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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Luftleiteinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die an einem Radführungselement an der Unterseite des Kraftfahrzeugs anbringbar ist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine derartige Luftleiteinrichtung, die für die Anbringung an einem Radführungselement der Hinterachse eines Kraftfahrzeugs anbringbar ist, eine so genannte "rear axle cover" (RAC). Die erfindungsgemäße Luftleiteinrichtung ist jedoch nicht auf die Anbringung an Hinterachselementen beschränkt, sondern kann grundsätzlich auch für die Anbringung an Radführungselementen der Vorderachse eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein, wozu sie derart ausgestaltet ist, dass sie die Lenkbarkeit der Vorderräder nicht beeinträchtigt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Zur Reduzierung des gesamten Luftwiderstands eines Kraftfahrzeugs werden am Unterboden des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei Personenkraftwagen, so genannte Unterbodenverkleidungen vorgesehen. Diese Unterbodenverkleidungen stellen flächige Luftführungselemente dar, die den Teil des Fahrtwindes, der das Fahrzeug unterströmt, möglichst verwirbelungsfrei zwischen der Fahrzeugunterseite und der Fahrbahn hindurchleiten. Eine dieser Unterbodenverkleidungen ist die erfindungsgemäße, an einem Radführungselement an der Unterseite des Kraftfahrzeugs anbringbare Luftleiteinrichtung. Diese auch als "Achsabdeckung" bezeichnete Luftleiteinrichtung ermöglicht eine im Wesentlichen glatte und verwirbelungsfreie untere Umströmung der betreffenden Achse beziehungsweise der betreffenden Radführungselemente, wodurch der Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs und gleichzeitig auch der Auftrieb im Bereich der auf diese Weise verkleideten Achse reduziert wird.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
EP 2 435 288 B1 ist ein Fahrzeug mit einer Luftleiteinrichtung bekannt, die an einem Radführungselement der Hinterachse eines Kraftfahrzeugs angebracht ist. Diese Luftleiteinrichtung weist einen um eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse gewölbten flächigen Luftleitkörper auf, der die während der Fahrt unter dem Fahrzeug hindurchtretende Luftströmung an den Radführungselementen vorbeileitet.
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Bei diesen herkömmlichen Abdeckungen von Radführungselementen wird durch die Wölbung des Luftleitkörpers Abtrieb an der Luftleiteinrichtung erzeugt und dadurch insgesamt der Auftrieb am Kraftfahrzeug in diesem Bereich reduziert. Dies führt dazu, dass an den Seiten der Luftleiteinrichtung Wirbel induziert werden, die die Wirksamkeit der Luftleiteinrichtung herabsetzen. Diese induzierten Wirbel entstehen aufgrund der unterschiedlichen Drücke oberhalb und unterhalb der Luftleiteinrichtung.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Luftleiteinrichtung so auszugestalten, dass die Energieverluste aufgrund einer Wirbelbildung reduziert werden. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Kraftfahrzeug mit einer derart verbesserten Luftleiteinrichtung anzugeben.
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Der auf die Luftleiteinrichtung gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Zur Lösung der Aufgabe ist die Luftleiteinrichtung an zumindest einer ersten Seite mit zumindest einem sich im Wesentlichen in einer vorgesehenen Anströmrichtung der Luftleiteinrichtung erstreckenden Luftführungselement versehen, das vom flächigen Luftleitkörper hervorsteht.
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VORTEILE
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Diese Luftleiteinrichtung wirkt ähnlich wie ein Grenzschichtzaun und verhindert das seitliche Ausweichen der entlang der Unterseite der Luftleiteinrichtung strömenden Luft und damit die Bildung von Wirbeln am seitlichen Rand der Luftleiteinrichtung. Das zumindest eine Luftleitelement der Luftleiteinrichtung ermöglicht außerdem eine definierte Ausrichtung der am Luftleitkörper entlang strömenden und diesen verlassenden Luftströmung, so dass ein gezieltes Anströmen von hinter der Luftleiteinrichtung gelegenen Fahrzeugkomponenten, zum Beispiel Komponenten der Abgasanlage, möglich ist. Zudem wird der flächige Luftleitkörper durch das zumindest eine hervorstehende Luftleitelement versteift, so dass der Luftleitkörper keine weiteren Versteifungselemente oder Versteifungsrippen benötigt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Luftleiteinrichtung an der von der ersten Seite abgewandten Seite mit einem sich im Wesentlichen in der vorgesehenen Anströmrichtung der Luftleiteinrichtung erstreckenden weiteren Luftführungselement versehen ist, das vom flächigen Luftleitkörper hervorsteht. Auf diese Weise wird die Wirbelbildung an beiden Seiten der Luftleiteinrichtung unterbunden oder zumindest drastisch reduziert.
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Von Vorteil ist es, wenn der Luftleitkörper um eine quer zu vorgesehenen Anströmrichtung verlaufende Achse gewölbt ausgebildet ist und wenn das zumindest eine Luftführungselement in Wölbungsrichtung, also radial von der Achse weg weisend, vom Luftleitkörper hervorsteht.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das zumindest eine Luftführungselement ein am Rande des Luftleitkörpers ausgebildetes oder angebrachtes Stegelement aufweist oder von einem solchen gebildet ist, wobei das Stegelement vorzugsweise gewölbt ausgebildet ist. Dieses Stegelement bildet ein nach Art eines Grenzschichtzauns vom Luftleitkörper hervorstehendes Wandungsteil, das sich über die gesamte Länge oder über einen Teil der Länge des Luftleitkörpers (in Fahrzeuglängsrichtung gesehen) erstreckt.
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Besonders von Vorteil ist es, wenn das zumindest eine Luftführungselement integral mit dem Luftleitkörper ausgebildet ist. Die Luftleiteinrichtung kann dann als ein Formteil ausgebildet sein, wodurch die Fertigungskosten deutlich reduziert sind.
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Der auf das Kraftfahrzeug gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch das Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.
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Dieses Kraftfahrzeug mit zumindest einer erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass jeweils eine Luftleiteinrichtung an der Unterseite des Kraftfahrzeugs an einem linken beziehungsweise rechten Radführungselement einer Fahrzeugachse angebracht ist, wobei das zumindest eine Luftführungselement vom Luftleitkörper der jeweiligen Luftleiteinrichtung nach unten hervorsteht und sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung oder mit einer wesentlichen Richtungskomponente in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Dieses erfindungsgemäß ausgebildete Kraftfahrzeug weist einen deutlich geringeren Luftwiderstand auf, wobei zudem im Bereich des Kraftfahrzeugs, in dem die erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtungen angebracht sind, also im Bereich der Hinterachse und/oder der Vorderachse, eine deutlich geringere Auftriebskraft am Fahrzeug angreift.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Luftleitkörper um eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse gewölbt ausgebildet ist, wobei die Wölbung des Luftleitkörpers mit ihrer konvexen Seite zur Fahrbahnoberfläche und mit ihrer konkaven Seite zur Fahrzeugunterseite weist. Ein Luftleitkörper mit einem derartigen Profil senkt den am Fahrzeug angreifenden Auftrieb deutlich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der am Radführungselement angebrachte Luftleitkörper der Luftleiteinrichtung an der zum jeweiligen Fahrzeugrad weisenden Seite mit einem Luftführungselement versehen ist. Hierdurch wird nicht nur die Wirbelbildung am zur Fahrzeugaußenseite weisenden Rand der Luftleiteinrichtung reduziert oder verhindert, sondern es wird gleichzeitig ein seitliches Abdriften der entlang des Luftleitkörpers strömenden Luft und somit ein Zusammentreffen mit der das Fahrzeugrad umströmenden Luft verhindert. Das sorgt außerdem dafür, dass eine gezielt in die Mulde des Fahrzeugrads eingeleitete Strömung, die zur Kühlung der Bremsen dient, nicht gestört wird.
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Von Vorteil ist es auch, wenn die Luftleiteinrichtung an ihrer zur Fahrzeugmitte weisenden Seite mit einem weiteren Luftführungselement versehen ist. Auch durch diese Maßnahme wird nicht nur die Verwirbelung der Luft im Bereich des Fahrzeuginnerenrandes des Luftführungselements unterbunden, sondern es wird auch die Luftströmung unter dem Fahrzeug im Bereich der Fahrzeugmitte, also zwischen zwei an einer Achse vorgesehenen Luftführungselementen, weniger gestört, so dass beispielsweise die Anströmung eines Heckdiffusors optimal erfolgen kann.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigt:
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1 eine perspektivische Unteransicht einer erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung, die an einem Radführungselement eines rechten Hinterrades eines Fahrzeugs angebracht ist;
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2 eine schematische Ansicht eines Unterbodens im hinteren Teil eines Fahrzeugs von unten gesehen;
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3 eine Ansicht einer ersten abgewandelten Luftleiteinrichtung von unten gemäß der Ansicht aus 2;
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4 eine Ansicht einer zweiten abgewandelten Luftleiteinrichtung von unten gemäß der Ansicht aus 2 und
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5 eine Ansicht einer dritten abgewandelten Luftleiteinrichtung von unten gemäß der Ansicht aus 2.
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DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt in perspektivischer Ansicht von schräg unten den hinteren rechten Bereich des Fahrzeugunterbodens eines mit erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtungen 1, 1' versehenen Kraftfahrzeugs 2. An einem Radführungselement 20 des rechten hinteren Fahrzeugrads 22, beispielsweise einem Querlenker oder Längslenker, ist eine um eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung X verlaufende Krümmungsachse gewölbte Luftleiteinrichtung 1 befestigt. Die konvexe Unterseite der Luftleiteinrichtung 1 weist nach unten zur Fahrbahn und die konkave Oberseite der Luftleiteinrichtung 1 weist zum Fahrzeugunterboden, also zum Radführungselement 20 des rechten hinteren Fahrzeugrades 22.
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Die Luftleiteinrichtung 1 ist an dem zum Fahrzeugrad 22 hin weisenden äußeren Rand des gewölbten Luftleitkörpers 10 mit einem distalen Luftführungselement 12 versehen, das ein vom Luftleitkörper 10 nach unten, also zur Fahrbahn hin, weisendes Stegelement oder Rippenelement ausbildet. Dieses Stegelement erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Länge (in Fahrzeuglängsrichtung) des Luftleitkörpers 10. Das Luftführungselement 12 bildet auf diese Weise einen sich am zur Fahrzeugaußenseite weisenden distalen Randbereich des Luftleitkörpers 10 nach unten erstreckenden Grenzschichtzaun, der die in der Anströmrichtung F (also entgegen der Fahrtrichtung) anströmende Luft entlang der Längserstreckung des Luftleitkörpers 10 führt und ein seitliches Umströmen des Luftleitkörpers von der Unterseite zur Oberseite verhindert. Die Luftleiteinrichtung kann in einem im Wesentlichen rechten Winkel zur luftleitenden, zur Fahrbahn weisenden, unteren Fläche des Luftleitkörpers 10 ausgerichtet sein, sie kann aber auch in jedem anderen Neigungswinkel zur luftleitenden unteren Fläche des Luftleitkörpers 10 stehen.
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Auf die gleiche Weise ist am zur Fahrzeugmitte hin weisenden inneren Rand des Luftleitkörpers 10 ein weiteres Luftführungselement 14 angeordnet, das sich in der gleichen Weise wie das erste Luftführungselement 12 im Wesentlichen über die gesamte Länge des Luftleitkörpers 10 erstreckt und nach unten zur Fahrbahn hin gerichtet ist. Dadurch wird auch an der zur Fahrzeugmitte hin weisenden Seite der Luftleiteinrichtung 1 ein seitliches Umströmen des Luftleitkörpers 10 verhindert. Auch dieses weitere Luftführungselement 12 kann bezüglich der luftleitenden, zur Fahrbahn weisenden unteren Fläche des Luftleitkörpers 10 beliebig geneigt sein.
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In 2 ist am Beispiel der Hinterachse 21 des Kraftfahrzeugs 2 schematisch dargestellt wie sowohl auf der rechten Fahrzeugseite am Radführungselement 20 des rechten Hinterrades 22 als auch an der linken Fahrzeugseite am Radführungselement 20' des linken Hinterrades 22' jeweils eine Luftleiteinrichtung 1, 1' vorgesehen ist. Die beiden Luftleiteinrichtungen 1, 1' sind zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet und weisen jeweils ein distales Luftführungselement 12, 12' und ein proximales Luftführungselement 14, 14' auf, wie es in Verbindung mit der 1 beschrieben worden ist.
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Obwohl in den Figuren die Luftführungselemente 12, 12', 14, 14' als mit dem Luftleitkörper 10, 10' verbundene separate Teile dargestellt sind, ist es selbstverständlich auch möglich, die Luftleiteinrichtung 1, 1' einstückig auszubilden, wobei die Luftführungselemente 12, 12', 14, 14' durch entsprechende Formgebung mit dem zugehörigen Luftleitkörper 10, 10' integral ausgebildet sind.
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Die Luftführungselemente 12, 12‘, 14, 14‘ können selbst ebenfalls gewölbt ausgebildet sein, wobei der Wölbungsbauch 12“, 14“ vorzugsweise nach innen, also zum gegenüber gelegenen Luftführungselement 14, 14‘, 12, 12‘ weist. Aufgrund der Krümmung des Luftleitkörpers 10, 10‘ um eine zur Fahrzeugquerachse Y parallele Achse sind auch die gewölbten Luftführungselemente 12, 12‘, 14, 14‘ entsprechend gekrümmt. Deren Wölbung wird dann vom Fahrtwind im vorderen Bereich und im hinteren Bereich des jeweiligen Luftführungselements 12, 12‘, 14, 14‘ schräg angeströmt, wodurch eine kleine Kraftkomponente in Fahrtrichtung X erzeugt werden kann, die einen strömungsbedingten Energieverlust in Vortrieb umsetzt, was — wenn auch nur geringfügig — zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs beitragen kann.
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Die 3 bis 5 zeigen drei weitere alternative Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung 101, 201, 301, die von der in 2 gezeigten Variante mit parallel zueinander in Fahrzeuglängsrichtung X verlaufenden Luftführungselementen 12, 12‘, 14, 14‘ abweichen.
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Die Variante der 3 weist zwei Luftführungselemente 112, 114 auf, die derart in einem Winkel zur Fahrzeuglängsrichtung X am zugehörigen Luftleitkörper 110 angeordnet sind, dass der seitliche Abstand zwischen den Luftführungselementen 112, 114 in Y-Richtung vorne geringer ist als hinten, so dass die Luftleiteinrichtung 101 eine Art Diffusor bildet.
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Die Variante der 4 weist zwei Luftführungselemente 212, 214 auf, die derart in einem Winkel zur Fahrzeuglängsrichtung X am zugehörigen Luftleitkörper 210 angeordnet sind, dass der seitliche Abstand zwischen den Luftführungselementen 212, 214 in Y-Richtung vorne größer ist als hinten, so dass die Luftleiteinrichtung 201 eine Art Verdichter bildet.
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Die Variante der 5 hingegen weist zwei Luftführungselemente 312, 314 auf, die um eine zur Fahrzeughochachse Z parallele Achse nach innen, also aufeinander zu, gekrümmt am zugehörigen Luftleitkörper 310 angeordnet sind, so dass sie eine Art Düse für die Luftströmung bilden.
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Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.
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Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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