DE19940376A1 - Aufblasbare Luftbeutel (Airbag) zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften bei beweglichen Körpern - Google Patents

Abstract

Durch gezieltes Anbringen und Aufblasen entsprechend geformter Beutel erst ab einer bestimmten Geschwindigkeit im Windschattenkonus oder an anderen Wirbelungsquellen eines Körpers wird eine strömungsgünstige Form erreicht, die den Luftwiderstand verringert.

Description

Die Aufgabenstellung besteht darin, eine Möglichkeit zu finden, um die aerodynamische Eigenschaften beweglicher (Fest)Körper, die aus diversen Gründen keine strömungsgünstigste (schlanke Rotations-) Körperform haben können, zu verbessern.

Bekanntlicherweise wird die Bewegung eines Körpers durch den Luftwiderstand gebremst. Da der Luftwiderstand exponential, d. h. mit der Geschwindigkeit im Quadrat, wächst, ist die ent­ sprechende Luftwiderstandleistung, die wiederum mit der Gesch­ windigkeit hoch drei bzw. im Kubik wächst, insbesondere bei schnellfahrenden Fahrzeugen, ganz erheblich.

Die Fahrzeuge weisen mittlerweile strömungsgünstige Formen auf mit niedrigen Lufwiderstandsbeiwerten; die Möglichkeiten sind jedoch nicht ausgeschöpft. Am Heck des Fahrzeuges entstehen trotzdem starke Wirbelungen, durch die das Fahrzeug stark ge­ bremst wird.

Besonderes ungünstig wirkt bei Kraftfahrzeugen das Verhältnis Länge zu Querschnitt. Um ein besseres Verhältnis zu erreichen, müßten die Kraftfahrzeuge außerordentlich lang, sehr schmal und sehr niedrig sein, was aber die Handlichkeit und den Komfort stark einschränken würde. Ein rein mechanisch verlängerbares Heck scheidet hier schon aus Kostengründen aus. Variable Spoi­ ler haben darüber hinaus den Nachteil, in einer Ebene zu wirken. Besonders problematisch läßt sich auch das Heck eines Liefer­ wagens, Lastkraftwagens oder Geländewagens aerodynamisch ge­ stalten.

An dieser Stelle setzt die Erfindung ein. Die Zielsetzung besteht darin, eine aerodynamisch günstigere Form und/oder das Verhältnis zwischen Qerschnitt und Länge zu verbessern, d. h. quasi eine Verlängerung des Fahrzeug-Grundkörpers erst ab einer bestimmter Geschwindigkeit zu gestalten und/oder den Sog/- Unterdruck (Luftschattenkonus) im Heckbereich so weit wie möglich mit einem Luftbeutel zu füllen und von den Strömungen zu trennen, wobei auch die Wirbelungen stark verringert werden.

Da durch die Geschwindigkeit im vorderen Bereich (in Gesch­ windigkeitsrichtung) ein höherer Staudruck entsteht, wobei im Heckbereich oder den anderen Wirbelungsquellen gleichzeitig ein Sog bzw. ein leichter Unterdruk ensteht, kann diese Differenz für das selbständige Auf- und Abblasen je nach Geschwindigkeit bzw. Druckdifferenz der o. g. Luftbeutel verwendet werden. D. h., daß die Stellen, an denen Wirbelungen entstehen, mit Hilfe von Luftbeuteln erst ab einer bestimmten Geschwindigkeit aufgefüllt werden, so daß eine kontinuierliche äußerliche Fläche (ohne Wirbelungen) angestrebt wird.

Das Optimierungs- bzw. Kraftstoffreduzierungspotential bei Fahr­ zeugen, insbesondere bei höhere Geschwindigkeiten, ist hierbei sehr hoch.

Fig. 1 zeigt in vereinfachter, schematischer Darstellung den Festkörper 2 und die Luftbeutel 1.

Fig. 2 zeigt in vereinfachter, schematischer Darstellung den Festkörper 2 und die Luftbeutel 1, die mit der Luft aus dem Staudruckbereich versorgt wird. Die Rückstellfeder 3 minimiert das Beutelvolumen bei nicht vorhandener oder langsamer Bewegung.

Fig. 3 zeigt in vereinfachter, schematischer Darstellung den Festkörper 2 und die Luftbeutel 1, die mit der Luft aus dem Staudruckbereich versorgt werden, wobei sich das Ventil 6 erst ab einer bestimmte Geschwindigkeit oder Staudruck öffnet. Die Progresivfeder 3 regelt die Volumengrösse je nach Druckunter­ schied und die Entlüftungsöffnung 4 erlaubt eine raschere Ent­ lüftung.

Fig. 4 zeigt in vereinfachter, schematischer Darstellung ein Fahrzeug 5, dessen Form mit Hilfe des Staudrucks und entspre­ chender Beutel (Luftbeutel 1 am Heck und Luftbeutel 1a zwischen den Räder) ab einer bestimmter Geschwindigkeit aerodynamisch verbessert wird.

Claims (3)

1. Aufblasbare Luftbeutel zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften bzw. des CW-Wertes dadurch gekennzeichnet, daß bei Starrkörpern die strömungsgüstigste Form und/auch/oder das Verhältnis Querschnitt/Länge mit Hilfe einer oder mehrer Luft­ beutel, entsprechend gestaltet und angebracht, erreicht wird.

2. Aufblasbare Luftbeutel (1) zur Verbesserung der aerodynami­ schen Eigenschaften bzw. des CW-Wertes dadurch gekennzeichnet, daß deren Füllung durch Luft aus dem vorderen Staudruckbereich, ab einer bestimmter Geschwindigkeit bzw. einem bestimmten Staudruck, durch die Druckdifferenz selbständig erfolgt und die Entleerung mit hilfe einer Rückholfederung ebenso.

3. Aufblasbare Luftbeutel (1) zur Verbesserung der aerodynami­ schen Eigenschaften bzw. des CW-Wertes dadurch gekennzeichnet, daß deren Füllung bzw. deren Größe nach und nach ab einer bestimmten Geschwindigkeit, abhängig vor der Geschwindigkeit, sich je nach Geschwindigkeit vergrößert oder verkleinert.