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TECHNISCHES GEBIET
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Dieses Dokument bezieht sich allgemein auf das technische Gebiet der Kraftfahrzeuge und insbesondere einen Frontspoiler, der die aerodynamische Leistung des Kraftfahrzeugs verbessert.
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HINTERGRUND
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Es ist seit langem bekannt, ein Kraftfahrzeug mit einem Frontspoiler auszustatten, um Auftrieb und Luftwiderstand zu reduzieren und die aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs zu verbessern. Je näher der Frontspoiler zum Erdboden reicht, umso größer ist die Verbesserung der Auftriebs- und Luftwiderstandskoeffizienten. Das Problem ist, einen Frontspoiler zu entwickeln, der so nahe zum Erdboden reicht, wie möglich, wobei er zugleich nicht während der täglichen Benutzung durch Kontakt mit Auffahrrampen, Parkplatz-Bordsteinen oder anderen Straßen- und Parkhindernissen beschädigt wird.
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Dieses Dokument bezieht sich auf Frontspoilerausführungsformen, die aus einem relativ weichen Gummimaterial hergestellt sind, das auslenken oder sich biegen wird, wenn es vom Erdboden oder anderen Objekten berührt wird, um einen Kontakt ohne strukturelle Beschädigung zu gestatten. Ferner sind die Frontspoilerausführungsformen mit einem Vorneigungswinkel ausgestaltet, der dem Frontspoiler gestattet, seine Wirksamkeit aufrechtzuerhalten, sogar wenn er durch Windkräfte gezwungen wird, nach hinten auszulenken, wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß den hier beschriebenen Zwecken und Vorteilen wird ein Frontspoiler für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Der Frontspoiler kann grob beschrieben werden als umfassend einen extrudierten Körper, aufweisend einen J-förmigen Querschnitt, der einen Vorneigungswinkel und eine gekrümmte Lippe definiert.
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In einer möglichen Ausführungsform wird der Frontspoilerkörper zusammen mit einem ersten Abschnitt des Körpers oberhalb des Vorneigungswinkels, hergestellt aus einem ersten Material mit einem ersten Durometer-Härtegrad D1, und einem zweiten Abschnitt des Körpers unterhalb des Vorneigungswinkels, hergestellt aus einem zweiten Material mit einem zweiten Durometer-Härtegrad D2, wobei D1 > D2 ist, extrudiert. und Somit ist der obere Abschnitt des Körpers aus einem Material hergestellt, das härter ist als der untere Abschnitt des Körpers.
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In einer möglichen Ausführungsform beträgt der Durometer-Härtegrad D1 des ersten Materials ca. 40 Shore D bis ca. 65 Shore D, und der Durometer-Härtegrad D2 des zweiten Materials beträgt ca. 55 Shore A bis ca. 80 Shore A. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform beträgt der Durometer-Härtegrad D1 des ersten Materials ca. 50 Shore D, und der Durometer-Härtegrad D2 des zweiten Materials beträgt ca. 64 Shore A.
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In einer möglichen Ausführungsform beträgt der von dem Frontspoilerkörper definierte Vorneigungswinkel zwischen ca. 10° und ca. 30°. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform beträgt der Vorneigungswinkel ca. 20°.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die gekrümmte Lippe nach vorn in Richtung einer nach vorn zeigenden Fläche des Frontspoilers und der Front des Kraftfahrzeugs gekrümmt. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform weist der Körper ein sichelförmiges Profil auf. Ferner ist der erste Abschnitt mit einer Befestigungsplatte zum Sichern am Fahrgestell des Kraftfahrzeugs ausgestattet.
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In noch einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform weist der Frontspoilerkörper ein glockenkurvenförmiges Profil auf. Der J-förmige Querschnitt des Körpers mit dem glockenkurvenförmigen Profil definiert einen Vorneigungswinkel von zwischen ca. 10° und ca. 30°, und in einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform, einen Winkel von ca. 20°. Ferner ist die gekrümmte Lippe am distalen Ende des Körpers nach vorn gekrümmt, um eine vertikalere Ausrichtung anzunehmen, wenn der Frontspoiler durch die Kraft des Windes bei höheren Kraftfahrzeuggeschwindigkeiten ausgelenkt wird.
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In der folgenden Beschreibung werden mehrere bevorzugte Ausführungsformen des Frontspoilers gezeigt und beschrieben. Wie zu erkennen sein sollte, sind weitere unterschiedliche Ausführungsformen des Frontspoilers möglich, und seine mehreren Details sind in verschiedenen, offensichtlichen Aspekten modifizierbar, ohne von dem Frontspoiler, wie er in den folgenden Ansprüchen dargelegt und beschrieben ist, abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und Beschreibungen als beispielhaft und nicht als einschränkend zu verstehen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
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Die beigefügten Zeichnungsfiguren, die hier aufgenommen wurden und ein Teil der Beschreibung sind, stellen mehrere Aspekte des Frontspoilers dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, bestimmte Prinzipien desselben zu erläutern. In den Zeichnungsfiguren ist/sind:
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1 eine perspektivische Ansicht von unten, darstellend eine erste Ausführungsform des Frontspoilers mit einem sichelförmigen Profil.
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2 ein Querschnitt des in 1 dargestellten Frontspoilers.
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3a–3c Querschnittsansichten des in 1 und 2 dargestellten sichelförmigen Frontspoilers, jeweils den Frontspoiler in seiner Ausgangsposition, einer halb ausgelenkten Position aufgrund einer von einer ersten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit S1 erzeugten Windkraft, und einer vollständig ausgelenkten Position aufgrund einer zweiten von einer zweiten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit S2 erzeugten Windkraft zeigend, wobei S2 > S1 ist.
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4 eine perspektivische Ansicht von unten einer alternativen Ausführungsform des Frontspoilers, beinhaltend ein glockenkurvenförmiges Profil.
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5 eine Querschnittsansicht des in 4 dargestellten Frontspoilers mit glockenkurvenförmigem Profil.
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Nun wird ausführlich auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen des Frontspoilers, von dem Beispiele in den beigefügten Zeichnungsfiguren dargestellt sind, Bezug genommen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nun wird Bezug auf 1 und 2 genommen, die eine erste Ausführungsform eines Frontspoilers 10 darstellen. Der Frontspoiler 10 beinhaltet einen extrudierten Körper 12, aufweisend einen J-förmigen Querschnitt, der einen Vorneigungswinkel 14 und eine gekrümmte Lippe 16 definiert. In einer möglichen Ausführungsform beträgt der Vorneigungswinkel 14 zwischen ca. 10° und ca. 30°. Somit definiert die nach vorn zeigende Fläche 18 des Körpers 12 einen eingeschlossenen Winkel von zwischen 150° und 170°. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform beträgt der Vorneigungswinkel ca. 20°. In dieser Ausführungsform definiert die nach vorn zeigende Fläche 18 einen eingeschlossenen Winkel von ungefähr 160°. In jeder dieser Ausführungsformen ist die gekrümmte Lippe 16 nach vorn oder in Richtung der nach vorn zeigenden Fläche 18 und der Front des Kraftfahrzeugs V gekrümmt, an dem der Frontspoiler 10 gesichert ist.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform wird der Körper 12 zusammen mit einem ersten Abschnitt 20 des Körpers oberhalb des Vorneigungswinkels 14, hergestellt aus einem ersten Material mit einem ersten Durometer-Härtegrad D1, und dem zweiten Abschnitt 22 des Körpers unterhalb des Vorneigungswinkels 14, hergestellt aus einem zweiten Material mit einem zweiten Durometer-Härtegrad D2, wobei D1 > D2 ist, extrudiert. Somit wird der erste oder oberste Abschnitt 20 des Körpers 12 aus einem härteren Material hergestellt als der zweite oder unterste Abschnitt 22. Materialien, die bei der Konstruktion des Frontspoilers 10 über das Koextrusionsverfahren zweckdienlich sind, beinhalten unter anderem thermoplastische Elastomere, Kunststoff, Gummi und Kombinationen daraus.
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In einer möglichen Ausführungsform beträgt der Durometer-Härtegrad D1 des ersten Materials ca. 40 Shore D bis ca. 65 Shore D, und der Durometer-Härtegrad D2 des zweiten Materials beträgt ca. 55 Shore A bis ca. 80 Shore A. In einer anderen besonders zweckmäßigen Ausführungsform beträgt der Durometer-Härtegrad D1 des ersten Materials ca. 50 Shore D, und der Durometer-Härtegrad D2 des zweiten Materials beträgt ca. 64 Shore A. Wie in 2 dargestellt, kann der erste oder obere Abschnitt 20 eine Befestigungsplatte 24 beinhalten, die durch Befestigungsmittel (nicht gezeigt) an dem nach vorn zeigenden Unterbodenschutzblech 26 des Kraftfahrzeugs gesichert ist.
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Es versteht sich, dass der zweite oder untere Abschnitt 22 des Frontspoilers 10 aus einem relativ weichen Material hergestellt ist, das bei Kontakt mit dem Erdboden im Überhangwinkel wie auf einer Auffahrrampe oder sogar mit einem Parkplatz-Bordstein leicht auslenkt. Diese Auslenkung geschieht ohne Erzeugen jedes zu beanstandenden Geräusches und dient dazu, jede strukturelle Beschädigung des Frontspoilers 10 zu verhindern. Gleichzeitig ist der erste oder obere Abschnitt 20 aus einem härteren Material hergestellt, um die Festigkeit des Frontspoilers 10 und die Integrität der Verbindung zwischen dem Frontspoiler und dem Unterbodenschutzblech 26 des Kraftfahrzeugs V zu verbessern.
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Es versteht sich, dass, da der zweite oder untere Abschnitt 22 des Frontspoilers 10 aus einem weicheren Material hergestellt ist, er ebenfalls nach hinten auslenken wird, wenn er einer steigenden Windkraft, die durch eine steigende Kraftfahrzeuggeschwindigkeit erzeugt wird, ausgesetzt ist. Im Wesentlichen wurde der Frontspoiler 10 ausgestaltet, diese Auslenkung aufzunehmen und dabei weiterhin bei höchster Effizienz und Wirksamkeit zu arbeiten. Zu diesem Zweck beinhaltet der Frontspoiler 10 den Vorneigungswinkel 14. Beim Anhalten oder bei geringer Geschwindigkeit nimmt der Frontspoiler 10 seine Ausgangsposition, wie in 3a dargestellt, ein. Wenn sich die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erhöht, erhöht sich die Kraft des Windes auf die nach vorn zeigende Fläche 18 des Frontspoilers 10 (siehe Aktionspfeile A) ebenfalls, wodurch der zweite oder untere Abschnitt 22 des Frontspoilers um die am Neigungswinkelscheitelpunkt 14 bereitgestellte Übergangszone zwischen dem ersten Material des Durometer-Härtegrades D1 und dem zweiten Material des Durometer-Härtegrades D2 schwenkt, um eine im Wesentlichen vertikale Position einzunehmen. In dieser Position erstreckt sich der Frontspoiler 10 auf eine maximale Länge vom Ende der Befestigungsplatte 24 bis zur Spitze der gekrümmten Lippe 16. In dieser Position erstreckt der Frontspoiler 10 seine maximale Länge in Richtung des Erdbodens G und stellt seine maximale Wirksamkeit beim Begrenzen des Durchganges von Luft unter dem Kraftfahrzeug V bereit (siehe 3b). Wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs weiter erhöht, lenkt die auf die nach vorn zeigende Fläche 18 des Frontspoilers 10 wirkende Windkraft (siehe Aktionspfeil B) den zweiten oder unteren Abschnitt 22 weiter um den Neigungswinkelscheitelpunkt 14 aus, so dass sie leicht rückwärts geneigt wird (siehe 3c). In dieser Position wurde der zweite oder untere Abschnitt 22 über die Mitte ausgelenkt (über die in 3b dargestellte vertikale Auslegung hinweg). Während sich die Spitze der gekrümmten Lippe 16 nicht so weit vertikal nach unten erstreckt, wie sie es in der Ausrichtung von 3b tut, versteht es sich, dass die Wirksamkeit des Frontspoilers im Reduzieren des Auftriebs und des Luftwiderstandes aufgrund des Vorneigungswinkels der gekrümmten Lippe 16 aufrechterhalten wird. Ferner dient der zusätzliche, zwischen der untersten Spitze der gekrümmten Lippe 16 und dem Erdboden bereitgestellte Spielraum in dieser Auslegung dazu, die Fahrgestellabsenkung aufgrund einer erzeugten aerodynamischen Anpresskraft und einem längeren Federweg, die von Fahrbahnunregelmäßigkeiten bei diesen höheren Geschwindigkeiten erzeugt werden können, aufzunehmen.
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Nun wird Bezug auf die 4 und 5 genommen, die noch eine weitere Ausführungsform des Frontspoilers 10 darstellen. In dieser zusätzlichen Ausführungsform weist der Frontspoiler 10 ein glockenkurvenförmiges Profil auf (siehe 4). Der Körper 12 des Frontspoilers 10 behält ansonsten jedoch einen im Wesentlichen J-förmigen Querschnitt mit einem Vorneigungswinkel von zwischen 15° und 25° an dem Auslenkungsscheitelpunkt sowie eine nach vorn gekrümmte Lippe 16. In jeder der Ausführungsformen versteht es sich, dass die gekrümmte Lippe 16 dazu dient, die Profilform des Frontspoilers aufrechtzuerhalten, unabhängig davon, ob dieses Profil eine Sichelform, wie in der Ausführungsform in 1 dargestellt, aufweist, oder eine Glockenkurvenform wie in der Ausführungsform in 4 dargestellt.
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Zusammenfassend hat der Frontspoiler 10 zahlreiche Vorteile zu bieten. Da der Frontspoiler 10 durch ein Extrusionsverfahren hergestellt wird, ist er relativ kostengünstig zu produzieren. Der Vorneigungswinkel 14 des Frontspoilers 10 gestattet, dass der Frontspoiler bei höheren Geschwindigkeiten wirkungsvoll ist, indem das Profil seine höchste Höhe aufrechterhält, wenn die Kraft des Windes, der die nach vorn zeigende Fläche 18 berührt, ansteigt. Insbesondere berücksichtigt der Frontspoiler 10 wirksam die weiche, biegsame Eigenschaft des Frontspoilers. Wie in 2 in einer möglichen Ausführungsform dargestellt, weist der Frontspoiler 10 einen ersten oder oberen Abschnitt 20 oberhalb des Vorneigungswinkelscheitelpunkts 14 aus relativ hartem Material und einen zweiten oder unteren Abschnitt 22 unterhalb des Scheitelpunkts des Vorneigungswinkels aus relativ weichem Material auf. Vorteilhafterweise wird dieses weiche Material bei Kontakt mit dem Erdboden oder einem anderen Objekt auslenken, um einen strukturellen Schaden an dem Frontspoiler 10 zu verhindern. Die gekrümmte Lippe 16 an der Unterseite des Frontspoilers 10 dient dazu, die Form des Frontspoilers 10 aufrechtzuerhalten, sogar nachdem er durch Windkräfte bei hoher Geschwindigkeit oder Kontakt mit dem Erdboden verformt wurde. Im Ergebnis ist der Frontspoiler flexibel und robust, um Beschädigung zu vermeiden, sogar nach hartem Kontakt mit Überhangwinkeln, Bordsteinkanten, Auffahrrampen und dergleichen.
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Das Vorstehende dient Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken. Es soll nicht erschöpfend sein oder die Ausführungsformen auf die präzise offenbarte Form einschränken. Im Licht der obigen Lehren sind offenkundige Modifikationen und Variationen möglich. Beispielsweise, während Frontspoiler 10 mit einem sichelförmigen Profil und einem glockenkurvenförmigen Profil dargestellt sind, versteht es sich, dass andere Profile bereitgestellt werden können. Ferner, während die dargestellte Ausführungsform den ersten oder oberen, steiferen Abschnitt 20, senkrecht zu dem Erdboden, beinhaltet, könnte er nach vorn oder nach hinten um bis zu ca. 30° von der Vertikalen aus geneigt sein. Somit könnten beide Abschnitte 20, 22 des Frontspoilers 10 nach vorn geneigt sein, und beide könnten unter Windbelastung in verschiedene Grade schwingen oder schwenken. All diese Modifikationen und Variationen liegen im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche, wenn sie entsprechend der Breite, zu der sie den Regeln entsprechend, juristisch und gerechterweise berechtigt sind, interpretiert werden.
