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Die
Erfindung betrifft eine Sattelzugmaschine mit einem Fahrerhaus und
zumindest einem an dem Fahrerhaus angeordneten Windleitelement.
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Durch
das Anbringen eines Windleitelements, wie beispielsweise eines Windleitblechs
oder eines verstellbaren Dachspoilers, an einem Fahrerhaus einer
Sattelzugmaschine mit einem aufliegenden Auflieger, kann die Aerodynamik
der Sattelzugmaschine während einer Fahrt verbessert werden. Dies
trägt zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs der Sattelzugmaschine
bei.
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Beim
Lenken der Sattelzugmaschine um eine Kurve verschiebt sich jedoch
der Auflieger gegenüber der Sattelzugmaschine so, dass
zwischen der Längsachse der Sattelzugmaschine und der Längsachse
des Aufliegers ein Winkel ungleich Null vorliegt. Ein herkömmliches
Windleitelement für eine Sattelzugmaschine ist jedoch nicht
dazu ausgelegt, in einer derartigen Situation auf die veränderte
Stellung des Aufliegers bezüglich der Sattelzugmaschine zu
reagieren. Aus diesem Grund kommt es während der Fahrt
um die Kurve bei der herkömmlichen Sattelzugmaschine trotz
des daran angeordneten Windleitelements zur Bildung von starken
Luftwirbeln, welche den Luftwiderstand der Sattelzugmaschine proportional
zum Quadrat der Geschwindigkeit erhöhen. Dies steigert
den Kraftstoffverbrauch der Sattelzugmaschine vor allem während
einer schnellen Fahrt.
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In
der
DE 32 48 122 C2 ist
ein Lastkraftwagen mit einem mithilfe einer Deichsel angekoppelten Anhänger
beschrieben. Dabei sind an der Hinterseite des Lastkraftwagens als
Windleitelemente ausgebildete Blenden angebracht, welche mithilfe
von mechanischen Verbindungselementen so an der Deichsel befestigbar
sein sollen, dass sich die Stellung der Blenden bezüglich
des Lastkraftwagens an den Winkel zwischen den Längsachsen
des Lastkraftwagens und des Anhängers anpasst. Da die Kopplung
eines Aufliegers an eine Sattelzugmaschine jedoch keine derartige
Deichsel aufweist, ist das in der
DE 32 48 122 C2 beschriebenen System aus
den Blenden und den mechanischen Verbindungselementen nicht auf eine
Sattelzugmaschine mit einem Auflieger übertragbar.
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Des
Weiteren beschriebt die
US
3,711,146 A einen gerüstartigen Luftschild, welcher
zwischen einem Fahrerhaus einer Sattelzugmaschine und dem darauf
aufliegenden Auflieger anbringbar ist. Die zueinander beweglich
angeordneten Blenden des Luftschilds sollen so verfahren werden,
dass die Länge des Luftschilds verlängert oder
verkürzt wird. Auf diese Weise soll verhindert werden,
dass der Luftschild während einer Kurve durch die Veränderung
des Abstands zwischen der Hinterseite des Fahrerhauses und der Vorderseite
des Aufliegers verformt wird. Ein derartiger Luftschild ist jedoch
nicht dazu ausgebildet, den Luftwiderstand der damit ausgestatteten Sattelzugmaschine
bei einer Fahrt um eine Kurve zu reduzieren.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Luftwiderstand
einer Sattelzugmaschine mit einem aufliegenden Auflieger während
einer Fahrt um eine Kurve zu reduzieren.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Windleitelement
gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen
angegeben.
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Das
an einem Fahrerhaus einer erfindungsgemäßen Sattelzugmaschine
angeordnete Windleitelement ist dadurch gekennzeichnet, dass es
relativ bewegbar zum Fahrerhaus angeordnet ist und abhängig
von einem Winkel zwischen einer Längsachse der Sattelzugmaschine
und einer Längsachse eines an der Sattelzugmaschine aufliegenden
Aufliegers automatisch schwenkbar ist. Die Stellung des Windleitelements
bezüglich des Fahrerhauses passt sich damit während
einer Fahrt um eine Kurve an den geänderten Winkel zwischen
den Längsachsen der Sattelzugmaschine und des Aufliegers
so an, dass der Fahrtwind entsprechend der aktuellen Stellung des
Aufliegers bezüglich des Fahrerhauses von dem Fahrerhaus
zum Auflieger geleitet wird. Dies wirkt der Bildung von Luftwirbeln
entgegen und verbessert damit die Aerodynamik der Sattelzugmaschine
mit dem Auflieger. Die Sattelzugmaschine mit dem erfindungsgemäßen
Windleitelement weist deshalb einen reduzierten Kraftstoffverbrauch
während einer Fahrt auf.
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Vorzugsweise
ist das Windleitelement um eine vertikale Achse schwenkbar. Ein
derartiges Windleitelement kann durch ein Schwenken um die Achse
in die Stellung gebracht werden, welche für den vorliegenden
Winkel zwischen den Längsachsen der Sattelzugmaschine und
des Aufliegers optimal ist.
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Vorteilhafterweise
ist das Windleitelement abhängig vom Winkel längenveränderlich
ausgebildet. Mithilfe einer Teleskopvorrichtung oder einer Schiene
mit zueinander beweglichen Windleituntereinheiten kann sich die
Länge des Windleitelements dem variierenden Abstand zwischen
der Hinderseite des Fahrerhauses und der Vorderseite des Aufliegers
während einer Fahrt um eine Kurve anpassen. Dies verhindert
das Auftreten von Freiräumen zwischen der Sattelzugmaschine
und dem Auflieger, welche zur Bildung von Luftwirbeln führen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
können auf beiden Seiten des Fahrerhauses sich nach hinten
erstreckende Windleitelemente angeordnet sein, welche unabhängig
voneinander schwenkbar sind. Ebenso kann ein in Fahrtrichtung links
an der Sattelzugmaschine angebrachtes Windleitelement während
einer Fahrt um eine Kurve auf eine andere Länge eingestellt
werden als ein in Fahrtrichtung rechts an der Sattelzugmaschine
angebrachtes Windleitelement. Beide Möglichkeiten tragen
dazu bei, einen Luftwiderstand der Sattelzugmaschine mit dem Auflieger
während der Fahrt um die Kurve zu reduzieren. Auch die
Längenveränderung des Windleitelement kann unabhängig voneinander
erfolgen und insbesondere automatisch eingestellt werden.
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Insbesondere
kann das Windleitelement zumindest bereichsweise aus einem flexiblen
Material ausgebildet sein, welches mit dem Auflieger verbunden ist.
Beispielsweise ist das flexible Material eine Windleitfolie, welche
mithilfe einer Federeinrichtung an einer am Fahrerhaus oder am Auflieger
angebrachten Abrollvorrichtung eingespannt ist, wobei die abgewickelte
Länge des flexiblen Materials sich dem variierenden Abstand
zwischen der Hinterseite des Fahrerhauses und der Vorderseite des
Aufliegers anpasst. Dies gewährleistet eine gute Abdeckung
des Zwischenraums zwischen dem Fahrerhaus und dem Auflieger.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie
anhand der folgenden Zeichnungen. Dabei zeigen die 1 bis 3 Sattelzugmaschinen
mit verschiedenen Ausführungsformen für Windleitelemente.
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In 1 ist
eine Sattelzugmaschine 1 mit einem Führerhaus 12 und
einem auf der Sattelzugmaschine 1 aufliegenden Auflieger 2 während
einer Fahrt um eine Rechtskurve dargestellt. Dabei ist zu erkennen,
dass zwischen einer Längsachse 11 der Sattelzugmaschine 1 und
einer Längsachse 21 des Aufliegers 2 ein
Winkel α ungleich Null vorliegt.
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In 1 sind
die verschiedenen Stellungen unterschiedlicher Windleitelemente 4a, 4b, 5a und 5b für
den Winkel α dargestellt. Die Windleitelemente 4a und 4b und
die Windleitelemente 5a und 5b stellen zwei unterschiedliche,
bevorzugte Ausführungsformen für die vorliegende
Erfindung dar. Die Sattelzugmaschine 1 ist entweder mit
den Windleitelementen 4a und 4b oder mit den Windleitelementen 5a und 5b ausgestattet.
Die Windleitelemente 4a, 4b, 5a und 5b können
Windleitbleche oder vergleichbare Blenden aus Kunststoff sein.
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Zur
Verdeutlichtung der Unterschiedlichkeit zum Stand der Technik sind
die herkömmlichen, unbeweglich am Fahrerhaus 12 angebrachten
Windleitelemente 3a und 3b beispielhaft dargestellt.
Diese verändern in der dargestellten Situation ihre Stellung nicht.
Es sei betont, dass diese Windleitelemente 3a und 3b bei
einer erfindungsgemäßen Sattelzugmaschine nicht
vorhanden sind.
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Im
Gegensatz zu den Windleitelemente 3a und 3b können
die an dem Fahrerhaus 12 befestigten Windleitelemente 4a, 4b, 5a und 5b mithilfe
eines Verstellmechanismus um eine vertikale Achse (senkrecht zur
Figurenebene) innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs gedreht
werden. Die Windleitelemente 4a, 4b, 5a und 5b passen
sich damit in ihren Stellungen an den aktuellen Winkel α an.
Dazu weist die Sattelzugmaschine 1 eine nicht skizzierte
Steuereinrichtung auf, welche auf Basis von Sensorsignalen dazu
ausgelegt ist, abhängig vom Winkel α Steuersignale
zum Verstellen der Windleitelemente 4a, 4b, 5a und 5b zu
erzeugen. Dazu kann die Steuereinrichtung mit einem Sensor verbunden
sein, welcher die Stellung des Aufliegers 2 bezüglich
des Fahrerhauses 12 ermittelt. Ebenso kann die Änderung
des Winkels α indirekt über den aktuellen Lenkradwinkel, den
Lenkeinschlag oder über einen Winkel der Radachsen der
Sattelzugmaschine 1 gegenüber der Längsachse 11 erfasst
werden. Ein Verstellmechanismus, beispielsweise ein Elektromotor,
eine aerodynamisch Einrichtung oder eine hydrostatische Einrichtung,
verstellt daraufhin die jeweiligen Windleitelemente 4a und 4b oder
die Windleitelemente 5a und 5b.
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Durch
das Verstellen der Windleitelemente 4a und 4b oder
der Windleitelemente 5a und 5b abhängig
vom vorliegenden Winkel α wird der Luftwiderstand der Sattelzugmaschine 1 während
einer Kurvenfahrt reduziert. Insbesondere können die in Fahrtrichtung
links am Fahrerhaus 12 angebrachten Windleitelemente 4a und 5a unabhängig
von den in Fahrtrichtung rechts am Fahrerhaus 12 angebrachten
Windleitelemente 4b und 5b verschwenkt werden.
Dies trägt zusätzlich zur Verbesserung der Aerodynamik
der Sattelzugmaschine 1 mit dem aufliegenden Auflieger 2 bei.
Ebenso kann auf diese Weise ein Anstoßen eines Windleitelements 4a, 4b, 5a oder 5b an
den Auflieger 2 verhindert werden.
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Im
Unterschied zu den Windleitelementen 4a und 4b sind
die Windleitelemente 5a und 5b zusätzlich
dazu ausgelegt, ihre Länge in Abhängigkeit von dem
aktuellen Winkel α zu verändern, während
die Längen der Windleitelemente 4a und 4b unveränderbar
sind. Wie in 1 zu erkennen ist, treten zwischen
den Windleitelementen 4a und 4b und dem Auflieger 2 Freiräume
auf. Die Größen dieser nicht abgedeckten Freiräume
können durch die veränderbaren Längen
der Windleitelemente 5a und 5b reduziert werden.
Auf diese Weise kann der Fahrtwind 6 so an der Sattelzugmaschine 1 vorbei
geleitet werden, dass kaum Luftwirbel entstehen. Ein weiterer Vorteil
der Windleitelemente 5a und 5b liegt darin, dass
durch das Variieren ihrer Längen ein Anstoßen der
Windleitelemente 5a und 5b an den Auflieger 2 verhindert
werden kann. Die Windleitelemente 5a und 5b können
deshalb verglichen mit den Windleitelementen 4a und 4b über
einen größeren Winkelbereich verstellt werden.
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In 2 und
in 3 sind zwei bevorzugte Ausführungsformen
für Windleitelemente dargestellt. Die in 2 gezeigten
Windleitelemente 7a und 7b bestehen aus je einer
zueinander mithilfe eines Schienensystems verfahrbaren inneren und äußeren Teileinheit 71a und 72a.
Durch das Verstellen der Teileinheiten 71a und 72a können
die Längen La und Lb der Windleitelemente 7a und 7b verändert
werden. Zusätzlich sind die Windleitelemente 7a und 7b abhängig
vom Winkel α um eine vertikale Achse (senkrecht zur Figurenebene)
drehbar.
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In 3 sind
Windleitelemente 8a und 8b dargestellt, welche
aus je einer am Fahrerhaus 12 angebrachten Abrollvorrichtung 81a bzw. 81b und
einer Windleitfolie 82a bzw. 82b bestehen. Jede
der beiden Windleitfolien 82a und 82b ist mit
einem Ende an der zugehörigen Abrollvorrichtung 81a oder 81b und
mit dem anderen Ende am Auflieger 2 befestigt. Je eine
an den beiden Abrollvorrichtungen 81a und 81b angeordnete
Feder sorgt dafür, dass die von der jeweiligen Abrollvorrichtung 81a oder 81b abgewickelte
Fläche einer Windleitfolie 82a oder 82b auf
einer Länge La oder Lb gestrafft ist. Mithilfe von den gestrafften
Windleitfolien 82a und 82b kann die Bildung von
Luftwirbeln zwischen dem Fahrerhaus 12 und dem Auflieger 2 verhindert
werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform können Windleitelemente
auch als Kombination eines Windleitelements 7a oder 7b mit
einem Windleitelement 8a oder 8b ausgebildet werden.
Beispielsweise weist ein solches Windleitelement eine am Fahrerhaus 12 angeordnete
Teileinheit 71a auf, welche in sich starr ausgebildet ist,
und eine daran befestigte Abrollvorrichtung mit einer flexiblen
Windleitfolie umfasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3248122
C2 [0004, 0004]
- - US 3711146 A [0005]