DE102019201323A1 - Luftleitanordnung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftleitanordnung (10) für ein Fahrzeug (1), mit einem Luftleitelement (20), welches in Fahrzeuglängsrichtung (x) vor einem Rad (4) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist und von einer Stellvorrichtung (30) zwischen einer Ruhestellung und mindestens einer Betriebsstellung bewegbar ist, wobei die Stellvorrichtung (30) mindestens ein eine erste Kraft erzeugendes Rückstellelement (32) aufweist, wobei ein während der Fahrt erzeugter Luftstrom (50) eine der ersten Kraft entgegen gerichtete zweite Kraft erzeugt, wobei das Luftleitelement (20) in Abhängigkeit einer Kraftdifferenz in Richtung Ruhestellung oder in Richtung Betriebsstellung bewegbar ist. Erfindungsgemäß erzeugt mindestens ein an dem Luftleitelement angeordnetes aerodynamisches Element (40), welches von dem während der Fahrt erzeugten Luftstrom (50) umströmt ist, die zweite Kraft, welche das Luftleitelement (20) gegen die erste Kraft des mindestens einen Rückstellelements (32) und gegen die Strömungsrichtung (SR) des Luftstroms (50) in die mindestens eine Betriebsstellung bewegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Luftleitanordnung für ein Fahrzeug gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.
  • Ein Luftwiderstand bzw. ein Strömungswiderstandskoeffizient eines Fahrzeugs ist unter anderem von einer Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig. Zudem können Fahrzeugräder durch ihre Rotation und die damit verbundene komplexe Strömungstopologie mit zahlreichen Wechselwirkungen in großem Maße zu einem gesamten Luftwiderstand des Fahrzeugs beitragen. Der Anteil der Räder in Kombination mit dem Radhaus kann bis zu 25% des Luftwiderstands betragen. Bei Fahrzeugen mit alternativen Antrieben, welche über einen vergleichsweise glatten Unterboden verfügen, kann dieser Anteil durch die Wechselwirkungen noch deutlich größer ausfallen.
  • Luftleitanordnungen für Fahrzeuge, welche den Luftwiderstand des Fahrzeugs verbessern sind in zahlreichen Variationen bekannt. Die Luftleitanordnungen können ein Luftleitelement, welches in Fahrzeuglängsrichtung vor einem Rad bzw. Radhaus des Fahrzeugs angeordnet ist, und eine Stellvorrichtung umfassen, welche das Luftleitelement zwischen einer Ruhestellung und mindestens einer Betriebsstellung bewegt. Die Stellvorrichtung kann mindestens ein eine erste Kraft erzeugendes Rückstellelement aufweisen. Zudem erzeugt ein während der Fahrt erzeugter Luftstrom eine der ersten Kraft entgegengerichtete zweite Kraft, wobei das Luftleitelement in Abhängigkeit einer Kraftdifferenz in Richtung Ruhestellung oder in Richtung Betriebsstellung bewegbar ist.
  • Aus der DE 600 04 423 T2 ist eine gattungsgemäße Luftleitanordnung für ein Fahrzeug bekannt, welche einen Spoiler umfasst. Der Spoiler kann aus einer ersten eingefahren Position oder Ruhelage in eine zweite ausgefahrene Position oder aktive Position überführt werden. In der zweiten ausgefahrenen Position bzw. in der aktiven Position verhindert der Spoiler zumindest teilweise, dass ein von der Fahrzeugfortbewegung erzeugter Luftstrom unter dem Fahrzeug vorbeizieht. Hierbei erzeugt der Luftstrom eine erste Kraft und ein elastisches Element erzeugt eine der ersten Kraft entgegengesetzte zweite Kraft. Die vom Luftstrom erzeugte erste Kraft ist hierbei abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. In Abhängigkeit einer Kraftdifferenz zwischen der ersten Kraft und der zweiten Kraft wird der Spoiler in Richtung Ruhelage oder in Richtung aktive Position bewegt.
  • Aus der WO 2017/103357 A1 ist ein ausfahrbarer vor einem Fahrzeugrad angeordneter Spoiler bekannt, welcher über eine Schwenkachse mittels eines Aktuators zwischen einer Ruhstellung und einer Betriebsstellung bewegbar ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Luftleitanordnung für ein Fahrzeug, mit einem Luftleitelement bereitzustellen, welche eine verbesserte Stellvorrichtung umfasst.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Luftleitanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Um eine Luftleitanordnung für ein Fahrzeug, mit einem Luftleitelement bereitzustellen, welche eine verbesserte Stellvorrichtung umfasst, erzeugt mindestens ein an dem Luftleitelement angeordnetes aerodynamisches Element, welches von einem während der Fahrt erzeugten Luftstrom umströmt ist, eine zweite Kraft, welche das Luftleitelement gegen eine erste Kraft von mindestens einem Rückstellelement und gegen eine Strömungsrichtung des Luftstroms in mindestens eine Betriebsstellung bewegt.
  • Unter einer Luftleitanordnung für ein Fahrzeug wird im Folgenden eine Baugruppe mit einem Luftleitelement, welches in Fahrzeuglängsrichtung vor einem Rad bzw. Radhaus des Fahrzeugs angeordnet ist, und einer Stellvorrichtung verstanden. Die Stellvorrichtung bewegt das Luftleitelement zwischen einer Ruhestellung und mindestens einer Betriebsstellung. Die Stellvorrichtung weist mindestens ein eine erste Kraft erzeugendes Rückstellelement auf, wobei ein während der Fahrt erzeugter Luftstrom eine der ersten Kraft entgegen gerichtete zweite Kraft erzeugt, wobei das Luftleitelement in Abhängigkeit einer Kraftdifferenz in Richtung Ruhestellung oder in Richtung Betriebsstellung bewegbar ist. Die vom Luftstrom erzeugte zweite Kraft ist hierbei abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Um das Luftleitelement in die mindestens eine Betriebsstellung zu überführen, wird neben der ersten Kraft auch ein Luftwiderstand des Luftleitelements überwunden.
  • Bei bekannten Luftleitanordnungen kann das Luftleitelement mit der Strömungsrichtung des Luftstroms von der Ruhestellung in die mindestens eine Betriebsstellung bewegt werden. Die vom Luftstrom erzeugte zweite Kraft wird bei bekannten Luftleitanordnungen beispielweise über eine aerodynamische Wippe auf das Luftleitelement übertragen. Hierbei weist die aerodynamische Wippe eine Fläche auf, welche nahezu senkrecht zur Strömungsrichtung des Luftstroms steht. Durch die senkrechte Anordnung dieser Fläche kann in der Ruhstellung oder beim Übergang zwischen Ruhstellung und Betriebsstellung ein erhöhter Luftwiderstand durch die aerodynamische Wippe entstehen.
  • Die erfindungsgemäße Luftleitanordnungen umfasst ein aerodynamisches Element, welches in vorteilhafter Weise nicht senkrecht zur Strömungsrichtung ausgerichtet ist, wodurch ein Luftwiderstand im Vergleich zu einer Luftleitanordnungen mit einer aerodynamische Wippe in der Ruhstellung reduziert werden kann. Dadurch, dass das Luftleitelement gegen die Strömungsrichtung und nicht mit der Strömungsrichtung in die Betriebsstellung überführt wird, kann ein Luftwiderstand des Luftleitelements beim Übergang von der Ruhstellung in die Betriebsstellung in vorteilhafter Weise reduziert werden. Zudem benötigt Die Stellvorrichtung der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung in vorteilhafter Weise einen geringen Bauraum und kann kostengünstig mit einem geringen Fertigungs- und Montageaufwand hergestellt werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung kann das mindestens eine aerodynamische Element mindestens einen gewölbten Bereich aufweisen. Hierbei können unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten von Teilströmen an einer Oberseite der Wölbung und einer Unterseite der Wölbung einen Unterdruck und dadurch die wirkende zweite Kraft als Abtriebskraft erzeugen. Die Abtriebskraft kann in vorteilhafter Weise einfach über den gewölbten Bereich erzeugt werden, welcher eine konvexe Oberseite oder Unterseite aufweist. Zudem ist die Abtriebskraft abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und nimmt mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Dadurch kann der Übergang von der Ruhstellung in die Betriebsstellung und der Übergang von der Betriebsstellung in die Ruhstellung automatisch erfolgen, wobei keine zusätzlichen Sensoren oder andere zusätzliche Bauteile benötigt werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung kann eine Geometrie des aerodynamisches Elements und die erste Kraft des mindestens einen Rückstellelements so angepasst werden, dass die zweite Kraft ab einer vorgegebenen Schwellengeschwindigkeit größer als die erste Kraft ist. Die Schwellengeschwindigkeit kann beispielsweise 80km/h betragen. Durch die Anpassung der ersten Kraft des Rückstellelements und der Geometrie des aerodynamischen Elements, kann in vorteilhafter Weise eine zuverlässige Überführung des Luftleitelements in die Ruhstellung bei Unterschreitung der Schwellengeschwindigkeit und in die Betriebsstellung bei Überschreitung der Schwellengeschwindigkeit ermöglicht werden. Hierbei weist das Luftleitelement die Betriebsstellung bei hohen Geschwindigkeiten auf und kann den Luftwiderstand des Fahrzeugs bei hohen Geschwindigkeiten reduzieren.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung kann das Luftleitelement drehbar an einer in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Drehachse gelagert werden, wobei die Drehachse an einem dem Rad bzw. Radhaus abgewandten Bereich des Luftleitelements angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann eine aerodynamische Aktuierung einer Drehbewegung um eine Vorderachse des Luftleitelements durch das Abtrieb erzeugende aerodynamisches Element umgesetzt werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung kann das Luftleitelement in der mindestens einen Betriebsstellung das Rad zumindest teilweise überdecken. Das Luftleitelement kann in vorteilhafter Weise in der mindestens einen Betriebsstellung eine Umströmung des Rads im Radhaus verbessern. Zudem kann das Luftleitelement in der mindestens einen Betriebsstellung ein Einströmen des Luftstroms in das Radhaus erschweren und dadurch den Luftwiderstand des Fahrzeugs reduzieren.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung kann das Luftleitelement in der Ruhstellung fluchtend an einem Karosserieelement anliegen. Da in der Ruhestellung eine Kollision mit auf einer Fahrbahn angeordneten Gegenständen oder anderen Kollisionsobjekten erschwert ist, kann eine Beschädigung des an dem Karosserieelement anliegenden Luftleitelements oder der mit dem Luftleitelement gekoppelten Stellvorrichtung in vorteilhafter Weise erschwert oder vollständig verhindert werden. Dadurch kann die Betriebsdauer des Luftleitelements und der Stellvorrichtung in vorteilhafter Weise verlängert werden.
  • In einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung kann das Luftleitelement in der Ruhstellung das Rad teilweise überdecken, wobei die Überdeckung in der Ruhstellung geringer als die Überdeckung in der mindestens einen Betriebsstellung ist. Das Luftleitelement kann in dieser Ruhestellung die Umströmung des Rads im Radhaus in vorteilhafter Weise verbessern und dadurch den Luftwiderstand des Fahrzeugs bei niedrigen Geschwindigkeiten reduzieren. Zudem kann das Luftleitelement in der Ruhstellung das Einströmen des Luftstroms in das Radhaus erschweren und dadurch den Luftwiderstand des Fahrzeugs reduzieren. Hierbei kann das Luftleitelement ein bereits vorhandenes passives Element im Bereich des Radhauses ersetzten. Des Weiteren ist eine Unterseite des Luftleitelements auf einer Höhe angeordnet, in welcher Kollisionen mit auf der Fahrbahn angeordneten Gegenständen oder anderen Kollisionsobjekten erschwert ist.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung kann eine bei einem Aufprall auf das Luftleitelement übertragene dritte Kraft das Luftleitelement in Richtung der Ruhstellung bewegen. Da sich das Objekt beim Aufprall üblicherweise vor dem Luftleitelement befinden, kann das Luftleitelement von dem Objekt weg in die Ruhestellung bewegt werden, wobei das Luftleitelement und das Objekt in vorteilhafter Weise zumindest teilweise vor einer Beschädigung geschützt werden können. Zudem kann durch die Bewegung des Luftleitelements in Richtung Ruhstellung der Fußgängerschutz verbessert werden, da die Verletzungsgefahr bei einem Aufprall einer Person in vorteilhafter Weise reduziert wird. Zudem werden in vorteilhafter Weise keine Aufprall erfassenden Sensoren benötigt, um das Luftleitelement bei einem Aufprall in die Ruhstellung zu überführen.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung kann ein unterer Bereich des Luftleitelements weicher und/oder flexibler als ein oberer Bereich des Luftleitelements ausgeführt werden. In vorteilhafter Weise kann der weichere und/oder flexiblere unterer Bereich in vorteilhafter Weise nachgeben, wenn er auf einen Gegenstand oder eine Person trifft, so dass in vorteilhafter Weise eine Verletzungsgefahr der Person oder eine Beschädigungswahrscheinlichkeit des Gegenstandes oder des Luftleitelements weiter reduziert werden kann.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung kann das mindestens eine Rückstellelement als Federelement ausgeführt werden. Eine als Rückstellkraft des Federelements ausgeführte erste Kraft kann in vorteilhafter Weise einfach durch das Federelement erzeugt werden. Zudem kann eine Stärke der Rückstellkraft einfach durch die Wahl der Parameter des Federelements vorgegeben werden.
  • 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. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
    • 1 eine schematische perspektivische seitliche Teilschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Luftleitanordnung in einer Ruhstellung; und
    • 2 eine schematische seitliche Teilschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung aus 1 in einer Betriebsstellung.
  • Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, weist eine Luftleitanordnung 10 für ein Fahrzeug 1 ein Luftleitelement 20 auf, welches in Fahrzeuglängsrichtung x vor einem Rad 4 bzw. Radhaus 2 des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Zudem umfasst die Luftleitanordnung 10 eine Stellvorrichtung 30, welche das Luftleitelement 20 zwischen einer Ruhestellung und mindestens einer Betriebsstellung bewegt, wobei die Stellvorrichtung 30 mindestens ein eine erste Kraft erzeugendes Rückstellelement 32 aufweist, wobei ein während der Fahrt erzeugter Luftstrom 50 eine der ersten Kraft entgegen gerichtete zweite Kraft erzeugt, wobei das Luftleitelement 20 in Abhängigkeit einer Kraftdifferenz in Richtung Ruhestellung oder in Richtung Betriebsstellung bewegbar ist.
  • Erfindungsgemäß erzeugt mindestens ein an dem Luftleitelement 20 angeordnetes aerodynamisches Element 40, welches von dem während der Fahrt erzeugten Luftstrom 50 umströmt ist, die zweite Kraft, welche das Luftleitelement 20 gegen die erste Kraft des mindestens einen Rückstellelements 32 und gegen die Strömungsrichtung SR des Luftstroms 50 in die mindestens eine Betriebsstellung bewegt.
  • Wie aus 1 weiter ersichtlich ist die Strömungsrichtung SR des Luftstroms in Fahrzeuglängsrichtung x gegen die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 gerichtet. Das Luftleitelement 20 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung 10 an einem als Unterboden ausgeführten Karosserieelement 6 beweglich gelagert. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung 10 kann das Luftleitelement 20 auch an einem anderen Karosserieelement 6 beweglich gelagert werden.
  • Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist im Bereich des Radhauses 2 vor dem Rad 4 zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung 10 ein flexibles passives Element 8 angeordnet. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Fahrzeugs 1 kann das passive Element 8 durch das Luftleitelement 20 der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung 10 ersetzt werden.
  • Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist das Luftleitelement 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel an einem vorderen Bereich 22 abgeschrägt ausgeführt. Durch die Abschrägung des vorderen Bereichs 22 wird Bauraum in der Ruhstellung eingespart und eine Umströmung des Rads 4 im Radhaus 2 wird in der mindestens einen Betriebsstellung verbessert. Am dargestellten Luftleitelement 20 ist an einem Seitenteil 28 ein aerodynamisches Element 40 angeordnet. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können an dem Luftleitelement 20 mehr als ein aerodynamisches Element 40 angeordnet werden.
  • Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist das Luftleitelement 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung 10 drehbar an einer in Fahrzeugquerrichtung y verlaufenden Drehachse 34 gelagert, wobei die Drehachse 34 an einem dem Rad 4 bzw. Radhaus 2 abgewandten Bereich des Luftleitelements 20 angeordnet ist. Die Stellvorrichtung 30 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein als Federelement ausgeführtes Rückstellelement 32 auf. Ein erster Endbereich 32.1 des Federelements ist an das Radhaus 2 angebunden. Ein zweiter Endbereich 32.2 des Federelements ist an einem dem Rad 4 bzw. Radhaus 2 zugewandten Bereich des Luftleitelements 20 angeordnet. Das Federelement spannt das Luftleitelement 20 in der Ruhstellung vor und wird durch die von dem aerodynamischen Element 40 erzeugte zweite Kraft gedehnt und weiter gespannt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Stellvorrichtung wird das aerodynamische Element 40 im Uhrzeigersinn gegen die Strömungsrichtung SR des Luftstroms 50 um die Drehachse 34 gedreht, um von der zweiten Kraft aus der Ruhestellung in die Betriebsstellung überführt zu werden. Hierbei muss die zweite Kraft größer sein, als die Summe der als Federkraft des Rückstellelements 32 erzeugten ersten Kraft und einer durch den Luftwiderstand des Luftleitelements 20 und den Luftstrom erzeugten Widerstandskraft. Wenn die von dem aerodynamischen Element 40 erzeugte zweite Kraft kleiner als die Summe aus der von dem Rückstellelement 32 erzeugten ersten Kraft und der durch das Luftleitelement 20 erzeugten Widerstandskraft ist, wird das aerodynamische Element 40 zumindest durch die erste Kraft gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse 34 gedreht und von der Betriebsstellung in die Ruhstellung überführt.
  • In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Stellvorrichtung kann die Stellvorrichtung mehr als ein Rückstellelement 32 aufweisen. Zudem kann das Rückstellelement 32 alternativ zum Federelement auch in einer anderen geeigneten Art ausgeführt werden. Zudem kann die Anbindung an einem anderen geeigneten Bereich des Luftleitelements 20 und einem anderen geeigneten Bereich des Fahrzeugs 1 erfolgen.
  • Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, weist das aerodynamische Element 40 mindestens einen gewölbten Bereich 42 auf, wobei unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten von Teilströmen 51, 52 an einer Oberseite 42.2 der Wölbung und einer Unterseite 42.1 der Wölbung einen Unterdruck und dadurch die zweite Kraft als Abtriebskraft erzeugen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel des aerodynamische Elements 40 ist die Unterseite 42.1 konvex ausgeführt, so dass ein an der Unterseite 42.1 geführter erster Teilstrom 51 schneller strömt als ein an der nicht konvexen Oberseite 42.2 des aerodynamischen Elements 40 geführter zweiter Teilstrom 52. Dadurch entsteht der Unterdruck an der Unterseite 42.1 des aerodynamischen Elements 40 und die zweite Kraft ist in Fahrzeughochrichtung z nach unten gerichtet. Hierbei sind eine Geometrie des aerodynamisches Elements 40 und die erste Kraft des mindestens einen Rückstellelements 32 so angepasst, dass die zweite Kraft bei einer vorgegebenen Schwellengeschwindigkeit größer als die erste Kraft ist. Die Schwellengeschwindigkeit beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung 10 80km/h. Das bedeutet, dass das Luftleitelement 20 bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von unter 80km/h die in 1 dargestellte Ruhestellung und bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 80km/h oder höher die in 2 dargestellte Betriebsstellung aufweist.
  • In der in 2 dargestellten Betriebsstellung überdeckt das Luftleitelement 20 das Rad 4 im Radhaus 2 zumindest teilweise. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung 10 ragt das Luftleitelement 20 in der Betriebsstellung in Fahrzeughochrichtung z weiter nach unten als das passives Element 8.
  • In der in 1 dargestellten Ruhstellung überdeckt das Luftleitelement 20 das Rad 4 im Radhaus 2 teilweise, wobei die Überdeckung in der Ruhstellung geringer als die Überdeckung in der Betriebsstellung ist. Eine Unterseite des Luftleitelements 20 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä-ßen Luftleitanordnung 10 in der Ruhestellung auf Höhe einer Unterseite des passiven Elements 8 angeordnet. In dieser Position kann das Luftleitelement auch in der Ruhestellung eine Umströmung des Rads 4 verbessern und einen Luftwiderstand des Fahrzeugs 1 bei geringen Geschwindigkeiten reduzieren. Die Unterseite des Luftleitelements 20 ist hierbei in Fahrzeughochrichtung so hoch angeordnet, dass es Hindernisse im Stadtverkehr beispielsweise Bodenwellen, Bordsteinkanten, Müll oder andere Gegenstände nicht berührt. Zudem kann ein in der Ruhstellung das Rad 4 überdeckender unterer Bereich 24 des Luftleitelements 20 weicher und/oder flexibler als ein in der Ruhstellung in einem Aufnahmebereich angeordneter oberer Bereich 26 des Luftleitelements 20 ausgeführt werden. Dieser untere Bereich 24 gibt bei einem Aufprall nach, ohne beschädigt zu werden.
  • In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftleitanordnung 10 kann das Luftleitelement 20 in der Ruhstellung fluchtend an einem Karosserieelement 6 anliegen, wobei das aerodynamische Element 40 im Luftstrom angeordnet ist. Hierbei kann eine Beschädigung des Luftleitelements 20 im Stadtverkehr, in welchem das Fahrzeug mit geringen Geschwindigkeiten bewegt wird und sich das Luftleitelement 20 in der Ruhstellung befindet, nahezu ausgeschlossen werden. Zudem kann das in der Ruhestellung fluchtend an dem Karosserieelement 6 anliegende Luftleitelement 20 des nicht dargestellten Ausführungsbeispiels zwei Betriebsstellungen aufweisen, wobei eine erste Betriebsstellung der in 1 dargestellten Ruhestellung und die zweite Betriebsstellung der in 2 dargestellten Betriebsstellung entsprechen kann. Hierbei kann jeder Betriebsstellung eine Schwellengeschwindigkeit zugeordnet werden.
  • Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, bewegt eine bei einem Aufprall auf das Luftleitelement 20 übertragene dritte Kraft das Luftleitelement 20 in Richtung der Ruhstellung. Diese Ausweichbewegung des Luftleitelements 20 kann eine Beschädigung des Luftleitelements 20 sowie eine Beschädigung oder Verletzung des Kollisionsgegners erschweren oder verhindern.
  • Die dargestellte Stellvorrichtung 30 überführt das Luftleitelement 20 zuverlässig und ohne aufwendige Sensorik bei Erreichen oder Überschreiten der vorgegebenen Schwellengeschwindigkeit in die mindestens eine Betriebsstellung. Zudem überführt die Stellvorrichtung 30 das Luftleitelement 20 zuverlässig beim Unterschreiten der vorgegebenen Schwellengeschwindigkeit in die Ruhestellung.
  • Die erfindungsgemäßen Luftleitanordnung 10 kann einen nicht dargestellten Sensor zur Schadensdetektion des Luftleitelement 20 oder der Stellvorrichtung 30 aufweisen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Fahrzeug
    2
    Radhaus
    4
    Rad
    6
    Karosserieelement
    8
    passives Element
    10
    Luftleitanordnung
    20
    Luftleitelement
    22
    vorderer Bereich
    24
    unterer Bereich
    26
    oberer Bereich
    28
    Seitenteil
    30
    Stellvorrichtung
    32
    Rückstellelement
    32.1
    erster Endbereich (oben)
    32.2
    zweiter Endbereich (unten)
    34
    Drehachse
    40
    aerodynamisches Element
    42
    gewölbter Bereich
    42.1
    Unterseite der Wölbung
    42.2
    Oberseite der Wölbung
    50
    Luftstrom
    51, 52
    Teilströme
    x
    Fahrzeuglängsrichtung
    y
    Fahrzeugquerrichtung
    z
    Fahrzeughochrichtung
    SR
    Strömungsrichtung
  • 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 60004423 T2 [0004]
    • WO 2017/103357 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Luftleitanordnung (10) für ein Fahrzeug (1), mit einem Luftleitelement (20), welches in Fahrzeuglängsrichtung (x) vor einem Rad (4) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist und von einer Stellvorrichtung (30) zwischen einer Ruhestellung und mindestens einer Betriebsstellung bewegbar ist, wobei die Stellvorrichtung (30) mindestens ein eine erste Kraft erzeugendes Rückstellelement (32) aufweist, wobei ein während der Fahrt erzeugter Luftstrom (50) eine der ersten Kraft entgegen gerichtete zweite Kraft erzeugt, wobei das Luftleitelement (20) in Abhängigkeit einer Kraftdifferenz in Richtung Ruhestellung oder in Richtung Betriebsstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein an dem Luftleitelement (20) angeordnetes aerodynamisches Element (40), welches von dem während der Fahrt erzeugten Luftstrom (50) umströmt ist, die zweite Kraft erzeugt, welche das Luftleitelement (20) gegen die erste Kraft des mindestens einen Rückstellelements (32) und gegen die Strömungsrichtung (SR) des Luftstroms (50) in die mindestens eine Betriebsstellung bewegt.
  2. Luftleitanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine aerodynamische Element (40) mindestens einen gewölbten Bereich (42) aufweist, wobei unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten von Teilströmen (51, 52) an einer Oberseite (42.2) der Wölbung und an einer Unterseite (42.1) der Wölbung einen Unterdruck und dadurch die wirkende zweite Kraft als Abtriebskraft erzeugen.
  3. Luftleitanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geometrie des aerodynamisches Elements (40) und die erste Kraft des mindestens einen Rückstellelements (32) so angepasst sind, dass die zweite Kraft ab einer vorgegebenen Schwellengeschwindigkeit größer als die erste Kraft ist.
  4. Luftleitanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (20) drehbar an einer in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufenden Drehachse (34) gelagert ist, wobei die Drehachse (34) an einem dem Rad (4) abgewandten Bereich des Luftleitelements (20) angeordnet ist.
  5. Luftleitanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (20) in der mindestens einen Betriebsstellung das Rad (4) zumindest teilweise überdeckt.
  6. Luftleitanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (20) in der Ruhstellung fluchtend an einem Karosserieelement (6) anliegt.
  7. Luftleitanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (20) in der Ruhstellung das Rad (4) teilweise überdeckt wobei die Überdeckung in der Ruhstellung geringer als die Überdeckung in der mindestens einen Betriebsstellung ist.
  8. Luftleitanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine bei einem Aufprall auf das Luftleitelement (20) übertragene dritte Kraft das Luftleitelement (20) in Richtung der Ruhstellung bewegt.
  9. Luftleitanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Bereich (24) des Luftleitelements (20) weicher und/oder flexibler als ein oberer Bereich (26) des Luftleitelements (20) ausgeführt ist.
  10. Luftleitanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rückstellelement (32) als Federelement ausgeführt ist.
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