DE102020125677A1

DE102020125677A1 - Anordnung mit einem Rad und einem flächigen Abdeckelement für ein Fahrzeug, Abdeckelement, Rad und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020125677A1
Application number: DE102020125677.9A
Authority: DE
Inventors: Mike Seidel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-10-01
Filing date: 2020-10-01
Publication date: 2022-04-07
Also published as: CN116323242A; WO2022069151A1; EP4221993A1; US20230382157A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Rad und einem flächigen Abdeckelement, ein Rad und ein Abdeckelement hierfür sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Anordnung, wobei das Rad eine Felge, eine Nabe und mehrere Speichen aufweist, wobei das Rad zwischen wenigstens zwei in Umfangsrichtung benachbarten Speichen jeweils einen durch das flächige Abdeckelement zumindest teilweise abgedeckten Freiraum aufweist, wobei der Freiraum an einer Außenseite der Felge an seinem inneren Rand eine sich zumindest abschnittsweise entlang des Randes erstreckende, geringfügige Stufe aufweist und das Abdeckelement und die Felge derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet sind, dass der im Bereich der Stufe aus der Anordnung des Abdeckelementes relativ zur Felge resultierende Spalt nach einem Eintritt in den Spalt bis zu einem Austritt aus dem Spalt eine wenigstens zweimalige Umlenkung einer durch den Spalt von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen oder von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen hindurchtretenden Strömung bewirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung, vorzugsweise für ein zweispuriges Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, wobei die Anordnung ein Rad und ein flächiges Abdeckelement aufweist, wobei das Rad eine Felge, eine Nabe und mehrere, in Umfangsrichtung um eine Raddrehachse verteilt angeordnete Speichen aufweist, wobei die Felge durch die Speichen mit der Nabe verbunden ist, wobei das Rad zwischen wenigstens zwei in Umfangsrichtung benachbarten Speichen jeweils einen Freiraum aufweist, und wobei wenigstens ein flächiges Abdeckelement wenigstens einen Freiraum zumindest teilweise abdeckt. Der Freiraum weist dabei an einer Außenseite der Felge, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand der Anordnung in einem Fahrzeug, an seinem inneren Rand eine sich zumindest abschnittsweise entlang des Randes erstreckende, geringfügige Stufe auf. Das Abdeckelement ist dabei derart ausgebildet und angeordnet, dass eine der Felge zugewandte Innenfläche des Abdeckelements mit einer Außenfläche der Außenseite der Felge im Bereich der Stufe einen Spalt bildet.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein flächiges Abdeckelement für ein Rad sowie ein Rad für ein Fahrzeug, vorzugsweise für ein zweispuriges Fahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen.
Anordnungen mit einem Rad und wenigstens einem flächigen Abdeckelement sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der WO 2019/121410 A1 oder der DE 10 2011 079 599 A1 .
An derartige Anordnungen für Fahrzeuge, insbesondere für Personenkraftwagen, werden die unterschiedlichsten Anforderungen gestellt. Neben einer ausreichenden Festigkeit des Rades bei geringem Gewicht sollen derartige Anordnungen außerdem zu einem guten Luftwiderstandsbeiwert des Fahrzeugs beitragen und sich dabei ferner auch durch ein gefälliges, optisches Erscheinungsbild auszeichnen.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Anordnung bereitzustellen, insbesondere eine verbesserte Anordnung, welche einerseits vorteilhaft im Hinblick auf einen Luftwiderstandsbeiwert des Fahrzeugs ist, insbesondere hinsichtlich des Cx-Wertes, welche andererseits aber insbesondere sowohl eine ausreichende Bremsenkühlung als auch einen ausreichenden Wasserablauf bzw. Schmutzaustritt von einer Innenseite des Rades nach fahrzeugaußen ermöglicht.
Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein entsprechendes, hierfür geeignetes flächiges Abdeckelement sowie ein entsprechendes, hierfür geeignetes Rad bereitzustellen sowie ein verbessertes Fahrzeug.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch ein flächiges Abdeckelement mit den Merkmalen von Anspruch 13, durch ein Rad mit den Merkmalen von Anspruch 14 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 15. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise für ein zweispuriges Kraftfahrzeug ausgebildet, insbesondere für einen Personenkraftwagen, und weist ein Rad und wenigstens ein flächiges Abdeckelement auf, wobei das Rad eine Felge, eine Nabe und mehrere, in Umfangsrichtung um eine Raddrehachse verteilt angeordnete Speichen aufweist. Die Felge ist dabei durch die Speichen mit der Nabe verbunden, wobei das Rad zwischen wenigstens zwei in Umfangsrichtung benachbarten Speichen jeweils einen Freiraum aufweist, und wobei wenigstens ein flächiges Abdeckelement wenigstens einen Freiraum zumindest teilweise abdeckt. Der Freiraum weist dabei an einer Außenseite der Felge, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand der Anordnung in einem Fahrzeug, d.h. insbesondere an einer fahrzeugäußeren Seite, an seinem inneren Rand eine sich zumindest abschnittsweise entlang des Randes erstreckende, geringfügige Stufe auf. Das Abdeckelement ist dabei derart ausgebildet und angeordnet, dass eine der Felge zugewandte Innenfläche dieses Abdeckelements mit einer Außenfläche der Außenseite der Felge im Bereich der Stufe einen Spalt bildet.
Eine erfindungsgemäße Anordnung ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass der im Bereich der Stufe aus der Anordnung des Abdeckelementes relativ zur Felge resultierende Spalt eine wenigstens zweimalige Umlenkung einer durch den Spalt von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen oder von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen hindurchtretenden Strömung bewirkt.
Durch die nur teilweise flächige Abdeckung des Freiraums durch das Abdeckelement lässt sich ein ausreichender Eintritt bzw. Durchtritt von Kühlluft von fahrzeugaußen durch die Felge zur Bremse sicherstellen.
Durch die zweifache Strömungsumlenkung innerhalb des Spalts kann eine besonders gute aerodynamische Schließwirkung des Spaltes erreicht werden, welche sich in einem funktionsgemäßen Einbauzustand der Anordnung in einem Fahrzeug vorteilhaft auf den Luftwiderstandsbeiwert eines Fahrzeugs auswirkt.
Durch eine erfindungsgemäße Anordnung lässt sich auf besonders einfache Art und Weise insbesondere ein Massenstrom eines von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen durch den Spalt hindurchtretenden Luftstroms reduzieren, wodurch sich, eine entsprechende Ausgestaltung der Anordnung im Übrigen vorausgesetzt, im Ergebnis ein Luftwiderstandsbeiwert eines Fahrzeugs signifikant reduzieren lässt, insbesondere der Luftwiderstandsbeiwert in Längsrichtung, d.h. der sogenannte Cx-Wert. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Anordnung, insbesondere der Spaltgeometrie, können auf diese Weise ca. zwei Cx-Punkte erzielt werden. D.h. der Cx-Wert eines Fahrzeugs kann auf diese Weise um ca. zwei Cx-Punkte reduziert werden, und damit signifikant.
Gleichzeitig kann bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Spaltgeometrie weiterhin ein ausreichender Wasserablauf bzw. ein ausreichender Austritt von Schmutz vom einer fahrzeuginneren Seite des Rades bzw. der Anordnung nach fahrzeugaußen durch den Spalt gewährleistet werden.
Unter dem Begriff „Freiraum“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung dabei eine Ausnehmung bzw. eine Durchgangsöffnung zwischen zwei Speichen verstanden, durch welche ein Medium, wie beispielsweise Luft und/oder Wasser und/oder Schmutz oder dergleichen, von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen bzw. umgekehrt hindurchtreten kann.
Ein „flächiges Abdeckelement“ im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein flächig ausgebildetes Bauteil, das zur zumindest teilweisen Abdeckung einer fahrzeugäußeren Seite eines Rades ausgebildet ist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Rades in einem Fahrzeug, wobei das flächige Abdeckelement dabei aus einem Teil gebildet sein kann, d.h. einstückig ausgebildet sein kann, oder aber auch aus mehreren einzelnen Bauteilen zusammengesetzt sein kann. Ein flächiges Abdeckelement im Sinne der Erfindung weist dabei im Verhältnis zu seiner Fläche insbesondere eine geringe Dicke auf und ist bevorzugt dazu ausgebildet, wenigstens einen Freiraum zumindest teilweise in Umfangsrichtung und zumindest teilweise in radialer Richtung abzudecken.
Ein „innerer Rand“ des Freiraums im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dabei insbesondere ein Rand, durch welchen der Freiraum gegenüber dem restlichen Rad abgegrenzt ist, wobei der innere Rand insbesondere umlaufend um den Freiraum bzw. die den Freiraum bildende Öffnung ausgebildet ist.
Unter einer „Stufe“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein treppenstufenförmiger Absatz verstanden, insbesondere ein Absatz mit nur einer einzigen Stufe, wobei der Absatz nicht zwingend jeweils rechtwinklig aneinander angrenzende Flächen aufweisen muss, wie eine Treppenstufe normalerweise, sondern auch mit einem davon abweichenden Winkel aneinander angrenzende Flächen aufweisen kann, solange der Absatz immer noch treppenstufenähnlich ist. Bevorzugt sind jedoch wenigstens zwei der den Absatz bildenden, aneinander angrenzenden Flächen jedoch in einem Winkel von etwa 90° oder mit genau 90° zueinander angeordnet.
Eine „geringfügige Stufe“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung dabei insbesondere eine Stufe bzw. ein Absatz mit einer Absatztiefe bzw. einer Höhe einer an den Absatz angrenzenden Schulter von weniger als 20 mm, 15 mm oder 10 mm, insbesondere von weniger als 5 mm, besonders bevorzugt von weniger als 2,5 mm.
Unter einer „Innenfläche“ des flächigen Abdeckelements wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine dem Rad zugewandte Fläche des Abdeckelements einer erfindungsgemäßen Anordnung verstanden, welche in einem funktionsgemäßen Einbauzustand der Anordnung in einem Fahrzeug insbesondere in Richtung fahrzeuginnen zeigt.
Eine Außenseite des Rades bzw. der Felge ist insbesondere eine Seite des Rades bzw. der Felge, welche in einem funktionsgemäßen Einbauzustand der Anordnung bzw. des Rades in einem Fahrzeug einer Fahrzeugaußenseite zugewandt ist.
Besonders bevorzugt sind das Abdeckelement und die Felge dabei derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet, dass sich beim Durchtritt durch den Spalt eine mittlere Strömungsrichtung einer den Spalt durchströmenden Strömung wenigstens zweimal ändert. Dies ermöglicht die Bereitstellung einer aerodynamisch besonders vorteilhaften, erfindungsgemäßen Anordnung.
Besonders bevorzugt befindet sich die geringfügige Stufe an der Außenseite der Felge dabei in einem radial äußeren Bereich der Felge, insbesondere in einem radial von innen her an ein äußeres Felgenhorn angrenzenden Bereich. Dies ermöglicht die Bereitstellung einer aerodynamisch besonders vorteilhaften, erfindungsgemäßen Anordnung.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung, insbesondere in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Rades, erstreckt sich die geringfügige Stufe dabei insbesondere zumindest abschnittsweise entlang eines radial äußeren Randes des Freiraums, vorzugsweise zumindest über einen Teil der Breite des Freiraums in Umfangsrichtung, insbesondere über die gesamte Breite des Freiraums. Dies ermöglicht die Bereitstellung einer aerodynamisch besonders vorteilhaften, erfindungsgemäßen Anordnung.
Alternativ oder zusätzlich kann aber auch eine Stufe, insbesondere eine geringfügige Stufe jeweils an einer oder an beiden Seiten des an die Speichen angrenzenden Freiraums angeordnet bzw. ausgebildet sein und/oder in einem radial inneren Bereich, insbesondere an einer radial inneren Seite des Freiraums in Richtung Nabe. Dies kann im Einzelfall ebenfalls zu einer vorteilhaften Aerodynamik führen.
Die Richtungsangabe „in Umfangsrichtung“ bezieht sich im Sinne der vorliegenden Erfindung dabei jeweils auf eine Rotationsrichtung um die Raddrehachse, während die Richtungsangabe „radial“ eine Richtung bezeichnet, die senkrecht auf einer axialen Richtung und einer Umfangsrichtung zur Raddrehachse steht. Mit der Richtungsangabe „axial“ wird jeweils und in fachüblicher Weise eine Richtung parallel zur Raddrehachse des Rades bzw. der Anordnung bezeichnet.
Besonders bevorzugt sind dabei jeweils sämtliche Freiräume zwischen jeweils zwei Speichen des Rades zumindest teilweise durch ein Abdeckelement abgedeckt, bevorzugt jeweils durch ein separates Abdeckelement oder durch ein gemeinsames Abdeckelement, und bilden mit dem Rad bzw. der Felge einen wie vorbeschrieben ausgebildeten, erfindungsgemäßen Spalt. Dies ermöglicht die Bereitstellung einer aerodynamisch besonders vorteilhaften, erfindungsgemäßen Anordnung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Spalt insbesondere dazu ausgebildet, einen zumindest teilweisen Durchtritt eines Fluid- und/oder Partikelstroms, insbesondere von Wasser und/oder kleinen Staub- und/oder Schmutzpartikeln, von einer Innenseite des Rades nach fahrzeugaußen zu ermöglichen. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte, erfindungsgemäße Anordnung bereitgestellt werden, insbesondere eine Anordnung, mit welcher sich sowohl ein vorteilhafter Luftwiderstandsbeiwert eines Fahrzeugs erreichen lässt und als auch gleichzeitig ein ausreichender Wasser- und/oder Staub- und/oder Schmutzablauf von einer Innenseite des Rades nach fahrzeugaußen.
Unter einem „Durchtritt“ wird dabei insbesondere ein vollständiges Hindurchtreten einer Strömung von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen bzw. umgekehrt durch den gesamten Spalt zwischen dem flächigen Abdeckelement und dem Rad der Felge verstanden.
Ein „Fluid- und/oder Partikelstrom“ ist Sinne der vorliegenden Erfindung dabei insbesondere ein Massenstrom eines Fluids und/oder ein Partikel-Massenstrom und/oder eine Kombination daraus.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Spalt insbesondere dazu ausgebildet, einen zumindest teilweisen Durchtritt eines Fluid- und/oder Partikelstroms, insbesondere eines Luftstroms, von der Außenseite des Rades nach fahrzeuginnen zu behindern, vorzugsweise derart, dass nur ein geringer Anteil eines in den Spalt eingetretenen Fluid- und/oder Partikelstroms auf die Innenseite des Rades gelangt, insbesondere nur ein Anteil von weniger als 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% oder 10% eines an der Außenseite des Rades in den Spalt eingetretenen Fluid- und/oder Partikelstroms. Dies ermöglicht die Bereitstellung einer aerodynamisch besonders vorteilhaften, erfindungsgemäßen Anordnung. Je mehr der Durchtritt eines Fluid- und/oder Partikelstroms durch den Spalt nach fahrzeuginnen dabei behindert wird, desto vorteilhafter wirkt sich dies auf den Luftwiderstandsbeiwerts eines Fahrzeugs aus, insbesondere auf den Cx-Wert, wobei durch den stets vorhandenen Spalt, d.h. durch eine immer vorhandene Öffnung, stets ein Austritt von Wasser und/oder Schmutz und/oder Staub nach fahrzeugaußen sichergestellt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die zweifache Strömungsumlenkung des Spalts dabei insbesondere derart ausgestaltet, dass ein von der Außenseite des Rades in den Spalt eintretender Fluid- und/oder Partikelstrom, insbesondere ein Luftstrom, derart umgelenkt wird, dass ein großer Anteil des Fluid- und/oder Partikelstroms an der Außenseite des Rades wieder nach fahrzeugaußen aus dem Spalt austritt, insbesondere ein Anteil von mehr als 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% oder 90% des in den Spalt eingetretenen Fluid- und/oder Partikelstroms. Hierdurch lässt sich eine besonders vorteilhafte aerodynamische Wirkung der Anordnung erreichen, insbesondere eine hinsichtlich des Luftwiderstandsbeiwerts vorteilhafte aerodynamische Wirkung, vor allem hinsichtlich des Cx-Wertes.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der Spalt dabei in Strömungsrichtung bevorzugt zumindest abschnittsweise, insbesondere über einen gro-ßen Anteil seiner Länge, besonders bevorzugt über mehr als die Hälfte seiner Länge, in etwa in Richtung der Raddrehachse, wobei der Spalt besonders bevorzugt mit einem Winkel nicht größer als ±30°, ±25°, ±20°, ±15°, ±10° oder ±5° oder ±2° zur Raddrehachse verläuft, insbesondere entlang einer Geraden, oder parallel zur Raddrehachse. Hierdurch kann einerseits eine ausreichende Behinderung eines Durchtritts eines Luftstroms in Richtung fahrzeuginnen sichergestellt werden, durch welchen eine besonders vorteilhafte Aerodynamik der Anordnung erreicht werden kann, aber andererseits ein guter Wasser- und/oder Staub- und/oder Schmutzaustritt gewährleistet werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Spalt, insbesondere um die zweifache Umlenkung der Strömung beim Durchtritt durch den Spalt zu erreichen, wenigstens drei Spaltabschnitte auf, insbesondere ein äußeren Spaltabschnitt, einen mittleren Spaltabschnitte und einen inneren Spaltabschnitt, wobei der mittlere Spaltabschnitt bezogen auf eine Durchströmungsrichtung des Spalts zwischen dem äußeren Spaltabschnitt und dem inneren Spaltabschnitt angeordnet ist und insbesondere unmittelbar an den äußeren Spaltabschnitt und/oder den inneren Spaltabschnitt angrenzt, vorzugsweise mit jeweils einem Ende. Besonders bevorzugt grenzt der mittlere Spaltabschnitt dabei jeweils mit einem Ende an den äußeren Spaltabschnitt an und mit dem anderen Ende an den inneren Spaltabschnitt. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise eine besonders vorteilhafte geometrische Ausgestaltung des Spalts erreicht werden, insbesondere eine aerodynamisch vorteilhafte Ausgestaltung des Spalts. Vor allem lässt sich hierdurch besonders einfach eine zweifache Umlenkung der Strömungsrichtung erreichen und infolgedessen auf besonders einfache Art und Weise eine vorteilhafte Aerodynamik der Anordnung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, erstreckt sich der innere Spaltabschnitt und/oder der äußere Spaltabschnitt dabei bevorzugt in Richtung der Raddrehachse und/oder im Wesentlichen parallel zur Raddrehachse, insbesondere zumindest in wenigstens einer Schnittebene, vorzugsweise in einem Winkelbereich von nicht mehr als ±60°, ±45°, ±30°, ±25°, ±20°, ±15°, ±10°, nicht mehr als ±5° oder nicht mehr als ±2° um die Raddrehachse herum, insbesondere mit einem Winkel von ±60°, ±45°, ±30°, ±25°, ±20°, ±15°, ±10°, ±5° oder ±2° zur Raddrehachse, insbesondere derart, dass eine den äußeren und/oder den inneren Spaltabschnitt durchströmende Strömung wenigstens im Wesentlichen zumindest teilweise parallel zur Raddrehachse verläuft, besonders bevorzugt überwiegend parallel zur Raddrehachse. Hierdurch lässt sich eine aerodynamisch besonders vorteilhafte Strömungsbeeinflussung eines in den Spalt eintretenden Luftstroms bzw. einer durch den Spalt hindurchtretenden Strömung erreichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, erstreckt sich der mittlere Spaltabschnitt besonders bevorzugt in Richtung der Raddrehachse oder im Wesentlichen parallel zu einer sich senkrecht zur Raddrehachse erstreckenden Vertikalebene, insbesondere zumindest in wenigstens einer Schnittebene, vorzugsweise in einem Winkelbereich von nicht mehr als ±30°, ±25°, ±20°, ±15°, ±10°, ±5° oder ±2° zu dieser Vertikalebene, insbesondere mit einem Winkel von ±30°, ±25°, ±20°, ±15°, ±10°, ±5° oder ±2° zu dieser Vertikalebene. Besonders bevorzugt erstreckt sich der mittlere Spaltabschnitte dabei insbesondere derart, dass eine den mittleren Spaltabschnitte durchströmende Strömung zumindest teilweise senkrecht zur Raddrehachse verläuft, insbesondere überwiegend senkrecht zu dieser. Hierdurch lässt sich eine aerodynamisch besonders vorteilhafte Strömungsbeeinflussung eines in den Spalt eintretenden Luftstroms bzw. einer durch den Spalt hindurchtretenden Strömung erreichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, sind bevorzugt der äußere Spaltabschnitt und der mittlere Spaltabschnitte derart relativ zueinander angeordnet und derart ausgebildet, dass eine hindurchtretende Strömung in ihrer Richtung um wenigstens 45°, 60° oder 75°, bevorzugt um 90° oder um mehr als 90°, insbesondere jedoch nicht um mehr als 105°, 120°, 130° oder 135° oder 150° oder 160° in ihrer Richtung umgelenkt wird. Mit einer derartigen ersten Strömungsumlenkung innerhalb des Spalts kann ein Durchtritt eines von fahrzeugaußen in den Spalt eintretenden Luftmassenstroms besonders gut derart behindert werden, dass nur ein geringer Anteil des Luftmassenstroms bis nach fahrzeuginnen hindurchtritt, während insbesondere gleichzeitig ein ausreichender Austritt eines Fluid- und/oder Partikelstroms bzw. Durchtritt von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen sichergestellt werden kann.
Besonders bevorzugt sind der äußere Spaltabschnitt und der mittlere Spaltabschnitte dabei derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet, dass sich eine mittlere Strömungsrichtung einer den äußeren Spaltabschnitt und den mittleren Spaltabschnitt durchströmenden Strömung um wenigstens 45°, 60° oder 75°, bevorzugt um 90° oder um mehr als 90°, insbesondere jedoch nicht um mehr als 105°, 120°, 130° oder 135° oder 150° oder 160° während des Durchtritts durch den mittleren Spaltabschnitt und den äußeren Spaltabschnitt ändert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, sind der mittlere Spaltabschnitt und der innere Spaltabschnitt derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet, dass eine durch diese hindurchtretende Strömung in ihrer Richtung um wenigstens 45°, 60° oder 75°, bevorzugt um 90° oder um mehr als 90°, insbesondere jedoch nicht um mehr als 105°, 120°, 130°, 135° oder 150° oder 160° in ihrer Richtung umgelenkt wird. Mit einer derartigen zweiten Strömungsumlenkung innerhalb des Spalts kann ein Durchtritt eines von fahrzeugaußen in den Spalt eintretenden Luftmassenstroms besonders gut derart behindert werden, dass nur ein geringer Anteil des Luftmassenstroms bis nach fahrzeuginnen hindurchtritt, während insbesondere gleichzeitig ein ausreichender Austritt eines Fluid- und/oder Partikelstroms bzw. Durchtritt von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen sichergestellt werden kann.
Besonders bevorzugt sind der mittlere Spaltabschnitt und der innere Spaltabschnitt dabei derart relativ zueinander angeordnet und ausgebildet, dass sich eine mittlere Strömungsrichtung einer den mittleren Spaltabschnitt und den inneren Spaltabschnitt durchströmenden Strömung um wenigstens 45°, 60° oder 75°, bevorzugt um 90° oder um mehr als 90°, insbesondere jedoch nicht um mehr als 105°, 120°, 130°, 135° oder 150° oder 160° beim Durchströmen dieser beiden Spaltabschnitte ändert.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung verläuft dabei wenigstens einer der Spaltabschnitte, insbesondere sämtliche Spaltabschnitte, jeweils zumindest abschnittsweise gerade. Hierdurch lässt sich eine besonders einfache geometrische Ausgestaltung der Anordnung, insbesondere des Spalts, erreichen.
Besonders bevorzugt grenzen der äußere Spaltabschnitt und der mittlere Spaltabschnitt zur Ausbildung der ersten Strömungsumlenkung innerhalb des Spaltes, bezogen auf eine Durchströmungsrichtung von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen, mit einem Innenwinkel von etwa 45° bis 135° aneinander, insbesondere mit einem Innenwinkel von höchstens 135°, 120°, 105° oder 90°, jedoch besonders bevorzugt mit einem Innenwinkel von wenigstens 45°, 60° oder 75°. Besonders bevorzugt beträgt der Innenwinkel zwischen dem äußeren Spaltabschnitt und den mittleren Spaltabschnitt im Wesentlichen 90° oder genau 90°.
Besonders bevorzugt grenzen, insbesondere ebenfalls, der mittlere Spaltabschnitt und der innere Spaltabschnitt zur Ausbildung der zweiten Strömungsumlenkung innerhalb des Spaltes, bezogen auf eine Durchströmungsrichtung von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen, mit einem Innenwinkel von etwa 45° bis 135° aneinander, insbesondere mit einem Innenwinkel von höchstens 135°, 120°, 105° oder 90°, jedoch besonders bevorzugt mit einem Innenwinkel von wenigstens 45°, 60° oder 75°. Besonders bevorzugt beträgt der Innenwinkel zwischen dem äußeren Spaltabschnitt und den mittleren Spaltabschnitt im Wesentlichen 90° oder genau 90°. in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Innenfläche des Abdeckelements insbesondere zumindest teilweise in radialer Richtung und in Umfangsrichtung des Rades, insbesondere in Umfangsrichtung über die gesamte Breite des Freiraums und in radialer Richtung nur über einen Teil des Freiraums.
Besonders bevorzugt weist das Abdeckelement ferner insbesondere einen sich zumindest teilweise in Fahrzeugquerrichtung und zumindest teilweise in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung auf, vorzugsweise einen sich von der Innenfläche in Richtung fahrzeuginnen erstreckenden Vorsprung, jeweils bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand der Anordnung in einem Fahrzeug, wobei sich der Vorsprung besonders bevorzugt nahezu über die gesamte Breite des Freiraums in Umfangsrichtung erstreckt, und wobei weiter bevorzugt insbesondere eine radiale Außenfläche des Vorsprungs mit einer gegenüberliegenden radialen Innenfläche der Felge den inneren Spaltabschnitt des Spalts bildet. Dies ermöglicht auf besonders einfache Art und Weise die Ausgestaltung eines Spalts, mit dem eine von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen oder von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen hindurchtretende Strömung nach einem Eintritt in den Spalt bis zu einem Austritt aus dem Spalt wenigstens zweimal in ihre Richtung umgelenkt werden kann, insbesondere in Verbindung mit einer an der Außenseite der Felge ausgebildeten, geringfügigen Stufe.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, bildet dabei ein radial außerhalb des Vorsprungs liegender Bereich der Innenfläche des Abdeckelements mit einer gegenüberliegenden Außenfläche der geringfügigen Stufe den mittleren Abschnitt des Spaltes, d.h. den mittleren Spaltabschnitt, wobei sich die Außenfläche der Stufe vorzugsweise ebenfalls zumindest teilweise in radialer Richtung und in Umfangsrichtung des Rades erstreckt, insbesondere außerdem über die gesamte Breite des Freiraums in Umfangsrichtung. Dies ermöglicht auf besonders einfache Art und Weise die Ausgestaltung eines Spalts, mit dem eine von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen oder von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen hindurchtretende Strömung nach einem Eintritt in den Spalt bis zu einem Austritt aus dem Spalt wenigstens zweimal in ihre Richtung umgelenkt werden kann, insbesondere in Verbindung mit einer an der Außenseite der Felge ausgebildeten, geringfügigen Stufe.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, bildet eine radiale und sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung des Rades und insbesondere über die gesamte Breite des Freiraums in Umfangsrichtung erstreckende Außenfläche des Abdeckelements mit einer gegenüberliegenden, radialen Innenfläche der Felge, insbesondere mit einer radialen Innenfläche der Felge unterhalb des äußeren Felgenhorns, den äußeren Spaltabschnitt, wobei sich die radiale Innenfläche der Felge vorzugsweise ebenfalls zumindest teilweise in radialer Richtung und in Umfangsrichtung des Rades erstreckt, insbesondere, und bevorzugt ebenfalls, über die gesamte Breite des Freiraums in Umfangsrichtung. Dies ermöglicht auf besonders einfache Art und Weise die Ausgestaltung eines Spalts, mit dem eine von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen oder von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen hindurchtretende Strömung nach einem Eintritt in den Spalt bis zu einem Austritt aus dem Spalt wenigstens zweimal in ihre Richtung umgelenkt werden kann, insbesondere in Verbindung mit einer an der Außenseite der Felge ausgebildeten, geringfügigen Stufe.
Besonders bevorzugt ist der Spalt dabei insbesondere derart ausgebildet, insbesondere eine Spaltbreite jeweils derart bemessen, dass Wasser und/oder Schmutz und/oder Staub von einer Innenseite des Rades durch den Spalt zur Außenseite hin austreten kann, eine von einer Außenseite in den Spalt eintretende Luftströmung jedoch zumindest teilweise an einem Durchtritt in Richtung der Innenseite gehindert wird. Besonders bevorzugt weist der Spalt dabei über seine gesamte Länge von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen eine Spaltbreite von weniger als 5 mm auf, insbesondere von weniger als 4 mm, 3 mm, 2 mm oder 1,5 mm, bevorzugt jedoch nicht weniger als 0,5 mm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm oder 0,9 mm.
Besonders bevorzugt weist der Spalt in Umfangsrichtung des Abdeckelements dabei jeweils für einen definierten Koordinatenwert in Fahrzeugquerrichtung eine konstante Breite auf, insbesondere über die gesamte Breite des Abdeckelements in Umfangsrichtung. Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige Beeinflussung der Luftströmung erreicht werden, insbesondere eine besonders gleichmäßige Behinderung der Luftströmung. Alternativ kann der Spalt in Umfangsrichtung des Abdeckelements aber auch eine veränderliche Breite für einen definierten, konstanten Koordinatenwert in Fahrzeugquerrichtung aufweisen.
Über seine Länge in Durchströmungsrichtung von einer fahrzeugäußeren Ein- bzw. Austrittsöffnung bis zu einer fahrzeuginneren Austritts- bzw. Eintrittsöffnung kann der Spalt entweder eine konstante Spaltbreite aufweisen oder aber auch eine unterschiedliche Spaltbreite bzw. eine sich über seine Länge in Durchströmungsrichtung verändernde Spaltbreite. Besonders bevorzugt nimmt eine Spaltbreite in Durchströmungsrichtung von der fahrzeugäußeren Ein- bzw. Austrittsöffnung in Richtung der fahrzeuginneren Austritts- bzw. Eintrittsöffnung vorzugsweise zumindest abschnittsweise ab. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Behinderung eines Durchtritts eines in den Spalt eingetretenen Luftstroms erreicht werden.
In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn der Spalt im Bereich der fahrzeugäußeren Ein- bzw. Austrittsöffnung, d.h. auf der Außenseite des Rades, eine kleinere Spaltbreite aufweist als im Bereich der fahrzeuginneren Austritts- bzw. Eintrittsöffnung, d.h. als an der Innenseite des Spaltes.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, ist der sich von der Innenfläche des Abdeckelements weg erstreckende Vorsprung des Abdeckelements zumindest teilweise durch eine hervorstehende Rippe und/oder Wandung gebildet.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung ist das flächige Abdeckelement einer erfindungsgemäßen Anordnung dabei aus Kunststoff hergestellt, insbesondere ein Kunststoffspritzgussteil, welches besonders einstückig ausgebildet ist, d.h. besonders bevorzugt ist die Rippe und/oder Wandung, welche den Vorsprung des Abdeckelements bildet, der zusammen mit der Felge den Spalt bildet, einstückig mit dem übrigen Teil des Abdeckelements ausgebildet.
Das Abdeckelement kann dabei ein 1-Komponenten-Bauteil sein, d.h. aus einem einzigen Werkstoff hergestellt sein, oder auch ein 2-Komponenten-Bauteil, d. h. ein 2K-Bauteil, welches aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt ist. Darüber hinaus kann das Abdeckelement alternativ auch ein Mehrkomponentenbauteil sein und aus mehr als zwei Werkstoffen hergestellt sein. Auch ein 2K-Bauteil bzw. ein 2K-Abdeckelement ist besonders bevorzugt durch ein Spritzgussverfahren hergestellt, insbesondere durch ein 2K-Kunststoffspritzgussverfahren.
Wenigstens ein Abdeckelement einer erfindungsgemäßen Anordnung kann statt einstückig ausgebildet sei zu sein, aber auch aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein, beispielsweise aus einem Kunststoffspritzgussteil, welches die Innenfläche umfasst und einem separaten Kunststoffbauteil, welches den Vorsprung bildet. Der Vorsprung kann dabei zum Beispiel durch Klemmen und/oder Kleben an der Innenfläche des Abdeckelements befestigt sein oder mittels einer Rastverbindung mit der Innenfläche verbunden sein.
Statt durch eine vorstehende, insbesondere einzelne Rippe und/oder durch eine Wandung kann der Vorsprung alternativ auch durch ein Schaumstoffelement und/oder eine Gummilippe oder dergleichen gebildet sein, welche sich insbesondere jedoch nicht dichtend an die Felge anlegt, sodass stets eine für einen ausreichenden Wasserablauf bzw. Schmutz- und/oder Staubaustritt erforderliche Spaltbreite gewährleistet ist.
Das Abdeckelement kann grundsätzlich auch zumindest teilweise oder vollständig in faserverstärkten Kunststoffmaterial ausgeführt sein oder zumindest teilweise faserverstärktes Kunststoffmaterial aufweisen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung weist wenigstens ein Abdeckelement an seiner Innenseite neben einem Vorsprung ferner eine oder mehrere Strömungsleitelemente auf, welche sich insbesondere ebenfalls von der Innenfläche in Richtung einer Außenfläche des Rades erstrecken und sich dabei insbesondere parallel zur Raddrehachse von der Innenfläche erheben bzw. von dieser weg erstrecken können. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Beeinflussung der Strömung erreicht werden. Insbesondere kann mithilfe dieser Strömungsleitelemente ein besonders vorteilhaften Lenken und/oder Ausrichten der Strömung erreicht werden. Insbesondere ist es möglich, mithilfe dieser Strömungsleitelemente einen Wasser- und/oder Staub- und/oder Schmutzaustritt von einer Radinnenseite nach fahrzeugaußen vorteilhaft zu beeinflussen, insbesondere Wasser und/oder Schmutz und/oder Staubpartikel hierdurch in Richtung des Spaltes zu lenken bzw. zu führen, sodass diese durch den Spalt von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen austreten können.
Das Abdeckelement kann ferner außerdem ein oder mehrere Versteifungsrippen oder dergleichen aufweisen.
Ein oder mehrere Rippen und/oder Wandungen und/oder Strömungsleitelemente können dabei auch eine Doppelfunktion haben und insbesondere sowohl als Versteifungsrippe als auch als Strömungsleitelement dienen.
Zur Befestigung des flächigen Abdeckelements am Rad kann das Abdeckelement ein oder mehrere Verbindungsmittel aufweisen, wobei in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung das Abdeckelement mittels einer Rastverbindung am Rad befestigt sein kann und hierzu besonders bevorzugt entsprechende Rastmittel oder dergleichen aufweisen kann.
Besonders bevorzugt weist das Rad einer erfindungsgemäßen Anordnung vorzugsweise ebenfalls entsprechende und korrespondierend ausgebildete, und zum Zusammenwirken mit dem Abdeckelement geeignete Verbindungsmittel auf, insbesondere beispielsweise entsprechende Rastmittel wie Rastausnehmungen und/oder Rasthaken oder dergleichen.
Grundsätzlich kann das flächige Abdeckelement auch auf andere Art und Weise am Rad befestigt werden bzw. sein, beispielsweise wie in der eingangs bereits erwähnten DE 10 2011 079 599 A1 beschrieben durch Kleben.
Es versteht sich von selbst, dass das Abdeckelement dabei jedoch insbesondere nicht durch Kleben im Bereich des Spaltes mit der Felge bzw. dem Rad verbunden wird bzw. ist, da in diesem Fall kein ausreichender Wasser- und/oder Schmutzaustritt mehr durch den Spalt gewährleistet wäre.
Ein flächiges Abdeckelement gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere für ein Rad ausgebildet und dadurch gekennzeichnet, dass es zur Herstellung einer vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung ausgebildet ist.
Ein Rad gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise für ein zweispuriges Kraftfahrzeug ausgebildet, insbesondere für ein Personenkraftwagen, und dadurch gekennzeichnet, dass es zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgebildet ist.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug ist insbesondere ein zweispuriges Kraftfahrzeug, besonders bevorzugt ein Personenkraftwagen, und dadurch gekennzeichnet, dass es eine erfindungsgemäße Anordnung aufweist.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Figuren hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, sofern die Kombination dieser Merkmale technisch ausführbar ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert, wobei die Erfindung dazu in den beigefügten Figuren schematisch dargestellt ist. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem erfindungsgemäßen Rad und mehreren erfindungsgemäßen Abdeckelementen in einer ersten beispielhaften Ausführung in einer Ansicht von fahrzeugaußen auf die Anordnung, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand der Anordnung in einem Fahrzeug, von der in 2 das Rad in vergrößerter Einzelteildarstellung abgebildet ist, ebenfalls in einer Ansicht von fahrzeugaußen. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Rades aus 2 im Bereich eines Freiraums, 4 einen ersten Teilschnitt durch das Rad aus den 1 bis 3 im Bereich eines Freiraums in perspektivischer Darstellung und 5 den Teilschnitt aus 4 aus einer anderen Perspektive. 6 zeigt einen Schnitt entlang einer Schnittebene parallel zur Raddrehachse durch die erfindungsgemäße Anordnung aus 1 im Bereich des Spaltes, von dem in 7 ein vergrößerter Ausschnitt im Bereich des Spaltes dargestellt ist. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abdeckelements in perspektivischer Darstellung. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebenen und/oder in den beigefügten Figuren erkennbar dargestellten Merkmale sein.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 10 mit einem erfindungsgemäßen Rad 11 und mehreren erfindungsgemäßen Abdeckelementen 12 in einer ersten beispielhaften Ausführung in einer Ansicht von fahrzeugaußen auf die Anordnung 10, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand der Anordnung 10 in einem Fahrzeug. 2 zeigt das Rad 11 in vergrößerter Einzelteildarstellung, ebenfalls in einer Ansicht von fahrzeugaußen, wobei die Anordnung 10 für ein zweispuriges Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Personenkraftwagen, ausgebildet ist.
Das Rad 11 weist dabei eine Felge 16 mit einem darauf aufgezogenen Reifen 24 auf, eine Nabe 17 und mehrere, in Umfangsrichtung U um eine Raddrehachse R verteilt angeordnete Speichen 15 auf, wobei die Felge 16 durch die Speichen 15 mit der Nabe 17 verbunden ist.
Zwischen zwei benachbarten Speichen 15 weist das Rad 11 jeweils einen Freiraum 13 auf in Form einer Durchgangsöffnung, welche sich von einer fahrzeugäußeren Seite des Rades 11 bis zu einer fahrzeuginneren Seite des Rades 11 erstreckt und ein Hindurchtreten von Kühlluft von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen sowie von Wasser und Schmutz und Staub von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen ermöglicht.
Jeder der Freiräume 13 zwischen zwei benachbart angeordneten Speichen 15 ist dabei jeweils zumindest teilweise, insbesondere jeweils an einem radial äußeren Rand des zugehörigen Freiraums 13, durch ein erfindungsgemäßes, flächiges Abdeckelement 12 zumindest teilweise abgedeckt. Zur Befestigung der Abdeckelemente 12 weist das Rad 11 jeweils in Umfangsrichtung U seitlich neben den Freiräumen 13 entsprechende Befestigungslöcher 25 auf.
Jeder Freiraum 13 weist an einer Außenseite der Felge 16 an seinem inneren Rand, insbesondere an seinem radial äußeren inneren Rand eine sich zumindest teilweise entlang dieses Randes erstreckende, geringfügige Stufe 14 auf, welche insbesondere in den 3 bis 7 gut erkennbar dargestellt ist.
3 zeigt dabei einen vergrößerten Ausschnitt des Rades 11 aus 2 im Bereich eines Freiraums 13, 4 einen ersten Teilschnitt durch das Rad 11 aus den 1 bis 3 im Bereich eines Freiraums 13 in perspektivischer Darstellung ohne den Reifen 24 und 5 den Teilschnitt aus 4 aus einer anderen Perspektive.
Bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 10 grenzt die geringfügige Stufe 14 dabei insbesondere unmittelbar an ein äußeres Felgenhorn 26 an.
Die Abdeckelemente 12 sind jeweils derart ausgebildet und angeordnet, dass sie mit ihrer der Felge 16 zugewandten Innenfläche 18 des Abdeckelements 12 mit einer Außenfläche 27 an der Außenseite der Felge 16 im Bereich der Stufe 14 einen Spalt 20 bilden, was besonders gut in den 6 und 7 zu erkennen ist.
6 zeigt dabei einen Schnitt entlang einer Schnittebene parallel zur Raddrehachse R durch die erfindungsgemäße Anordnung 10 aus 1 ohne den Reifen 24 im Bereich des Spaltes 20, von dem in 7 ein vergrößerter Ausschnitt im Bereich des Spaltes 20 dargestellt ist.
Erfindungsgemäß sind die Abdeckelemente 12 und die Felge 16 dabei derart ausgebildet, dass der im Bereich der Stufe 14 aus der Anordnung 10 des Abdeckelementes 12 relativ zur Felge 16 resultierende Spalt 20 eine 2-malige bzw. 2-fache Umlenkung U1 und U2 eines durch den Spalt 20 von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen bzw. von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen hindurchtretenden Luftstroms L bzw. eines Fluid- und/oder Partikelstroms W mit Wasser und/oder Schmutz und/oder Staub bewirkt, insbesondere nach einem Eintritt in den Spalt 20 bis zu einem Austritt aus dem Spalt 20 bzw. zwischen einer fahrzeugäußeren Ein- und Austrittsöffnung 21 des Spalts 20 und einer fahrzeuginneren Ein- und Austrittsöffnung 22 des Spalts 20.
Der Spalt 20 ist dabei vorliegend insbesondere dazu ausgebildet, zumindest teilweise einen Durchtritt von Wasser sowie von kleinen Schmutzpartikeln und Staubpartikeln W von einer Innenseite des Rades 11 nach fahrzeugaußen zu ermöglichen, aber andererseits einen Durchtritt eines Luftstroms L von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen zumindest teilweise zu behindern, insbesondere derart, dass nur ein Anteil von weniger als 50% des in den Spalt 20 eingetretenen Luftmassenstroms L fahrzeuginnenseitig aus dem Spalt 20 austritt, d.h. an der fahrzeuginneren Ein- und Austrittsöffnung 22. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Aerodynamik der Anordnung 10 erreicht werden, vor allem eine vorteilhafte aerodynamische Schließwirkung des Spalts 20. Insbesondere kann hierdurch, bei einer entsprechend geeigneten, übrigen Ausgestaltung der Anordnung 10 bzw. eines entsprechenden, erfindungsgemäßen Fahrzeugs, der Cx-Wert des zugehörigen Fahrzeugs um ca. zwei Cx-Punkte reduziert werden, und damit signifikant.
Zur Realisierung der zweifachen Strömungsumlenkung, die durch die Bezeichnungen U1 und U2 innerhalb des Spalts 20 symbolisiert ist, weist der Spalt 20 bei diesem Ausführungsbeispiel dabei drei Spaltabschnitte 20a, 20m und 20i auf, insbesondere einen äußeren Spaltabschnitt 20a, einen mittleren Spaltabschnitte 20m sowie einen inneren Spaltabschnitt 20i, wobei der mittlere Spaltabschnitt 20m bezogen auf eine Durchströmungsrichtung des Spalts 20 zwischen dem äußeren Spaltabschnitt 20a und dem inneren Spaltabschnitte 20i-angeordnet ist.
Wie anhand von 6 gut erkennbar ist, erstrecken sich der innere Spaltabschnitt 20i und der äußere Spaltabschnitt 20a bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 10 dabei im Wesentlichen parallel zur Raddrehachse R, während der mittlere Spaltabschnitt 20m im Wesentlichen parallel zu einer sich senkrecht zur Raddrehachse R erstreckenden Vertikalebene verläuft.
Der äußere Spaltabschnitt 20a und der mittlere Spaltabschnitt 20m sind dabei derart relativ zueinander angeordnet und derart ausgebildet, dass eine durch diese beiden Spaltabschnitte 20a und 20m hindurchtretende Strömung in ihrer Richtung innerhalb des Spalts 20 insbesondere um etwa 90° in ihrer Richtung umgelenkt wird, wobei diese Umlenkung vorliegend als erste Strömungsumlenkung U1 bezeichnet ist.
Der mittlere Spaltabschnitt 20m und der innere Spaltabschnitt 20i sind ebenfalls derart relativ zueinander angeordnet und ausgebildet, dass eine durch diese beiden Spaltabschnitte 20m und 20i hindurchtretende Strömung in ihrer Richtung ebenfalls um etwa 90° umgelenkt wird, jedoch in die entgegengesetzte Richtung, wobei diese Strömungsumlenkung vorliegend als zweite Strömungsumlenkung U2 bezeichnet ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 10 wird der Spalt dabei jeweils durch einen Teil der Innenfläche 18 des Abdeckelements 12 durch diese beiden Spaltabschnitte gebildet, wobei die Innenfläche 18 des Abdeckelements 12 sich dabei zumindest teilweise in radialer Richtung und Umfangsrichtung U des Rades 11 erstreckt und einen sich von der Innenfläche 18 weg und zumindest teilweise in Fahrzeugquerrichtung und zumindest teilweise in Umfangsrichtung U erstreckenden Vorsprung 19 aufweist, jeweils bezogen auf ein funktionsgemäßen Einbauzustand des Rades 11 in einem Fahrzeug.
Eine radiale Außenfläche 23 des Vorsprungs 19 bildet dabei mit einer gegenüberliegenden radialen Innenfläche 30 der Felge 16 den inneren Spaltabschnitt 20i des Spalts. Ein radial außerhalb des Vorsprungs 19 liegender Bereich 28 der Innenfläche 18 bildet dabei mit einer gegenüberliegenden Außenfläche 31 der Stufe 14 den mittleren Abschnitt 20m des Spaltes 20 und der äußere Spaltabschnitt 20a wird durch eine radiale und sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung U des Rades 11 erstreckende Außenfläche 29 des Abdeckelements 12 mit einer gegenüberliegenden, radialen Innenfläche 32 der Felge 16, welche insbesondere unmittelbar an das äußere Felgenhorn 26 angrenzt, gebildet.
Durch die zwei Strömungsumlenkungen U1 und U2 um etwa jeweils 90° lässt sich einerseits auf besonders einfache Art und Weise ein in den Spalt 20 eingetretener Luftmassenstrom L derart beeinflussen, insbesondere derart behindern, dass nur ein Teil von diesem durch den Spalt 20 hindurchtreten kann und an der fahrzeuginneren Seite des Spalts wieder austritt, insbesondere vorliegend nur ein Anteil von etwa 50%. Gleichzeitig kann durch diese Ausgestaltung ein ausreichender Ablauf von Wasser und ein ausreichender Austrag von Schmutz und Staub, symbolisiert durch den Fluid- und Partikelstrom W, von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen durch den Spalt 20 sichergestellt werden.
Dies wird vorliegend insbesondere durch einen Spalt 20 erreicht, der sich in Strömungsrichtung über einen großen Teil seiner Länge, insbesondere über mehr als die Hälfte seiner Länge, in etwa in Richtung der Raddrehachse R erstreckt, d. h. insbesondere mit einem großen Teil seiner Länge im Wesentlichen parallel zur Raddrehachse L verläuft, während nur der mittlere Spaltabschnitt 20m im Wesentlichen in vertikaler Richtung verläuft.
Ferner ist bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung 10 eine Spaltbreite der fahrzeugäußeren Ein- und Austrittsöffnung 21, welche in diesem Fall etwa 0,8 mm beträgt, kleiner, als eine Spaltbreite der fahrzeuginneren Ein- und Austrittsöffnung 22, welche bei diesem Beispiel etwa 1,2 mm beträgt.
Eine besonders gute Behinderung eines Durchtritts eines Luftmassenstroms L von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen lässt sich erreichen, wenn der Spalt 20 wie bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet ist und der äußere Spaltabschnitt 20a und der innere Spaltabschnitt 20i jeweils in Durchströmungsrichtung von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen in ihre Spaltbreite abnehmen, während eine Spaltbreite des mittleren Spaltabschnitts 20m leicht zunimmt von der ersten Strömungsumlenkung U1 zur zweiten Strömungsumlenkung U2 hin oder konstant bleibt.
In einigen Fällen lässt sich dadurch sogar erreichen, dass ein von der Außenseite des Rades 11 in den Spalt 20 eintretender Luftstrom L derart umgelenkt wird, dass ein großer Anteil des Luftstroms 11 an der Außenseite des Rades 11 wieder nach fahrzeugaußen aus dem Spalt 20 austritt, insbesondere der Anteil eines in den Spalt 20 eingetretenen Luftstroms L, der nicht fahrzeuginnenseitig aus dem Spalt 20 austritt.
Die Abdeckelemente 12 sind bei diesem Ausführungsbeispiel dabei jeweils einstückig ausgebildete Kunststoffspritzgussteile 12, wobei der Vorsprung 19 vorliegend insbesondere einstückig an den Rest des Abdeckelements 12, insbesondere jeweils an dessen Innenfläche 18, angeformt ist und insbesondere jeweils durch eine hervorstehende Rippe 19 bzw. Wandung 19 gebildet ist.
Für eine besonders vorteilhafte aerodynamische Ausgestaltung der Anordnung 10 kann eine hier nicht näher bezeichnete Außenfläche eines oder mehrerer Abdeckelemente 12 strukturiert und/oder texturiert sein, beispielsweise wie durch die Zickzack-Struktur in 6 angedeutet. In einigen Fällen können auch Dimpel wie bei einem Golfball oder dergleichen vorteilhaft sein.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abdeckelements 12' in perspektivischer Darstellung, wobei dieses Abdeckelement 12' statt einer einstückig an die Innenfläche 18 angeformten Wandung bzw. Rippe 19 eine auf der Innenfläche 18 durch Kleben befestigte Schaumstofflippe 19' aufweist.
Ein weiterer Unterscheid ist, dass dieses Abdeckelement 12' an der Innenfläche 18 zusätzlich sich insbesondere in radialer Richtung erstreckende Verstärkungsrippen 34 im radial äußeren Bereich der Innenfläche 18 aufweist sowie nach fahrzeuginnen hervorstehende Rippen 35, welche jedoch nicht nur zur Verstärkung dienen, sondern in diesem Fall vorliegend außerdem als Strömungsleitelemente 35 fungieren, um einen verbesserten Wasserablauf bzw. Staub- und Schmutzaustritt von einer Fahrzeuginnenseite nach fahrzeugaußen zu erreichen. Die Verstärkungsrippen 34 dienen ebenfalls als Strömungsleitelemente 34, insbesondere dazu, einen in den Spalt 20 eintretenden Luftmassenstrom L auszurichten, um eine besonders vorteilhafte Aerodynamik einer erfindungsgemäßen Anordnung zu erreichen.
Mithilfe der Befestigungselemente 33 kann das Abdeckelement 12' an einem erfindungsgemäßen Rad 11 befestigt werden, insbesondere mithilfe von dessen Befestigungslöchern 25.
Der Teil des Abdeckelements 12', welcher die Innenfläche 18 umfasst sowie die Rippen bzw. Wandlungen 34 und 35 und die Befestigungselemente 33 ist bevorzugt ebenfalls im Kunststoffspritzgussverfahren aus einem Kunststoff hergestellt.
Für eine besonders leichte Ausgestaltung kann ein erfindungsgemäßes Abdeckelement 12 bzw. 12' alternativ aber auch aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt sein.
Selbstverständlich ist eine Vielzahl an Abwandlungen, insbesondere von konstruktiven Abwandlungen, zu den erläuterten Ausführungsbeispielen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: erfindungsgemäße Anordnung
11: erfindungsgemäßes Rad
12, 12': erfindungsgemäßes Abdeckelement
13: Freiraum
14: Stufe
15: Speiche
16: Felge
17: Nabe
18: Innenfläche des Abdeckelements
19, 19': Vorsprung des Abdeckelements
20: Spalt
20a: äußerer Spaltabschnitt
20m: mittlerer Spaltabschnitt
20i: innerer Spaltabschnitt
21: fahrzeugäußere Ein- und Austrittsöffnung des Spalts
22: fahrzeuginnere Ein- und Austrittsöffnung des Spalts
23: radiale Außenfläche des Vorsprungs
24: Reifen
25: Befestigungsloch für Abdeckelement
26: äußeres Felgenhorn
27: Außenfläche der Felge
28: radial außerhalb des Vorsprungs liegender Bereich
29: radiale Außenfläche des Abdeckelements
30: gegenüberliegende radiale Innenfläche der Felge
31: gegenüberliegende Außenfläche der Stufe
32: gegenüberliegende radiale Innenfläche der Felge
33: Verbindungsmittel
34, 35: Verstärkungsrippe, Strömungsleitelement
L: Luftstrom
R: Raddrehachse
U: Umfangsrichtung
U1: erste Strömungsumlenkung im Spalt
U2: zweite Strömungsumlenkung im Spalt
W: Wasser/Schmutz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

WO 2019/121410 A1 [0003]
DE 102011079599 A1 [0003, 0061]

Claims

Anordnung (10) mit einem Rad und wenigstens einem flächigen Abdeckelement (12, 12'), vorzugsweise für ein zweispuriges Kraftfahrzeug, wobei das Rad (11) eine Felge (16), eine Nabe (17) und mehrere, in Umfangsrichtung (U) um eine Raddrehachse (R) verteilt angeordnete Speichen (15) aufweist, wobei die Felge (16) durch die Speichen (15) mit der Nabe (17) verbunden ist, wobei das Rad (11) zwischen wenigstens zwei in Umfangsrichtung (U) benachbarten Speichen (15) jeweils einen Freiraum (13) aufweist, wobei wenigstens ein flächiges Abdeckelement (12, 12') wenigstens einen Freiraum (13) zumindest teilweise abdeckt, wobei der Freiraum (13) an einer Außenseite der Felge (16), bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand der Anordnung (10) in einem Fahrzeug, an seinem inneren Rand eine sich zumindest abschnittsweise entlang des Randes erstreckende, geringfügige Stufe (14) aufweist, und wobei das Abdeckelement (12, 12') derart ausgebildet und angeordnet ist, dass eine der Felge (16) zugewandte Innenfläche (18) des Abdeckelements (12, 12') mit einer Außenfläche (27) der Außenseite der Felge (16) im Bereich der Stufe (14) einen Spalt (20) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (12, 12') und die Felge (16) derart ausgebildet sind, dass der im Bereich der Stufe (14) aus der Anordnung des Abdeckelementes (12, 12') relativ zur Felge (16) resultierende Spalt (20) eine wenigstens zweimalige Umlenkung (U1, U2) einer durch den Spalt (20) von fahrzeuginnen nach fahrzeugaußen oder von fahrzeugaußen nach fahrzeuginnen hindurchtretenden Strömung (L, W) bewirkt.
Anordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (20) dazu ausgebildet ist, einen zumindest teilweisen Durchtritt eines Fluid- und/oder Partikelstroms (L, W) von der Außenseite des Rades (11) nach fahrzeuginnen derart zu behindern, dass nur ein Anteil von weniger als 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% oder 10% eines an der Außenseite des Rades (11) in den Spalt eingetretenen Fluid- und/oder Partikelstroms (L) auf die Innenseite des Rades (11) gelangt.
Anordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 2-fache Strömungsumlenkung (U1, U2) derart ausgestaltet ist, dass ein von der Außenseite des Rades (11) in den Spalt (20) eintretender Fluid- und/oder Partikelstrom (L) derart umgelenkt wird, dass ein Anteil von mehr als 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% oder 90% des an der Außenseite des Rades in den Spalt (20) eingetretenen Fluid- und/oder Partikelstroms (L) an der Außenseite des Rades (11) wieder nach fahrzeugaußen aus dem Spalt (20) austritt.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (20) sich in Strömungsrichtung zumindest abschnittsweise in etwa in Richtung der Raddrehachse (R) erstreckt, wobei der Spalt (20) mit einem Winkel nicht größer als ±30°, ±25°, ±20°, ±15°, ±10° oder ±5° oder ±2° zur Raddrehachse oder parallel zur Raddrehachse (R) verläuft.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (20) wenigstens drei Spaltabschnitte (20a, 20m, 20i) aufweist: einen äußeren Spaltabschnitt (20a), einen mittleren Spaltabschnitt (20m) und einen inneren Spaltabschnitt (20i), wobei der mittlere Spaltabschnitt (20m) bezogen auf eine Durchströmungsrichtung des Spalts (20) zwischen dem äußeren Spaltabschnitt (20a) und dem inneren Spaltabschnitt (20i) angeordnet ist.
Anordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der innere Spaltabschnitt (20i) und/oder der äußere Spaltabschnitt (20a) in Richtung der Raddrehachse (R) in einem Winkelbereich von nicht mehr als ±60°, ±45°, ±30°, ±25°, ±20°, ±15°, ±10°, ±5° oder ±2° Grad um die Raddrehachse herum erstreckt.
Anordnung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mittlere Spaltabschnitt (20m) in Richtung einer sich senkrecht zur Raddrehachse (R) erstreckenden Vertikalebene in einem Winkelbereich von nicht mehr als ±30°, ±25°, ±20°, ±15°, ±10°, ±5° oder ±2° Grad zu dieser Vertikalebene erstreckt.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Spaltabschnitt (20a) und der mittlere Spaltabschnitt (20m) derart relativ zueinander angeordnet sind und derart ausgebildet sind, dass eine durch diese beiden Spaltabschnitte (20a, 20m) hindurchtretende Strömung in ihrer Richtung um wenigstens 45°, 60°, 75°, 90° oder um mehr als 90°, jedoch nicht um mehr als 105°, 120°, 130° oder 135° oder 150° oder 160° in ihrer Richtung umgelenkt wird.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Spaltabschnitt (20m) und der innere Spaltabschnitt (20i) derart relativ zueinander angeordnet sind und derart ausgebildet sind, dass eine durch diese beiden Spaltabschnitte (20m, 20i) hindurchtretende Strömung in ihrer Richtung um wenigstens 45°, 60°, 75°, 90° oder um mehr als 90°, jedoch nicht um mehr als 105°, 120°, 130°, 135° oder 150° oder 160° in ihrer Richtung umgelenkt wird.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (18) des Abdeckelements (12, 12') sich zumindest teilweise in radialer Richtung und in Umfangsrichtung (U) des Rades (11) erstreckt und einen sich zumindest teilweise in Fahrzeugquerrichtung und zumindest teilweise in Umfangsrichtung (U) erstreckenden Vorsprung (19, 19') aufweist, bezogen auf ein funktionsgemäßen Einbauzustand des Rades (11) in einem Fahrzeug, wobei eine radiale Außenfläche (23) des Vorsprungs (19, 19') mit einer gegenüberliegenden radialen Innenfläche (30) der Felge (16) den inneren Spaltabschnitt (20i) des Spalts (20) bildet.
Anordnung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial außerhalb des Vorsprungs (19, 19') liegender Bereich (28) der Innenfläche (18) des Abdeckelements (12, 12') mit einer gegenüberliegenden Außenfläche (31) der Stufe (14) den mittleren Abschnitt (20m) des Spaltes (20) bildet.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale und sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung (U) des Rades erstreckende Außenfläche (29) des Abdeckelements (12, 12') mit einer gegenüberliegenden, radialen Innenfläche (32) der Felge (16) den äußeren Spaltabschnitt (20a) bildet.
Flächiges Abdeckelement (12, 12') für ein Rad, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (12, 12') zur Herstellung einer Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
Rad (11), vorzugsweise für ein zweispuriges Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad (11) zur Herstellung einer Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
Fahrzeug, vorzugsweise zweispuriges Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Anordnung (10) umfassend ein Rad (11) und ein flächiges Abdeckelement (12, 12'), dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.