DE102005039415A1 - Anti-Verwirbelungs-Luftsack "A.V.L." - Google Patents

Abstract

Fahrzeuge mit großen, steilen Heckwänden verursachen bei schneller Fahrt starke Verwirbelungen am Heck, diese gilt es zu minimieren, um hauptsächlich Treibstoff einzusparen. DOLLAR A Erfindung DOLLAR A Es handelt sich um einen Luftsack (b), der an der Rückwand in einem Aufbewahrungskasten (4) eines Lkws fest montiert ist. Ist der LKW in schneller Fahrt, ist der Luftsack über das Druckluftsystem des Lkws angeschlossen und aerodynamisch straff aufgepumpt. Die spezielle Formgebung geschieht durch vorgefertigte Verstärkungen und Falzen (e) und Form des Luftsackmaterials. DOLLAR A Die aerodynamische Endform ist eine ausgeprägte, doppel-"S"-förmige, die Seiten leicht zur Mitte laufende, geköpfte Tropfenformhälfte (ohne Halbkugel), die zur unteren, mittleren Höhe des Fahrzeugs spitzkantig ausläuft und die des weiteren mit der Heckfläche des Fahrzeuges glatt abschließt und die maximale, nach StVO, Länge von etwa 1 Meter nicht überschreitet. DOLLAR A Ein Kontroll- und Sensorsystem (c, f, h) unterstützt die automatische und manuelle Kontrolle und zeigt den Status an. Durch seine an die Umstände (Montage- und Fahrzeugform) angepaßte optimierte Endform (aufgepumpt) wird die Verwirbelung am Heck und dadurch der Luftwiderstand (cw-Wert) und somit der Kraftstoffverbrauch, Geräuschpegel und Dreck- und Wasseraufwirbelung minimiert. DOLLAR A Zum Parken, Ent- und Beladen ist der Luftsack fast luftleer im Aufbewahrungskasten (4) gepackt. Die Kastenklappen (a) sind mit dem Luftsack so verbunden, das sie den Luftsack schützen ...

Description

• Beweggrund
• Allgemein kennt man das Windschattenfahren, besonders bei großen grade Rückwänden von LKWs. Ein Grund dafür sind Verwirbelungen, die jedoch zu erheblichen Maße den Cw-Wert und damit den Kraftstoffverbrauch in die Höhe treiben. Nicht zu vergessen ist die zusätzliche Aufwirbelung von Spritzwasser und Dreck; abgesehen von zusätzlichen Windgeräuschen. Aufgrund von Umweltschutzrelevanz und zusehends steigende Ölpreise, ist es nun wirtschaftlich lohnend geworden, diese Lücke im Fahrzeugbau zu schließen.
• An dieser Stelle soll meine Erfindung Abhilfe schaffen.
• LKWs, Kleintransporter, Busse oder Schienenfahrzeuge mit großer Rückwand oder hohen Geschwindigkeiten haben durch ihre Bauform am Heck einen schlechteren cw-Wert, da meist glatte Rückwand.
• In meiner Recherche im DEPATISnet nach Stichworten und nach IPC nach Klassen haben ich außer Konstruktionen für Airbags, Hecktrailer und Gepäckträger nichts vergleichbares gefunden, was meiner Erfindung entspricht.
• Erfindung
• Anti-Verwirbelung Luftsack (A.V.L.) (engl.: A.E.B..anti-eddy bag)
• In einem vorzugsweise an der Rückwand montierten Kasten [4], befindet sich ein aerodynamisch vorgeformter Luftsack [b] der über einen Kontroller [c] mittels Druckluft automatisch aus dem Aufbewahrungskasten entfaltet und sich zu einem aerodynamisch, tropfenförmigen (abgeköpfte Halbkugel) straffen Körper formt, der mit seiner Rückenfläche paßgenau das Heck des Fahrzeugs abdeckt und es so verlängert, um Verwirbelungen am Heck des Fahrzeuges zu minimieren und so den cw-Wert zu verbessern.
• Der je nach Bauform und Typ des Fahrzeugs angepaßte Aufbewahrungskasten [4] ist so montiert (z.B.: am Türschanier [d]), das er beim Be- und Entladen nicht behindert und den cw-Wert des Fahrzeuges nicht unnötig erhöht.
• Die Klapptüren [a] des A.V.L.-Aufbewahrungskasten sind so mit dem Luftsack verbunden, daß sie den robusten Luftsack an den Seiten stabilisieren, stützen und schützen und so der Luftsack auch beim Einziehen (z.B.: durch eine Zugmechnik oder Unterdrucksystem) sicher ohne Einklemmen in den Kasten eingezogen wird. Der Kasten ist fest mit dem Luftsack verbunden und wird über ein Kontroller automatisch wie auch manuel mit Pressluft vom Fahrzeugsystem gespeist oder über Ventile und/oder Pumpen entlüftet. Der A.V.L. ist mit Drucksensoren an der Luftsackhülle ausgerüstet, die dessen Status dem Kontroller melden, um die Funktionsfähigkeit (Luftdruck und Formstabilität) automatisch zu überwachen und nachzuregulieren, um so ein evtl. Flattern zu unterdrücken. Der A.V.L. hat eine ausgeprägte, doppel-„S"-förmige, die Seiten leicht zur Mitte laufende, geköpfte Tropfenformhälfte, die zur unteren, mittleren Höhe des Fahrzeugs spitzkantige ausläuft, um so Aufwirbelung von Spritzwasser zu verringern. Ein besonders Merkmal des A.V.L. ist, das automatische Öffnen über den Kontroller bei entsprechend hoher Geschwindigkeit, nicht kleiner als 50 km/h, geschieht, aber manuel gesperrt werden kann, um so im Stadtverkehr, Rangieren und Be- und Entladen nicht zu behindern und sich ständig ein- und entfalten.
• Als Zusatzfunktion ist denkbar, das bei einem Aufprall auf den Luftsack (Auffahrunfall), sich alle Ventile (auch Notfallventile) öffnen um wie ein Puffer das auffahrende Fahrzeug und den Luftsack selbst zu schützen. Die Form des A.V.L.'s muß gewährleisten, daß die Beleuchtung nicht verdeckt wird; falls das jedoch der Fall sein sollte, so muß die Beleuchtung und Warntafeln an den Kasten, sowie an deren Klapptüren vorsehbar sein.
  siehe Anlage:
  Skizze 1, 2 gesonderte Blätter [4][a][b][c][d][e][f][g][h]
• LKW mit 2 teiliger Flügeltür, Ausfahren des A.V.L.'s
• Bei Flügeltüren ist es wichtig, daß die Tür vollständigt geöffnet und im entleerten Zustand der Riegel bedient werden kann und im aufgepumptem Zustand die Lücke zwischen beiden Hälften miteinander überdeckt werden.
• Ein an jeder Heckklappe fest montierter A.V.L. Aufbewahrungskasten [4] ist so konstruiert, das die Anstoßkante des LKW's und auch das Schloß frei bleibt. Der Aufbewahrungskasten beinhaltet den formverstärkten [u.a.: a] Luftsack [b] mit seiner Sensoren [h] und Ablassventilen und ist nach Außen mit einer Steuer- und Druckluftleitung mit dem Kontroller [c] verbunden. Der heckseitig angebrachte Kontroller regelt automatisch die Druckluft- zu- und abfuhr in dem er an Druckluftkreis des LKW's angeschlossen ist, sowie steuert er die Ventile für die Ablassung der Luft aus dem Luftsack. Weiterhin befindet sich im Fahrhaus eine Steuereinheit, die den Status des des A.V.L.'s anzeigt und über die sich das Verhalten (Auf- und Ablassgeschwindigkeit) des LKW's programmieren läßt, sowie eine manuelle Kontrolle ermöglicht.
• Befindet sich der LKW bei der Fahrt auf der Autobahn mit mindestens 60 km/h, so meldet die Steuereinheit dem Kontroller, das der A.V.L. aufgeblasen werden soll. Er entriegelt die Kastenklappen [a] und läßt die Druckluft aus dem Druckluftsystem des LKWs über die Druckluftleitung [f] in den Luftsack und bläht in straff auf, bis die Sensoren die Steifheit des A.V.L's melden, dabei sind die Ablaßventile geschlossen. Und die zusätzlich Versteifung aus dem Aufbewahrungskasten rastet ein. Die Kastenklappen [a] sind dabei mit dem Luftsack fest verbunden und führen ihn in die richtige aerodynamische spitzkantige Tropfenendform. Die Kastenklappen schützen den Luftsack vor Steinschlag, scharfen Kanten des Kastens und Vandalismus; sie dienen auch zur sichtbaren Montage von Gefahrentafeln und Beleuchtung. In diesem Beispiel der 2 Flügeltür sind die Innenfalzen der beiden seperaten Luftsäcke mit magnetischer Verstärkung an den äußeren Rändern ausgelegt, die die beiden Luftsäcke in ihrer Endform in der Mitte des Hecks [g] wie EIN aerodynamischer Körper fest zusammenfügen. Die nun am oberen Heck des LKW abströmende Luft des Fahrtwindes strömt stromlinienförmig am Luftsack zur unteren Mittelkante ab, wo sie sich von unten mit der aufströmenden Luft von unter dem LKW und den Seiten trifft und so Verwirbelungen wesentlich minimiert werden. Dadurch verringern sich Fahrgeräusche des LKW's, sowie sein cw-Wert der seine Kraftstoffverbrauch verringert und die durch die Reifen aufgewirbelte Dreck- und Wasserteilchen nicht so weit wie sonst nach oben trägt.
• Einfahren des A.V.L.'s
• Verringert sich auf längere Zeit die Geschwindigkeit unter den kritischen programmierten Wert, so meldet die Steuereinheit dem Kontroller, das der Luftsack wieder im Aufgewahrungskasten verstaut werden soll. Dies kann zum einen durch das wieder Ausrasten der inneren Stabilisatoren mit ablassen der Luft über die Ventile geschehen und/oder ein Unterdrucksystem saugt die Luft heraus und klappt die Kastenklappen ein, in der Weise, das der Luftsack ohne einklemmen im Aufbewahrungskasten verstaut wird.
• Falls es im Fall eines Auffahrunfalls auf den aufgeblasenen Luftsack kommt, ist es vorgesehen, das die Ventile sofort entlüften, um wie ein Puffer die Energie aufzunehmen und so den A.V.L. und den Schaden des auffahrende Fahrzeug zu mindern.
• Hebebühne (Rampe)
• Bei einer Hebebühne kann der Luftsack auf den nach oben wegklappenden Teil montiert sein, damit die Hebebühne normal abgesenkt werden kann und der Luftsack nicht in der Hydraulik beschädigt wird.
• wichtige Vorschriften
• Der A.V.L. sollte nach TÜV und StVO montiert sein und nicht die zulässige Länge von 1 m nicht überschreiten.
• Wichtig ist, daß beim Be- und Entladen der A.V.L. nicht behindert und dadurch beschädigt wird.
• Falls der A.V.L. bei Bussen oder Kleintransportern montiert wird, sollte ein transparentes Fenster in den Luftsack eingearbeitet werden.
  siehe Anlage:
  Skizze 1, 2 gesonderte Blätter [4][a][b][c][d][e][f][g][h]
• Bedienung
• Ist der A.V.L. einmal nach StVO und Zulassung fest und sicher an der Hecktür montiert, die Kontrollsensoren und die Druckluftschläuche mit dem Steuermodul verbunden so kann von der Heckseite des LKWs oder aus dem Fahrhaus der Sack aufgepumpt oder entleert werden. Das mit den Sensoren aus dem Luftsack verbundene Kontrollsystem soll melden, wenn der A.V.L. seine Intigrität verliert oder zu viel Luft entweicht.
• Für den Fall des Ent- und Beladens sowie Rangierens und Parkens wird der A.V.L. manuel oder beim Abstellen des Motors entleert, damit er nicht behindert oder beschädigt wird. Der A.V.L. kann mit einem zusätzlichen Schlitten- oder Einrollsystem (nach oben oder unten) vor Vandalismus und Aufgrund einfacherer Handhabung versteckt werden.
• Vermarktung
• Der Luftsack sollte in erster Linie für den Straßenverkehr zugelassen sein und nicht Behindern! Die Ersparnisse an Kraftstoff (steigende Steuern und Rohölpreise am Weltmarkt), Geräuschminimierung (mehr Lebenskomfort) und Verringerung des aufgewirbelten Drecks und Wassertropfen (Spritzwasser bei Regen, dadurch mehr Sicht für den Folgeverkehr) und damit auch der Umweltschutz sind Beweggrund genug, um durch die technisch einfache Realisierung und Montage sowie fast automatische Handhabung den A.V.L. am Markt absetzen zu können.
• Es ist natürlich notwendig das Design, nach theoretischen Berechnungen und praktischen Tests, für die cw-Wert Optimierung je nach Fahrzeugtyp festzulegen.
• Zeichnung
• Beispiele eine 2 Flügeltür
• 1 Heckansicht einer 2 – Flügeltür mit je eine montierten AVL Aufbewahrungskiste, in der sich der AVL befindet.
• 2 Seitenansicht des am Heck montierten geschlossenen AVL Aufbewahrungskasten.
• 3 Heckansicht des aufgeblasenen AVLs.
• 4 Seitenansicht des am Heck montierten aufgeblasenen AVLs, der mit dem Aufbewahrungskastentüren a unterstützt wird.
• Beispiele für eine Be- und Entladerampe, bei der die obere Klappe nach oben weg klappt.
• 5 Heckansicht, bei der der A.V.L. Kasten am oberen Heckteil befestigt ist.
  Der Luftsack ist im AVL-Kasten verstaut.
  Entfalten des AVL aus der oberen Klappe, nach unten über die Rampe.
• 6 Seitenansicht des Heckteils der 5.
• 7 Aus der Heckansicht, bei der der AVL in seiner aufgeblasenen Form über die gesamte Heckklappe reicht.
• 8 Seitenansicht des aufgeblasenen AVLs

[4]

AVL Aufbewahrungskasten

a

Deckelklappen der Aufbewahrungskiste, die den aufgeblasenen AVL verstärkt

b

mit a verstärkter, auf geblasener Luftsack

c

Steuereinheit für das Druckluftsystem

d

Türschanier

e

Formfalten des Luftsacks

f

Informations und Druckluftleitungen

g

Falte, der in der Mitte zusammengefügten Luftsäcke

h

Platzierung der Form und Drucksensoren

Claims (7)

1. Montierbarer, in seiner Endform aerodynamischer Luftsack am Heck eines LKWs der verbunden über das Druckluftsystem des LKWs (oder eingenes System), bei schneller Fahrt aufgeblasen wird und zum Parken, Be- und Entladen entlüftet wird. Ein an die Druck- und Geschwindigkeitssensoren angeschlossener Kontroller der über ein externe Pumpen oder Druckluftsystem des LKW's und Ventilsystem gespeist wird, steuert automatisch oder manuel den Zustand des A.V.L. und sensorgesteuertes Kontrollsystem kontrolliert und regelt den Luftdruck. 1a) Die Endform des A.V.L.'s ist eine ausgeprägte, doppelte-„S"-förmige, die Seiten leicht zur Mitte laufende, geköpfte Tropfenformhälfte (ohne Halbkugel), die zur unteren, mittleren Höhe des Fahrzeugs spitzkantige ausläuft und die ihre Länge von etwa 1 Meter nach hinten nicht überschreitet. 1b) Falls die Konstruktion des Fahrzeugs es möglich macht, wird der Luftsack mit Ventilen und Drucksensoren in einer stabilen Aufbewahrungskiste verstaut, deren Klappen mit dem Luftsackverbunden sind und den Luftsack beim ein- und ausfalten führen sowie seine Endform schützen und stabilieren.
2. Konstruktion und Verwendung Montageweise: 2a) Der Aufbewahrungskasten wird Vorzugsweise im Türschanier montiert, kann auch am Rahmen: seitlich, über oder unter dem Fahrzeug befestigt werden, solange es nicht die Bestimmungen der StVO und Zulassung nicht beschränken. 2b) Ist der Abstand von etwa 1 meter zur Festigung des Abschlusses des Luftsacks am Heck zu überwinden, wird ein zusätzlich, aus dem Aufbewahrungssack ausfahrendes Gerüst benötigt, das den Luftsack arrettiert und zusätzlich nach Möglichkeit auf der Gegenseite einrastet.
3. weitere Fahrzeugtypen: Das A.V.L.-System ist auch bei Kleintransporter, Schienenfahrzeuge und Busse anzuwenden. Die Grund- und Endform des Luftsacks und des Aufbewahrungskastens und seine Seitenklappen sind dabei an die Konstrucktions anzupassen und abzustimmen. Bei Bussen und Kleintransportern muß die Sicht durch das Heckfenster gewährleist bleiben.
4. Flügeltüren A.V.L.-System: Zwei getrennt montierte A.V.L.-Aufbewahrungkästen, fest an jeder Türseite oder Rahmen der Seite, schliessen sich, mit Hilfe von magnetisierten Verstärkungsclips, in ihrer Endform wie EIN A.V.L. in der Mitte [g] zusammen.
5. Laderampe A.V.L.-System: der A.V.L. wird auf den oberen nach oben wegklappbaren Flügel der Heckklappe montiert. Der bei Gebrauch vollständig nach unten entfaltete A.V.L. wird durch die untere Kastenklappe geführt.
6. A.V.L. am Planenwagen: Ein mit Planen bedeckter LKW kann den Luftsack auch ohne Aufbewahrungskasten (mit Sensoren und Ablaßventilen) einhaken oder einschnüren und ihn über einen Kontroller [c] und Steuereinheit ansteuern und mit Druckluft von externen Quellen oder dem eigenen Druckluftsystem gespeist.
7. Methode: Air-Bag Funktion: Im Falle eines Aufpralls (mit einem anderen KFZs) öffnen sich alle Ventile (auch dafür vorgesehene Notöffnungen am Luftsack) und dienen somit zur Dämpfung des Aufpralls, zum Schutz der Fahrzeuges, des auffahrenden Fahrers und des A.V.L.s