DE2550726A1

DE2550726A1 - Luftleitsystem

Info

Publication number: DE2550726A1
Application number: DE19752550726
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Baum; Alfons Dipl Ing Gilhaus; Erich Dipl Ing Hau
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1975-11-12
Filing date: 1975-11-12
Publication date: 1977-05-18
Also published as: FR2331472A1; SE7612111L; FR2422543A1; GB1539451A; AT352549B; AU504732B2; AU1953776A; NL7612578A; ATA799676A; AT352548B; BE848139A; AU499927B2; ATA799576A; GB1554130A; AU1953676A; SE7612112L; GB1539452A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur: Verminderung des.Luftwiderstandes bei Lastkraftfahrzeugen (Lastkraftwagen, Lastzüge, Sattelzüge) mit kantigem Fahrerhaus und/oder kantigem Aufbau.

Eine bekannte Vorrichtung zur Verminderung des Luftwider-' Standes bei Lastkraftfahrzeugen (US-PS 3 697 12o) verwendet, ein auf dem Dach des Fahrerhauses fest zu montierendes Luftschild und einen weiteren flossenförmigen Stabilisator, der an der Frontseite eines Sattelaufliegers zu montieren ist. Die Verminderung des Luftwiderstandes bei diesem bekannt gewordenen System beruht auf der Aufrechterhaltung einer Wirbelbildung zwischen Fahrerhaus und Sattelauflieger. Aufgrund dieser Wirbelbildung ist die Verminderung des Luftwiderstandes nicht optimal, da bei der Aufrechterhaltung eines Wirbelfeldes erhebliche Energiemengen umgesetzt werden.' Ein weiterer Nachteil dieses bekannt gewordenen Systems besteht in den

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fest am Fahrzeug "bzw. Sattelauflieger zu montierenden Strömungskörpern, die z.B. "bei Wechselaufbauten (Container) ständig auf- und abmontiert werden müßten und für die außerdem am Sattelfahrzeug ein Stauraum geschaffen werden müßte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine einfache, mit geringen Kosten herstellbare Vorrichtung zur Verminderung des Luftwiderstandes von Lastkraftfahrzeugen zu schaffen, die vor allem nur geringes Gewicht hat und die auch für Wechselaufbauten geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß am Fahrerhaus und/oder Aufbau Luftkissen angeordnet sind, die die Anströmflächen des Fahrzeugs zu einer günstigen abgerundeten Stromform ergänzen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die gestellte Aufgabe in besonders guter Weise, da die zusätzlich anzubringenden Strömungshilfskörper sehr leicht gehalten werden können, da sie darüber hinaus vergleichsweise billig herstellbar sind (Luftblasen) und da sie bei Nichtgebrauch sehr leicht auf geringstem Raum verstaut werden können, indem die Luft aus den Kissen abgelassen wird.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein Luftkissen den Winkelraum zwischen der vorderen Fahrerhaus-

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Oberkante und der vorderen Aufbauoberkante ausfüllt. Durch die Anordnung eines solchen Luftkissens ergibt sich eine von der Fahrerhausstirnfläche sich stetig vergrößernde Querschnittsflache des Fahrzeugs, so daß eine Wirbelbildung an den Aufbauoberkanten nahezu vollständig vermieden wird. Besonders für schräge Anströmung des .Fahrzeugs wird auf diese Weise eine erhebliche Reduzierung des Luftwiderstandes erreicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll an der über das Fahrerhaus vorstehenden Stirnfläche des Aufbaus ein Luftkissen angeordnet sein, das mit einem auf dem Fahrerhausdach angeordneten Luftleitblech zusammenwirkt. Eine solche Kombination von abgerundetem Luftkissen und darauf abgestimmtem Luftleitblech hat den Vorteil, daß das Luftkissen verhältnismäßig klein gewählt werden kann, und dennoch in etwa ein angenähert stetiger Übergang von der Stirnfläche des Fahrerhauses zu der sehr viel größeren Stirnfläche des Aufbaus erreicht wird. Besondere Vorteile bietet diese Ausfuhrungsform für Lastkraftwagen mit Wechsel aufbaut en, da einerseits das Entfernen des Luftkissens vom Wechselaufbau (etwa einem Container) besonders einfach ist, wenn das Luftkissen vergleichsweise geringe Größe aufweist, da andererseits ein ebenfalls wegen der Zusammen- . wirkung mit dem Luftkissen relativ klein auszubildendes Luftleitblech ständig auf dem Fahrerhausdach verbleiben kann und sich auch dann nicht zu nachteilig auswirkt, wenn das Fahrzeug etwa ohne Wechselaufbau gefahren wird..

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In weiterer Ausbildung der Erfindung soll bei einer vorbeschriebenen Ausführungsform eines Lastkraftwagens das Luftkissen etwa die Form einer quer angeströmten Halbtonne aufweisen und das Luftleitblech so geneigt sein, daß die gedachte Verlängerung seiner Profillinie nach oben eine Tangete an die Halbtonne bildet. Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Ausbildung des Luftkissens und insbesondere bei der darauf abgestimmten Form des Luftleitbleches, wonach dieses zu den Seiten hin nach hinten abgerundet ist und spitz ausläuft, sich eine besonders starke Verringerung des Luftwiderstandes erzielen läßt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung soll bei Sattelaufliegern und Anhängern das Luftkissen die gesamte Vorderseite des Aufbaues abdecken und bis unmittelbar an die Rückwand des Fahrerhauses bzw. des Zugfahrζeugaufbaus heranreichen. Dadurch wird die gesamte Stirnfläche des Sattelaufliegers bzw. Anhängers zu einer allseitig abgerundeten und somit sehr strömungsgünstigen Anströmfläche. Die Ausdehnung des Luftkissens bis unmittelbar an die ihm vorgelagerte Rückwand des Fahrerhauses bzw. des Zugfahrzeugaufbaues ist wegen der allseitigen Abrundung möglich und bringt besonders den Vorteil, daß bei Schräganströmung d.h. bei Seitenwind eine· Durchströmung im Zwischenraum zwischen Sattelauflieger und ■ Fahrerhaus bzw. zwischen Anhänger und Zugfahrzeug verhindert wird und somit die unangenehme und erhebliche Energie verzehrende Wirbelbildung an den seitlichen Vorderkanten des Fahrzeugaufbaus auch hierdurch verhindert wird.

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Weiterhin wird vorgeschlagen, daß bei Sattelzügen das an der Stirnseite des Sattelaufliegers angeordnete Luftkissen an seinem Staupunkt oder an seiner Staulinie ein- bzw. mehrfach am Fahrerhaus verankert ist. Eine solche Verankerung kann in der Weise ausgeführt sein, daß eine gewisse Querverschieblichkeit der Verankerung am Dach des Fahrerhauses ermöglicht ist, wodurch die elastische Verformung des Luftkissens bei Kurvenfahrt in verhältnismäßig geringen Grenzen gehalten werden kann. Der Hauptvorteil einer solchen Verankerung des Luftkissens am Fahrerhaus besteht darin, daß ein großer Teil der Windkräfte von der-Verankerung aufgenommen werden kann und somit für das relativ weiche Luftkissen keine Verstärkungen vorgesehen werden müssen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung soll dadurch gekennzeichnet sein, daß das Luftkissen eine vertikal verlaufende, nach vorne gerichtete Mittelflosse ausbildet. Eine solche Mittelflosse stabilisiert die Lage des Staupunkts und trägt somit zur Stabilisierung des Luftkissens bei. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß besonders bei höheren Geschwindigkeiten eine noch bessere Strömungsumlenkung und damit noch geringerer Luftwiderstand erzielt wird als es bei einfach gewölbten Luftkissen der Fall ist. Gemäß einer weiteren Ausbildung soll das Luftkissen aus zwei selbständigen Halbkörpern bestehen, die an der durch die Mittelflosse gehenden Längsebene zusammenstoßen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil^

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daß die Einzelluftkissen aufgrund ihrer geringeren Größe einfacher hersteirbar und leichter handhabbar sind. Nach einer weiteren Ausbildung soll die Mittelflosse durch eine senkrecht auf der Stirnfläche des Aufbaus abgestützte Platte versteift sein. Eine solche Ausführungsform mit Versteifungsplatte kommt vor allem für stationäre Aufbauten in Betracht, wo eine häufige Demontage der Luftkissen und der Versteifungsplatte nicht notwendig ist. Durch die Verwendung einer Versteifungsplatte kann die Ausbildung einer Mittelflosse in besonders einfacher Weise erzielt werden, ohne daß hierzu besondere Formeinlagen bzw. Verstärkungen in den einzelnen Luftkissen vorgesehen werden müssen.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Haut des Luftkissens aus Gummi oder einem ähnlich elastischen Kunststoff besteht. Zur Verstärkung der Haut kann in die Gummi- bzw. Elastikschicht eine Gewebeschicht eingelagert sein.

Schließlich sollen die Luftkissen so geformt sein, daß sie ebene Grundflächen aufweisen, mit denen sie sich gegen ent- · sprechende !flächen des Fahrzeugs abstützen. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die teils erheblichen Windkräfte, die auf das Luftkissen wirken und von diesem auf den Fahrzeugaufbau übertragen werden müssen, möglichst gleichmäßig verteilt werden und somit herkömmliche Aufbauten bei der An-

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wendung von Luftkissen nicht etwa durch Zusatzeinrichtungen verstärkt werden müssen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß am Rand der Grundfläche der Luftkissen Laschen angebracht sind, mit denen sie an entsprechenden Verankerungen des Fahrzeugs lösbar zu befestigen sind. Eine solche Laschenbefestigung der Luftkissen stellt eine besonders kostensparende Lösung dar, die aufgrund der Elastizität des Luftkissenwerkstoffes auch, genügend Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Loswerden bietet.

Schließlich sollen in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in die Haut der Luftkissen Verstärkungsbänder eingearbeitet sein, die von den Ecken der ebenen Grundfläche ausgehen und im jeweiligen Staupunkt bzw. der Staulinie des Luftkissens zusammenlaufen. Durch eine solche Anordnung von Verstärkungs bändern, die als Gewebebänder ausgeführt sein können, kann die Haut der Luftkissen sehr dünn gewählt werden "uncL damit das gesamte Gewicht der Luftkissen niedrig gehalten werden, was nicht nur den Herstellungskosten sondern auch einer leichten Handhabung zugute kommt.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

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In den Zeichnungen zeigt

Pig. 1 einen Lastkraftwagen mit kantigem Aufbau,

"bei dem im Winkelraum zwischen der vorderen Fahrerhauso"berkante und der vorderen Aufbauoberkante ein Luftkissen angeordnet ist;

Pig. 2 einen Lastkraftwagen entsprechend Fig. 1,

wobei im Winkelraum zwischen Aufbau und Fahrerhausdach ein Luftkissen und ein mit diesem zusammenwirkendes Luftleifblech angeordnet ist;

Fig. 3 einen Satt el zug, "bei dem an der Stirnwand des -Sattelaufliegers ein Luftkissen angeordnet ist;

Fig. 4- einen Sattelzug entsprechend Fig. 3 in Draufsicht mit einem Luftkissen, das eine vertikal verlaufende nach vorn gerichtete Mittelflosse aufweist und

Fig. 5 einen Sattelzug entsprechend Fig. 3 in Draufsicht mit einer Verankerung des Luftkissens am

Fahrerhaus.

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In Fig. 1 ist ein sogenannter Frontlenkerlastkraftwagen mit einem Fahrerhaus 1 "und einem dahinter angeordneten Aufbau 2 gezeigt, wobei die Stirnfläche des Aufbaus 2 über die Stirnfläche des Fahrerhauses 1 besonders nach oben vorsteht. Der Aufbau 2 kann wie im Bild gezeigt, eine Pritsche mit sogenanntem "Hamburger Verdeck" sein, er kann aber auch als quaderförmiger Kastanaufbau oder als quaderförmiger Container ausgebildet sein. In dem Vinkelraum zwischen der vorderen Fahrerhausoberkante 11 und der. vorderen Aufbauoberkante 21 ist ein Luftkissen 3 angeordnet, das etwa die Form eines Kugelsektors aufweist. Das Luftkissen 3 hat eine ebene Grundfläche 32, die an der Stirnfläche des Aufbaus anliegt und eine ebene Grundfläche 31» die·auf dem Fahrerhausdach anliegt. Die angeströmte Fläche 33 des Luftkissens 3 ist sowohl nach oben als auch zu den Seiten hin abgerundet. Die Befestigung des Luftkissens-3 am Fahrzeug erfolgt mit Hilfe von Laschen 34, die in entsprechende Verankerungen am Aufbau 2 eingeknöpft werden können oder die mit Hilfe der Planenschnur für das Hamburger Verdeck festgezurrt werden können. Weitere Laschen 35 sind an der Grundfläche 31 des Luftkissens 3 angeordnet und in entsprechende. Verankerungen am Fahrerhausdach bzw. an der vorderen Fahrerhausoberkante zu befestigen. Das Luftkissen 3 hat eine solche Form, daß sich sowohl zu den Dachflächen als auch zu den Seitenflächen des Aufbaus 2 ein stetiger Übergang ergibt.

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In Fig. 2 ist eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung bei einem Frontlenkerlastkraftwagen gleicher Ausführung wie in Fig. 1 gezeigt. Das Fahrerhaus des Lastkraftwagens ist wieder mit 1, der Aufbau mit 2 bezeichnet. Anstelle eines im ganzen Winkelraum zwischen der vorderen Stirnfläche des Aufbaus 2 und dem Dach des Fahrerhauses 1 ausfüllenden Luftkissens ist nur ein kleineres Luftkissen 4 vorgesehen, das sich mit seiner Grundfläche 42 lediglich gegen diefiber das Fahrerhausdach nach oben vorstehende Stirnfläche des Aufbaus 2 abstützt. Die Form dieses Luftkissens soll etwa die einer Ealbtonne sein, deren Achse etwa die Schnittlinie zwischen der Stirnflächenebene des Aufbaus 2 und einer

Eorizontalebene etwa in halber Höhe zwischen Fahrerhaus-Aufbau
dach und/Oberkante bildet. Die Befestigung des Luftkissens am Aufbau 2 erfolgt in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 mittels Laschen 44. Zur Verhinderung von Wirbelbildung im vorderen Bereich des Fahrerhausdaches ist zusätzlich zu dem Luftkissen 4 ein Luftleitblech 5 auf dem Fahrerhausdach angeordnet und zwar so, daß die gedachte Verlängerung seiner Profillinie 51 nach oben eine Tangente an das halbtonnenförmige Luftkissen 4 bildet. Durch die Tonnenforrn des Luftkissens 4 ergibt sich eine seitliche Abrundung des Luftleitbleches 5;^nach hinten, wobei zur Schaffung eines besonders günstigen Stromüberganges vom Luftleitblech 5 auf die Flächen des Luftkissens 4 die seitlichen Rundungen des Luftleitbleehs 5 nach hinten spitz auslaufen. Dadurch wird

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das Luftleitblech 5 auch "besonders formstabil und bedarf keiner weiteren Abstützung mittels Hilfsstützen auf dem Fahrerhausdach. Das Luftleitblech 5 kann aus Metall aber auch aus Kunstharz gefertigt sein.

Eine weitere Ausführungsform einer erfxndungsgemäßen Vorrichtung'ist in Fig. 3 veranschaulicht, in der der vordere Teil eines Sattelzuges gezeigt ist. Ein Sattelschlepper 1o mit einem Frontlenkerfahrerhaus 1 trägt mittels einer Sattelkupplung 12 einen Satt el auf lieger 2o, der als Pritsche mit "Hamburger Verdeck" ausgebildet sein kann oder aber als kubischer Aufbau wie z.B. Container. An der Stirnfläche des Sattelaufliegers 2o ist ein Luftkissen 6 angeordnet, da die gesamte Stirnfläche des Aufbaus abdeckt und bis unmittelbar an die Rückwand des Fahrerhauses 1 des Sattelschleppers 2o heranreicht. Die Vorderseite des Luftkissens 6 ist nach allen Seiten abgerundet und zwar so, daß sich ein stetiger Übergang zu den Seitenwänden und Deckwänden des Aufbaus 2o er-, gibt. Die Befestigung des Luftkissens 6 am Aufbau 2o kann mittels Laschen 64· wie bei den Ausfuhrungsformen nach Fig. oder Fig. 2 erfolgen oder aber mittels anderer geeigneter Verankerungen. In Axialrichtung erstreckt sich das Luftkissen 6 bis unmittelbar an die Rückwand des Fahrerhauses'1, was sehr wesentlich ist, damit bei seitlicher Anströmung des Sattelzugs eine Querströmung zwischen Sattelauflieger 2o und Fahrerhaus Λ vermieden wird.

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In Fig. 5 ißt eine Draufsicht auf einen Sattelzug gemäß Fig. 3 gezeigt, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 3 verwendet sind. Gegenüber der Ausführung.nach Fig. 3 enthält die Ausführung nach Fig. 5 lediglich eine Zusatzeinrichtung, die darin besteht, daß das Luftkissen 6 an seinem Staupunkt am Fahrerhaus 1 verankert ist. Diese Verankerung erfolgt durch ein Zugseil 65, das vorzugsweise elastisch ausgebildet ist und in einen Rollenschlitten 13 eingehängt ist, der auf einem "bogenförmigen Bügel 14 in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar ist. Der Bügel 14 ist im Bereich der rückwärtigen Oberkante auf dem Dach des Fahrerhauses 1 befestigt. Das Zugseil 65 ist in eine öse 66 des Luftkissens 6 eingehängt.

In Fig. 4 ist wieder eine Draufsicht auf einen Sattelzug entsprechend den Fig. 3 oder 5 gezeigt, wobei gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das an der Frontseite des Sattelaufliegers 2o angeordnete Luftkissen 7 bildet jedoch eine vertikal verlaufende nach vorne gerichtete Mittelflosse 71 aus, die sich wieder bis unmittelbar an die Fahrerhausrückwand erstreckt. Die nach vorne gerichtete Mittelflosse 71 kann in ein einstückig ausgebildetes Luftkissen 7 eingeformt sein, sie kann aber auch wie in Fig. gezeigt, die Vorderkante einer senkrecht auf der Stirnfläche des Sattelaufliegers 2o abgestützte Platte 22 sein. Im Fall der Anordnung einer Versteifungsplatte 22 (wie in Fig. 4 ge-

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zeigt) ist das Luftkissen 7 aus zwei selbständigen Halbkörpern 7a und 7"¹O ausgebildet, die an der Platte 22 anliegen. Zur Seite hin sind die Luftkissen 7& "und 7b wieder so abgerundet, daß ein stetiger Übergang zu den Seitenflächen des Sattelaufliegers 2o gegeben ist.

Bei allen gezeigten Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis sind in den Luftkissen Luftventile angeordnet, die ein schnelles Aufpumpen und Luftablassen gestatten. Diese Ventile sind der Einfachheit halber nicht gezeichnet.

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Leerseite

Claims

maschieeefabrie: augsbueg-Mjrnberg-

Aktiengesellschaft

München, den 4. November 1975

Patentansprüche

S Ί. !Vorrichtung zur"Verminderung des Luftwiderstandes bei V/ Lastkraftfahrzeugen mit kantigem Fahrerhaus und/oder kantigem Aufbau, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrerhaus (1) und/oder Aufbau (2) Luftkissen (3, 4, 6, 7) angeordnet sind, die die Anströmflächen des Fahrzeugs zu einer günstigen abgerundeten Stromform ergänzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftkissen (3) den Winkelraum zwischen der vorderen Fahrerhausoberkante (11) und der vorderen Aufbauoberkante (21) ausfüllt.

3- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der über das Fahrerhaus (1) vorstehenden Stirnfläche des Aufbaus ein Luftkissen (4) angeordnet ist, das mit einem auf dem Fahrerhausdach angeordneten Luftleitblech (5) zusammenwirkt .

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¹T. Vorrichtung nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, da3 das Luftkissen (4) etwa die Form einer quer angeströmten Ealbtonne hat und das Luftleitblech (5) so geneigt ist, daß die gedachte "Verlängerung seiner Profillinie nach oben eine Tangente an die Halbtonne bildet.

5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Sattelaufliegern und Anhängern das Luftkissen (6) die gesagte Vorderseite des Aufbaus abdeckt und bis unmittelbar an die Rückwand des Fahrerhauses (1) bzw. des Zugfahrzeugaufbaues heranreicht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß bei Sattelzügen und Lastzügen das Luftkissen (6) an seinem Staupunkt oder an seiner Staulinie ein- bzw. mehrfach am Fahrerhaus bzw. Zugfahrzeugaufbau verankert ist (Verankerung 65, 66).

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 5> dadurch gekennzeichnet, daß das Luftkissen eine vertikal verlaufende nach vorne gerichtete Kittelflosse (71) ausbildet.

S. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Luftkissen (7) aus zwei selbständigen Halbkörpern (7a> 7b) besteht, die an der durch die Mittelflosse (71) gehenden Längsebene zusammenstoßen.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelflosse (71) durch eine senkrecht auf der Stirnfläche des Aufbaus abgestützte Platte versteift ist.

10. Vorrichtung nach einem oder, mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haut des Luftkissens (3, 4, 6, 7) aus Gummi oder einem ähnlich elastischen Kunststoff besteht.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkissen (3,4-, 6, 7) ebene Grundflächen aufweisen, mit denen sie sich gegen entsprechende Flächen des Fahrzeugs abstützen.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand der Grundfläche der Luftkissen (3, 4, 6, 7) Laschen (34, 44, 64) angebracht sind, mit denen die Luftkissen an entsprechenden Verankerungen des Fahrzeugs lösbar zu befestigen sind.

13- Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Haut der Luftkissen (3, 4, 6, 7) Verstärkungsbänder eingearbeitet sind, die von den Ecken der ebenen Grundfläche ausgehen und im jeweiligen Staupunkt bzw. der Staulinie des Luftkissens zus amm e nlaufen.

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