DE3630645C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Frontverkleidung für Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer an der Unterseite des Frontbereichs des Fahrzeugs angeordneten Frontschürze, die als elastischer Hohlkörper ausgebildet ist, dessen Volumen pneumatisch derart veränderbar ist, daß eine angehobene Ruhestellung und eine abgesenkte Wirkstellung erzielt wird.

Aus der DE-OS 31 32 341 ist eine Frontschürze bekannt, die um eine Querachse des Fahrzeugs in eine angehobene Ruhestellung und eine abgesenkte Wirkstellung schwenkbar ist. Zum Verschwenken der Frontschürze ist ein Antrieb notwendig, der den Böschungswinkel der Frontschürze beispielsweise geschwindigkeitsabhängig verändert. Das Volumen der Frontschürze bleibt hierbei in allen Stellungen konstant.

Aus der GB 20 12 696 A ist ein plattenförmiger Frontspoiler bekannt, dessen Neigungslage gegen die Kraft eines Torsionselementes durch den Staudruck verändert wird.

Aus der DE-OS 31 15 742 ist eine Vorrichtung zur Reduzierung des Strömungswiderstands eines Fahrzeuges, vorzugsweise eines Nutzfahrzeugs, bekannt. Der aufblasbare Hohlkörper besitzt einen am Fahrzeugdach angeordneten Lufteinlaß und mehrere am Außenumfang des Hohlkörpers angeordnete Austrittsöffnungen. Bei bewegtem Fahrzeug wird der Hohlkörper durchströmt und infolge unterschiedlicher Durchmesser von Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen entsteht ein Überdruck im Hohlkörper, der zur Volumenvergrößerung führt. Die Durchströmung eines elastischen Hohlkörpers ist insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten mit Problemen verbunden. Es kann eine unangenehme Geräuschentwicklung vor allem an den Austrittsöffnungen auftreten.

In der DE-OS 31 45 257 ist ein Frontspoiler eines Kraftwagens als elastischer Hohlkörper ausgebildet, dessen Volumen pneumatisch durch Überdruck in eine Wirkstellung und durch Unterdruck in die Ruhestellung überführbar ist. Das Befüllen des elastischen Frontspoilers erfolgt mit einem gasförmigen Medium, das hochverdichtet in einem Speicher vorliegt. Der Überdruck im Speicher kann durch Zufuhr von Auspuffgas erreicht werden. Die Entleerung des bekannten Frontspoilers erfolgt durch Ankoppelung an das Ansaugsystem des Motors. Bei der bekannten Vorrichtung sind folglich mehrere Bauteile erforderlich, insbesondere ein Speicher, mehrere Ventile und ein Druckleitungssystem. Weiterhin sind Rückwirkungen auf den Fahrzeugmotor infolge Veränderung der Druckverhältnisse nicht auszuschließen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Frontverkleidung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß eine Form- und Stellungsänderung der Frontverkleidung ohne einen speziellen Antrieb, ohne größeren Bauaufwand und ohne eine Beeinflussung anderer Baugruppen des Fahrzeugs möglich ist.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß bei einer Frontverkleidung der eingangs genannten Art die Frontschürze mittels des durch den Fahrtwind erzeugten Staudrucks in die Wirkstellung überführbar ist und durch wenigstens eine Feder o. dgl. am Fahrzeug gehalten und in die Ruhestellung gebracht wird.

Mit Hilfe der Feder wird die Frontschürze automatisch in ihre Ruhestellung gezogen. Ein gesonderter Antrieb hierfür ist also nicht mehr notwendig. Gleichzeitig bewirkt die Feder, daß die Frontschürze erst bei Überschreiten eines bestimmten Luftdrucks in ihre Wirkstellung übergeht.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Frontverkleidung ist an die Frontschürze ein Schlauch o. dgl. angeschlossen, der zum Frontbereich des Fahrzeugs geführt ist und mit dessen Hilfe die Frontschürze vom Staudruck des Fahrzeugs beaufschlagbar ist.

Der für das Füllen des Hohlraums der Frontschürze notwendige Luftdruck wird also mit Hilfe des im Frontbereich des Fahrzeugs entstehenden Staudrucks erzeugt. Dies hat zur Folge, daß die Frontschürze bei hohen Fahrgeschwindigkeiten prall gefüllt ist und dadurch dem Fahrtwind des Fahrzeugs ausgesetzt ist, während sie im Stillstand oder bei niederen Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeugs durch die Feder in die Ruhestellung gebracht wird und dort dem Fahrtwind größtenteils entzogen ist. Die Frontschürze besteht im wesentlichen aus dem elastischen Hohlkörper, dem damit verbundenen Schlauch und der genannten Feder. Die Front­ schürze weist also äußerst wenig Bauteile auf, arbeitet automatisch und hat keinerlei Einfluß auf andere Baugruppen, insbesondere die Brennkraftmaschine des Fahrzeugs.

Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Frontverkleidung besitzt die Frontschürze einen länglichen Querschnitt und ist etwa horizontal angeordnet. Mit ihrem in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorderen Ende ist die Frontschürze unterhalb des Lufteinlaßgitters des Frontbereichs des Fahrzeugs und mit ihrem hinteren Ende über die Feder am Vorderachsquerträger des Fahr­ zeugs gehalten. In der abgesenkten, also dem Fahrtwind des Fahrzeugs ausgesetzten Stellung der Frontschürze ergibt sich bei dieser Ausgestaltung eine aerodynamische Form der Front­ schürze. Dadurch entsteht ein hoher Unterdruck unter dem Fahr­ zeug, der insbesondere bei höheren Fahrgeschwindigkeiten das Fahrzeug tiefer in die Feder drückt, der also eine Fahrzeugabsenkung bewirkt. In der Ruhestellung der Frontschürze entgegen liegt bei dieser Ausgestaltung die Frontschürze nahezu flach an der Unterseite des Frontbereichs des Fahrzeugs an. Dies ergibt einen großen Böschungswinkel für das Fahrzeug.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Frontverkleidung, die anhand der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Frontbereichs eines Personenkraftwagens mit einer Frontschürze in der abgesenkten Stellung und

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Frontbereichs der Fig. 1 in der Ruhestellung der Frontschürze.

An die Frontverkleidung eines Personenkraftwagens werden heut­ zutage hohe Anforderungen gestellt. So soll durch eine ent­ sprechende Ausgestaltung der Frontverkleidung diese zur Ver­ besserung des Luftwiderstandsbeiwerts eine möglichst glatte Form aufweisen, möglichst tief abgesenkt sein, gleichzeitig jedoch einen ausreichenden Böschungswinkel besitzen, gegen Beschädigungen durch ein Aufsetzen unempfindlich sein, usw. Diese Forderungen können zumindest teilweise mit Hilfe einer absenkbaren Frontschürze erfüllt werden. Bei hohen Fahr­ geschwindigkeiten befindet sich eine derartige Frontschürze in ihrer abgesenkten Stellung, vermindert dadurch den Luftwider­ standsbeiwert und erhöht gleichzeitig die Aufstandskräfte auf die Vorderräder. Bei geringen Fahrgeschwindigkeiten hingegen ist die genannte Frontschürze in eine verdeckte Ruhestellung zurückgezogen, in der das Fahrzeug mit einem ausreichenden Böschungswinkel versehen ist und dadurch gegen Beschädigungen beim Aufsetzen unempfindlich ist.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Frontverkleidung (10) eines Personenkraftwagens dargestellt, die in bekannter Weise aus einem Kühlergrill (41), einem Stoßfänger (42), einem darunter angeordneten Lufteinlaßgitter (44) und einer Frontschürze (12) besteht. Des weiteren ist in den Fig. 1 und 2 eine Motorhaube (40), ein Querträger (43), ein Wasserkühler (45), ein Vorderrad (46), ein Vorderachsquerträger (47) und ein Bodenblech (48) dargestellt, wobei diese Bauteile ebenfalls in bekannter Weise angeordnet sind. Schließlich kennzeichnet in den Fig. 1 und 2 ein Pfeil (15) die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs und Pfeile (16) die Richtung des Fahrtwinds, der durch die Fahrbewegung des Fahrzeugs entsteht.

Die Frontschürze (12) erstreckt sich über die gesamte Breite des Personenkraftwagens und besitzt einen in Fahrtrichtung (15) länglichen Querschnitt. Sie ist in ihrer abgesenkten, wie auch in ihrer Ruhestellung etwa horizontal angeordnet. An ihrem in Fahrtrichtung (15) vorderen Ende ist die Frontschürze (12) unterhalb des Lufteinlaßgitters (44) schwenkbar gehalten. An ihrem in Fahrtrichtung (15) hinteren Ende sind an der Frontschürze (12) mehrere Federn (24) angebracht, die ihrerseits am Vorderachsquerträger (47) des Fahrzeugs gehalten sind. Die Anzahl der Federn (24) ist abhängig von der Breite der Frontschürze (12), sowie von den Dehnungseigenschaften der Frontschürze (12) und der Federkonstanten der Federn (24).

Die Frontschürze selbst ist als elastischer Hohlkörper aus­ gebildet, besitzt in ihrem Inneren also einen Hohlraum (20). Der Hohlraum (20) ist mit einem Schlauch (22) verbunden, der zum Frontbereich des Fahrzeugs führt und dort im Bereich unter­ halb des Stoßfängers (42) und vor dem Lufteinlaßgitter (44) endet.

Besitzt das Kraftfahrzeug eine relativ hohe Fahrgeschwindig­ keit, so entsteht vor der Frontverkleidung (10), insbesondere vor dem Lufteinlaßgitter (44) ein mit den Pfeilen (35) gekenn­ zeichneter Staudruck. Durch diesen Staudruck (35) wird der Hohlraum (20) der Frontschürze (12) mit Luft gefüllt. Die Unterseite der Frontschürze (12) wird nach unten in eine abgesenkte Stellung gedrückt. Die Frontschürze (12) nimmt dadurch eine aerodynamisch ausgebildete Form an. In dieser abgesenkten Stellung ist die Frontschürze (12) dem Fahrtwind (16) ausgesetzt und vermindert aufgrund ihrer Form insbesondere den Luftwiderstandsbeiwert der Frontverkleidung (10). Die ab­ gesenkte Stellung der Frontschürze (12) ist in der Fig. 1 dar­ gestellt.

In der abgesenkten Stellung der Frontschürze (12) wird die in der Fig. 1 mit einem Pfeil (36) gekennzeichnete Federkraft der Feder (24) durch die Wirkung des hohen Staudrucks (35) überwunden. Verringert sich jedoch der Staudruck (35) aufgrund einer geringeren Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, so hat dies zur Folge, daß die der Wirkung des Staudrucks (35) entgegengerichtete Wirkung der Feder (24) langsam zum Eingriff kommt. Dadurch wird die Frontschürze (12) gegen die Fahrtrichtung (15) zum Vorderachsquerträger (47) hin gezogen. Dies hat eine mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit immer flacher werdende Querschnittsform der Frontschürze (12) zur Folge. Im Stillstand oder bei sehr geringer Fahrgeschwindigkeit des Personenkraftwagens ist die Wirkung des Staudrucks (35) wesentlich geringer als die Wirkung der Feder (24), so daß die Frontschürze (12) eine Ruhestellung einnimmt. Diese Ruhe­ stellung der Frontschürze (12) ist in der Fig. 2 dargestellt.

In der Ruhestellung der Frontschürze (12) liegt diese nahezu eben an der Unterseite des Bodenblechs (48) des Fahrzeugs an. Die Frontschürze (12) ist in dieser Stellung verdeckt angeordnet und dadurch dem Fahrtwind (16) nahezu vollkommen entzogen. Des weiteren weist in dieser Ruhestellung das Kraft­ fahrzeug seine maximale Bodenfreiheit auf.

In Fahrtrichtung (15) des Fahrzeugs ist die Frontschürze in ihrem vorderen, unteren Bereich mit Verstärkungsplatten (26) versehen. Diese können starr oder elastisch ausgebildet und an der Außen- oder der Innenseite der Frontschürze (12) angebracht sein. Die Verstärkungsplatten (26) verhindern ein Flattern der Frontschürze (12). Des weiteren ist es möglich, mit Hilfe der Verstärkungsplatten (26) die aerodynamischen Eigenschaften der Frontschürze (12) zu optimieren.

Die Verstärkungsplatten (26) können geteilt über die gesamte Breite des Personenkraftwagens angeordnet sein. Bei einer derartigen Ausbildung der Frontschürze (12) ist es des weiteren möglich, diese mit etwa parallel zur Fahrtrichtung (15) verlaufenden, nicht dargestellten Dehnfalten zu versehen. Setzt das Fahrzeug in der abgesenkten Stellung der Frontschürze (12) auf Hindernissen auf oder kollidiert mit sonstigen Gegenständen, so wird durch die Aufteilung der Verstärkungs­ platten (26) und mit Hilfe der Dehnfalten eine Beschädigung der Frontschürze (12) weitestgehend vermieden. Es versteht sich, daß die Frontschürze auch mit weiteren Dehnfalten versehen sein kann, die der aerodynamischen Formgebung der Frontschürze (12) dienen.

Aus Montagegründen, jedoch auch zur Gewährleistung einer hohen Funktionszuverlässigkeit ist es möglich, die Frontschürze (12) mit mehreren Hohlräumen (20) zu versehen, also abzuschoten. Diese können in Längs- und/oder Querrichtung verlaufen, so daß die Frontschürze (12) auch aus mehreren Einzelteilen bestehen kann.

An der Unterseite der Frontschürze (12) ist diese in ihrem in der abgesenkten Stellung geodätisch tiefstliegenden Bereich mit Ventilen (28) versehen. Mit Hilfe dieser Ventile (28) ist es möglich, Kondenswasser, das sich im Hohlraum (20) gebildet hat, selbsttätig abzuleiten. Das Ventil (28) kann beispielsweise mit zwei Klappen versehen sein, wobei eine innerhalb des Hohlraums (20) angeordnete Klappe derart mit einem Auftriebskörper verse­ hen ist, daß sie sich bei im Innern der Frontschürze (12) be­ findlichem Wasser öffnet, und eine außen an der Frontschürze (12) angeordnete zweite Klappe derart ausgebildet ist, daß sie sich unter dem Gewicht von austretendem Wasser öffnet. Die in­ nere Klappe gewährleistet den luftdichten Verschluß des Ventils und die äußere Klappe verhindert ein Eindringen von Staub und Schmutz.

Statt der Ventile (28) ist es auch möglich, den Schlauch (22) innerhalb des Hohlraums (20) bis zur geodätisch tiefsten Stelle der in ihrer abgesenkten Stellung (Fig. 1) befindlichen Front­ schürze (12) zu verlängern. Eingedrungenes Wasser oder Kondens­ wasser wird dann automatisch beim Übergang der Frontschürze (12) in ihre Ruhestellung (Fig. 2) aus dem Hohlraum (20) her­ ausgedrückt.

Der am Bodenblech (48) anliegende Teil der Frontschürze (12) kann zumindest teilweise starr ausgebildet sein. Dadurch kann eine Verminderung der Windgeräusche erreicht werden. Des weite­ ren besteht die Möglichkeit, das Bodenblech (48) mit Ausnehmun­ gen zu versehen, mit deren Hilfe die Frontscheibe (12) bei ei­ nem erhöhten Motorrauminnendruck gegen die Kraftwirkung der Fe­ der (24) nach unten vom Bodenblech (48) weggedrückt wird, wo­ durch der Spalt, durch den die Feder (24) zum Vorderachsquer­ träger (47) geführt ist, zur Entlüftung des Motorraums freige­ geben wird. Insbesondere bei einer Bergfahrt des Kraftfahr­ zeugs, bei der aufgrund geringer Fahrgeschwindigkeit und damit geringem Staudruck sich die Frontschürze (12) im wesentlichen in ihrer Ruhestellung befindet, ist damit gewährleistet, daß bei einer erhöhten Temperatur im Motorinnenraum und einem da­ durch und durch den Lüfter hervorgerufenen erhöhten Motorraum­ innendruck sich der erwähnte Entlüftungsspalt öffnet und die erwärmte Luft aus dem Motorinnenraum abgeführt wird. Es ist auch möglich, die Ausnehmungen im Bodenblech (48) durch Klappen o. dgl. zu ersetzen, die beispielsweise temperaturabhängig durch entsprechende Vorrichtungen geöffnet und geschlossen werden.

Claims (8)

1. Frontverkleidung für Fahrzeuge, insbesondere Personen­ kraftwagen, mit einer an der Unterseite des Frontbereichs angeordneten Frontschürze, die als elastischer Hohlkörper ausgebildet ist, dessen Volumen pneumatisch derart veränderbar ist, daß eine angehobene Ruhestellung und eine abgesenkte Wirkstellung erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontschürze (12) mittels des durch Fahrtwind erzeugten Staudruckes in die Wirkstellung überführbar ist und durch wenigstens eine Feder (24) o. dgl. am Fahrzeug gehalten und in die Ruhestellung gebracht wird.

2. Frontverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an die Frontschürze (12) ein Schlauch (22) o. dgl. angeschlossen ist, der zum Frontbereich (10) des Fahrzeugs geführt ist und mit dessen Hilfe die Frontschürze (12) vom Staudruck des Fahrzeugs beaufschlagbar ist.

3. Frontverkleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontschürze (12) in Fahrtrichtung (15) des Fahrzeugs einen länglichen Querschnitt besitzt und etwa horizontal angeordnet ist, sowie mit ihrem in Fahrtrichtung (15) des Fahrzeugs vorderen Ende schwenkbar unterhalb des Lufteinlaßgitters (44) des Frontbereichs (10) des Fahrzeugs und mit ihrem hinteren Ende über die Feder (24) am Vorderachsquer­ träger (47) des Fahrzeugs gehalten ist.

4. Frontverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontschürze (12) in ihrem in Fahrtrichtung (15) des Fahrzeugs vorderen, unteren Bereich mit wenigstens einer Verstärkungsplatte (26) versehen ist.

5. Frontverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontschürze (12) im tiefst­ liegenden Bereich ihrer abgesenkten Stellung mit wenigstens einem Ventil (28) versehen ist.

6. Frontverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontschürze (12) insbesondere mit etwa parallel zur Fahrtrichtung (15) des Fahrzeugs ver­ laufenden Dehnfalten versehen ist.

7. Frontverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontschürze (12) mehrere Hohlräume (20) aufweist.

8. Frontverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in Fahrtrichtung (15) des Fahrzeugs obere Bereich der Frontschürze (12) zur Geräusch­ minderung zumindest teilweise starr ausgebildet ist.