DE102012102668A1

DE102012102668A1 - Frontdiffusor für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012102668A1
Application number: DE102012102668A
Authority: DE
Inventors: Christian del Gaizo; Klaus Lutz; Norbert Schwan; Henning Witte
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-10-02
Also published as: US8926000B2; US20130257093A1; FR2988679A1; FR2988679B1

Abstract

An einer vorderen Unterbodenverkleidung eines Fahrzeugs sind seitlich innen liegend neben den beiden vorderen Radhäusern Frontdiffusoren vorgesehen. Jeder Frontdiffusor besteht aus einem in die vordere Unterbodenverkleidung integrierten längs gerichteten Luftleitkanal mit einer schwenkbaren Klappe. Die mit einer Stellrichtung in Wirkverbindung stehende Klappe ist vom Fahrgastraum aus mittels eines manuell betätigbaren Schalters von einer ersten außenhautbündigen Stellung in eine zweite hoch geschwenkte Stellung verlagerbar. In der zweiten hoch geschwenkten Stellung des Frontdiffusors bzw. der Klappe wird der Abtrieb an der Vorderachse erhöht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Frontdiffusor für ein Kraftfahrzeug, der in einer vorderen Unterbodenverkleidung des Fahrzeugs angeordnet ist.
Aus der DE 601 01 363 T2 ist ein Fahrzeug mit beweglichen Leitflächen bekannt geworden, die durch flache Fortsätze gebildet sind, wobei jeder Fortsatz um eine Drehachse gelenkig am Fahrzeugboden angelenkt ist und in eine Minimalposition und in eine Maximalposition verstellbar ist. In der einen Position ist der Fortsatz im Wesentlichen komplanar mit dem Boden und in der weiteren Position unter einem Winkel zum Boden geneigt angeordnet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Frontdiffusor für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, der einerseits zu einem verbesserten Luftwiderstandsbeiwert beiträgt und andererseits eine Abtriebskraft über eine Einrichtung in der Unterbodenverkleidung mittels einfach anzuordnender Mittel erzeugt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass durch die Integration von einem Frontdiffusor mit verstellbaren Klappen in die Unterbodenverkleidung sowohl der Luftwiderstandsbeiwert verringert wird, als auch ein erhöhter Abtriebswert, insbesondere am Vorderwagen des Fahrzeugs erzielbar ist, um die Fahrstabilität zu verbessern, was nach der Erfindung dadurch erreicht wird, in dem der Frontdiffusor in zwei Endlagen verschwenkbare Klappen umfasst, die jeweils zwischen zwei Begrenzungswänden eines Luftleitkanals der Unterbodenverkleidung angeordnet sind. Die Klappen sind über eine – in Fahrtrichtung gesehen – vorn liegende quer ausgerichtete Schwenkachse in eine im Luftleitkanal abgeschwenkte untere und in einer horizontalen Ebene verlaufenden Endlage und in eine im Luftleitkanal hoch geschwenkte, in einer schrägen Ebene verlaufenden oberen Endlage mittels eines Stellantriebs verschwenkbar.
Der Stellantrieb nach der Erfindung ist an der Unterbodenverkleidung angeordnet und gehalten und besteht aus einem Linearantrieb, der eine über einen Aktuator ansteuerbare Kniehebelanordnung umfasst. Insbesondere ist beim Stellantrieb in der hoch geschwenkten Endlage ein hoch stehender Hebel der Kniehebelanordnung mit einer Stellstange des Aktuators und ein weiterer abwärts ausgerichteter Hebel ist mit einem mit der Klappe des Frontdiffusors verbundenem Betätigungshebel gelenkig verbunden.
Der Stellantrieb ist mittels eines Betätigungsschalters vom Innenraum des Fahrzeugs aus betätigbar. Durch diese Anordnung und Ausbildung der Klappen des Frontdiffusors sowie dessen Ansteuerung über den Stellantrieb ist eine optimale Anstellung der Klappen je nach Fahrzustand möglich, um einen kleinen Luftwiderstandsbeiwert und einen optimierten Abtriebswert am Fahrzeug zu erzielen.
Zur Erzielung des optimierten Abtriebswerts ist jede Klappe des Frontdiffusors im Luftleitkanal der Unterbodenverkleidung benachbart eines Vorderrades des Fahrzeugs und parallel zueinander verlaufend angeordnet. Der Luftleitkanal weist eine vorderseitige Einmündungsöffnung im Bereich eines Bugspoilers und eine quer ausgerichtete Ausmündungsöffnung zu einem Radhaus des Fahrzeugs auf. Durch diese Anordnung des Frontdiffusors wird eine Druckverteilung am Unterboden des Fahrzeugs und somit der optimaler Abtriebswert erzielt.
Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der Luftleitkanal in einer vorderen Unterbodenverkleidung des Fahrzeugs integriert ist und eine äußere Begrenzungswand des Luftleitkanals in Fahrzeuglängsrichtung geradlinig verläuft und eine weitere gegenüber stehende innere Begrenzungswand des Luftleitkanals endseitig bogenförmig verlaufend ausgeführt ist und mit einem Ende der äußeren geraden Begrenzungswand die Ausmündungsöffnung des Luftleitkanals zum Radhaus hin bildet.
Der Luftleitkanal mit seinen beidseitigen Abgrenzungen über die Begrenzungswände und der zwischen liegend angeordneten verschwenkbaren Klappe ergibt bei hoch geschwenkter Klappe eine zwangsgeführte Luftführung über den Luftleitkanal in den Radkasten hinein und somit einen Abtriebsdruck. Bei abgeschwenkter Klappe des Frontdiffusors ergibt sich eine niveaugleiche Abströmfläche mit der Unterbodenverkleidung und ein hieraus resultierender günstiger Luftwiderstandsbeiwert. Durch die Integration des Luftleitkanals in die Unterbodenverkleidung sind keine zusätzlichen Anbauten zur Bildung des Luftleitkanals erforderlich.
Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die schwenkbare Klappe des Frontdiffusors dünnwandig ausgeführt ist und aus einem AFK oder einem CFK-Werkstoff besteht und mit einem – in Fahrtrichtung gesehenen – vorderen Ende mit einer Verschraubung als Schwenkachse mit der Unterbodenverkleidung verbunden ist und sich ein in die hoch geschwenkte und in die abgeschwenkte Endlage II und I verstellbare Klappenabschnitte ergibt. Durch die Verschraubung der dünnwandigen Klappe mit der Unterbodenverkleidung ergibt sich eine Biegung der Klappe in der hoch geschwenkten Endlage, so dass der vordere Bereich der Klappe etwa bogenförmig abgebogen und der hintere Bereich – in Bezug auf die Fahrtrichtung gesehen – eine etwa geradlinige Fläche ergibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Unteransicht auf einen Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs, mit nahe der Vorderräder angeordneten Klappen umfassenden Frontdiffusoren,
2 eine Unteransicht auf einen in einem Luftleitkanal in der Unterbodenverkleidung angeordneten Klappe des Frontdiffusors,
3 eine Ansicht auf einen Stellantrieb für die Klappe des Frontdiffusors,
4 eine Seitenansicht auf die Klappe des Frontdiffusors in einer hoch geschwenkten schräg angestellten Endlage innerhalb eines Luftleitkanals der Unterbodenverkleidung und
5 eine Seitenansicht gemäß 4 auf die Klappe des Frontdiffusors in einer abgeschwenkten horizontalen Endlage.
In einer Unterbodenverkleidung 1 eines Kraftfahrzeugs 2 sind nahe der Vorderräder 3, 4 zwei Frontdiffusoren 5, 6 angeordnet. Diese umfassen in zwei Endlagen I und II verschwenkbare Klappen 7, 8, die zwischen Begrenzungswänden 9, 10 eines Luftleitkanals 11, 12 angeordnet sind. Die Klappen 7, 8 sowie die zugehörigen Luftleitkanäle 11, 12 erstrecken sich vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung. Beide Klappen 7, 8 sind über eine – in Fahrtrichtung F gesehen – vorn liegende, quer ausgerichtete Schwenkachse S, in eine im Luftleitkanal 11, 12 abgeschwenkte untere und in einer horizontalen Ebene x-x verlaufenden Endlage I sowie in eine im Luftleitkanal 11, 12 hoch geschwenkte, in einer schrägen Ebene y-y verlaufenden oberen Endlage II mittels eines Stellantriebs 14 verschwenkbar.
Der Stellantrieb 14 ist mit der Unterbodenverkleidung 1 verbunden und besteht vorzugsweise aus einem Linearantrieb, der über einen Aktuator 15 eine ansteuerbare Kniehebelanordnung 16 umfasst. Ein hoch stehender Hebel 17 der Kniehebelanordnung 16 ist mit einer Stellstange 18 des Aktuators 15 und ein weiterer abwärts ausgerichteter Hebel 19 ist mit der Klappe 7, 8 des Frontdiffusors 5, 6 über einen Betätigungshebel 20 gelenkig verbunden. Diese Lage der Kniehebelanordnung 16 bezieht sich auf 5 in der unteren Endlage I. In der oberen Endlage II sind die Hebel und die Stellstange entsprechend der Verstellbewegung des Kniehebels verschwenkt.
Insbesondere ist der Stellantrieb 14 mittels eines Betätigungsschalters vom Innenraum des Fahrzeugs 2 aus betätigbar. Über Sensoren 21, 22 sind die Stellungen I und II der Klappen 7, 8 feststellbar.
Wie in 1 näher dargestellt, sind die Klappen 7, 8 des Frontdiffusors 5, 6 in den Luftleitkanälen 11, 12 unmittelbar neben den Vorderrädern 3, 4 des Fahrzeugs 2 angeordnet. Die Luftleitkanäle 11, 12 verlaufen in einem Abstand parallel zueinander und weisen jeweils eine vordere Einmündungsöffnung 23 im Bereich eines Bugspoilers 24 und eine quer zum Fahrzeug 2 ausgerichtete Ausmündungsöffnung 25 für einen Luftstrom L zu einem Radhaus 26 des Fahrzeugs 2 auf.
Vorzugsweise ist die schwenkbare Klappe 7, 8 des Frontdiffusors 5, 6 dünnwandig ausgeführt und besteht aus einem AFK oder einem CFK-Werkstoff und ist mit einem – in Fahrtrichtung F gesehen – vorderen Ende mit der Unterbodenverkleidung 1 verschraubt. Der erste Abschnitt der Klappe 7, 8 ausgehend von der Verschraubung 27, welche die Schwenkachse S bildet, verbiegt sich bei hoch geschwenkter Klappe 7, 8 in die Schrägebene y-y bogenförmig, wobei der anschließende Abschnitt B der Klappe 7, 8 einen eher geradlinigen Verlauf aufweist, was auch in 4 in den Endlagenstellungen II näher dargestellt ist.
Insbesondere sind die im Luftleitkanal 11, 12 über die Schwenkachse S verstellbare Klappen 7, 8 des Frontdiffusors 5, 6 in der abgeschwenkten unteren Endlage I in der Ebene x-x bündig mit der Unterbodenverkleidung 1, zwischen den Begrenzungswänden 9, 10 des Luftleitkanals 11, 12 angeordnet, so dass keine den Luftwiderstand erhöhenden Mittel vorhanden sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 60101363 T2 [0002]

Claims

Frontdiffusor für ein Kraftfahrzeug, der in einer vorderen Unterbodenverkleidung des Fahrzeugs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Frontdiffusor (5, 6) in zwei Endlagen (I, II) verschwenkbare Klappen (7, 8) umfasst, die jeweils zwischen zwei Begrenzungswänden (9, 10) eines Luftleitkanals (11, 12) der Unterbodenverkleidung (1) angeordnet sind und die Klappen (7, 8) über eine – in Fahrtrichtung F gesehen – vorn liegenden quer ausgerichtete Schwenkachse (S) in eine im Luftleitkanal (11, 12) abgeschwenkte untere und in einer horizontalen Ebene (x-x) verlaufenden Endlage (I) und in eine im Luftleitkanal (11, 12) hoch geschwenkte und in einer schrägen Ebene (y-y) verlaufenden oberen Endlage (II) mittels eines Stellantriebs (14) verschwenkbar sind.
Frontdiffusor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (14) an der Unterbodenverkleidung (1) angeordnet ist und aus einem Linearantrieb besteht, der eine über einen Aktuator (15) ansteuerbarer Kniehebelanordnung (16) umfasst.
Frontdiffusor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Endlage (I) ein hoch stehender Hebel (17) der Kniehebelanordnung (16) mit einer Stellstange (18) des Aktuators (15) und ein weiterer abwärts ausgerichteter Hebel (19) mit einem an der Klappe (7, 8) des Frontdiffusors (5, 6) angelenkten Betätigungshebel (20) gelenkig verbunden ist.
Frontdiffusor nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (14) mittels eines Betätigungsschalters vom Innenraum des Fahrzeugs (2) aus betätigbar ist.
Frontdiffusor nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Klappen (7, 8) des Frontdiffusors (5, 6) Sensoren (21, 22) zugeordnet sind, die eine Endlage (I, II) der Klappen (7, 8) dem Fahrer anzeigen.
Frontdiffusor nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Klappe (7, 8) des Frontdiffusors (5, 6) im Luftleitkanal (11, 12) der Unterbodenverkleidung (1) unmittelbar benachbart eines Vorderrades (3, 4) des Fahrzeugs (2) parallel zueinander verlaufend angeordnet ist und der Luftleitkanal (11, 12) eine vorderseitige Einmündungsöffnung (23) im Bereich eines Bugspoilers (24) und eine quer ausgerichtete Ausmündungsöffnung (25) zu einem Radhaus (26) des Fahrzeugs (2) aufweist.
Frontdiffusor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftleitkanal (11, 12) in einer vorderen Unterbodenverkleidung (1) des Fahrzeugs (2) integriert ist und eine äußere Begrenzungswand (10) des Luftleitkanals (11, 12) in Fahrzeuglängsrichtung geradlinig verläuft und eine weitere gegenüber stehende innere Begrenzungswand (9) des Luftleitkanals (11, 12) endseitig bogenförmig verlaufend ausgeführt ist und mit einem Ende der äußeren geradlinigen Begrenzungswand (10) die Ausmündungsöffnung (25) des Luftleitkanals (11, 12) zum Radhaus (26) hin bildet.
Frontdiffusor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbare Klappe (7, 8) des Frontdiffusors (5, 6) dünnwandig ausgeführt ist und aus einem AFK oder einem CFK-Werkstoff besteht und mit einem – in Fahrtrichtung F gesehen – vorderen Ende mit einer Verschraubung (27) als Schwenkachse (S) mit der Unterbodenverkleidung (1) verbunden ist und sich ein in die hoch geschwenkte und in die abgeschwenkte Endlage (II und I) verstellbarer Klappenabschnitt (A und B) ergibt.
Frontdiffusor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschwenkbaren Klappen (7, 8) des Frontdiffusors (5, 6) in der abgeschwenkten unteren Endlage (I) bündig mit der Unterbodenverkleidung (I), zwischen den Begrenzungswänden (9, 10) des Luftleitkanals (11, 12) angeordnet sind und sich eine ebene Unterbodenfläche der Unterbodenverkleidung (1) des Fahrzeugs (2) ausbildet.