DE60004423T2

DE60004423T2 - Kraftfahrzeug mit einem klappbarem Flügelprofil

Info

Publication number: DE60004423T2
Application number: DE60004423T
Authority: DE
Inventors: Eddy Pennerath; Alain Liadouze; Claude Bourdassol
Original assignee: Renault SAS; Rehau SAS
Current assignee: Renault SAS; Rehau SAS
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2020-04-01
Also published as: EP1040985A1; FR2791630B1; DE60004423D1; FR2791630A1; EP1040985B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein terrestrisches Kraftfahrzeug, das einen Bugschild und einen Frontspoiler aufweist, der unter dem Bugschild des Kraftfahrzeuges angeordnet ist und aus einer ersten, eingefahrenen Position oder Ruhelage in eine zweite, ausgefahrene Position oder aktive Position wechseln kann, in welcher er verhindert, wenigstens zum Teil, dass der von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges erzeugte Luftstrom unter dem Bugschild vorbeizieht, wodurch er die Aerodynamik des Fahrzeuges verbessert. – Die Erfindung bezieht sich gleichermaßen auf einen Frontspoiler, der dazu bestimmt ist, in Kraftfahrzeugen dieser Gattung verwendet zu werden.
Es ist schon ein gattungsgleiches Kraftfahrzeug bekannt, bei dem der Frontspoiler unter der Einwirkung elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Betätigungsmittel aus der Ruhelage in die wirksame Stellung wechselt. Die Steuerung des Spoilers geschieht dabei wie folgt: bei geringer Geschwindigkeit oder bei Stillstand des Fahrzeuges ist er in Ruhelage; und wenn die Geschwindigkeit einen gewissen Wert erreicht, bewirkt das elektrische, pneumatische oder hydraulische System den Übergang des Spoilers aus der Ruhelage in die wirksame Stellung . Jenseits der Schwellengeschwindigkeit bleibt der Spoiler in wirksamer Stellung. Dieses elektrische, pneumatische oder hydraulische System der Steuerung des Spoi lers ist aber teuer und kompliziert in das Fahrzeug einzubauen.
Im US-Patent 4 131 308 wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei dem elastische Mittel auf den Spoiler eine Kraft ausüben, die derjenigen entgegengesetzt ist, welche der Luftstrom ausübt und ihn in seine Ruhelage zurückzubringen strebt, wobei die Härte dieser elastischen Mittel so bemessen ist, dass, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als die vorbestimmte Geschwindigkeit, die Kraft der elastischen Mittel größer ist als jene vom Luftstrom ausgeübte und der Spoiler in Ruhelage gehalten wird;, und wenn die Geschwindigkeit die vorbestimmte Geschwindigkeit übersteigt, die Kraft der elastischen Mittel kleiner ist als jene vom Luftstrom ausgeübte und der Spoiler in Wirkstellung geht.
In der DE-A-25 49 493 ist ein Spoiler gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben. Er besteht aus einem elastischen Material, in dem zwei Scharniere mit verschiedenem Querschnitt geschaffen sind. Er zieht sich zurück und wird in Gegenwart eines Hindernisses nicht zerstört, während er in Wirkstellung ist. Der Spoiler geht schrittweise aus der Ruhelage in die Wirkstellung über, was ein Nachteil ist . Sein Weg ist zu beschränkt, als dass er sich gut zurückziehen könnte. Sein Aufbau ist kompliziert und er ist schwierig einzustellen.
Die Erfindung behebt diese Mängel durch ein Kraftfahrzeug, bei dem der Spoiler auf einmal aus der Ruhelage in die Wirkstellung wechselt und einwandfrei ausweicht, ohne zerstört zu werden, dessen Einrichtung aber viel einfacher und viel zuverlässiger ist als jene der DE-A-25 49 493.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist in Patentanspruch 1 definiert. Verbesserungen sind in den Unteransprüchen definiert.
Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug einen Bugschild auf, unterhalb dessen ein Spoiler in der Weise angebracht ist, dass er auf einmal aus einer ersten, eingefahrenen oder Ruhelage in eine zweite, ausgefahrene oder wirksame Stellung wechselt, in der er wenigstens zum Teil verhindert, dass der durch die Fahrzeugbewegung erzeugte Luftstrom unter dem Fahrzeug vorbeizieht; und er ist mit ersten elastischen Mitteln in Gestalt einer ersten Feder versehen, die auf den Spoiler eine Kraft ausübt, die derjenigen entgegengesetzt ist, welche der Luftstrom ausübt, und ihn in die Ruhelage zurückzubringen strebt, wobei die Härte der ersten Feder so groß ist, dass, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als die vorbestimmte Geschwindigkeit, die Kraft der ersten Feder größer ist als die vom Luftstrom ausgeübte und der Spoiler in der Ruhelage gehalten wird; und wenn die Geschwindigkeit die vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet, die Kraft der ersten Feder kleiner ist als die vom Luftstrom ausgeübte und der Spoiler in die Wirkstellung wechselt. Er ist mit zweiten elastischen Mitteln in Gestalt einer zweiten Feder versehen, deren Härte größer ist als diejenige der ersten Feder und welche so angeordnet ist, dass sie erst auf den Spoiler einwirkt, wenn dieser die Wirkstellung erreicht. Wenn dagegen das Fahrzeug einem Hindernis begegnet, nehmen die auf den Spoiler ausgeübten Kräfte ihn mit bis zur zweiten Feder, die nachgibt und dem Spoiler das Ausweichen erlaubt; und dies, indem er seinen Weg jenseits der Wirkstellung im selben Sinne des Schwenkens fortsetzt, welcher dem Wechsel von der Ruhelage in die Wirkstellung entspricht; und nicht wie beim US-Patent 4 159 140, indem er sich in der Richtung bewegt, die ihn in die Ruhelage bringt. Das Ausweichen in dem durch die Erfindung ermöglichten Sinne ist natürlicher und, sobald das Hindernis übergangen ist, kehrt der Spoiler unter der positiven Wirkung der zweiten Feder in seine Wirkstellung zurück. – Die Montage des Spoilers ist von der einfachsten Art, da die zwei Federn auf derselben Achse im Werk tariert, aufgefädelt und montiert werden können. Es genügt also, eine einfache Achse am Fahrzeug anzubringen.
Die zweite Feder kann aus einer Druckfeder, einer Zugfeder oder vorzugsweise einer Torsionsfeder bestehen; ganz wie die erste Feder.
Die Erfindung besteht auch in einem Spoiler, der die Charakteristika des Patentanspruches 4 hat.
In der angefügten Zeichnung, die bloß beispielsweise beigegeben ist, ist 1 ein Schema eines Teiles eines Kraftfahrzeuges, das den Spoiler hat; gemäß Stand der Technik. – 2 zeigt drei Stadien der Wirkungsweise des Spoilers gemäß 1; und 3 sowie 4 sind schematische Darstellungen des gefederten Spoilers gemäß der Erfindung.
In 1 ist ein Kraftfahrzeug wiedergegeben, das einen Bugschild 1 und einen Spoiler trägt. Der Spoiler weist einen rechteckigen Flügel 2 auf, der an seinem oberen Rand an einer Achse 3 zwischen einer Ruhelage, wo der Hauptteil des Flügels 2 in der Horizontalen in glei cher Höhe wie die Achse 3 liegt, und einer Wirk-Stellung, in welcher der Flügel 2 vertikal steht, schwenkbar gelagert ist. Der Teil 4 am Ende des Flügels 2 ist über ungefähr 45° abgewinkelt, sodass der Luftstrom auf diesen Teil 4 am Ende des Flügels eine Kraft ausübt, deren Richtung nicht durch die Achse 3 geht. Außerdem ist an der Karosserie des Fahrzeuges eine Feder 5 befestigt (nicht gezeigt), während ihr anderes Ende an einem Punkt 6 des Flügels 2 befestigt ist.
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges klein oder Null (parkendes Fahrzeug) ist, ist der Luftstrom ebenfalls gering oder Null und die auf den Flügel 2 ausgeübte Kraft der Rückholfeder 5 ist größer als die Druckkraft auf den Teil 4. Der Flügel 2 bleibt also in Ruhelage, im Wesentlichen waagrecht. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges zunimmt, wächst infolgedessen der Luftstrom an und die von diesem ausgeübte Kraft beginnt die von der Feder 5 ausgeübte zu übertreffen. Jenseits eines Schwellenwertes, der über die Härte der Feder 5 eingestellt werden kann, geht der Flügel 2 in Wirkstellung (wie in der Figur gestrichelt angedeutet), im gegebenen Fall in vertikale Stellung.
Damit der Flügel 2 bei großen Geschwindigkeiten eine im Wesentlichen vertikale Wirkstellung einnimmt, sind als zweite elastische Mittel ein elastischer Anschlag 7 aus Gummi vorgesehen, der an der Karosserie befestigt ist und an dem sich der Flügel 2 in seiner vertikalen Stellung abstützen kann.
Anstelle des Anschlages 7 kann, wie das in 2 gezeigt ist, eine zweite Feder 11 vorgesehen sein, die an einem ihrer Enden an der Karosserie befestigt ist und mit ihrem anderen Ende wie ein Anschlag auf den Flügel 2 einwirkt, wenn dieser in Wirkstellung ist.
2 zeit die Wirkung der Federn 5 und 11 auf den Flügel 2 in mehreren Positionen.
In einer ersten Position, der Ruhelage (oben in der Figur), wird der Flügel 2 durch die Zugfeder 5 in Ruhelage gehalten, während die Feder 11 in freier Lage ist.
Wenn ein genügend großer Luftstrom auf den Flügel 2 einwirkt, ist die Feder 5 gestreckt und der Flügel 2 schlägt an der Feder 11 (in der Mitte der Figur) an. Der Flügel 2 ist nun in wirksamer vertikaler Stellung. Die Härte der Feder 11 ist so eingestellt, dass die Feder 11 unter dem Einfluss des Luftstromes nicht komprimiert werden kann. Die Feder 11 ist also härter als die Feder 5.
Wenn der Flügel 2 indessen seine Schwenkung über die Vertikale hinaus fortsetzt wegen eines Zusammenstoßes mit einem Hindernis, dann drückt der Flügel die Feder 11 (unten in der Figur) zusammen, die den Flügel 2 nach dem Vorübergehen des Hindernisses unter Entspannung in seine vertikale Wirkstellung zurückbringt.
3 zeigt eine andere Ausführungsform des Spoilers gemäß der Erfindung. In wirksamer vertikaler Stellung wird die auf eine Achse 8 gefädelte Druckfeder 5 bis zum Aneinanderliegen der Windungen durch einen Teller 9 komprimiert. Die ebenfalls auf die Achse 8 gefädelte Druckfeder 11' kann durch den Luftstrom nicht komprimiert werden, da ihre Härte sehr groß ist. Sie verkürzt sich erst unter der Einwirkung eines Hindernisses, um die Rückstellung des Flügels 2 zu ermöglichen, nämlich seine Rückkehr in vertikale Wirkstellung nach Vorübergehen des Hindernisses. – Die Achse 8 ist an der Karosserie angebracht.
4 zeigt eine Variante der schwachen Feder 5. Es ist dort eine auf der Schwenkachse 3 des Flügels 2 gelagerte Torsionsfeder 5' vorgesehen. Das durch die Feder 5' auf den Flügel 2 einwirkende Torsionsmoment hat dieselben Wirkungen wie die Rückstellkraft der Feder 5 auf den Flügel 2 in 1. Die Konstante des Drehmomentes der Torsionsfeder 5' wird in der Weise eingestellt, dass der Flügel 2 bei Abwesenheit des Luftstromes in Ruhelage gehalten wird. Es kann dieser Feder 5' eine andere Torsionsfeder (nicht dargestellt) zugeordnet werden, deren Härte größer ist als die der Feder 5', und welche angebracht wird, um zu verhindern, dass der Flügel 2 über seine vertikale Stellung hinausgeht, wenn große Luftströme den Flügel betätigen, der aber im Falle des Auftreffens auf ein Hindernis nachgibt.

Claims

Spoiler für Kraftfahrzeuge mit einem Bugschild (1), unterhalb dessen der Spoiler montiert ist in der Weise, dass er aus einer ersten, eingefahrenen Position oder Ruhelage in eine zweite, nichteingefahrene Position oder wirksame Stellung überführbar ist, in welcher er wenigstens zum Teil verhindert, dass der durch die Fahrzeugfortbewegung erzeugte Luftstrom unter dem Fahrzeug vorbeizieht, wobei dieser Spoiler versehen ist mit ersten elastischen Mittel (5, 5'), die auf den Spoiler (2; 2') eine Kraft ausüben, die der vom Luftstrom ausgeübten entgegengesetzt ist und ihn in die Ruhelage zurückzubringen strebt, und deren Härte derart ist, dass, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als eine vorbestimmte Geschwindigkeit, die Kraft der ersten elastischen Mittel größer ist als jene vom Luftstrom ausgeübte und der Spoiler in Ruhelage gehalten ist, und wenn die Geschwindigkeit die vorbestimmte Geschwindigkeit übertrifft, die Kraft der ersten elastischen Mittel kleiner ist als jene vom Luftstrom ausgeübte und der Spoiler in die wirksame Stellung wechselt; und mit zweiten elastischen Mitteln (7; 11; 11'), deren Härte größer ist als diejenige der ersten elastischen Mittel (5, 5') und welche in der Weise angeordnet sind, dass sie auf den Spoiler nur einwirken, wenn dieser die wirksame Stellung erreicht hat, dadurch gekennzeichnet , dass die ersten und die zweiten elastischen Mittel je eine von zwei Federn (5, 5', 11) sind, die auf einer und derselben Achse (3, 8) am Fahrzeug montiert sind.
Spoiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Federn aus einer Druckfeder oder Zugfeder (5) oder vorzugsweise aus einer Torsionsfeder besteht.
Spoiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Torsionsfeder auf der Schwenkachse des Spoilers (2) gelagert sind.
Fahrzeug, das einen gefederten Spoiler aufweist, wie er in einem der Ansprüche 1, 2 oder 3 definiert ist.