包括固定光源的后部照明活动板片的制作方法

2021-02-08 06:02:28|

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本发明涉及机动车辆上的车载空气动力学装置的领域。

背景技术：

以扰流器的形式延长车顶形状的这些装置旨在在后轴上提供额外的空气动力学支撑和/或在车辆高速行驶时减小其空气阻力。

为了增强车辆的后方视野，特别是在车辆制动减速时，已知为扰流器配备在固定不动的扰流器的整个或部分横向长度上延伸并且与车辆的刹车灯同时亮起的照明装置。该照明装置通常布置在扰流器的后缘处。

例如在文件de202006010701中或在文件fr2932767中描述了这种装置。

为了改善空气动力学效果，制造商建议使扰流器可活动。

因此，文件us5923245或文件us5119068描述了一种翼板，该翼板包括布置在后缘上的照明装置，并且可绕横向轴线在收回位置和打开位置之间旋转运动，以调节扰流器的入射角，从而增加车辆后部处的垂直支撑。

然而，这些装置的缺点是当翼板处于收回位置时未使得照明装置可见。实际上，照明装置的照明角度根据翼板的入射角而变化，并且在入射角减小时使得该照明装置无效，这导致在翼板未打开时照明装置被解除激活。

为改善车辆的空气动力系数的最新研发使得制造商提出了包括固定不动的扰流器和可平移运动的部分的这样的尾翼，该可平移运动的部分也称为活动板片，该部分在扰流器的固定不动的部分中的沿车辆纵向的滑动将该固定不动部分向后延长。由活动板片实现的这种向后的表面延伸允许减小湍流，从而改善了车辆后部处的空气动力学性能。

这些沿车辆纵向平移的装置具有显著的空气动力学效果，其中包括例如从70km/h起的低速行驶的情况。它们还可以减小车辆的阻力而对后部支撑没有明显影响。

技术实现要素：

本发明的目的尤其是提出一种技术方案，以便为该新型空气动力学装置配备在各种使用构造中从车辆后部均可见的照明装置。

根据本发明的用于机动车辆的空气动力学装置包括与车身连接的固定不动的扰流器以及活动板片，该活动板片在固定不动的扰流器的内部空间中沿着纵轴线在收回位置和该固定不动的扰流器的后延长中的打开位置之间滑动。

该空气动力学装置的特征在于：活动板片包括至少一个散射光导，该至少一个散射光导包括至少一个纵向延伸的光入射轨道和布置在活动板片的从车辆外部可见的表面上的一个或多个光出射表面；其特征还在于，在固定不动的扰流器的所述内部空间的内壁上布置有一个或多个光源，所述一个或多个光源面对着并紧邻所述光入射轨道中的每个。

以此方式布置，该照明装置具有基本恒定的围绕横向轴线的入射角，并且无论活动板片的打开或收回位置如何，该照明装置都从车辆后部保持可见。因此，无论车辆的速度如何，都可以使该照明装置处于激活状态，同时遵守严格的角度范围和照明强度，特别是标准ecer48和ecer7规定的那些。

此外，可以通过将固定不动的电缆路线布置在固定不动的扰流器的内壁上来对固定不动的光源进行供电。

本发明还设计了可单独或组合采用的其他可选特征：

一个或多个光出射表面被布置在活动板片的后缘上；

至少一个光源被布置为面对着活动板片的侧壁；

至少一个光源被布置为面对着活动板片的下壁；

光入射轨道的长度和纵向位置被布置为使得在打开位置，光入射轨道被完全布置在固定不动的扰流器的内部空间中；

该至少一个散射光导在其除了光入射轨道和光出射表面以外的整个表面上覆有不让光线通过的一个或多个覆层；

该覆层包括朝着散射光导的内部反射光的第一层；

该覆层包括形成图案的局部中断，通过这些局部中断，光朝着活动板片的外表面显露出来以形成光图案；

形成该至少一个散射光导的材料不同于形成活动板片的结构部分的材料；

活动板片的结构部分由在该至少一个散射光导上包覆成型的热塑性材料形成；

活动板片的结构部分和该至少一个散射光导中的每个均由热塑性材料形成，并且通过双注塑来制造；

活动板片整体上由用作散射光导的材料形成；

至少一个透明材料保护罩被布置在光出射表面上，以保护所述光出射表面免受外部侵害；

活动板片的结构部分由在保护罩上包覆成型的热塑性材料形成；

对该一个或多个光源进行准直，以使光线垂直于所述光入射轨道的表面穿入该至少一个散射光导中；

该一个或多个光源由发光二极管形成。

附图说明

通过阅读以下仅作为示例给出并参考附图的描述，将更好地理解本发明，其中：

-图1是当活动板片处于收回位置时的根据本发明的第一实施例的空气动力学装置的示意性立体图；

-图2是当活动板片处于打开位置并且光源被激活时的空气动力学装置的示意性立体图；

-图3是当活动板片处于收回位置时的根据空气动力学装置的第一实施例的示意性简化横截面图；

-图4是当活动板片处于收回位置时的根据空气动力学装置的上述第一实施例的示意性简化俯视图；

-图5是当活动板片处于收回位置并且光源被激活时的根据第一实施例的空气动力学装置的示意性简化截面图；

-图6是当活动板片处于收回位置并且光源被激活时的根据第一实施例的空气动力学装置的示意性简化俯视图；

-图7是当活动板片处于打开位置并且光源被激活时的根据第一实施例的空气动力学装置的示意性简化截面图；

-图8是当活动板片处于打开位置并且光源被激活时的根据第一实施例的空气动力学装置的示意性简化俯视图；

-图9是当活动板片处于收回位置并且光源被激活时的根据空气动力学装置的第一实施例的变型的示意性简化俯视图；

-图10是当活动板片处于打开位置并且光源被激活时的根据空气动力学装置的第一实施例的变型的示意性简化俯视图；

-图11是当活动板片处于收回位置时的根据空气动力学装置的第二实施例的示意性简化截面图；

-图12是当活动板片处于收回位置时的根据空气动力学装置的第二实施例的示意性简化俯视图；

-图13是当活动板片处于收回位置并且光源被激活时的根据空气动力学装置的第二实施例的示意性简化截面图；

-图14是当活动板片处于收回位置并且光源被激活时的根据空气动力学装置的第二实施例的示意性简化俯视图；

-图15是当活动板片处于打开位置并且光源被激活时的根据空气动力学装置的第二实施例的示意性简化截面图；

-图16是当活动板片处于打开位置并且光源被激活时的根据空气动力学装置的第二实施例的示意性简化俯视图；

-图17是当活动板片处于打开位置并且光源被激活时的根据空气动力学装置的第二实施例的示意性立体图。

具体实施方式

在下文中，将参考车辆的xyz坐标系，其中纵轴线x’x从车辆的后部指向前部。在水平面中，横轴线y’y垂直于纵轴线。z’z轴线表示垂直于x’x轴线和y’y轴线的竖直轴线。

图1示出了机动车辆的后部。固定不动的扰流器1布置在车顶的延长(未示出)中，并且在后窗5上方向后延伸。

活动板片2处于固定不动的扰流器1的内部空间中的收回位置。从车辆外部，只有将照明装置20的后部具体化并被布置在活动板片2的后缘23上的后端部才是可见的。

可选地，透明罩24覆盖照明装置以保护其免受外部侵害。

图2示出了车辆的相同后部，其中活动板片2处于打开位置。照明装置20从活动板片2的后缘23发光。

图3至图10示出了根据本发明的第一实施例的空气动力学装置，其中该照明装置由一个或多个散射光导22形成。

图3和图4允许观察在图3和图4及随后的图中示出的活动板片相对于上文定义的xyz坐标系的空间位置。

光导22呈现为包括光入射面和光出射面的由比如透明塑料的材料制成的透明或半透明元件的形式，其中该材料具有比其旨在浸在其中的环境介质(通常为环境空气)更高的折射率。

在非散射光导中，通过入射表面进入光导的光线通过相对于所到达表面的法线成给定角度而到达光导的内壁。当该角度大于确定的阈值角度时，它在光导内部被反射。光线于是通过在内壁上的连续反射在光导中传播，以向着出射表面前进，在该出射表面处布置为使得光线以小于阈值的相对于壁的法线的入射角到达内壁，从而光线通过折射向着装置外部显露。

散射光导的制造可以使用本身已知的不同技术。优选用于实施本发明的第一技术在于在形成光导的材料中掺入微观尺寸的反射颗粒。于是光线自光入射表面出发，在整个光导中散射，并穿过光导的所有表面出射。该技术使光的扩散更加均匀，并且不需要在光入射表面和光出射表面之间进行特殊布置。

另一种技术是对被视作出射表面的光导表面进行处理，以使其粗糙或形成磨砂表面。这种粗糙于是形成允许一部分光从光导向外部逸出的同样多的元表面。这种不贵的技术允许使得仅有光导用于照明的那部分才是散光的。

通常用于光导的材料是聚合物，通常是热塑性的，优选地选自由非晶态的聚合物或共聚物构成的集合，例如聚丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚醚砜或环氧硅氧烷聚酯、以及环烯烃聚合物。

参照图3至图10，在此可观察到，散射光导22的数量没有限制，并且照明装置20也完全可以包括与一个或多个光源协作的单个或多个光导22。

每个光导包括在纵向方向上延伸的光入射表面，这里称为光入射轨道25。

光源21以固定不动的方式布置在固定不动的扰流器1的内壁上，面对着每个光入射轨道25并且紧邻每个光入射轨道25。这里，所谓“紧邻”指的是光入射轨道25和与之配对的光源21之间分开几毫米，这几毫米对于允许活动板片2的纵向移动而不造成光入射轨道25与光源21之间的多余摩擦而言是必要的。

在图3至图10所示的情况下，光源被布置在固定不动的扰流器1的内部空腔的下壁上。因此，光入射轨道被布置在板片2的下壁上手机。

光源21连接至电源3，电源3也被布置在固定不动的扰流器1的内腔的下壁上。

这些光源2例如可以由发光二极管或者激光源形成。

每个光导包括一个或多个光出射表面26，以使得光在光导22中在光源21与光出射表面26之间传播。

机动组4使得可以沿着纵向轴线xx’向前或向后驱动活动板片2。该机动组4可以例如包括蜗杆系统。

光导的向着活动板片2的后部显露并且被布置在活动板片2的后缘23上的这部分构成光出射表面。

在图3和图4中，活动板片2处于收回位置。光源21是关掉的。

图5和图6示出了当激活光源时(用灰色表示)，空气动力学装置处于与之前相同的收回位置。

布置在后缘上的光出射表面26可以采用如图2所示的在后缘23的全部或一部分上延伸的连续灯线的形式。

同样地，通过刻意地对光导的出射表面进行布置完全可以实现各种灯光效果，比如多面体效果、有中断的点状光线、或以光点的形式发光从而呈现出像素化表面外观的效果。

图7和图8示出了当活动板片在纵向上向后打开并且光源被激活时的空气动力学装置。

在此需要注意的是，当活动板片2从打开位置移动至收回位置时和从收回位置移动至打开位置时，围绕照明装置20的横轴线yy′的入射角不变。因此，无论活动板片2的位置如何，照明装置20向车辆后方射出的光流均保持大致恒定。

活动板片2的结构部分优选地通过模制热塑性材料来制造，所述热塑性材料例如是添加或不添加增强物的聚丙烯(pp)、聚酰胺(pa)、聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)。在此，所谓“结构部分”是指活动板片的赋予活动板片总体形状及其对空气动力应力和致动应力的耐受能力的这部分。

因此，可能显得特别有用和有利的是同时在散射光导22上和在保护罩24上包覆模制活动板片的结构部分，或者通过双注塑用一次操作来制造这些部件。

一个替代实施例在于将活动板片2的结构部分用适于引导光的散射材料制造，以将结构部分和光导结合在一体制成的单个部件中。

为了制造该单个部件，以下材料可适用：半透明的天然聚丙烯；环烯烃共聚物(coc)；聚乙烯(pe)；聚酰胺(pa)；聚碳酸酯(pc)；丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)；聚碳酸酯(pc)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、聚苯乙烯(ps)和聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)的混合物。

在模制操作完成后，用一个或多个不透明的不允许光线通过的覆层27覆盖整个部件，注意不要覆盖与光源21面对面布置的光入射轨道25和布置在后缘23处的出射表面。该覆层27可以例如由一个或多个涂层形成。一个替代实施例还可以旨在用不透明的粘合剂膜覆盖部件。

为此，有用地，可实施借助激光光线对表面进行装裱或刮毛的已知技术。

在此将观察到，当光源21被激活时，散射光导22的整个容积都被照亮，并且散射光导的所有壁都潜在地构成光出射表面。

尽管出射表面的数量和布置没有限制，但是为了避免对后方存在的车辆造成眩光，寻求将出射表面限制为仅是其中必须使光显露的散射光导外壳的表面。

为此，可以用不透明的壳覆盖不希望显露出光的表面，该不透明的壳可以由如上所述的形成活动板片的结构部分的材料或由一个或多个不透明的覆层27构成。

为了增强装置20的发光效率，直接与光导22的壁接触定位的第一覆层27可以有用地由朝着散射光导22内部反射光的材料形成。

然而，当活动板片2处于打开位置时，未被覆盖的光入射轨道25必然构成从外部可能可见的光出射表面。如图3至图8所示，从活动板片的下壁发出的该光可在后窗5上产生多余反光。

因此，可能显得有用的是通过用根据上述技术之一的一个或多个不透明覆层27来覆盖活动板片和/或光导22的下表面，来减小光入射轨道25的横向宽度。因此，光入射轨道25的宽度可以减小到仅用于使光穿入散射光导22中有用的宽度。

而且，优选地，光源发送准直光，该准直光被布置为使得光线垂直于光输入轨道25的表面穿入光导22。然后，该布置使得可以将光入射轨道25的宽度减小为准直光线的唯一宽度。

在图9和图10中示出了避免使光入射轨道25从车辆外部明显可见的一个实施变型。根据该空气动力学装置的实施变型，光入射轨道25的纵向长度l被减小，使得在打开位置，光轨道留在固定不动的扰流器1的内部空间中。于是活动板片2可以伸出的长度l’小于长度l。

因此，在没有足够长的固定不动的扰流器1的情况下，这种布置使活动板片2不能大幅度地打开。

空气动力学装置的第二替代实施例在图11至图16中示出。

根据该第二替代方案，设置使得光入射轨道被布置在活动板片的没有上述缺点的部分上，并且光入射轨道属于参与对活动板片的整体照明的信号元件。

为此，光入射轨道25被布置在活动板片的侧面上；因此，光源21被彼此相对地布置在固定不动的扰流器1的侧壁上。

图13和图14示出了当活动板片处于收回位置并且光源被激活时的根据第二实施例的相同的空气动力学装置。

并且图15和图16示出了其中活动板片处于打开位置并且光源被激活的情况。

参照图16，在打开位置并且当光源被激活时，活动板片2在其设置在后缘23以及其侧面上的后部面上具有连续的光带。

如上所述，对光导在其除了光入射轨道和布置在后缘上的光出射表面以外的整个表面上用一个或多个不透明覆层27进行覆盖。

于是可以局部中断不允许光通过的覆层27以创建允许光离开散射光导22的形成图形图案的通道。

图12、14和16示出了图形图案由字母stop形成的情况。

图17示出了当活动板片处于打开位置并且光源被激活时的根据空气动力学装置的该第二替代实施例的示意性立体图。当光源被激活时，只有后缘23、侧缘和在活动板片2的上表面上的光图案发光。

与此第二实施例相关的教导和优点与上面针对第一实施例所述的相似。

不言而喻，可以组合如上所述的本发明的替代实施例，例如通过形成在活动板片2的下表面上具有光入射轨道25和在活动板片的上表面上具有光图案、或者甚至具有侧面的光入射轨道和布置在后缘上的由图案形成的出射面的这样的空气动力学装置。或者，通过调节光强度，由散射材料制成的形成为单个部件的活动板片可不包含不透明覆层和在打开位置在光源21被激活时通过其每个外表面发光。

附图标记列表：

1：固定不动的扰流器

2：活动板片

20：照明装置

21：光源

22：散射光导

23：后缘

24：保护罩

25：光入射轨道

26：光出射面

27：不透明覆层

3：电缆