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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugtüranordnung und insbesondere eine Flugzeugtüranordnung. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Flugzeug, mit einer derartigen Fahrzeugtüranordnung.
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Fahrzeuge verfügen häufig über wenigstens eine Fahrzeugtür oder -luke, über die ein Innenraum des Fahrzeugs wie beispielsweise ein Cockpit, ein Fahrgastraum, eine Kabine, ein Laderaum oder dergleichen zugänglich ist. In vielen Fällen ist eine solche Fahrzeugtür in einer Außenwandung des Fahrzeugs angebracht, die eine bestimmte Krümmung aufweist. Diese Krümmung kann dazu führen, dass bei geöffneter Fahrzeugtür ein Teil des Innenraums in einer Projektion von oben sichtbar ist, wodurch dieser Teil beispielsweise von Regen oder von anderem von oben herabfallenden Niederschlag getroffen werden kann. Neben natürlichem Niederschlag kommen hier auch andere Flüssigkeiten in Betracht, wie beispielsweise Enteisungsflüssigkeiten oder Reinigungsmittel, die vor dem Öffnen der Tür auf einen Fahrzeugrumpf gesprüht wurden. Sowohl für Passagierfahrzeuge als auch für Frachtfahrzeuge, insbesondere für Flugzeuge, werden daher Regenrinnen eingesetzt, die sich entlang einer oberen Kante einer Fahrzeugtüröffnung erstrecken und Regen oder sonstige Flüssigkeiten abhalten.
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Insbesondere im Luftfahrtbereich werden dabei permanent installierte Rinnen eingesetzt, die oberhalb einer entsprechenden Türöffnung an einer Außenhaut angebracht sind. Diese tragen zur Außenkontur des Fahrzeugs bei, was sich auf die Aerodynamik auswirken kann. Eine Breite solcher Rinnen ist daher auf wenige Zentimeter begrenzt, was wiederum deren Wirksamkeit als Niederschlagsschutz beeinträchtigt. Insbesondere bei Flugzeugen mit großen Türöffnungen und/oder kleinen Krümmungsradien des Rumpfes kann dies dazu führen, dass es bei geöffneter Tür trotz der Rinne in den Innenraum regnet.
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Aus
DE 10 2006 040 383 A1 ist daneben ein Regenschutz für Flugzeuge bekannt, der ein plattenförmiges Element aufweist, das schwenkbar an einem Flugzeugrumpf angebracht ist. Das plattenförmige Element weist eine konstante Ableitfläche auf, deren Orientierung durch das Schwenken verändert wird. Das plattenförmige Element kann somit bei geöffneter Tür als Regenschutz ausgeklappt, für den Flug hingegen eingeklappt und an den Rumpf angelegt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugtüranordnung mit einer Ableitvorrichtung für Regenwasser oder anderen Niederschlag anzugeben, die als aerodynamisch günstiger und zugleich zuverlässiger Schutz eingesetzt werden kann. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einer solchen Fahrzeugtüranordnung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Fahrzeugtüranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
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Eine erfindungsgemäße Fahrzeugtüranordnung, insbesondere eine Flugzeugtüranordnung, umfasst einen Türrahmen, der eine Türöffnung definiert. Ferner umfasst die Fahrzeugtüranordnung eine Ableitvorrichtung für Regenwasser oder dergleichen mit einem Ableitschutz für die Türöffnung, der bewegbar ist zwischen einem ersten Zustand, in dem der Ableitschutz eine erste räumliche Form aufweist, und einem zweiten Zustand, in dem der Ableitschutz eine von der ersten räumlichen Form verschiedene zweite räumliche Form aufweist, wobei der Ableitschutz in dem zweiten Zustand eine größere Ableitfläche aufweist als in dem ersten Zustand.
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Hierdurch kann ein Ableitschutz bereitgestellt werden, der sich aerodynamisch günstig einfahren, einfalten, einrollen oder anderweitig einziehen lässt, zugleich jedoch in einem Anwendungszustand über eine große Ableitfläche verfügt. Die erfindungsgemäße Ableitvorrichtung kann insbesondere in dem ersten Zustand sehr kompakt sein, wodurch sie bauraumeffizient in ein Fahrzeug eingebaut werden kann. Die Ableitvorrichtung kann unter anderem für einen Flugbetrieb vollständig innerhalb eines Flugzeugrumpfes verstaut sein, wodurch eine Unterbrechung einer glatten Rumpfoberfläche durch hervorstehende Regenabweiser vermieden werden kann. Zudem kann auch bei stark gekrümmten Rümpfen und/oder bei großen Türöffnungen bewerkstelligt werden, dass Regen nicht oder zumindest in lediglich geringem Umfang in einen Innenraum eindringt. Außerdem können auch Personen, die erst teilweise durch eine Türöffnung getreten sind, sich jedoch deshalb bereits im Innenraum wähnen, vor herabfallendem Niederschlag geschützt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst eine solche Fahrzeugtüranordnung. Das Fahrzeug kann einen Rumpf aufweisen, in den die Fahrzeugtüranordnung integriert ist und der eine Außenkontur aufweist, wobei in dem ersten Zustand die Ableitvorrichtung nicht zur Außenkontur des Rumpfes beiträgt.
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Die Fahrzeugtüranordnung kann eine Passagiertür ausbilden, beispielsweise eine Flugzeugtür einer Passagierkabine. Ebenso kann die Fahrzeugtüranordnung eine Ladeluke ausbilden, insbesondere eines Frachtflugzeugs. Die Fahrzeugtüranordnung kann ferner eine Tür umfassen, die in dem Türrahmen angeordnet ist. In einem geschlossenen Zustand der Fahrzeugtüranordnung kann die Tür diese bzw. die Türöffnung verschließen. Die Türöffnung kann eine Durchgangsrichtung definieren. Diese zeigt insbesondere von einer Umgebung des Fahrzeugs in den Innenraum, vorzugsweise senkrecht zu einer von der Türöffnung definierten Durchgangsöffnung.
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Der Ableitschutz erstreckt sich bevorzugt über wenigstens einen Großteil einer Erstreckung des Türrahmens in dessen Querrichtung. Der Ableitschutz kann oberhalb der Türöffnung und/oder innerhalb der Türöffnung angeordnet sein, insbesondere in einem oberen Bereich der Türöffnung. Beispielsweise kann der Ableitschutz einen Regenschutz ausbilden, unterhalb dessen Personen durch die Türöffnung hindurchtrete können und/oder unterhalb dessen Güter durch die Türöffnung hindurch befördert werden können.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug kann einen Innenraum mit einem Innenboden umfassen, der durch die Türöffnung hindurch betreten werden kann. Der Innenboden kann in einer Betrachtung parallel zu einer Flächennormalen des Innenbodens durch die Türöffnung hindurch zu sehen sein, insbesondere in einem geöffneten Zustand der Fahrzeugtüranordnung. In diesem Fall ist der Ableitschutz vorzugsweise derart dimensioniert, dass dieser in dem zweiten Zustand in der Betrachtung parallel zu der Flächennormalen des Innenbodens die Türöffnung derart abdeckt, dass der Innenboden nicht zu sehen ist.
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Die erste räumliche Form und die zweite räumliche Form unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich einer Krümmung und/oder einer Ausdehnung einer Oberfläche des Ableitschutzes. Die erste räumliche Form kann eine zusammengezogene Form des Ableitschutzes sein. Die zweite räumliche Form kann eine ausgedehnte Form des Ableitschutzes sein. Die erste räumliche Form und die zweite räumliche Form können sich in einer Betrachtung senkrecht auf die Oberfläche des Ableitschutzes unterscheiden. Insbesondere existiert keine Betrachtungsrichtung, in der die erste räumliche Form der zweiten räumlichen Form entspricht.
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Die Ableitfläche unterscheidet sich insbesondere von einer Wirkfläche des Ableitschutzes, die durch eine Projektion von oben auf den Ableitschutz definiert sein kann, also beispielsweise durch einen Flächenbereich, der senkrecht zu einer Niederschlagsrichtung von dem Ableitschutz abgeschirmt ist. Eine derartige Wirkfläche kann von einer Orientierung und/oder eine Position des Ableitschutzes abhängen. Die Ableitfläche kann hingegen eine Fläche sein, die als Wirkfläche dienen könnte, wenn der Ableitschutz entsprechend im Raum gedreht würde, die jedoch von einer Orientierung des Ableitschutzes unabhängig ist. Weist der Ableitschutz bei einer Betrachtung in eine beliebige Projektionsrichtung eine bestimmte projizierte Fläche auf, kann die Ableitfläche diejenige Fläche sein, die sich für die Projektionsrichtung ergibt, für die die projizierte Fläche maximal ist.
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Der erste Zustand kann vorliegen, wenn die Fahrzeugtüranordnung geschlossen ist, beispielsweise während sich das Fahrzeug bewegt. Der zweite Zustand kann vorliegen, wenn die Fahrzeugtüranordnung geöffnet ist, beispielsweise während das Fahrzeug auf einem Boden steht und etwa Passagiere ein- oder aussteigen und/oder Güter ein- oder ausgeladen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Ableitschutz in dem ersten Zustand zumindest teilweise eingerollt und/oder zumindest teilweise eingefaltet und in dem zweiten Zustand zumindest teilweise ausgerollt und/oder zumindest teilweise ausgefaltet. Hierdurch kann der erste Zustand besonders raumsparend sein. Der Ableitschutz kann in dem ersten Zustand rollenförmig und/oder leporelloförmig sein. Zudem kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Ableitschutz in dem ersten Zustand nach Art eines Faltenbalgs zusammengezogen ist. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Ableitschutz derart vorgespannt sein, dass dieser in einem Ruhezustand und/oder in einem entspannten Zustand den ersten Zustand oder den zweiten Zustand annimmt, dass dieser somit insbesondere aktiv in dem zweiten Zustand bzw. in dem ersten Zustand gehalten wird. In anderen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass weder der erste Zustand noch der zweite Zustand einem entspannten Zustand des Ableitschutzes entsprechen, dass dieser somit insbesondere sowohl in dem ersten Zustand als auch in dem zweiten Zustand aktiv gehalten wird.
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Ein bauraumeffizienter Ableitschutz, der einfach und zuverlässig ein- und ausgefahren werden kann, kann insbesondere dann bereitgestellt werden, wenn der Ableitschutz ein elektroaktives Polymer umfasst, insbesondere ein dielektrisches elektroaktives Polymer. Ein solches Material gestattet zudem die kostengünstige Herstellung großflächiger, sich selbsttätig verformender Bauteile. Der Ableitschutz kann eine mehrlagige Folie aufweisen, die das elektroaktive Polymer umfasst. Der Ableitschutz kann auch von einer solchen Folie gebildet sein. Die mehrlagige Folie umfasst vorzugsweise zumindest eine innere Schicht aus dem elektroaktiven Polymer, die zwischen zwei Elektrodenschichten angeordnet ist. Das elektroaktive Polymer weist insbesondere die Eigenschaft auf, dass es sich in Gegenwart eines das elektroaktive Polymer durchsetzenden elektrischen Feldes verformt. Beispielsweise kann sich das elektroaktive Polymer dabei in zumindest eine Raumrichtung ausdehnen und zugleich in zumindest eine weitere Raumrichtung zusammenziehen. In dem ersten Zustand oder in dem zweiten Zustand kann die Schicht aus dem elektroaktiven Polymer vorgespannt sein. Beispielsweise kann sich die Schicht im ersten Zustand wellen und im zweiten Zustand flächig ausdehnen.
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Gemäß einer Weiterbildung können zumindest zwei koplanare Schichten aus elektroaktivem Polymer verwendet werden, in einigen Fällen auch aus unterschiedlichen elektroaktiven Polymeren, die sich beispielsweise für ein gegebenes elektrisches Feld unterschiedlich stark ausdehnen und/oder zusammenziehen. Hierdurch kann gezielt ein Krümmungsverhalten des Ableitelements in dem ersten Zustand und/oder in dem zweiten Zustand eingestellt werden. Dabei kann alternativ oder zusätzlich zu außenliegenden Elektrodenschichten zumindest eine zwischen den Schichten aus elektroaktivem Polymer liegende Elektrodenschicht vorgesehen sein. Generell kann das Ableitelement derart ausgebildet sein, dass sich eine elektrische Kapazität der mehrlagigen Folie je nach Zustand des Ableitelements unterscheidet. Beispielsweise kann die elektrische Kapazität in dem zweiten Zustand größer sein als in dem ersten Zustand.
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Ferner kann der Ableitschutz eine elektrische Schnittstelle zur Kontaktierung des elektroaktiven Polymers umfassen, die zumindest teilweise gedruckt ist. Hierdurch wird ein hoher Grad an Flexibilität hinsichtlich verwirklichbarer Geometrien erreicht. Zudem kann eine Herstellung kostengünstig und mit hohem Durchsatz erfolgen. Die elektrische Schnittstelle kann die erwähnten Elektrodenschichten umfassen. Insbesondere können flächig auf die zumindest eine Schicht aus elektroaktivem Polymer aufgedruckte Elektrodenschichten verwendet werden. Hierfür kann beispielsweise PEDOT:PSS als leitfähiges Polymer verwendet werden.
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Die Schnittstelle kann alternativ oder zusätzlich aufgedampfte, aufgesputterte oder anderweitig hergestellte Metallelektroden oder Elektroden aus anderen leitfähigen Materialien wie beispielsweise Indiumzinnoxid, Aluminium-Zinkoxid oder Fluordotiertem Zinnoxid umfassen.
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Ein automatisiertes Ein- und Ausfahren des Ableitschutzes kann insbesondere dann ermöglicht werden, wenn die Ableitvorrichtung eine Steuereinheit umfasst, die zur Erzeugung eines Steuersignals eingerichtet ist, um den Ableitschutz zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand zu bewegen. Die Ableitvorrichtung kann eine Spannungsquelle umfassen, mittels derer eine Betätigungsspannung für das elektroaktive Polymer erzeugbar ist. Die Spannungsquelle kann einen Funktionsgenerator umfassen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Spannungsquelle anzusteuern. Das Ansteuern der Spannungsquelle kann deren Anschalten, Umschalten oder auch deren Abschalten bewirken. Beispielsweise kann ein Erhöhen der Betätigungsspannung zu einer Bewegung vom ersten Zustand in den zweiten Zustand oder umgekehrt führen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Ableitvorrichtung einen Sensor, der dazu eingerichtet ist, einen Öffnungszustand der Türöffnung zu erkennen und ein Sensorsignal zu erzeugen, das den Öffnungszustand anzeigt, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, ein Sensorsignal des Sensors zu verarbeiten und das Steuersignal in Abhängigkeit von dem Sensorsignal zu erzeugen. Beispielsweise kann der Sensor eine Position der Tür erkennen, um den Öffnungszustand der Türöffnung zu erkennen. Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, den Ableitschutz automatisch auszufahren, wenn die Tür geöffnet ist oder wird, und/oder den Ableitschutz automatisch einzufahren, wenn die Tür geschlossen wird. Ferner kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von dem Sensorsignal eine Freigabe für eine Benutzerbetätigung zu erzeugen. Beispielsweise kann eine Benutzerschnittstelle wie ein Knopf, ein Display, ein Touchscreen, ein Hebel oder dergleichen vorgesehen sein, mittels dessen ein Benutzer eine Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand anfordern kann. Die Steuereinheit kann in diesem Fall dazu eingerichtet sein, eine Bewegung in den zweiten Zustand nur zuzulassen, wenn das Sensorsignal anzeigt, dass die Türöffnung geöffnet ist. Zudem kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, auch im Fall eines Ausbleibens einer Benutzereingabe den Ableitschutz automatisch in den ersten Zustand zu bewegen, wenn die Türöffnung geschlossen wird, etwa um eine Beschädigung des Ableitschutzes durch die Tür zu verhindern.
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Wenn der Ableitschutz in dem zweiten Zustand eine gekrümmte Oberfläche aufweist, kann Regenwasser oder anderer Niederschlag gezielt abgeleitet werden. Beispielsweise kann die gekrümmte Oberfläche eine Krümmung aufweisen, die Regenwasser oder dergleichen relativ zu der Türöffnung seitlich ableitet. In einigen Ausführungsformen kann der Ableitschutz in wenigstens zwei Richtungen gekrümmt sein, insbesondere in zueinander senkrechten Richtungen, sodass beispielsweise eine Rinnenform gebildet ist. Diese kann verhindern, dass Wasser von einer vorderen, etwa der Türöffnung in Durchgangsrichtung abgewandten Seite des Ableitschutzes läuft. Wird eine Folie mit mehreren Schichten eines elektroaktiven Polymers verwendet, kann durch geeignete Wahl der unterschiedlichen Schichten und deren Ausdehnung im Ruhezustand die Krümmung in ein, zwei oder mehrere Richtungen eingestellt werden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Ableitschutz mehrere Segmente umfasst, die relativ zueinander bewegbar sind. Hierdurch können komplexe Bewegungsmuster realisiert und/oder ein geringes Packmaß in dem ersten Zustand erzielt werden. Unterschiedliche Segmente können in dem ersten Zustand und/oder in dem zweiten Zustand unterschiedlich gekrümmt sein. Beispielsweise kann der Ableitschutz in dem ersten Zustand und/oder in dem zweiten Zustand zumindest ein konvex gekrümmtes und zumindest ein konkav gekrümmtes Segment aufweisen. Unterschiedliche Segmente können sich insbesondere hinsichtlich einer Form minimaler Energie unterscheiden. Zudem können unterschiedliche Abschnitte des Ableitschutzes unabhängig voneinander bewegt werden, wenn diese unterschiedliche Segmente aufweisen. Hierfür kann jedes Segment über eigene Elektroden verfügen. Ein Ausfahren und/oder Ausfalten und/oder Ausrollen des Ableitschutzes kann mehrschrittig erfolgen, beispielsweise segmentweise.
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Ein besonders zuverlässiger und umfassender Regenschutz kann insbesondere dann bereitgestellt werden, wenn der Ableitschutz in dem zweiten Zustand in zwei unterschiedliche Richtungen über die Türöffnung vorsteht. Beispielsweise kann der Ableitschutz parallel zur Durchgangsrichtung und senkrecht hierzu über die Türöffnung vorstehen. Ein seitlicher Regenschutz kann dabei beispielsweise dann bereitgestellt werden, wenn der Ableitschutz in dem zweiten Zustand in Querrichtung über die Türöffnung übersteht. Der Ableitschutz kann an wenigstens einer Seite zumindest ein Segment aufweisen, das in dem ersten Zustand seitlich eingefahren, in dem zweiten Zustand hingegen seitlich ausgefahren ist. Hierdurch kann eine Breite des Ableitschutzes in dem zweiten Zustand größer sein als in dem ersten Zustand.
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In manchen Ausführungsformen kann auch ein Ableitschutz eingesetzt werden, der genau zwei Elektroden aufweist und nicht in mehrere Segmente unterteilt ist. Ein derartiger Ableitschutz ist einfach herstellbar und mittels einer einfachen Steuerelektronik bewegbar.
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Des Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass in dem zweiten Zustand eine Ausdehnung des Ableitschutzes parallel zu der Durchgangsrichtung wenigstens 5 cm, vorteilhaft wenigstens 10 cm, besonders vorteilhaft wenigstens 20 cm und bevorzugt wenigstens 30 cm beträgt. Hierdurch kann ein Ableitschutz bereitgestellt werden, der eine deutlich größere Fläche abschirmt als fest installierte Regenrinnen, sich aber aerodynamisch günstig verstauen lässt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ableitvorrichtung zumindest teilweise und insbesondere vollständig in dem Türrahmen angeordnet, wodurch die Ableitvorrichtung in dem ersten Zustand aerodynamisch günstig angeordnet sein kann. Die Ableitvorrichtung kann teilweise oder vollständig innerhalb der Türöffnung angeordnet sein. Vorzugsweise deckt die Tür in dem ersten Zustand die Ableitvorrichtung zumindest teilweise und insbesondere vollständig ab. Hierdurch ist diese in dem ersten Zustand in einfacher Weise vor Umwelteinflüssen geschützt. Zudem muss hierdurch bei einer Gestaltung einer Außenkontur eines Rumpfes lediglich die Tür berücksichtigt werden, nicht jedoch die Ableitvorrichtung. In anderen Ausführungsformen kann der Türrahmen auch über einen von der Türöffnung getrennt ausgebildeten Aufnahmeraum für die Ableitvorrichtung verfügen. Beispielsweise kann die Fahrzeugtüranordnung einen Ableitschutz aufweisen, der oberhalb der Türöffnung aus dem Türrahmen ausfahrbar ist.
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Ferner kann die Ableitvorrichtung als separat handhabbares Modul ausgebildet sein, wodurch diese leicht montierbar und unter Umständen auch nachrüstbar ist. Die Ableitvorrichtung kann über eine Schnittstelle verfügen, die eine Anbindung an eine Bordelektronik gestattet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert, von denen
- 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fahrzeugtüranordnung mit einer Ableitvorrichtung in einem ersten Zustand zeigt;
- 2 eine Seitenansicht der Fahrzeugtüranordnung mit der Ableitvorrichtung in einem zweiten Zustand zeigt;
- 3 eine Darstellung der Ableitvorrichtung der Fahrzeugtüranordnung zeigt;
- 4 eine Draufsicht auf die Ableitvorrichtung in dem ersten Zustand zeigt;
- 5 eine schematische Draufsicht auf die Ableitvorrichtung in einem Übergangszustand zeigt; und
- 6 eine schematische Draufsicht auf die Ableitvorrichtung in dem zweiten Zustand zeigt.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fahrzeugtüranordnung 10. Die Fahrzeugtüranordnung 10 ist in ein Fahrzeug 12 eingebaut, von dem lediglich ein Teil eines Rumpfes 14 dargestellt ist. Im gezeigten Fall ist die Fahrzeugtüranordnung 10 als eine Flugzeugtüranordnung eines Passagierflugzeugs ausgebildet. In anderen Ausführungsbeispielen kann es sich jedoch auch um eine Fahrzeugtüranordnung eines Frachtflugzeugs oder eines anderen Fahrzeugs, insbesondere eines Raumfahrzeugs, eines Straßenfahrzeugs, eines Wasserfahrzeugs oder dergleichen handeln.
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Die Fahrzeugtüranordnung 10 umfasst einen Türrahmen 16, der eine Türöffnung 18 definiert. Die Türöffnung 18 definiert eine Durchgangsrichtung 20, die von einem Äußeren des Fahrzeugs 12 in einen Innenraum des Fahrzeugs 12 führt, beispielsweise in eine Passagierkabine. Ferner umfasst die Fahrzeugtüranordnung 10 eine Tür 22, die in einem geschlossenen Zustand der Fahrzeugtüranordnung 10 die Türöffnung 18 verschließt.
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Die Fahrzeugtüranordnung 10 umfasst ferner eine Ableitvorrichtung 24 für Regenwasser, Niederschlag, Enteisungsmittel oder sonstige Flüssigkeiten und/oder Feststoffe, die dazu eingerichtet ist, diese davon abzuhalten, von oben in die Türöffnung 18 und/oder auf eine durch die Türöffnung 18 tretende Person und/oder auf durch die Türöffnung 18 bewegte Objekte zu fallen. Die Ableitvorrichtung 24 umfasst einen Ableitschutz 26 für die Türöffnung 18. In der 1 ist die Ableitvorrichtung 24 in einem ersten Zustand gezeigt. In dem ersten Zustand weist der Ableitschutz 26 eine erste räumliche Form auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ableitschutz 26 in dem ersten Zustand zumindest teilweise eingerollt.
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Die 2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Fahrzeugtüranordnung 10 mit der Ableitvorrichtung 24 in einem zweiten Zustand. In dem zweiten Zustand weist der Ableitschutz 26 eine von der ersten räumlichen Form verschiedene zweite räumliche Form auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ableitschutz 26 in dem zweiten Zustand zumindest teilweise ausgerollt. Im dargestellten Fall ist im zweiten Zustand die Tür 22 geöffnet und beispielsweise seitlich weggeklappt. Die Tür 22 ist daher in der 2 nicht dargestellt.
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In dem zweiten Zustand ist eine Ableitfläche des Ableitschutzes 26 größer als in dem ersten Zustand. Die Ableitfläche entspricht dabei dem Flächeninhalt einer Projektion des Ableitschutzes 26 senkrecht auf eine Oberfläche 28 des Ableitschutzes 26. Wie sich im Vergleich der 1 und 2 deutlich erkennen lässt, vergrößert sich die Ableitfläche durch das Ausrollen des Ableitschutzes 26. Ferner ragt in dem zweiten Zustand der Ableitschutz 26 parallel zur Durchgangsrichtung 20 über die Türöffnung 18 hinaus, wodurch eine Wirkfläche des Ableitschutzes 26 größer ist als in dem ersten Zustand.
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Die Oberfläche 28 des Ableitschutzes 26 ist in dem zweiten Zustand gekrümmt. Der Ableitschutz 26 krümmt sich bezüglich der Türöffnung 18 nach oben. Zudem krümmt sich der Ableitschutz 26 bezüglich der Türöffnung in Querrichtung (nicht dargestellt), sodass Regenwasser oder dergleichen im Ergebnis seitlich abgeleitet und davon abgehalten wird, über eine vordere Kante 30 des Ableitschutzes 26 nach unten zu laufen.
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Der Ableitschutz 26 weist in dem zweiten Zustand eine Ausdehnung parallel zu der Durchgangsrichtung 20 von etwa 25 cm auf. Kleinere oder größere Ausdehnungen sind jedoch ebenfalls möglich, beispielsweise abhängig von der Anwendung, der Größe der Türöffnung 18 usw.
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Die Ableitvorrichtung 24 ist in dem Türrahmen 16 angeordnet. Die Ableitvorrichtung 24 ist derart innerhalb der Türöffnung 18 angeordnet, dass diese in einem geschlossenen Zustand der Fahrzeugtüranordnung 10 von der Tür 22 abgedeckt wird. Eine Außenkontur des Rumpfes 14 ist dadurch bei geschlossener Fahrzeugtüranordnung 10 unbeeinflusst von der Ableitvorrichtung 24. Diese wirkt sich somit nicht auf die Aerodynamik des Rumpfes 14 bzw. des Fahrzeugs 12 aus.
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Die Ableitvorrichtung 24 ist als separat handhabbares Modul ausgebildet. Beispielsweise kann diese an ein oberes oder seitliches Rahmenelement des Türrahmens 16 angeschraubt oder anderweitig daran befestigt und mittels einer geeigneten Verbindung an ein Bordnetz des Fahrzeugs 12 angeschlossen sein.
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3 zeigt eine schematische Darstellung der Ableitvorrichtung 24 der Fahrzeugtüranordnung 10. Der Ableitschutz 26 weist eine mehrlagige Folie 32 auf, die teilweise aus einem elektroaktiven Polymer 34 ausgebildet ist. Im beispielhaft dargestellten Fall umfasst die Folie eine Polymerschicht 36 aus dem elektroaktiven Polymer 34. Diese ist zwischen Elektrodenschichten 38, 40 angeordnet. Die gezeigten Schichtdicken sind dabei nicht perspektivisch dargestellt. Wird an die Elektrodenschichten 38, 40 eine elektrische Spannung angelegt, beispielsweise in der Größenordnung von 5000 V, verändert sich eine Form der Polymerschicht 36. Beispielsweise zieht sich dabei das elektroaktive Polymer 34 in Richtung einer Foliendicke zusammen und dehnt sich in eine Richtung senkrecht hierzu aus.
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Das elektroaktive Polymer 34 ist ein dielektrisches elektroaktives Polymer. Für beliebige Verformungszustände der Polymerschicht 34 ist dabei eine kontinuierliche Leistungsaufnahme bzw. -abgabe erforderlich, da lediglich eine Spannung angelegt wird, aber kein Strom fließt.
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Erfindungsgemäß können jedoch auch Ausführungsformen mit ionischen elektroaktiven Polymeren verwendet werden.
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Die Elektrodenschichten 38, 40 bilden eine elektrische Schnittstelle 42 zur Kontaktierung des elektroaktiven Polymers 34. Die Elektrodenschichten 38, 40 sind auf die Polymerschicht 34 aufgedruckt. Beispielsweise können die Elektrodenschichten 38, 40 PEDOT:PSS oder andere leitfähige Polymere enthalten.
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Im gezeigten Fall ist die Polymerschicht 36 derart geformt, dass diese in deren Ruhezustand die dargestellte zusammengerollte Form annimmt. Die Polymerschicht 36 ist also mit einer bestimmten Vorspannung versehen. Bei Anlegen einer geeigneten Betätigungsspannung verformt sich die Polymerschicht 36 sodann in der dargestellten Weise, wodurch der Ableitschutz 26 ausgerollt wird.
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In anderen Ausführungsformen kann die Polymerschicht 36 anders oder gar nicht vorgespannt sein. Es kann dann vorgesehen sein, dass ein Bewegen des Ableitschutzes 26 zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand ein Umpolen einer angelegten Spannung beinhaltet.
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Ferner können mehrere getrennt voneinander kontaktierbare und/oder durch eine Isolierschicht getrennte Polymerschichten übereinander vorgesehen sein, die sich gegenläufig oder unterschiedlich stark ausdehnen und zusammenziehen. Hierbei sind vielfältige Kombinationen von der Erfindung erfasst, die je nach Einsatzgebiet, gewünschter Größe und gewünschter Form des Ableitschutzes 26 entsprechend anpassbar sind.
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Die Ableitvorrichtung 24 umfasst eine Steuereinheit 44, die zur Erzeugung eines Steuersignals eingerichtet ist, um den Ableitschutz 26 zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand zu bewegen. Die Ableitvorrichtung 24 umfasst ferner eine Spannungsquelle 46, die mittels des Steuersignals ansteuerbar ist. Die Spannungsquelle 46 ist mit der elektrischen Schnittstelle 42 verbunden.
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Des Weiteren umfasst die Ableitvorrichtung 24 einen Sensor 48, der dazu eingerichtet ist, einen Öffnungszustand der Türöffnung 18 bzw. der Tür 22 zu erkennen und ein Sensorsignal zu erzeugen, das den Öffnungszustand anzeigt. Der Sensor 48 ist mit der Steuereinheit 44 verbunden. Die Steuereinheit 44 ist dazu eingerichtet, das Sensorsignal zu verarbeiten.
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Der Sensor 48 kann einen elektrischen Kontakt umfassen, der bei einem Öffnen der Tür 22 getrennt wird. Der Sensor 48 kann auch ein optischer Sensor oder ein anderer geeigneter Sensor sein.
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In einem Automatikmodus kann die Steuereinheit 44 die Spannungsquelle 46 automatisch ansteuern, um den Ableitschutz 26 auszufahren, wenn die Tür 22 geöffnet wird. Ferner kann die Steuereinheit 44 die Spannungsquelle 46 in dem Automatikmodus automatisch ansteuern, um den Ableitschutz 26 einzufahren, wenn die Tür 22 geschlossen wird.
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Zudem kann die Steuereinheit 44 in einem manuellen Modus dazu eingerichtet sein, eine Benutzereingabe zu verarbeiten, mittels derer ein Benutzer ein Einfahren und/oder ein Ausfahren des Ableitschutzes 26 anfordern kann.
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Im Folgenden wird das Ausfahren bzw. Ausrollen des Ableitschutzes 26 noch näher erläutert. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Ableitvorrichtung 24 in dem ersten Zustand. 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Ableitvorrichtung 24 in einem Übergangszustand. 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Ableitvorrichtung 24 in dem zweiten Zustand. Die Draufsichten sind jeweils eine Ansicht der Ableitvorrichtung 24 von oben, senkrecht zu der Durchgangsrichtung 20. Die Steuereinheit 44, die Spannungsquelle 46 und der Sensor 48 sind der Übersichtlichkeit halber in den 4 bis 6 nicht dargestellt.
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In dem ersten Zustand ist der Ableitschutz 26 eingerollt und vollständig innerhalb des Türrahmens 16 bzw. der Türöffnung 18 angeordnet. Der Ableitschutz 26 weist einen eingerollten Abschnitt 50 und einen Anbindungsabschnitt 52 auf. Im Anbindungsabschnitt 52 ist etwa die Spannungsquelle 46 an die Elektroden 38, 40 angebunden. Außerdem ist der Ableitschutz 26 über den Anbindungsabschnitt 52 mechanisch mit dem Türrahmen 16 verbunden.
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Wird der Ableitschutz 26 ausgefahren, beispielsweise bei geöffneter Tür 22, wird auf ein geeignetes Steuersignal der Steuereinheit 44 hin der eingerollte Abschnitt 50 ausgerollt. Wie in der 5 zu erkennen ist, umfasst der Ableitschutz 26 mehrere Segmente 54, 56, 58. Zwei flügelartige Segmente 56, 58 sind dabei seitlich an ein zentrales Segment 58 angebunden. Die beiden flügelartigen Segmente 56, 58 umfassen ebenfalls eine mehrlagige Folie mit einem elektroaktiven Polymer (nicht mit Bezugszeichen versehen). Im dargestellten Ausführungsbeispiel können die flügelartigen Segmente 56, 58 separat betätigt werden. Der in der 5 dargestellte Übergangszustand ist ein Zustand, der durch Betätigung lediglich des zentralen Segments 58 hergestellt wird.
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Anschließend werden die beiden flügelartigen Segmente 56, 58 betätigt, wodurch diese seitlich vom zentralen Segment 58 wegklappen. Hierdurch wird der zweite Zustand hergestellt. Der Ableitschutz 26 steht somit in dem zweiten Zustand in zwei unterschiedliche Richtungen über die Türöffnung 18 vor. Einerseits bildet der Ableitschutz 26 dabei einen zentralen Schirm oberhalb der Türöffnung 18, andererseits bildet er mittels der beiden flügelartigen Segmente 56, 58 einen zusätzlichen seitlichen Schutz.
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Die Darstellung in den 4 bis 6 ist dabei lediglich schematisch. Der Ableitschutz 26 kann derart ausgebildet sein, dass dieser in dem zweiten Zustand dicht an dem Rumpf 14 anliegt, sodass insbesondere kein Spalt zwischen den flügelartigen Segmenten 56, 58 und dem Rumpf 14 vorhanden ist, durch den Flüssigkeit nach unten laufen könnte.
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Im Allgemeinen kann ein erfindungsgemäßer Ableitschutz oder Teile desselben derart gekrümmt und/oder vorgespannt sein, dass diese zumindest in dem zweiten Zustand gegen den Rumpf und/oder gegen den Türrahmen gedrückt werden, um einen dichten Abschluss herzustellen.
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In anderen Ausführungsformen kann eine andere Anzahl von Segmenten verwendet werden. Zudem kann ein zentraler Abschnitt eines Ableitschutzes mehrere Segmente aufweisen. Auch ein Vorhandensein eines flügelartigen Segments lediglich auf einer Seite ist erfindungsgemäß denkbar.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Ableitschutz ein- und ausgerollt. Wie oben erwähnt wurde, sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, in denen ein Ableitschutz gemäß einem Zick-Zack-Muster oder anderweitig ein- und ausgefaltet wird, oder sich nach Art eines Faltenbalgs zusammenzieht und ausdehnt. Auch entsprechende Kombinationen können eingesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006040383 A1 [0004]
