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Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrteilige umschaltbare Kraftfahrzeugheck-Luftleitanordnung stromabwärts eines Kraftfahrzeug-Heckfensters.
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Abhängig von den aerodynamischen Eigenschaften der gesamten Fahrzeugkarosserie einschließlich des Fahrzeug-Unterbodens und von der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. der Luftgeschwindigkeit in Bezug auf das Kraftfahrzeug kann situativ ein Heckspoiler oder ein Heckflügel vorteilhaft sein.
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Mehrteilige Luftleitanordnungen, bei denen ein Luftleitelement durch eine Verstellanordnung verstellbar ist, sind unter anderem bekannt aus
DE 36 31 467 A1 ,
DE 10 2013 106 400 A1 und
EP 2 631 160 A1 . Keine der genannten Luftleitanordnungen erlaubt jedoch ein Umschalten zwischen einem Spoilerbetrieb und einem Flügelbetrieb.
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Aufgabe der Findung ist es demgegenüber, eine einfache Kraftfahrzeugheck-Luftleitanordnung zu schaffen, die zwischen Spoilerbetrieb und Flügelbetrieb umschaltbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Kraftfahrzeug-Luftleitanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugheck-Luftleitanordnung ist vollständig stromabwärts eines Heckfensters am Kraftfahrzeugheck angeordnet, ist also nicht an der sogenannten Dachkante oberhalb des Heckfensters angeordnet. Die Luftleitanordnung weist einen karosseriefesten und starren Heckflügel auf, der vertikal unveräderlich beabstandet ist zu einer Karosseriefläche. Grundsätzlich kann der Heckflügel also zwischen der Karosseriefläche und dem Heckflügel-Körper unterströmt werden. Stromaufwärts, also in Fahrtrichtung betrachtet vor dem Heckflügel, ist eine verstellbare Spoilerklappe vorgesehen. Ferner ist eine aktuierte Spoilerklappen-Verstellanordnung vorgesehen, die die Spoilerklappe trägt und mit der die Spoilerklappe verstellt werden kann. Die Aktuierung kann durch einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Aktuator erfolgen. Die Spoilerklappe ist stromaufwärts des Heckflügels und im Wesentlichen unmittelbar angrenzend an den Heckflügel angeordnet.
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Die Verstellanordnung verstellt die Spoilerklappe zwischen einer nach oben ausgefahrenen Spoilerposition, in der der Heckflügel nicht unterströmt wird, und einer nach unten eingefahrenen Flügelposition, in der der Heckflügel unterströmt wird und als Flügel wirkt. In ihrer nach oben ausgefahrenen Spoilerposition bildet die Spoilerklappe den stromaufwärtigen Teil eines großen Spoilers, der sich aus der Spoilerklappe und dem starren Heckflügel zusammensetzt. In der nach unten eingefahrenen Flügelposition dagegen ist die Spoilerklappe im Wesentlichen Teil der aerodynamischen Außenhaut der Fahrzeugkarosserie, so dass der Heckflügel aerodynamisch als Flügel wirkt.
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Auf diese Weise ist mit einfachen Mitteln eine Kraftfahrzeugheck-Luftleitanordnung geschaffen, die mit einer relativ einfachen Verstellanordnung zwischen einer Spoilerfunktion und einer Flügelfunktion umgeschaltet werden kann, sodass, je nach aerodynamischer Situation, die geeignete Aerodynamikfunktion gewählt werden kann. Abhängig von der Gestaltung der Spoilerklappe und des Heckflüges kann so zwischen einem widerstandsoptimierten und abtriebsoptimierten aerodynamischen Zustand des Fahrzeuges gewechselt werden.
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Vorzugsweise weist die Verstellanordnung ein Schwenkgelenk auf, durch das die Spoilerklappe zwischen der Flügelposition und der Spoilerposition im Wesentlichen verschwenkt werden kann. Ein Schwenkgelenk erfordert einen nur relativ kleinen Herstellungs- und Montageaufwand, und für die Aktuierung des Schwenkgelenks bestehen viele konstruktive Lösungen und Möglichkeiten. Die horizontale Schwenkachse des Schwenkgelenks liegt vorzugsweise in Fahrtrichtung vor der Spoilerklappe und innerhalb der Fahrzeugkarosserie.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Unterseite des Heckflügels konvex ausgebildet. Hierdurch wird auf der Unterseite des unterströmten Heckflügels ein Unterdruck generiert, wodurch wiederum Abtrieb generiert wird.
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Besonders bevorzugt ist die Oberseite des Heckflügels leicht konkav ausgebildet. Besonders bevorzugt ist ferner die Oberseite der Spoilerklappe konkav ausgebildet, jeweils im vertikalen Längsschnitt betrachtet. In der Spoilerposition der Spoilerklappe bilden also die Oberseite des Heckflügels und die Oberseite der Spoilerklappe zusammen eine relativ große konkave Spoiler-Gesamtfläche.
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Vorzugsweise ist unterhalb der Spoilerklappe eine konkave Karosseriemulde vorgesehen, in die die Spoilerklappe in ihrer Spoilerposition mindestens teilweise eingetaucht ist. Die Spoilerklappe hat in ihrer Spoilerposition daher aerodynamisch keine nennenswerte luftverwirbelnde Funktion mehr, und zwar auch nicht in Bezug auf den den Heckflügel unterströmenden Unterstrom.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Längsschnitt eines Kraftfahrzeughecks mit einer Luftleitanordnung mit einem feststehenden Heckflügel und einer verstellbaren Spoilerklappe in ihrer ausgefahrenen Spoilerposition, und
- 2 die Luftleitanordnung der 1 mit der Spoilerklappe in ihrer eingefahrenen Flügelposition.
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In den 1 und 2 ist ein Kraftfahrzeugheck 10 dargestellt, das als sogenanntes Fließheck ausgebildet ist und ein Heckfenster 19 und eine Kraftfahrzeugheck-Luftleitanordnung 20 aufweist, die stromabwärts des Heckfensters 19 angeordnet ist.
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Die Luftleitanordnung 20 weist einen karosseriefesten und starren Heckflügel 30, der vertikal beabstandet ist zu einer Karosserie-Außenhaut 12, und eine Spoilerklappe 40 stromaufwärts des Heckflügels 30 auf, die zwischen einer in der 1 dargestellten nach oben ausgefahrenen Spoilerposition und einer in der 2 dargestellten nach unten eingefahrenen Flügelposition verstellbar ist.
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Der Heckflügel 30 wird von einem starren, karosseriefesten und unbeweglichen Heckflügelkörper 32 gebildet, der durch seitliche Haltearme 38 an der Karosserie 12 gehalten ist. Der Heckflügelkörper 32 besteht beispielsweise aus Kunststoff oder einem Leichtmetall. Der Heckflügel 30 weist, im vertikalen Längsschnitt betrachtet, eine im Wesentlichen konkave Oberseite 36 und eine im Wesentlichen konvexe Unterseite 34 auf, sodass der Heckflügel 30 in seiner Flügelfunktion, also bei nach unten eingefahrener Spoilerklappe 40, für Abtrieb sorgt.
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Die Spoilerklappe 40 ist durch eine Verstellanordnung 50, die ein Schwenkgelenk 52 aufweist, schwenkbar an der Karosserie angelenkt. Das Schwenkgelenk 52 ist, bezogen auf die Fahrtrichtung, vor der Spoilerklappe 40 innerhalb der Karosserie angeordnet. Die Aktuierung der Verstellanordnung 50 erfolgt durch einen elektrischen Stellantrieb 54, durch den die Spoilerklappe 40 zwischen ihrer in der 1 dargestellten Spoilerposition und der in der 2 dargestellten Flügelposition stufenlos verfahren und angehalten werden kann, sodass die Spoilerklappe 40 auch Zwischenpositionen einnehmen kann.
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Die Spoilerklappe 40 ist im Wesentlichen von einem Klappenkörper 42 aus Kunststoff oder Leichtmetall gebildet und weist eine, im vertikalen Längsschnitt betrachtet, konkave Oberseite 44 auf.
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In der in der 1 dargestellten Spoilerposition der Spoilerklappe 40 bilden der starre Heckflügel 30 und die Spoilerklappe 40 zusammen aerodynamisch einen Heckspoiler, da die Spoilerklappe 40 eine Unterströmungs-Öffnung vor dem Heckflügel 30 verschließt und auf diese Weise eine Unterströmung des Heckflügels 30 weitgehend unterbunden ist. In der in der 2 dargestellten Flügelposition ist die Spoilerklappe 40 nach unten in ihre eingefahrene Flügelposition verfahren, sodass vor dem Heckflügel 30, also stromaufwärts des Heckflügels 30, eine Unterströmungs-Öffnung geöffnet ist und der Heckflügel 30 unterströmt wird. Der Heckflügel 30 bildet auf diese Weise aerodynamisch einen Flügel und sorgt für relativ viel Abtrieb bei relativ geringem Luftwiderstand.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3631467 A1 [0003]
- DE 102013106400 A1 [0003]
- EP 2631160 A1 [0003]
