getriebeteils 24 in Form eines Zahnrades aufgenommen, welches mit dem ersten Getriebeelement 25 in Eingriff steht. Somit wird ausgehend von einer rotatorischen Bewegung des ersten Getriebeelementes 25 um seine Rotationsachse 27 eine Drehbewegung des zweiten Hebelarms 14 um die Achse 18 herbeigeführt.
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Der Antrieb des ersten Getriebeelementes 25 ist im vorgestellten Ausführungsbeispiel in Form eines Elektromotors ausgebildet, er könnte jedoch auch in Form eines anderen Antriebs ausgeführt sein. Die Einzelteile 13, 14, 16, 19, 20, 21, 22, 24 des Hebelsystems 12 können - zumindest teilweise oder anteilweise - aus einem Kunststoff ausgeführt sein, wodurch im Vergleich zu einem vollständig aus Metall ausgebildeten Hebelsystem 12 eine Gewichtsreduktion herbeizuführen ist. Idealerweise jedoch sind zur Erzielung bevorzugter Gleitverhältnisse der sich relativ zueinander bewegenden Bauteilen, wie beispielsweise die Welle 16 und der erste Hebelarm 13, diese zumindest mit einem metallischen Überzug zu versehen, beispielsweise in Form metallischer Hülsen oder Belägen. Des Weiteren sind zur Bauraumoptimierung einzelne Getriebeelemente, im vorliegenden Ausführungsbeispiel das erste Kegelrad 21 und das zweite Kegelrad 22 sowie das Zahnrad 28 beschnitten. Dies ist möglich, da eine vollumfängliche Rotation der genannten Getriebeelemente 21, 22, 28 um ihre jeweilige Drehachse nicht vorliegt.
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Das vorstehend beschriebene Hebelsystem 12 ist zweimal im Hohlraum 6 das Luftleitelement 3 angeordnet, wobei die beiden Hebelsysteme 12 beabstandet zueinander im Hohlraum 6 aufgenommen sind. Idealerweise sind die beiden Hebelsysteme 12 in Richtung der Karosserielängsachse X spiegelbildlich zueinander aufgebaut, ebenso könnten sie auch identisch aufgebaut sein. Die beiden Hebelsysteme 12 sind voneinander unabhängig einstellbar, so dass das Luftleitelement 3 abschnittsweise unterschiedlich einstellbar ist.
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Der erste Hebelarm 13 weist einen ersten Stützarm 29 und einen zweiten Stützarm 30 auf, die sich durch das Luftleitelement 3 hindurch erschreckend am ersten Hebelarm 13 angeordnet sind. Diese beiden Stützarme 29, 30 dienen einer Befestigung der Luftleitvorrichtung 2 an der Kraftfahrzeugkarosserie 1. Zur Aufnahme der Luftleitvorrichtung 2 ist an der Kraftfahrzeugkarosserie 1 ein nicht näher dargestellter Aufnahmearm angebracht, welcher zur Aufnahme der Stützarme 29, 30 ausgebildet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass, da die Stützarme 29, 30 sich durch ein Elementoberteil 31 des Luftleitelementes 3 erstrecken, die Luftleitvorrichtung 3 von oben gehalten an der Kraftfahrzeugkarosserie 1 befestigt ist.
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Das Elementoberteil 31 des Luftleitelements 3 ist einem nicht näher dargestellten Dach der Kraftfahrzeugkarosserie 1 zugewandt ausgebildet, wohingegen ein vom Elementoberteil 31 abgewandt ausgebildetes Elementunterteil 32 des Luftleitelements 3 einem nicht näher dargestellten Unterboden der Kraftfahrzeugkarosserie 1 zugewandt angeordnet ist.
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Die beiden Elementteile 31, 32 sind entlang einer gekrümmten Mittelfläche 33 des Luftleitelements 3 in Richtung der Karosseriequerachse Y miteinander unter Ausbildung des Hohlraumes 6 fest verbunden, wobei in Richtung der Karosseriequerachse Y vorliegende offene Enden des Luftleitelements 3 mit Hilfe jeweils eines Abdeckelementes 34 geschlossen sind. Im vorstehend erläuterten ersten Ausführungsbeispiel sind sich in Richtung der Karosseriequerachse Y erstreckende Kanten 50 der Elementteile 31, 32 fest miteinander verbunden. Der Luftleitelement 3 kann auch, mit Ausnahme der Abdeckelemente 34 einstückig hergestellt werden.
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Damit das Profil 5 veränderlich ist, ist der Mittelbereich 7 elastisch ausgebildet. Der elastische Mittelbereich 7 erstreckt sich, wie insbesondere in 9 veranschaulicht, vollständig über die in Richtung der Karosseriequerachse Y vorliegende Länge L des Luftleitelements. 3. Des Weiteren ist ein Mittenbereich 35 des Heckbereichs 11 ebenfalls elastisch ausgebildet. Dieser elastische Mittenbereich 35 erlaubt eine mögliche Verformung des Luftleitelements 3 um eine Längsachse 36 des Luftleitelements 3. Somit lässt sich der Luftleitelement 3 in seinen beidseitigen Luftleitelementendbereichen 37 unterschiedlich einstellen, wobei eine Verkippung um seine Längsachse 36 möglich ist. Das heißt mit anderen Worten, dass das Luftleitelement 3 sowohl um seine Querachse 51 als auch um seine Längsachse 36 sein Profil 5 veränderbar ausgebildet ist. Des Weiteren muss nicht zwingend eine symmetrische Veränderung des Profils 5 bezogen auf die Achsen 36, 51 ausgebildet werden, sondern die entlang der Längsachse 36 ausgebildeten Abschnitte 52 des Luftleitelements 3 sind unabhängig voneinander veränderbar.
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Somit kann das Profil 5 des Luftleitelements 3 aufgrund des elastischen Mittelbereichs 7 und der beiden steifen Bereiche, dem Frontbereich 9 und dem Heckbereich 11, seine Form unter Aufrechterhaltung seiner Stabilität verändern.
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In 6 ist die Luftleitvorrichtung 2 in einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer prinzipiellen Darstellung abgebildet, wobei in 6a) das Luftleitelement 3 gemäß der ersten Position, in 6c) gemäß der zweiten Position und in 6b) in einer dritten Position, welche zwischen den beiden erstgenannten Positionen liegt, abgebildet ist.
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Das Luftleitelement 3 ist in seinem Heckbereich 11 in Richtung der Karosserielängsachse X in zwei Teile geteilt ausgeführt, wobei eine Trennung des Elementoberteils 31 und des Elementunterteils 32 entlang der Mittelfläche 33 vorliegt. Somit sind zwei unabhängig voneinander bewegbare Endteile ausgebildet, ein erstes Endteil 38 und ein zweites Endteil 39, wobei das Elementoberteil 31 relativ zum Elementunterteil 32 unabhängig bewegbar ist. Das Elementoberteil 31 und das Elementunterteil 32 sind im Frontbereich 9 miteinander verbunden.
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Zur Krafteinleitung der mit Hilfe des zweiten Hebelarms 14 auf das Luftleitelement 3 wirkenden Verstellkraft ist eine flexible Verbindung 40 des Elementoberteils 31 mit dem Elementunterteil 32 ausgebildet, wobei die flexible Verbindung 40 in Form eines Stegs ausgeführt ist. Die flexible Verbindung 40 ist zur Übertragung von Zugkräften zwischen dem Elementoberteil 31 und dem Elementunterteil 32 ausgestaltet.
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Zur verbesserten Strömungsleitungswirkung des Luftleitelements 3 weist das zumindest in seinem Heckbereich 11 getrennt ausgebildete Luftleitelement 3 in einem dritten Ausführungsbeispiel ein elastisch ausgebildetes Dichtelement 41 auf, welches sich über ein im Heckbereich 11 vorliegenden ersten Ende 42 des Elementoberteils 31 und über ein dem ersten Ende 42 gegenüberliegend ausgebildeten zweiten Ende 43 des Elementunterteils 32 erstreckend ausgeführt ist. Das dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung 2 ist in einem Ausschnitt in 7a) in der Zwischenposition und in 7b) in der zweiten Position abgebildet.
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Das Dichtelement 41 dient einem Verschließen eines zwischen dem Elementoberteil 31 und dem Elementunterteil 32 ausgebildeten Spaltes 44. Damit sich die beiden Enden 42, 43 während einer Positionierung des Luftleitelements 3 relativ zueinander bewegen können, ist das Dichtelement 41 zumindest teilweise elastisch, oder mit anderen Worten flexibel, ausgeführt. Das Dichtelement 41 ist in Form einer u-formartigen Leiste ausgestaltet, wobei gegenüberliegend ausgebildete Leistenarme 45 sich jeweils in die Enden 42, 43 der Elementteile 31, 32 erstrecken und dort fest, zumindest formschlüssig gehalten werden. Ein die beiden Leistenarme 45 miteinander verbindendes Leistenquerelement 46 ist elastisch ausgebildet, so dass es eine Verschiebung der beiden Elementteile 31, 32 relativ zueinander ohne Riss oder Bruch auch bei wiederholten Positionsänderungen mit Hilfe seiner Dehnungsfähigkeit ausgleichen kann. In 7 ist erkennbar, dass das Leistenquerelement 46 in seiner quer zur den Elementteilen 31, 32 ausgebildeten Erstreckung in der Zwischenposition kürzer ist als in der zweiten Position.
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In 8 ist die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung 2 in einem vierten Ausführungsbeispiel illustriert. Zum Verschließen des Spaltes 44 weisen die beiden Elementteile 31, 32 an ihren Enden 42, 43 jeweils ein Dichtelement 41 auf, wobei die Dichtelemente 41 gegeneinander abgleitbar ausgebildet sind. Während der Montage werden die Dichtelemente 41 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel unter Vorspannung gesetzt um die vorgesehene Dichtwirkung zu erzielen. Die Dichtelemente 41 des vierten Ausführungsbeispiels sind in Form von Dichtlippen ausgeführt.
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Die Ausführungsbeispiele aufweisend einen im Heckbereich 11 „gespaltenen“ Luftleitelement 3 weisen im Vergleich zum Luftleitelement 3 des ersten Ausführungsbeispiels gegeneinander verschiebbare Elementteile 31, 32 auf, die im Mittelbereich 7 aufgrund des dort eingesetzten elastischen Materials und im Heckbereich 11 aufgrund des dort ausgebildeten Spaltes 44 relativ zueinander verschiebbar und unabhängig voneinander verformbar sind.
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Die Luftleitvorrichtung 2, insbesondere der Luftleitelement 3, ist in Leichtbauweise aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere aus einem Kohlenstofffaserverbundwerkstoff hergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeugkarosserie
- 2
- Luftleitvorrichtung
- 3
- Luftleitelement
- 4
- Verstellvorrichtung
- 5
- Profil
- 6
- Hohlraum
- 7
- Mittelbereich
- 8
- Karosseriefront
- 9
- Frontbereich
- 10
- Heck
- 11
- Heckbereich
- 12
- Hebelsystem
- 13
- Erster Hebelarm
- 14
- Zweiter Hebelarm
- 15
- Gelenk
- 16
- Welle
- 17
- Aufnahmeöffnung
- 18
- Achse
- 19
- Getriebe
- 20
- Drehstange
- 21
- Erstes Kegelrad
- 22
- Zweites Kegelrad
- 23
- Drehachse
- 24
- Zweites Getriebeteil
- 25
- Erstes Getriebeelement
- 26
- Antrieb
- 27
- Rotationsachse
- 28
- Zahnrad
- 29
- Erster Stützarm
- 30
- Zweiter Stützarm
- 31
- Elementoberteil
- 32
- Elementunterteil
- 33
- Mittelfläche
- 34
- Abdeckelement
- 35
- Mittenbereich
- 36
- Längsachse
- 37
- Flügelendbereich
- 38
- Erstes Endteil
- 39
- Zweites Endteil
- 40
- Flexible Verbindung
- 41
- Dichtelement
- 42
- Erstes Ende
- 43
- Zweites Ende
- 44
- Spalt
- 45
- Leistenarm
- 46
- Leistenquerelement
- 47
- Erstes Stangenende
- 48
- Zweites Stangenende
- 49
- Erstes Getriebeteil
- 50
- Kante
- 51
- Querachse
- 52
- Abschnitt
- L
- Länge
- X
- Karosserielängsachse
- Y
- Karosseriequerachse
- Z
- Karosseriehochachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29917581 U1 [0003]
- DE 102017106259 A1 [0004]
- DE 102013101689 A1 [0005]
- WO 2017/123460 A1 [0006]
