DE102017007476A1

DE102017007476A1 - Luftleiteinrichtung für einen Aufbau eines Nutzfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017007476A1
Application number: DE102017007476.3A
Authority: DE
Inventors: Achim Haeusser
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftleiteinrichtung (1) für einen Aufbau (2) eines Nutzfahrzeugs (3), mit wenigstens einem Luftleitkanal (8), dessen Lufteinlass (9) in einem von Fahrtwind umströmten Bereich des Aufbaus (2) angeordnet ist, und mit einem Luftauslass (10), mittels welchem ein Luftstrom in einen Unterdruckbereich (4) hinter einer hinteren Stirnwand (12) des Aufbaus (2) leitbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Luftleitkanal (8) einen Kanalbereich (11) umfasst, welcher sich entlang der Stirnwand (12) nach oben in den Unterdruckbereich (4) hineinerstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftleiteinrichtung für einen Aufbau eines Nutzfahrzeugs der im Patentanspruch 1 angegebenen Art.
Der aerodynamische Widerstand eines Nutzfahrzeugs, insbesondere Lastkraftwagens, hat einen erheblichen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch während eines Fahrbetriebs des Nutzfahrzeugs, da der aerodynamische Widerstand mit steigender Fahrgeschwindigkeit quadratisch zunimmt. Dieser aerodynamische Widerstand kann auch als Luftwiderstand oder Strömungswiderstand bezeichnet werden. Besonders bei Sattelzügen, welche eine Sattelzugmaschine und einen daran angekoppelten Sattelauflieger umfassen, gibt es erhebliche Anstrengungen, diese aerodynamisch besonders günstig auszubilden, um deren Luftwiderstand besonders gering zu halten. Ziel von aerodynamischen Verbesserungen ist es, dass Nutzfahrzeug besonders kraftstoff- bzw. energieeffizient und emissionsarm betreiben zu können.
Zu dem aerodynamischen Widerstand zählen unter anderem beispielsweise ein im Frontbereich des Nutzfahrzeugs durch den Fahrbetrieb gebildeter Staudruck- bzw. Überdruckbereich und ein durch den Fahrbetrieb des Nutzfahrzeugs hinter diesem erzeugter Unterdruckbereich. Anders ausgedrückt kann ein Heckbereich des Nutzfahrzeugs den Unterdruckbereich umfassen oder diesen bilden. Bei einem Nutzfahrzeug, insbesondere bei Lastkraftwagen mit quaderförmigem Aufbau, zum Beispiel Sattelzügen, Gliederzügen etc., ist dieser Unterdruckbereich aufgrund des großen Querschnitts des Nutzfahrzeugs und aufgrund des rechtwinkligen Fahrzeugendes stark ausgeprägt. In den Unterdruckbereich wird eine den zum Beispiel als Kofferaufbau, Plane-Spriegel-Aufbau etc. ausgebildeten Aufbau des Nutzfahrzeugs bzw. Nutzfahrzeugaufbau, umströmende Luftströmung aerodynamisch nachteilig in den Unterdruckbereich hineingesaugt, wodurch in einem Heckbereich des Nutzfahrzeugs Luftverwirbelungen und/oder Strömungsabrisse entstehen, wodurch ein gesamter Luftwiderstand bzw. aerodynamischer Widerstand des Nutzfahrzeugs besonders hoch ausfällt. Der aerodynamische Widerstand des Nutzfahrzeugs ist also verringerbar, indem Maßnahmen ergriffen werden, welche auf den im Fahrbetrieb hinter dem Nutzfahrzeug erzeugten Unterdruckbereich einwirken. Beispielsweise ist der Unterdruckbereich möglichst gering zu halten bzw. idealerweise vollständig zu verhindern.
Aus dem Stand der Technik, insbesondere aus dem Nutzfahrzeugbau, ist bereits eine Vielzahl an aerodynamikverbessernden Maßnahmen bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2014 016 767 A1 eine Windleiteinrichtung für einen Lastkraftwagen, mit wenigstens einem einen Eintritt und einen in Vorwärtsfahrtrichtung dahinter angeordneten Austritt aufweisenden Luftkanal, welcher von einem durch Fahrtwind erzeugten Luftstrom durchströmbar ist, durch welchen der aerodynamische Widerstand des Lastkraftwagens reduzierbar ist. Hierbei kann der Eintritt nahe an einem Heck des Lastkraftwagens angeordnet sein und der Austritt am Heck angeordnet sein. Nachteilig ist jedoch, dass diese Windleiteinrichtung lediglich bis zu einer Unterkante einer Hecktüranordnung des Lastkraftwagens reicht, damit die Hecktüranordnung öffenbar bleibt. Mit anderen Worten erstreckt sich die Windleiteinrichtung lediglich bis an einen Rand des Unterdruckgebiets, dessen vertikale Ausdehnung üblicherweise zumindest im Wesentlichen einer Höhe der Hecktüranordnung des Nutzfahrzeugs entspricht, wodurch die aerodynamische Wirkung der Windleiteinrichtung besonders gering ausfällt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftleiteinrichtung für einen Aufbau eines Nutzfahrzeugs bereitzustellen, um dieses besonders kraftstoff- und/oder energieeffizient sowie emissionsarm betreiben zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Luftleiteinrichtung für einen Aufbau eines Nutzfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Luftleiteinrichtung für einen Aufbau eines Nutzfahrzeugs geschaffen, welche wenigstens einen Luftleitkanal aufweist, dessen Lufteinlass in einem von Fahrtwind umströmten Bereich des Aufbaus angeordnet ist. Außerdem weist die Luftleiteinrichtung einen Luftauslass auf, mittels welchem ein Luftstrom in einen Unterdruckbereich hinter einer hinteren Stirnwand des Aufbaus leitbar ist.
Um eine Luftleiteinrichtung für einen Aufbau eines Nutzfahrzeugs zu schaffen, wodurch das Nutzfahrzeug besonders kraftstoff- und/oder energieeffizient sowie emissionsarm betreibbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Luftleitkanal einen Kanalbereich aufweist, welcher sich entlang der Stirnwand nach oben in den Unterdruckbereich hineinerstreckt. Ein Heckbereich des Nutzfahrzeugs, also ein Bereich hinter einem Ende des Nutzfahrzeugs, kann den Unterdruckbereich umfassen oder diesen bilden. Mit anderen Worten erstreckt sich der Luftleitkanal mittels dessen Kanalbereich, welcher entlang der Stirnwand nach oben, das heißt vertikal, verläuft, in den Unterdruckbereich bzw. Heckbereich des Nutzfahrzeugs hinein, wohingegen sich eine herkömmliche Windleiteinrichtung lediglich bis zu einem Rand des Unterdruckbereichs – und nicht dorthinein – erstreckt. Wieder anders ausgedrückt ist der Luftauslass oberhalb einer Türunterkante des Nutzfahrzeugaufbaus angeordnet.
Vorteilhaft hierbei ist, dass mittels der Luftleiteinrichtung besonders effizient bei einem Fahrbetrieb des Nutzfahrzeugs daran anströmende Luft dem Unterdruckbereich zuführbar ist, wodurch ein dort herrschender Luftdruck erhöhbar ist. Den eingangs beschriebenen Nachteilen (Luftverwirbelungen und/oder Strömungsabrissen) ist somit wirksam entgegengetreten. Hierdurch verringert sich im Gegensatz zu Nutzfahrzeugen ohne einer solchen Luftleiteinrichtung der Luftwiderstand, wodurch das Nutzfahrzeug besonders kraftstoff- und/oder energieeffizient sowie emissionsarm betreibbar ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigt:
1 eine schematische Ansicht einer Luftleiteinrichtung für einen Aufbau eines Nutzfahrzeugs in dessen Heckbereich;
2 eine schematische Ansicht der Luftleiteinrichtung bei einer teilweise geöffneten Hecktür;
3 eine schematische Ansicht einer Kopplungseinrichtung der Luftleiteinrichtung;
4 eine schematische und perspektivische Ansicht eines Kanalbereichs, welcher sich in einen Unterdruckbereich erstreckt;
5 eine schematische Ansicht der Luftleiteinrichtung mit zumindest einer weiteren Luftleiteinheit;
6 eine schematische Ansicht der Luftleiteinrichtung mit der zumindest einen weiteren Luftleiteinheit, welche mehrteilig ausgebildet ist; und
7 eine schematische Ansicht einer Seitenfläche des Aufbaus des Nutzfahrzeugs mit in einer Be-/Entladeposition angeordneten Luftleiteinrichtung.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Luftleiteinrichtung 1 für einen Aufbau 2 eines Nutzfahrzeugs 3 in dessen Heckbereich 4. Der Heckbereich 4 des Nutzfahrzeugs 3 kann den Unterdruckbereich umfassen oder diesen bilden, weshalb hierin die Ausdrücke Heckbereich und Unterdruckbereich synonym zu verstehen sind und dementsprechend durch dasselbe Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Das Nutzfahrzeug 3 kann als Lastkraftwagen, insbesondere als Sattelzug, ausgebildet sein. Mittels eines ein Fahrerhaus aufweisendes Zugfahrzeugs, welches insbesondere als Sattelzugmaschine ausgebildet sein kann, ist ein Anhänger, welcher insbesondere als Sattelauflieger ausgebildet sein kann, zum Transport von Ladung ziehbar bzw. schiebbar. Es ist auch denkbar, dass der Lastkraftwagen 3 bzw. das Nutzfahrzeug 3 als ein Gliederzug ausgebildet ist, wobei jeweils auf einem Zugfahrzeug und auf einem davon ziehbaren bzw. schiebbaren Deichselanhänger Ladung transportiert werden kann. Hierfür kann das Nutzfahrzeug 3, insbesondere das Zugfahrzeug und/oder der Sattelauflieger bzw. Deichselanhänger, einen Laderaum aufweisen, welcher durch eine beispielsweise als Kofferaufbau, Plane-Spriegel-Aufbau etc. ausgebildete Außenwandung 5 begrenzt ist. Um den Laderaum be- und entladen zu können, kann der Laderaum beispielsweise über eine als Hecktüranordnung 6 ausgebildete Türanordnung oder um eine zumindest teilweise offenbare Seitenwand verfügen.
In einem Fahrbetrieb bewegt sich das Nutzfahrzeug 3 bzw. der Lastkraftwagen 3 vorwärts, das heißt in Fahrtrichtung, und wird deshalb von einem Fahrtwind angeströmt. Hierbei bildet sich an einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Anströmrichtung des Fahrtwindes stehenden Fläche des Fahrerhauses ein Staudruckbereich, welcher auch über Druckbereich genannt werden kann. Hinter dem Lastkraftwagen 3, das heißt in dessen Heckbereich 4, entsteht durch eine Verdrängung der Luft durch das Fahrerhaus vor dem Nutzfahrzeug 3 während des Fahrbetriebs ein Unterdruckbereich 4. Ein Teil eines Luftstroms, welcher während des Fahrbetriebs um das Nutzfahrzeug 3 herumströmt, wird in nachteiliger Weise in diesen Unterdruckbereich bzw. Heckbereich 4 hinter den Lastkraftwagen 3 gesaugt, wodurch es insbesondere im Heckbereich 4 des Lastkraftwagens 3 zu Strömungsabrissen und/oder Verwirbelungen des das Nutzfahrzeug 3 umströmenden Luftstroms kommen kann. Hierdurch ist ein besonders hoher aerodynamischer Widerstand bzw. Luftwiderstand des Nutzfahrzeugs 3 vorhanden. Darüber hinaus erzeugt der Heckbereich 4 während des Fahrbetriebs eine der Fahrtrichtung entgegengesetzte Kraft, welche auf das Nutzfahrzeug 3, insbesondere auf den Aufbau 2 des Nutzfahrzeugs 3, wirkt. Diese Kraft erfordert zu deren Überwindung eine Motorleistung des Nutzfahrzeugs 3, was zu einem besonders hohen Kraftstoff- bzw. Energieverbrauch des Lastkraftwagens 3 führt.
Ferner ist, insbesondere aufgrund von gesetzlichen Vorschriften zur Verminderung einer Unfallschwere für ein auffahrendes Fahrzeug, im Heckbereich 4 des Nutzfahrzeugs 3 ein Unterfahrschutz 7 vorgesehen, welcher sich zumindest im Wesentlichen über eine gesamte Breite des Aufbaus 2 des Nutzfahrzeugs 3 bzw. des Nutzfahrzeugaufbaus 2 erstreckt. Der Unterfahrschutz 7 wirkt sich ebenfalls aerodynamisch nachteilig aus, da ein den Aufbau 2 des Nutzfahrzeugs 3 umströmender Luftstrom vor dem Unterfahrschutz 7 aufgestaut werden kann. Mit anderen Worten ist es möglich, dass vor dem Unterfahrschutz 7 ein weiterer Überdruckbereich erzeugt wird.
Um diesen Nachteilen wirksam entgegentreten zu können, umfasst die Luftleiteinrichtung 1 wenigstens einen Luftleitkanal 8, dessen Lufteinlass 9, wie in 1 gezeigt, in Fahrtrichtung des Nutzfahrzeugs 3 weist. Des Weiteren ist der Lufteinlass 9 so positioniert, dass Luft, welche das Nutzfahrzeug 3 während des Fahrbetriebs umströmt, in den Lufteinlass 9 hineinströmen kann. Beispielsweise kann der Lufteinlass 9 an einer Unterseite des Nutzfahrzeugaufbaus 2 angeordnet sein. Der Luftleitkanal 8 ist hohl ausgebildet, sodass dieser von Luft durchströmbar ist. Mit anderen Worten kann Luft durch den Lufteinlass 9 hindurch-, in den Luftleitkanal 8 hinein- und durch diesen hindurchströmen.
Der Luftleitkanal 8 weist des Weiteren einen Luftauslass 10 auf, welcher von Luft durchströmbar ist und mittels welchem der Luftstrom in den Unterdruckbereich 4, das heißt in den Heckbereich 4, leitbar ist. Das bedeutet, dass durch den Luftleitkanal 8 hindurchströmende Luft über den Luftauslass 10 austreten kann. Die aus dem Luftauslass 10 ausgetretene Luft wirkt sich im Heckbereich 4 bzw. Unterdruckbereich 4 aus, indem diese dem Unterdruckbereich 4 zugeführt wird, wodurch in dem Heckbereich 4 eine Druckerhöhung stattfinden kann.
Um das Nutzfahrzeug besonders kraftstoff- und/oder energieeffizient sowie emissionsarm betreiben zu können, ist vorgesehen, dass der Luftleitkanal 8 einen Kanalbereich 11 umfasst, welcher sich entlang einer hinteren Stirnwand 12 des Lastkraftwagens 3 nach oben, das heißt zumindest im Wesentlichen vertikal und/oder entlang einer Fahrzeughochachse, in den Unterdruckbereich 4 hineinerstreckt. Mit anderen Worten verlaufen die Stirnwand 12 und der Kanalbereich 11 zueinander parallel, wobei der Kanalbereich 11 an der Stirnwand 12 befestigt sein kann. Es ist bevorzugt, wenn sich der Kanalbereich 11 über zumindest ein Drittel einer Höhe des Aufbaus 2 erstreckt. Besonders bevorzugt ist es, wenn sich der Kanalbereich 11 über zumindest eine Hälfte der Höhe des Aufbaus 2 erstreckt. Noch bevorzugter ist es, wenn sich der Kanalbereich 11 über zumindest 2 Drittel der Höhe des Aufbaus 2 erstreckt. Durch den sich nach oben in den Unterdruckbereich 4 hineinerstreckenden Kanalbereich 11 ist gewährleistet, dass in besonders effizienter Weise dem Heckbereich/Unterdruckbereich 4 Luft zugeführt wird bzw. zuführbar ist, sodass ein in dem Heckbereich/Unterdruckbereich 4 herrschender Luftdruck erhöht wird bzw. erhöhbar ist. Es ist somit verhindert, dass Luft, welche über den Luftleitkanal 8 ansonsten lediglich in einen Grenzbereich des Unterdruckbereichs 4 strömt, dort direkt von einer den Heckbereich 4 umströmenden Luftströmung mitgerissen wird und sich nicht auswirken kann.
Es besonders vorteilhaft, wenn der Lufteinlass 9 in einem Staudruckbereich bzw. Überdruckbereich angeordnet ist oder sich dort hinein erstreckt. Beispielsweise ist es vorteilhaft, wenn der Lufteinlass 9 zwischen dem Unterfahrschutz 7 und dem Nutzfahrzeugaufbau 2 im Heckbereich 4 des Nutzfahrzeugs 3 angeordnet ist. Denn der dort herrschende Luftdruck ist höher als der in dem Unterdruckbereich 4 herrschende Luftdruck, sodass mittels des in dem Staudruckbereich herrschenden Luftüberdrucks der in dem Unterdruckbereich bzw. Heckbereich 4 herrschende Luftunterdruck ausgleichbar, insbesondere erhöhbar ist. Hierdurch ist wirksam verhindert, dass ein Teil bzw. Teile des Luftstroms, welcher während des Fahrbetriebs um das Nutzfahrzeug 3 herumströmt, in den Unterdruckbereich 4 gesaugt wird. Dadurch sind im Heckbereich 4 des Lastkraftwagens 3 Strömungsabrisse und/oder Verwirbelungen des Luftstroms verhindert. In Konsequenz führt das dazu, dass ein gesamter Luftwiderstand des Nutzfahrzeugs 3 im Vergleich zu einem herkömmlichen Nutzfahrzeug verringert ist, wodurch das Nutzfahrzeug 3 besonders kraftstoff- bzw. energieeffizient sowie emissionsarm betreibbar ist.
1 zeigt ferner eine Tragrahmenanordnung 13, über welche der Kanalbereich 11 an der Stirnwand 12 befestigt ist. Die Tragrahmenanordnung 13 kann beispielsweise einen Tragrahmen 14 aufweisen, welcher über eine Scharnieranordnung 15 an einer ersten Hecktür 16 befestigt ist, welche beispielsweise als eine rechte Hecktür ausgebildet sein kann. Hierbei kann die Scharnieranordnung 15 an einer verschlussseitigen Längskante 17 der ersten Hecktür 16 angeordnet sein. Das bedeutet, dass die erste Hecktür 16 an deren anschlagseitiger Längskante 18, welche der verschlussseitigen Längskante 17 gegenüberliegt und parallel zu dieser verläuft, an einer vertikal verlaufenden, ersten Heckkante 19 des Aufbaus 2 schwenkbar angeschlagen ist. Mit anderen Worten überdecken sich die anschlagseitige Längskante 18 und die erste vertikale Heckkante 19 gegenseitig. Wieder anders ausgedrückt hat der Tragrahmen 14 eine der Schwenkrichtung der ersten Hecktür 16 entgegengesetzte Schwenkrichtung. Wird beispielsweise die rechte Hecktür 16 geöffnet und somit entgegen dem Uhrzeigersinn an eine Seitenfläche des Aufbaus 2 geschwenkt, so erfolgt ein Schwenken des Tragrahmens 14 in Bezug zu der Hecktür 16 im Uhrzeigersinn. Das bedeutet, dass bei einem vollständigen Öffnen der Hecktür 16 ein Schwenkwinkel um die anschlagseitige Längskante 18 von 270 Grad überstrichen werden kann, wobei bei einem Schwenken des Tragrahmens 14 ein Schwenkwinkel in Bezug zu der verschlussseitigen Längskante 17 der Hecktür 16 von 180 Grad überstrichen werden kann.
Es ist zu verstehen, dass die Tragrahmenanordnung 13 mindestens einen von dem Tragrahmen 14 unterschiedlichen, weiteren Tragrahmen aufweisen kann, welcher in Form und Funktion dem beschriebenen Tragrahmen 14 entsprechen kann. Der mindestens eine weitere Tragrahmen kann beispielsweise an einer beispielsweise als linke Hecktür ausgebildeten, zweiten Hecktür 20 angeordnet sein. Das bedeutet auch, dass an dem mindestens einen weiteren Tragrahmen mindestens ein von dem Kanalbereich 11 unterschiedlicher, weiterer Kanalbereich angeordnet sein kann. Diesem weiteren Kanalbereich kann beispielsweise ein von dem Luftleitkanal 8 unterschiedlicher, weiterer Luftleitkanal zugeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, dass der Luftleitkanal 8 dazu eingerichtet ist, um mit dem Kanalbereich 11 und dem zumindest einen weiteren Kanalbereich zu korrespondieren.
Die im Folgenden beispielhaft, das heißt stellvertretend, für den Tragrahmen 14 und den Kanalbereich 11 bzw. im Zusammenhang mit diesen beschriebenen Merkmale, Vorteile etc. gelten uneingeschränkt für eventuell weitere Tragrahmen und/oder Kanalbereiche.
2 zeigt in einer schematischen Ansicht die Luftleiteinrichtung 1 bei einer teilweise geöffneten Hecktür 16. Ein Öffnen der ersten Hecktür 16 bzw. eine Öffnungsrichtung derselben, ist durch einen Richtungspfeil 21 verdeutlicht, wobei ein Schwenken des Tragrahmens 14 durch einen Richtungspfeil 22 verdeutlicht ist. Anders ausgedrückt erfolgt ein Öffnen der ersten Hecktür 16 entlang einer Richtung, welche durch den Richtungspfeil 21 dargestellt ist. Ferner erfolgt ein Schwenken des Tragrahmens 14 entlang einer Richtung, welche durch den Richtungspfeil 22 dargestellt ist. Es ist des Weiteren aus 2 zu erkennen, dass bei einem Öffnen der ersten Hecktür 16 und/oder bei einem Schwenken des Tragrahmens 14 der Luftleitkanal 8 ortsfest an dessen Position verbleibt. Das bedeutet, dass der Aufbau 2 des Nutzfahrzeugs 3 für ein Be- und/oder Entladen zum Beispiel über die Hecktüranordnung 6, insbesondere über die erste Hecktür 16 und/oder über die zweite Hecktür 20 zugänglich ist. Hierzu ist der Luftleitkanal 8 von dem darüber angeordneten Kanalbereich 11 entkoppelbar.
3 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Kopplungseinrichtung 23 der Luftleiteinrichtung 1. Mittels dieser Kopplungseinrichtung ist der Luftleitkanal 8 von dem darüber angeordneten Kanalbereich 11 entkoppelbar. Beispielsweise kann der Kanalbereich 11 einen Außenkanal 24 aufweisen, in welchem teleskopartig, das heißt längsverschiebbar, ein Innenkanal 25 aufgenommen ist. In 3a sind der Luftleitkanal 8 und der Kanalbereich 11 voneinander entkoppelt, in dem der Innenkanal 25 entlang einer Verstellachse 26, welche mit einer Längsmittenachse des Luftleitkanals 8 bzw. des Kanalbereichs 11 zusammenfallen kann, in einer oberen Position angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der Innenkanal 25 in einem Abstand von dem Luftleitkanal 8 angeordnet, sodass der Luftleitkanal 8 und der Innenkanal 25 bzw. Kanalbereich 11 voneinander getrennt angeordnet sind. Idealerweise endet der Luftleitkanal 8 im Bereich einer Kante 27, welche insbesondere durch eine Unterkante der Hecktüranordnung 6, zum Beispiel durch eine Unterkante der ersten Hecktür 16, gebildet sein kann. Um zu gewährleisten, dass die Hecktüranordnung 6 öffenbar bleibt, erstreckt sich der Luftleitkanal 8 entlang der Verstellachse 26 maximal bis auf eine Höhe auf welcher die Kante 27 angeordnet ist.
3b zeigt, wie der Kanalbereich 11 und der Luftleitkanal 8 miteinander verbunden sind, das heißt wie der Innenkanal 25 entlang der Verstellachse 26 in einer unteren Position angeordnet ist. Insbesondere können der Kanalbereich 11 und der Luftleitkanal 8 miteinander formschlüssig verbunden sein, sodass durch den Luftleitkanal 8 hindurchströmende Luft, welche in 3b durch einen Strömungspfeil 28 angedeutet ist, direkt in den Kanalbereich 11 hineinströmen kann. Das bedeutet, dass beispielsweise der Kanalbereich 11 in den Luftleitkanal 8 ein- bzw. der Luftleitkanal 8 auf den Kanalbereich 11 aufgesteckt sein kann oder umgekehrt. In 3b ist des Weiteren eine Rückstelleinheit 29 gezeigt, welche beispielsweise als ein Federelement 30 ausgebildet sein kann. Das Federelement 30 ist beispielsweise bei einem Verstellen des Innenkanals 25 spannbar, sodass die Federkraft des Federelements 30 parallel zu der Verstellachse 26 zwischen dem Außenkanal 24 und dem Innenkanal 25 wirkt, wenn dieser in der oberen Position angeordnet ist. Unter einem Entspannen bzw. mittels eines Entspannens des Federelements 30 ist der Innenkanal 25 entlang der Verstellachse 26 in dessen untere Position verlagerbar, in welcher mittels des Innenkanals 25 der Abstand überbrückt ist bzw. überbrückbar ist und eine Verbindung, insbesondere eine formschlüssige, fluidische Verbindung zwischen dem Luftleitkanal 8 und dem Außenkanal 24 hergestellt ist bzw. herstellbar ist. Durch die Rückstelleinheit 29 ist gewährleistet, dass, insbesondere bei einem Fahrbetrieb des Nutzfahrzeugs 3, der Luftleitkanal 8 und der Kanalbereich 11 zuverlässig miteinander gekoppelt verbleiben.
4 zeigt in einer schematischen und perspektivischen Ansicht den Kanalbereich 11, welcher sich in den Unterdruckbereich 4 erstreckt. Um einen besonders gleichmäßigen und großflächigen Luftaustritt der in den Kanalbereich 11 hineingeströmten Luft aus demselben heraus zu ermöglichen, kann sich eine Querschnittsfläche des Kanalbereich 11 nach oben hin, das heißt in Richtung einer Fahrzeughochrichtung, verjüngen. Beispielsweise kann die Querschnittsfläche des Kanalbereichs 11 von unten nach oben abgestuft sein. Mit anderen Worten kann der Kanalbereich 11 in einem unteren Bereich eine erste Querschnittsfläche 31 aufweisen, welche größer ist als eine sich in vertikaler Richtung nach oben anschließende, zweite Querschnittsfläche 32. die zweite Querschnittsfläche 32 ist wiederum größer als eine sich in vertikaler Richtung daran nach oben anschließende, dritte Querschnittsfläche 33. in Verbindung mit jeweiligen Höhenabschnitten des Kanalbereichs 11 ergeben sich dadurch – lediglich beispielhaft – jeweilige Ausströmvolumen, wobei das erste Ausströmvolumen 34 größer ist als das zweite Ausströmvolumen 35, welches wiederum größer ist als das dritte Ausströmvolumen 36. Aufgrund von Druckverhältnissen kann sich dann ergeben, dass aus den Ausströmvolumen 34, 35 und 36 jeweils eine zumindest im Wesentlichen gleiche Luftmasse ausströmt. Hierzu können die jeweiligen Ausströmvolumen 34, 35 und 36 jeweils mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen 37 ausgestattet sein, wovon in 4 der Übersichtlichkeit halber lediglich einige mit dem entsprechenden Bezugszeichen versehen sind. Ist der Kanalbereich 11, wie in 4 gezeigt, zumindest im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet, können die Austrittsöffnungen 37 an den Seitenflächen 38 des Kanalbereichs 11 sowie an einer von der Fahrtrichtung des Nutzfahrzeugs 3 fortweisenden Fläche 39 des Kanalbereichs 11 angeordnet sein.
Bevorzugt ist es, wenn in vertikaler Richtung in den Kanalbereich 11 Trennelemente zum Beispiel in Form von Trennplatten 40 angeordnet sind, welche die einzelnen Ausströmvolumen 34, 35 und 36 im Inneren des Kanalbereichs 11 weiter unterteilen. Die im Inneren des Kanalbereichs 11 liegenden Trennplatten 40 sind in 4 mittels gestrichelten Linien angedeutet. Es ist zum Beispiel denkbar, dass Trennplatten 40, welche sich jeweils zumindest im Wesentlichen über eine gesamte Innenbreite des Kanalbereichs 11 erstrecken, von unten her, das heißt über eine Öffnung 41 des Kanalbereichs 11 in diesen einsetzbar, zum Beispiel einschiebbar sind. Somit ist es in besonders hohem Maße möglich, die über die Öffnung 41 in den Kanalbereich 11 hineinströmende Luft besonders effizient zu den einzelnen Austrittsöffnungen 37 zu leiten, sodass aus den jeweiligen Ausströmvolumen 34, 35 und 36 jeweils die gleiche Luftmasse ausströmen kann. Mit anderen Worten ist mittels der Trennplatten 40 im Inneren des Kanalbereichs 11 eine Vielzahl von separaten Einzelkanälen geschaffen. Hierdurch ist es möglich, bei einem Fahrbetrieb an das Nutzfahrzeug 3 anströmende bzw. um dieses herumströmende Luft besonders effizient zu nutzen, um dem Unterdruckbereich 4 Luft zuzuführen, wodurch der Luftdruck dort erhöht wird. In Konsequenz sind die negativen aerodynamischen Eigenschaften des Unterdruckbereichs 4 verringerbar.
5 zeigt in einer schematischen Ansicht die Luftleiteinrichtung 1 mit zumindest einer weiteren Luftleiteinheit 42, welche beispielsweise eine Vielzahl von Luftleitplatten 43, 44 aufweisen kann. Die Luftleitplatten 43, 44 können auch als Flaps bezeichnet werden. Die Luftleiteinheit 42, das bedeutet die Luftleitplatten 43, 44, können mittels der Tragrahmenanordnung 13 an dem Aufbau 2 des Nutzfahrzeugs 3 angeordnet sein. Insbesondere können die Luftleitplatten 43, 44 jeweils schwenkbar mit der Tragrahmenanordnung 13, insbesondere an dem ersten Tragrahmen 14, verbunden sein, sodass die Luftleitplatten 43, 44 jeweils zwischen einer Nichtgebrauchsstellung und einer Luftleitstellung verstellbar, das heißt verschwenkbar sein können. Mit anderen Worten kann die Luftleiteinheit 42 zwischen der Nichtgebrauchsstellung und der Luftleitstellung verstellbar sein, indem die jeweiligen Luftleitplatten 43, 44 dementsprechend verstellbar sind. Zur Verdeutlichung ist in 5 die weitere Luftleiteinheit 42 ersten Hecktür 16 in der Nichtgebrauchsstellung angeordnet gezeigt, während die weitere Luftleiteinheit 42 an der zweiten Hecktür 20 in der Luftleitstellung angeordnet gezeigt ist. Es ist zu erkennen, dass sich eine obere, um eine Fahrzeugquerachse schwenkbare Luftleitplatte 43 und eine untere, um eine Fahrzeughochachse schwenkbare Luftleitplatte 44 in der Nichtgebrauchsstellung jeweils zumindest teilweise überdecken. In der Nichtgebrauchsstellung sind die obere Luftleitplatte 43 und die untere Luftleitplatte 44 zumindest im Wesentlichen parallel zu der Stirnwand 12 angeordnet. Idealerweise sind die Luftleitplatten 43, 44 über eine Verstelleinheit (nicht dargestellt), zum Beispiel ein Kurbelmechanismus, eine beispielweise als Motor ausgeführte Antriebseinheit etc., verstellbar, welche vorzugweise fernbedienbar sein kann, da ein durchschnittlich gewachsener Mensch ansonsten ein Hilfsmittel, insbesondere eine Leiter, zu verwenden hätte, um insbesondere an die obere Luftleitplatte 43 zu gelangen, um diese zu verstellen.
In der Luftleitstellung hingegen, sind die obere Luftleitplatte 43 und die untere Luftleitplatte 44 jeweils in einem Winkel zu der Stirnwand 12 angeordnet. Bevorzugt kann der Winkel zwischen den in der Luftleitstellung angeordneten Luftleitplatten 43, 44 und der Stirnwand 12 Werte von 0 Grad bis 90 Grad annehmen. Besonders bevorzugt sind die Luftleitplatten 43, 44 in der Luftleitstellung in einem Winkel von 60 Grad zu der Stirnwand 12 angeordnet. Idealerweise grenzen in der Luftleitstellung die obere Luftleitplatte 43 und die untere Luftleitplatte 44 über eine Kante 45 der weiteren Luftleiteinheit 42 aneinander an.
Mittels der weiteren Luftleiteinheit 42 ist der Unterdruckbereich 4 von dem den Aufbau 2 des Nutzfahrzeugs 3 umströmenden Luftstrom zumindest bereichsweise abgegrenzt, sodass der umströmende Luftstrom zumindest im Bereich der weiteren Luftleiteinheit 42 nicht in den Unterdruckbereich 4 hineingesaugt wird. Hierdurch ist sicherstellbar, dass der umströmenden Luftstrom nicht abreißt, wodurch hierdurch verursachte Strömungswiderstände wirksam unterbindbar bzw. unterbunden sind. Dies führt zu einem verringerten bzw. besonders geringen aerodynamischen Widerstand des Nutzfahrzeugs 3, wodurch dieses besonders kraftstoff- bzw. energieeffizient sowie emissionsarm betreibbar ist. Anders ausgedrückt ist mittels der weiteren Luftleiteinheit 42 eine besonders für verwirbelungsarme Druckangleichung am Heck des Aufbaus 2 zwischen dem Heckbereich 4 und einer Umgebung des Nutzfahrzeugs 3 realisierbar.
Es ist aus 5 des Weiteren erkennbar, dass die weitere Luftleiteinheit 42 alternativ oder zusätzlich zu dem Luftleitkanal 8 und dem Kanalbereich 11 einsetzbar ist.
6 zeigt in einer schematischen Ansicht die Luftleiteinrichtung 1 mit der zumindest einen weiteren Luftleiteinheit 42, welche mehrteilig ausgebildet ist. Insbesondere ist in 6 gezeigt, dass die untere Luftleitplatte 44 mehrere, insbesondere drei Luftleitsegmente 46 aufweisen kann, welche miteinander gelenkig verbunden sein können. Anders ausgedrückt bilden die Luftleitsegmente 46 die untere Luftleitplatte 44. Um ein unkontrolliertes Bewegen, zu Beispiel Flattern, der weiteren Luftleiteinheit 42, insbesondere während eines Fahrbetriebs des Nutzfahrzeugs 3, zu verhindern, können die miteinander gelenkig verbundenen Luftleitsegmente 46 ortsfest zueinander blockierbar sein. 6 zeigt des Weiteren, wie die Tragrahmenanordnung 13 im Bereich der ersten Hecktür 16, das bedeutet also der erste Tragrahmen 14, zumindest teilweise in Bezug zu der ersten Hecktür 16 verschwenkt ist. Hierbei ist die weitere Luftleiteinheit 42 vollständig in dessen Nichtgebrauchsstellung angeordnet. Aufgrund des mehrteiligen Aufbaus der unteren Luftleitplatte 44 ist diese, und in Konsequenz die weitere Luftleiteinheit 42, besonders platzsparend in der Nichtgebrauchsstellung anzuordnen. Eine heckseitige, von dem Nutzfahrzeug 3 entfernte Kante 47 der unteren Luftleitplatte 44 kann eine gezackte, gewellte, gezahnte etc. Kontur 48 aufweisen, mittels welchen Lärmemissionen des Lastkraftwagens 3 besonders gering zu halten sind. Dieses Prinzip entspricht sägezahnförmigen, sogenannten Chevrons aus dem Bereich der Luftfahrt, welche dort an einer Austrittskante einer Schubdüse und/oder einer Gondel eines Strahltriebwerks zum Einsatz kommen.
In 6 ist ferner dargestellt, dass die weitere Luftleiteinheit 42, insbesondere die obere Luftleitplatte 43 und/oder die untere Luftleitplatte 44 jeweils zumindest eine Rippe 49 aufweisen können. Insbesondere können die obere Luftleitplatte 43 und/oder die untere Luftleitplatte 44 mehrere Rippen 49, welche auch als Riblets (englisch für „kleine Rippen”) bezeichnet werden können, aufweisen. Die Rippen 49, können auf der jeweiligen Luftleitplatte 43, 44 angeordnet, beispielsweise mit dieser verbunden, zum Beispiel verschraubt, verklebt, verschweißt etc., sein. Es ist aber auch denkbar, dass die Rippen 49 mit der jeweiligen Luftleitplatte 43, 44 einstückig ausgebildet sind. Hierbei können die Rippen 49 voneinander in einem gleichmäßigen Abstand beabstandet sein. Es ist aber auch möglich, dass die Rippen 49 in unregelmäßigen, beispielsweise experimentell bestimmten Abständen, voneinander entfernt sind. Der Übersichtlichkeit halber sind in 6 lediglich einige Rippen 49 eingezeichnet, um deren generelle Positionierung anzudeuten. Es ist zu verstehen, dass, obwohl die Rippen 49 in 6 lediglich im Bereich der linken, zweiten Hecktür 20 dargestellt sind, auch ein Bereich der rechten, ersten Hecktür 16, insbesondere die dort angebrachten Luftleitplatten 43, 44 mit diesen Rippen 49 ausgestattet werden können.
Die auf der oberen Luftleitplatte 43 angeordneten Rippen 49 dienen dazu, eine unerwünschte Querströmung von Luft auf der oberen Luftleitplatte 43 entlang einer Fahrzeugquerachse zu verhindern. Die auf der unteren Luftleitplatte 44 angeordneten Rippen 49 dienen dazu, eine unerwünschte Querströmung von Luft auf der unteren Luftleitplatte 44 entlang einer Fahrzeughochachse zu verhindern. Indem diese unerwünschten Querströmungen auf der jeweiligen Luftleitplatte 43, 44 verringert bzw. idealerweise vollständig verhindert sind, ergibt sich für das Nutzfahrzeug 3 bzw. den Lastkraftwagen 3 ein besonders geringer aerodynamischer Widerstand.
7 zeigt in einer schematischen Ansicht eine der Seitenflächen 38 des Aufbaus 2 des Lastkraftwagens 3 mit in einer Be-/Entladeposition angeordneten Luftleiteinrichtung 1. ein Verstellen der Luftleiteinrichtung 1 in die Be-/Entladeposition, in welcher die hintere Stirnwand 12 geöffnet ist, wird beispielhaft anhand einer rechten Fahrzeugseite des Lastkraftwagens 3, das heißt anhand den Elementen, welche im Bereich der ersten Hecktür 16 angeordnet sind, beschrieben. Das Vorgehen ist analog für die Elemente im Bereich der zweiten Hecktür 20 anzuwenden, um die hintere Stirnwand 12 vollständig zu öffnen.
Ausgehend von der Luftleiteinrichtung 1, wie sie in 1 dargestellt ist, ist die Luftleiteinrichtung 1 in eine Be-/Entladeposition verstellbar, indem die zumindest eine weitere Luftleiteinheit 42 in dessen Nichtgebrauchsstellung angeordnet wird, wonach der erste Tragrahmen 14 um die verschlussseitige Längskante 17 verschwenkbar ist bzw. verschwenkt wird. Nachdem die weitere Luftleiteinheit 42 in des Nichtgebrauch Stellung angeordnet ist, ist auch die erste Hecktür 16 öffenbar, indem diese um die Anschlagseite Längskante verschwenkbar ist bzw. verschwenkt wird. Ein solcher Zustand, wie die hintere Stirnwand 12 zumindest teilweise geöffnet ist, ist in 2 dargestellt. Die erste Hecktür 16 ist entlang der Richtung, welche durch den Richtungspfeil 21 dargestellt ist, wie bereits erwähnt um bis zu 270 Grad verschwenkbar. Ferner ist der erste Tragrahmen 14 entlang der Richtung, welche durch den Richtungspfeil 22 dargestellt ist, wie ebenfalls bereits erwähnt um bis zu 180 Grad verschwenkbar. Werden diese jeweiligen Verschwenkwinkel vollständig ausgenutzt, ergibt sich eine Anordnung der ersten Hecktür 16 sowie des ersten Tragrahmens 14, wie sie in 7 dargestellt ist. Es ist zu erkennen, dass die erste Hecktür 16 und der erste Tragrahmen 14 parallel zueinander angeordnet sind. Mit anderen Worten können sowohl die erste Hecktür 16 als auch der erste Tragrahmen 14 jeweils direkt an eine vertikal verlaufende Seitenwand 50 der Außenwandung 5 des Aufbaus 2 des Lastkraftwagens 3 angrenzen.
Es ist denkbar, dass die erste Hecktür 16 und/oder der es Tragrahmen 14 an der vertikal verlaufenden Seitenwand 50 mittels einer nicht dargestellten Arretierungseinrichtung an der Seitenwand 50 sicherbar sind. Dies ist insbesondere bei einem Rangierbetrieb des Lastkraftwagens 3 bzw. des Nutzfahrzeugs 3 von Vorteil, da so die Gefahr eines versehentlichen bzw. unbeabsichtigten Verschwenken der ersten Hecktür 16 sowie des ersten Tragrahmens 14 bei einer Rückwärtsfahrt bzw. Rangierfahrt wirksam gebannt ist. Es kann notwendig sein, vor einem Rangieren des Nutzfahrzeugs 3 die Stirnwand 12 vollständig zu öffnen, um insbesondere rückwärts an eine bzw. in eine Ladevorrichtung, beispielsweise Laderampe, Ladeschleuse etc. zu fahren, welche zum Schutz vor Witterungseinflüssen zumindest teilweise den Aufbau 2 des Nutzfahrzeugs 3 umgreifen kann. In diesem Fall kann es sein, dass ein Platzangebot im Inneren der Ladevorrichtung nicht ausreicht, um mittels eines Schwenkens der ersten Hecktür 16 und der zweiten Hecktür 20 und/oder der Tragrahmenanordnung 13 die hintere Stirnwand 12 des Aufbaus 2 vollständig zu öffnen. Außerdem ist es von Vorteil, wenn die erste Hecktür 16 sowie der erste Tragrahmen 14 mitsamt des daran angeordneten Kanalbereichs 11 besonders flach an der Seitenwand 50 anliegt, dass eine Sicht eines Nutzers des Lastkraftwagens 3, insbesondere Fahrers, über Rückspiegel nicht durch sich von der Seitenwand 50 forterstreckenden oder plötzlich davon fortgeschwenkten Bauteilen behindert wird.
Es ist des Weiteren denkbar, dass der Kanalbereich 11, wie in 7 gezeigt, in der Be-/Entladeposition der Luftleiteinrichtung 1 um eine Fahrzeugquerachse drehbar ist, sodass in dem Sichtbereich, welcher dem Fahrer über den Rückspiegel zur Verfügung steht, lediglich eine kleine Querschnittsfläche des Kanalbereichs 11 der Blickrichtung des Fahrers entgegengesetzt ist, sodass eine besonders geringe Sichtbehinderung über Rückspiegel nach hinten durch den verdrehten Kanalbereich 11 realisiert ist.
Es ist des Weiteren denkbar, dass der Kanalbereich 11, insbesondere werkzeuglos, von dem Tragrahmen 14 bzw. von dem Aufbau 2 des Lastkraftwagens 3 demontierbar ist, um eine oben beschriebene Sichtbehinderung vollständig zu eliminieren.
Bezugszeichenliste

1: Luftleiteinrichtung
2: Aufbau
3: Nutzfahrzeug
4: Heckbereich/Unterdruckbereich
5: Außenwandung
6: Hecktüranordnung
7: Unterfahrschutz
8: Luftleitkanal
9: Lufteinlass
10: Luftauslass
11: Kanalbereich
12: Stirnwand
13: Tragrahmenanordnung
14: Tragrahmen
15: Scharnieranordnung
16: erste Hecktür
17: verschlussseitige Längskante
18: anschlagseitige Längskante
19: erste Heckkante
20: zweite Hecktür
21: Richtungspfeil
22: Richtungspfeil
23: Kopplungseinrichtung
24: Außenkanal
25: Innenkanal
26: Verstellachse
27: Kante
28: Strömungspfeil
29: Rückstelleinheit
30: Federelement
31: erste Querschnittsfläche
32: zweite Querschnittsfläche
33: dritte Querschnittsfläche
34: erstes Ausströmvolumen
35: zweites Ausströmvolumen
36: drittes Ausströmvolumen
37: Austrittsöffnung
38: Seitenfläche
39: Fläche
40: Trennplatte
41: Öffnung
42: Luftleiteinheit
43: obere Luftleitplatte
44: untere Luftleitplatte
45: Kante
46: Luftleitsegment
47: Kante
48: Kontur
49: Rippe
50: Seitenwand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014016767 A1 [0004]

Claims

Luftleiteinrichtung (1) für einen Aufbau (2) eines Nutzfahrzeugs (3), mit wenigstens einem Luftleitkanal (8), dessen Lufteinlass (9) in einem von Fahrtwind umströmten Bereich des Aufbaus (2) angeordnet ist, und mit einem Luftauslass (10), mittels welchem ein Luftstrom in einen Unterdruckbereich (4) hinter einer hinteren Stirnwand (12) des Aufbaus (2) leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftleitkanal (8) einen Kanalbereich (11) umfasst, welcher sich entlang der Stirnwand (12) nach oben in den Unterdruckbereich (4) hineinerstreckt.
Luftleiteinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftleitkanal (8) mittels einer Tragrahmenanordnung (13) an der hinteren Stirnwand (12) des Aufbaus (2) gehalten ist.
Luftleiteinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplungseinrichtung (23) vorgesehen ist, mittels welcher der Luftleitkanal (8) und der Kanalbereich (11) voneinander entkoppelbar sind.
Luftleiteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftauslass (10) eine Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen (37) aufweist.
Luftleiteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Trennelemente (40) vorgesehen sind, mittels welchen der Kanalbereich (11) unterteilbar ist.
Luftleiteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere Luftleiteinheit (42) vorgesehen ist, welche über die Tragrahmenanordnung (13) an der hinteren Stirnwand (12) gehalten ist.
Luftleiteinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Luftleiteinheit (42) zwischen einer Luftleitstellung und einer Nichtgebrauchsstellung verstellbar ist.
Luftleiteinrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Luftleiteinheit (42) mehrere, gelenkig miteinander verbundene Luftleitsegmente (46) aufweist.