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Die Erfindung betrifft eine Radspoiler-Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Luftleitelement, wobei das Luftleitelement am Unterboden vor einem Fahrzeugrad angeordnet ist. Das im Wesentlichen starre Luftleitelement ist zwischen einer Ruhestellung und einer Funktionsstellung schwenkbar. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Radspoiler-Vorrichtung.
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Es ist durch die
DE 10 2009 057 656 A1 eine Radspoiler-Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei das Luftleitelement in Abhängigkeit von einem Fahrzustand des Kraftfahrzeugs bevorzugt mittels einer Stellvorrichtung bedarfsgerecht zwischen einer Ruhestellung und einer Funktionsstellung schwenkbar ist.
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Aus der
DE 10 2010 053 463 A1 ist eine Radspoiler-Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die im Bereich der Radverkleidung des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Durch den Fahrtwind wird ein Luftleitelement, das aus einem plattenförmigen Bauteil besteht, aus einer Ruhestellung in eine Funktionsstellung verschoben.
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Die
DE 10 2017 128 632 A1 offenbart ein aktives Radspoiler-System für ein Kraftfahrzeug mit einem Steuermodul und einem Aktuator zum Verschieben von zwei Radspoilern zwischen einer Ruhestellung und einer Funktionsstellung.
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Aus der
DE 10 2010 036 442 A1 ist eine Radspoiler-Vorrichtung bekannt, deren Luftleitkörper durch einen Unterdruck im Bereich des Unterbodens eine elastische Verformung erfährt und sich hierdurch im Fahrbetrieb der Fahrbahn annähert.
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Die
DE 10 2014 220 000 A1 offenbart eine Luftleitanordnung bestehend aus einer Tragstruktur und einem aus einem flächigen Gebilde bestehenden Luftleitelement, das durch den Fahrtwind aus einer Ruhestellung in eine Funktionsstellung schwenkbar ist.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Radspoiler-Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass sie bei einer sehr hohen Wirksamkeit günstig und besonders robust ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Radspoiler-Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist also eine Radspoiler-Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, bei der in einer Ruhestellung zumindest ein Luftleitelement überwiegend in einer Öffnung der Radspoiler-Vorrichtung schwenkbar gelagert ist, z. B. mittels eines Scharniers, und in einer Funktionsstellung vor einem Fahrzeugrad angeordnet ist. Die Radspoiler-Vorrichtung befindet sich in einer Aussparung im Unterboden des Kraftfahrzeugs.
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Das Luftleitelement ist ein im Wesentlichen starrer Volumenkörper. Im Wesentlichen starr ist hierbei z. B. ein schalenförmiger Kunststoffkörper, der durch den Fahrtwind eine für den Luftwiderstand nur unerhebliche Verformung erfährt. Des Weiteren ist im Wesentlichen auch auf die Anteile bezogen, die starr sind. Der im Wesentlichen starre Volumenkörper kann auch kleinere flexiblere Teilbereiche aufweisen. Ein Volumenkörper weist in alle drei Raumrichtungen die gleiche Größenordnung auf und ist bevorzugt geschlossen, also z. B. schalenförmig, zumindest soweit dies für den Luftwiderstand erheblich ist. Der Volumenkörper ist also kein geformtes plattenförmiges oder flächiges Bauteil. Durch die auch unter Einfluss von Fahrtwind unveränderte und genau definierte dreidimensionale Geometrie des Luftleitelements wird vorteilhafterweise ein besonders geringer Luftwiderstand erreicht.
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Das Luftleitelement befindet sich bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten zum überwiegenden Teil in einer Öffnung der Radspoiler-Vorrichtung, wodurch ein Kontakt des Luftleitelements mit Umgebungsgegenständen, wie einer Böschung, einer Bordsteinkante oder einer sonstigen Erhebung, vermieden wird und das Luftleitelement besonders robust im Fahrzeugbetrieb ist. Auch im Vergleich zu aufblasbaren oder sich durch Fahrtwind aufblasenden Luftleitelementen ist das erfindungsgemäße Luftleitelement besonders robust, da es eine größere Materialstärke und ein robusteres Material aufweisen kann und auch bei vorhandenen kleineren Löchern funktionsfähig bleibt.
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Erreicht der Fahrtwind, der unterhalb des Unterbodens des Fahrzeugs verläuft, eine bestimmte Geschwindigkeit, überschreitet er einen hohen Schwellwert. Der Fahrtwind erfasst unmittelbar das Luftleitelement und schwenkt es aus der Öffnung der Radspoiler-Vorrichtung in die Funktionsstellung, die vor einem Fahrzeugrad und näher an der Fahrbahn ist. Hierbei übt der Fahrtwind eine Kraft auf einen Teilbereich des Luftleitelements aus, der aus der Öffnung der Radspoiler-Vorrichtung herausragt. Auf zusätzliche Komponenten zur Leitung des Fahrtwinds kann hierdurch verzichtet werden. Es werden Herstellkosten, Bauraum und Gewicht eingespart.
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Unterschreitet der Fahrtwind eine bestimmte Geschwindigkeit und unterschreitet er einen niedrigen Schwellwert, wird das Luftleitelement durch eine elastische Kraft in die Ruhestellung zurückgeschwenkt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltungsform wird die elastische Kraft durch ein elastisches Element wie z. B. eine Feder, insbesondere eine Spiralfeder oder Wickelfeder, realisiert. Alternativ kann ein Teilbereich des Luftleitelements oder der Radspoiler-Vorrichtung elastisch ausgestaltet sein durch eine federnd nachgebende Geometrie oder einen elastischen Werkstoff. Hierdurch kann auf einen Aktor sowie auf dessen Ansteuerung verzichtet werden. Die Radspoiler-Vorrichtung ist hierdurch günstig in der Herstellung und besonders robust.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht eine Verringerung der Bewegung des Luftleitelements in der Ruhestellung und der Funktionsstellung mittels Dämpfern, Reibelementen und/oder Rasten vor. Hierdurch wird die Bewegung innerhalb einer Stellung verringert und der Verschleiß und eine Geräuschbildung vermindert. Des Weiteren wird ein häufiger Wechsel zwischen den Stellungen verringert, der möglich wäre, wenn der hohe Schwellwert und der niedrige Schwellwert nahe beieinander liegen. Dies führt wiederum zu einer Verringerung des Verschleißes und einer Geräuschbildung.
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Die Schwenkachse ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Scharnier, wie z. B. ein Filmscharnier. Dies ermöglicht insbesondere eine günstig herstellbare Lösung, wenn das Scharnier eine dämpfende Wirkung hat und/oder eine ausreichende Reibung erzeugt, sodass auf zusätzliche Elemente zur Verringerung der Bewegung verzichtet werden kann.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das Luftleitelement zumindest zwei Teilbereiche aufweist, einen Hauptbereich und ein Lippe. Hierbei ragt die Lippe in der Ruhestellung aus der Öffnung der Radspoiler-Vorrichtung heraus und weist eine Form auf, die dem Fahrtwind einen hohen Luftwiderstand bietet. Hierdurch wird ein sicheres Verfahren des Luftleitelements in die Funktionsstellung gewährleistet, wobei das Luftleitelement nur um ein geringes Maß vom Unterboden vorsteht und somit besonders robust ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Lippe in der Funktionsposition weiter vom Unterboden beabstandet, also näher an der Fahrbahn als der Hauptbereich des Luftleitelements. Durch die Nähe zur Fahrbahn ist die Lippe der Gefahr einer Kollision mit Erhebungen auf der Fahrbahn besonders stark ausgesetzt. Erfindungsgemäß ist das Luftleitelement daher besonders robust, wenn die Lippe aus einem flexibleren Material wie z. B. einem Gummi hergestellt ist und/oder eine Geometrie aufweist, die eine hohe Flexibilität ermöglicht.
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Eine bevorzugte Ausführungsform weist eine Öffnung in der Radspoiler-Vorrichtung auf, die in der Funktionsstellung durch das Luftleitelement verschlossen wird. Hierzu ist die Öffnung der Radspoiler-Vorrichtung an den Querschnitt des Luftleitelements angepasst. Auch die Schwenkbewegung verläuft entlang einer Bahn, die eine Kollision des Luftleitelements mit der Öffnung vermeidet. Hierdurch wird vorteilhafterweise ein besonders geringer Luftwiderstand erreicht. Des Weiteren wird der Eintrag von Verschmutzungen durch die Öffnung vermindert. Besonders bevorzugt ist, dass die Öffnung auch in der Ruhestellung durch das Luftleitelement verschlossen wird. Hierzu weist das Luftleitelement in beiden Stellungen einen identischen wirksamen Querschnitt auf. Der Eintrag von Verschmutzungen durch die Öffnung wird vermindert.
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Eine bevorzugte Ausgestaltungsform sieht eine Schwenkachse des Luftleitelements vor, die parallel zum Unterboden und zur Fahrbahn verläuft sowie senkrecht zur Fahrzeuglängsachse. Diese Ausrichtung führt dazu, dass in der Funktionsstellung des Luftleitelements eine wesentliche Kraftkomponente des Luftwiderstands am Luftleitelement das Luftleitelement in der Funktionsstellung hält. Die Geometrie des Luftleitelements kann somit dahingehend optimiert werden, dass ein geringer Luftwiderstand erzeugt wird.
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Eine alternative Ausgestaltungsform sieht eine Schwenkachse des Luftleitelements vor, die parallel zum Unterboden und zur Fahrbahn verläuft sowie parallel zur Fahrzeuglängsachse. Diese Ausrichtung führt dazu, dass das Luftleitelement eine Geometrie aufzuweisen hat, die einen Luftwiderstand erzeugt, sodass das Luftleitelement in die Funktionsstellung verfahren und dort gehalten wird. Vorteilhafterweise wird hierdurch eine Schwenkbewegung ermöglicht, die den zur Verfügung stehenden Bauraum besser nutzbar macht. Des Weiteren ist das Luftleitelement auch bei größeren Fahrtwinden mit einer geringen Kraft in die Ruhestellung schwenkbar, sodass das Luftleitelement bei einem Kontakt mit einer Erhebung auf der Fahrbahn einen geringeren Schaden nimmt.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das Luftleitelement eine Sollbruchstelle aufweist. Die Sollbruchstelle befindet sich beispielweise im oberen Bereich des Luftleitelements und ergibt sich durch eine gezielte Schwächung des Materials. Hierdurch wird im Fall einer Kollision des Luftleitelements mit einer Erhebung auf der Fahrbahn ein definiertes Lösen oder Trennen eines Teilbereichs des Luftleitelements ermöglicht und ein Schaden an weiteren Komponenten der Radspoiler-Vorrichtung vermieden.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigen in
- 1 eine Kraftfahrzeugfront mit einer Radspoiler-Vorrichtung in Ruhestellung;
- 2 eine Kraftfahrzeugfront mit einer Radspoiler-Vorrichtung in Funktionsstellung;
- 3 eine alternative Ausführungsform einer Radspoiler-Vorrichtung.
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1 zeigt eine Kraftfahrzeugfront mit einer Radspoiler-Vorrichtung (1) in Ruhestellung, wobei sich die Radspoiler-Vorrichtung (1) in einer Aussparung des Unterbodens (5) des Kraftfahrzeugs befindet. Ein Luftleitelement (2) ist mittels einer horizontalen und senkrecht zur Kraftfahrzeuglängsachse ausgerichteten Schwenkachse (3) gelagert und befindet sich in einer Öffnung (4) der Radspoiler-Vorrichtung (1). Das Luftleitelement (2) weist einen Hauptbereich (6) auf, der sich überwiegend oberhalb der Öffnung (4) befindet, und eine Lippe (7), die sich unterhalb der Öffnung (4) erstreckt. Die Lippe (7) weist einen Hebelarm senkrecht zur Schwenkachse auf, sodass der Fahrtwind ein Drehmoment auf das Luftleitelement (2) erzeugt und bei Überwindung von Reib- und Rückstellkräften, also beim Überschreiten eines hohen Schwellwerts, das Luftleitelement (2) in eine Funktionsstellung vor ein Fahrzeugrad (8) schwenkt. Anhand des Fahrzeugrads (8) und der Fahrzeugfront ergibt sich mit der Fahrbahn (9) ein Böschungswinkel (10) für das Luftleitelement (2) in der Ruhestellung.
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In 2 befindet sich das Luftleitelement (2) in der Funktionsstellung vor dem Fahrzeugrad (8). Der dargestellte Böschungswinkel (10) entspricht dem der 1. Es ist ersichtlich, dass in der Funktionsstellung des Luftleitelements (2) der dargestellte Böschungswinkel (10) eine Überschneidung mit dem Luftleitelement (2) hat. Der sich für das Luftleitelement (2) in Funktionsstellung ergebende Böschungswinkel (10) ist verringert.
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3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Radspoiler-Vorrichtung. Das Luftleitelement (2) ist mittels einer horizontalen und parallel zur Kraftfahrzeuglängsachse ausgerichteten Schwenkachse (3) gelagert und befindet sich in einer Schwenkbewegung zwischen der Ruhestellung und der Funktionsstellung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radspoiler-Vorrichtung
- 2
- Luftleitelement
- 3
- Schwenkachse
- 4
- Öffnung
- 5
- Unterboden
- 6
- Hauptbereich (des Luftleitelements)
- 7
- Lippe
- 8
- Fahrzeugrad
- 9
- Fahrbahn
- 10
- Böschungswinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009057656 A1 [0002]
- DE 102010053463 A1 [0003]
- DE 102017128632 A1 [0004]
- DE 102010036442 A1 [0005]
- DE 102014220000 A1 [0006]
