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Die
Erfindung betrifft eine Luftführungseinrichtung an einem
Personenkraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen
Art sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Luftführungseinrichtung
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 9 angegebenen Art.
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Die
DE 10 2007 023 231
A1 offenbart eine Luftführungseinrichtung an einem
Personenkraftwagen mit wenigstens einer innerhalb einer Unterbodenverkleidung
oder dergleichen Luftleiteinrichtung und vor einem korrespondierenden
Fahrzeugrad angeordneten Luftausströmungsöffnung, über
welche durch eine Lufteinlasseinrichtung gelangende Luft in einen
Bereich vor dem Fahrzeugrad zu leiten ist. Es ist ein Radspoiler
vorgesehen, welcher in Vorwärtsfahrtrichtung vor der zugeordneten
Luftausströmöffnung angeordnet ist. Der Radspoiler
verbessert dabei die Umströmung des korrespondierenden
Fahrzeugsrades.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftführungseinrichtung
der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass eine
noch höhere Funktionssicherheit des Radspoilers ermöglicht
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Luftführungseinrichtung an einem
Personenkraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie
durch ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Luftführungseinrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
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Eine
erfindungsgemäße Luftführungseinrichtung
an einem Personenkraftwagen, mit wenigstens einem, insbesondere
in Vorwärtsfahrtrichtung vor einem korrespondierenden Fahrzeugrad
angeordneten, Radspoiler, ist dadurch bereitgestellt, dass der Radspoiler
zwischen wenigsten einer Leitstellung und einer Ruhestellung bewegbar
ist.
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Mittels
des Radspoilers sind Strömungsbedingungen beeinflussbar
und auf den jeweiligen Zweck bedarfsgerecht einstellbar. Im Falle
der Anordnung des Radspoilers in Vorwärtsfahrtrichtung
vor dem korrespondierenden Fahrzeugrad ist beispielsweise die Umströmung
des korrespondierenden Fahrzeugrades zu verbessern, wodurch beispielsweise
die Aerodynamik des Kraftwagens verbessert und damit dessen Kraftstoffverbrauch
sowie dessen CO2-Emissionen reduziert sind.
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Dadurch,
dass der Radspoiler zwischen wenigstens einer Leitstellung und einer
Ruhestellung bewegbar ist, ist eine Beeinträchtigung seiner
Funktionsfähigkeit zur Herbeiführung der genannten
Effekte reduzierbar oder gar vermeidbar, woraus eine höhere
Funktionssicherheit über eine hohe Lebensdauer des Radspoilers
beziehungsweise des Kraftwagens hinweg resultiert.
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Ist
der Radspoiler beispielsweise in Fahrzeughochrichtung unterhalb
eines Stoßfängers, und beispielsweise im Bereich
und/oder innerhalb einer Unterbodenverkleidung oder dergleichen
Luftleiteinrichtung angeordnet, so ist die Bewegbarkeit des Radspoilers
insofern vorteilbehaftet, als er aus einem so genannten Böschungswinkel
des Kraftwagens hinaus verbringbar ist. Der Böschungswinkel
bezeichnet dabei den Bereich, in dem es zu einem Kontakt des Unterbodenbereichs
beziehungsweise des Radspoilers im Falle einer Rampenauf- und/oder
Rampenabfahrt, einer Bordsteinauf-/abfahrt oder dergleichen kommen
kann. Dieser Kontakt würde zu einer negativen Beeinflussung
der Funktionsfähigkeit des Radspoilers oder gar zu einer
Beschädigung dieses führen, was durch die Bewegbarkeit
des Radspoilers zwischen wenigstens einer Leitstellung und einer
Ruhestellung vermieden ist.
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Die
zumindest eine Leitstellung des Radspoilers bezieht sich dabei auf
eine Stellung desselbigen, bei der dieser im Wind steht und somit
die Strömungsbedingungen, insbesondere die Umströmung
des korrespondierenden Fahrzeugrads, beeinflusst beziehungsweise
verbessert. Die Ruhestellung bezieht sich dabei auf eine Stellung
des Radspoilers, in der dieser nicht im Wind steht und somit die
entsprechenden Strömungsbedingungen nicht beeinflusst beziehungsweise
verbessert. Bei der Ruhestellung kann der Radspoiler beispielsweise
in Vorwärtsfahrtrichtung hinter einem Verkleidungselement,
wie beispielsweise einem Stoßfänger, einem Schweller oder
einem ähnlichen Karosserieteil, angeordnet und verborgen
sein.
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In
jeglicher Hinsicht erlaubt diese Bewegbarkeit des Radspoilers eine
deutliche Erhöhung der Funktionssicherheit desselbigen über
eine hohe Lebensdauer hinweg, da dieser in entsprechenden Fahrsituationen
des Kraftwagens vor einer negativen Beeinträchtigung seiner
Funktionsfähigkeit geschützt werden kann.
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Der
Radspoiler ist dabei beispielsweise mittels einer Stelleinrichtung,
insbesondere einem Aktuator und/oder mittels eines Federelements
bewegbar. Die Bewegbarkeit des Radspoiler mittels einer Stelleinrichtung,
insbesondere eines Aktuators, welche beispielsweise als elektrischer
Motor ausgebildet ist, birgt den Vorteil, dass eine besonders schnelle Bewegung
des Radspoilers durchführbar ist, wodurch die Stellung
des Radspoilers schnell und bedarfsgerecht auf unterschiedliche
Fahrsituationen des Kraftwagens anpassbar ist.
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Die
Bewegbarkeit des Spoilers mittels eines Federelements birgt den
Vorteil, dass dadurch eine besonders kostengünstige Lösung
geschaffen ist den Radspoiler zu bewegen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der
Radspoiler zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung bewegbar,
wodurch die Ruhestellung und damit die Verbringung des Radspoilers
aus dem besagten Böschungswinkel hinaus über einen
besonders kurzen Verstellweg und damit in besonders kurzer Zeit
erfolgen kann.
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Dabei
ist der Radspoiler beispielsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung bei
auf einer horizontalen Ebene stehendem Fahrzeug zumindest im Wesentlichen
um eine horizontal verlaufende Schwenkachse schwenkbar. Dies ermöglicht
die Bewegbarkeit des Radspoilers ohne kostenaufwändige
Kinematik, was die Gesamtkosten für die Luftführungseinrichtung
und damit für den gesamten Kraftwagen in einem geringen
Rahmen hält.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
weist der Radspoiler in Fahrzeughochrichtung einen oberen, aus einem
im Wesentlichen unflexiblen Werkstoff gebildeten Teilbereich und einen
unteren, aus einem im Wesentlichen flexiblen Werkstoff gebildeten
Teilbereich auf, wobei also der untere Teilbereich im Vergleich
zu dem harten, unflexiblen oberen Teilbereich weich und flexibel
ausgebildet ist. Sollte der Radspoiler trotz seiner Bewegbarkeit
dennoch in Kontakt mit der Fahrbahn kommen, so kann der untere,
flexible Teilbereich in einem gewissen Rahmen der Belastung ausweichen
und somit eine Beschädigung des Radspoilers vermeiden.
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Die
erfindungsgemäße Luftführungseinrichtung
umfasst dabei beispielsweise wenigstens eine innerhalb der Unterbodenverkleidung
oder dergleichen Luftleiteinrichtung und vor dem korrespondierenden
Fahrzeugrad angeordnete Luftausströmung, über
welche durch eine Lufteinlasseinrichtung gelangende Luft in einem
Bereich vor dem Fahrzeugrad zu leiten ist. Vorteilhafterweise ist
jeder Luftausströmungsöffnung ein Radspoiler zugeordnet.
Dieser hat dabei die Funktion, einen Unterdruck im Bereich unterhalb
der Luftausströmöffnung zu erzeugen. Durch dieses
Druckgefälle wird somit der aus der korrespondierenden
Luftausströmöffnung austretende Kühlluftmassenstrom
erhöht, was im Weiteren die Strömung des korrespondierenden
Fahrzeugrades positiv beeinflusst und das Ablösegebiet
im jeweiligen Fahrzeugrad und somit auch die gesamte Widerstandserhöhung
durch die Luft erheblich verringert.
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Zur
Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben einer
Luftführungseinrichtung an einem Personenkraftwagen, mit
wenigstens einem, insbesondere in Vorwärtsfahrtrichtung
vor einem korrespondierenden Fahrzeugrad angeordneten, Radspoiler,
wobei der Radspoiler in Abhängigkeit von einem Fahrzustand
des Personenkraftwagens zwischen wenigstens einer Leitstellung und
einer Ruhestellung bewegt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
erfindungsgemäßen Luftführungseinrichtung
sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
und umgekehrt anzusehen. Das erfindungsgemäße
Verfahren erlaubt somit ebenso wie die erfindungsgemäße
Luftführungseinrichtung eine hohe Funktionssicherheit des
Radspoilers, da dieser in bestimmten Fahrzuständen vor
einer Beschädigung beziehungsweise einer negativen Beeinflussung
seiner Funktionsfähigkeit geschützt werden kann.
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Bei
dem besagten Fahrzustand handelt es sich, wie bereits angedeutet,
beispielsweise um eine Rampenauf- beziehungsweise Rampenabfahrt,
bei welcher in Abhängigkeit des Winkels der Rampe der Radspoiler
Gefahr läuft, in Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche
zu treten und dadurch eventuell beschädigt zu werden. In
diesem Falle wird der Radspoiler von seiner Leitstellung in seine
Ruhestellung verbracht.
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Ebenso
kann die Betätigung beziehungsweise Bewegung des Radspoilers
in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen, wobei
bei schneller Fahrt die Leitstellung des Radspoilers zur Verbesserung
der Aerodynamik des Kraftwagens vorteilhaft ist, während
bei langsamer Fahrt, beispielsweise in Kombination mit einer Rampenauf-
beziehungsweise Rampenabfahrt oder einer Bordsteinauf- beziehungsweise
Bordsteinabfahrt, der Radspoiler in seine Ruhestellung bewegt wird.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung
genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend
in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine
gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der
jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.
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Die
Zeichnungen zeigen in:
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1 ausschnittsweise
eine perspektivische Unteransicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Luftführungseinrichtung,
deren Radspoiler sich in einer Leitstellung befindet;
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2 ausschnittsweise
eine perspektivische Unteransicht der Luftführungseinrichtung
gemäß 1, wobei sich der Radspoiler
in seiner Ruhestellung befindet;
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3 ausschnittsweise
eine weitere perspektivische Unteransicht der Luftführungseinrichtung gemäß den
vorhergehenden Figuren, wobei sich der Radspoiler in einer Leitstellung
befindet; und
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4 eine
weitere perspektivische Unteransicht der Luftführungseinrichtung
gemäß den vorhergehenden Figuren, wobei dich der
Radspoiler in seiner Ruhestellung befindet.
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Die 1 zeigt
eine Luftführungseinrichtung 10 an einem Personenkraftwagen,
welche einen in Vorwärtsfahrtrichtung vor einem korrespondierenden Fahrzeugrad
angeordneten Radspoiler 12 umfasst. Der Radspoiler 12 dient
der Beeinflussung und der Verbesserung der Umströmung des
Fahrzeugrades mit Fahrtwind, was einerseits die Aerodynamik des Kraftwagens
verbessert, woraus ein reduzierter Kraftstoffgebrauch sowie reduzierte
CO2-Emissionen resultieren. Andererseits
ist durch den Radspoiler 12 ein Unterdruck erzeugbar, durch
welchen ein erhöhter Kühlluftstrom entsprechenden
Kühlmodulen über entsprechende Luftdurchtrittsöffnungen
und Luftleitungen zuführbar ist.
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Wie
der 1 zu entnehmen ist, ist der Radspoiler 12 in
Fahrzeughochrichtung unterhalb eines Stoßfängers 14 des
Personenkraftwagens im Bereich eines Unterbodens desselbigen angeordnet, weswegen
die Gefahr besteht, dass der Radspoiler 12 insbesondere
bei Rampenauf- beziehungsweise Rampenabfahrten in Kontakt mit der
Fahrbahnoberfläche kommt. Dieser Kontakt könnte
die Funktionsfähigkeit des Radspoilers 12 negativ
beeinträchtigen und diesen gar beschädigen.
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Zur
Vermeidung dieser negativen Beeinträchtigung beziehungsweise
der Beschädigung ist der Radspoiler 12 zwischen
wenigstens einer Leitstellung und einer Ruhestellung bewegbar. In
seiner in der 1 gezeigten Leitstellung ist
die besagte Verbesserung der Umströmung des Fahrzeugrades realisiert.
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In
der in 2 gezeigten Ruhestellung des Radspoilers 12 ist
dieser in Fahrzeughochrichtung nach oben verbracht und nun in Vorwärtsfahrtrichtung
hinter dem Stoßfänger 14 beziehungsweise
einem unteren Teil des Stoßfängers 14 angeordnet
und verstaut, wodurch die besagte Beeinflussung der Strömungsparameter
und damit die Verbesserung der Umströmung des Fahrzeugrads
nicht mehr gegeben ist. Die in der 2 gezeigte
Ruhestellung birgt indes den Vorteil, dass der Radspoiler 12 aus
dem so genannten Böschungswinkel des Personenkraftwagens
verbracht ist, wodurch ein Kontakt des Radspoilers mit der Fahrbahnoberfläche
vermieden ist.
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Aufgrund
der Bewegbarkeit des Radspoilers 12 ist dieser auch als
aktiver Radspoiler bezeichnet, der also gemäß 1 ausgefahren
und gemäß 2 eingefahren
ist.
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Ein
weiterer Vorteil der Bewegbarkeit des Radspoilers 12 ist,
dass eine höhere Wertanmutung durch eine wesentlich geringere
Beschädigung oder gar eine Vermeidung der beschriebenen
Beschädigung gegenüber einem unbewegbaren und
gegebenenfalls flexiblen Spoiler erzielt ist, da der Radspoiler 12 in
einem Bereich liegt, der von Betrachtern des Personenkraftwagens
einsehbar ist.
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Der
Radspoiler 12 kann dabei aus einem harten, im Wesentlichen
unflexiblen oder einem weichen, im Wesentlichen flexiblen Werkstoff
oder gar aus einer Kombination ausgebildet sein, wobei der Radspoiler 12 in
dem konkreten Ausführungsbeispiel einen in Fahrzeughochrichtung
oberen Teilbereich 16 aufweist, der aus einem im Wesentlichen
unflexiblen, also harten, Werkstoff ausgebildet ist. Außerdem weist
der Radspoiler 12 einen in Fahrzeughochrichtung unteren
Teilbereich 18 auf, der im Wesentlichen aus einem flexiblen,
also weichen, Werkstoff ausgebildet ist.
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Wie
insbesondere in Zusammenschau mit den 3 und 4 deutlich
wird, ist der im Wesentlichen aus einem Kunststoff gebildete Radspoiler 12 im
Wesentlichen dreiecksförmig ausgebildet. Diese Dreiecksform
ist dabei derart gebildet, dass zwei schräg zueinander
verlaufende Streben 19 und 20 vorgesehen sind,
die einerseits in einem Verbindungsbereich 22 miteinander
verbunden sind. Andererseits sind die Streben 19 und 20 über
ein im Wesentlichen bogenförmiges Luftleitteil 24 miteinander verbunden,
welches insbesondere die besagte Beeinflussung der Strömungsparameter
gewährleistet.
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Zur
Bewegung des Radspoilers 12 zwischen seiner Ruhestellung
und seiner zumindest einen Leitstellung ist der Radspoiler 12 um
eine bei auf einer horizontalen Ebene stehendem Personenkraftwagen zumindest
im Wesentlichen horizontal verlaufenden Schwenkachse 26 schwenkbar
an dem Personenkraftwagen beziehungsweise an dessen Karosserie gehalten.
Richtungspfeile 28 und 30 deuten dabei die Bewegung
des Radspoilers 10 zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung
infolge dessen Schwenkung um die Schwenkachse 26 an.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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