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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Flächenverstellung
eines Spoilerblatts für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein
aus dem Spoilerblatt zwischen einer eingefahrenen Ruheposition und
einer ausgefahrenen Wirkposition ausfahrbares Spoilererweiterungselement.
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Aus
dem Automobilbau ist seit Jahren der Einsatz eines so genannten
Spoilers oder Flügels bekannt, durch den die aerodynamischen
Eigenschaften eines Kraftfahrzeugs und somit sein Fahrverhalten
vorteilhaft beeinflusst werden. Die Aufgabe eines solchen Spoilers
ist den Auftrieb der Karosserie durch die sie umströmende
Luft während der Fahrt zu verringern, wodurch die Fahreigenschaften
verbessert werden. Bekannt sind auch ausfahrbare Spoiler, die zwischen
einer inaktiven Einfahrposition und einer aktiven Ausfahrposition,
in der ihre Wirkung stattfindet, verstellbar sind. Dabei kann ein
solcher Spoiler derart verstellt werden, dass z. B. in Abhängigkeit von
der Fahrgeschwindigkeit jeweils die aerodynamisch günstigste
Ausrichtung zwischen Einfahr- und der Ausfahrposition des Spoilers
gewählt ist.
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Eine
Verbesserung der Aerodynamik im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs kann
zudem über eine Verstellung der Fläche des Spoilers
erreicht werden. Aus der
EP
1 118 529 A2 ist beispielsweise ein Flügelelement
eines Spoilers bekannt, welches eine Flügelklappe aufnimmt.
Die Flügelklappe erstreckt sich im Wesentlichen über
die gesamte Längsseite des Flügelelements und
kann in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten zwischen einer
im Flügelelement eingenommenen Ruheposition und einer aus
dem Flügelelement herausgefahrenen Wirkposition verstellt
werden. Das Flügelelement wird gegenüber der Karosserie
mittels einer Verstelleinheit ausgefahren, wobei die Verstelleinheit
gleichzeitig eine Verstellung der Flügelklappe zwischen
der Ruheposition und der Wirkposition herbeiführt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vereinfachung der Verstellmechanik
zum Herausfahren eines Spoilererweiterungselements gegenüber
dem Stand der Technik zu ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung zur Flächenverstellung eines Spoilerblatts
für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein aus dem Spoilerblatt
zwischen einer eingefahrenen Ruheposition und einer ausgefahrenen
Wirkposition ausfahrbares Spoilererweiterungselement, wobei die Vorrichtung
eine im Spoilerblatt angeordnete elektrisch angetriebene Verstelleinheit
zum Herausfahren des Spoilererweiterungselements umfasst. Das Spoilererweiterungselement
kann hierbei sowohl nach vorne oder nach hinten in Fahrzeuglängsrichtung
als auch quer zur Fahrzeuglängsrichtung herausgefahren
werden.
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Ein
entscheidender Vorteil der vorgeschlagenen Vorrichtung zur Flächenverstellung
ist darin zu sehen, dass das Herausfahren des Spoilererweiterungselements
unabhängig von der Verstellung des Spoilerblatts gegenüber
der Karosserie erfolgt. Dabei kann die von der restlichen Verstellmechanik
des Spoilerblatts entkoppelte Verstelleinheit im Hohlraum des Spoilerblatts
untergebracht werden, so dass eine besonders kompakte Anordnung
vorliegt. Zum Herausfahren des Spoilererweiterungselements wird eine
klein dimensionierte Verstelleinheit eingesetzt, die im Hohlraum
des Spoilerblatts eingepasst werden kann. Auf der einen Seite liegt
somit eine einfache und kostengünstige Realisierung der
Verstelleinheit vor, auf der anderen Seite kann diese Verstelleinheit unabhängig
von den weiteren Verstellmechaniken angesteuert werden. Ein eventueller
Ausfall der elektrisch angetriebenen Verstelleinheit würde
somit nicht zwangsläufig einen Ausfall der gesamten Verstellmechanik
zum Herausfahren des Spoilerblatts bedeuten.
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Eine
hohe Effizienz der Vorrichtung wird erreicht, indem die Verstelleinheit
bevorzugt für eine lineare Verstellbewegung des Spoilererweiterungselements
ausgebildet ist. Es können hierbei mehrere gebräuchliche
Linearantriebe eingesetzt werden, wie z. B. Spindeltriebe, Zahnstangenantriebe
oder Zahnriemenantriebe.
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Nach
einer bevorzugten Variante umfasst die Verstelleinheit einen Elektromotor,
der im Spoilerblatt angeordnet ist. Es kann hierbei ein klein dimensionierter
,herkömmlicher Motor, wie beispielsweise ein Verstellmotor
zum Verstellen von Sitzen, Fensterhebern, Türen, etc.,
eingesetzt werden.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Variante ist der Elektromotor in einem
gegen Flüssigkeiten abgedichteten Raum im Spoilerblatt
angeordnet. Hierdurch ist die Gefahr vermieden, dass beim Einsatz des
Spoilers Regenwasser oder Schmutzwasser zu dem Elektromotor gelangt
und diesen außer Betrieb setzen kann. Es ist somit ein
besonders sicherer und wartungsfreier Betrieb der Verstelleinheit
gewährleistet.
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Eine
konstruktiv besonders einfache Realisierung der Verstelleinheit
liegt vor, indem die Verstelleinheit vorzugsweise eine Gewindespindel
umfasst, die mit dem Spoilererweiterungselement gekoppelt ist. Mit
Hilfe der Gewindespindel wird die Rotationsbewegung des Elektromotors
auf einfache Art und Weise in eine translatorische Bewegung umgewandelt,
so dass das mit der Gewindespindel gekoppelte Spoilererweiterungselement
bei seinem Heraus- und Hereinfahren nur linear verstellt wird.
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Im
Hinblick auf eine Reduzierung des Volumens der Verstelleinheit ist
vorteilhafterweise eine Spindelmutter der Gewindespindel unmittelbar
mit dem Spoilererweiterungselement verbunden. Die Anzahl der Komponenten
der Verstelleinheit ist somit auf ein Minimum reduziert, wodurch
eine kostengünstige Ausführung der Verstelleinheit
vorliegt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist das Spoilererweiterungselement in
Fahrzeuglängsrichtung ausfahrbar. Hierbei kann das Spoilererweiterungselement
sowohl nach hinten als auch nach vorne ausgefahren werden. Bei einer
Ausfahrbewegung des Spoilererweiterungselement nach hinten vergrößert
sich das Spoilerblatt in Richtung zunehmenden Abstandes zur Fahrzeugkarosserie.
Das Spoilerblatt ist damit weniger Verwirbelungen ausgesetzt, wodurch
die Fahreigenschaften des Kraftfahrzeugs verbessert werden. Bei
einer Ausfahrbewegung des Spoilererweiterungselements nach vorne
ragt dieses nicht über die Karosserie nach hinten hinaus,
so dass die Kollisionsgefahr mit der Umwelt verringert ist.
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Beim
Herausfahren des Spoilererweiterungselements in Fahrzeuglängsrichtung
ist es von Vorteil, dass die Verstelleinheit mittig im Spoilerblatt angeordnet
ist. Es liegt somit ein symmetrischer Aufbau der Vorrichtung zur
Flächenverstellung des Spoilerblatts vor, welcher sich
durch eine hohe Stabilität auszeichnet.
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Die
Stabilität der Verstelleinheit wird zusätzlich
erhöht und die Verstellung des Spoilererweiterungselements
wird vereinfacht, indem bevorzugt im Bereich beider Enden des Spoilerblatts
je eine Führungsschiene für das Spoilererweiterungselement vorgesehen
ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung
näher erläutert. Hierin zeigen in schematischer
Darstellung:
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1a eine
Draufsicht auf eine Hälfte eines Spoilerblatts mit einem
ausgefahrenen Spoilererweiterungselement,
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1b in
einer Seitenansicht die Schnittebene A-A gemäß 1a,
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2a eine
Draufsicht auf eine Hälfte eines Spoilerblatts mit einem
eingefahrenen Spoilererweiterungselement, und
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2b in
einer Seitenansicht die Schnittebene B-B gemäß 2a.
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Einander
entsprechende und gleich wirkende Teile sind in allen Figuren mit
den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In
den Figuren ist eine Vorrichtung 2 zur Flächenverstellung
eines Spoilerblatts 4 eines hier nicht näher gezeigten
Kraftfahrzeugs dargestellt. Mittels der Vorrichtung 2 kann
ein sich in Längsrichtung des Spoilerblatts 4 erstreckende
Spoilererweiterungselement 6 zwischen einer eingefahrenen
Ruheposition, in der es in dem Spoilerblatt 4 untergebracht
ist, und einer herausgefahrenen Wirkposition gemäß 1a und 1b herausgefahren
werden, wodurch die Fläche des Spoilerblatts 4 vergrößert
wird. Zur Verbesserung der Aerodynamik des Kraftfahrzeugs wird das
Spoilererweiterungselement 6 im gezeigten Ausführungsbeispiel
in Fahrzeuglängsrichtung F nach hinten ausgefahren. Durch
geringfügige konstruktive Änderungen ist es jedoch
möglich, die Vorrichtung 2 derart zu gestalten,
dass das Spoilererweiterungselement 6 nach vorne entgegen
der Fahrzeuglängsrichtung F oder seitlich ausfahrbar ist.
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Das
Spoilererweiterungselement 6 erstreckt sich im Wesentlichen über
die gesamte hintere Längsseite des Spoilerblatts 4.
Im Hinblick auf eine verbesserte Aerodynamik ist das Spoilererweiterungselement 6 von
oben betrachtet konkav ausgebildet (siehe 1b), wobei
seine Form an eine konkave Krümmung des Spoilerblatts 4 angepasst
ist.
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Die
Vorrichtung zur Flächenverstellung des Spoilerblatts 4 umfasst
eine im Inneren des Spoilerblatts 4 angeordnete, elektrisch
angetriebene Verstelleinheit 8, die für eine lineare
Verstellbewegung des Spoilererweiterungselements 6 ausgebildet
ist. Die Verstelleinheit 8 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel
einen Elektromotor 10 sowie eine Gewindespindel 12,
die vom Elektromotor 10 angetrieben wird. Der Elektromotor 10 ist
in einem gegenüber der Umgebung abgedichteten Raum 14 angeordnet, der
nur geringfügig größer ist als der Elektromotor 10 und
das dazugehörige Getriebe. Der Raum 14 ist mittels
einer Trennwand 16 vom restlichen Hohlraum des Spoilerblatts 4 wasserdicht
abgetrennt, wobei lediglich die Gewindespindel 12 durch
die Trennwand 16 abgedichtet geführt ist.
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Die
Gewindespindel 12 weist eine Spindelmutter 18 auf,
die unmittelbar mit einer Oberseite des Spoilererweiterungselements 6 verbunden
ist, wie aus 1b und 2b ersichtlich
ist. Das vom Elektromotor 18 erzeugte Drehmoment wird auf
die Gewindespindel 12 übertragen und von dieser
in einer Linearbewegung des Spoilererweiterungselements 6 umgewandelt.
Je nach Drehrichtung der Gewindespindel 12 verschiebt sich
die Spindelmutter 18 nach hinten in Richtung des Pfeiles
F oder in entgegengesetzte Richtung, wodurch das Spoilererweiterungselement
entsprechend aus- oder eingefahren wird. Somit wird die gesamte
Verstellung des Spoilererweiterungselements 6 sowohl bei
seiner Ausfahrbewegung als auch bei seiner Einfahrbewegung nur durch die
Verstelleinheit 8 angetrieben. Die Verstell einheit 8 ist
dabei entkoppelt von weiteren Verstellmechaniken, z. B. zum Herausfahren
des Spoilerblatts 4 über der Karosserie des Kraftfahrzeugs.
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Die
Verstelleinheit 8 ist mittig in Bezug auf eine Längsseite
des Spoilerblatts 4 angeordnet, wodurch ein besonders stabiler,
symmetrischer Aufbau der Vorrichtung 2 zur Flächenverstellung
erreicht ist. Im Bereich beider Enden des Spoilerblatts 4 sind
außerdem Führungsschienen 20 vorgesehen,
welche die Verstellbewegung des durch die Verstelleinheit 8 angetriebenen
Spoilererweiterungselements 8 unterstützen. Die
Führungsschienen 20 erstrecken sich in Querrichtung
des Spoilerblatts 6 parallel zur Gewindespindel 12 und
weisen insbesondere einen Laufwagen 22 auf, der direkt
mit dem Spoilererweiterungselement 6 verbunden ist.
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Das
Spoilererweiterungselement 6 ist nach Art einer Platte
ausgestaltet, deren Breite in den unterschiedlichen Bereichen variabel
ist. Wie aus den 1a und 2a ersichtlich
ist, weist das Spoilererweiterungselement 6 im Bereich
seiner Anbindungen an die Gewindespindel 12 und die Führungsschienen 20 eine
größere Breite auf.
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- 2
- Vorrichtung
- 4
- Spoilerblatt
- 6
- Spoilererweiterungselement
- 8
- Verstelleinheit
- 10
- Elektromotor
- 12
- Gewindespindel
- 14
- Raum
- 16
- Trennwand
- 18
- Spindelmutter
- 20
- Führungsschiene,
- 22
- Laufwagen
- A-A
- Schnittebene
- B-B
- Schnittebene
- F
- Fahrzeuglängsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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