DE10316847A1

DE10316847A1 - Unterfahrschutzeinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Unterfahrschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE10316847A1
Application number: DE10316847A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr.-Ing. Soja; Mathias Dipl.-Ing. Froeschle; Dieter Dipl.-Ing. Jungert; Martin Dipl.-Ing. Kamm
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-11-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unterfahrschutzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die unterhalb eines Stoßfängers an einer Frontpartie des Kraftfahrzeugs anordenbar ist, die ein als Unterfahrschutz dienendes Flächenelement aufweist und die einen mittels eines Impulselements befüllbaren Luftsack besitzt, mit dem das Flächenelement aus einer eingefahrenen Ruhelage in eine ausgefahrene Schutzstellung verlagerbar ist.
Zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs (1) ist vorgesehen, dass die Unterfahrschutzeinrichtung (UE) eine unabhängig von dem Impulselement (13) betreibbare aktivierbare und deaktivierbare Druckluftquelle (17) umfasst, über die der Luftsack (11) befüllbar ist, der das Flächenelement (9) in eine Betriebsstellung (BS) ausstellt.

Description

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Unterfahrschutzeinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie von einem Verfahren zum Betreiben einer Unterfahrschutzeinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6.

Eine gattungsbildende Unterfahrschutzeinrichtung und deren Verfahren zum Betreiben ist der DE 199 18 202 A1 zu entnehmen. Sie ist an einer Frontpartie, an der ein Stoßfänger vorhanden ist, unterhalb des Stoßfängers eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Als Unterfahrschutz dient ein Flächenelement, das aus seiner eingefahrenen Ruhelage mittels eines Impulselements, hier Gasgenerators, und eines damit befüllbaren Luftsackes schlagartig in eine ausgefahrene Schutzstellung verlagert werden kann. In der Schutzstellung wird die lichte Weite zwischen Fahrbahn und dem unteren Ende des durch das Flächenelement vergrößerten Stoßfängers reduziert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Unterfahrschutzeinrichtung bzw. ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer solchen Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der/dem das Fahrverhalten eines Kraftfahrzeugs beeinflussbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Unterfahrschutzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche die in Anspruch 1 genannten Merkmale umfasst bzw. einem Verfahren zum Betreiben einer derartigen Unterfahrschutzeinrichtung gemäß Anspruch 6. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben. Insbesondere wird die Unterfahrschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9 betrieben.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass das als Unterfahrschutz dienende Flächenelement mit der separaten Druckluftquelle, die den Luftsack druckbeaufschlagt, beliebig oft in die ausgefahrene Betriebsstellung gebracht werden kann, in der es als aerodynamisches Luftleitelement wirkt und beispielsweise die Fahreigenschaften des Kraftfahrzeugs verändert und/oder ggf. den Luftwiderstandsbeiwert des Kraftfahrzeugs optimiert und/oder den Treibstoffverbrauch im Fahrbetrieb senken kann. Außerdem ergibt sich ein sportliches Äußeres des Kraftfahrzeugs, wenn das Flächenelement in Betriebsstellung vorliegt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung mit den in Anspruch 5 genannten Merkmalen ist vorteilhaft, dass das aus einem elastischen Werkstoff hergestellte Flächenelement beim Ausfahren von der Ruhelage in die Betriebsstellung Rückstellkräfte selbst in sich aufbaut, so dass beim Deaktivieren der Luftquelle bzw. beim Druckentlasten des Luftsackes das Flächenelement selbständig durch die Rückstellkräfte in seine Ruhelage verbracht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:
1 ein Kraftfahrzeug mit einer Frontpartie in perspektivischer Ansicht und
2 entlang der Linie II-II einen Schnitt durch die Frontpartie nach 1.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, welches einen von Rädern 2 getragenen Aufbau 3 besitzt. Der Aufbau 3 umfasst ein Frontpartie 4, die seitliche Kotflügel 5, eine dazwischen angeordnete Haube 6 und einen das vordere Ende des Kraftfahrzeugs 1 bildenden Stoßfänger 7 aufweist, der mit einem Verkleidungsteil 8 bedeckt sein kann.
Gemäß 2 ist unterhalb des Stoßfängers 7 eine Unterfahrschutzeinrichtung UE mit einem bewegbaren Flächenelement 9 vorgesehen, welches sich streifenförmig über nahezu die gesamte Fahrzeugbreite FB im Bereich der Frontpartie 4 erstrecken kann bzw. der in 1 dargestellten gebogenen Kontur der Frontpartie 4 folgt. In 2 ist das Flächenelement 9 in durchgezogenen Linien in einer ausgefahrenen, etwa aufrechten ersten Schutzstellung SC1 dargestellt, in der es als Unterfahrschutz dient und die lichte Weite WE zwischen einer Fahrbahn FN und dem unteren Ende ED des Stoßfängers 7 reduziert. Gestrichelt ist in 2 das Flächenelement 9 in seiner eingefahrenen Ruhelage RL eingezeichnet, in der es an der Unterseite 10 der Frontpartie 4 bzw. des Verkleidungsteils 8 anliegt. Aus seiner Ruhelage RL ist das Flächenelement 9 mittels eines aufblasbaren Luftsackes 11 in die erste Schutzstellung SC1 für den Unterfahrschutz ausfahrbar, insbesondere um eine angedeutete Klappachse 12 ausstellbar. Dafür ist der Luftsack 11 über ein Impulselement 13 schlagartig befüllbar. Das Impulselement 13 ist so ausgebildet, dass durch impulsartiges bzw. schlagartiges Freisetzen eines Füllmediums der Luftsack 11 in sehr kurzer Zeit befüllt wird, um das Flächenelement 9 in die Schutzposition SC1 überführen zu können. Das Impulselement 13 kann demnach als Druckspeicher, insbesondere Druckluftspeicher, oder als Patrone mit Druckbefüllung, insbesondere Druckluftbefüllung, oder als pyrotechnisches Element, insbesondere Gasgenerator 13', ausgeführt sein. Der Gasgenerator 13' bildet die bevorzugte Ausführungsform des Impulselements 13 und umfasst beispielsweise eine Treibladung 14 und eine Zündquelle 15 dafür, die von einem Steuergerät 16 aktivierbar ist. Das Steuergerät 16 ist mit einem Sensor 17 verbunden, der dem Steuergerät 16 Signale übermittelt, wenn an der Frontpartie 4 ein Kontakt mit einem Gegenstand oder einer Person stattfindet, wodurch der Gasgenerator 13' den Luftsack aufbläst. Über das Steuergerät 16 ist also das Impulselement 13 aktivierbar.
Ferner ist der Luftsack 11 mit einer Druckluftquelle 17, beispielsweise einer elektrisch betriebene Pumpe oder einem wiederbefüllbarer Druckspeicher, der Unterfahrschutzeinrichtung UE verbunden, welche unabhängig von dem Impulselement 13 betreibbar und mehrfach aktivierbar und deaktivierbar ist. Der Luftsack 11 kann mithin unabhängig von dem Impulselement 13 und beliebig oft über die Druckluftquelle 17 druckbeaufschlagt und demnach aufgeblasen werden, so dass er einen gefüllten Zustand ZB einnimmt. Somit kann das Flächenelement 9 im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 auf Anforderung, beispielsweise fahrgeschwindigkeitsabhängig, aus seiner Ruhelage RL in eine ausgefahrene, etwa aufrechte Betriebsstellung BS ausgestellt werden und umgekehrt, beispielsweise um die Klappachse 12 bewegt werden, in welcher Betriebsstellung BS das Flächenelement 9 als aerodynamisches Luftleitelement 18 bzw. Spoiler während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 wirkt. Wird die Luftquelle 17 deaktiviert, kann die in dem druckbeaufschlagten Luftsack 11 vorhandene Luft, ggf. über eine schaltbare Ventilanordnung (nicht dargestellt), wieder entweichen, wodurch der Luftsack 11 druckentlastet und das Flächenelement 9 selbsttätig von der Betriebsstellung BS in die Ruhelage RL zurückbewegt wird, da es aus einem elastischen Werkstoff hergestellt ist und somit beim Bewegen in die Betriebsstellung BS Rückstellkräfte RK in sich aufbaut. Zusätzlich oder alternativ kann durch aktives Entleeren des Luftsacks 11, beispielsweise durch Abpumpen der Luft ein Unterdruck aufgebaut werden, um das Flächenelement 9 zurück in die Ruhelage RL zu bewegen bzw. um die Rückstellkräfte RK zu unterstützen. Die nicht dargestellte Ventilanordnung könnte demnach den Luftsack 11 je nach Anforderung mit der Druck- oder Saugseite der Pumpe verbinden. Ggf. könnte die Pumpe selbst entsprechend umschaltbar, also reversierbar, ausgeführt sein. Die vorstehend erwähnte Ventilanordnung kann unter Umständen auch dazu dienen, den über die Luftquelle 17 gefüllten Luftsack 11 in dem befüllten Zustand ZB zu halten, so dass die Luftquelle 17 deaktiviert werden kann und das Flächenelement 9 dennoch in der Betriebsstellung BS verbleibt. Beim Öffnen der Ventilanordnung wird der Luftsack 11 druckentlastet und ggf. aktiv entleert.
Das Ausfahren in die Betriebsstellung BS über die Druckluftquelle 17 kann automatisch bei einer ersten Fahrgeschwindigkeit erfolgen; das Einfahren zurück in die Ruhelage RL kann automatisch bei einer zweiten Fahrgeschwindigkeit eingeleitet werden, wobei vorzugsweise der Wert der ersten Fahrgeschwindigkeit größer als der Wert der zweiten Fahrgeschwindigkeit gewählt ist. Zusätzlich oder alternativ kann neben dem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Betrieb der Unterfahrschutzeinrichtung UE ein manuell ansteuerbares Aus- und Einfahren des Flächenelements 9 gegeben sein.
Die aerodynamisch wirksame Betriebsstellung BS das Flächenelements 9 kann mit der Schutzstellung SC1 identisch sein. Ggf. wäre es jedoch aufgrund des mit dem Impulselement 13 erzeugbaren hohen Befülldrucks für den Luftsack 11 denkbar, dass das Flächenelement 9 in eine – in Fahrtrichtung FR gesehen – vor der Betriebsstellung BS liegende ausgefahrene, etwa aufrechte zweite Schutzstellung SC2 ausgestellt werden kann, wie es in 2 strichpunktiert eingezeichnet ist.
Als Beschädigungsschutz für den Luftsack 11 kann zwischen dem freien Ende 19 des Flächenelements 9 und der Unterseite 10 des Verkleidungsteils 8 noch eine Schutzabdeckung 20 vorgesehen sein. In einer weiteren Ausführungsform könnte das Flächenelement 9 ein oder mehrere elastische Rückstellelemente 21 besitzen, das/die beim Ausfahren in die Betriebsstellung BS vorgespannt wird/werden und diese Vorspannkraft beim Einfahren in die Ruhelage RL wieder freisetzen, um so die Rückstellkräfte RK zu unterstützen oder sogar vollständig aufzubringen. Das Rückstellelement 21 könnte federelastisch ausgeführt sein und ggf. als Biegestab in das Flächenelement 9 integriert sein oder daran angreifen. In 2 ist das Rückstellelement 21 lediglich als Feder gezeigt, um die Funktion zu verdeutlichen, jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.

Claims

Unterfahrschutzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die unterhalb eines Stoßfängers an einer Frontpartie des Kraftfahrzeugs anordenbar ist, die ferner ein als Unterfahrschutz dienendes Flächenelement aufweist und die außerdem einen mittels eines Impulselements befüllbaren Luftsack besitzt, mit dem das Flächenelement aus einer eingefahrenen Ruhelage in eine ausgefahrene Schutzstellung verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterfahrschutzeinrichtung (UE) eine unabhängig von dem Impulselement (13) betreibbare aktivierbare und deaktivierbare Druckluftquelle (17) umfasst, über die der Luftsack (11) befüllbar ist, der das Flächenelement (9) in eine Betriebsstellung (BS) ausstellt.
Unterfahrschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Impulselement (13) als Gasgenerator (13') ausgeführt ist.
Unterfahrschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenelement (9) sich nahezu über die gesamte Fahrzeugbreite (FB) erstreckt und an der Unterseite (10) der Frontpartie (4) aus- und einklappbar angebracht ist.
Unterfahrschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftquelle (17) als Pumpe und/oder Druckspeicher ausgeführt ist.
Unterfahrschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenelement (9) streifenförmig aus einem elastischen Werkstoff hergestellt ist.
Verfahren zum Betreiben einer Unterfahrschutzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein als Unterfahrschutz wirkendes Flächenelement mittels eines mit einem Impulselement befüllbaren Luftsackes aus einer eingefahrenen Ruhelage in eine ausgefahrene Schutzstellung verlagerbar ist, dg, dass der Luftsack (11) unabhängig von dem Impulselement (13) druckbeaufschlagt wird und so dass das Flächenelement (9) aus der Ruhelage (RL) fahrgeschwindigkeitsabhängig in eine aerodynamisch wirksame Betriebsstellung (BS) ausstellt, und dass der Luftsack (11) druckentlastet wird, wodurch das Flächenelement (9) fahrgeschwindigkeitsabhängig wieder in Ruhelage (RL) zurückkehrt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftsack (11) in Abhängigkeit einer ersten Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeug (1) druckbeaufschlagt und bei einer zweiten Fahrgeschwindigkeit wieder druckentlastet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftsack (11) aktiv entleert wird, wenn er in die Ruhelage (RL) zurück bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfahren des Flächenelements (9) in die Ruhelage (RL) durch zumindest ein elastisches Rückstellelement (21) unterstützt wird.