DE3115742A1

DE3115742A1 - "vorrichtung zur reduzierung des stroemungswiderstandes eines fahrzeugs, vorzugsweise eines nutzfahrzeugs"

Info

Publication number: DE3115742A1
Application number: DE19813115742
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl.-Ing. Dr. 8043 Unterföhring Lechner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-04-18
Filing date: 1981-04-18
Publication date: 1982-11-04

Description

Vorrichtung zur Reduzierung des
Strömungswiderstandes eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Nutzfahrzeucrs Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
Bei einer bekannten Vorrichtung der in Rede stehenden Art (DE-OS 24 37 075) sind aufblasbare Formteile vorgesehen, welche zwischen Fahrerhaus und Aufbauten einerseits und am Heck andererseits angeordnet sind. Diese Formteile werden von der Druckluftanlage des Fahrzeuges aufgeblasen und liegen im Ruhezustand zusammengefaltet in einem Kasten. Die technischen Probleme eines solchen druckluftgesteuerten Systems sind sehr groß, insbesondere was den Systemaufwand, die Möglichkeiten der Leckage, was die Überdrucksicherung etc. betrifft. Demgemäß sind derartige Vorrichtungen mit hohem Kostenaufwand verbunden. Dies betrifft insbesondere die Druckluftversorgung, welche bei Nutzfahrzeugen der in Rede stehenden Art für eine Vielzahl weiterer Zwecke vorgesehen ist, so zum Beispiel für die Druckluftbremsen.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art mit baulich einfachen Mitteln so auszugestalten, daß während der Fahrt und ohne Einsatz von Aggregaten des Fahrzeugs Formteile derart am Aufbau, insbesondere am Heck des Fahrzeugs, wirken können-, daß der. Strömungswiderstand reduziert werden kann. Die Vorrichtung soll auch zur Reduzierung des Strömungswiderstandes bzw. der Wirbelverluste im Bereich der Lücke zwischen Zugfahrzeug und Anhänger verwendbar sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.
Der selbsttätig aufblasbare Luftsack kann, da die Luft während der Fahrt praktisch unbegrenzt-zur Verfügung steht, jede erwünschte Formgebung erhalten, d.h. er kann auch verhältnismäßig groß ausgebildet werden, wodurch die Strömungsführung wesentlich erleichtert ist.
Vorzugsweise besitzt der Luftsack einen am Dach des Nutzfahrzeugs zu befestigenden, im wesentlichen starren Lufteinlaß, an welchem das den Luftsack bildende Kunststoffplanenmaterial beweglich angeschlossen ist.
Während der ebene Teil des Luftsackes mit dem Aufbau ten-Rahmen, also mit der Rückseite des Nutzfahrzeuges verbunden ist, weist der sich während der Fahrt rückwärtig erstreckende Teil des Luftsacks Austrittsöffnungen als auch tangential gerichtet wirkende Luftdüsen auf, durch welche die über den Lufteinlaß in den Luftsack eintretende Luft wieder entweichen kann. Vorzugsweise ist der Öffnungsquerschnitt des Lufteinlasses etwas größer als dem Öffnungsquerschnitt der Austrittsöffnungen und Luftdüsen entspricht, so daß der im Luftsack entstehende Staudruck den Luftsack in Form seiner aerodynamischen Gestalt aufbläst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.
Die. Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht eines anhängerlosen Nutzfahrzeugs mit einem an seinem Heck angeordneten, in aufgeblasenem Zustand dargestellten Luftsack nach der Erfindung; Figur 2 ist eine Teildraufsicht auf das Nutzfahrzeug nach Fig. 1; Figur 3 ist eine vergrößerte Einzel-Schnittansicht des Lufteinlasses und eines Teils des Luftsackes unter Darstellung von tangential wirkenden Luftdüsen und einer normalen Austrittsöffnung; Figur 4 ist eine Teilansicht des Fahrzeughecks unter Darstellung des Luftsackes in seinem Ruhezustand; Figur 5 ist eine schematische Teilseitenansicht bei Verwendung eines Luftsackes in der Lücke zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger; und Figur 6 ist eine in Richtung B-B gesehene Ansicht unter Darstellung zweier alternativ vorgesehener Formgekungen des Luftsackes.
In Figur 1 der Zeichnung ist ein anhängerloses Nutzfahrzeug dargestellt, welches an seinem Heck eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reduzierung des Strömungswiderstandes aufweist. Diese Vorrichtung besteht aus einem Luftsack 1, welcher an der Rückseite des Fahrzeugaufbaues angebracht ist und mit einem Lufteinlaß 3 in Verbindung steht. Der Lufteinlaß 3 kann sich gemäß Figur 2 auf der gesamten Breite des Fahrzeugs erstrecken und ist im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Dachhaut des Fahrzeugs befestigt.
Der Lufteinlaß besteht als starrer Körper (Figur 3), an dessen rückwärtiger Kante der Luft sack 1 beweglich befestigt ist. Der Lufteinlaß besteht vorzugsweise aus einem leichten Kunststoff aufreichender Festigkeit, während der Luft sack 1 aus einem leichten Kunststoffplanemnàterial besteht, zum Beispiel aus PVC-Material.
Während der Fahrt des Fahrzeugs tritt Luft (siehe Figuren 1 und 2) in den Lufteinlaß 3 ein und füllt den Luftsack 1, so daß dieser eine erwünschte aerodynamische Form erhält. Gleichzeitig bildet der Luftsack die Heckform des Fahrzeugs,-wobei der-ebene Teil zum des Luftsackes parallel/ Aufbau sich erstreckend unmittelbar mit dem Aufbaurahmen verbunden wird.
Der aerodynamisch wirkende Teil des Luftsackes 1 besitzt Öffnungen, durch welche die durch den Lufteinlaß 3 einströmende Luft wieder ausströmen kann.
Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform eines Mecklultsackes sind aiti anUnttang Luftdüsen n r; vewrgesehen, die eintangentiales Ausströmen der Luft ermöglichen, derart, daß der Strömung Strömungsenergie zugeführt wird. Hierdurch kann ein zu starker Aufbau der Strömungsgrenzschicht und ein daraus folgendes Ablösen der Strömung verhindert werden. Es sind des weiteren normal gerichtete Austrittsöffnungen 7 vor- gesehen, welche vorzugsweise im rückwärtigen Bereich des Luftsackes befindlich für einen glatten Abriß der Strömung am hinteren Ende des Luftsackes sorgen. Der schädliche Wirbelbereich am Heck des Fahrzeugs (siehe Figuren 1 und 2) kann damit sehr klein gehalten werden.
An der Unterseite des Luftsackes 1 befindliche Auslaßöffnungen 9 ermöglichen das Ablaufen eingedrungenen Wassers.
Im Inneren des Luftsackes befindliche, an diesem angebrachte Schnüre 11 erstrecken sich zu am Heck des Fahrzeugs befindlichen Befestigungspunkten, so daß der Luftsack 1 gemäß Figur 4 gehalten wird und nicht durchhängt.
Für den langsameren Stadtverkehr kann der Luftsack in dieser Position mit Hilfe normaler Laschen am Aufbau des Fahrzeugs festgezogen werden. Die Schnüre 11, welche zum Beispiel als hochfeste Kunststoffschnüre bestehen können, können in ihrer Länge so dimensioniert werden, daß sie im aufgeblasenen Zustand des Luftsackes diesem zusätzlich eine erwünschte Formgebung aufzwingen.
Zur Verbesserung der Aerodynamik zwischen dem Zugfahrzeug und einem Anhänger (Figur 5) ist ein Luftsack 13 vorgesehen, welcher in gleicher Weise wie der Luftsack 1 Austrittsöffnungen und in vorbestimmter Lage befindliche, tangential wirkende Luftdüsen aufweist, des gleichen einen Lufteinlaß, welcher an der Oberseite des Fahrzeugaufbaues angebracht ist. Als Luftsack 13 kann gegebenenfalls der in Figur 1 dargestellte Luftsack 1 verwendet werden, indem man in vorbestimmter Position befindliche Luftdüsen 5 des Luftsackes 1 schließt beziehungsweise der Verwendung der Anordnung nach Figur 5 gerecht werdende Luftdüsen und Austrittsöffnungen öffnet. Bei dieser Umgestaltung des Luftsackes sind wiederum die Schnüre 13 verstellbarer Länge zweckdienlich. Die Formgebung des Luftsackes 13 wird im wesentlichen durch zwei Sachverhalte bestimmt: Während der Fahrt eines mit einem Anhänger versehenen Nutzfahrzeuges fällt die das Zugfahrzeug umströmende Luft, insbesondere an der Dachseite in die Lücke zwischen Zugfahrzeug und Anhänger ein und staut sich dadurch an der Anhängerfrontseite, zum anderen führt eine Durchstömung von Luft durch die Lücke, zum Beispiel bei Seitenwind, zu einer äußerst starken Wirbelbildung. Demgemäß ist die aerodynamische Form des Luftsackes 13 zu gestalten. Bei der Ausführungsform nach-Fiyur 5 besitzt der aerodynamisch wirkende.
Teil des Luftsackes im Mittelschnitt senkrecht zur Fahrbahnebene angenähert umgekehrte L-Form, wobei Austrittsöffnungen 15 die Luftführung verstärken. Die Querschnittsform im Schnitt parallel zur Fahrbahnebene (Schnitt B-B) kann entweder einem U entsprechen, in diesem Falle wird die Luft am Durchströmen der Lücke gehindert, wie durch die ausgezogehe Kontur in Figur 6 dargestellt ist; die Querschnittsform kann auch als T bestehen, wie durch die gestrichelte Kontur in Figur 6 veranschaulicht ist. Bei-dieser Formgebung können sich nur sehr kleine Wirbel ausbilden, die summarisch weniger Energie beinhalten als ein großer Wirbel.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform bei Verwendung an einem Nutzfahrzeug beschränkt, d.h. die Einrichtung, bestehend aus Luftsack und Lufteinlaß, kann auch an der Rückseite eines mit einem Nutzfahrzeug zu transportienden Containers angebracht werden.
Ein Vorteil des Luftsackes nach der Erfindung besteht auch darin, daß dessen ebener Teil, also der parallel zum Heck sich erstreckende Teil, die Heckplane des Nutzfahrzeugs bildet und gegebenenfalls vom aerodynamisch wirkenden, formbaren Teil lösebar ist, falls das Nutzfahrzeug vorwiegend im Stadtbereich gefahren werden sollte.
Bezugszeichenliste 1 Luftsack 3 Lufteinlaß 5 Luftdüse 7 Austrittsöffnung 9- Auslaßöffnung 11 Schnur 1-3 Luft sack 15 Austrittsöffnung Leerseite

Claims

PaLentansprüche 1, Vorrichtung zur Reduzierung des Strömungswiderstandes eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Nutzfahrzeugs, gekennzeichnet durch einen am Heck des Nutzfahrzeugs angeordneten, während der Fahrt selbsttätig aufblasbaren Luftsack (1;13).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftsack (1; 13) an einen auf dem Dachaufbau des Nutzaufbaus befindlichen Lufteinlaß (3) angeschlossen ist und an seinem Außenumfang mehrere zum Abströmen der Luft dienende Austrittsöffnungen (7; 15) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftsack im wesentlichen tangential wirkende, aus dem inneren des Luftsackes herausführende Luftdüsen (5) zur Strömungsführung aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftsack (1; 13) aus einem im wesentlichen luftundurchlässigen Kunststoffplanenmaterial besteht und daß sich im Inneren des Luftsackes Schnüre (11) von den rückwärtigen Partien des Luftsackes zum Fahrzeugrahmen bzw. Fahrzeugaufbau erstrecken.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüsen (5) und die Austrittsöffnungen (7; 15) wahlweise schließbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftsack (13) in der Lücke zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger befindlich am Zugfahrzeug befestigt ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftsack gleichzeitig die Heckplane des Nutzfahrzeugs bildet.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaß für den Luft sack bzw. mehrere Lufteinlässe an der Frontseite und/oder an den Seitenflächen des Nutzfahrzeuges (Führerhaus oder Aufbau) angebracht ist (sind), und daß die Luft mit geeigneten Strömungskanälen in den Luftsack bzw. in den Luftsäcken geführt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schnüre vom aerodynamisch wirkenden Teil des Luftsackes zum ebenen, die Heckplane bildenden Teil des Luftsackes erstrecken und innenseitig am Luft sack befestigt sind.