DE102021115719A1

DE102021115719A1 - Device for adjusting a spoiler of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102021115719A1
Application number: DE102021115719.6A
Authority: DE
Inventors: Riccardo Bauer; Joachim Paul; Christian Bader
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2021-06-17
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2022-12-22
Anticipated expiration: 2041-06-18
Also published as: DE102021115719B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Verstellen eines Spoilers (2) eines Kraftfahrzeugs, umfassend- eine elektrische Antriebsvorrichtung (3) mit einer Welle (30),- zumindest eine Verstelleinrichtung (4), mittels derer der Spoiler (2) aus einer inaktiven Stellung in eine aktive Stellung und umgekehrt bewegbar ist, sowie- mindestens eine Antriebswelle (5) mittels derer eine Rotationsbewegung der Welle (30) der elektrischen Antriebsvorrichtung (3) auf die Verstelleinrichtung (4) übertragbar ist,- zumindest ein Federelement (7), mittels dessen der Spoiler (2) mit einer Kraft beaufschlagbar ist, wobei das Federelement (7) so ausgebildet und angeordnet ist, dass es in einer inaktiven Stellung mechanisch vorgespannt ist, wobei die Vorrichtung (1) eine Kupplungseinrichtung (6, 6`) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die elektrische Antriebsvorrichtung (3) während des Betriebs selektiv mechanisch von der Verstelleinrichtung (4) zu entkoppeln, und wobei die Vorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, das mechanisch vorgespannte Federelement (7) nach der Entkopplung der elektrischen Antriebsvorrichtung (3) zu aktivieren, so dass die Verstellbewegung des Spoilers (2) in dessen aktive Stellung ausschließlich mittels des Federelements (7) antreibbar ist.The invention relates to a device (1) for adjusting a spoiler (2) of a motor vehicle, comprising - an electric drive device (3) with a shaft (30), - at least one adjusting device (4), by means of which the spoiler (2) consists of a inactive position into an active position and vice versa, and- at least one drive shaft (5) by means of which a rotational movement of the shaft (30) of the electric drive device (3) can be transmitted to the adjusting device (4),- at least one spring element (7) , by means of which the spoiler (2) can be subjected to a force, the spring element (7) being designed and arranged in such a way that it is mechanically prestressed in an inactive position, the device (1) having a coupling device (6, 6`) which is set up to selectively mechanically decouple the electric drive device (3) from the adjustment device (4) during operation, and wherein the device (1) is designed for this purpose is to activate the mechanically prestressed spring element (7) after decoupling the electric drive device (3), so that the adjustment movement of the spoiler (2) into its active position can be driven exclusively by means of the spring element (7).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen eines Spoilers eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device for adjusting a spoiler of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Mithilfe eines verstellbaren Spoilers können die aerodynamischen Eigenschaften eines Kraftfahrzeugs gezielt verändert werden, so dass die Fahreigenschaften des Kraftfahrzeugs beeinflusst werden können. Entsprechende Vorrichtungen zum Verstellen eines Spoilers sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Typischerweise werden Spoiler durch elektrische oder hydraulische Antriebsvorrichtungen verstellt. Hydraulische Antriebsvorrichtungen kommen zumeist dann zum Einsatz, wenn hohe Lasten möglichst schnell verstellt werden müssen. Diese hydraulischen Antriebsvorrichtungen sind allerdings häufig technisch anfällig und mit hohen Kosten und einem relativ hohen Mehrgewicht verbunden. Elektrische Antriebsvorrichtungen arbeiten demgegenüber relativ langsam, so dass keine schnelle Verstellung des Spoilers möglich ist, wie sie in einigen Fahrsituationen erforderlich ist.The aerodynamic properties of a motor vehicle can be changed in a targeted manner with the aid of an adjustable spoiler, so that the driving characteristics of the motor vehicle can be influenced. Corresponding devices for adjusting a spoiler are known from the prior art in various embodiments. Typically, spoilers are adjusted by electric or hydraulic drive devices. Hydraulic drive devices are mostly used when high loads have to be adjusted as quickly as possible. However, these hydraulic drive devices are often technically delicate and associated with high costs and a relatively high additional weight. In contrast, electric drive devices work relatively slowly, so that it is not possible to adjust the spoiler quickly, as is necessary in some driving situations.

Die DE 20 2008 009 704 U1 offenbart eine Vorrichtung zum Verstellen eines Spoilers, bei der der Spoiler zwischen einer inaktiven Einfahrposition und einer aktiven Ausfahrposition verstellbar ist. Diese Vorrichtung weist eine Antriebsvorrichtung zum Einfahren des Spoilers von der Ausfahrposition in die Einfahrposition gegen die Federkraft eines Federelements auf, so dass das Federelement in der Einfahrposition vorgespannt ist und das Ausfahren des Spoilers in die Ausfahrposition über das vorgespannte Federelement erfolgt.the DE 20 2008 009 704 U1 discloses a device for adjusting a spoiler, in which the spoiler can be adjusted between an inactive retracted position and an active extended position. This device has a drive device for retracting the spoiler from the extended position into the retracted position against the spring force of a spring element, so that the spring element is pretensioned in the retracted position and the spoiler is extended into the extended position via the pretensioned spring element.

Aus der DE 10 2011 001 286 A1 ist eine Vorrichtung zum Verstellen eines Spoilers eines Kraftfahrzeugs, der durch Aufbringen einer Antriebskraft zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung und einer ausgefahrenen Betriebsstellung bewegbar ist, bekannt, die mit einem Federelement ausgestattet ist. Um das Verstellen des Spoilers zu vereinfachen, ist das Federelement so ausgeführt und angeordnet, dass durch das Federelement beim Ausfahren des Spoilers eine in die gleiche Richtung wie die Antriebskraft zusätzlich auf den Spoiler einwirkende Federkraft aufgebracht wird.From the DE 10 2011 001 286 A1 discloses a device for adjusting a spoiler of a motor vehicle, which can be moved between a retracted rest position and an extended operating position by applying a driving force, which device is equipped with a spring element. In order to simplify the adjustment of the spoiler, the spring element is designed and arranged in such a way that, when the spoiler is extended, a spring force acting in the same direction as the driving force is additionally applied to the spoiler.

Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, eine Vorrichtung zum Verstellen eines Spoilers eines Kraftfahrzeugs der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, den Spoiler in speziellen Fahrsituationen, die eine schnelle Anpassung der aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs erfordern, schlagartig in seine aktivierte Betriebsstellung zu überführen.The object of the invention is to provide a device for adjusting a spoiler of a motor vehicle of the type mentioned at the outset, which makes it possible to suddenly activate the spoiler in special driving situations that require rapid adjustment of the aerodynamic properties of the motor vehicle to transfer operating position.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Verstellen eines Spoilers eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The solution to this problem provides a generic device for adjusting a spoiler of a motor vehicle with the features of the characterizing part of claim 1. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verstellen eines Spoilers eines Kraftfahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung eine Kupplungseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, die elektrische Antriebsvorrichtung während des Betriebs selektiv mechanisch von der Verstelleinrichtung zu entkoppeln, und dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, das mechanisch vorgespannte Federelement nach der Entkopplung der elektrischen Antriebsvorrichtung zu aktivieren, so dass die Verstellbewegung des Spoilers in dessen aktive Stellung ausschließlich mittels des Federelements antreibbar ist. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht während eines normalen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs eine reguläre Verstellung des Spoilers ausschließlich durch das Zusammenwirken der elektrischen Antriebsvorrichtung mit der Verstelleinrichtung für den Spoiler. Wenn in bestimmten Fahrsituationen, wie zum Beispiel bei einer Notbremssituation oder im Kurveneingang, eine schnelle Anpassung der aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs erforderlich ist, die mittels der elektrischen Antriebsvorrichtung nicht ausreichend schnell realisierbar ist, wird das in seiner Ruhestellung vorgespannte Federelement nach einer Entkopplung der Antriebsvorrichtung von der Verstelleinrichtung aktiviert und dadurch freigegeben, so dass der Spoiler ausschließlich mittels des mechanisch vorgespannten Federelements, welches sich nach der Entkopplung der Antriebsvorrichtung entspannt, schlagartig verstellt und in die aktivierte Betriebsstellung überführt wird. Dadurch wird das Ziel einer fahrsituationsabhängig sehr schnellen Anpassung der aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs, die sich auf das Fahrverhalten auswirken, auf sehr einfache Weise und ohne die Verwendung einer mit den oben bereits erläuterten Nachteilen behafteten hydraulischen Antriebsvorrichtung realisiert. Da das Federelement und die elektrische Antriebsvorrichtung günstiger als eine hydraulische Antriebsvorrichtung für den Spoiler sind, ergeben sich insbesondere Kostenvorteile. Das erneute Einfahren des Spoilers in die inaktive Stellung erfolgt mittels der elektrischen Antriebsvorrichtung, nachdem diese wieder mittels der Kupplungseinrichtung mechanisch mit der Verstelleinrichtung gekoppelt wurde. Dabei wird auch das Federelement wieder mechanisch vorgespannt, so dass es bei Bedarf wieder aktivierbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Beispiel im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs zur Verstellung eines Frontspoilers eingesetzt werden. Ferner besteht auch die Möglichkeit, die Vorrichtung im Heckbereich eines Kraftfahrzeugs zur Verstellung eines Heckspoilers zu verwenden.A device according to the invention for adjusting a spoiler of a motor vehicle is characterized in that the device has a coupling device which is designed to selectively mechanically decouple the electric drive device from the adjusting device during operation, and that the device is designed to mechanically to activate prestressed spring element after the decoupling of the electric drive device, so that the adjustment movement of the spoiler can be driven in its active position exclusively by means of the spring element. The solution according to the invention enables a regular adjustment of the spoiler during normal driving operation of the motor vehicle exclusively through the interaction of the electric drive device with the adjustment device for the spoiler. If in certain driving situations, such as emergency braking or when entering a bend, the aerodynamic properties of the motor vehicle need to be adapted quickly, which cannot be implemented quickly enough using the electric drive device, the spring element, which is prestressed in its rest position, is released after the drive device has been decoupled from activated by the adjusting device and thereby released, so that the spoiler is suddenly adjusted and transferred to the activated operating position exclusively by means of the mechanically prestressed spring element, which relaxes after the drive device has been decoupled. This achieves the goal of very quickly adapting the aerodynamic properties of the motor vehicle, which affect the driving behavior, depending on the driving situation, in a very simple manner and without using a hydraulic drive device with the disadvantages already explained above. Since the spring element and the electric drive device are less expensive than a hydraulic drive device for the spoiler, there are in particular cost advantages. The spoiler is moved back into the inactive position by means of the electric drive device after it has again been mechanically coupled to the adjusting device by means of the coupling device. The spring element is also mechanically prestressed again, so that it can be activated again if necessary. The device according to the invention can be used, for example, in the front area of a motor vehicle to adjust a front spoiler. There is also the possibility of using the device in the To use the rear of a motor vehicle to adjust a rear spoiler.

Die alleinige Verstellung des Spoilers mittels des vorgespannten Federelements nach der Entkopplung der Verstelleinrichtung von der elektrischen Antriebsvorrichtung kann - abhängig von der kinematischen Ausgestaltung des Spoilers - in ganz unterschiedlicher Weise erfolgen. In einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das Federelement dazu ausgebildet ist, nach der Entkopplung der Verstelleinrichtung von der elektrischen Antriebsvorrichtung einen Hub des Spoilers zu verstellen. Dabei entspannt sich das Federelement nach der Aktivierung schlagartig, so dass es den Spoiler innerhalb kürzester Zeit ausfahren und in seine aktivierte Stellung überführen kann.The sole adjustment of the spoiler by means of the prestressed spring element after the decoupling of the adjustment device from the electric drive device can take place in very different ways, depending on the kinematic design of the spoiler. In one embodiment, it is proposed that the spring element be designed to adjust a stroke of the spoiler after the adjustment device has been decoupled from the electric drive device. The spring element relaxes abruptly after activation, so that it can extend the spoiler and transfer it to its activated position within a very short time.

In einer weiteren Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass das Federelement dazu ausgebildet ist, nach der Entkopplung der Verstelleinrichtung von der elektrischen Antriebsvorrichtung einen Anstellwinkel des Spoilers zu verstellen. Nach der Aktivierung entspannt sich das Federelement schlagartig, so dass der Anstellwinkel des Spoilers innerhalb kürzester Zeit verstellt werden kann.In a further embodiment, there is the possibility that the spring element is designed to adjust an angle of attack of the spoiler after the adjustment device has been decoupled from the electric drive device. After activation, the spring element relaxes abruptly so that the angle of attack of the spoiler can be adjusted within a very short time.

Auch eine Kombination der beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist möglich. Dabei kann es zweckmäßig sein, zwei Federelemente zu verwenden. Ein erstes Federelement kann dazu ausgebildet sein, den Hub des Spoilers zu verstellen, wohingegen ein zweites Federelement dazu ausgebildet ist, den Anstellwinkel des Spoilers zu verändern.A combination of the two embodiments described above is also possible. It can be useful to use two spring elements. A first spring element can be designed to adjust the stroke of the spoiler, whereas a second spring element is designed to change the angle of attack of the spoiler.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das Federelement als Druckfeder, Zugfeder oder Torsionsfeder ausgebildet ist. Die Wahl der Art des verwendeten Federelements hängt insbesondere von der kinematischen Ausgestaltung des Spoilers ab.In an advantageous embodiment it is proposed that the spring element is designed as a compression spring, tension spring or torsion spring. The choice of the type of spring element used depends in particular on the kinematic design of the spoiler.

Die Kupplungseinrichtung, mittels derer die mechanische Entkopplung der Verstelleinrichtung von der elektrischen Antriebsvorrichtung erfolgen kann, so dass die Verstellung des Spoilers ausschließlich mittels des Federelements bewirkt wird, kann in ganz unterschiedlicher Weise ausgeführt sein.The coupling device, by means of which the adjustment device can be mechanically decoupled from the electric drive device, so that the adjustment of the spoiler is effected exclusively by means of the spring element, can be designed in very different ways.

In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass die Kupplungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie mit der Welle der elektrischen Antriebsvorrichtung und der Antriebswelle zusammenwirkt. Nach der Entkopplung der Welle von der Antriebswelle kann somit in vorteilhafter Weise kein Drehmoment mehr von der Welle zur Antriebswelle und von dort zur Verstelleinrichtung übertragen werden, so dass die mit der Antriebswelle mechanisch zusammenwirkende Verstelleinrichtung den Spoiler nicht mehr verstellen kann und die Verstellbewegung des Spoilers ausschließlich vom Federelement angetrieben wird.In an advantageous embodiment, there is the possibility that the clutch device is designed in such a way that it interacts with the shaft of the electric drive device and the drive shaft. After the shaft has been decoupled from the drive shaft, torque can advantageously no longer be transmitted from the shaft to the drive shaft and from there to the adjustment device, so that the adjustment device mechanically interacting with the drive shaft can no longer adjust the spoiler and the adjustment movement of the spoiler can only be used is driven by the spring element.

Die Kupplungseinrichtung für die mechanische Kopplung beziehungsweise Entkopplung der Welle und der Antriebswelle kann in einer Ausführungsform als mechanische Freilaufkupplung ausgeführt sein, so dass sie nur in eine Drehrichtung wirkt. In einer alternativen Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, dass die Kupplungseinrichtung für die mechanische Kopplung beziehungsweise Entkopplung der Welle und der Antriebswelle als schaltbare Freilaufkupplung ausgeführt ist, die in beide Drehrichtungen wirkt.In one embodiment, the coupling device for the mechanical coupling or decoupling of the shaft and the drive shaft can be designed as a mechanical overrunning clutch, so that it only acts in one direction of rotation. In an alternative embodiment, there is also the possibility that the clutch device for the mechanical coupling or decoupling of the shaft and the drive shaft is designed as a switchable overrunning clutch that acts in both directions of rotation.

In einer alternativen Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Kupplungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie mit der Verstelleinrichtung und der Antriebswelle zusammenwirkt. Nach der Entkopplung der Verstelleinrichtung von der Antriebswelle kann kein Drehmoment mehr von der Antriebswelle zur Verstelleinrichtung übertragen werden, so dass die Verstelleinrichtung den Spoiler nicht mehr verstellen kann und die Verstellbewegung des Spoilers ausschließlich vom Federelement angetrieben wird.In an alternative embodiment, it is proposed that the coupling device be designed in such a way that it interacts with the adjustment device and the drive shaft. After the adjustment device has been decoupled from the drive shaft, torque can no longer be transmitted from the drive shaft to the adjustment device, so that the adjustment device can no longer adjust the spoiler and the adjustment movement of the spoiler is driven exclusively by the spring element.

Die Kupplungseinrichtung für die mechanische Kopplung beziehungsweise Entkopplung der Verstelleinrichtung und der Antriebswelle kann vorzugsweise als schaltbare Klauenkupplung, als schaltbare Reibkupplung oder als elektromagnetische Kupplung ausgebildet sein.The coupling device for the mechanical coupling or decoupling of the adjustment device and the drive shaft can preferably be designed as a switchable claw clutch, as a switchable friction clutch or as an electromagnetic clutch.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das Federelement innerhalb der Verstelleinrichtung untergebracht ist. Dadurch ergeben sich insbesondere Package-Vorteile.In a further advantageous embodiment it is proposed that the spring element is accommodated within the adjusting device. This results in package advantages in particular.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen

1 eine schematisch sehr stark vereinfachte Prinzipdarstellung eines Teils einer Vorrichtung zum Verstellen eines Spoilers eines Kraftfahrzeugs, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist,
2 eine schematisch sehr stark vereinfachte Prinzipdarstellung eines Teils einer Vorrichtung zum Verstellen eines Spoilers eines Kraftfahrzeugs, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.

Further features and advantages of the present invention become clear from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the attached figures. show it

1 a schematically very greatly simplified basic representation of part of a device for adjusting a spoiler of a motor vehicle, which is designed according to a first embodiment of the present invention,
2 a schematically very greatly simplified basic representation of part of a device for adjusting a spoiler of a motor vehicle, which is designed according to a second embodiment of the present invention.

Unter Bezugnahme auf 1 weist eine Vorrichtung 1 zum Verstellen eines Spoilers 2 eines Kraftfahrzeugs, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, eine elektrische Antriebsvorrichtung 3 und eine mit dieser mechanisch zusammenwirkende Verstelleinrichtung 4 auf, mittels derer eine Verstellbewegung des Spoilers 2 bewirkt werden kann.With reference to 1 A device 1 for adjusting a spoiler 2 of a motor vehicle, which is designed according to a first exemplary embodiment of the present invention, has an electric drive device 3 and an adjusting device 4 that mechanically interacts with it and by means of which an adjusting movement of the spoiler 2 can be effected.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 1 dazu in der Lage, den Hub des Spoilers 1 zu verändern und diesen aus einer inaktiven Stellung in eine aktive Stellung auszufahren beziehungsweise wieder aus der aktiven, ausgefahrenen Stellung in die inaktive Stellung einzufahren. Durch die Verstellung des Spoilers 2 können die aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs verändert werden, so dass das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs wirksam beeinflusst werden kann.In this exemplary embodiment, the device 1 is able to change the stroke of the spoiler 1 and to extend it from an inactive position to an active position or to retract it again from the active, extended position to the inactive position. The aerodynamic properties of the motor vehicle can be changed by adjusting the spoiler 2, so that the handling of the motor vehicle can be effectively influenced.

Die elektrische Antriebsvorrichtung 3 ist mittels einer Antriebswelle 5 mechanisch mit der Verstelleinrichtung 4 koppelbar. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung 1 eine Kupplungseinrichtung 6 auf, mittels derer eine Welle 30 der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 selektiv mit der Antriebswelle 5 gekoppelt beziehungsweise von dieser entkoppelt werden kann. Im gekoppelten Zustand bewirkt die Drehbewegung der Welle 30 der elektrischen Antriebsvorrichtung 3, dass sich die Antriebswelle 5 ebenfalls dreht, da ein Drehmoment von der Welle 30 auf die Antriebswelle 5 übertragen wird. Die Verstelleinrichtung 4 ist mechanisch so ausgestaltet, dass sie die von der Welle 30 der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 angetriebene Drehbewegung der Antriebswelle 5 in eine Hubbewegung des Spoilers 2 wandelt. Die Kupplungseinrichtung 6, mittels derer die Welle 30 mit der Antriebswelle 5 koppelbar und bei Bedarf auch von dieser entkoppelbar ist, kann zum Beispiel als mechanische Freilaufkupplung ausgebildet sein, die nur in eine Drehrichtung wirkt. In einer alternativen Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, dass die Kupplungseinrichtung 6 als schaltbare Freilaufkupplung ausgebildet ist, die in beide Drehrichtungen wirkt.The electric drive device 3 can be mechanically coupled to the adjusting device 4 by means of a drive shaft 5 . For this purpose, the device 1 has a coupling device 6, by means of which a shaft 30 of the electric drive device 3 can be selectively coupled to the drive shaft 5 or decoupled from it. In the coupled state, the rotation of the shaft 30 of the electric drive device 3 causes the drive shaft 5 to rotate as well, since torque is transmitted from the shaft 30 to the drive shaft 5 . The adjusting device 4 is mechanically designed in such a way that it converts the rotary movement of the drive shaft 5 driven by the shaft 30 of the electric drive device 3 into a lifting movement of the spoiler 2 . The coupling device 6, by means of which the shaft 30 can be coupled to the drive shaft 5 and can also be decoupled from it if necessary, can be designed, for example, as a mechanical overrunning clutch which only acts in one direction of rotation. In an alternative embodiment, there is also the possibility that the clutch device 6 is designed as a switchable overrunning clutch that acts in both directions of rotation.

Während des normalen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs ermöglicht die Vorrichtung 1 eine reguläre Verstellung des Spoilers 2 nur mittels der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 und der damit zusammenwirkenden Verstelleinrichtung 4, die eine Hubbewegung des Spoilers 2 ermöglicht.During normal driving operation of the motor vehicle, the device 1 enables a regular adjustment of the spoiler 2 only by means of the electric drive device 3 and the adjustment device 4 interacting therewith, which enables a lifting movement of the spoiler 2 .

In besonderen Fahrsituationen, wie zum Beispiel bei einer Notbremssituation oder im Kurveneingang, ist häufig eine schnelle Anpassung der aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs erforderlich, die durch eine Verstellung des Spoilers 2 mittels der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 nicht ohne Weiteres realisiert werden kann.In special driving situations, such as emergency braking or when entering a bend, the aerodynamic properties of the motor vehicle often need to be adjusted quickly, which cannot easily be implemented by adjusting the spoiler 2 using the electric drive device 3 .

Um in derartigen Fahrsituationen eine möglichst schnelle Ausfahrbewegung des Spoilers 2 zu ermöglichen, weist die Vorrichtung 1 ein Federelement 7 auf, das so ausgebildet und angeordnet ist, dass es mechanisch mit dem Spoiler 2 zusammenwirken kann und nach der Aktivierung eine Hubbewegung des Spoilers 2 antreiben kann. In einer inaktiven Position ist das Federelement 7, welches vorliegend als Druckfeder ausgebildet ist, mechanisch vorgespannt und bildet dadurch einen Kraftspeicher, der nach einer Entkopplung der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 die Verstellbewegung des Spoilers 2 alleine antreiben kann. Vorzugsweise kann das Federelement 7 innerhalb der Verstelleinrichtung 4 untergebracht sein, was mit entsprechenden Package-Vorteilen einhergeht. Während des normalen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs, in dem nur eine reguläre Verstellung des Spoilers 2 mittels der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 und der Verstelleinrichtung 4 erforderlich ist, wird das Federelement 7 in seiner inaktiven, mechanisch vorgespannten Stellung bei der ausschließlich von der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 angetriebenen Verstellbewegung des Spoilers 2 „mitgeschleppt“.In order to enable the fastest possible extension movement of the spoiler 2 in such driving situations, the device 1 has a spring element 7 which is designed and arranged in such a way that it can interact mechanically with the spoiler 2 and, after activation, can drive a lifting movement of the spoiler 2 . In an inactive position, the spring element 7, which is designed as a compression spring in the present case, is mechanically prestressed and thereby forms an energy accumulator which, after decoupling the electric drive device 3, can drive the adjustment movement of the spoiler 2 alone. The spring element 7 can preferably be accommodated within the adjusting device 4, which is associated with corresponding package advantages. During normal driving operation of the motor vehicle, in which only a regular adjustment of the spoiler 2 by means of the electric drive device 3 and the adjustment device 4 is required, the spring element 7 is in its inactive, mechanically prestressed position during the adjustment movement of the Spoilers 2 “carried along”.

Wenn die Fahrsituation ein schnelles Ausfahren des Spoilers 2 erfordert, wird die elektrische Antriebsvorrichtung 3 mittels der Kupplungseinrichtung 6 von der Verstelleinrichtung 4 entkoppelt, so dass die elektrische Antriebsvorrichtung 3 die Verstellbewegung des Spoilers 2 nicht mehr antreiben kann. Ferner wird das mechanisch vorgespannte Federelement 7 freigegeben, so dass der Spoiler 2 ausschließlich mittels des Federelements 7, welches sich nach der Freigabe entspannt, schlagartig verstellt wird. Dadurch wird das Ziel einer fahrsituationsabhängig sehr schnellen Anpassung der aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs, die sich auch auf das Fahrverhalten auswirken, auf sehr einfache Weise realisiert.If the driving situation requires the spoiler 2 to be extended quickly, the electric drive device 3 is decoupled from the adjustment device 4 by means of the clutch device 6 so that the electric drive device 3 can no longer drive the adjustment movement of the spoiler 2 . Furthermore, the mechanically prestressed spring element 7 is released, so that the spoiler 2 is abruptly adjusted solely by means of the spring element 7, which relaxes after release. As a result, the goal of a very rapid adaptation of the aerodynamic properties of the motor vehicle, which also affect the driving behavior, depending on the driving situation, is achieved in a very simple manner.

Unter Bezugnahme auf 2 soll nachfolgend ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Der grundlegende Aufbau und das grundlegende Wirkprinzip unterscheiden sich nicht vom ersten Ausführungsbeispiel, so dass nachfolgend nur die Unterschiede erläutert werden sollen.With reference to 2 a second embodiment of the present invention will be explained below. The basic structure and the basic principle of action do not differ from the first exemplary embodiment, so that only the differences will be explained below.

Dieses zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 unterscheidet sich durch die konstruktive Ausgestaltung und die Position der Kupplungseinrichtung 6' vom ersten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kupplungseinrichtung 6' zwischen der Antriebswelle 5 und der Verstelleinrichtung 4 angeordnet. Die Welle 30 der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 und die Antriebswelle 5 sind über ein Verbindungsmittel 8 drehfest miteinander verbunden. Die Kupplungseinrichtung 6` kann in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere als schaltbare Klauenkupplung, als schaltbare Reibkupplung oder als elektromagnetische Kupplung ausgeführt sein. Während des normalen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs, in dem nur eine reguläre Verstellung des Spoilers 2 mittels der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 und der Verstelleinrichtung 4 erforderlich ist, wird das Federelement 7 in seiner inaktiven, mechanisch vorgespannten Stellung bei der Verstellbewegung des Spoilers 2 wiederum „mitgeschleppt“.This second exemplary embodiment of the device 1 differs from the first exemplary embodiment in terms of the structural configuration and the position of the coupling device 6'. In this exemplary embodiment, the coupling device 6 ′ is arranged between the drive shaft 5 and the adjusting device 4 . The shaft 30 of the electric drive device 3 and the drive shaft 5 are connected to one another in a rotationally fixed manner via a connecting means 8 . The coupling device 6 'can in this embodiment in particular be designed as a switchable claw clutch, as a switchable friction clutch or as an electromagnetic clutch. During normal driving operation of the motor vehicle, in which only a regular adjustment of the spoiler 2 by means of the electric drive device 3 and the adjustment device 4 is required, the spring element 7 is again "carried along" in its inactive, mechanically prestressed position during the adjustment movement of the spoiler 2.

Wenn die Fahrsituation ein schnelles Ausfahren des Spoilers 2 erfordert, wird die von der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 angetriebene Antriebswelle 5 mittels der Kupplungseinrichtung 6` von der Verstelleinrichtung 4 entkoppelt. Dabei wird auch das Federelement 7 freigegeben, so dass der Spoiler 2 ausschließlich mittels des mechanisch vorgespannten Federelements 7, welches sich nach der Entkopplung der Verstelleinrichtung 4 von der Antriebswelle 5 - und somit auch von der Antriebsvorrichtung 3 - entspannt, schlagartig verstellt wird.If the driving situation requires the spoiler 2 to be extended quickly, the drive shaft 5 driven by the electric drive device 3 is decoupled from the adjustment device 4 by means of the clutch device 6 ′. The spring element 7 is also released, so that the spoiler 2 is abruptly adjusted exclusively by means of the mechanically prestressed spring element 7, which relaxes after the adjustment device 4 has been decoupled from the drive shaft 5—and thus also from the drive device 3.

Die beiden hier beschriebenen Vorrichtungen 1 zum Verstellen eines Spoilers 2 eines Kraftfahrzeugs können zum Beispiel im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs zur Verstellung eines Frontspoilers eingesetzt werden. Ferner besteht auch die Möglichkeit, die hier beschriebenen Vorrichtungen 1 im Heckbereich eines Kraftfahrzeugs zur Verstellung eines Heckspoilers zu verwenden.The two devices 1 described here for adjusting a spoiler 2 of a motor vehicle can be used, for example, in the front area of a motor vehicle for adjusting a front spoiler. Furthermore, there is also the possibility of using the devices 1 described here in the rear area of a motor vehicle to adjust a rear spoiler.

Die Verstellung des Spoilers 2 mittels des mechanisch vorgespannten Federelements 7 kann - abhängig von der kinematischen Ausgestaltung des Spoilers 2 - in ganz unterschiedlicher Weise erfolgen. In den beiden oben erläuterten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass das Federelement 7 dazu ausgebildet ist, nach der mechanischen Entkopplung der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 den Hub des Spoilers 2 zu verstellen. Dabei entspannt sich das Federelement 7 schlagartig, so dass der Spoiler 2 innerhalb kürzester Zeit ausgefahren werden kann.The adjustment of the spoiler 2 by means of the mechanically prestressed spring element 7 can be done in very different ways, depending on the kinematic configuration of the spoiler 2 . In the two exemplary embodiments explained above, it is provided that the spring element 7 is designed to adjust the stroke of the spoiler 2 after the mechanical decoupling of the electric drive device 3 . The spring element 7 suddenly relaxes, so that the spoiler 2 can be extended within a very short time.

In alternativen Ausführungsformen besteht auch die Möglichkeit, dass das Federelement 7 dazu ausgebildet ist, nach der Entkopplung der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 einen Anstellwinkel des Spoilers 2 zu verstellen. Dabei entspannt sich das Federelement 7 ebenfalls schlagartig, so dass der Anstellwinkel des Spoilers 2 innerhalb kürzester Zeit ohne die Wirkung der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 verstellt werden kann.In alternative embodiments, there is also the possibility that the spring element 7 is designed to adjust an angle of attack of the spoiler 2 after the electric drive device 3 has been decoupled. The spring element 7 also relaxes abruptly, so that the angle of attack of the spoiler 2 can be adjusted within a very short time without the action of the electric drive device 3 .

Abhängig von der kinematischen Ausgestaltung des Spoilers 2 kann das Federelement 7 insbesondere als Druckfeder, als Zugfeder oder als Torsionsfeder ausgeführt sein.Depending on the kinematic configuration of the spoiler 2, the spring element 7 can be designed in particular as a compression spring, as a tension spring or as a torsion spring.

Auch eine Kombination der beiden vorstehend beschriebenen Verstellvarianten ist möglich, so dass eine schlagartige Hubbewegung des Spoilers 2 und eine schlagartige Veränderung des Anstellwinkels des Spoilers 2 realisiert werden können. Dabei können zum Beispiel zwei Federelemente 7 zum Einsatz kommen.A combination of the two adjustment variants described above is also possible, so that an abrupt lifting movement of the spoiler 2 and an abrupt change in the angle of attack of the spoiler 2 can be implemented. In this case, for example, two spring elements 7 can be used.

Ferner soll abschließend angemerkt werden, dass in den Figuren nur eine einseitige Anbindung des Spoilers 2 an die Verstelleinrichtung 4 und an das Federelement 7 auf einer rechten Seite des Spoilers gezeigt wurde. Auf der gegenüberliegenden linken Seite erfolgt vorzugsweise die mechanische Anbindung des Spoilers 2 an eine mittels der elektrischen Antriebsvorrichtung 3 antreibbare Verstelleinrichtung sowie an zumindest ein mechanisch vorgespanntes Federelement in analoger Weise.Finally, it should also be noted that the figures only show a one-sided connection of the spoiler 2 to the adjusting device 4 and to the spring element 7 on a right-hand side of the spoiler. On the opposite left-hand side, the spoiler 2 is preferably mechanically connected to an adjusting device that can be driven by means of the electric drive device 3 and to at least one mechanically pretensioned spring element in an analogous manner.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 202008009704 U1 [0003]
DE 102011001286 A1 [0004]

Claims

Device (1) for adjusting a spoiler (2) of a motor vehicle, comprising - an electric drive device (3) with a shaft (30), - at least one adjusting device (4), by means of which the spoiler (2) from an inactive position into a active position and vice versa, and - at least one drive shaft (5) by means of which a rotational movement of the shaft (30) of the electric drive device (3) can be transmitted to the adjusting device (4), - at least one spring element (7) by means of which the A force can be applied to the spoiler (2), the spring element (7) being designed and arranged in such a way that it is mechanically pretensioned in an inactive position, characterized in that the device (1) has a coupling device (6, 6`). , which is set up to decouple the electric drive device (3) during operation selectively mechanically from the adjusting device (4), and that the device (1) to spend ildet to activate the mechanically prestressed spring element (7) after decoupling the electric drive device (3), so that the adjustment movement of the spoiler (2) in its active position can be driven exclusively by means of the spring element (7).

Device (1) after claim 1 , characterized in that the spring element (7) is designed to adjust a stroke of the spoiler (2) after the decoupling of the adjusting device (4) from the electric drive device (3).

Device (1) after claim 1 , characterized in that the spring element (7) is designed to adjust an angle of the spoiler (2) after the decoupling of the adjusting device (4) from the electric drive device (3).

Device (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the spring element (7) is designed as a compression spring, tension spring or torsion spring.

Device (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the coupling device (6) is designed so that it interacts with the shaft (30) of the electric drive device (3) and the drive shaft (5).

Device (1) after claim 5 , characterized in that the clutch device (6) is designed as a mechanical overrunning clutch or as a switchable overrunning clutch.

Device (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the coupling device (6`) is designed in such a way that it interacts with the adjusting device (4) and the drive shaft (5).

Device (1) after claim 7 , characterized in that the clutch device (6`) is designed as a switchable claw clutch, as a switchable friction clutch or as an electromagnetic clutch.

Device (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the spring element (7) is housed within the adjusting device (4).