DE102010018779B4

DE102010018779B4 - Anordnung eines Verkleidungsteils an einem Kraftwagen

Info

Publication number: DE102010018779B4
Application number: DE102010018779.8A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Baur Hans-Joachim; Dipl.-Ing. Andreas (FH) Gaupp; Dipl.-Ing. Konermann Martin; Dipl.-Ing. Reinbold Sven
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-04-29
Filing date: 2010-04-29
Publication date: 2020-09-10
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: DE102010018779A1

Abstract

Anordnung (32, 34) wenigstens eines Verkleidungsteils (36, 36', 36", 38, 38', 38") an einem Kraftwagen (10), bei welcher das Verkleidungsteil (36, 36', 36", 38, 38', 38") im Bereich wenigstens eines schwenkbar an dem Kraftwagen (10) gehaltenen Lenkerelements (46) einer Radaufhängung des Kraftwagens (10) gehalten ist, wobei das Lenkerelement (46) in Fahrzeughochrichtung (40) nach unten hin zumindest bereichsweise mittels des Verkleidungsteils (36, 36', 36", 38, 38', 38") abgedeckt und das Verkleidungsteil (36, 36', 36", 38, 38', 38") in Abhängigkeit von einer Schwenkbewegung des Lenkerelements (46) mit diesem mitbewegbar an dem Kraftwagen (10) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Verkleidungsteile (38', 38") vorgesehen sind, welche jeweils an einem Lenkerelement (46) der Radaufhängung mit diesem mitbewegbar gehalten sind und dass das in Vorwärtsfahrtrichtung (30) des Kraftwagens (10) vordere der beiden Verkleidungsteile (38") das hintere der beiden Verkleidungsteile (38') im Bereich der aneinandergrenzenden Ränder in Fahrzeughochrichtung (42) nach unten hin um einen Betrag (s) überragt, sodass bei einer Vorwärtsfahrt kein Fahrtwind zwischen die beiden Verkleidungsteile (38', 38") treten kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Verkleidungsteils an einem Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Aus dem Serienkraftwagenbau ist es bekannt, Räder eines Kraftwagens über Radaufhängungen an der Karosserie relativ schwenkbar zu dieser zu halten. Eine solche Radaufhängung umfasst zumindest ein Lenkerelement, beispielsweise einen Querlenker, welcher einerseits mit dem Rad verbunden ist und andererseits um eine Schwenkachse schwenkbar an der Karosserie gelagert ist. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere im Bereich einer solchen Radaufhängung aerodynamisch ungünstige Strömungsbedingungen während einer Fahrt des Kraftwagens insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten entstehen, die den Kraftstoffverbrauch sowie die CO₂-Emissionen des Kraftwagens unerwünschterweise ansteigen lassen.
Ferner ist es aus der gattungsbildenden US 2007 /0 096 420 A1 bekannt, im Bereich des Lenkerelements der Radaufhängung eines Kraftwagens ein Verkleidungsteil anzuordnen, mittels welchem das Lenkerelement in Fahrzeughochrichtung nach unten hin abgedeckt ist. Dabei kommt es jedoch weiterhin zu ungünstigen Strömungsbedingungen im Unterbodenbereich des Kraftwagens, was zu einer unerwünschten Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs sowie der CO₂-Emissionen des Kraftwagens führt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung eines Verkleidungsteils an einem Kraftwagen bereitzustellen, welche einen geringen Energieverbrauch des Kraftwagens ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung eines Verkleidungsteils an einem Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich durch zwei Verkleidungsteile aus, welche jeweils an einem Lenkerelement einer Radaufhängung mit diesem mitbewegbar gehalten sind, wobei das in Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftwagens vordere der beiden Verkleidungsteile das hintere der beiden Verkleidungsteile im Bereich der aneinandergrenzenden Ränder in Fahrzeughochrichtung nach unten hin um einen Betrag (s) überragt, sodass bei einer Vorwärtsfahrt kein Fahrtwind zwischen die beiden Verkleidungsteile und insbesondere in Fahrzeughochrichtung zwischen die Verkleidungsteile und den übrigen Kraftwagen treten kann, was die Aerodynamik des Kraftwagens und damit dessen Energieverbrauch negativ beeinträchtigen würde. Eine solcher Versatz wirkt sich insbesondere dann günstig auf die Aerodynamik eines Kraftwagens aus, wenn das vordere Verkleidungsteil das hintere Verkleidungsteil um einen Betrag (s) von zumindest 10 mm nach unten hin überragt.
Das in Abhängigkeit von einer Schwenkbewegung des jeweiligen Lenkerelements bewegbare Verkleidungsteil führt also bei Schwenkbewegungen des Lenkerelements, beispielsweise bei einem Ein- und Ausfedern eines über das Lenkerelement an der Karosserie gehaltenen Rades, diese mit aus. Damit kommt es nicht zu Relativbewegungen zwischen dem Lenkerelement und dem korrespondierenden Verkleidungsteil, wodurch das Verkleidungsteil das Lenkerelement zumindest nahezu vollständig nach unten hin abdecken kann. Dies vermeidet ungünstige Strömungsbedingungen im Bereich der Radaufhängung insbesondere infolge von Wirbelbildungen, was die Aerodynamik des Kraftwagens negativ beeinträchtigt. Mit anderen Worten ist die Aerodynamik des Kraftwagens durch die erfindungsgemäße Anordnung auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten sehr gut, was zu einem geringen Energieverbrauch des Kraftwagens während einer Fahrt führt.
Wird der Kraftwagen beispielsweise durch einen Verbrennungsmotor angetrieben, welcher Kraftstoff verbrennt, so führt diese gute Aerodynamik zu einem geringen Kraftstoffverbrauch und damit zu geringen CO₂-Emissionen. Damit geht die Möglichkeit einher, eine Speichereinrichtung, insbesondere einen Tank für den Kraftstoff, bei gleichbleibender Reichweite besonders klein und damit gewichtssparend auszugestalten, was auch Package-Probleme des Kraftwagens vermeidet oder löst. Alternativ ist möglich, bei einer vorgegebenen Speicherfähigkeit der Energiespeichereinrichtung, insbesondere des Tanks, eine besonders hohe Reichweite des Kraftwagens zu ermöglichen.
Analoges trifft auf den Fall zu, falls der Kraftwagen mittels eines Elektromotors angetrieben wird, welcher Strom von einer Batterie, einem Akku oder dergleichen bezieht. In diesem Falle kann bei gleichbleibender Reichweite die Batterie in ihren Dimensionen klein und somit sehr leicht ausgelegt werden.
Durch geeignete Ausgestaltungen des Lenkerelements und/oder des Verkleidungsteils ist es möglich, das Lenkerelement zumindest nahezu vollständig nach unten hin abzudecken. Dabei ist insbesondere ein Bereich in Längserstreckung des Lenkerelements zwischen jeweiligen Lagerstellen, über welche das Lenkerelement einerseits an der Karosserie gehalten ist und andererseits mit dem Rad verbunden ist, zumindest nahezu vollständig nach unten hin abzudecken, was zur verbesserten Strömungsbedingungen im Bereich der Radaufhängung und damit zu einem geringen Energieverbrauch des Kraftwagens bei einer Fahrt desselbigen führt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Anordnung ist vorgesehen, dass das Verkleidungsteil an dem Lenkerelement mit diesem mitschwenkbar gehalten. Dies vermeidet zusätzliche Lagerungseinrichtungen und/oder Aktoren zum Bewegen des Verkleidungsteils in Abhängigkeit von Schwenkbewegungen des Lenkerelements, was die Teileanzahl, den Montageaufwand und damit die Kosten für die Anordnung in einem geringen Rahmen hält.
Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der Erfindung ist, dass die Verbesserung der Aerodynamik des Kraftwagens, insbesondere der Unterbodenaerodynamik des Kraftwagens, auch zu einem erhöhten Abtrieb im Bereich der Anordnung führt, was das Fahrverhalten und die Fahrdynamik des Kraftwagens positiv beeinflusst und auch die Sicherheit insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten erhöht. Dies ist insbesondere durch eine großflächige Abdeckung des jeweiligen Lenkerelements im Unterbodenbereich des Kraftwagens realisiert, so dass nur geringe Spalte zwischen dem jeweiligen Verkleidungsteil der Anordnung und anderweitigen Unterbodenverkleidungsteilen gegeben sind. Dies führt zu einer sehr guten Gesamtunterbodenaerodynamik des Kraftwagens und damit zu einem besonders niedrigen Kraftstoffverbrauch sowie niedrigen CO₂-Emissionen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Verkleidungsteile in jeglicher Hinsicht beispielsweise relativ zueinander bewegbar miteinander verbunden, sodass Spalte zwischen den Verkleidungsteilen vermieden, jedoch Relativbewegungen zwischen den Verkleidungsteilen ermöglicht sind. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn jedes der beiden Verkleidungsteile jeweils an einem zugehörigen Lenkerelement mit diesem mitbewegbar gehalten ist, wodurch es zu Relativbewegungen zwischen Lenkerelementen und damit zwischen Verkleidungsteilen kommen kann.
Ein weiterer Vorteil, der mit der erfindungsgemäßen Anordnung einhergeht, ist, dass das Lenkerelement sowie gegebenenfalls die gesamte Radaufhängung vor Spritzwasser, Schmutz, Steinschlag und damit vor hohen Belastungen infolge von Korrosion und mechanischen Beanspruchungen geschützt ist. Dies führt zu einer sehr guten Funktionserfüllung der Radaufhängung auch über eine sehr hohe Lebensdauer hinweg.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Die Zeichnungen zeigen in:

1 eine schematische Unteransicht eines Personenkraftwagens mit zwei hinteren Radaufhängungen, wobei den Radaufhängungen jeweils ein Verkleidungsteil zugeordnet ist, mittels welchem Lenkerelemente der korrespondierenden Radaufhängung nach unten hinten verkleidet sind;
2 eine schematische Unteransicht einer Anordnung zweier Verkleidungsteile an einem Personenkraftwagen in einer zu 1 alternativen Ausführungsform, wobei mittels den Verkleidungsteilen die Lenkerelemente der Radaufhängung nach unten hin abgedeckt sind;
3 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht der Anordnung gemäß 2;
4 eine schematische Perspektivansicht eines Verkleidungsteils für eine Anordnung gemäß den vorhergehenden Figuren; und
5 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines Verkleidungsteils für eine Anordnung gemäß den 1 bis 3.

Die 1 zeigt einen Personenkraftwagen 10, welcher einen Unterboden 12 aufweist. Große Bereiche des Unterbodens 12 sind dabei mit einer Unterbodenverkleidung 14 verkleidet, die Unterbodenverkleidungsteile 16 umfasst. Die Unterbodenverkleidungsteile 16 sind dabei insbesondere in einem Mittenbereich 18 sowie in einem Vorderwagenbereich 20 angeordnet und verbessern die Aerodynamik des Kraftwagens, was zu einem sehr guten c_w- und zu einem guten c_AH-Wert führt. Dies geht einher mit einem sehr geringen Kraftstoffverbrauch des von einer Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Personenkraftwagens 10.
Zur Vermeidung von die Aerodynamik im Bereich des Unterbodens 12 negativ beeinflussenden Strömungsbedingungen weist der Personenkraftwagen 10 in einem in Fahrzeuglängsrichtung gemäß einem Richtungspfeil 22 hinteren Bereich 24 und im Bereich einer Hinterachse 26 des Personenkraftwagens 10 eine in Fahrzeugquerrichtung gemäß einem Richtungspfeil 28 bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Personenkraftwagens 10 gemäß einem Richtungspfeil 30 linksseitige Anordnung 32 sowie eine rechtsseitige Anordnung 34 jeweils eines Verkleidungsteils 36 bzw. 38 an dem Personenkraftwagen 10 auf. Die Verkleidungsteile 36 und 38 sind dabei im Bereich von jeweils mehreren, schwenkbar an dem Personenkraftwagen 10 gehaltenen Lenkerelementen einer jeweiligen Radaufhängung des Personenkraftwagens 10 gehalten, wobei die Lenkerelemente in Fahrzeughochrichtung gemäß einem Richtungspfeil 40 nach unten hin zumindest nahezu vollständig mittels den Verkleidungsteilen 36 bzw. 38 abgedeckt sind. Dies vermeidet die Bildung von Verwirbelungen, was die Unterbodenaerodynamik und damit die gesamte Aerodynamik des Personenkraftwagens 10 verbessert.
Die Verkleidungsteile 36 und 38 sind in dieser Ausführungsform der Anordnungen 32 und 34 einteilig ausgebildet und sind zum Beispiel relativ zu dem Personenkraftwagen 10 fest an diesem gehalten. Das bedeutet, dass die Lenkerelemente der jeweiligen Radaufhängung relativ zu dem jeweils korrespondieren Verkleidungsteil 36 bzw. 38 verschwenkbar sind. Ebenso möglich ist, dass die Verkleidungsteile 36 und 38 an zumindest einem Lenkerelement der jeweiligen Radaufhängung gehalten und sich bei einer Bewegung des zugehörigen Lenkerelements, beispielsweise bei einem Ein- und Ausfedern eines entsprechenden Rades 42 bzw. 44, welche über die korrespondierende Radaufhängung an dem Personenkraftwagen gehalten sind, mit dem entsprechenden Lenkerelement mitbewegen.
Die 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der rechtsseitigen Anordnung 34. In der 2 ist das Rad 42 schematisch dargestellt und über eine Radnabe 44 mit Lenkerelementen 46 der Radaufhängung verbunden. Im Unterschied zur Anordnung 34 gemäß 1 umfasst die Anordnung 34 gemäß 2 nun zwei Verkleidungsteile 38' und 38", welche jeweils an einem der Lenkerelemente 46 mit diesem mitbewegbar gehalten sind. Wie der 2 zu entnehmen ist, decken die Verkleidungsteile 38' und 38" die Lenkerelemente 46 nach unten hin zumindest nahezu vollständig ab und sind in Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Lenkerelements 46 zwischen Lagerstellen auf Seiten des Rads 42 sowie auf Seiten des Personenkraftwagens 10 angeordnet und überdecken diese Bereiche in einem großen, überwiegenden Bereich.
Der Einsatz zweier Verkleidungsteile 38' und 38" bei der Anordnung 34 gemäß 2 ermöglicht eine Relativbewegung zwischen den Verkleidungsteilen 38' und 38", welche beispielsweise aufgrund von kinematischen Differenzbewegungen zwischen den Lenkerelementen 46 relativ zueinander resultieren. Zur Vermeidung ungünstiger Strömungsbedingungen sowie Luftwirbel sind die Verkleidungsteile 38' und 38" bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung gemäß dem Richtungspfeil 30 positiv verschuppt, was der 3 deutlich zu entnehmen ist.
Die 3 zeigt die Anordnung 34 gemäß 2, wobei das in Vorwärtsfahrtrichtung gemäß dem Richtungspfeil 30 vordere Verkleidungsteil 38" in Fahrzeughochrichtung gemäß dem Richtungspfeil 40 das in Vorwärtsfahrtrichtung gemäß dem Richtungspfeil 30 hintere Verkleidungsteil 38' nach unten hin um einen Betrag s überragt. Der Betrag s beträgt dabei beispielsweise mindestens 10 mm, um günstige Strömungsbedingungen an der Hinterachse 26 zu schaffen.
Die Anordnungen 34 sowohl gemäß 1 als auch gemäß den 2 und 3 stellen somit großflächige Verkleidungen der Hinterachse dar, welche günstige Strömungsbedingungen im Bereich der Hinterachse 26 gewährleisten. Weiterhin bewirken die Anordnungen 34 eine bessere Anströmung eines Heckdiffusors des Personenkraftwagens 10, was zu einem höheren Abtrieb an der Hinterachse 26 bzw. im hinteren Wagenbereich 24 führt. Dies beeinflusst die Fahrdynamik sowie das Fahrverhalten des Personenkraftwagens 10 positiv und bietet insbesondere bei sehr hohen Geschwindigkeiten eine höhere Stabilität und damit eine höhere Sicherheit.
Des Weiteren bieten die Anordnungen 34 Schutz vor einem unerwünscht hohen Eintrag von Schmutz, Schnee, Spritzwasser, Steinschlag etc., woraus ein reduzierter Verschleiß für die Radaufhängungen über eine hohe Lebensdauer hinweg resultiert. Das zur Anordnung 34 gemäß den 2 und 3 Geschilderte ist dabei ohne weiteres auf eine linksseitige Anordnung gemäß der Anordnung 32 anwendbar, beispielsweise durch Spiegelung der Anordnung 34 gemäß den 2 und 3 an der Mittelachse des Personenkraftwagens.
Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Verkleidungsteils 36' für eine linksseitige Anordnung gemäß der Anordnung 32 gemäß den vorhergehenden Figuren, wobei das Verkleidungsteil 36' einen Grundkörper 48 umfasst, mittels welchem ein Lenkerelement in Form eines Querlenkers einer Radaufhängung zumindest bereichsweise aufnehmbar ist bzw. über welchen das Verkleidungsteil 36' an dem Querlenker zu befestigen ist. Bei diesem Querlenker handelt es sich um einen so genannten Federlenker, an welchem eine Tragfeder der Radaufhängung, ein Federbein, ein Dämpferbein oder dergleichen abgestützt ist.
Das Verkleidungsteil 36' umfasst ferner einen ersten Deckel 50 sowie einen zweiten Deckel 52, welche den geschilderten Schutz vor einem unerwünscht hohen Eintrag von Schmutz und dergleichen vermeiden. Bei dem Verkleidungsteil 36' handelt es sich dabei um ein Verkleidungsteil 36' für eine linksseitige Anordnung gemäß der Anordnung 32. Es versteht sich, dass das zu dem Verkleidungsteil 36' gemäß 4 Geschilderte analog auf ein entsprechendes Verkleidungsteil für eine entsprechende rechtsseitige Anordnung gemäß den Anordnungen 34 zu übertragen ist, beispielsweise indem das Verkleidungsteil 36' an der Mittelachse des Personenkraftwagens 10 gespiegelt wird.
Die 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Verkleidungsteils 36" für eine Anordnung 32 gemäß den 1 bis 3, wobei das Verkleidungsteil 36" einen Grundkörper 48' umfasst, mittels welchem eine sogenannte Schubstrebe einer Radaufhängung zumindest bereichsweise aufnehmbar ist bzw. über welchen das Verkleidungsteil 36" mit der Schubstrebe zu verbinden ist. Das in der 5 gezeigte Verkleidungsteil 36" ist dabei wie das Verkleidungsteil 36' für eine linksseitige Anordnung gemäß Anordnung 32 und 34 ausgelegt, wobei das zu dem Verkleidungsteil 36" der 5 Geschilderte ohne weiteres auf ein entsprechendes Verkleidungsteil für eine rechtsseitige Anordnung gemäß den Anordnungen 34 anwendbar ist, beispielsweise durch spiegeln des Verkleidungsteils 36" an der Mittelachse des Personenkraftwagens 10.
Das Verkleidungsteil 36" weist einen Deckel 50' auf, welcher ebenso wie der Deckel 52 des Verkleidungsteil 36" den unerwünscht hohen Eintrag von Schmutz und dergleichen in die Radaufhängung reduziert bzw. vermeidet zum Schutz der Lenkerelemente 46 bzw. der Radaufhängung, was mit einem reduzierten Verschleiß wie einer sehr hohen Lebensdauer der Radaufhängung einhergeht.
In jeglicher Hinsicht führen die Anordnungen 32 und 34 sowie die Verkleidungsteile 38, 38', 38", 36' und 36" zu einer verwirbelungsarmen Umströmung der Hinterachse 26 und damit zu einer verbesserten Aerodynamik des Personenkraftwagens 10, woraus ein geringer Luftwiderstand sowie ein geringer Hinterachsenauftrieb bzw. ein höherer Hinterachsenabtrieb resultieren. Dies geht einher mit einem geringen Kraftstoffverbrauch sowie geringen CO₂-Emissionen des Personenkraftwagens 10 sowie mit einer Verbesserung dessen Fahrdynamik und Sicherheit.

Claims

Anordnung (32, 34) wenigstens eines Verkleidungsteils (36, 36', 36", 38, 38', 38") an einem Kraftwagen (10), bei welcher das Verkleidungsteil (36, 36', 36", 38, 38', 38") im Bereich wenigstens eines schwenkbar an dem Kraftwagen (10) gehaltenen Lenkerelements (46) einer Radaufhängung des Kraftwagens (10) gehalten ist, wobei das Lenkerelement (46) in Fahrzeughochrichtung (40) nach unten hin zumindest bereichsweise mittels des Verkleidungsteils (36, 36', 36", 38, 38', 38") abgedeckt und das Verkleidungsteil (36, 36', 36", 38, 38', 38") in Abhängigkeit von einer Schwenkbewegung des Lenkerelements (46) mit diesem mitbewegbar an dem Kraftwagen (10) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Verkleidungsteile (38', 38") vorgesehen sind, welche jeweils an einem Lenkerelement (46) der Radaufhängung mit diesem mitbewegbar gehalten sind und dass das in Vorwärtsfahrtrichtung (30) des Kraftwagens (10) vordere der beiden Verkleidungsteile (38") das hintere der beiden Verkleidungsteile (38') im Bereich der aneinandergrenzenden Ränder in Fahrzeughochrichtung (42) nach unten hin um einen Betrag (s) überragt, sodass bei einer Vorwärtsfahrt kein Fahrtwind zwischen die beiden Verkleidungsteile (38', 38") treten kann.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Lenkerelement (46) durch das Verkleidungsteil (36, 36', 36", 38, 38', 38") vollständig nach unten hin abgedeckt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Verkleidungsteil (36, 36', 36", 38, 38', 38") an dem Lenkerelement (46) mit diesem mitschwenkbar gehalten ist.
Anordnung (32, 34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verkleidungsteile (36, 36', 36", 38, 38', 38") relativ zueinander bewegbar miteinander verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in Vorwärtsfahrtrichtung (30) des Kraftwagens (10) vordere der beiden Verkleidungsteile (36, 36', 36", 38, 38', 38") das hintere der beiden Verkleidungsteile (36, 36', 36", 38, 38', 38") in Fahrzeughochrichtung (42) nach unten hin um einen Betrag (s) von zumindest 10 Millimeter überragt.