DE2159636A1

DE2159636A1 - Windabtriebsfluegel, naemlich frontspoiler fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2159636A1
Application number: DE2159636A
Authority: DE
Inventors: Guenther Irmscher; Guenter Poeschl
Original assignee: IRMSCHER TUNING FA
Current assignee: IRMSCHER TUNING FA
Priority date: 1971-12-01
Filing date: 1971-12-01
Publication date: 1973-06-07
Also published as: DE7145285U

Description

Windabtriebsflügel' nämlich Frontspoiler für raftfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen Windabtriebsflügel, nämlich einen Frontspoiler für Kraftfahrzeuge.
Frontspoiler dienen dazu, dem Kraftfahrzeug einen mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit anwachsenden Vorde rach sdruck zu verschaffen damit eifl Abheben der Vorderräder von der Fahrbahn oder auch nur eine zu starke Entlastng des Fahrwerkes durch den Auftrieb des Fahrzeugbuges mit Sicherheit vermieden wird.
Windabtriebsflügel wurden zunächst bei den mit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten fahrenden Rennfahrzeugen angebracht, deren Heckspoiler ähnlich dem Höhenleitwerk bei Flugzeugen ausgebildet und deren Frontspoiler durch zwei in einander entgegengesetzte Richtungen seitlich abstehende Flügelstummel gebildet ist.
Es sind auch schon bei höhere Geschwindigkeiten erreichenden Straßenfahrzeugen Frontspoiler angebracht worden, die im wesentlichen aus einem ebenen,verwindungssteifen Blech bestehen, das quer zur Längsachse des Fahrzeuges an dessen Bugunterseite derart befestigt ist, daß seine untere Kante in Fahrtrichtung gesehen vor seinem oberen mit der Fahrzeugekarosserie verbundenen Rand liegt. Diese bekannten Frontspoiler haben zwei erhebliche Machteile. Erstens erzeugen sie außer dem gewiinschten Abtrieb einen hohen Luftwiderstand, der ein Erreichen der Höchstgeschwindigkeit verhindern und zu höherem Kraftstoffverbrauch führt. Zweitens kann keine Anpassung an verschiedene Fahrgeschwindigkeiten erfolgen, so daß eine optimale Einstellung nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen indabtriebsflügel, nämlich einen Frontspoiler für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, der einen geringen Widerstandsbeiwert hat und eie Anpassung der Querschnittsfläche an verschiedene Fahraeschtrindicjkeiten ermö-licht.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der in Fahrtrichtung vorn liegende Teil des Windabtr;Lebsflügels sich nach vorn verjüngt und schaufelförmig ausgebildet ist, wobei die Ober- und die Unterseite im Längsprofil konkav bzw.
konvex gekrümmt sind. Ein derartiger Windabtriebsflügel besitzt einen günstigen Widerstancsbeiwert, der die normalen Höchstleistungen des Fahrzeuges nicht beeinträchtigt und nur zu einer unwesentlichen Erhöhung des Kraftstoffverbrauches führt. Sein schaufelförmiger Teil kann angehoben und abgesenkt werden, wobei gleichzeitig eine Verlagerung in Fahrtrichtung bzw. in Gegenfahrtrichtung eintreten kann. Diese Bewegbarkeit ermöglicht eine Anpassung an verschiedene Fahrgeschwindigkeiten und gestattet daher eine optimale Einstellung.
Es ist vorteilhaft, den erfindungsgemäßen Windabtriebsflügel mit einem oberen und einem unteren Schenkel hohl auszubilden, weil dann die Möglichkeit besteht, ihn zweiteilig auszubilden und einesXder beiden Teile teleskopartig in das andere Teil zu stecken. Auf diese Weise läßt sich die Länge des Windabtriebsflügels leicht der Frontbreite des Fahrzeuges anpassen, so daß zur Ausrüstung verschieden breiter Fahrzeuge nur eine oder wenige Standardgrößen erforderlich sind. Bei einem hohlen Windabtriebsflügel bietet sich auch die Fertigung aus elastisch verformbarem Kunststoff, vorzugsweise mit Gewebeeinlage, an.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des Windabtriebsflügels nach der Erfindung ist eine Verstelleinrichtung zum Einstellen der Höhe und/oder Neigung des schaufelförmigen Teiles vorgesehen.
Diese Verstelleinrichtung gestattet eine Anpassung an verschiedene Fahrgeschwindigkeiten. Vorteilhafterweise stellt die Verstelleinrichtung den schaufelförmigen Teil in Abhängikelt von der FahrzeuggechwindLgkeit selbsttätig ein. Derartige Ausführungsformn zeichnen sich beispielsweise dadurch aus, daß am oberen Schenkel eine sich im wesentlichen in Fahrtrichtung erstreckende Lufthutze angeordnet ist, die in die Staufläche an der Vorderseite des oberen Schenkels mündet, daß vor oder in der Lufthutze ein vom Fahrtwind um eine Achse drehbarer Körper angeordnet ist, der für eine vertikale und/oder horizontale Bewegung des freien Randes am unteren Schenkel mit diesem mechanisch gekoppelt ist, und daß am freien Rand des unteren Schenkels eine einseitig an der Fahrzeugkarosserie befestigte Feder angreift, die eine der von der Drehbewegung des Körpers erzeugten Kraft entgegengerichtete Gegenkraft auf den freien Rand des unteren Schenkels ausübt. Dadurch werden je nach Fahrgeschwindigkeit verschiedene Gleichgewichts lagen des schaufelförmigen Teiles in optimaler Weise eingestellt.
Bei einer besonders bevorzugten Aus führungs form dieser Art istiSrehbarer Körper eine an ihrem oberen Rand 1m eine waagrechte Achse schwenkbar am oberen Schenkel gelagerte, federbeaufschlage Klappe vorgesehen, die mit ihrem unteren Rand an die Staufläche anlegbar ist und an der in der Nähe der Schwenkachse eine Schubstange angelenkt ist, welche im Bereich des hinteren Randes des unteren Schenkels axial geführt ist und an ihrem freien Ende einen Kulissenstein trägt, der in einer an der Fahrzeugkarosserie befestigten Kulisse gelagert ist, deren Führung für ein Schwenken des Flügels bei axialer Verschiebung der Schubstange ausgebildet ist.
Die Klappe und die von ihr verschließbare Mündung der Lufthutze in die Staufläche können sich nahezu über die gesamte Länge des Windabtriebsflügels erstrecken. Es kann aber auch genügen, die Klappe zweiteilig auszubilden und vor zwei -Durchbrüchen anzuordnen,-die sich zu beiden Selten der Mitte befinden. aer des-Flügels7In beiden Fällen ist der Aufbau der Verstelleinrichtung besonders einfach und eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand zweier durch die Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Windabtriebsflügels im einzelnen erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische k:;sicht der ersten Ausführungsform, anmontiert an ein Kraftfährzeug; Fig. 2 eine Draufsicht auf~die ersteAusführungsform; Fig. 3 eine Ansich der~~AusfUhrungsfõrm von hinten; Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2 und Fig. 5 einen der Fig. 4 entsprechenden Querschnitt durch die zweite Ausführungsform.
Der Windahtriebsflggel 2 gemäß den Fig. 1 bis 4 als erste Ausführungsform ist aus gewebeverstärktem Kunststoff gefertigt und hohl ausgebildet. Er ist so geformt, daß ein im wesentlichen schuhförmiger Querschnitt entsteht. Ein oberer Schenkel 4 und ein unterer Schenkel 6 sind einstückig ausgebildet und legen den Umriß des Flügels 2 fest. Der in Fahrtrichtung vorn liegende Teil 8 des Flügels 2 verjüngt sich nach vorn und ist schaufelförmig ausgetildet, wobei die Ober-und Unterseite im Längsprofil konkav bzw. konvex gekrümmt sind. Die Vorderkante 10 des Flügels 2 besitzt nach Vorschrift einen Außenradius von wenigstens 5 mm. Der Flügel 2 erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Frontbreite des Kraftfahrzeuges 11. Seine im Bereich der Vorderräder 13 des Kraftfahrzeuges 11 liegenden seitlichen Endabschnitte 12 tagen weiter nach vorn als der zwischen den Vorderrädern liegende Mittelabschnitt 14. Im Bereich des Mittelabschnittes 14 ist die Vorderkante 10 etwas nach vorn gepfeilt. Am freien Rand 16 des oberen Schenkels 4 ist auf der Außenseite die eine Hälfte 18 eines vorzugsweise als Klavierband ausgebildeten Scharnieres 20 befestigt, dessen andere Hälfte 22 fest mit dem einen Rand eines Beschlagteiles 24 verbunden ist, das in seiner Form der Form des Karosseriebleches 26 des Kraftfahrzeuges 11 im Bereich des Beschlagteiles angepaßt ist. Das Beschlagteil 24 und der obere Schenkel 4 bilden am Scharnier 20 im wesentlichen einen rechten Winkel 1 der sich natürlich bei einer Schwenkung des Flügels 2 um die scharnierachse ändert.
Es ist zum Einstellen der Höhe und damit der Neigung des schaufelförmigen,vorn liegenden Teiles 8 des Flügels 2 eine Verstelleinrichtung vorgesehen, die am hinteren freien Rand 28 des unteren Schenkels 6 angreift und den Flügel 2 in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit selbsttätig einstellt. Die Verstelleinrichtung erfordert eine sich im wesentlichen in Fahrtrichtung erstreckende Lufthutze 30, die am oberen Schenkel 4 angeordnet ist und in die Staufläche 32 an der Vorderseite des oberen Schenkels 4 mündet. Die Lufthutze 30 erstreckt sich nahezu über die gesamte Frontbreite des Kraftfahrzeuges 11, wie aus Fig. l ersichtlich ist. Zur Verstelleinrichtung gehört eine Stauklappe 34, die um eine zur Scharnierachse parallele, waagerechte Achse 36 schwenkbar an der Vorderseite des oberen Schenkels 4 oberhalb der Mündung der Lufthutze 30 gelagert ist. Der untere Rand der Staubklappe 34 ist an die Staufläche 32 anlegbar. In der Nähe der Achse 36 ist an der Innenseite der Stauklappe 34 eine Schubstange 38 angelenkt, die sich im wesentlichen in Längsrichtung der Lufthutze 30 erstreckt und in einer am freien Rand 28 des unteren Schenkels 6 an dessen Oberseite befestigten Hülse 40 axial geführt ist. An dem der Stauklappe 34 zugekehrten Ende der Hülse 40 stützt sich eine auf der Schubstange 38 sitzende, auf Druck beanspruchte Schraubenfeder 42 ab, deren der Ilülse 40 abgekehrtes Ende an einem fest auf der Schubstange 38 sitzenden Ring 44 anliegt. Zwischen dem freien Rand 28 des unteren Schenkels 6 und dem Karosserieblech 26 ist eine auf Zug beanspruchte Schraubenfeder 46 ausgespannts deren Befestigungspunkt am Karosserieblech 26 vor dem Befestigungspunkt am unteren Schenkel 6 liegt, so daß die Schraubenfeder 46 den Flügel 2 um die Scharnierachse zu schwenken vermag.~ Am freien Ende der Schubstange 38 befindet sich ein zapfenförmiger Kulissenstein 48, der in einer am Karosserieblech 26 befestigten Kulisse 5C- gelagert ist, deren Geradführung 52 im wesentlichen parallel zur Längsachse der Schraubenfeder 46 angeordnet ist.
Die Wirkungsweise der Verstelleinrichtung der ersten Ausführungsform ist folgende: Ausgehend von einem einer bestimmten Fahrtgeschwindi¢keflt zugeordneten Zustand wird bei einer Erhöhung der Fahflyesehwindigkeit die Stauklappe 34 um die Achse 36 bei einer Blfc5 ~ richtung gemäß Fig. 4 im Gegenuhrzeigersinn um einen bestimmten Winkel geschwenkt. Dies hat zur Folge, daß sich die Schubstange 38 unter weiterer Kompression der Schraubenfeder 42 bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 4 nach rechts bewegt.
Dabei muß sich der Kulissenstein 48 zufolge seiner Führung in der Kulisse 50 zugleich nach unten bewegen. Diese Abwärtsbewegung führt zu einem Absenken der Hülse 40 und damit des freien Randes 28 am unteren Schenkel 6 entgegen der Rückstellkraft der Schraubenfeder46, wodurch der Flügel 2 bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 4 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Dabei wird dessen Vorderkante 10 nach vorn und zugleich etwas nach oben bewegt.
Bei einer Herabsetzung der Fahrtgeschwindigkeit erfolgt in kinematischer Umkehr des voranstehenden Bewegungsablaufes ein Schwenken des Flügels 2 im Gegenuhrzeigersinn, wodurch seine Vorderkante 10 zurückbewegt und zugleich abgesenkt wird.
Der Windabtriebfsflügel gemäß Fig. 5 als zweite Ausfuhrungsabgesen von einer verschmälerten Lufthutze, form unterscheidet sich von der ersten ausführungsform nur hinsichtlich der Verstelleinrichtung. Daher tragen die mit der ihnen entsprechenden Teilen der ersten Ausführungsform übereinstimmenden/Teile der zweiten Ausführungsform um 100 höhere Bezugszahlen.
--Die Verstelleinrichtung weist anstelle einer Stauklappe einen in der Lufthutze 130 angeordneten Propeller 154 auf, dessen Welle 156ein der Hülse 140 gelagert und durch zwei Seegerringe 158 axial gesichert ist. Der Kulissenstein 148 ist nicht unmitelbar mit der Welle 156 verbunden. Am freien Ende der Welle 156 ist ein Außengewinde vorgesehen, das mit dem Innengewinde einer-Mutter 160 zusammenwirkt, die den Kulissenstein 148 trägt. Da keine axiale Verschiebung der Welle 156 erfolgt, entfällt bei dieser AusfUhrungsform die auf Druck beanspruchte~Schraubenfeder 42. Ersatzweise ist ein Federband 162 vorgesehen, dessen eines Ende sich an der Innenseite des unteren Schenkels einer U-förmdgen Lasche 164 abstützt, deren oberer Schenkel am Karosserieblech 126 befestigt ist. Das andere, vorn liegende Ende des Federbandes 162 drückt von oben auf die Lufthutze 130. Das Federband 162, das zwischen seinen Enden einen Federbügel 163 aufweist, versucht daher den Flügel 2 um die Scharnierachse bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 5 im Uhrzeigersinn zu schwenken.
Die Wirkungsweise der Verstellvorrichtung der zweiten Ausführungsform ist folgende: Beispielsweise bei einer Erhöhung ~ der Fahrtgeschwindigkeit dreht der Propeller 154 die Welle 156 ein Stück weit, so daß die Mutter 160 sich vom Propeller entfernt. Dabei wandert der Kulissenstein 148 in der Geradführung 152 zugleich nach hinten und nach unten. Demzufolge wird unter weiterer Expansion der Schraubenfeder 146 und unter Entlastung des Federbandes 162 d-ie Hülse 140-und damit der freie Rand 128 des unteren Schenkels 106 nach unten bewegt, wodurch eine Schwenkbewegung des Flügels 102 im Uhrzeigersinn zustandekommt.
Die Verhältnisse bei einer }8 5 der Fahrtgeschwindigkeit erhält man wiederum durch kinematische Umkehr der Vorgänge.

Claims

AN SPRÜCHE

Windabtriebsflügel, nämlich Frontspoiler für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß sein in Fahrtrichtung vornliegender Teil (8; 108) sich nach vorn verjüngt und schaufelförmig ausgebildet ist, wobei die Ober- und die Unterseite im Längsprofil konkav bzw. konvex gekrümmt sind.
2) Windabtriebsflügel nach Anspruch 1, dadurch -gekennzeichnet, daß er sich im wesentlichen über die ganze Frontbreite des Kraftfahrzeugs (11) erstreckt.
3) Windabtriebsflügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine im Bereich der Vorderräder (13) des Kraftfahrzeuges (11) liegenden seitlichen Endabschnitte (12) weiter nach vorn ragen als der zwischen den Vorderrädern liegende Mittelabschnitt (14).
4) Windabtriebsflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er hohl ausgebildet ist und einen oberen sowie einen unteren Schenkel (4; 104 bzw. 6; 106) aufweist.
5) Windabtriebsflügel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er zweiteilig ausgebildet ist und eines der beiden Teile teleskopartig im anderen Teil steckt.
6) Windabtriebsflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er aus gegebenenfalls elastisch verformbarem Kunststoff, vorzugsweise mit Gewebeeinlage, gefertigt ist.
7) Windabtriebsflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Verstelleinrichtung zum EinstÇ -len der Höhe und/oder Neigung des schaufelförmigen Teiles (8; 108).
8) Windabtriebsflügel nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Schenkel (6; 106) ein freier Rand (28; 128) ausgebildet ist, an dem die Verstelleinrichtung angreift.
9) Windabtriebsflügel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet-, daß am oberen Schenkel (4; 104) ein freier Rand (16; 116) ausgebildet und mit diesem die eine Hälte (18; 118) wenigstens eines Scharnieres (20; 120) fest verbunden ist.
10) Windabtriebsflügel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Hälfte (22; 122) des Scharnieres (20; 120) mit einem der Fahrzeugkarosserie (26) angepaßten Beschlagteil (24; 124) fest verbunden ist.
11) Windabtriebsflügel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Fahrzeugkarosserie (26) befestigte Beschlagteil (24; 124) und der obere Schenkel (4; 104) am Scharnier (20; 120) ungefähr einen rechten Winkel (iC ) einschließen.
12) Windabtriebsflügel nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung mindestens eine mit ihrem einen Ende an der Fahrzeugkarosserie und mit ihrem anderen Ende am freien Rand des unteren Schenkels angelenkte Lasche aufweist, deren Neigung einstellbar ist.
13) Windabtriebsflügel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung eine in die Lasche eingeschraubte, an der Fahrzeugkarosserie drehbar gelagerte Stellschraube aufweist.
14) Windabtriebsflügel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung einen an der Lasche befestigten, im Bereich der Lasche geführten, vom Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges aus betätigbaren Zug mit lösbarer Hemmung aufweist.
15) Windabtriebsflügel nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung den schaielförmigen Teil (8; 108) in t ängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit selbsttätig einstellt.
16) Windabtriebsflügo1 nach -Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Schenkel (4; 104) eine sich im wesentlichen in Fahrtrichtung erstreckende Lufthutze (30; 130) angeordnet ist, die in die Staufläche (32; 132) an der Vorderseite des oberen Schenkels mündet, daß vor oder in der Lufthutze ein vom Fahrtwind um eine Achse (36; 156) drehbarer Körper (34je54) angeordnet ist, der für eine vertikale und/oder horizontale Bewegung des freien Randes (28; 128) am unteren Schenkel (6; 106) mit diesem mechanisch gekoppelt ist, und daß am freien Rand (28; 128) des unteren Schenkels (6; 106) eine einseitig an der Fahrzeugkarosserie (26) befestigte Feder (4cit 146) angreift, die eine der von der Drehbewegung des Körpers (34; 154) erzeugten Kraft entgegengerichtete Gegenkraft auf den freien Rand (28; 128) des unteren Schenkels (6; 106) ausübt.
17) Windabtriebsflügel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als drehbarer Körper eine an ihrem oberen Rand um eine waagerechte Achse (36) schwenkbar am oberen Schenkel (4) gelagerte, federbeaufschlagte Stauklappe (34) vorgesehen ist, die mit ihrem unteren Rand an die'Stauvorzusweise fläche (32) anlegbar ist und an der in der Nähe der Schwenkachse (36) eine Schubstange (38) angelenkt ist, welche im Bereich des hinteren Randes (28) des unteren Schenkels (6) axial geführt ist und an ihrem freien Ende einen Xulissenstein (48) trägt, der in einer an der Faftzeugkarosserie (26) befestigten Kulisse (50) gelagert ist, deren Führung (52) für ein Schwenken des Flügels (2) um eine waagerechte Achse (von 20) bei axialer Verschiebung des Schubstange (38) ausgebildet ist.
18) Windabtriebsflügel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als drehbarer Körper ein in der Lufthutze (130) angeordneter Propeller (154) vorgesehen ist, dessen Welle (156) im Bereich des hinteren Randes (128) des unteren Schenkels (106) drehbar gelagert ist und an ihrem freien Ende einen aufgeschraubten Kulissenstein (148) trägt, der in einer an der Fahrzeugkarosserie (26) befestigten Kulisse (150) gelagert ist, deren Führung (152) für ein Schwenken des Flügels (102) um eine waagerechte Achse (von 102) bei Drehung der Welle (156) ausgebildet ist.

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