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Die
Erfindung betrifft eine Luftführungseinrichtung an einem
Personenkraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen
Art.
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Eine
solche Luftführungseinrichtung ist beispielsweise bereits
aus der
DE 35 30 494
A1 als bekannt zu entnehmen. Dabei umfasst die dortige
Luftführungseinrichtung jeweils eine innerhalb einer Unterbodenverkleidung
und vor einem korrespondieren vorderen Fahrzeugrad angeordnete Luftausströmöffnung, über
welche durch eine mittlere bzw. zentrale Lufteinlassöffnung
in die Luftführungseinrichtung gelangende Luft in einen
Bereich vor dem jeweils korrespondierenden Fahrzeugrad zu leiten
ist. Hierdurch soll insbesondere die Umströmung der Vorderräder positiv
beeinflusst werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftführungseinrichtung
mit einer demgegenüber noch verbesserten Umströmung
der korrespondierenden Fahrzeugräder bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Luftführungseinrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen
angegeben.
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Um
insbesondere die Umströmung des korrespondierenden Fahrzeugrades
weiter zu verbessern, ist bei der erfindungsgemäßen
Luftführungseinrichtung wenigstens ein Radspoiler vorgesehen,
welcher in Vorwärtsfahrtrichtung vor der korrespondierenden
Luftausströmöffnung angeordnet ist. Mit anderen
Worten ist vorzugsweise jeder wenigstens einen Luftausströmöffnung
des jeweiligen Fahrzeugrades ein Radspoiler zugeordnet, der insbesondere
die Funktion hat, einen Unterdruck im Bereich unterhalb der Luftausströmöffnung
zu erzeugen. Durch dieses Druckgefälle wird somit der aus
der korrespondierenden Luftausströmöffnung austretende
Kühlluftmassenstrom erhöht, was im Weiteren die
Strömung des korrespondierenden Fahrzeugsrades positiv
beeinflusst und das Ablösegebiet am jeweiligen Fahrzeugrad
und somit auch die gesamte Widerstandserhöhung durch die
Kühlluft erheblich verringert.
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Dabei
macht man sich insbesondere das Gesetz von Bernoulli zu Nutze, dass
nämlich in einem strömenden Fluid bzw. Gas (Luft)
ein Geschwindigkeitsanstieg von einem Druckabfall begleitet ist.
Dieses Gesetz baut auf den Erkenntnissen von Venturi, wonach eine
Querschnittsverringerung zu einer höheren Strömungsgeschwindigkeit
und einem niedrigeren Druck führt. Es ist erkennbar, dass
der jeweilige Radspoiler somit in erster Linie dazu dient, den Abstand
der Unterbodenverkleidung oder dgl. Lufteinrichtung bzw. den Querschnitt
vor dem jeweiligen Fahrzeugrad derart zu verringern, dass sich im
Fahrbetrieb des Kraftwagens der erwünschte Druckabfall unterhalb
der korrespondierenden Luftausströmöffnung ergibt.
Um somit zu erreichen, dass dieser Druckabfall unterhalb der Luftausströmöffnung entsteht,
muss der Radspoiler vor der Luftausströmöffnung
angeordnet sein.
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Es
ist klar, dass der Radspoiler darüber hinaus alleine durch
seine Anordnung in Strömungsrichtung vor dem korrespondierenden
Fahrzeugrad ebenfalls zur erwünschten Umlenkung bzw. Ableitung
der auf die Fahrzeugräder zuströmenden Luft beiträgt.
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Insgesamt
ist somit erkennbar, dass mittels des Radspoilers aus der jeweiligen
Luftausströmöffnung austretender Kühlluftmassenstrom
vorteilhafterweise erhöht und somit der Umlenkungseffekt
für die von vorne her auf das Fahrzeugrad zuströmende Luft
verbessert wird. An den Vorderrädern des Kraftwagens kann
dies unter anderem auch zu mehr Abtrieb führen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn der Radspoiler mit einer unteren Randseite zumindest
unterhalb einer hinteren Begrenzung der Luftausströmöffnung
der Unterbodenverkleidung bzw. der Luftleiteinrichtung endet. Durch
diese Maßnahme kann in besonderer Weise verhindert werden,
dass von vorne her anströmende Luft nicht über
die Luftausströmöffnung in die Luftleiteinrichtung
hinein gelangen kann.
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Als
weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn sich der Radspoiler
zumindest über die nahezu die gesamte Breite des korrespondierenden
Fahrzeugrades erstreckt. Hierdurch kann über die gesamte
Breite des Fahrzeugrades der erwünschte Druckabfall erreicht
werden. Darüber hinaus sorgt der Radspoiler dann auch für
eine entsprechende Umlenkung der von vorne her anströmenden
Luft über die gesamte Breite des Fahrzeugrades.
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Schließlich
hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn sich der Radspoiler an
einen nach hinten hin abfallenden Bereich der Unterbodenverkleidung
bzw. der Luftleiteinrichtung anschließt. Durch den nach hinten
hin abfallenden Bereich der Unterbodenverkleidung wird bereits ein
Druckabfall durch den sich gegenüber der Straße
reduzierenden Querschnitt erreicht, wobei dieser Querschnitt dann
im Bereich des Radspoilers noch einmal erheblich reduziert werden kann.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1a, 1b jeweils
eine schematische Draufsicht auf die Luftführungseinrichtung
im Bereich eines vorderen Endes an einem Personenkraftwagen, wobei
dem jeweiligen vorderen Fahrzeugrad jeweils drei Luftausströmöffnungen
zugeordnet sind, über welche durch eine zentrale Lufteinlassöffnung
in die Luftführungseinrichtung gelangende Luft nach Durchströmen
einer Kühleranordnung vor das jeweilige Fahrzeugrad zu
leiten ist;
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2 eine
schematische Seitenansicht auf das vordere Ende des Personenkraftwagens,
wobei ein Radspoiler der Luftführungseinrichtung in Vorwärtsfahrtrichtung
vor den jeweils zugeordneten Luftausströmöffnungen
angeordnet ist; und in
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3 eine
schematische Vorderansicht auf den Personenkraftwagen gemäß 2,
wobei jedem der beiden vorderen Fahrzeugräder jeweils ein
Radspoiler zugeordnet ist, welcher in Vorwärtsfahrtrichtung
vor den zugeordneten Luftausströmöffnungen positioniert
ist.
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In
den 1a und 1b ist
jeweils in einer schematischen Draufsicht eine Luftführungseinrichtung
am vorderen Ende eines Personenkraftwagens schematisch angedeutet.
Von dem Personenkraftwagen sind dabei im Wesentlichen ein – in
Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet – linkes vorderes
Fahrzeugrad 10 und ein rechtes vorderes Fahrzeugrad 12 erkennbar.
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Des
Weiteren ist von der Luftführungseinrichtung eine zumindest
teilweise dargestellte Unterbodenverkleidung 14 oder dgl.
einer unterseitig des Fahrzeugs angeordneten Luftleiteinrichtung
erkennbar, welche sich nach vorne hin bis zu einem Kraftwagenbug 16 bzw.
einem vorderen Ende des Kraftwagens erstreckt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
die Unterbodenverkleidung 14 gegen einen vorderen zentralen
Bereich hin gepfeilt ausgebildet. Des Weiteren ist die Unterbodenverkleidung 14 im
vorliegenden Fall als Motorraumverkleidung ausgebildet, welche den
vorliegend am vorderen Ende des Kraftwagens vorgesehenen Motorraum
zumindest weitestgehend nach unten hin abdeckt.
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Am
Kraftwagenbug 16 sind darüber hinaus drei Lufteinlassöffnungen 18, 20, 22 vorgesehen.
Die zentrale Lufteinlassöffnung 18 ist gegenüber
den seitlichen Lufteinlassöffnungen 20, 22 weitaus
breiter ausgebildet und dient dazu, eine Kühleranordnung 24 im
Fahrbetrieb des Kraftwagens mit einem entsprechenden, durch den
Pfeil 26 symbolisierten Luftstrom zu versorgen. Die Kühleranordnung 24 ist
bei der Ausführungsform gemäß 1a durch
einen einzigen, etwa in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Kühler 28 gebildet.
In der Ausführungsform gemäß 1b sind
hingegen zwei Kühler 28 vorgesehen, welche schräg
orientiert sind.
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Hinter
den beiden weiteren Lufteinlassöffnungen 20, 22 sind
jeweilige weitere Kühler 30 angeordnet, welche
beispielsweise als Ölkühler für Motor- oder
Getriebeöl vorgesehen sein können. Die im Fahrbetrieb
des Kraftwagens die jeweiligen Kühler 30 versorgenden
Luftströme sind wiederum durch Pfeile 32 dargestellt.
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Nach
dem Durchströmen der jeweiligen Kühler 28, 30 gelangen
die über die Lufteinlassöffnungen 18, 20, 22 eintretenden
Luftströme (Pfeile 26, 32) zu jeweiligen
Luftausströmöffnungen 34, 36, 38,
welche innerhalb der Unterbodenverkleidung 14 und vor dem
jeweils korrespondierenden Fahrzeugrad 10, 12 angeordnet
sind. Es ist erkennbar, dass die vorliegenden Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 eine
entsprechend unterschiedliche Grundkontur aufweisen. Die Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 können
dabei auf einfache Weise aus der üblicherweise aus einem Kunststoff
hergestellten Unterbodenverkleidung 14 ausgespart sein,
wobei die Unterbodenverkleidung 14 im Bereich der Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 mit
einer gitterartige Struktur versehen sein kann.
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In
Zusammenschau mit 2, welche die Luftführungseinrichtung
gemäß den 1a und 1b in
einer schematischen Seitenansicht zeigt, wird erkennbar, dass somit
die über die Lufteinlassöffnungen 18, 20, 22 in
die Luftführungseinrichtung eintretende Luft über
die jeweiligen Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 in
einen Bereich 40 vor dem jeweiligen Fahrzeugrad 10, 12 geleitet
wird. Mit anderen Worten dient die über die Lufteinlassöffnungen 18, 20, 22 eintretende
Luft nicht nur zur Kühlung innerhalb der Kühler 28, 30,
sondern auch zur Verbesserung der Umströmung der beiden
vorderen Fahrzeugräder 10, 12. Wie mit
dem Pfeil 42 angedeutet, wird nämlich die über
die Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 aus
der Luftführungseinrichtung ausströmende Luft
so vor das jeweilige Fahrzeugrad 10, 12 geleitet, dass
hierdurch die im Fahrbetrieb des Kraftwagens von vorne her auf die
Fahrzeugräder 10, 12 anströmende
Luft entsprechend abgelenkt bzw. um die Fahrzeugräder 10, 12 herum
gelenkt wird. Hierdurch wird nicht nur der Luftwiderstand für
die Fahrzeugräder 10, 12 reduziert, sondern
kann u. U. auch der Abtrieb verbessert.
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In 3 ist
schließlich der Personenkraftwagen in einer schematischen
Vorderansicht gezeigt, wobei wiederum mit den Pfeilen 42 die
aus den Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 ausströmende
Luft symbolisch angedeutet ist.
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In
Zusammenschau der 2 und 3 wird dabei
erkennbar, dass von der Unterbodenverkleidung 14 im Bereich
der Fahrzeugräder 10, 12 jeweils ein
Radspoiler 44, 46 nach unten hin absteht, welcher – wie
insbesondere aus 2 erkennbar ist – in
Vorwärtsfahrtrichtung vor den zugeordneten Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 angeordnet
ist.
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Durch
die Radspoiler 44, 46 wird dabei insbesondere
erreicht, dass sich der Querschnitt der auf die Fahrzeugräder 10, 12 anströmenden
Luft, welche sich aus dem Abstand zwischen der Unterbodenverkleidung 14 zu
der Fahrbahn hin ergibt, entsprechend verkleinert. Durch diese Verkleinerung
des anströmenden Querschnitts wird ein Unterdruck im Bereich unterhalb
der Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 erzeugt,
wobei sich durch dieses Druckgefälle der aus den Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 austretende Kühlluftmassenstrom
erhöht. Dabei wird die Beziehung von Bernoulli zwischen
der Strömungsgeschwindigkeit der Luft und deren Druck ausgenutzt, dass
nämlich an einen sich reduzierenden Querschnitt die Geschwindigkeit
der Luft ansteigt und deren Druck abfällt. Durch die Anordnung
der jeweiligen Radspoiler 44, 46 vor den zugehörigen
Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 wird
somit der durch die Querschnittsverringerung entstehende Druckabfall
genutzt, um den Luftmassenstrom an Kühlluft, welcher aus
den Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 austritt,
zu erhöhen.
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Durch
diese Erhöhung des Kühlluftmassenstroms wird eine
noch bessere Ablenkung der im Fahrbetrieb von vorne auf die Fahrzeugräder 10, 12 anströmenden
Luft erreicht, was zu einer verbesserten Umströmung und
zu einem höheren Abtrieb an den vorderen Fahrzeugrädern 10, 12 führt.
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Insbesondere
aus 2 ist dabei erkennbar, dass der jeweilige Radspoiler 44, 46 mit
einer unteren Randseite zumindest unterhalb einer hinteren Begrenzung 48 der
Luftausströmöffnungen 34, 36, 38 der
Unterbodenverkleidung 14 endet. Des Weiteren ist insbesondere
aus 3 erkennbar, dass sich der jeweilige Radspoiler 44, 46 über
nahezu die gesamte Breite des korrespondierenden Fahrzeugrades 10, 12 erstreckt.
Hierdurch kann zusätzlich die Eigenschaft des Radspoilers 44, 46 genutzt
werden, nämlich die vorne her anströmende Luft
um das korrespondierende Fahrzeugrad 10, 12 herum
zu leiten.
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Aus 2 ist
schließlich erkennbar, dass sich der jeweilige Radspoiler 44, 46 an
einen nach hinten hin abfallenden Bereich 50 der Unterbodenverkleidung 14 bzw.
der Bugschürze anschließt. Es ist erkennbar, dass
durch den nach hinten hin abfallenden Bereich 50 der Unterbodenverkleidung 14 bereits eine
Querschnittsreduzierung für die von vorne in Richtung der
Fahrzeugräder 10, 12 anströmende Luft
erzeugt wird, welche dann im Bereich der Radspoiler 44, 46 noch
erheblich verstärkt wird.
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Als
im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es zu betrachten, dass im
Bereich der Luftführungseinrichtung natürlich
nicht zwingendermaßen die hier vorgesehenen Kühler 28, 30 angeordnet
sein müssen. Vielmehr können diese auch im Heckbereich
angeordnet sein. Des Weiteren ist es natürlich denkbar, jedem
Fahrzeugrad 10, 12 nur eine Luftausströmöffnung 34, 36, 38 zuzuordnen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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