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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Unterboden mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Kraftfahrzeuge mit einem Unterboden sind aus der Praxis bekannt. Der Unterboden wird in der Regel durch an der Fahrzeugunterseite vorgesehene Bauelemente oder durch eine separat auf diese Bauelemente aufgebrachte Abdecklage gebildet.
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Diese bekannte Art des Fahrzeugunterbodens ist somit fest und unbeweglich mit dem Fahrzeug verbunden. Während der Fahrt behält der Unterboden seine Position und Form bei. Somit ist auch der Abstand zwischen Fahrzeugunterboden und der Fahrbahn – abgesehen von dem durch die Federführung bereitgestellten Federweg – fest vorgegeben und bei allen Fahrgeschwindigkeiten gleich.
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Eine Einflussnahme auf den Abstand zwischen Unterboden und Fahrbahn bzw. die Formung des Unterbodens abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs ist nicht möglich, würde aber erhebliche Vorteile bezüglich der Einflussnahme auf die Druckverhältnisse unterhalb des Fahrzeugs und somit die Straßenlage bieten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der einleitend genannten Gattung zu schaffen, bei welchem die Druckverhältnisse unterhalb des Fahrzeugs beeinflussbar sind.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird also ein Fahrzeug mit einem Unterboden vorgeschlagen, wobei am Fahrzeug mindestens eine Befestigungseinrichtung vorgesehen ist, welche den Unterboden mit einem Karosserieelement verbindet, und der Unterboden vermittels der Befestigungseinrichtung beweglich an der Fahrzeugkarosserie gelagert ist und der Unterboden vermittels zumindest einer Formgebungseinrichtung verformbar ist.
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Der Kern der Erfindung liegt mithin darin, durch die Beweglichkeit der Lagerung des Unterbodens an der Fahrzeugkarosserie eine Einflussnahmemöglichkeit zu schaffen, vermittels derer ein Einfluss auf die Druckverhältnisse unterhalb des Fahrzeugs genommen werden kann. Darüber hinaus kann der Einfluss auf die Druckverhältnisse unterhalb des Fahrzeugs über die Verformung des Unterbodens vermittels der zumindest einen Formgebungseinrichtung erfolgen.
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So kann nämlich der erfindungsgemäße Unterboden einen variablen Abstand zur Fahrbahn unter dem Fahrzeug annehmen, wodurch der Durchströmquerschnitt unter dem Fahrzeug variiert werden kann. Bei kleinerem Durchströmquerschnitt strömt die Luft unter dem Fahrzeug schneller hindurch als bei großem Durchströmquerschnitt, und der Druck unter dem Fahrzeug verringert sich somit dadurch. Es entsteht ein größerer Unterdruck.
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Durch Abstandsregulierung zwischen dem beweglich an der Fahrzeugkarosserie gelagerten Unterboden und der Fahrbahn unter dem Fahrzeug ist also eine Beeinflussung der Druckverhältnisse unter dem Fahrzeug möglich. Je nach Maß des Unterdrucks ergibt sich eine größere oder kleinere resultierende Gesamtkraft auf das Fahrzeug, mit welcher das Fahrzeug auf die Straße gedrückt wird. Letztlich ist also eine Einflussnahme auf die Straßenlage des Fahrzeugs möglich.
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Bei höheren Geschwindigkeiten ist häufig eine bessere Straßenlage wünschenswert, bei welcher das Auto fester auf die Straße gedrückt wird, wohingegen bei niedrigeren Geschwindigkeiten eine kleinere Gesamtkraft, mit welcher das Fahrzeug auf die Fahrbahn gedrückt wird, ausreichend ist. Somit ist es vorteilhaft, bei niedrigeren Geschwindigkeiten den Unterboden mit bisher ohnehin bekanntem Standardabstand zur Fahrbahn zu konfigurieren, was darüber hinaus aufgrund der größeren Bodenfreiheit Vorteile bei Manövern bei geringeren Geschwindigkeiten, wie beispielsweise Parkvorgängen, bietet. Bei höheren Geschwindigkeiten, bei welchen weniger von Hindernissen auf der Fahrbahn auszugehen ist, kann somit zur Verbesserung der Straßenlage der Abstand zwischen Unterboden und Fahrbahn verringert werden, wodurch – wie bereits beschrieben – ein geringerer Druck unter dem Fahrzeug entsteht.
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Vermittels der Formgebungseinrichtung ist der Unterboden verformbar. Mit anderen Worten kann also über die Formgebungseinrichtung dem Unterboden ein Profil aufgeprägt werden. Dieses aufgeprägte Profil verringert einerseits den Durchströmquerschnitt unterhalb des Fahrzeuges, wodurch sich die Strömungsgeschwindigkeit der Luft erhöht und durch die schneller strömende Luft der Druck unterhalb des Fahrzeuges allmählich absinkt.
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Andererseits lässt sich mittels der Formgebungseinrichtung die Form des Profils definiert beeinflussen und beispielsweise ein nach unten gespiegeltes Tragflächenprofil erzeugen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Formgebungseinrichtung einerseits an einem Karosserieelement gelagert und andererseits am Unterboden gelagert. Mit anderen Worten befindet sich also die Formgebungseinrichtung zwischen einem Karosserieelement und dem Unterboden.
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Somit kann die Formgebungseinrichtung eine je nach Ausbildung der Formgebungseinrichtung beschaffene Kraft auf den Unterboden ausüben und sich dabei gegen die Karosserie abstützen.
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Vorteilhafterweise ist diese Kraftwirkung nach unten hin Richtung Fahrbahn gerichtet. Somit ist der Unterboden durch Betätigung der Formgebungseinrichtung nach unten hin Richtung Fahrbahn absenkbar.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Formgebungseinrichtung durch eine Kurbelschleifenmechanik angetrieben. Diese ist konstruktiv einfach realisierbar.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Formgebungseinrichtung durch einen Spindelantrieb angetrieben. Dies ermöglicht beliebige und definierbare Zwischenstellungen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Formgebungseinrichtung von einem Kulissenantrieb angetrieben. Damit lassen sich Anzahl und Position von Zwischenstellungen konstruktiv einfach festlegen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Unterboden vermittels der Befestigungseinrichtung verschiebbar an der Fahrzeugkarosserie gelagert. So ist eine konstruktiv einfache Möglichkeit vorgeschlagen, eine translatorische Bewegung des Unterbodens unter dem Fahrzeug zu ermöglichen. Darüber hinaus bietet eine verschiebbare Lagerung an der Fahrzeugkarosserie eine inhärente Längenausgleichsmöglichkeit, welche wegen der Bewegung notwendig wird. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Befestigungseinrichtung eine Kulissenverbindung mit einer Kulissenführung auf, wobei ein Abschnitt des Unterbodens in der Kulissenführung geführt wird. Damit ist eine konstruktiv einfache verschiebbare Lagerung des Unterbodens an der Fahrzeugkarosserie realisierbar.
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Die Kulissenführung ist dabei vorteilhafterweise an der Fahrzeugkarosserie befestigt, und ein Endabschnitt des Unterbodens wird in dieser Kulissenführung geführt. Dadurch wird der Unterboden einerseits von der Fahrzeugkarosserie gehalten, kann sich aber andererseits gegenüber der Fahrzeugkarosserie innerhalb der Kulissenführung bewegen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Unterboden vermittels der Befestigungseinrichtung drehbar an der Fahrzeugkarosserie gelagert. Eine drehbare Lagerung des Unterbodens an der Fahrzeugkarosserie bietet eine weitere konstruktiv einfache Möglichkeit, den Unterboden zwar an der Fahrzeugkarosserie zu befestigen, aber trotzdem eine Relativbewegung zwischen Fahrzeugkarosserie und Unterboden zuzulassen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Befestigungseinrichtung eine Drehverbindungseinheit auf, wobei die Drehverbindungseinheit zwischen einem Karosserieelement und dem Unterboden angeordnet ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Drehachse der Drehverbindungseinheit in Fahrzeugquerrichtung angeordnet. Damit wird es möglich, den Unterboden beispielsweise an einer Kante an der Fahrzeugkarosserie zu befestigen und eine horizontale Drehung des Unterbodens um diese Kante zu ermöglichen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Fahrzeug eine Anschlagseinrichtung auf, welche eine Begrenzung der Bewegung des Unterbodens ermöglicht. Damit kann eine Trennung der beweglichen Verbindung zwischen Unterboden und Fahrzeugkarosserie wirksam verhindert werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Anschlageinrichtung in der Befestigungseinrichtung vorgesehen. Insbesondere eine Kulissenführung bietet eine einfache Möglichkeit, einen Anschlag vorzusehen, und damit den Bewegungsweg des Unterbodens zu begrenzen, um eine Trennung der beweglichen Verbindung zwischen Unterboden und Fahrzeugkarosserie zu verhindern.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest ein Abschnitt des Unterbodens flexibel ausgebildet. Durch einen flexiblen Abschnitt des Unterbodens wird eine relativ große Unterbodenfläche insgesamt flexibler und handhabbarer, wodurch der Unterboden dem unter dem Fahrzeug entstehenden größer werdenden Unterdruck besser folgen kann.
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Insbesondere ermöglicht ein flexibel ausgebildeter Unterbodenabschnitt auch die Ausbildung eines umgekehrten Tragflächenprofils des Unterbodens unter dem Fahrzeug, wodurch die Strömungsverhältnisse unter dem Fahrzeug positiv beeinflusst werden können.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Unterboden mehrere Abschnitte mit unterschiedlicher Flexibilität auf. Durch unterschiedliche Flexibilitätsbereiche im Unterboden lässt sich der Unterboden örtlich definiert gezielt bereichsweise unterschiedlicher Verformung unterwerfen. Damit kann die Ausformung eines Tragflächenprofils definiert ortsabhängig beeinflusst werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist am Fahrzeug zumindest ein Luftleitelement vorgesehen, das die Luftströmung unter dem Fahrzeug dem Unterboden zuleitet und/oder von diesem ableitet. Damit wird die Luft gezwungen, unter dem Unterboden hindurch zu strömen.
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Zur besseren Beeinflussung des Luftstroms unter dem Unterboden können die Luftleitelemente beweglich gelagert sein, wobei die bewegliche Lagerung einen Längenausgleich vorsehen kann.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Zwei Ausführungsbeispiele eines Fahrzeugs nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 ein Fahrzeug gemäß der Erfindung mit einer Formgebungseinrichtung;
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2 ein Fahrzeug gemäß der Erfindung mit Unterboden mit drei Formgebungseinrichtungen im Normalzustand;
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3 ein Fahrzeug gemäß der Erfindung mit Unterboden mit drei gleichmäßig betätigten Formgebungseinrichtungen; und
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4 ein Fahrzeug gemäß der Erfindung mit Unterboden mit drei unschiedlich stark betätigten Formgebungseinrichtungen.
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1 zeigt schematisiert ein Fahrzeug mit einem Unterboden 2, welcher vermittels zweier Befestigungseinrichtungen 4 und 6 an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Die eine Befestigungseinrichtung 4 ist im Bereich eines Vorderrades und die andere Befestigungseinrichtung 6 ist im Bereich eines Hinterrades angeordnet.
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Die Befestigungseinrichtung 4 ist als Drehverbindungseinheit ausgestaltet, wobei die Drehachse der Drehverbindungseinheit (hier im Querschnitt sichtbar) in Fahrzeugquerrichtung angeordnet ist. Der Unterboden 2 lässt sich um die Drehachse der Drehverbindungseinheit verschwenken.
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Die andere Befestigungseinrichtung 6 im Bereich eines Hinterrades ist als Kulissenverbindung mit einer Kulissenführung 8 ausgestaltet. In die Kulissenführung 8 greift ein Endabschnitt des Unterbodens 2 ein. Damit ist der Unterboden 2 auch längenausgleichsbeweglich an der Fahrzeugkarosserie gelagert.
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Darüber hinaus weist das Fahrzeug eine Formgebungseinrichtung 10 auf, welche hier als Kurbelschleifenmechanik ausgebildet ist. Die Formgebungseinrichtung 10 ist einerseits (nicht gezeigt) an einem Karosserieelement gelagert und andererseits am Unterboden 2 gelagert.
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So kann durch Betätigung der Formgebungseinrichtung eine Kraft A nach unten hin in Richtung Fahrbahn 12 auf den Unterboden 2 ausgeübt werden.
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Die Formgebungseinrichtung 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel relativ mittig am Fahrzeug angeordnet, so dass die Kraft A auch relativ mittig auf den Unterboden 2 ausgeübt wird.
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Durch Krafteintrag mittig in den Unterboden 2 in Richtung A wird der Unterboden 2 einerseits nach unten hin in Richtung Fahrbahn 12 abgesenkt, wodurch sich der Luftdurchströmquerschnitt unterhalb des Fahrzeugs verringert, die Luftstromgeschwindigkeit zunimmt und der Druck unter dem Fahrzeug absinkt. Daraus ergeben sich die oben genannten Vorteile.
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Andererseits wird durch Betätigung der Formgebungseinrichtung 10 in Richtung A dem Unterboden 2 eine Profilform aufgeprägt, welche hier einer bogenförmigen Rundung des Unterbodens 2 entspricht.
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Mittels der Formgebungseinrichtung 10 kann also der Unterboden 2 sowohl bezüglich seines Abstands zur Fahrbahn 12 verstellt werden, als auch die Stärke der Bogenkrümmung verstellt werden. Beide Einstellungen können stufenlos erfolgen.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Fahrzeugs mit Unterboden 2, wobei hier beide Befestigungseinrichtungen 4 und 6 über Kulissenführungen 14 realisiert sind.
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Bei Absenkung und Verformung des Unterbodens 2 kann dieser sich etwas aus den Kulissenführungen 14 herausbewegen und so in der Länge ausgleichen.
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Bei dieser Ausführungsform sind drei Formgebungseinrichtungen 10 vorgesehen, welche hier im Ruhezustand sind. Die Formgebungseinrichtungen 10 sind so eingestellt, dass der Unterboden 2 nicht ausgelenkt wird. Die Formgebungseinrichtungen 10 sind hier ebenfalls als Kurbelschleifenantriebe realisiert.
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Darüber hinaus verfügt der Unterboden 2 über eine Kulissenführung 14, vermittels welcher die Stabilität der Führung des Unterbodens 2 erhöht werden kann.
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3 zeigt das Fahrzeug mit drei Formgebungseinrichtungen 10 gemäß 2.
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Im Gegensatz zum Betriebszustand aus 2 sind die Formgebungseinrichtungen 10 beim Fahrzeug gemäß 3 allesamt gleichmäßig stark durch die Kurbelschleifenantriebe betätigt. Im Vergleich zum Fahrzeug aus 1 mit nur einer Formgebungseinrichtung 10 kann hier durch Verwendung dreier Formgebungseinrichtungen 10 und gleichmäßig starker Betätigung der Unterboden 2 parallel zur Fahrbahn 12 abgesenkt werden und somit der Abstand zwischen Unterboden 2 und der Fahrbahn 12 im Wesentlichen konstant gehalten werden. Damit ist die Unterbodenströmung genauer beeinflussbar.
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4 zeigt das Fahrzeug mit Unterboden 2 mit drei Formgebungseinrichtungen 10, wobei die drei Formgebungseinrichtungen 10 durch ihre Kurbelschleifenantriebe unterschiedlich stark ausgelenkt sind. Die mittlere Formgebungseinrichtung ist starker ausgelenkt als die randseitige rechte und linke Formgebungseinrichtung.
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Somit kann durch unterschiedlich starke Betätigung der Formgebungseinrichtungen 10 ein gezieltes Profil des Unterbodens 2 erzeugt werden. Im Gegensatz zum Fahrzeug aus 1 kann hier mit drei Formgebungseinrichtungen 10 die Bogenform des Unterbodens 2 gleichmäßiger ausgebildet werden. Sie ähnelt einem nach unten gespiegelten Tragflächenprofil.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Unterboden
- 4
- Befestigungseinrichtung
- 6
- Befestigungseinrichtung
- 8
- Kulissenführung
- 10
- Formgebungseinrichtung
- 12
- Fahrbahn
- 14
- Kulissenführung
