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Die Erfindung betrifft eine heckseitige Luftleitvorrichtung an einem Fahrzeug mit Steilheck.
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Moderne Fahrzeuge, wie beispielsweise Sport Utility Vehicle (SUV) und andere Fahrzeuge mit ähnlicher Silhouette und einem Steilheck, weisen eine aerodynamische ungünstige Form auf. Durch das aktuelle kantige Design ist das Nachlaufgebiet groß und aerodynamisch ungünstig. Dies führt zu einem höheren Kraftstoff- bzw. Energieverbrauch. Zur Verbesserung der Strömung um solche Fahrzeuge bzw. der Aerodynamik von solchen Fahrzeugen sind Anbauteile, insbesondere Luftleitelemente bzw. Spoiler, in zahlreichen Variationen bekannt. Zudem sind korrespondierende Luftleitvorrichtungen für Fahrzeuge mit mindestens einem Luftleitelement bekannt, wobei eine Stellvorrichtung das mindestens eine Luftleitelement zwischen einer Nichtgebrauchsstellung und mindestens einer Gebrauchsstellung bewegt.
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Aus der
DE 10 2017 216 640 A1 ist beispielsweise ein Karosserieelement für ein Fahrzeug bekannt, welches eine Stützstruktur, eine Außenhaut und einen Antrieb umfasst. Die Stützstruktur trägt die Außenhaut. Der Antrieb ist eingerichtet, um die Stützstruktur zwischen zumindest einer ersten und einer zweiten Position zu verfahren. Die Außenhaut umfasst mehrere Außenhautelemente, die relativ zueinander beweglich sind, so dass die Außenhaut zumindest zwischen der ersten und der zweiten Position elastisch dehnbar ist. Die Außenhaut bildet in der ersten Position eine erste Fahrzeugaußenform und in der zweiten Position eine zweite, unterschiedliche Fahrzeugaußenform. Die erste und die zweite Fahrzeugaußenform kann beispielsweise eine Limousine, ein Coupe, ein Cabrio, ein Kombi, ein Van, ein Geländewagen oder Ähnliches sein. Das Karosserieelement kann eine Dach- und/oder Heckpartie des Fahrzeugs sein.
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Aus der
DE 10 2018 208 749 A1 ist eine heckseitige Luftleitvorrichtung für ein Fahrzeug, mit mindestens einem ersten Luftleitelement bekannt. Eine Stellvorrichtung bewegt das mindestens eine erste Luftleitelement zwischen einer ersten Endstellung und einer ein Karosserieelement verlängernden zweiten Endstellung. Hierbei ist das mindestens eine erste Luftleitelement schwenkbar zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung gelagert, wobei mindestens ein mit dem mindestens einen ersten Luftleitelement gekoppeltes zweites Luftleitelement in der zweiten Endstellung einen Spalt zwischen dem mindestens einen ersten Luftleitelement und dem Karosserieelement überspannt.
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Aus der
DE 10 2014 104 15 A1 ist eine heckseitige Luftleitvorrichtung für ein Vollheckkraftfahrzeug bekannt, die im Bereich einer Dachhinterkante oberhalb einer Heckscheibe angeordnet ist und ein Luftleitelement umfasst, das aus einer Ruhestellung in mindestens eine Wirkstellung bewegbar ist. Um die Wirksamkeit und/oder Effizienz im Betrieb der heckseitigen Luftleitvorrichtung an einem Vollheckkraftfahrzeug zu verbessern, wird eine Spaltabdichteinrichtung vorgesehen, die einen in der Wirkstellung vorhandenen Spalt zwischen einer Vorderkante des Luftleitelements und einer in einem Fahrbetrieb mit Luft umströmten Karosseriefläche abdichtet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine heckseitige Luftleitvorrichtung für ein Fahrzeug mit Steilheck bereitzustellen, welche die Aerodynamik eines Fahrzeugs mit Steilheck verbessert und das Nachlaufgebiet eines solchen Fahrzeugs verringert.
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Diese Aufgabe wird durch eine heckseitige Luftleitvorrichtung an einem Fahrzeug mit Steilheck mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine heckseitige Luftleitvorrichtung an einem Fahrzeug mit Steilheck bereitzustellen, welche die Aerodynamik des Fahrzeugs verbessert und das Nachlaufgebiet des Fahrzeugs verringert, ist mindestens ein Luftleitelement vorgesehen, welches mit einer steifen Rahmenstruktur verbunden ist. Die Rahmenstruktur mit dem mindestens einen Luftleitelement ist zwischen einer Nichtgebrauchsstellung und mindestens einer Gebrauchsstellung bewegbar. Hierbei ist ein erstes Luftleitelement in der Nichtgebrauchsstellung zumindest bereichsweise parallel über einer Heckklappe angeordnet. In der mindestens einen Gebrauchsstellung weist das erste Luftleitelement einen vorgebbaren Winkel zur Heckklappe auf und bildet eine Verlängerung eines Fahrzeugdachs aus, so dass eine Abrisskante für einen Luftstrom über das Fahrzeugdach in Richtung Fahrzeugheck versetzt ist.
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Unter dem ersten Luftleitelement wird im Folgenden ein in Fahrzeugquerrichtung und Fahrzeuglängsrichtung verlaufendes flächiges Bauelement verstanden, welches in der Nichtgebrauchsstellung parallel über der Heckklappe bzw. Heckscheibe angeordnet ist und diese zumindest bereichsweise abdeckt und in der Gebrauchsstellung die dachseitige Abrisskante der Luftströmung nach hinten verlagert. Dadurch wird das Design des Fahrzeugs im Stand bzw. Nichtbetrieb nicht beeinträchtigt. Während der Fahrt trägt das erste Luftleitelement jedoch zur aerodynamischen Verbesserung bei, und es kann in der Gebrauchsstellung eine Verringerung des Luftwiderstands, eine Reduzierung des Nachlaufgebiets und eine Verbesserung des cw-Werts erzielt werden, so dass Kraftstoffverbrauch- und Energiebedarf gesenkt werden können. Die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung kann insbesondere an einem Sport Utility Vehicle (SUV) und an anderen Kraftfahrzeugen mit Steilheck eingesetzt werden.
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Unter der steifen Rahmenstruktur wird im Folgenden eine Struktur mit mehreren miteinander verbundenen Streben verstanden, welche eine vorgegebene Fläche umschließen. So kann die Rahmenstruktur beispielsweise zwei Querstreben und zwei Seitenteile umfassen, welche jeweils mit den Enden der beiden Querstreben verbunden sind.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der heckseitige Luftleitvorrichtung kann eine in Bezug zur Fahrzeuglängsrichtung hintere Dachkante in der Nichtgebrauchsstellung eine dachseitige Abrisskante ausbilden, und eine in Bezug zur Fahrzeuglängsrichtung hintere Querstrebe der steifen Rahmenstruktur kann in der mindestens einen Gebrauchsstellung eine versetzte Abrisskante ausbilden. Hierzu kann die hintere Querstrebe der steifen Rahmenstruktur eine abgerundete Kante aufweisen. Das erste Luftleitelement kann beispielsweise als steife oder flexible flächige Materialbahn ausgeführt sein. Bei einer Ausführung als flexible Materialbahn, wie beispielsweise als Stoffbahn oder Kunststofffolienbahn, kann das erste Luftleitelement beispielsweise auf die steife Rahmenstruktur aufgespannt werden. Bei einer Ausführung als steife Materialbahn kann diese auf die Rahmenstruktur aufgelegt und mit dieser verbunden werden. Alternativ können die Rahmenstruktur und das steife Luftleitelement einstückig ausgebildet sein. Vorzugsweise kann das erste Luftleitelement durchsichtig ausgeführt sein.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der heckseitige Luftleitvorrichtung kann mindestens ein zweites Luftleitelement in der Nichtgebrauchsstellung in einer Aufnahme angeordnet sein und in der Gebrauchsstellung einen seitlichen Spalt zwischen dem mindestens einen ersten Luftleitelement und der Heckklappe überspannen. Hierbei kann die Ablage innerhalb der Heckklappe oder innerhalb der Rahmenstruktur oder zwischen Heckklappe und einer Karosserie des Fahrzeugs angeordnet sein. Durch das mindestens eine zweite Luftleitelement kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass über die Seitenflächen des Fahrzeugs strömende Luftströme in den Raum zwischen der Heckklappe bzw. Heckscheibe und dem aufgestellten ersten Luftleitelement strömen können und dort Verwirbelungen verursachen können, welche die Aerodynamik des Fahrzeugs verschlechtern könnten. Das zweite Luftleitelement kann beispielsweise als flexible oder steife Abdeckung ausgeführt sein. Bei einer Ausführung als flexible Abdeckung, welche beispielsweise aus Stoff oder Kunststofffolie gefertigt sein kann, kann das zweite Luftleitelement durch die Bewegung der steifen Rahmenstruktur von der Nichtgebrauchsposition in die Gebrauchsposition aus der Aufnahme entfaltet oder abgewickelt und aufgespannt werden bzw. durch die Bewegung der steifen Rahmenstruktur von der Gebrauchsposition in die Nichtgebrauchsposition in der Aufnahme gefaltet abgelegt oder aufgewickelt werden. Bei einer Ausführung als steife Abdeckung kann das zweite Luftleitelement durch die Bewegung der steifen Rahmenstruktur von der Nichtgebrauchsposition in die Gebrauchsposition aus der Aufnahme ausgefahren bzw. durch die Bewegung der steifen Rahmenstruktur von der Gebrauchsposition in die Nichtgebrauchsposition in die Aufnahme eingefahren werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der heckseitige Luftleitvorrichtung kann eine Stellvorrichtung die Rahmenstruktur mit dem mindestens einen Luftleitelement um eine Drehachse zwischen der Nichtgebrauchsstellung und der mindestens einen Gebrauchsstellung verschwenken. Hierzu kann die Stellvorrichtung mindestens einen Stellmotor umfassen. Die Drehachse kann vorzugsweise im Bereich einer in Fahrzeuglängsrichtung vorderen Querstrebe der Rahmenstruktur verlaufen. Durch die Schwenkbewegung der steifen Rahmenstruktur kann die hintere Querstrebe der Rahmenstruktur von der Heckklappe bzw. Heckscheibe abgehoben und die Abrisskante für den Luftstrom über das Fahrzeugdach bei Bedarf mit geringem Aufwand in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten verlagert werden, wodurch das Nachlaufgebiet hinter dem Fahrzeug in vorteilhafter Weise verkleinert werden kann.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeughecks mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen heckseitigen Luftleitvorrichtung in einer Nichtgebrauchsstellung;
- 2 eine schematische Seitenansicht des Fahrzeughecks aus 1;
- 3 eine schematische Darstellung des Fahrzeughecks aus 1 und 2 mit der erfindungsgemäßen heckseitigen Luftleitvorrichtung in einer Gebrauchsstellung; und
- 4 eine schematische Seitenansicht des Fahrzeughecks aus 3.
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Wie aus 1 bis 4 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen heckseitigen Luftleitvorrichtung 10 an einem Fahrzeug 1 mit Steilheck 3, mindestens ein Luftleitelement 14, welches mit einer steifen Rahmenstruktur 12 verbunden ist. Die Rahmenstruktur 12 mit dem mindestens einen Luftleitelement 14 ist zwischen einer Nichtgebrauchsstellung und mindestens einer Gebrauchsstellung bewegbar. Ein erstes Luftleitelement 16 ist in der in 1 und 2 dargestellten Nichtgebrauchsstellung zumindest bereichsweise parallel über einer Heckklappe 9 angeordnet. Hierbei weist das erste Luftleitelement 16 in der mindestens einen in 3 und 4 dargestellten Gebrauchsstellung einen vorgebbaren Winkel a zur Heckklappe 9 auf und bildet eine Verlängerung eines Fahrzeugdachs 5 aus, so dass eine Abrisskante 7 für einen Luftstrom über das Fahrzeugdach 5 in Richtung Fahrzeugheck versetzt ist.
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Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, umfasst die steife Rahmenstruktur 12 eine in Bezug zur Fahrzeuglängsrichtung x hintere Querstrebe 12.1 und eine in Bezug zur Fahrzeuglängsrichtung x vordere Querstrebe 12.2. Hierbei sind die Enden der beiden Querstreben 12.1, 12.2 durch zwei Seitenteil 12.3, 12.4, wobei ein in der Darstellung linkes Seitenteil 12.3 die beiden in der Darstellung linken Enden der beiden Querstreben 12.1, 12.2 miteinander verbindet und ein in der Darstellung rechtes Seitenteil 12.4 die beiden in der Darstellung rechten Enden der beiden Querstreben 12.1, 12.2 miteinander verbindet. Selbstverständlich kann die Rahmenstruktur 12 auch noch weitere Streben und Verbindungsteile umfassen, um die Steifigkeit und Stabilität der heckseitigen Luftleitvorrichtung 10 zu verbessern.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, deckt das erste Luftleitelement 16 eine Heckscheibe 9.1 der Hecklappe 9 in der Nichtgebrauchsstellung vollständig ab und ist in der in 3 und 4 dargestellten Gebrauchsstellung um den Winkel a aufgestellt und von der Heckklappe 9 abgehoben. Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, bildet eine in Bezug zur Fahrzeuglängsrichtung x hintere Dachkante 5.1 des Fahrzeugdachs 5 in der Nichtgebrauchsstellung eine dachseitige Abrisskante 7A für den Luftstrom über das Fahrzeugdach aus. Wie aus 3 und 4 weiter ersichtlich ist, bildet die in Bezug zur Fahrzeuglängsrichtung x hintere Querstrebe 12.1 der steifen Rahmenstruktur 12 in der dargestellten Gebrauchsstellung eine versetzte Abrisskante 7B für den Luftstrom über das Fahrzeugdach 5 aus. Hierzu weist die hintere Querstrebe 12.1 der steifen Rahmenstruktur 12 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine abgerundete Kante auf.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel der heckseitigen Luftleitvorrichtung 10 ist das erste Luftleitelement 16 als flexible flächige Materialbahn 16A ausgeführt. Hierbei ist die flexible Materialbahn 16A aus einem durchsichtigen Kunststoffmaterial gefertigt und auf die steife Rahmenstruktur 12 aufgespannt.
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In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der heckseitigen Luftleitvorrichtung 10 ist das erste Luftleitelement 16 als steife Materialbahn, wie beispielsweise als durchsichtige Kunststoffscheibe aus Polymethylmethacrylat ausgeführt. Die Kunststoffscheibe kann auf die steife Rahmenstruktur 12 aufgelegt und mit dieser verbunden werden.
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Wie aus 3 und 4 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel der heckseitigen Luftleitvorrichtung 10 zwei zweite Luftleitelemente 18, welche in der Nichtgebrauchsstellung in einer Aufnahme 20 angeordnet sind und in der Gebrauchsstellung einen seitlichen Spalt zwischen dem ersten Luftleitelement 16 und der Heckklappe 9 überspannen. Hierbei sind die beiden zweiten Luftleitelemente 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils als steife Abdeckung 18A ausgeführt, welche durch die Bewegung der steifen Rahmenstruktur 12 von der Nichtgebrauchsposition in die Gebrauchsposition aus der Aufnahme 20 ausgefahren bzw. durch die Bewegung der steifen Rahmenstruktur 12 von der Gebrauchsposition in die Nichtgebrauchsposition in die Aufnahme 20 eingefahren werden. Zudem ist die Ablage 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel innerhalb der Heckklappe 9 angeordnet. Alternativ kann die Ablage 20 innerhalb der steifen Rahmenstruktur 12 oder zwischen der Heckklappe 9 und einer Karosserie des Fahrzeugs 1 angeordnet sein. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zweiten Luftleitelement 18 als flexible Abdeckungen ausgeführt, welche durch die Bewegung der steifen Rahmenstruktur 12 von der Nichtgebrauchsposition in die Gebrauchsposition aus der Aufnahme 20 entfaltet oder abgewickelt und aufgespannt werden können bzw. durch die Bewegung der steifen Rahmenstruktur 12 von der Gebrauchsposition in die Nichtgebrauchsposition in der Aufnahme gefaltet abgelegt oder aufgewickelt werden können.
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Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, umfasst die heckseitige Luftleitvorrichtung 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Stellvorrichtung 22, welche die Rahmenstruktur 12 mit dem mindestens einen Luftleitelement 14 um eine Drehachse DA zwischen der Nichtgebrauchsstellung und der mindestens einen Gebrauchsstellung verschwenkt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Stellvorrichtung 22 zwei Stellmotoren 22A, welche im Bereich der in Fahrzeuglängsrichtung x vorderen Querstrebe 12.2 der Rahmenstruktur 12 angeordnet sind. Auch die Drehachse DA verläuft im Bereich der in Fahrzeuglängsrichtung x vorderen Querstrebe 12.2 der Rahmenstruktur 12.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Fahrzeug
- 3
- Steilheck
- 5
- Fahrzeugdach
- 5.1
- hintere Dachkante
- 7
- Abrisskante
- 7A
- dachseitige Abrisskante
- 7B
- versetzte Abrisskante
- 9
- Heckklappe
- 9.1
- Heckscheibe
- 10
- heckseitige Luftleitvorrichtung
- 12
- steife Rahmenstruktur
- 12.1
- hintere Querstrebe
- 12.2
- vordere Querstrebe
- 12.3, 12.4
- Seitenteil
- 14
- Luftleitelement
- 16
- erstes Luftleitelement
- 16A
- flexible flächige Materialbahn
- 18
- zweites Luftleitelement
- 18A
- steife Abdeckung
- 20
- Aufnahme
- 22
- Stellvorrichtung
- 22A
- Stellmotor
- DA
- Schwenkachse
- x
- Fahrzeuglängsrichtung
- y
- Fahrzeugquerrichtung
- z
- Fahrzeughochrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017216640 A1 [0003]
- DE 102018208749 A1 [0004]
- DE 10201410415 A1 [0005]
