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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Unterbodenverkleidung im Heckbereich des Kraftfahrzeugs.
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Zur Reduzierung des Luftwiderstands von Kraftfahrzeugen ist es allgemein bekannt, den Unterboden des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise mit einer Unterbodenverkleidung zu versehen, um den Strömungswiderstand der bei Fahrt des Kraftfahrzeugs zwischen dem Unterboden und der Fahrbahn hindurch strömenden Luft zu verringern. So beschreibt beispielsweise die
GB 463 620 A eine Unterbodenverkleidung, die aus mehreren Teilen besteht und nahezu den gesamten Unterboden eines Kraftfahrzeugs abdeckt, einschließlich des Heckbereichs des Kraftfahrzeugs.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die aus der
GB 463 620 A bekannte Unterbodenverkleidung im Heckbereich des Kraftfahrzeugs weiterzuentwickeln.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit einer Unterbodenverkleidung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Kerngedanke der Erfindung ist es, die Unterbodenverkleidung im Heckbereich des Kraftfahrzeugs an ihrer Vorderkante derart „gerundet“ auszuführen, dass der Übergang zwischen der Oberseite der Unterbodenverkleidung und der auf die Fahrbahn zuweisenden Unterseite der Unterbodenverkleidung entlang einer stetig gekrümmten Fläche erfolgt, ohne Kante und/oder Stufe. Der Begriff „Rundung“ soll die gekrümmte Fläche nicht auf eine kreisbogenförmige Rundung einengen. Selbstverständlich können neben kreisbogenförmigen oder kreisbogenähnlichen Rundungen andere Krümmungsformen vorgesehen sein, beispielsweise der Abschnitt einer Ellipse, Parabel, Hyperbel oder dergleichen. Die Krümmung kann auch durch Aneinanderreihung unterschiedlicher geometrischer Formen gebildet sein.
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Grundsätzlich wird die bei Fahrt des Kraftfahrzeugs zunächst entlang des vorderen Bereichs des Unterbodens und über die Hinterachse strömende Luft beim Auftreffen auf die Vorderkante der heckseitigen Unterbodenverkleidung aufgestaut, wodurch sich der Luftwiderstand in diesem Bereich des Unterbodens erhöht. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer ausreichend großen Rundung an der Vorderkante der heckseitigen Unterbodenverkleidung wird dieses Staugebiet im Vergleich beispielsweise zu einer geradflächigen Vorderkante, die sich in etwa in einer vertikalen Querebene des Kraftfahrzeugs befindet, vermieden oder zumindest stark reduziert. Durch die sich im Bereich der Rundung ergebende Beschleunigung der Strömung wird im vorderen Abschnitt der Unterbodenverkleidung ein Unterdruckgebiet erzeugt. Dieses Unterdruckgebiet trägt zur Minimierung des Luftwiderstands und zur Reduzierung des Auftriebs an der Hinterachse bei.
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Der Radius der Rundung der Vorderkante beträgt mindestens 10 mm, bevorzugt mindestens 30 mm, besonders bevorzugt etwa 50 mm. Der Begriff „Radius“ engt die Rundung nicht auf eine kreisbogenförmige Rundung ein, sondern schließt, wie oben beschrieben, alle denkbaren Krümmungsformen ein. Der Radius der Rundung kann entlang des Verlaufs der Vorderkante der Unterbodenverkleidung in Querrichtung des Kraftfahrzeugs variieren. Der Radius der Rundung kann auch mehr als 50 mm betragen. Wird die Rundung mit einem Radius von deutlich mehr als 50 mm ausgeführt, nähert sich mit zunehmendem Radius die Rundung einem geradflächigen Übergang (Abschrägung) zwischen der Oberseite und der Unterseite der Unterbodenverkleidung an. Je größer der Radius der Rundung gewählt wird, umso schwächer ist der Effekt der Beschleunigung der Strömung an der Vorderkante der Unterbodenverkleidung ausgeprägt.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die Unterbodenverkleidung zumindest einen sich unmittelbar hinter wenigstens einem hinteren Radhaus erstreckenden seitlichen Abschnitt auf, dessen auf das Radhaus zuweisende Vorderkante so „gerundet“ ist, dass der Übergang zwischen der Oberseite der Unterbodenverkleidung und der auf die Fahrbahn zuweisenden Unterseite des seitlichen Abschnitts der Unterbodenverkleidung entlang einer stetig gekrümmten Fläche erfolgt, ohne Kante und/oder Stufe. Zum Begriff der „Rundung“ wird auf die oben stehenden Erläuterungen verwiesen. Durch die Rundung der Vorderkante des seitlichen Abschnitts der Unterbodenverkleidung wird auch im Bereich hinter dem hinteren Radhaus die Ausbildung eines Staugebiets vermieden oder zumindest reduziert. Somit kann die Strömungsluft ungehindert aus dem Radhaus entweichen und wird ohne nennenswerte Strömungsverluste in Richtung des Fahrzeughecks kanalisiert. Das an der gekrümmten Fläche entlang der Vorderkante des seitlichen Abschnitts der Unterbodenverkleidung entstehende Unterdruckgebiet minimiert den Luftwiderstand und den Auftrieb an der Hinterachse.
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Der Radius der Rundung der Vorderkante des seitlichen Abschnitts der Unterbodenverkleidung beträgt, wie oben beschrieben, ebenfalls mindestens 10 mm, bevorzugt mindestens 30 mm, besonders bevorzugt etwa 50 mm. Auch die weiteren oben stehenden Erläuterungen zur Größe und Geometrie der Rundung gelten sinngemäß für die seitlichen Abschnitte der Unterbodenverkleidung.
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Die Unterbodenverkleidung hinter zumindest einem der hinteren Radhäuser schließt sich bevorzugt ohne Unterbrechung an eine hintere Radhausschale, also an eine Innenauskleidung des Radhauses, an. Hieraus ergibt sich folgende vorteilhafte Wirkung: Die bei Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs durch das Radhaus strömende Luft staut sich insbesondere im hinteren Bereich des Radhauses, etwa im hinteren Drittel des Radhauses. Durch den Aufstau der durchströmenden Luft in diesem Bereich erhöht sich der Druck im Radhaus, was zu einer Verschlechterung des Strömungswiderstands und des Hinterachsauftriebs führt. Gegebenenfalls löst sich die Luft am Übergang zwischen der Radhausschale und dem Unterboden ab, was zu weiteren Strömungsverlusten führt. Außerdem kann die aus dem Radhaus ausströmende Luft unmittelbar weiter entlang an der Kontur des Unterbodens strömen und in eine Verkleidung des hinteren Stoßfängers („Heckschürze“) eindringen und sich durch aufstauen, wodurch sich eine Wirkung vergleichbar der eines Bremsfallschirms ergibt. Dies führt zu einer weiteren Verschlechterung des Strömungswiderstands und des Hinterachsauftriebs.
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Dem wirkt die gerundete Vorderkante des seitlichen Abschnitts der Unterbodenverkleidung entgegen, der sich unmittelbar an die Radhausschale anschließt und einen „Auslass“ für die Strömungsluft im Radhaus darstellt, durch die die Luft im Radhaus in aerodynamisch günstiger Weise mit geringen Strömungsverlusten in Richtung des Fahrzeughecks entweichen kann.
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Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung zwei seitliche Abschnitte auf, jeweils unmittelbar anschließend an das rechte und an das linke hintere Radhaus.
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Die Vorderkante des wenigstens einen seitlichen Abschnitts der Unterbodenverkleidung verläuft in einer Ebene etwa parallel zur Fahrbahn. Dabei wird ein Verlauf der Vorderkante unter einem rechten Winkel zur Fahrtrichtung angestrebt. In der Praxis kann jedoch meist nur ein Winkel von weniger als 90° realisiert werden, so dass die Vorderkante zumindest unter einem kleinen Winkel schräg zur Fahrtrichtung verläuft. Die Vorderkante des seitlichen Abschnitts der Unterbodenverkleidung kann dabei geradlinig oder gekrümmt verlaufen, beispielsweise bogenförmig gekrümmt sein.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Unterbodenverkleidung im Heckbereich des Kraftfahrzeugs mehrteilig ausgeführt und in einen mittleren Abschnitt sowie wenigstens einen seitlichen Abschnitt unterteilt. Durch diese Mehrteiligkeit der Unterbodenverkleidung wird die Montage und Demontage erleichtert. Außerdem ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Herstellbarkeit der einzelnen Bauteile. Schäden an der Unterbodenverkleidung können durch die Aufteilung in zwei bzw. drei Abschnitte kostengünstiger und einfacher behoben werden. Bevorzugt schließen sich an den mittleren Abschnitt zwei seitliche Abschnitte an, wobei die seitlichen Abschnitte unmittelbar an die hinteren Radhäuser des Kraftfahrzeugs angrenzen.
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In Ausgestaltung der Erfindung weist die Unterbodenverkleidung an ihrer Vorderkante einen Einschnitt für ein Abgasrohr auf, um den für die Verlegung des Abgasrohrs erforderlichen Bauraum zur Verfügung zu stellen. Unter Umständen macht auch die gegebenenfalls hohe thermische Belastung durch das Abgasrohr einen vorderseitigen Einschnitt in der Unterbodenverkleidung erforderlich.
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Der Endschalldämpfer der Abgasanlage des Kraftfahrzeugs ist vorzugsweise vollständig von der Unterbodenverkleidung abgedeckt, mit entsprechend vorteilhafter aerodynamischer Wirkung der Unterbodenverkleidung.
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Die erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung wird bevorzugt durch Verschraubung und/oder Verclipsung am Unterboden des Kraftfahrzeugs und/oder an benachbarten Bauteilen befestigt. Benachbarte Bauteile sind beispielsweise die Stoßfängerverkleidung oder die Radhausschalen. Grundsätzlich kommt auch eine Verklebung oder Verschweißung in Betracht, beispielsweise mit benachbarten Bauteilen. Die genannten Befestigungsarten kommen im Fall einer mehrteilig ausgeführten Unterbodenverkleidung auch für die Verbindung der einzelnen Abschnitte der Unterbodenverkleidung untereinander in Betracht. Die Übergänge zwischen der Unterbodenverkleidung und benachbarten Bauteilen bzw. die Übergänge zwischen den einzelnen Abschnitten der Unterbodenverkleidung sind bevorzugt ohne Stufen und/oder Kanten ausgeführt.
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Wie aus den oben stehenden Erläuterungen zur Befestigung der Unterbodenverkleidung hervorgeht, ist die Unterbodenverkleidung bevorzugt als zur Karosserie des Kraftfahrzeugs separates Bauteil ausgeführt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Unterbodenverkleidung oder zumindest einen Abschnitt der Unterbodenverkleidung in die Karosserie des Kraftfahrzeugs zu integrieren. Insbesondere die seitlichen Abschnitte der Unterbodenverkleidung können integral mit dem Bodenblech des Kraftfahrzeugs, im Bereich anschließend an die hinteren Radhäuser, ausgeführt werden. Diese Integration in die Karosserie erfolgt durch geeignete Umformprozesse bei der Herstellung des Unterbodens des Kraftfahrzeugs. Der Unterboden besteht dabei aus einem metallischen Werkstoff, aus einem Kohlefaser-Material oder dergleichen.
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Die erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung kann zusätzlich weitere Funktionen erfüllen, beispielsweise die Funktion als Hitzeschutzschild, Steinschlagschutz etc.
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Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendeten Begriffe „vorne“ und „hinten“ sowie davon abgeleitete Begriffe beziehen sich auf die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs bei Vorwärtsfahrt.
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Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite des Heckbereichs eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, mit Darstellung der Strömungsverhältnisse am Unterboden,
- 2 eine der 1 entsprechende Darstellung, aus einem anderen Blickwinkel,
- 3 eine Unteransicht des Heckbereichs des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und
- 4 eine perspektivische Ansicht auf den rechten Heckbereich des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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Die 1 bis 4 zeigen den Heckbereich eines in seiner Gesamtheit mit 2 bezeichneten Kraftfahrzeugs, mit einer Hinterachse 4 mit in Radhäusern 7 aufgenommenen Hinterrädern 6 (siehe 1 und 2).Der Unterboden des Kraftfahrzeugs 2 ist im Bereich vor der Hinterachse 4 mit einer vorderen Unterbodenverkleidung 8 versehen. Die vordere Unterbodenverkleidung 8 weist einen Kanal für die Durchführung eines Abgasrohrs 10 auf, das in einen Endschalldämpfer 12 einer Abgasanlage des Kraftfahrzeugs mündet. Die Abgasanlage endet mit einem Abgasendrohr 14. In 1 sind die Strömungsverhältnisse im Heckbereich des Kraftfahrzeugs 2 anhand von „Stromlinien“ S dargestellt.
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Die Unterseite einzelner Komponenten der Hinterachse 4 ist durch Luftleitelemente 5 abgedeckt, zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse an der Hinterachse 4. An den Bereich der Hinterachse 4 schließt sich eine in ihrer Gesamtheit mit 20 bezeichnete Unterbodenverkleidung an. Die Unterbodenverkleidung 20 erstreckt sich über die gesamte Breite des Heckbereichs des Kraftfahrzeugs 2 und setzt sich aus einem mittleren Abschnitt 22 sowie zwei seitlichen Abschnitten 24 zusammen. Der mittlere Abschnitt 22 deckt unter anderem den Endschalldämpfer 12 ab. Die seitlichen Abschnitte 24 schließen sich an die beiden hinteren Radhäuser 7 an.
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Der mittlere Abschnitt 22 der Unterbodenverkleidung 20 weist entlang seines vorderen Endabschnitts eine durchgängig gerundete Vorderkante 26 auf. Die Vorderkante 26 ist mit einem Einschnitt 32 für das Abgasrohr 10 versehen. Auch im Bereich des Einschnittes 32 ist die Vorderkante 26 des mittleren Abschnitts 22 der Unterbodenverkleidung 20 gerundet. Im hinteren Teil der Unterbodenverkleidung 22 ist ein Ausschnitt 34 für das Abgasendrohr 14 vorgesehen.
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Wie aus den 3 und 4 hervorgeht, weisen die seitlichen Abschnitte 24 der Unterbodenverkleidung 20 an ihren vorderen Endabschnitten ebenfalls gerundete Vorderkanten 48 auf. Wie aus 3 ersichtlich, verläuft eine gedachte Verbindungslinie zwischen den beiden Endpunkten der bogenförmig gekrümmten Vorderkante 48 der seitlichen Unterbodenverkleidung 24 unter einem Winkel von etwa 60° zur Fahrtrichtung FR.
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In den 1 und 2 sind die gerundeten Vorderkanten 48 der seitlichen Abschnitte 24 der Unterbodenverkleidung 20 nicht dargestellt. Aus den 1 und 2 geht jedoch der unmittelbare Übergang zwischen den Radhausschalen 9 und den seitlichen Abschnitten 24 der Unterbodenverkleidung 20 hervor. Durch den nahtlosen, gerundeten Übergang ist gewährleistet, dass die das Radhaus 7 durchströmende Luft in aerodynamisch besonders günstiger Weise aus dem Radhaus 7 entweichen kann. Die Radhausschalen 9 kleiden die Innenseiten der Radhäuser 7 glattflächig aus.
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Der mittlere Abschnitt 22 der Unterbodenverkleidung 20 ist über Schrauben 50 am Unterboden des Kraftfahrzeugs 2 befestigt. Außerdem schließt die Unterbodenverkleidung 22 unmittelbar an eine Stoßfängerverkleidung 52 am rückwärtigen Ende des Kraftfahrzeugs 2 an und ist in diesem Bereich über weitere Schrauben (nicht dargestellt) mit der Stoßfängerverkleidung 52 verbunden. Die Befestigung der seitlichen Abschnitte 24 der Unterbodenverkleidung 20 erfolgt über eine Mehrzahl von Schrauben 56, mit denen die seitlichen Unterbodenverkleidungen 24 einerseits an der mittleren Unterbodenverkleidung 22 und andererseits an der Stoßfängerverkleidung 52 in deren seitlichen und hinteren Bereichen befestigt sind.
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Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen: Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 2 weist eine Unterbodenverkleidung 20 auf, deren Vorderkanten 26 bzw. 48 zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse gerundet ausgeführt sind. In bevorzugter Ausführung der Erfindung besteht die Unterbodenverkleidung 20 im Heckbereich des Kraftfahrzeugs aus einem mittleren und zwei seitlichen Abschnitten 22 bzw. 24. Hierbei schließen die seitlichen Abschnitte 24 unmittelbar an die hinteren Radhäuser 7 des Kraftfahrzeugs 2 an.
