DE2851639A1

DE2851639A1 - Vorrichtung zur leitung der windstroemung an fahrzeugen

Info

Publication number: DE2851639A1
Application number: DE19782851639
Authority: DE
Inventors: Eberhard Schulz
Original assignee: B & B Beteiligung
Current assignee: B & B Beteiligung
Priority date: 1978-11-29
Filing date: 1978-11-29
Publication date: 1980-06-04

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Leitung der Windströmung an Fahrzeugen, insbesondere an Kraftfahrzeugen.
Vorrichtungen der vorbeschriebenen Art haben den Zweck, die Strömungsverhältnisse an der Fahrzeugkarosserie zu verbessern, wobei dies dadurch erreicht wird, daß vorstehende Teile der Antriebsaggregate und Achsen durch glattflächige Leitbleche abgedeckt sind, so daß die Luftströmung an diesen Teilen gleichmäßig vorbeigeleitet wird. Neben der Verbesserung der Strömungsgünstigkeit wird jedoch aus fahrdynamischen Gründen insbesondere bei schnell fahrenden Sportfahrzeugen und Limousinen zunehmend Wert darauf gelegt, daß die Leitvorrichtungen die Auftriebswerte der Karosserie insbesondere im Bereich der Vorder- und Hinterachse verringert, so daß dadurch die Bodenhaftung des Fahrzeuges, d. h. der Kraftschluß zwischen dem Rad und der Straße verbessert wird.
Die zu dem vorbeschriebenen Zweck verwendeten Leitvorrichtungen wurden bisher durch sogenannte Windleitflächen oder Spoiler gebildet, welche im Bugbereich vor der Vorderachse und im Heckbereich hinter der Hinterachse fest am Fahrzeug installiert sind.
Die Nachteile dieser bekannten Vorrichtungen bestehen darin, daß die fest installierten Leitvorrichtungen nur für eine Fahrzeuggeschwindigkeit optimal ausgelegt sind, um sowohl die Luft abzulenken als auch einen entsprechenden Unter- bzw. überdruck zu erzeugen. Die Vorrichtungen sind dabei aus Sicherheitsgründen in Bereichen angeordnet, in welchen sie kaum eine Wirkung zeigen. So ist z.B. die Höhe und Form der Stoßfänger sowie die Höhe der Frontunterkante der Karosserie aus Sicherheitsgründen und zur Vermeidung eines Bordsteinauffahrkontaktes in verschiedenen Ländern festgelegt. Diese Bestimmungen widersprechen aber einer wirkungsvollen Anbringung von fest ins als vierten Frontspoilern. Ebenso dürfen Heckspoiler nur in bestimmten Abmessungen am Fahrzeugheck installiert werden, da sie andernfalls zu einer Verletzungsgefahr von Füßgängern führen könnten. Für beide Fälle trifft zu, daß zwar eine verbesserte Luftführung durch herkömmliche Front- und eckspoiler erzielbar ist, daß aber die bei Hochgeschwindigkeitsfanrzeugen erwünschten verminderten Auftriebsverhältnisse oder vergrößerten Abtriebsverhältnisse nicht erzielt werden. Ein weiterer Nachteil der vorbekannten Vorrichtungen besteht darin, daß z. T. die Kühlluftführung ungünstig beeinflußt wird, so daß sich der Wirkungsgrad der ohnehin negativen Lösungen der Abluftschächte noch weiter verschlechtert, bei denen die Luft nach dem Austritt aus dem Kühler seitlich nach rechts oder links zu den vorderen Radhäusern geleitet wird und zu einem Aufheizen der Bremsen und ferner zu einer Auftriebs erhöhung führt, oder bei denen die nach dem Kühler austretende Luft in einem Bugabluftschacht nach unten zum Wagenboden geführt wird, was sich ebenfalls auftriebserhöhend auswirkt, oder aber undefiniert in den Motorraum und dann weiter nach unten zum Wagenboden, was sich ebenso auftriebserhöhend auswirkt und den "inneren Widerstand" der Strömungsgünstigkeit einer Karosse erhöht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, welche durch konstruktiv einfache Mittel eine in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges zunehmend verstärkte Abtriebswirkung ermöglicht und welche die Führung der anströmenden und abströmenden Luft verbessert. Darüber hinaus soll die erfindungsgemäße Vorrichtung die ästhetische Gesamtgestaltung der Karosserie nicht nachteilig beeinflussen und schließlich zu einer Ilerabsetzun der Verletzungsgefahr bei Unfällen beitragen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein integrierter Teil der Fahrzeugkarosserie als beweglicher Leitkörper ausgebildet ist, welcher zur Veränderung des Anströmciuerschnittes und/oder zur Ablenkung des Luftstromes aus der Karosserieebene herausschwenkbar ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ein bewegliches aerodynamisches Hilfsmittel geschaffen, welches gegenüber herkömmlichen fest installierten Windleitflächen erhebliche Vorteile aufweist. So paßt sich die erfindungsgemäße Leitvorrichtung glattflächig geschlossen in die Bugpartie oder Heckpartie des Kraftfahrzeuges ein, so daß der ästhetische Gesamteindruck der Karosserie nicht nachteilig beeinflußt wird. Erst mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit wird der Leitkörper aus der Karosserieebene herausbewegt, wobei sowohl der erwünschte Abtrieb an der Vorder- und Hinterachse erzielt wird, um die Kraftschlußverhältnisse zwischen Rad und Fahrbahn zu verstärken, als auch die Kühlleistung des Frontwasserkühlers durch eine gezielte Abluftführung erhöht wird. Durch das Einschwenken des klappenartigen Leitkörpers in einen Bugleerraum, der sich unmittelbar hinter dem Kühler des Fahrzeuges befindet, wird eine Abluftführung nach oben ermöglicht, so daß auf die hislang üblichen beiden negativen Lösungen der Abluftschächte verzichtet werden kann, nämlich auf die Luftführung zur recnten oder linken Seite in die vorderen Radhäuser, was ein nachteiliges Aufheizen der Bremsen und eine nachteilige Auftriebserhöhu zur Folge hat, oder mittels eines Bugabluftschachtes unter den Fahrzeugboden, was sich ebenfalls ungünstig auftriebserhöhend auswirkt.
Ist die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung unter dem Fahrzeug bug angeordnet, so kann sie z.B. bei geringer Fahrgeschwindigkeit eingeklappt sein, so daß die zur Vermeidung von Bordsteinauffahrkontakten vorgeschriebene 1löhe der Frontunterkante eingehalten ist. Auf gerader Fahrbahn kann der gemäß der Erfindung bewegliche Frontspoiler in Abhängigkeit von einer zunehmendcn Fahrgeschwindirjkeit mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch während der Fahrt abgesenkt werden, so daß sein Wirkungsweise gegenüber den bisherigen fest installierten rotspoilcr wesentlich erhöht wird.
Wenn sich die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung im Heckbereich des Fahrzeuges befindet, dann wirkt sie im ausgeklappten Zustand als stabilisierendes, auftriebsminderndes aerodynamisches Hilfsmittel. In eingeklapptem Zustand ist die Vorrichtung dagegen in einer Vertiefung der Fahrzeugkarosserie formschlüssig aufgenommen, so daß die ästhetische Gesamtwirkung der Karosserie unbeeinflußt bleibt.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch die Bugpartie eines wassergekühlten Kraftfahrzeuges, wobei die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung in zwei Stellungen schematisch dargestellt ist; Fig. 2 eine schematische Ansicht der Bugpartie eines weiteren Kraftfahrzeuges, welches mit der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung ausgestattet ist, die sich im ausgeklappten Zustand befindet; Fig. 3 eine schematische Ansicht der Heckpartie eines Kraftfahrzeuges mit ausgeklapptem Heckspoiler, und Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen ausklappbaren Heckspoiler.
In der Fig. 1 ist in einem schematischen Längsschnitt der Bug 1 eines Sportwagens dargestellt. Das Bodenblech 2 und das Haubenblech 3 der Karosserie sind nach vorn und unten gezogen und begrenzen einen Eintrittsquerschnitt 4 für die anströmende Luft 5, wobei dieser Eintrittsquerschnitt 4 in ansich bekannter Weise durch ein Fliegengitter oder dergleichen 6 verschlossen ist.
Die Enden des Bodenbleches 2 und des Haubenbleches 3 sind nach innen gebogen und tragen den Fahrzeugkühler 7, an welchen sich ein Abluftkanal 8 anschließt. Vor dem Kühler 7 befindet sich ein Ventilator, der für eine geeignete Kühlung bei langsamen Stadtfahrten sorgt.
In dem Haubenblech 3 befindet sich eine schwenkbare Klappe 9, die mit ihrem stromab gelegenen Ende 10 an nicht dargestellten Karosseriebauteilen schwenkbar angelenkt ist. Im Bereich des stromauf gelegenen abgerundeten Endes 11 ist ein Kurbelgestänge 12 an der Klappe 9 angelenkt, welches von einem Elektromotor 13 betätigbar ist, derart, daß die Klappe 9 in Richtung des Pfeiles 14 in die gestrichelt dargestellte Lage in den Abluftkanal 8 hineinschwenkbar ist. Der Elektromotor ist in ansich bekannter Weise vom Fahrersitz aus fernbedienbar. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Steuerung des Elektromotors in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder von der Temperatur des Kühlwassers über einen am Kühler 7 angeordneten Thermostaten 15 selbständig erfolgt, wobei dieser Thermostat an einen elektrischen Steuerkreis angeschlossen ist.
Die Fuge zwischen den Haubenblechrändern und der Klappe 9 ist durch ein Dichtungsprofil 16 abgedichtet. Allerdings kann auch auf eine Abdichtung verzichtet werden.
Sobald sich das Fahrzeug in Bewegung setzt, wird die Klappe 9 mit Hilfe des Elektromotors 13 und des Kurbelgestänges 12 nach unten in eine öffnungsstellung bewegt, wobei der Öffnungsgrad je nach der Steuerung von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Kühlwassertemperatur abhängig ist. Wenn sich die Klappe 9 in der gestrichelten Stellung befindet, dann wird die gesamte Kühlluft nach dem Austritt aus dem Kühler 7 an der Oberseite der eingeschwenkten Klappe 9 entlang nach oben über das Fahrzeug weggeleitet. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß der Staudruck eine zusätzliche Belastung der Vorderachse und damit eine Erhöhung der Abtriebswerte bewirkt und daß gleichzeitig eine zusätzliche Erwärmung der Bremsaggregate durch die aufgewärmte Kühlerabluft vermieden wird. Bei stehendem Fahrzeug bzw. unterbrochenem Zündstrom ist die Klappe 9 geschlossen, wobei sie gegen die Fugendichtung 16 anliegt, so daß der ästhetische Gesamteindruck des Fahrzeuges nicht beeinflußt wird.
Die Fig. 2 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei sich in diesem Fall die Schürze 17 unter dem Bug 18 des Fahrzeuges befindet. Im eingeklappten Zustand, der gestrichelt dargestellt ist, kann die Schürze 17 eine solche Lage einnehmen, daß sie höher als die untere zulässige Frontunterkante 19 liegt, Diese Höhe H ist gesetzlich vorgeschieben, da eine Berührung mit dem Fahrbahnbordstein 20 vermieden werden soll.
Wie dies aus der Zeichnung erkenntlich ist, kann diese Höhe H bei Fahrt auf ebener gerader Straße dadurch wesentlich verringert werden, daß die erfindungsgemäße Schürze 17 elektrisch, elektropneumatisch oder hydraulisch, z.B. in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit abgesenkt wird, so daß die Wirkungsweise des Frontspoilers wesentlich erhöht wird. Der Luftspalt zwischen dem Spoiler und der Fahrbahn wird auf ein Maß h verringert,- wodurch- sich optimale Unterdruckverhältnisse am Fahrzeugbug unddamit eine Auftriebs verminderung an der Vorderachse erzielen lassen.
Die Fig. 3 zeigt in schematischer Weise die Anordnung der erfindungsgemäßen Luftleitvorrichtung am Heck 21 eines Sportwagens, wobei diese Luftleitvorrichtung als schwenkbare Klappe 22 ausgebildet ist, welche an ihrem stromabgelegenen Ende 23 an der Karosserie angelenkt ist. Im eingeklappten, gestrichelt dargestellten Zustand ragt die Klappe nicht über das Fahrzeugheck hinaus, so daß die Verletzungsgefahr nicht gegeben und der ästhetische Eindruck verbessert werden. Zur Betätigung der Klappe 22 kann ebenfalls ein mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch gesteuertes Kurbelgestänge 24 Verwendung finden, welches dafür sorgt, daß die Klappe 22 im ausgeklappten Zustand in einer stabilen Lage gehalten ist. Dieses Kurbelgestänge kann ebenfalls von einem Elektromotor gesteuert werden, der seinerseits in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges automatisch gesteuert wird.
In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen ausklappbaren erfindungsgemäßen Heckspoiler gezeigt. Das Luftleitprofil 25 ist ähnlich einem Flugzeugflügel profiliert und an zwei Gelenken 26, 27 über Hebelarme 30, 31 in der Mulde 32 des Karosserieheckes 33 angelenkt. Im ausgeklappten Zustand wird das Luftleitprofil aus dem Fahrzeugheck 33 herausgehoben, während es im eingeklappten Zustand in der Mulde 32 derart aufgenommen wird, daß es über das Fahrzeugheck nicht hinaussteht und eine Verletzungsgefahr nicht gegeben ist.
Die Steuerung der Hebelarme 30, 31 kann ebenso wie bei den anderen Ausführungsbeispielen mechanisch, elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch erfolgen. Dies kann in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit geschehen.
Da bei dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die Kühlluftführung gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen wesentlich verbessert ist, kann bei gleicher Leistuna ein kleinerer Kühler verwendet werden. so daß Fahrzeuggewicht und Raum eingespart wird, was insbesondere bei Sportfahrzeugen von erheblicher Bedeutung ist.

Claims

Vorrichtung zur Leitung der Windströmung an Fahrzeugen Patentansprüche 0 Vorrichtung zur Leitung der Windströmung an Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß ein integrierter Teil der Fahrzeugkarosserie (3) als beweglicher Leitkörper (9, 17, 22) ausgebildet ist, welcher zur Veränderung des Anströmquerschnittes und/oder zur Ablenkung des Luftstromes aus der Karosserieebene herausschwenkbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkörpgr m einer Klappe oder Schürze oder Flügel (9, 17, 22) gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleftörper(9, 17, 22) im Strömungsrichtungsquerschnitt an seinem stromab gelegenen Ende (10, 23) an dor Karosserie angelenkt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stromauf gelegene Kante (11) des Luftleitkörpers (9, 17, 22) abgerundet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfuge zwischen dem Luftleitkörper (9) und dem Karosserieausschnitt (3) mittels eines Dichtungsprofiles (16) verschlossen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schwenkbewegung des Luftleitkörpers (9, 22) eine fernbedienbare Verstellvorrichtung (12, 13, 24) vorgesehen ist, welche an dem stromauf gelegenen Ende (11) angreift.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß zur Schwenkbewegung des Luftleitkörpers eine automatisch gesteuerte Verstellvorrichtung vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung einen Elektromotor (13) aufweist, welcher über ein Kurbelgestänge (12) mit dem Luftleitkörper (9) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung eine mechanische, elektrische, pneumatische oder hydraulische Steuereinrichtung aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (12, 13, 17, 24) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Kühlwassertemperatur steuerbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkörper (9) einen Teil der Bughaube (3) der Karosserie bildet und mit seinem stromauf gelegenen Ende (11) in Richtung zur Fahrbahnebene klappbar ist, so daß der auf die Oberseite auftreffende Luftstrom (5) nach oben abgelenkt wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkörper (9) in einen sich unmittelbar an den Kühler anschließenden Leerraum (8) des Fahrzeugbugs (1) einschwenkbar ist, so daß die den Kühler (7) durchströmende Luft über das Fahrzeug nach oben abgeleitet wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkörper (22) einen Teil der eckhaube (21) der Karosserie bildet und mit seinem stromauf gelegenen Ende in Richtung von der Fahrbahnebene wegklappbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkörper (22) in einer Mulde der Heckhaube (21) aufgenommen ist, so daß seine Oberfläche mit den Karosserieanschlußflächen fluchtet bzw. integriert ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkörper (22) in der Mulde der Heckhaube (21) aufgenommen ist, so daß er über Steuerteile (25) in Fahrtrichtung ausfahrbar ist.