DE10028696A1

DE10028696A1 - Dachspoiler für eine Fahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE10028696A1
Application number: DE10028696A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Prys; Peter Blueher
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2001-12-13

Abstract

Bei einem Dachspoiler (10) für eine Fahrzeugkarosserie (20), der einen Profilkörper (1) mit einer Vorderseite (4) und einer Rückseite (5) aufweist, ist im Profilkörper (1) mindestens eine Strömungsabzweigung (2, 3) in Form eines von der Vorder- zur Rückseite des Profilkörpers (1) durchgehenden Kanals vorgesehen. Die Strömungsabzweigung (2, 3) bildet vorzugsweise ein NACA-Profil, mit dem jeweils eine Teilströmung auf die Heckscheibe (21) des Fahrzeugs gerichtet wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dachspoiler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine mit einem derartigen Spoiler ausge stattete Fahrzeugkarosserie.

Im Kraftfahrzeugbau sind Formteile zur Verbesserung der aero dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs (sog. Spoiler), die als Profilierungen der Karosserie oder als an der Karosserie angesetzte Baugruppen ausgeführt sind, allgemein bekannt. Herkömmliche Dach- und Heckspoilerkonturen werden typischer weise mit Blick auf eine Verbesserung des Luftwiderstandsbei wertes, insbesondere des c_x-Wertes, ausgebildet. Dadurch kann zwar der Fahrwiderstand vermindert werden. Es ergeben sich aber auch Nachteile. Insbesondere an Vollheckfahrzeugen kön nen an der Heckscheibe Strömungsverhältnisse entstehen, unter deren Einfluss ein Abspülen von Verschmutzungen durch Regen- oder Spritzwasser behindert wird, oder sogar eine Anreiche rung von Verschmutzungen auf der Heckscheibe erfolgt.

Das Problem der Heckscheibenverschmutzung ist insbesondere auch bei der Spoilerleiste gegeben, die in DE-AS 16 80 288 beschrieben ist. Die Spoilerleiste ist am hinteren Ende des Fahrzeugdaches angebracht und besitzt eine Vielzahl von Per forationen, die Strömungsabzweigungen bilden, an denen bei Anlaufen einer Luftströmung Verwirbelungen auftreten, die für einen Druckausgleich an der Heckteiloberfläche sorgen sollen. Mit dem Druckausgleich wird zwar eine vertikal ausgerichtete Auftriebskraft und auch eine horizontal ausgerichtete Fahrwi derstandskraft vermindert. Mit der Verwirbelung wird das Ver schmutzungsproblem jedoch noch vergrößert.

Aus DE-PS 37 39 591 ist ein Dachbehälter für Kraftfahrzeuge bekannt, der aerodynamisch ausgebildet und parallel zum Fahr zeugdach angeordnet ist, wobei ein luftdurchströmter Zwi schenraum zwischen dem Fahrzeugdach und dem Dachbehälter ge bildet wird und am hinteren Ende des Dachbehälters ein Heck spoiler vorgesehen ist, mit dem eine den Zwischenraum durch setzende Luftströmung auf die Heckscheibe geführt wird. Unter der Wirkung der Luftströmung wird eine Verschmutzung der Heckscheibe vermindert. Diese herkömmliche Technik löst zwar das Problem der Heckscheibenverschmutzung, besitzt aber den Nachteil, dass die Erzeugung der Luftströmung zum Freihalten der Heckscheibe den sich über die gesamte Dachlänge erstrec kenden Zwischenraum und damit ein zusätzliches Bauteil, wie den Dachbehälter, erfordert. Es besteht ein Interesse daran, das Prinzip zur Verringerung der Heckscheibenverschmutzung durch eine zusätzliche Luftströmung entlang der Heckscheibe auch an Fahrzeugen ohne Dachbehälter oder ähnliche Zusatzbau ten umzusetzen.

In der Aerodynamik sind strömungsleitende Elemente mit sog. NACA-Profil allgemein bekannt. Diese NACA-Elemente wurden im Luftfahrzeugbau entwickelt und besitzen auch Anwendungen im Kraftfahrzeugbau, insbesondere zur Erzeugung von Kühlluft strömen an mechanischen oder elektrischen Bauteilen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Bauteil für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, mit dem das Problem der Heckscheibenverschmutzung vermindert werden kann, ohne dass die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs wesent lich verschlechtert werden. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine neuartige Fahrzeugkarosserie anzugeben, die am hinteren Ende des Fahrzeugdaches ein derartiges Bauteil be sitzt und mit der das Problem der Heckscheibenverschmutzung ebenfalls vermindert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch einen Dachspoiler und eine Fahrzeug karosserie mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 1 bzw. 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Grundidee der Erfindung ist es, einen Dachspoiler für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, der durch einen Profilkörper mit mindestens einer von der Vorder- zur Rückseite des Pro filkörpers durchgehenden Strömungsabzweigung gebildet ist. Die mindestens eine Strömungsabzweigung besitzt jeweils die Gestalt eines sich von der Vorder- zur Rückseite des Profil körpers erstreckenden Kanals, der bei Anlaufen einer Luft strömung gegen die Vorderseite des Profilkörpers zur Bildung einer gerichteten Teilströmung auf dessen Rückseite ausgelegt ist. Die Vorderseite des Profilkörpers ist die in Betriebspo sition an einem Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung gelegene, an geströmte Seite des Dachspoilers. Die Rückseite ist entspre chend die zur Fahrtrichtung entgegengesetzte Seite. Die Kanalform der Strömungsabzweigung ist so gebildet, dass die Teilströmung auf die Heckscheibe gerichtet ist. Durch die Teilströmung wird die Heckscheibe je nach Zahl der Strömungs abzweigungen zumindest teilweise von Verschmutzungen frei ge halten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet die Strömungsabzweigung einen Kanal mit einem sich von der Vorder- zur Rückseite des Profilkörpers erweiternden Quer schnitt. Die Form des Kanals bildet vorzugsweise ein NACA- Profil, das eine gleichmäßige, ggf. mit einem Längswirbel versehene Teilströmung zur Heckscheibe erzeugt.

Je nach Bauform des Dachspoilers kann die mindestens eine Strömungsabzweigung als seitlich geschlossener Kanal, d. h. als durch den Profilkörper durchgehende Durchtrittsöffnung, oder als seitlich offener Kanal, d. h. auf der fahrzeugzuge wandten Seite des Profilkörpers vorgesehene Ausnehmung vorge sehen sein. Die sich zur Rückseite des Profilkörpers erwei ternde Kanalform wird im Wesentlichen im Profilkörper gebil det, kann aber auch mit einer entsprechenden Formung des Fahrzeugdaches zusammenwirken.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung bildet der Dachspoiler einen Grenzschichtabscheider. Dies bedeutet, dass der Eintritt in die mindestens eine Strö mungsabzweigung oberhalb der Dachfläche angeordnet ist, so dass ein Teil der Luftströmung über die Dachfläche direkt in die Strömungsabzweigung geführt wird.

Eine Verbreiterung der Strömungsabzweigung hin zur Rückseite des Profilkörpers ist in einer Bezugsrichtung entsprechend der Längsausdehnung des Dachspoilers, d. h. in Betriebs position quer zur Fahrtrichtung, gegeben. Gemäß einer weite ren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Strömungsabzweigung senkrecht zu dieser Bezugsrichtung einen sich verringernden Querschnitt. Die Strömungsabzweigung bil det bei dieser Gestaltung eine Düse, mit der die Geschwindig keit der Teilströmung beim Austritt hin zur Heckscheibe er höht wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Fahrzeugkarosserie, die mit dem neuartigen Dachspoiler ausgestattet ist. Der Dachspoiler kann integraler Bestandteil der Karosserie oder eine angesetzte Baugruppe darstellen.

Die Erfindung besitzt die folgenden Vorteile. Durch die Schaffung einer aerodynamischen Schutzschicht über der Heck scheibe wird die Heckscheibenverschmutzung erheblich verrin gert. Dieser Vorteil wird im Wesentlichen ohne einen c_x- Verlust erzielt. Der erfindungsgemäße Dachspoiler ist in Be zug auf den Heckauftrieb mindestens neutral, kann aber auch je nach Bauform sogar zu einer Verringerung des Heckauftrie bes führen. Ein weiterer Vorteil bezieht sich auf die ästhe tische Gestaltung des Dachspoilers. Die Bereitstellung der mindestens einen Strömungsabzweigung erlaubt die Einführung zusätzlicher Stilelemente bei der Karosseriegestaltung.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden aus der Beschreibung der beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dachspoi lers,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht einer weite ren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dachspoilers,

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 3, und

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 3 gemäß einer abgewandelten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dachspoilers.

Fig. 1 zeigt eine Fahrzeugkarosserie 20 (teilweise darge stellt) mit einem erfindungsgemäßen Dachspoiler 10 am hinte ren Ende des Fahrzeugdaches 22 in schematischer Perspektivan sicht. Der Dachspoiler 10 besteht aus einem Profilkörper 1, der sich am hinteren Ende des Fahrzeugdaches 22 quer zur Fahrtrichtung F erstreckt. Im Profilkörper 1 sind zwei Strö mungsabzweigungen 2, 3 vorgesehen. Jede Strömungsabzweigung erstreckt sich mit einem sich erweiterenden Querschnitt von der Vorderseite 4 zur Rückseite 5 des Profilkörpers 1. Das Querschnittsprofil 7 der Strömungsabzweigungen 2, 3 ist vor zugsweise ein NACA-Profil.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Strömungsab zweigungen 2, 3 nach unten hin offen, d. h. die Kanäle zum Abzweig der Teilströmungen hin zur Heckscheibe 21 werden zwi schen dem Profilkörper 1 und dem Fahrzeugdach 22 gebildet. Dies ist in Fig. 2 am Beispiel entlang des Schnittes der Linie II-II illustriert. Zur Bildung der Strömungsabzwei gung 2 kann auch eine entsprechende Profilierung 23 der Karosserie 20, d. h. des Fahrzeugdaches 22 in seinem ggf. ge krümmten Randbereich, vorgesehen sein. Je nach baulicher Aus führung können die Strömungsabzweigungen auch nach unten durch Stege oder Laminatverbindungen teilweise oder ganz ge schlossen sein.

Bei einer entgegengesetzt zur Fahrtrichtung F anlaufenden Luftströmung werden an den Strömungsabzweigungen 2, 3 auf grund der NACA-Profile Wirbel erzeugt, die Teilströme durch den Profilkörper 1 des Dachspoilers hindurchführen und auf dessen Rückseite eine aerodynamische Schutzschicht über der Heckscheibe 21 aufbauen. Die Schutzschicht verhindert das Auffüllen des Schmutzwassers über der Heckscheibe des Fahr zeugs mit Luft, die mit Schmutzpartikeln angereichert ist, und damit eine Verschmutzung der Heckscheibe 21. Die Teil strömungen werden mit einem vorbestimmte Längswirbel z. B. einem rechtsdrehenden Wirbel gebildet.

Im Bereich der Strömungsabzweigungen 2, 3 ist der Profilkör per 1 auf seiner Oberseite, die vom Fahrzeug 20 wegweist, teilweise angeschnitten. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Profilkörper 1 so gebildet, dass die Randkanten 8 der Strömungsabzweigungen 2, 3 mit der angren zenden Oberfläche des Daches 22 der Karosserie 20 fluchten. Gemäß einer abgewandelten, in den Fig. 3 bis 5 dargestell ten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Randkante 8 jeweils höher als die angrenzende Dachfläche 22 angeordnet ist. Damit wird ein Grenzschichtabscheider gebil det, der die Wirkung der zur Heckscheibe geführten Teilströ mungen T noch erhöht. Die Randkante 8 ist bspw. ca. 8 mm hö her angeordnet, als die Dachfläche 22. Damit wird von der an laufenden, nahezu laminaren Strömung des Fahrtwindes ein Teil abgeschnitten und direkt durch den Profilkörper 1 des Dachspoilers geführt.

Die Randkante 8 ist abgerundet mit einem im Rahmen der sicherheitstechnischen Zulässigkeit minimalen Krümmungsradius gebildet. Der Krümmungsradius liegt beispielsweise im Bereich von 0.8 bis 1 mm. Zur Bereitstellung der erhöhten Randkante 8 wird der Profilkörper 1 mit einer im Bereich der Randkante 8 aufgewölbten Oberfläche ausgebildet. Alternativ ist es auch möglich, die gesamte Oberseite des Profilkörpers 1 von der Vorder- zur Rückseite ansteigend auszubilden (in Fig. 3 nicht dargestellt), so daß die Randkante 8 über die Ebene des angrenzenden Fahrzeugdaches 22 hinausragt.

In Fig. 5 ist ein weiteres wichtiges Merkmal einer erfin dungsgemäßen Strömungsabzweigung illustriert. In Strömungs richtung der Teilströmung T verringert sich der Querschnitt der Strömungsabzweigung 2, so dass eine Düse gebildet wird, in der sich die Geschwindigkeit der Teilströmung noch erhöht. Damit wird vorteilhafterweise die Wirkung der aerodynamischen Schutzschicht verbessert. Die Düsenbildung kann auch bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bzw. 2 vorgesehen sein.

Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, können mindestens ein oder zwei Strömungsabzweigungen im Dachspoiler vorgesehen sein. Es sind abgewandelte Gestaltungen mit weiteren Strö mungsabzweigungen möglich. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Strömungsabzweigungen verschieden dimensioniert sind, in dem bspw. eine breite Strömungsabzweigung mittig und zwei kleinere Strömungsabzweigungen an den Rändern des Profilkör pers eines Dachspoilers vorgesehen sind.

Der erfindungsgemäß durchströmte Dachspoiler kann aus belie bigen, an die jeweilige Technologie angepaßten Materialien hergestellt sein. Er besteht beispielsweise aus behandeltem oder unbehandeltem Kunststoff (z. B. im Tiefziehverfahren oder im Spritzgußverfahren hergestellt) oder aus Metall. Bei einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie ist der Pro filkörper 1 selbst integraler Bestandteil der Karosserie. Da bei kann im Fahrzeugdach eine Profilierung 6 entsprechend dem engeren Eintritt in die Strömungsabzweigung mit dem NACA- Profil vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

1

Profilkörper

2

Strömungsabzweigung

3

Strömungsabzweigung

4

Vorderseite

5

Rückseite

6

Dachprofilierung

7

NACA-Profil

8

Randkante

10

Dachspoiler

20

Fahrzeugkarosserie

21

Heckscheibe

22

Fahrzeugdach

Claims

1. Dachspoiler (10) für eine Fahrzeugkarosserie (20), der einen Profilkörper (1) mit einer Vorderseite (4) und einer Rückseite (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Profilkörper (1) mindestens eine Strömungsabzweigung (2, 3) in Form eines von der Vorder- zur Rückseite des Profilkörpers (1) durchgehenden Kanals vorgesehen ist.

2. Dachspoiler gemäß Anspruch 1, bei der die Strömungsabzwei gung (2, 3) einen sich zur Rückseite (5) des Profilkörpers (1) hin erweiternden Querschnitt besitzt.

3. Dachspoiler gemäß Anspruch 2, bei der die Strömungsabzwei gung (2, 3) mit einem NACA-Profil (7) gebildet ist.

4. Dachspoiler gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Strömungsabzweigung (2, 3) in einer Richtung quer zur Längsausrichtung des Profilkörpers (1) eine Düsenform besitzt.

5. Dachspoiler gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Profilkörper (1) eine durch die Bildung der Strömungs abzweigung (2, 3) angeschnittene Oberseite mit jeweils einer zur Vorderseite (4) des Profilkörpers (1) weisenden Randkante (8) besitzt.

6. Dachspoiler gemäß Anspruch 5, bei dem die Randkante (8) mit der Oberfläche eines angrenzenden Fahrzeugdaches (22) fluch tet.

7. Dachspoiler gemäß Anspruch 5, bei dem die Randkante (8) über die Oberfläche eines angrenzenden Fahrzeugdaches ragt und einen Grenzschichtabscheider bildet.

8. Dachspoiler gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Strömungsabzweigung (2) in der Mitte des Profilkör pers (1) vorgesehen ist.

9. Dachspoiler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem meh rere Strömungsabzweigungen (2, 3) vorgesehen sind, die über die Längsausdehnung des Profilkörpers (1) verteilt angeordnet sind.

10. Fahrzeugkarosserie (20) mit einem Fahrzeugdach (22), an dessen rückseitigen Rand eine Profilierung entsprechend einem Dachspoiler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 vorgesehen ist.