DE10309369A1

DE10309369A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10309369A1
Application number: DE10309369A
Authority: DE
Inventors: Markus Grave; Friedrich Wegert
Original assignee: Wilhelm Karmann GmbH
Current assignee: Wilhelm Karmann GmbH
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2004-09-23
Also published as: WO2004078564A1; EP1601568B1; DE502004005958D1; EP1601568A1; US20070145776A1; US7481482B2

Abstract

Ein Kraftfahrzeug (1) mit zumindest einer mittels eines Antriebs (7) ausfahrbaren Luftleiteinrichtung (3) mit einer Luftleitfläche (4), die über eine bewegliche, mehrere an der Fahrzeugkarosserie drehfest gelagerte Schwenklenker (16; 17; 21) umfassende Aufstellmechanik (9) halterbar ist, wird so ausgebildet, daß in maximal ausgefahrener Stellung der Luftleitfläche (4) zumindest ein Schwenklenker (21) der Aufstellmechanik (9) mittels zumindest eines Anschlags (26) abgestützt ist (Fig. 5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer beweglichen Luftleiteinrichtung, die eine Luftleitfläche umfaßt, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind Fahrzeuge bekannt, bei denen die ausfahrbare Luftleitfläche, die häufig auch als Spoilerblatt bezeichnet wird, über mehrere Schwenkhebel gehalten ist, die ihrerseits über eine rotierbare, quer im Fahrzeug liegende Antriebswelle schwenkbeweglich sind. In aufgestellter Stellung des Spoilerblatts lastet nicht nur dessen Eigengewicht, sondern auch der insbesondere bei höherer Geschwindigkeit auf diesen einwirkende Winddruck auf den aufstellenden Schwenkhebeln. Diese müssen daher, um ein ungewolltes Wiedereinschwenken und damit Absenken des Spoilerblatts zu vermeiden, vom Antrieb kraftbeaufschlagt bleiben. Dadurch muß der Antrieb relativ groß ausgelegt werden. Dies schränkt den zur Verfügung stehenden Raum, bei einem Heckspoiler häufig Kofferraum, ein. Zudem müssen die Antriebe selbst ein hohes Gewicht haben.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, bei einem Kraftfahrzeug mit einer beweglichen Luftleiteinrichtung die ausgefahrene Stellung einer zugehörigen Luftleitfläche mit konstruktiv einfachen Mitteln zu sichern.
Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 2, die einzeln oder vorteilhaft in Kombination miteinander verwirklicht sein können. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 3 bis 9 verwiesen.
In der erfindungsgemäßen Ausbildung nach Anspruch 1 ist die Aufstellmechanik durch einen Anschlag abgestützt, woraus eine Entlastung der Antriebswelle resultiert. Dieser Anschlag ist so angeordnet, daß er bei Druckbeaufschlagung der Luftleitfläche ein Rückschwenken der Aufstellmechanik im Sinne eines Einfahrens der Luftleitfläche hemmt. Daher kann die Antriebswelle in maximal ausgefahrener Stellung der Luftleitfläche in eine Leerlaufstellung überführt werden und muß nicht mehr die Funktion der Endlagensicherung übernehmen. Der Schwenkantrieb kann dadurch verkleinert werden.
Die Ausbildung nach Anspruch 2 stellt sicher, daß ein Druck auf die ausgefahrene Luftleitfläche nicht zu einem Einknicken der Aufstellmechanik führen, sondern diese durch ihre Über-Totpunkt-Lage in der ausgefahrenen Stellung gehalten werden kann. Diese maximal ausgefahrene Stellung stellt somit für die Aufstellmechanik ohne irgendwelche weiteren Maßnahmen ein stabiles Gleichgewicht dar. Ein Druck auf die Luft leitfläche wirkt dabei in Richtung des Gleichgewichts.
Die geforderte Stabilitätssteigerung ist besonders einfach über einen Kurbeltrieb zu realisieren, bei dem das die Kurbel mit einem Kopplungsglied verbindende Gelenk nach Überschreiten eines Totopunkts an einer Stützaufnahme aufliegen kann. Das Gelenk kann eine nach außen ausgewölbte Form aufweisen und in einer entsprechend konkaven Stützaufnahme sicheren Halt finden.
Besonders günstig ist es, wenn die Teile der Aufstellmechanik frei von jeglichen translatorischen Freiheitsgraden allein durch Schwenkbewegungen zu verlagern sind. Dies erleichtert sowohl die Konstruktion als auch die Zuverlässigkeit der Aufstellmechanik. Der Raumbedarf und die Anzahl der Bauteile für diese sind dann ebenfalls minimiert.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.
In der Zeichnung zeigt:
1 eine perspektivische, im vorderen Bereich abgebrochene Heckansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit eingefahrener Luftleitfläche,
2 eine ähnliche Ansicht wie 1 mit ausgefahrener Luftleitfläche,
3 eine Detailansicht einer der linken Fahrzeuglängsseite zugeordneten Aufstellmechanik in Stellung nach 1, etwa entsprechend dem Detailausschnitt III in 1, jedoch ohne montierte Luftleitfläche,
4 eine Detailansicht einer der linken Fahrzeuglängsseite zugeordneten Aufstellmechanik in Stellung nach 2, etwa entsprechend dem Detailausschnitt IV in 2, jedoch ohne montierte Luftleitfläche,
5 eine Ansicht aus Richtung des Pfeils V in 4 auf die ausgeschwenkte Aufstellmechanik,
6 eine Ansicht aus Richtung des Pfeils VI in 4 auf die Luftleiteinrichtung mit ausgeschwenkter Aufstellmechanik,
7 eine perspektivische Ansicht einer Tragplatte zur Halterung des die Aufstellmechanik bewegenden Antriebs und der kraftübermittelnden Teile von unten.
Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 weist in seinem Heckbereich unterhalb einer Heckscheibe 2 eine Luftleiteinrichtung 3 auf, die eine bewegliche Luftleitfläche 4, oft auch als Spoiler oder Spoilerblatt bezeichnet, umfaßt.
Zusätzlich oder alternativ ist die Anordnung eines erfindungsgemäßen Spoilers auch an anderen Stellen des Fahrzeugs 1, zum Beispiel oberhalb der Heckscheibe 2 oder im Frontbereich, möglich. Das Fahrzeug kann sowohl ein geschlossenes als auch ein Targa- oder Cabrioletfahrzeug sein.
Die Luftleiteinrichtung 3 ist insgesamt als Modul ausgebildet und umfaßt eine in einen Ausschnitt der Karosserie – etwa über Schrauben 5 – einsetzbare Tragplatte 6, an der alle beweglichen Teile der Luftleiteinrichtung 3 abgestützt sind. Auf der Tragplatte 6 ist zumindest ein Antrieb 7, etwa ein Hydraulik- oder Elektroantrieb, angeordnet, der auf eine rotierbare Welle 8 einwirken kann, die sich quer zum Fahrzeug 1 erstreckt und eine Aufstellmechanik 9 für die Luftleitfläche 4 betätigt.
Je nach Breite der Luftleitfläche 4 kann die Aufstellmechanik 9 über die Fahrzeugbreite ein oder mehrere bewegliche Gelenkanordnungen 10 enthalten, die die Luftleitfläche 4 tragen und bewegen. Im Ausführungsbeispiel sind symmetrisch zu einer vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene als Bewegungseinheiten zwei gleichartige Gelenkanordnungen 10 vorgesehen.
Über diese ist die Luftleitfläche zwischen der in 1 gezeigten Ruheposition, in der die Luftleitfläche 4 bündig in der Karosserieaußenhaut gelegen ist, und der in 2 gezeigten aufgestellten Position, in der das Spoilerblatt 4 heckwärts verlagert und nach hinten ansteigend gehalten ist, verlagerbar.
Die Betätigung dieser Verlagerung kann automatisch, etwa bei Erreichen einer Grenzgeschwindigkeit, und zusätzlich oder alternativ vom Armaturenbrett aus fernsteuerbar sein. Zwischenstellungen zwischen einer maximal ausgefahrenen und einer vollständig eingefahrenen Stellung sind grundsätzlich möglich.
In 3 ist eine der beiden seitlichen Gelenkanordnungen 10 in Ruheposition detailliert dargestellt. Die Gelenkanordnung 10 ist dabei selbst vormontierbar und als ganzes in einer wannenartigen Ausnehmung 11 der Tragplatte 6 abgestützt, etwa über Schrauben 12. Die Antriebswelle 8 durchgreift eine Wandung der Ausnehmung 11, um auf die Gelenkanordnung 10 einwirken zu können. Die umfaßt einen in Fahrzeuglängsrichtung liegenden und am Grund der Ausnehmung 11 fest montierten Träger 13, der über ein In Fahrtrichtung F vorderes Gelenk 14 und ein hinteres Gelenk 15 zwei Schwenklenker 16, 17 schwenkbeweglich abstützt. Beide Gelenke 14, 15 sind drehfest gegenüber der Karosserie, lassen also außer dem Rotationsfreiheitsgrad keine weitere Bewegungsmöglichkeit für die Schwenklenker 16, 17 zu, so daß die Gelenkanordnungen 10 insgesamt in ihrem Aufbau einfach gehalten sind. Die Schwenklenker 16, 17 münden mit ihren den Gelenken 14, 15 abgewandten Enden in zwei weiteren Gelenken 18, 19 eines oberen Trägers 20, der seinerseits mittelbar oder unmittelbar das Spoilerblatt 4 untergreift und abstützt. Die an den Gelenken 14,15,18,19 verbundenen Träger und Lenker 13,20,16,17 bilden somit insgesamt ein Viergelenk aus, was nicht zwingend ist, jedoch eine einfache und zuverlässige Bewegungseinheit bildet. Das Viergelenk ist als Gelenkparallelogramm ausgebildet.
Um die Gelenkanordnungen 10 zu öffnen oder zu schließen – und damit das Spoilerblatt 4 aus- oder einzufahren –, ist ein weiterer Schwenklenker 21 vorgesehen, der auf der Antriebswelle 8 gehalten ist und sich von dort zu dem hinteren Schwenklenker 17 erstreckt. Dieser zusätzliche Schwenklenker 21 übernimmt die Vermittlung der Antriebskraft. Er ist in sich an einem Gelenk 22 geteilt in einen von der Antriebswelle 8 bis zu dem Gelenk 22 erstreckten Kurbelteil 23 und einen von dort zum Schwenklenker 17 erstreckten Kopplungsteil 24. Dieser greift in einem weiteren Gelenk 25 an dem Schwenklenker 17 an. Da auch der geteilte Schwenklenker 21 lediglich in Rotationsfreiheitsgraden beweglich ist, umfaßt somit die gesamte Aufstellmechanik 9 lediglich gegeneinander schwenkende Teile. Es ist keinerlei Translationsbewegung erforderlich.
Weiterhin umfaßt die Gelenkanordnung 10 einen karosseriefesten Anschlag 26, der hier als Stützaufnahme für das konvexe Gelenk 22 dient und als konkave Mulde ausgebildet ist.
Um das Spoilerblatt 4 aus der Ruheposition in die maximal aufgestellte Position zu überführen (Übergang von 1 zu 2 sowie von 3 zu 4), wird die Antriebswelle 8 in Richtung des Pfeils 27 rotiert. Der Kurbelteil 23 wird entsprechend mitbewegt und öffnet das Gelenk 22, so daß der Kopplungsteil 24 im wesentlichen entgegen der Fahrtrichtung F und leicht aufwärts verlagert wird. Durch sein Angreifen am Schwenklenker 17 öffnet er dabei das als Gelenkparallelogramm ausgebildete Viergelenk 13,16,17,20. Eine weitere Wirkverbindung zwischen dem Viergelenk und der Antriebswelle 8 außer dem Schwenklenker 21 ist nicht erforderlich. Kurz vor Erreichen der Endstellung nach 4 erreichen Kurbel- und Kopplungsteil 23, 24 eine gestreckte Totpunktlage zueinander (dort durch die gestrichelte Linie 28 angedeutet). Aus dieser instabilen Lage fällt daher der Schwenkhebel 21 in die in 4 und 5 gezeigte Endstellung, in der das Gelenk 22 in der Stützaufnahme 26 gehalten ist. Anstelle dieses karosseriefesten Anschlags 26 wäre auch eine Sicherung der Teile 23, 24 aneinander durch entsprechende diesen Teilen zugeordnete Anschläge möglich.
Bei einem in Richtung des Pfeils 29 wirkenden Druck auf das Spoilerblatt 4 wird die Aufstellmechanik nun nicht mehr im Einfahrsinn kraftbeaufschlagt, sondern derart, daß das Gelenk 22 in Richtung der Stützaufnahme 26 ge drückt wird. Die maximal ausgefahrene Stellung erhält einerseits dadurch und zum anderen dadurch, daß eine Einfahrbewegung zunächst ein kraftaufwendiges Überschreiten der Totpunktlage erfordern würde, eine doppelte Endlagensicherung.
Wie in 6 zu erkennen ist, umfaßt die Luftleiteinrichtung 3, um ihren modularen Einbau in die Karosserie zu ermöglichen und insofern die Montage zu vereinfachen, einen zusätzlichen Wasserablauf 30, wodurch zusätzliche Montageschritte hierfür entbehrlich sind.

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit zumindest einer mittels eines Antriebs (7) ausfahrbaren Luftleiteinrichtung (3) mit einer Luftleitfläche (4), die über eine bewegliche, mehrere an der Fahrzeugkarosserie drehfest gelagerte Schwenklenker (16;17;21) umfassende Aufstellmechanik (9) halterbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in maximal ausgefahrener Stellung der Luftleitfläche (4) zumindest ein Schwenklenker (21) der Aufstellmechanik (9) mittels zumindest eines Anschlags (26) abgestützt ist.
Kraftfahrzeug (1) mit zumindest einer mittels eines Antriebs (7) ausfahrbaren Luftleiteinrichtung (3) mit einer Luftleitfläche (4), die über eine bewegliche, mehrere Schwenklenker (16;17;21) umfassende Aufstellmechanik (9) halterbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Schwenklenker (21) in sich geteilt (22) ist und bei Erreichen der maximal aufgestellten Stellung der Luftleitfläche (4) sich in einer Über-Totpunkt-Stellung befindet.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geteilte Schwenklenker (21) gelenkig (22) geteilt ist in einen von einer Antriebsschwenkachse (8) unmittelbar schwenkbaren Kurbelteil (23) und einen äußeren, der Luftleitfläche (4) zugewandten Kopplungsteil (24), wobei das den Kurbelteil (23) und den Kopplungsteil (24) verbindende Gelenk (22) an einer Stützauflage (26) abstützbar ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstellmechanik (9) ein Gelenkparallelogramm (13;16;17;20) mit einem zusätzlichen, das Gelenkparallelogramm betätigenden Schwenkhebel (21) bildet.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der betätigende Hebel (21) der geteilte ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkparallelogramm (13;16;17;20) außer dem geteilten Hebel (21) keine Wirkverbindung zum Antrieb (7) aufweist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstellmechanik (9) allein in rotatorischen Freiheitsgraden beweglich ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstellmechanik (9) über den Fahrzeugquerverlauf zwei gleichartige Bewegungseinheiten (10) umfaßt.