DE102007002270A1 - Sattelzugmaschine mit einem Windleitelement - Google Patents

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Silvia Huber
Andreas Dr.-Ing. Schwarzhaupt
Urs Dipl.-Ing. Wiesel
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Mercedes Benz Group AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D35/00Vehicle bodies characterised by streamlining
    • B62D35/001For commercial vehicles or tractor-trailer combinations, e.g. caravans

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sattelzugmaschine (1) mit einem Fahrerhaus (12) und zumindest einem an dem Fahrerhaus (12) angeordneten Windleitelement (4, 5), wobei das Windleitelement (4, 5) relativ bewegbar zum Fahrerhaus (12) angeordnet ist und abhängig von einem Winkel (alpha) zwischen einer Längsachse (11) der Sattelzugmaschine (1) und einer Längsachse (21) eines an der Sattelzugmaschine (1) aufliegenden Aufliegers (2) automatisch schwenkbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sattelzugmaschine mit einem Fahrerhaus und zumindest einem an dem Fahrerhaus angeordneten Windleitelement.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Luftwiderstand einer Sattelzugmaschine mit einem aufliegenden Auflieger während einer Fahrt um eine Kurve zu reduzieren.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 3248122 C2 [0004, 0004]
    • - US 3711146 A [0005]

Claims (5)

  1. Sattelzugmaschine (1) mit einem Fahrerhaus (12) und zumindest einem an dem Fahrerhaus (12) angeordneten Windleitelement (4, 5, 7, 8), dadurch gekennzeichnet, dass das Windleitelement (4, 5, 7, 8) relativ bewegbar zum Fahrerhaus (12) angeordnet ist und abhängig von einem Winkel (α) zwischen einer Längsachse (11) der Sattelzugmaschine (1) und einer Längsachse (21) eines an der Sattelzugmaschine (1) aufliegenden Aufliegers (2) automatisch schwenkbar ist.
  2. Sattelzugmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Windleitelement (4, 5, 7, 8) um eine vertikale Achse schwenkbar ist.
  3. Sattelzugmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Windleitelement (4, 5, 7, 8) abhängig vom Winkel (α) längenveränderlich ausgebildet ist.
  4. Sattelzugmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten des Fahrerhauses (12) sich nach hinten erstreckende Windleitelemente (4, 5, 7, 8) angeordnet sind, welche unabhängig voneinander schwenkbar sind.
  5. Sattelzugmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Windleitelement (8) zumindest bereichsweise aus einem flexiblen Material (82a, 82b) ausgebildet ist und mit dem Auflieger verbunden ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3711146A (en) 1970-07-29 1973-01-16 White Motor Corp Streamlined vehicle configuration
DE3248122C2 (de) 1982-12-24 1988-07-21 Doll Fahrzeugbau Gmbh, 7603 Oppenau, De

Patent Citations (2)

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