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Die
Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Beleuchten eines
Kraftfahrzeugs.
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Infolge
des ständig
steigenden Verkehrsaufkommens auf deutschen Straßen wird es immer wichtiger,
dass man selbst und alle Verkehrssignale von den anderen Verkehrsteilnehmern
gut wahrgenommen werden. Dabei hat es sich als problematisch erwiesen,
dass die herkömmliche
Beleuchtung am Fahrzeugheck sich auf einem relativ niedrigen Niveau
befindet – knapp
oberhalb der Stoßstange – so dass
Bremslichter, Blinksignale und/oder der Rückfahrscheinwerfer allenfalls
von dem direkt dahinter fahrenden Fahrzeuglenker wahrgenommenwerden können, jedoch
nicht von den Insassen weiterer folgender Autos. Lediglich ein im
Bereich der Dachkante angeordnetes, hochgesetztes, drittes Bremslicht ist
mittlerweile sehr häufig
anzutreffen; dieses soll durch die Fensterscheiben des direkt folgenden Fahrzeugs
hindurch auch von weiter hinten fahrenden Fahrzeugen aus sichtbar
sein. Die Anordnung auf Dachhöhe
ist jedoch ebenfalls nicht unproblematisch, weil dort angebrachte
Lichter leicht durch das Dach tieferliegender Sportfahrzeuge verdeckt
werden können.
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Aus
diesen Nachteilen des bekannten Standes der Technik resultiert das
die Erfindung initiierende Problem, für Bremsleuchten, Signalleuchten
(Blinker), Rückfahrscheinwerfer
und/oder sonstige Positions- oder Markierungsleuchten einen Ort
zu finden, wo die betreffende Beleuchtung auch bei Fahrt in einer
längeren
Schlange möglichst
von jedem nachfolgenden Fahrzeug aus gut sichtbar ist; andererseits soll
das Sichtfeld des betreffenden Fahrzeugs nach hinten nur so wenig
als möglich
eingeschränkt
werden.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Beleuchten eines Kraftfahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass
wenigstens ein aerodynamisch geformtes (Anbau-) Teil zur Erhöhung des
Anpreßdrucks
auf die Straße
aktiv beleuchtet ist.
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Üblicherweise
sind aerodynamisch geformte Teile zur Erhöhung des Anpreßdrucks
an exponierten Stellen eines Fahrzeugs angeordnet, wo sie der Luftströmung am
intensivsten ausgesetzt sind. Solche exponierten Stellen sind meistens
auch von vielen Seiten her gut einsehbar, so dass sie sich für die Anordnung
von Leuchtmitteln zwecks Signalisierung und/oder Beleuchtung gut
eignen.
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Solche
Teile zur Erhöhung
des Anpreßdrucks
werden üblicherweise
auf der Oberkante eines Kofferraums angeordnet und damit etwa auf Höhe der Heckscheibe
des betreffenden Fahrzeugs bzw. auf der Höhe der Frontscheibe des folgenden Fahrzeugs.
Ein solcher Leuchtmittelträger
ist also weder an den unteren Rand der Frontscheibe eines folgenden
Fahrzeugs verlegt oder an dessen Seitenkanten oder an den oberen
Rahmen, sondern er befindet sich mitten im Sichtfeld der folgenden
Fahrzeuge. Andererseits ist der Leuchtmittelträger solchermaßen an der
Außenseite
des Fahrzeugs angeordnet, wo er nicht stört wie im Inneren des Fahrzeugs, bspw.
im Bereich der Hutablage.
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In
dem das aerodynamisch geformte Teil zur Erhöhung des Anpreßdrucks
auf die Straße
derart beleuchtet wird, dass die Fläche wenigstens eines Flügels leuchtet,
während
die eigentlichen Lichtquellen nicht sichtbar sind (indirekte Beleuchtung),
wird einerseits erreicht, dass eine große, unübersehbare Fläche leuchtet,
während
andererseits eine Blendgefahr ausgeschlossen ist, weil der umgebende
Verkehr nicht direkt in das Leuchtmittel sehen kann.
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Vorzugsweise
ist die Leuchtfarbe bunt. Mit bunten Farben lassen sich verschiedene
Informationen vermitteln: Bspw. könnte durch selektives Blinken
eines linken und/oder rechten Abschnittes des Leuchtmittelträgers in
Orange die Funktion von Blinkleuchten übernommen oder unterstützt werden.
Mit einer hellen Farbe, bspw. weiß, kann bspw. die Information über das
Einlegen des Rückwärtsganges
vermittelt werden. Bei Einsatzfahrzeugen – bspw. Notarzt-Fahrzeug oder Feuerwehr-Einsatzleiter – kann durch
ein Blinken in der Farbe blau auf die Dringlichkeit eines Einsatzes
hingewiesen werden. Eine nächtliche
Beleuchtung, um das Fahrzeug für
den übrigen
Verkehr deutlich zu kennzeichnen, könnte bspw. in rot gehalten
sein.
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Rotes
Licht eignet sich auch zur Signalisierung eines Bremsvorgangs. Zu
diesem Zweck hat es sich als günstig
erwiesen, wenn während
eines Bremsvorgangs eine rote Beleuchtung eingeschalten wird oder
die Farbe zu rot wechselt.
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Es
liegt im Rahmen der Erfindung, dass das aerodynamisch geformte Teil
zur Erhöhung
des Anpreßdrucks
auf die Straße
als Heckspoiler ausgebildet ist. Ein solcher exponierter Leuchtmittelträger ist einerseits
von hinten besonders gut sichtbar, so dass der nachfolgende Verkehr über die
Position und evtl. Handlungen (Bremsen) oder Absichten (Abbiegen) des
Fahrers bestens informiert wird, sondern er ist auch von der Seite
einsehbar, so dass auch Fußgänger, Fahrradfahrer,
etc. optimal informiert sind.
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Es
bereitet keine Probleme, wenn wenigstens ein Flügel eines solchen Heckspoilers
etwa horizontal orientiert ist, entgegen der Fahrtrichtung jedoch
leicht ansteigt. Eine solche Konstruktion sorgt einerseits für einen
entsprechenden Abtrieb; andererseits vergrößert eine Schrägstellung
die bspw. von hinten einsehbare Fläche und damit auch eine entsprechende
Signalwirkung.
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Indem
wenigstens ein Flügel
gewölbt
ist, insbesondere um eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende Krümmungsachse,
wird das Licht an diesen Flächen
weniger nach innen reflektiert und stattdessen in verstärktem maße zum Austritt
veranlaßt,
so dass ein entsprechend gestalteter Flügel besonders intensiv leuchtet.
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Wenn
der Wölbungradius
eines Flügels
konstant ist oder sich allenfalls stetig ändert, so ist die Helligkeit
bzw. Leuchtkraft über
diese Fläche
hinweg konstant oder ändert
sich nur graduell.
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Wenigstens
ein Flügel
sollte aus einem transparenten Material bestehen, bspw. aus Plexiglas.
Eine solche Eigenschaft verleiht dem betreffenden Flügel die
Eigenschaft, Licht über
weite Strecken hinweg ohne größere Dämpfung weiterleiten
zu können.
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Wenn
die erfindungsgemäßen Leuchtmittel nur
in einer Farbe leuchten sollen, empfiehlt es sich, dass wenigstens
ein Flügel
aus einem (entsprechend) eingefärbten
Material besteht, bspw. aus rötlichem,
blauen, grünen
oder gelben Plexiglas. Sodann können
auch weiße
Leuchtmittel zum Einsatz kommen.
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Die
Oberfläche
wenigstens eines Flügels sollte
eine aufgerauhte Oberfläche
aufweisen, damit das Licht nicht überwiegend nach innen reflektiert wird
wie bei einer glatten Oberfläche,
sondern damit das Licht zu einem großen Anteil über die Fläche des betreffenden Flügels austritt..
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Die
Erfindung bietet außerdem
die Möglichkeit,
der Oberfläche
wenigstens eines Flügels
wenigstens einen Knick zu erteilen. Eine solche Unstetigkeit in
der Flügeloberfläche – insbesondere
bei einem „konvexen" Knick, wo also der
freie Winkel zwischen den angrenzenden Oberflächenbereichen größer ist
als 180° – führt zu einer
kräftiger
leuchtenden Linie im Verhältnis
zu den angrenzenden Oberflächenbereichen.
Mit dieser Methode lassen sich leuchtende Muster oder sogar Botschaften,
bspw. ein Schriftzug, erzeugen.
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Zur
Aufnahme eines oder mehrerer Leuchtmittel eignet (-n) sich eine
oder mehrere Ausnehmungen in der Oberfläche wenigstens eines Flügels, insbesondere
im Bereich einer vorzugsweise quer zur Fahrtrichtung verlaufenden
Kante.
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Um
eine Mehrzahl von Leuchtmitteln unterzubringen, empfiehlt es sich,
eine Aufnahmeausnehmung in Form einer Nut zu gestalten, die entlang
einer quer zur Fahrtrichtung verlaufenden Kante des betreffenden
Heckspoilers verläuft.
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Verschiedene
Pole eines Leuchtmittels in einer gemeinsamen Aufnahmenut lassen
sich an unterschiedliche Stromschienen anschließen und damit elektrisch parallelgeschalten,
so dass die betreffenden Leuchtmittel schaltungstechnisch zusammengefaßt und gemeinsam
ansteuerbar sind. Solche Stromschienen sind ggf. – zusammen
mit den Leuchtmitteln selbst – in
eine Aufnahmenut eingelegt und vorzugsweise eingegossen, so dass
sie großflächig ab
gestützt
und damit unanfällig
für Vibrationen sind.
Vorzugsweise liegt eine Stromschiene auf Massepotential des betreffenden
Fahrzeugs, und eine andere Stromschiene entspricht einer vorzugsweise
positiven Versorgungs- oder Ansteuerspannung.
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Die
Erfindung läßt sich
dahingehend weiterbilden, dass die Nut samt Leuchtmittel durch eine vorzugsweise
undurchsichtige Abdeckung verdeckt ist. Diese Abdeckung verhindert,
dass andere Verkehrsteilnehmer direkt in die Leuchtmittel blicken können und
geblendet werden könnten.
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Um
außerdem
einen mechanischen Schutz gegenüber
Stößen oder
sonstigen Erschütterungen zu
bieten, hat es sich bewährt,
eine solche Abdeckung aus Gummi herzustellen.
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Werden
Leuchtdioden als Leuchtmittel verwendet, so ist der Stromverbrauch
gegenüber
Glühlampen
auf ein Minimum reduziert und der Wirkungsgrad optimal.
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Farbige
Leuchtdioden bieten den weiteren Vorteil, dass das abgegebene Licht
bereits ein erwünschtes
Spektrum aufweist, so dass kaum Spektralanteile herausgefiltert
werden müssen
und die Lichtausbeute daher weiter optimiert ist.
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Dem
selben Zweck dient eine Weiterbildung dahingehend, dass die Farbe
der Leuchtdioden der Farbe des eingefärbten Flügelmaterials entspricht.
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Da
die Bordspannung eines Kraftfahrzeugs üblicherweise 12 Volt beträgt, Leuchtdioden
jedoch meist nur eine Spannung von ca. 1 bis 2 Volt benötigen, kann
den Leuchtdioden (je) ein Vorwiderstand in Reihe geschalten sein.
Andererseits ist es auch möglich,
die Bordspannung auf ein entsprechendes Spannungsniveau herabzutransformieren
oder anderweitig herabzusetzen, bspw. durch getaktete Spannungsversorgungen.
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Außerdem können mehrfarbige
Leuchtdioden verwendet werden, die in zwei oder mehr Farben leuchten
können.
Damit ist die Möglichkeit
eröffnet, mit
einer entsprechend ausgestatteten Leuchteinrichtung verschiedene
Botschaften zu signalisieren, bspw. einen Bremsvorgang durch intensives
Rot anzuzeigen oder den Willen zum Abbiegen durch oranges Blinken.
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Zu
diesem Zweck kann/können
eine, einige oder alle Leuchtiode(n) mehrere Anschlußpole aufweisen,
so dass bei unterschiedlicher Spannungsversorgung, insbesondere
an unterschiedlichen Anschlüssen,
unterschiedliche Farben erzeugbar sind.
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Oftmals
verfügen
Heckspoiler über
mehrere Flügel.
Diese lassen sich untereinander verbinden und dadurch stabilisieren,
indem sie jeweils mit seitlichen Abschlußblenden versehen sind.
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Zur
Befestigung an einem Fahrzeug, insbesondere an einem Kofferraumdeckel,
ist/sind an der Unterseite, insbesondere an dem untersten Flügel, ein
oder mehrere Füße vorgesehen,
vorzugsweise zwei Füße.
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Zwei
Füße lassen
sich derart anordnen, dass die Länge
des untersten Flügels
dadurch in drei etwa gleich lange Abschnitte unterteilt wird. Dadurch
werden einerseits Schwingungen reduziert, andererseits wird die Ästhetik
verbessert.
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An
der Unterseite der Füße sollten
bspw. plattenförmig
verbreiterte Aufstandsflächen
angeordnet sein, damit die Karosserie, insbesondere der Kofferaumdeckel,
durch die Montage nicht beschädigt wird.
Vorzugsweise sind in der Unterseite der Aufstandsfüße je ein
oder mehrere Bohrungen mit Innengewinde vorgesehen zur Aufnahme
von Gewindeschrauben, welche von der Unterseite der Karosserie bzw.
des Kofferraumdeckels her durch darin eingebrachte Bohrungen hindurchgesteckt
und in den/die Standfüße des erfindungsgemäßen Heckspoilers
eingeschraubt sind.
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Im
Rahmen einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung weisen die Füße je ein
Gelenk auf, so dass der Anstellwinkel des/der Flügel verstellbar ist. Der optimale
Anstellwinkel hängt
von der Fahrtgeschwindigkeit und damit auch von der Fahrweise einer
Person ab; denn mit steigender Geschwindigkeit erhöht sich
bei konstantem Anstellwinkel der Abtrieb und damit auch der Luftwiderstand.
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Schließlich entspricht
es der Lehre der Erfindung, dass die Füße je eine Feder, insbesondere Gasdruckfeder
aufweisen, so dass der Anstellwinkel sich in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit ändern kann.
Damit läßt sich
erreichen, dass der Anpreßdruck
und damit auch der Luftwiderstand nur geringfügig mit der Fahrtgeschwindigkeit ändert.
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Weitere
Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter
Ausführungsformen
der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
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1 den
Kofferraum eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Heckspoiler
in einer perspektivischen Ansicht;
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2 einen
Vertikalschnitt durch die 1;
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3 das
Detail III in einer vergrößerten Darstellung;
sowie
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4 die
Befestigungseinrichtung einer anderen Ausführungsform der Erfindung in
der Seitenansicht.
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In 1 ist
ein Teil der Karosserie 1 eines Personenkraftwagens 2 wiedergegeben,
nämlich
das Heck mit Kofferraum 3 und Kofferraumdeckel 4, Stoßstange 5,
Rücklichtern 6 und
Nummernschild 7.
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Auf
der Oberseite des Kofferraumdeckels 4, kurz vor dessen
rückwärtiger Oberkante 8,
ist ein Heckspoiler 9 befestigt. Dieser bildet eine eigenständige Baueinheit
und besteht aus zwei horizontalen Flügeln 10, die über zwei
seitliche Abschlußblenden 11 miteinander
und über
zwei unterseitige Standfüße 12 mit
dem Kofferraumdeckel 4 verbunden sind.
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Wie 2 erkennen
läßt, haben
die unterseitigen Standfüße 12 jeweils
ein L-förmiges Seitenprofil,
so dass sich eine maximale Aufstandsfläche 13 ergibt. In
dieser unterseitigen Aufstandsfläche 13 befinden
sich vorzugsweise je zwei Bohrungen mit Innengewinde zur Aufnahme
der Gewindeschäfte
von Maschinenschrauben, die von der Unter- bzw. Innenseite des Kofferraumdeckels 4 durch
diesen bzw. durch darin eingebrachte Bohrungen hindurchgeschraubt
sind. Zur Gewichtsersparnis können
die Standfüße 12 mit
Durchbrechungen versehen sein; deren Längsachsen verlaufen vorzugsweise
horizontale, insbesondere quer zur Fahrtrichtung. Der Abstand zwischen
den beiden Standfüßen 12 entspricht vorzugsweise
etwa in der Größenordnung
eines Drittels der Fahrzeugbreite.
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Die
Breite des Heckspoilers 9 wird durch die Länge eines
der beiden gleich langen Flügel 10 bestimmt.
Die beiden Flügel 10 sind
identisch geformt und aus je einem von zwei gleich großen Zuschnitten gebogen,
vorzugsweise aus je einem rechteckigen Plexiglas-Zuschnitt, da sich
Plexiglas (d.h. PMMA bzw. Polymethylmetacrylat) in auf ca. 100 °C erwärmtem Zustand
leicht verformen läßt. Wie 2 weiter zu
entnehmen ist, sind die Flügel 10 derart
gebogen, dass die Oberseite jeweils leicht konkav ist, die Unterseite
dagegen leicht konvex, wobei die Krümmungsradien etwa identisch
sind, nämlich
größer als etwa
1 Meter; die Stärke
der Flügel 10 ist
relativ dünn,
bspw. jeweils nur 5 mm bis 15 mm, insbesondere etwa 10 mm.
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Beide
Flügel 10 sind über seitliche
Abschlußblenden 11 miteinander
verbunden, die bspw. ebenfalls aus Plexiglas, aber auch aus einem
Metallblech oder aus Platten eines anderen, nicht transparenten Kunststoffs
gebildet sein können.
Die Abschlußblenden 11 haben
jeweils eine etwa trapezförmige
Grundfläche
mit aerodynamisch abgerundeten Ecken. Die Grundflächen dieser
Abschlußblenden
sind vertikal und parallel zueinander bzw. parallel zur Fahrtrichtung
orientiert. Die Verbindungen zwischen den Flügeln 10 und den Abschlußblenden 11 können geklebt sein,
verschraubt und/oder eingezapft, etc.
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Die
oberen Ecken einer Abschlußblende 11, nämlich die
Vorderkante 14 und die rückwärtige Kante 15 sind
gegenüber
der jeweils unteren Ecke in Fahrtrichtung nach hinten verschoben.
Um ein entsprechendes Maß ist
der obere Flügel 10 auch
gegenüber
dem unteren Flügel 10 nach
hinten verschoben. Beide Flügel 10 sind
derart montiert, dass ihre horizontale Vorderkante 16 jeweils
niedriger liegt als die betreffende Hinterkante 17.
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Aus 3 ist
zu entnehmen, dass an einer dieser Kanten 16, 17,
vorzugsweise an allen beiden Kanten 16, 17, jeweils
ein in horizontaler Richtung verlaufender Schlitz 18 vorgesehen
ist. Im Bereich seiner beiden Flanken 19 weist dieser Schlitz 18 eine größere Tiefe
auf als in seiner Mitte. Innerhalb dieser beiden seitlichen Vertiefungen 19 verläuft je eine Stromschiene,
bspw. in Form eines Drahtes. Zwischen diesen beiden Stromschienen
sind jeweils die Pole einer Vielzahl von Leuchtdioden angeschlossen,
so dass dies parallelgeschalten sind. Wahlweise kann auch jeweils
ein Vorwiderstand eingefügt
sein, der evtl. auch mit der betreffenden Leuchtdiode integriert
sein kann. Es ist auch möglich,
die Leuchtdioden alle hart parallelzuschalten und nur einen gemeinsamen
Vorwiderstand in eine der beiden zusammengefaßten Zuleitungen einzufügen. Die
Leuchtkörper
der leuchtdioden selbst liegen ebenfalls in der Nut 18.
Nach Anschluß aller
Leuchtdioden wird der verbleibende Zwischenraum innerhalb der Nutz 18 angefüllt, vorzugsweise
ausgegossen, insbesondere mit einem Gießharz. Schließlich wird
außen
eine Abdeckung 20, bspw. aus Gummi oder aus einem Isolierband über den
vergossenen Schlitz 18 geklebt, damit der direkte Blick
auf die eingegossenen Leuchtmittel verwehrt bleibt und stattdessen
die ganzen Flügel 10 indirekt
leuchten.
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Zu
Zweck des indirekten Leuchtens ist die Oberfläche der Flügel 10 aufgerauht,
so dass der Lichtaustritt erleichtert ist; außerdem können die Flügel 10 aus einem eingefärbten Plexiglasmaterial
bestehen, je nach Bedarf bspw. rot, blau, orange, aber auch aus
weißem
bzw. rein transparenten Plexiglas.
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Vorzugsweise
befinden sich jeweils 25 bis 100 Leuchtdioden dicht nebeneinander
entlang der Vorder- und Hinterkante 16, 17 beider
Flügel 10,
insgesamt also ca. 100 bis 400 Leuchtdioden.
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4 zeigt
eine Besonderheit einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Hierbei
verfügen
die beiden Standfüße 12' jeweils über ein
Ober- sowie ein davon getrenntes Unterteil 21, 22.
Diese beiden Teile 21, 22 eines Standfußes 12' sind über je ein
Gelenk 23 beweglich miteinander verbunden, das um eine
horizontale, quer zur Fahrtrichtung verlaufende Achse 24 verschwenkbar
ist. Eine Druckfeder 25, bspw. eine Gasdruckfeder, sorgt
dafür,
dass die gesamte Einheit aus Flügeln 10 und
Abschlußblenden 11 in
kräftefreiem
Zustand nach oben gedrückt
wird gegen einen Anschlag, so dass sie etwa die Position nach 2 einnimmt.
Bei zunehmender Geschwindigkeit erhöht sich die von dem Fahrtwind
ausgeübte Abtriebskraft,
so dass die Feder 25 stärker
einfedert und die Flügel
dadurch flacher angestellt werden, wodurch sich wiederum die Abtriebskraft
etwas reduziert. Es stellt sich daher immer ein Gleichgewicht ein,
wobei sich die Abtriebskraft bei unterschiedlicher Fahrtgeschwindigkeit
nur unwesentlich ändert.