DE4305090A1 - Vorrichtung zum Leiten einer Windströmung an Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Leiten einer Windströmung an Fahrzeu­ gen, insbesondere Heckspoiler, mit einem Luftleitprofil, das relativ zur Fahrzeugkaros­ serie zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung mittels wenigstens eines durch einen vorzugsweise elektrischen Antrieb betätigten Ausstellmechanismus verstellbar ist.

Bei einer aus der DE-OS 28 51 639 bekannten Vorrichtung ist ein Luftleitprofil in Form eines Heckspoilers von Gelenkhebelanordnungen getragen, die im Bereich des vorderen Endes und im Bereich des hinteren Endes des Luftleitprofils angelenkt sind und die über dort nicht näher erläuterte Antriebsmittel wahlweise zusammengeklappt oder auf­ geklappt werden können.

Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, bei denen das verstellbare Luftleitprofil an der Fahrzeugkarosserie scharnierartig angelenkt (DE-OS 28 51 639, DE-OS 23 00 583, EP 153 743 A1 und JP 60-92 993 A) oder über Parallelführungen parallel zu seiner Ausgangslage verstellbar (DE-OS 26 49 953) ist.

Aus der EP 242 681 A1 ist weiterhin eine Vorrichtung der eingangs genannten Art be­ kannt, bei der das Luftleitprofil mittels eines zentralen Antriebes über Kabelzüge im Bereich seiner beiden Längsenden ausgestellt wird, wobei das Luftleitprofil sowohl von der Fahrzeugkarosserie fortbewegt als auch relativ dazu geneigt wird. Diese Vorrichtung ist jedoch nur für Spoiler ohne festen Drehpunkt verwendbar. Bei ausgefahrenem Spoi­ ler wirken die auf den Spoiler ausgeübten Druckkräfte über die Kabelzüge direkt auf den Antrieb, wodurch auch der Antrieb relativ stark belastet wird. Diese Belastungen sowohl der Kabelzüge als auch des Antriebs sind der Betriebssicherheit der Vorrichtung abträglich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine relativ einfache und gleichwohl betriebssichere Betätigung eines Luftleitprofils auch über einen großen Verstellweg zuläßt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art er­ findungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Antrieb an dem Luftleitprofil angeordnet ist,
daß mittels des Antriebes ein in Richtung seiner Längsachse verschiebbar geführ­ tes Stellelement mit Bezug auf das Luftleitprofil geradlinig verstellbar ist,
daß das freie Ende des Stellelements mit einem Gleitstück verbunden ist, das ent­ lang einer Führungskulisse eines Ausstellhebels verstellbar ist,
daß ein Ende des Ausstellhebels an dem Luftleitprofil schwenkbar angelenkt ist und das andere Ende des Ausstellhebels mit Bezug auf eine Führungsschiene schwenkbar und entlang der Führungsschiene verschiebbar gelagert ist, und
daß die Führungsschiene an der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist und sich in ei­ ner Richtung erstreckt, die in der senkrechten Projektion parallel zu dem Stelle­ lement verläuft.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mittels eines gemeinsamen Antriebes können zweckmäßig über drucksteife oder druck­ steif geführte Antriebskabel zwei Ausstellmechanismen synchron betätigt werden, wobei vorteilhaft der Antrieb ungefähr in der Mitte der Längsabmessung des Luftleitprofils sitzt, während die beiden Ausstellmechanismen mit Bezug auf den Antrieb nach außen versetzt, beispielsweise nahe den beiden Längsenden des Luftleitprofils angeordnet, sind.

Ein Führungsstück, an dem das andere Ende des Ausstellhebels angelenkt ist, ist vor­ zugsweise entlang der Führungsschiene verschiebbar geführt. Der Ausstellhebel kann zwei parallel zueinander angeordnete Arme aufweisen, die zu beiden Seiten des Stellelements und der Führungsschiene angeordnet sind, wobei das Gleitstück in die Füh­ rungskulissen in jedem der beiden Arme des Ausstellhebels eingreift und die beiden Arme an seitlich überstehende Enden des Führungsstückes angelenkt sind. Dadurch wird eine symmetrische Kraftübertragung von dem Stellelement auf die Führungsschie­ ne erreicht.

Der Ausstellhebel liegt in der eingefahrenen Stellung des Luftleitprofils vorzugsweise parallel oder nahezu parallel zu dem Luftleitprofil, und er nähert sich in der ausgefah­ renen Stellung des Luftleitprofils einer zu dem Luftleitprofil senkrechten Stellung an. Dies gewährleistet eine besonders günstige Kraftübersetzung am Anfang der Ausstell­ bewegung. Es wird außerdem eine Selbsthemmung der Mechanik erreicht, die verhin­ dert, daß auf das Luftleitprofil einwirkende Kräfte unmittelbar auf die Antriebskabel übertragen werden.

Vorzugsweise kann eine Übersteuereinrichtung vorgesehen sein, die ein von dem An­ trieb unabhängiges Verstellen des Luftleitprofils von Hand in eine maximal ausgestellte Lage, beispielsweise zur Wartung und/oder Reinigung erlaubt. Zur Bildung der Über­ steuereinrichtung kann die Führungsschiene an einem Längsende drehbar an der Karos­ serie angelenkt und an ihrem anderen Längsende lösbar an der Fahrzeugkarosserie be­ festigt sein. Zur lösbaren Befestigung der Führungsschiene eignet sich unter anderem ein Schnapphaken, der normalerweise die Führungsschiene festhält und der in eine die Führungsschiene freigebende Position gebracht werden kann. Um das Luftleitprofil bis zu einem beabsichtigtem Rückstellen in der maximal ausgestellten Lage zu halten, kann eine Federraste oder dergleichen vorgesehen sein.

In der ausgefahrenen Stellung des Spoilers befindet sich der Ausstellhebel im wesentli­ chen senkrecht zur Ebene des Spoilers, wodurch eine gewisse Selbsthemmung der Spoilerstellung gegen die angreifenden Windkräfte resultiert, die wiederum die An­ triebsvorrichtung und eventuelle Kabelzüge zur Betätigung mehrerer Vorrichtungen von der Aufnahme dieser Kräfte entlastet.

Weiterhin werden durch die Erfindung vorteilhafterweise die Kräfte vom Kolben sym­ metrisch auf die Führungsschiene übertragen.

Wenn die Führungsschiene ebenfalls drehbar an einem Ende an der Fahrzeugkarosserie angelenkt ist und an dem anderen Ende z. B. mittels eines Schnapphakens lösbar an der Fahrzeugkarosserie gehalten ist, kann der Heckspoiler in eine Waschstellung hochge­ klappt werden, in der sowohl der Spoiler als auch die Antriebsmechanik sowohl für Rei­ nigungs- als auch für Wartungsarbeiten gut zugänglich ist.

Die Form des Ausstellhebels als Bananenhebel ermöglicht eine optimale Kraftüberset­ zung am Anfang der Ausstellbewegung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich sowohl für Spoiler mit einem festen Dreh­ punkt als auch für Spoiler verwenden, die ohne eine Veränderung ihrer Orientierung senkrecht zur Oberfläche der Fahrzeugkarosserie bewegt werden.

Wenn jeweils zwei Vorrichtungen im Bereich der Vorderkante des Spoilers synchron be­ tätigt werden und zwei Vorrichtungen im Bereich der Hinterkante des Spoilers synchron betätigt werden, lassen sich mittels zweier Antriebe alle gewünschten Spoilerstellungen realisieren. Die Steuerung der beiden Antriebe kann hier mittels einer Elektronik, z. B. programmgesteuert, verlaufen.

Wenn nur eine Translationsbewegung des Spoilers unter Beibehaltung seiner Orientie­ rung gewünscht ist, läßt sich dies mittels eines einzigen Antriebs über vier Vorrichtun­ gen im Bereich des Luftleitprofils realisieren. Diese vier Vorrichtungen sind dann vor­ zugsweise über Kabelzüge mit dem zentralen Antrieb verbunden.

Falls zur Realisierung der oben beschriebenen Waschstellung die Führungsschiene an einem Längsende ausrastbar ist, so ist es vorteilhaft, wenn der Ausstellhebel an der Füh­ rungsschiene an dem lösbaren Ende einrastbar ist, so daß die Waschstellung des Heck­ spoilers eigenstabil ist. Diese Einrastung kann z. B. über eine federnd angedrückte Kugel realisiert werden, die in dem Führungsstück vorgesehen ist, mittels dessen der Bananen­ hebel an der Führungsschiene gleit- und drehbar gelagert ist, wobei an dem lösbar ge­ haltenen Ende der Führungsschiene dann eine zur angedrückten Kugel komplementäre Ausbuchtung vorgesehen ist, in die die Kugel in der Waschstellung einrastet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Heck eines Kraftfahrzeuges mit einem von zwei Aus­ stellmechanismen verstellbar abgestützten Heckspoiler,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3, 4 und 5 Schnitte entlang der Linie III-III der Fig. 1 bei eingefahrenem Heckspoiler, bei ausgefahrenem Heckspoiler bzw. bei in der maximal ausge­ stellten Lage (Waschstellung) stehendem Heckspoiler, und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines der beiden Ausstellmechanismen des Heck­ spoilers nach den Fig. 1 bis 5.

Der veranschaulichte Heckspoiler weist ein Luftleitprofil 10 auf, das nahe seinen beiden äußeren Enden über jeweils einen Ausstellmechanismus 11 mit Bezug auf die Fahrzeugkarosserie 12 verstellbar abgestützt ist. Dabei kann das Luftleitprofil 10 beispiels­ weise über Drehgelenke 13 an der Karosserie 12 schwenkbar angelenkt sein. Zum Be­ tätigen der beiden Ausstellmechanismen 11 dient ein gemeinsamer Antrieb 14, zu dem ein Elektromotor 15 mit nachgeschaltetem Untersetzungsgetriebe 16 gehören. Auf einer Abtriebswelle 17 des Untersetzungsgetriebes 16 sitzt ein Antriebsritzel 18, das mit zwei Gewindekabeln 19 in ständiger Antriebsverbindung steht. Die Gewindekabel 19 sind in Führungsrohren 20 an der Unterseite des Luftleitprofils 10 drucksteif geführt. Jedes der Führungsrohre 20 mündet an der vom Antrieb 14 abliegenden Seite in einen Rohrab­ schnitt 21 jeweils eines der Ausstellmechanismen. 11.

Die Ausstellmechanismen 11 sind gleich aufgebaut und weisen jeweils einen parallel zu dem Rohrabschnitt 21 an diesen angrenzend verlaufenden, beispielsweise zweischaligen Zylinder 22 auf, der zusammen mit dem Rohrabschnitt 21 über eine Dichtplatte 23 mit angeformtem Lagerbock an der Unterseite des Luftleitprofils 10 befestigt ist. An dem vom Antrieb 14 abgewendeten Ende des Gewindekabels 19 ist ein Mitnehmer befestigt, der durch eine Längsöffnung zwischen Rohrabschnitt 21 und Zylinder 22 ragt und an ei­ nem Stellelement in Form eines in dem Zylinder 22 geführten Kolbens 24 angebracht ist. Der Kolben 24 ragt nach hinten aus dem Zylinder 22 heraus, und das freie Ende des Kolbens 24 ist mit einem quer zur Kolbenlängsachse gerichteten Zapfen 25 verbunden, auf dessen beide über den Kolben 24 seitlich vorragende Enden ein Gleitstück 26 aufge­ setzt ist. Die im veranschaulichten Ausführungsbeispiel quaderförmig geformten Gleit­ stücke 26 sind jeweils entlang einer Führungskulisse 27 in zu beiden Seiten des Kolbens 24 angeordneten Armen 28 eines zweiarmigen Ausstellhebels 29 verstellbar. Das obere Ende des Ausstellhebels 29 ist über einen Gelenkbolzen 30 an einem Lagerbock 31 an­ gelenkt, der seinerseits an der Unterseite des Luftleitprofils 10 fest angebracht ist. Zwi­ schen die unteren Enden der Arme 28 erstreckt sich eine Führungsschiene 32, auf der ein Führungsstück 33 in Längsrichtung der Führungsschiene verschiebbar geführt ist. Von dem Führungsstück 33 stehen beidseits Schwenklager 34 vor, über welche der Aus­ stellhebel 29 mit dem Führungsstück 33 schwenkbar verbunden ist. Das hintere Ende der Führungsschiene 32 ist an einem Lagerstück 35 angelenkt, das seinerseits karosserie­ fest angebracht ist. Ein Schnapphaken 36 ist gleichfalls an einem karosseriefesten Teil angebracht und weist eine um einen begrenzten Betrag verstellbare Zunge 37 auf, die sich normalerweise in eine Quernut 38 an der Stirnfläche des vorderen Endes der Füh­ rungsschiene 32 einlegt, um auf diese Weise die Führungsschiene 32 in der in den Fig. 3, 4 und 6 veranschaulichten Stellung mit Bezug auf die Fahrzeugkarosserie zu halten.

In der eingefahrenen Stellung des Heckspoilers nimmt das Luftleitprofil 10 die in den Fig. 2 und 3 veranschaulichte Stellung an, in welcher das Luftleitprofil 10 näherungs­ weise bündig zu den benachbarten Außenteilen der Karosserie 12 liegt. Der Antrieb 14 taucht dabei in einen karosseriefesten Aufnahmeraum 39 ein (Fig. 2). Die im wesentli­ chen bananenförmig ausgebildeten Arme 28 des Ausstellhebels 29 nehmen eine zu dem Luftleitprofil 10 näherungsweise parallele Stellung ein (Fig. 3). Das Führungsstück 33 befindet sich nahe dem von dem Lagerstück 35 abgewendeten vorderen Ende der Füh­ rungsschiene 32. Die Gleitstücke 26 stehen nahe dem dem Führungsstück 33 zugewen­ deten Ende der jeweiligen Führungskulisse 27, weil der Kolben 24 in den Zylinder 22 maximal eingefahren ist.

Soll der Heckspoiler ausgefahren werden, wird der Motor 15 eingeschaltet. Über das Untersetzungsgetriebe 16 und das Antriebsritzel 18 werden die Gewindekabel 19 gegen­ läufig beide nach außen verstellt. Der Kolben 24 wird von dem zugeordneten Gewinde­ kabel 19 mitgenommen und dabei aus dem Zylinder 22 nach hinten ausgefahren. Dabei werden die Gleitstücke 26 nach hinten in Richtung auf das dem Gelenkbolzen 30 be­ nachbarte Ende der zugehörigen Führungskulisse 27 verschoben. Aufgrund der geome­ trischen Gegebenheiten verlagert sich das Führungsstück 33 nach hinten in Richtung auf das Lagerstück 35. Der Ausstellhebel 29 stellt sich infolgedessen auf und fährt das Luft­ leitprofil 10 aus (Fig. 4).

Wird, beispielsweise im Zuge einer Wagenwäsche, manuell Kraft auf den Schnapphaken 36 nach vorne ausgeübt, rastet der Schnapphaken 36 aus der Quernut 38 der Führungs­ schiene 32 aus. Das Luftleitprofil 10 kann jetzt in die in Fig. 5 dargestellte Waschstel­ lung angehoben werden, wobei die Führungsschiene 33 um einen Gelenkzapfen 40 mit Bezug auf das karosseriefeste Lagerstück 35 hochschwenkt, während sich das Führungs­ stück 33 zu dem von dem Lagerstück 35 abliegenden Ende der Führungsschiene 32 be­ wegt. Dabei rastet eine (nicht dargestellte) in dem Führungsstück 33 sitzende, unter Federvorspannung stehende Rastkugel in eine Rastausnehmung 41 der Führungsschiene 32 ein. Auf diese Weise wird das Luftleitprofil 10 für Wartungs- und/oder Reinigungs­ zwecke in der in Fig. 5 gezeigten Stellung gehalten, bis auf das Luftleitprofil 10 von Hand eine ausreichend große, nach unten gerichtete Kraft ausgeübt wird, um die Rast­ kugel aus der Rastausnehmung 41 ausrasten zu lassen. Zweckmäßig ist die Auslegung so getroffen, daß die Rastkugel mit der Rastausnehmung 41 auch in der eingefahrenen Stellung des Heckspoilers gemäß den Fig. 2 und 3 in Eingriff kommt.

Der Antrieb kann hand- oder computergesteuert sein. Bei einer Computersteuerung können beispielsweise Kennlinien für die optimale Stellung des Heckspoilers bei unter­ schiedlichen Geschwindigkeiten gespeichert sein.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Leiten einer Windströmung an Fahrzeugen, insbesondere Heck­ spoiler, mit einem Luftleitprofil (10), das relativ zur Fahrzeugkarosserie (12) zwi­ schen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung mittels wenigstens ei­ nes durch einen vorzugsweise elektrischen Antrieb (14) betätigten Ausstellme­ chanismus (11) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb (14) an dem Luftleitprofil (10) angeordnet ist,
daß mittels des Antriebes (14) ein in Richtung seiner Längsachse verschiebbar geführtes Stellelement (Kolben 24) mit Bezug auf das Luftleitprofil (10) geradlinig verstellbar ist,
daß das freie Ende des Stellelements mit einem Gleitstück (26) verbunden ist, das entlang einer Führungskulisse (27) eines Ausstellhebels (29) verstellbar ist,
daß ein Ende des Ausstellhebels (29) an dem Luftleitprofil (10) schwenkbar ange­ lenkt ist und das andere Ende des Ausstellhebels mit Bezug auf eine Führungs­ schiene (32) schwenkbar und entlang der Führungsschiene verschiebbar gelagert ist, und
daß die Führungsschiene (32) an der Fahrzeugkarosserie (12) angeordnet ist und sich in einer Richtung erstreckt, die in der senkrechten Projektion parallel zu dem Stellelement verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines gemein­ samen Antriebes (14) über drucksteife oder drucksteif geführte Antriebskabel (19) zwei Ausstellmechanismen (11) synchron betätigbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (14) min­ destens näherungsweise in der Mitte der Längsabmessung des Luftleitprofils (10) sitzt und die beiden Ausstellmechanismen (11) mit Bezug auf den Antrieb nach außen versetzt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstellhebel (29) zwei parallele Arme (28) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstellhebel (29) beziehungsweise dessen beide Arme (28) im wesentli­ chen bananenförmig ausgebildet ist (sind).

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungsstück (33), an dem das andere Ende des Ausstellhebels (29) ange­ lenkt ist, entlang der Führungsschiene (32) verschiebbar geführt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (26) und das Führungsstück (33) oder damit verbundene Bauteile über das Stellelement (Kolben 24) beziehungsweise die Führungsschiene (32) seitlich vorragen, die beiden Arme (28) des Ausstellhebels (29) zu beiden Seiten des Stellelements und der Führungsschiene angeordnet sind, die seitlich vorstehenden Enden des Gleitstückes in die Führungskulissen (27) in jedem der beiden Arme des Ausstellhebels eingreifen und die beiden Arme an die seitlich überstehenden Enden des Führungsstückes beziehungsweise eines damit verbundenen Bauteils angelenkt sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstellhebel (29) in der eingefahrenen Stellung des Luftleitprofils (10) parallel oder nahezu parallel zu dem Luftleitprofil liegt und in der ausgefahrenen Stellung des Luftleitprofils sich einer zu dem Luftleitprofil senkrechten Stellung nähert.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Übersteuereinrichtung, die ein von dem Antrieb (14) unabhängiges Verstel­ len des Luftleitprofils (10) von Hand in eine maximal ausgestellte Lage erlaubt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Übersteuereinrichtung die Führungsschiene (32) an einem Längsende drehbar an der Karosserie (12) angelenkt und an ihrem anderen Längsende lösbar an der Fahrzeugkarosserie (12) befestigt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur lösbaren Befesti­ gung der Führungsschiene (32) ein Schnapphaken (36) vorgesehen ist, der norma­ lerweise die Führungsschiene (32) festhält und der in eine die Führungsschiene freigebende Position gebracht werden kann.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Federraste zum lösbaren Verriegeln des Luftleitprofils (10) in der maximal ausgestellten La­ ge.