DE19625739A1 - Vorrichtung zur Verringerung des Strömungswiderstandes und Spritzwassers eines Fahrzeuges, vorzugsweise Nutzfahrzeuges - Google Patents

Description

Nutzfahrzeuge, z. B. Lkw oder Lkw- Anhänger, besitzen unterhalb des Laderaumbodens (1) eine gewöhnlich als Unterfahrschutz ausgebildete Stoßstange (4). Der Raum zwischen Laderaumboden und Stoßstange wird üblicherweise entweder freigelassen, wodurch das von den Rädern auf nassen Straßen aufgewirbelte Spritz- und Sprühwasser ungehindert durchtreten kann und hinter dem Fahrzeug starke und andere Verkehrsteilnehmer behindernde Wassernebel erzeugt, oder er wird z. B. durch Verkleidungsbleche mehr oder weniger verschlossen. Damit kann zwar verhindert werden, daß von dort Spritz- bzw. Sprühwasser in die stark turbulente Nachlaufströmung hinter dem Fahrzeug gelangt, solche Verkleidungsteile stauen jedoch die Unterbodenströmung und erhöhen den Luftwiderstand und damit Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges.

In US 4,706,981 wird eine Vorrichtung beschrieben, mit der das in der Unterbodenströmung befindliche Sprühwasser am rückwärtigen Teil des Fahrzeuges ausgeschieden werden soll. Über separate, geschlossene Strömungskanäle wird der Fahrtwind seitlich am Fahrzeug aufgefangen und am rückwärtigen Ende über die Breite des Fahrzeuges quer zur Strömungsrichtung ausgeblasen. Abgesehen vom erheblichen baulichen Aufwand und der zur Erreichung einer wirksamen Querausblasung notwendigen großzügigen Dimensionierung dieser Strömungskanäle erzeugt diese Lösung wegen der quer zur Strömungsrichtung liegenden Ausblasrichtung ebenfalls einen zusätzlichen Luftwiderstand.

Zur Unterdrückung des von den Rädern aufgewirbelten Spritz- und Sprühwassers sind z. B. aus DE 19 18 006 oder US 4,796,905, US 5,366,247 elastische Spritzlappen, bevorzugt aus Gummi, bekannt. Diese sind unmittelbar vor (DLW 19 18 006) oder hinter den Rädern vorgesehen und bilden entweder eine geschlossene oder eine durchbrochene Fläche senkrecht zur Unterbodenströmung, an der sich die Strömung aufstaut und einen hohen Luftwiderstand erzeugt.

In US 5,366,247 wird ein Rad-Spritzlappen vorgeschlagen, der als Lamellengitter ausgebildet ist und unmittelbar hinter dem Rad das Spritzwasser auffangen und durch die Lamellen nach rückwärts ableiten soll. Dieser Vorschlag beinhaltet aber keine eigentlichen, unter aerodynamischen Gesichtspunkten ausgebildete Strömungsführungen im Sinne des Hauptanspruches. Deswegen wird auch diese Vorrichtung einen ungünstigen Luftwiderstand bewirken. Die Funktion wird lediglich als Wasserabscheider hinter dem Rad verstanden.

Z. B. bei Nutzfahrzeugen, die zunehmend im Fakirgestell- und Unterbodenbereich verkleidet werden, wird das Gesamtaussehen immer wichtiger. Ein freier Raum zwischen Laderaumboden und Stoßstange beeinträchtigt das Aussehen des Fahrzeuges, da der Blick auf Achsen, Bremsen und Bremsgestänge, Leitungen etc. ungehindert möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die anstelle der Verkleidungsbleche oberhalb der rückwärtigen Stoßstange des Fahrzeuges eingebaut werden kann, der Unterbodenströmung einen geringstmöglichen Widerstand entgegensetzt und als Spritz- und Sprühwasserabscheider wirkt.

Lösung der Aufgabe

Fig. 1 und 2 zeigen beispielhaft den Heckbereich eines Lkws mit einem sog. Koffer-Laderaum. Die Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung (2) gelöst, die zwischen Fahrzeug-Unterboden (1) und Stoßstange (4) eingebaut ist und aus mehreren übereinander angeordneten tragflügelartig gewölbten Flächen (3), die relativ zum Fahrzeug- Unterboden (1), d. h. relativ zur Richtung der Unterbodenströmung (5) so angestellt sind, daß die Luft sie ablösefrei und damit mit geringstem Widerstand durchströmen kann und umgelenkt wird. Die schwereren Spritz- und Sprühwasserteilchen können dieser schnellen Umlenkung und radialen Beschleunigung auf Grund ihrer Fliehkraft nicht folgen und werden an den Wänden dieser Flächen abgeschieden, wo sie sich zu größeren Tropfen (8) sammeln und schließlich zu Boden fallen.

Durch diese übereinander liegenden Strömungsflächen (3) wird die im Unterbodenbereich stark verwirbelte Strömung beruhigt, d. h. laminarisiert und gezielt umgelenkt.

Im Sinne eines möglichst geringen Strömungswiderstandes ist es vorteilhaft, die Nase der Strömungsflächen tangential zur Anströmrichtung auszulegen und die Strömung um maximal 45 Grad abzulenken. Besonders widerstandsarm sind dem Fachmann bekannte, gewölbte Tragflügelprofile, z. B. sog. NACA-Profile.

Die Strömung kann nach unten abgelenkt werden (siehe Fig. 1), wodurch insbesondere die Spritzwasserabscheidung wirkungsvoll ist. Durch die schräg nach unten umgelenkte Unterbodenströmung über die gesamte Breite des Fahrzeuges gelingt es, auch die mit Sprühwasser beladene bodennahe Strömung (6) und das von den hinteren Reifen aufgewirbelte Spritzwasser (7) auf die Straße zu drücken und zu verhindern, daß der Wassernebel in den großen turbulenten Strömungsnachlauf hinter dem Fahrzeug gelangen kann. Auf zusätzliche Spritzlappen hinter den Rädern oder unterhalb der Stoßstange kann deshalb kostenvorteilig verzichtet werden.

Eine vorteilhafte Ausbildung der vorgeschlagenen Vorrichtung ist die Kombination einer Strömungsumlenkung nach oben und unten, wie es beispielhaft Fig. 2 zeigt. Durch die teilweise Umlenkung der Unterbodenströmung nach oben wird Luft zusätzlich in das Unterdruckgebiet hinter der Heckfläche (8) geführt und erhöht somit dort den statischen Druck. Der Luftwiderstand des Fahrzeuges wird dadurch verringert.

Die Strömungsflächen können kostengünstig z. B. aus gerundeten oder auch mehrfach gekanteten Blechen hergestellt werden. Für Serienfertigung ist auch ein Spritzgußteil aus Kunststoff oder Aluminium denkbar, wobei die Strömungsflächen als widerstandsarme Tragflügelprofile ausgebildet werden können.

Durch die übereinander angeordneten waagrechten Strömungsflächen (3) wird der Blick unter den Fahrzeug- bzw. Laderaumboden verhindert und die Optik durch die Betonung der waagrechten Linien verbessert.

Durch die gezielte erfindungsgemäße Umlenkung der Unterbodenströmung zur Fahrbahn wird auch die Verschmutzung der Heckfläche geringer. Dies ist z. B. besonders bei Bussen wichtig, die ein Heckfenster besitzen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Verringerung des Strömungswiderstandes und Spritzwassers eines Fahrzeuges, vorzugsweise Nutzfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung heckseitig angebracht ist und zur Strömungsführung der Luftströmung zwischen Fahrzeugunterboden und Fahrbahn dergestalt dient, daß diese Strömung umgelenkt werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch diese Strömungsumlenkung sieh in der Strömung befindliche Wasserteilchen an der Vorrichtung abscheiden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Strömungsumlenkung eine oder mehrere übereinander angeordnete, gewölbte Flächen dienen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbodenströmung durch die Vorrichtung nach unten oder oben abgelenkt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbodenströmung durch die Vorrichtung teilweise nach unten und teilweise nach oben abgelenkt wird und damit der statische Druck an der Fahrzeugheckseite verringert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Strömungsumlenkung dienenden Flächen so ausgebildet sind, daß die Unterbodenströmung möglichst ablösefrei und widerstandsarm die Vorrichtung durchströmen kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese Flächen an der Vorderkante tangential zur Strömungsrichtung ausgerichtet sind und die Umlenkung nicht mehr als 45 Grad beträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Strömungsumlenkung dienenden Flächen ein Tragflügelprofil, insbesondere NACA-Profil bilden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie in ihrer Gesamtheit oder Teile davon aus einem nachgiebigen Material hergestellt sind.