DE4132249A1 - Wasserfangleiste an der vorderen dachsaeule eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserfangleiste an der vorderen Dachsäule eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Es ist bekannt (DE-OS 32 14 876), eine Wasserfangleiste an der vorderen Dachsäule eines Kraftfahrzeugs anzuordnen, die zur Bildung einer U-förmigen Wasserführungsrinne den Seiten­ rand einer Frontscheibe in einem Abstand entsprechend der Breite der Wasserführungsrinne mit einer Leistenbreite ent­ sprechend der Tiefe der Wasserführungsrinne übergreift.

Durch eine solche Wasserfangleiste soll verhindert werden, daß bei Regen zu den Frontscheibenseiten hin abströmendes bzw. durch die Scheibenwischer zum Frontscheibenrand hin befördertes Schmutzwasser auf die Seitenscheiben gelangt.

Durch die zwangsweise abrupte Umlenkung der Strömung um den zur Fahrzeuglängsmitte hin abstehenden Seitenrand der Wasser­ fangleiste wird eine Ablöseblase in Verbindung mit einem Wi­ derstandsanstieg für die Strömung erzeugt. Bei der bekannten Wasserfangleiste ist die lokale Strömungsgeschwindigkeit und damit dieser Widerstandsanstieg groß. Ebenso ist die Stufen­ höhe entsprechend der Breite der Wasserführungsrinne relativ hoch, was ebenfalls zu einem hohen Widerstand führt, da eine solche Stufe eine mit der Höhe größer werdende Beschleunigung der Strömung bewirkt.

Die Wasserfangfunktion kann durch einen relativ hohen Druck­ gradient über der Wasserfangleiste beeinträchtigt sein, da damit aufgrund der Strömungskräfte Wasser unerwünscht über die Wasserfangleiste hinweg transportiert werden kann.

Weiter ist eine Ausbildung einer Wasserfangleiste bekannt (DE-OS 29 16 682), bei der zwei Wasserführungsrinnen gebildet sind, die in Fahrzeugquerrichtung gesehen seitlich nebeneinan­ der liegen. Die Leistenteile, die die Wasserführungsrinnen bilden, übergreifen jedoch hier die Frontscheibe bzw. die Was­ serabströmflächen nicht, sondern sind lediglich in diese als U-förmige Nuten eingelassen. Die Wasserfangfunktion dürfte damit im Bereich der vorderen Dachsäule bei den dort anfallen­ den großen Wassermengen und großen Strömungen ohne Zusatzmaß­ nahme nicht ausreichend sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Wasserfang­ leiste so weiterzubilden, daß deren Wasserfangfunktion verbes­ sert und deren Strömungswiderstand verringert wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist parallel zu der ersten Wasserfangleiste in einem Abstand dazu eine zweite Wasserfangleiste zur Bil­ dung einer zweiten Wasserführungsrinne angeordnet. Diese zwei­ te Wasserfangleiste liegt damit U-förmig über der ersten Was­ serführungsrinne, wobei deren Breite durch den Abstand zwi­ schen der ersten Wasserfangleiste und der zweiten Wasserfang­ leiste bestimmt ist. Die zweite Wasserfangleiste liegt mit ihrem Seitenrand gegenüber dem Seitenrand der ersten Wasser­ fangleiste zur Fahrzeugaußenseite hin seitlich versetzt. Mit anderen Worten steht die zweite Wasserfangleiste nicht so weit zur Fahrzeuglängsmitte hin vor, wie die erste Wasserfang­ leiste.

Mit dieser Doppelleistenanordnung wird erreicht, daß die Strö­ mungsbeschleunigung und damit der Strömungswiderstand verrin­ gert werden, da vor der ersten, unteren Wasserfangleiste eine Druckerhöhung und damit ein frühzeitigeres Ablösen der Strö­ mung von der Frontscheibe erzwungen wird. Dadurch wird die Be­ schleunigung und damit der Unterdruck an der zweiten, oberen Wasserfangleiste verringert, so daß insgesamt der Strömungswi­ derstand reduziert ist. Diese Verringerung des Strömungswider­ stands, verbunden mit einer Reduzierung der Fahrzeuggeräusche wurde in Versuchen festgestellt.

Die Strömungsumlenkung um die erfindungsgemäße Doppelleisten­ anordnung ist damit weicher, so daß der Druckgradient über der erfindungsgemäßen Doppel-Leiste im Vergleich zu einer Ein­ fach-Leiste kleiner ist. Dadurch ist die Wasserfangfunktion verbessert, da aufgrund des geringeren Druckgradienten und der auftretenden Strömungskräfte weniger Wasser unerwünscht über die Wasserfangleiste hinweg in den Seitenscheibenbereich transportiert werden kann.

Grundsätzlich kommt es bei der vorliegenden Doppelleistenan­ ordnung darauf an, daß die Seitenränder der beiden Wasserfang­ leisten in der angegebenen Weise seitlich versetzt liegen. Die Tiefe der beiden dadurch gebildeten Wasserführungsrinnen ist für die Funktion und die dargelegten Vorteile weniger relevant, so daß der Boden bzw. die U-Basis der Wasserfüh­ rungsrinnen in ihrer Lage zueinander weitgehend frei gewählt werden können. Nach Anspruch 2 ist es aus konstruktiven Grün­ den hinsichtlich der Fertigung der Doppelleiste und der An­ bringung an der Karosserie zweckmäßig, wenn die beiden Wasser­ führungsrinnen mit ihrem Boden bzw. ihrer zugehörigen U-Basis in der gleichen Ebene liegen. Zur Bildung des seitlichen Ver­ satzes der Seitenränder der Wasserfangleisten weist dann die zweite, obere Wasserfangleiste gegenüber der ersten, unteren Wasserfangleiste eine geringere Breite auf bzw. ist die Tiefe der zweiten, oberen Wasserführungsrinne geringer als die Tiefe der ersten, unteren Wasserführungsrinne.

Günstige Strömungsverhältnisse und eine gute Wasserfangfunk­ tion werden nach Anspruch 3 erreicht, wenn die erste und zwei­ te Wasserführungsrinne etwa gleich breit sind bzw. wenn der Abstand zwischen Frontscheibe und erster Wasserfangleiste und der Abstand zwischen erster Wasserfangleiste und zweiter Was­ serfangleiste etwa gleich groß sind.

Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich einer Verringerung des Strömungswiderstandes und einer Reduktion der Fahrgeräusche werden erreicht, wenn nach Anspruch 4 die zweite Wasserfang­ leiste gegenüber der ersten Wasserfangleiste etwa 3/4 deren Breite aufweist. Bevorzugt soll dabei die erste Wasserfang­ leiste ca. 20 mm breit und die zweite Wasserfangleiste ca. 15 mm breit sein, wobei die Breite der Wasserführungsrinnen ca. 5 mm betragen soll. Die Materialstärke der Wasserfangleisten soll gegenüber diesen Werten noch geringer gewählt sein.

Je nach Anordnung und konstruktiven Gegebenheiten der Doppel­ leiste ist es möglich, daß aeorakustische Probleme durch die Interferenzwirkung zwischen einer Wirbelerzeugung an der ersten, unteren Wasserfangleiste und dem Auftreffen der Wir­ bel auf die Kante des Seitenrandes der zweiten, oberen Wasser­ fangleiste entstehen können und zu einer erhöhten Geräuschbil­ dung bei bestimmten Geschwindigkeiten führen. Diese Probleme können dadurch behoben werden, daß nach Anspruch 5 oder An­ spruch 6 der Seitenrand der ersten Wasserfangleiste in einer auf die Frontscheibe gerichteten Draufsicht oder in einer An­ sicht auf die Kante entlang der Frontscheibe einen sinusförmi­ gen Kantenverlauf aufweist, wodurch die Strömungswirbel dekor­ reliert werden und die Interferenzwirkungen nicht mehr auftre­ ten.

Anhand einer Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Dachaufbau eines Personenkraftfahrzeugs mit einer vorderen Dachsäule,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine vordere Dachsäule mit einer Wasserfangleiste nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine vordere Dachsäule mit einer erfindungsgemäßen Wasserfangleiste als Doppel­ leistenanordnung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine modifizierte Wasserfangleiste und

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Wasserfangleiste in einer wei­ teren Ausführungsform.

In Fig. 1 ist der Dachaufbau 1 eines Personenkraftwagens ge­ zeigt, mit einem Dachbereich 2, einer linken, vorderen Dach­ säule 3 und einer Frontscheibe 4. An der Dachsäule 3 ist eine zur Frontscheibe hin gerichtete Wasserfangleiste 5 angeord­ net, durch die eine Wasserführungsrinne gebildet ist. Dadurch wird verhindert, daß Schmutzwasser von der Frontscheibe auf die angrenzende Seitenscheibe gelangt.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Dachsäule 3 bzw. eine Einfachleistenanordnung einer Wasserfangleiste 6 nach dem Stand der Technik dargestellt. Diese Wasserfangleiste 6 über­ greift zur Bildung einer U-förmigen Wasserführungsrinne 7 den Seitenrand 8 der Frontscheibe 4 in einem Abstand, der die Breite der Wasserführungsrinne bestimmt. Die Leistenbreite bestimmt die Tiefe der Wasserführungsrinne 7.

Für eine geeignete Wasserfangfunktion ist der Abstand zwi­ schen Frontscheibe 4 und Wasserfangleiste 6 relativ groß zu wählen, wodurch sich eine relativ hohe Stufe gegenüber der Außenfläche der Frontscheibe 4 ergibt. Die seitlich über die Dachsäule 3 abströmende Luft (Pfeil 9) muß diese Stufe durch eine zwangsweise abrupte Umlenkung überwinden, wodurch eine große Ablöseblase 10 an der Kante der Wasserfangleiste 6 mit großen, lokalen Strömungsgeschwindigkeiten und einem großen Widerstandsanstieg erzeugt wird. Weiter ist der Druckgradient über der Wasserfangleiste groß, so daß aufgrund der Strömungs­ kräfte seitlich zur Wasserführungsrinne 7 abströmendes Wasser über die Wasserfangleiste 6 hinweg gehoben und transportiert werden kann.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Dachsäule 3 mit einer er­ findungsgemäßen Wasserfangleiste als Doppelleistenanordnung dargestellt. Dabei liegt eine erste, untere Wasserfangleiste 11 in einem Abstand zur Frontscheibe 4, wodurch eine erste, untere Wasserführungsrinne 12 gebildet ist. Über der ersten Wasserführungsrinne 12 liegt in einem Abstand eine zweite, obere Wasserfangleiste 13, durch die eine zweite, obere, U- förmige Wasserführungsrinne 14 gebildet ist.

Der Boden der Wasserführungsrinnen 12, 14 bzw. deren jeweili­ ge U-Basis liegen in einer Ebene 15. Die zweite Wasserfanglei­ ste 13 weist gegenüber der ersten Wasserfangleiste 11 eine geringere Breite auf bzw. ist die Tiefe der zweiten, oberen Wasserführungsrinne 14 geringer als die Tiefe der ersten, unteren Wasserführungsrinne 12. Dadurch ist ein seitlicher Versatz zwischen dem Seitenrand 16 der unteren, ersten Wasser­ fangleiste 11 und dem Seitenrand 17 der zweiten, oberen Was­ serfangleiste 13 gebildet. In einer konkreten Ausführung ist die erste Wasserfangleiste 11 ca. 20 mm und die zweite Wasser­ fangleiste ca. 15 mm breit. Der Abstand der ersten Wasserfang­ leiste 11 zur Frontscheibe 4 und der Abstand zwischen den bei­ den Wasserfangleisten 11 und 13 sind mit ca. 5 mm etwa gleich groß gewählt.

Im Vergleich zur Einfachleistenanordnung nach Fig. 2 (Stand der Technik) ist zu erkennen, daß sich auch hier im Bereich der seitlich über die Dachsäule 3 abströmende Luftströmung (Pfeil 18) eine Ablöseblase 19 bildet. Diese ist jedoch weni­ ger groß, so daß die Strömungsumlenkung weicher mit kleineren Beschleunigungen und einem kleineren Druckgradienten über der Doppelleistenanordnung erfolgt. Vor der unteren Wasserfang­ leiste 11 entsteht eine Druckerhöhung, durch die eine frühzei­ tigere Ablösung (Abstand 20, in Fig. 2 nicht vorhanden) der Strömung von der Frontscheibe erzwungen wird. Dadurch werden die Strömungsbeschleunigung und damit der Unterdruck an der Kante der zweiten Wasserfangleiste 11 vermindert und der Strö­ mungswiderstand reduziert.

Da die Strömungsumlenkung in Fig. 3 gegenüber Fig. 2 ersicht­ lich weicher ist, wird der Druckgradient über der Doppellei­ stenanordnung kleiner. Dadurch ist die Wasserfangfunktion ver­ bessert, da aufgrund der kleineren Strömungskräfte weniger Wasser über die Leiste hinweg transportiert werden kann.

In Fig. 4 ist eine Draufsicht (entlang des Pfeiles 21) auf einen Ausschnitt der Doppelleistenanordnung gezeigt. Die erste, untere Wasserfangleiste 11 weist dabei einen sinusför­ migen Kantenverlauf 22 auf.

In einer alternativen Ausführungsform nach Fig. 5 ist ein Aus­ schnitt der Doppelleistenanordnung in einer Seitenansicht (entlang Pfeil 18) dargestellt. Auch in dieser Ausführungs­ form ist der Kantenverlauf 23 sinusförmig ausgebildet.

Die sinusförmigen Kantenausbildungen 22 bzw. 23 dienen dazu, beim Auftreten aeroakustischer Probleme durch Interferenzwir­ kung zwischen einer Wirbelerzeugung an der unteren Wasserfang­ leiste 11 und dem Auftreffen der Wirbel auf die Kante der obe­ ren Wasserfangleiste 13 diese Wirbel zu dekorrelieren.

Claims (6)

1. Wasserfangleiste an der vorderen Dachsäule eines Kraftfahr­ zeugs, die zur Bildung einer U-förmigen Wasserführungs­ rinne den Seitenrand einer Frontscheibe in einem Abstand entsprechend der Breite der Wasserführungsrinne mit einer Leistenbreite entsprechend der Tiefe der Wasserführungs­ rinne übergreift, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dieser ersten Wasserfangleiste (11) in einem Abstand dazu eine zweite Wasserfangleiste (13) zur Bildung einer zweiten Wasserführungsrinne (14) angeordnet ist, die damit ebenfalls U-förmig über der ersten Wasser­ führungsrinne (12) liegt und deren Breite durch den Ab­ stand zwischen der ersten Wasserfangleiste (11) und der zweiten Wasserfangleiste (13) bestimmt ist und daß die zweite Wasserfangleiste (13) mit ihrem Seitenrand (17) gegenüber dem Seitenrand (16) der ersten Wasserfang­ leiste (11) zur Fahrzeugaußenseite hin seitlich versetzt liegt bzw. die zweite Wasserfangleiste (13) nicht so weit zur Fahrzeuglängsmitte hin vorsteht.

2. Wasserfangleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige U-Basis der beiden Wasserführungsrinnen in der gleichen Fahrzeuglängsebene (15) liegt und daß zur Bildung des seitlichen Versatzes der Seitenränder (16 bzw. 17) der Wasserfangleisten (11 bzw. 13) die zweite Wasserfangleiste (13) gegenüber der ersten Wasserfanglei­ ste (11) eine geringere Breite aufweist, bzw. die Tiefe der zweiten Wasserführungsrinne (14) geringer ist als die Tiefe der ersten Wasserführungsrinne (12).

3. Wasserfangleiste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand zwischen Frontscheibe (4) und erster Wasserfangleiste (11) und der Abstand zwischen erster Wasserfangleiste (11) und zweiter Wasserfangleiste (13) etwa gleich groß sind, so daß die erste und zweite Wasserführungsrinne (12, 14) etwa gleich breit sind.

4. Wasserfangleiste nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Wasserfangleiste (13) gegenüber der ersten Wasserfangleiste (11) etwa 3/4 deren Breite auf­ weist, insbesondere die erste Wasserfangleiste (11) ca. 20 mm breit und die zweite Wasserfangleiste (13) 15 mm breit ist bei einem gegenseitigen Abstand bzw. einer Breite der Wasserführungsrinnen (12, 14) von ca. 5 mm.

5. Wasserfangleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenrand der ersten Wasserfang­ leiste (11) in einer auf die Frontscheibe gerichteten Draufsicht einen sinusförmigen Kantenverlauf (22) auf­ weist.

6. Wasserfangleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenrand der ersten Wasserfang­ leiste (11) in einer Ansicht auf die Kante von der Fahr­ zeuglängsmitte entlang der Frontscheibe (4) einen sinusför­ mig gewellten Kantenverlauf (23) aufweist.