DE4015871A1 - Vorrichtung zur verminderung von windgeraeuschen an fahrzeugen, insbesondere an der fahrzeugunterseite - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verminde­ rung von Windgeräuschen an Fahrzeugen, insbesondere an der Fahrzeugunterseite, mit den im Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 23 29 985 bekannt, die zur Vermeidung von im Bodenblech eines Fahrzeugs durch einen Tunnel und eine dahinter vorgese­ hene Abstufung verursachten Dröhngeräuschen eine mit dem Bodenblech verbundene Abdeckung für den Tunnel vor­ sieht. Diese auch als Wummern bezeichneten dumpfen Dröhngeräusche sollen durch eine mit der Abdeckung be­ wirkte Erhöhung der Karosseriesteifigkeit und des Eigendämpfvermögens des Wagenaufbaus verhindert oder so verändert werden, daß diese Geräusche nicht mehr unan­ genehm wahrnehmbar sind. Durch die steife Abdeckung wird das Fahrzeuggewicht erhöht und der Innenraum des Tunnels eingeengt, so daß dieser nicht mehr zur Auf­ nahme von Bewegungen ausführenden Teilen, beispiels­ weise einer Kardanwelle, geeignet ist. Die Abdeckung ist als Formteil ausgebildet, das aufwendig und teuer zu fertigen ist.

Die in der DE-OS 28 36 006 angegebene Luftleitvorrich­ tung an einem Kraftfahrzeug wirkt wie ein im Bugbereich an der Fahrzeugunterseite angeordneter Frontspoiler. Mit der Luftleitvorrichtung wird im Fahrbetrieb unter der Vorderachse des Fahrzeugs ein Unterdruck erzeugt, der die Bodenhaftung der Vorderräder verbessert. Damit die weit nach unten zur Fahrbahnoberfläche gerichtete Luftleitvorrichtung beim Anfahren an einer Fahrbahner­ hebung nicht beschädigt wird, ist die Luftleitvorrich­ tung in Plattenelemente unterteilt, die jeweils einzeln um eine obere Querachse gegen Federkraft nach hinten oben einschwenkbar sind. Die Federkraft ist so bemes­ sen, daß auch durch den bei höchstmöglicher Fahrge­ schwindigkeit auftretenden Luftdruck kein Verschwenken der Plattenelemente aus ihrer nach unten gerichteten Normallage erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Verminderung von Windgeräuschen an Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die mit geringem Aufwand die im Fahrbetrieb auftreten­ den Fahrzeugwindgeräusche, insbesondere an der Fahrzeugunterseite, vermindert. Darüber hinaus soll durch die Vorrichtung das im Fahrzeuginnenraum noch wahrnehmbare Geräuschspektrum ausgeglichener sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Pa­ tentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhaft ist, daß die Kammleiste eine in­ kohärente Wirbelablösung an der betreffenden Fahrzeug­ oberfläche, beispielsweise an einer Luftabrißkante am Unterboden der Fahrzeugkarosserie, bewirkt und an der dahinter anschließenden Fahrzeugoberfläche eine Luft­ grenzschicht mit kleinen Turbulenzen erreicht. Da durch die bürstenartige Kammleiste großvolumig zusammenhän­ gende Windturbulenzen, die den Fahrzeugboden zu Geräu­ sche verursachenden Schwingungen anregen, vermieden werden und die der Kammleiste nachfolgenden, unzusam­ menhängenden kleinen Turbulenzen weniger oder kaum Schwingungen des Fahrzeugbodens verursachen, ist der Gesamtpegel des Windgeräusches im Fahrzeuginnenraum deutlich abgesenkt. Versuche haben ergeben, daß mit der Kammleiste im Frequenzbereich von etwa 40 bis 500 Hz eine deutliche Verminderung des Windgeräusches erreicht werden kann. Um die geräuschmindernde Wirkung der Kamm­ leiste zu optimieren bzw. an die unterschiedlichen Oberflächenausbildungen von Fahrzeugen anzupassen, kann die Kammleiste beispielsweise Borsten oder einzelne Plattenelemente aufweisen, die in einer oder in mehre­ ren Reihen mit oder ohne Zwischenräume, beispielsweise parallel, angeordnet sein können. Die Kammleiste kann beispielsweise durch eine gerade Leiste oder durch ein­ zelne unzusammenhängende Leistenelemente gebildet sein, die einzelne Borsten oder Plattenelemente aufnehmen. Die Kammleiste kann auch ohne Aufnahmeelemente für Bor­ sten oder Plattenelemente gebildet sein, wenn die Bor­ sten oder Plattenelemente direkt mit der Karosserie des Fahrzeugs zu verbinden sind. Um die Wirkung der Kamm­ leiste weiter zu optimieren, können die Borsten oder Plattenelemente aus unterschiedlichen Materialien, bei­ spielsweise aus Gummi, Metall oder Kunststoff steif oder elastisch gefertigt sein. Auch durch Längenanpas­ sung der Borsten oder der Plattenelemente und durch eine günstige Neigung der Kammleiste läßt sich ihre ge­ räuschvermindernde Wirkung verbessern. Die Kammleiste kann ein beispielsweise als Frontspoiler ausgebildetes Bauteil sein, das am unteren Rand gestuft oder wellen­ förmig ausgebildet ist. Unter Verwendung der Kammleiste ist das im Fahrzeuginnenraum eventuell noch wahrnehm­ bare Geräuschspektrum ausgeglichener und einem Windge­ räusch-Idealspektrum angenähert, das nach subjektivem Empfinden eine Parabel mit dem Scheitelpunkt als Ge­ räuschmaximalwert ist, der etwa bei 400 Hz liegt. Durch die geräuschmindernde Wirkung der Kammleiste können an­ dere geräuschmindernde Maßnahmen, wie Schwerschichtmat­ ten am Bodenblech, entfallen oder reduziert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand von Unteransprüchen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine geradlinig verlaufende Kammleiste mit Nylonborsten,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel mit zwei je­ weils der Kammleiste in Fig. 1 entsprechenden Kammleisten, die am Unterboden eines Kraft­ fahrzeugs hintereinander in Querrichtung ver­ laufend angeordnet sind und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die Kammleiste einen Frontspoiler bildet.

Die in Fig. 1 dargestellte Kammleiste 1 weist ein ge­ radliniges Halteelement 2 auf, an dem im Ausführungs­ beispiel etwa über die gesamte Länge des Halteelements 2 gleichmäßig verteilte Borsten 3 aus Nylon befestigt sind, die eine etwa gleiche Länge, beispielsweise zwi­ schen 60 und 120 mm, aufweisen. Die Borsten 3 können in mehreren Reihen mit und ohne Zwischenabstände von dem Halteelement 2 aufgenommen sein. Ebenso ist es auch möglich, die Borsten 3 aus einem anderen Material, bei­ spielsweise aus Gummi, Draht oder einem anderen Kunst­ stoff zu fertigen. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Borsten 3 ohne Zwischenabstände in einer Reihe neben­ einander angeordnet und mit einem Durchmesser von 2,5 mm zylindrisch gefertigt.

Wie Fig. 2 in einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, sind bei dem Ausführungsbeispiel zwei jeweils der Kamm­ leiste 1 in Fig. 1 entsprechende Kammleisten 1, 1′ am Unterboden eines Kraftfahrzeugs 4 jeweils in Querrich­ tung verlaufend mit Abstand hintereinander angeordnet. Die vordere Kammleiste 1 ist hinter einem Frontspoiler 5 angeordnet und über das Halteelement 2 mit dem mitt­ leren Bereich der Rückseite des Frontspoilers 5 verbun­ den. Die hintere Kammleiste 1′ ist hinter der Vorder­ achse des Kraftfahrzeugs 4 in Höhe des Steges eines Stabilisators am Fahrzeugboden befestigt. Der Abstand der Borsten 3, 3′ der vorderen und hinteren Kammleiste 1, 1′ von der Fahrbahn beträgt bei dem Ausführungsbei­ spiel etwa 20 mm. Dieser Abstand kann beispielsweise auf 120 mm erhöht werden, wobei jedoch die Wirkung der mit den Kammleisten 1, 1′ bewirkten Windgeräuschvermin­ derung im Fahrbetrieb mit zunehmendem Bodenabstand ab­ nimmt. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Kammleisten 1, 1′ und damit die Borsten 3, 3′ bei Fahrzeugstill­ stand jeweils in einer vertikalen Fahrzeugquerebene an­ geordnet. Eine weitergehende Geräuschminderung wird er­ reicht, wenn die Kammleisten 1, 1′ und damit die Bor­ sten 3, 3′ nach hinten unten geneigt sind, so daß der Winkel der mit den Borsten 3, 3′ jeweils in einer Ebene liegenden Kammleisten 1, 1′ zur Vertikalen etwa 30 bis 60 Grad beträgt. Je nach Elastizität der Borsten 3, 3′ kann auch jedes Halteelement 2, 2′ der Kammleisten 1, 1′ mehr oder weniger vertikal ausgerichtet sein, wenn sich die Borsten 3, 3′ unter dem Fahrtwind auf den ge­ nannten günstigen Winkel einstellen. Verbiegen sich die Borsten 3, 3′ unter dem Fahrtwind, so ist der ange­ gebene günstige Winkel auf die die Enden der Borsten 3, 3′ verbindende Sehne bezogen.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Kammleiste 1′′ als Frontspoiler 5′ eines Kraftfahr­ zeugs 4′ ausgebildet. Die im Bugbereich des Kraftfahr­ zeugs 4′ an der Fahrzeugunterseite befestigte Kammlei­ ste 1′′ weist bei diesem Ausführungsbeispiel einen unteren, rechteckig gestuften Rand auf. Ebenso könnte der untere Rand aber auch auf andere Weise regelmäßig oder unregelmäßig gestuft oder wellenförmig ausgebildet sein.

Bei einer von den Ausführungsbeispielen abweichenden Ausführung mit einer mit Borsten versehenen Kammleiste weisen die Borsten ungleiche Längen auf, die an die je­ weiligen Oberflächenverhältnisse des Fahrzeugs zur wei­ teren Verminderung der Windgeräusche im Fahrbetrieb an­ gepaßt sind. Anstelle von zwei Kammleisten kann auch nur eine Kammleiste oder können mehr als zwei Kammlei­ sten vorgesehen sein. Die betreffende Kammleiste kann gerade, geknickt oder gebogen verlaufen. Es können auch Kammleisten unter einem vorgegebebenen Winkel an­ einander anliegen. Ebenso ist es möglich, daß anstelle eines gemeinsamen Halteelements einer Kammleiste meh­ rere Halteelemente einer Kammleiste vorgesehen sind, die einzelne oder Gruppen von Borsten stützen. In wei­ terer Abänderung können die Borsten auch ohne ein stüt­ zendes Halteelement mit einem Fahrzeugoberflächenbe­ reich verbunden sein. Anstelle oder zusätzlich zu Bor­ sten aufweisenden Kammleisten können auch Kammleisten zur Geräuschverminderung im Fahrbetrieb vorgesehen sein, die unter dem Fahrtwind nachgiebige Plattenele­ mente aufweisen. Die Nachgiebigkeit der Plattenelemente kann dadurch erreicht werden, daß diese elastisch aus­ gebildet und/oder über Federelemente nachgiebig, bei­ spielsweise mit dem Halteelement der betreffenden Kamm­ leiste verbunden sind. Die vorstehenden Ausführungen zu Kammleisten mit Borsten sind auf Kammleisten mit Plat­ tenelementen übertragbar. Beispielsweise können die Plattenelemente einer Kammleiste nebeneinander mit oder ohne Zwischenräume in einer oder in mehreren Reihen hintereinander angeordnet sein. Ebenso können die Plat­ tenelemente zur Anpassung an die betreffende Fahrzeug­ oberfläche eine ungleiche Länge aufweisen. Obwohl Kamm­ leisten mit Borsten oder Plattenelementen vorzugsweise am Unterboden eines Fahrzeugs zu verwenden sind, können derartige Kammleisten auch an einem anderen Oberflä­ chenbereich eines Fahrzeugs verwendet werden, um die Fahrtwindgeräusche im Fahrbetrieb zu vermindern. Wird eine Kammleiste oder werden mehrere Kammleisten am Un­ terboden eines Kraftfahrzeugs verwendet, so kann die betreffende Kammleiste in beliebiger Richtung, bei­ spielsweise bei Verwendung im Schwellerbereich in Längsrichtung verlaufen. Eine oder mehrere bei­ spielsweise horizontal angeordnete Kammleisten können auch zur Abdeckung der Radhäuser eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, wodurch sich ebenfalls das Fahrtwind­ geräusch, aber auch der Luftwiderstand des Fahrzeugs vermindert. Bei einer Borsten oder Plattenelemente auf­ weisenden Kammleiste kann ein die Borsten oder Platten­ elemente aufnehmendes Halteelement der Kammleiste ähn­ lich wie die Kammleiste gemäß Fig. 3 am unteren Rand gestuft oder wellenförmig ausgebildet sein. In diesem Fall stehen die Borsten oder Plattenelemente vom unte­ ren gestuften oder wellenförmigen Randbereich des Hal­ teelements etwa nach unten ab.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Verminderung von Windgeräuschen an Fahrzeugen, insbesondere an der Fahrzeugunter­ seite, mit einem im Fahrzeugaußenbereich mit der Fahrzeugkarosserie verbundenen Geräuschverminde­ rungselement, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ räuschverminderungselement eine Kammleiste (1, 1′, 1′′) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kammleiste (1′′) am unteren Rand ge­ stuft oder wellenförmig ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kammleiste durch einzelne Plattenelemente gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Plattenelemente unter dem Fahrtwind nachgiebig sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelemente elastisch biegsam und/oder über Federelemente nachgiebig mit der Kammleiste verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kammleiste (1, 1′) bürstenartig aus­ gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kammleiste (1, 1′) etwa parallele Borsten (3, 3′) aus Gummi, Draht, Nylon oder einem anderen Kunststoff aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (3, 3′) bzw. Plattenelemente in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, 7, 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (3, 3′) bzw. die Plattenelemente eine ungleiche Länge aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kammleiste (1, 1′, 1′′) etwa in Querrichtung des Fahrzeugs (4, 4′) verläuft.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kammleiste (1, 1′) nach hinten geneigt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kammleiste (1, 1′) einen Winkel zur Vertikalen von etwa 30 bis 60 Grad einschließt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichent, daß die Kammleiste (1, 1′, 1′′) vorne an der Fahrzeugunterseite im Bereich einer Luftabrißkante oder eines Spoilers (Frontspoiler 5, 5′) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kammleiste (1′′) oder ein die Borsten bzw. Plattenelemente aufnehmendes Halteelement ein Frontspoiler ist.