-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Offendach-Konstruktion für ein Fahrzeug,
aufweisend eine Dachöffnung,
die durch ein Paneel geschlossen werden kann, von dem wenigstens
der Rückwärtsrand aufwärts und
abwärts
geschwenkt werden kann, und wobei Mittel zum lokalen Beeinflussen
der Luftströmung
an der Unterseite des Paneels nahe des Rückwärtsrandes vorgesehen sind.
-
Bei
einer Offendach-Konstruktion des Typs auf den sich die Erfindung
bezieht, die ein Paneel aufweist, dessen Rückwärtsrand aufwärts und
abwärts
geschwenkt werden kann (ein so genanntes Schrägstellpaneel), werden störende Geräusche, insbesondere
Pfeifgeräusche
bei der offenen Stellung des Paneels erzeugt. Diese Geräusche, die
unter anderem von dem Schwenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit
von dem Fahrzeug abhängen,
werden insbesondere (aber nicht nur) während des ersten Abschnitts
von dem Schwenken des Paneels von der geschlossenen in die geöffnete Stellung
erzeugt. Die erzeugten Geräusche
sind hochgradig störend für die Fahrgäste in dem
Fahrzeug. Die Ursache für die
unangenehmen Geräusche
findet sich unter anderem in dem Unterdruck, der über dem
Dach des Fahrzeugs als eine Folge der Luftströmung über dem Paneel erzeugt wird
und der es verursacht, dass die Luft aus dem Inneren des Fahrzeugs
durch den Spalt, der an der Stelle des nach oben geschwenkten Rückwärtsrand
des Paneels gebildet ist, heraus gesogen wird.
-
In
der Vergangenheit wurden bereits Versuche unternommen, um das Auftreten
der störenden Geräusche zu
verhindern. So offenbart das
deutsche Patent
Nr. 4016791 eine Offendach- Konstruktion für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs, wobei Mittel zum lokalen Beeinflussen der Luftströmung aus
einem Streifen gebildet sind, der sich nahe des Rückwärtsrandes
des Paneels nach unten erstreckt, an dessen freien Enden Vorsprünge zum
Beeinflussen der Luftströmung
vorhanden sind. Die Funktion des Streifens, der mit Vorsprüngen versehen
ist, ist es, kohärente
Strömungsstrukturen durch
den vorher genannten Spalt zu stören.
Die Mittel, die bei dieser Lösung
des Standes der Technik angewendet werden, weisen eine im Wesentlichen zweidimensionale
Form (insgesamt mit einer minimalen Ausdehnung in der Strömungsrichtung)
auf, deren Ausdehnung in einer Richtung senkrecht zur Paneelfläche beträchtlich
ist. Demzufolge liegt ein Nachteil dieser Lösung des Standes der Technik
in der Tastsache, dass das Hindernis in dem Spalt, das durch das
Mittel gebildet ist, durch eine größere Schwenkbewegung von dem
Rückwärtsrand
des Paneels kompensiert werden muss, wenn es gewünscht ist, einen unveränderten
wirksamen Spalt zwischen dem Rückwärtsrand
des Paneels und dem Dach des Fahrzeugs zu erhalten. Solch eine vergrößerte Schwenkbarkeit
jedoch macht es erforderlich, den technischen Aufbau von dem Paneel
anzupassen (insbesondere jener Teile davon, die sich auf die Bewegung
von dem Paneel auswirken), mit all den damit zusammenhängenden
Nachteilen (darunter auch einem vergrößerten Platzbedarf für Bauteile, höheren Kosten,
usw.).
-
Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Offendach-Konstruktion der
Art zur Verfügung zu
stellen, auf die sich in der Einleitung bezogen wurde, durch die
das Auftreten von störenden
Geräuschen
verhindert werden kann, während
die damit zusammenhängenden
Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
-
Um
dieses Ziel zu erreichen, ist die Offendach-Konstruktion gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus wenigstens einem dreidimensionalen
Körper
zum Erzeugen von Wirbeln in der Luftströmung bestehen.
-
Der
Ausdruck "dreidimensionaler
Körper" wird verwendet,
um den Unterschied zum Stand der Technik anzugeben, wobei die Mittel
aus einem im wesentlichen zweidimensionalen plattenförmigen Teil bestehen.
Auf der anderen Seite wird gemäß der Erfindung
ein dreidimensionaler Körper
verwendet, von dem auch die dritte Dimension, gesehen in der Strömungsrichtung,
beträchtlich
ist. Es ist insbesondere diese Dimension in der Strömungsrichtung,
die zu der Erzeugung von Wirbeln in der Luftströmung beiträgt. Diese Wirbel stören die
Strömung
in solch einem Ausmaß,
das störende
Hintergrundgeräusche, wie
z. B. ein Pfeifen, nicht auftreten können.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der offenen Dachkonstruktion gemäß der Erfindung
ist die Höhe
des dreidimensionalen Körpers,
gemessen in einer Richtung senkrecht zu dem Paneel, im Bereich der
dreifachen Dicke des Paneels. Auf diese Weise wird die Störung von
der Strömung,
die durch den dreidimensionalen Körper verursacht wird, minimiert,
so dass kaum eine Anpassung der Schwenkhöhe des Rückwärtsrandes des Paneels erforderlich ist
oder gewünscht
ist, wenn überhaupt
eine erforderlich ist.
-
Ferner
ist es vorteilhaft im Hinblick auf die Erzeugung von Wirbeln, dass
der dreidimensionale Körper
wenigstens eine Luvwärtsfläche (d.
h. die auf die Luftströmung
zu zeigt) aufweist und wenigstens eine Leewärtsfläche (d. h. die von der Luftströmung weg
zeigt) aufweist. Die Erzeugung von Wirbeln erfolgt an dem Übergang
zwischen den beiden Flächen.
-
Es
gibt mehrere Möglichkeiten
innerhalb dieses Rahmens. Eine mögliche
Ausführungsform
ist durch das Merkmal gekennzeichnet, dass der dreidimensionale
Körper
scharfe Übergangsränder zwischen
einer jeweiligen Luvwärtsfläche und
einer jeweiligen Leewärtsfläche an seiner
Rückseite,
gesehen in der Strömungsrichtung,
aufweist, wobei die Ränder
einen Winkel zu der Strömungsrichtung
aufweisen.
-
Insbesondere
als eine Folge dieses Winkels (der jeden beliebigen Wert aufweisen
kann) werden Wirbel in der Luftströmung an der Stelle der scharfen Übergangsränder erzeugt,
wobei die Wirbel zu der Bildung von sogenannten Wirbelstraßen führen. Das Ausmaß dieser
Wirbelstraßen
hängt von
der Stelle an dem Übergangsrand
ab, wo die Wirbel erzeugt werden, so dass ein großer Bereich
an Frequenzen (was die störenden
Hintergrundgeräusche,
die auftreten, anbetrifft) abgedeckt ist und es verhindert werden
kann, dass solche störenden
Hintergrundgeräusche
im gesamten Frequenzbereich auftreten. Ferner trägt hierzu auch das gesamte
Verwirbeln der austretenden Luftströmung in dem Fall von kleinen Deckelöffnungen
bei.
-
Bei
einer weiteren Variante weist der dreidimensionale Körper Luvwärtsflächen und
Leewärtsflächen auf,
wobei diese Flächen
allmählich
ineinander übergehen.
Ein scharf abgegrenzter Übergangsrand
fehlt bei dieser Variante, wobei der (graduelle) Übergang
zwischen den beiden Flächen
dennoch zu dem Erzeugen von Wirbeln führen kann.
-
Im
Allgemeinen wird eine Anzahl von dreidimensionalen Körpern nebeneinander
und/oder hintereinander angeordnet. Diese Körper können aneinander angrenzend
oder nicht aneinander angrenzend angeordnet sein.
-
Verschiedene
geometrische Formen können für diese
dreidimensionalen Körper
verwendet werden. Zum Beispiel ist es möglich, einen dreidimensionalen
Körper
zu verwenden, der aus einem Streifen besteht, der einen Zickzack-Rückwärtsrand
und/oder Vorderrand aufweist, wobei der Streifen sich im Wesentlichen
quer zu dem Paneel erstreckt. Die scharfen Übergangsränder, die den Verwirbelungseffekt erzeugen,
sind wenigstens an der Stelle des zickzackförmigen Rückwärtsrandes und/oder Vorderrandes
gebildet.
-
Eine
weitere Lösung
besteht in einem dreidimensionalen Körper, der aus einem Tetraeder
besteht, von dem eine Fläche
mit der Unterseite des Paneels übereinstimmt,
wobei ein Eckpunkt der Fläche
in die Strömungsrichtung
oder in eine dazu entgegen gesetzte Richtung zeigt. Bei der vorher
beschriebenen Ausrichtung der Fläche
weist der Tetraeder eine Luvwärtsfläche auf,
die sich in der Strömungsrichtung
von der Paneelfläche
entfernt, wobei zwei sich einander annähernde (in der Strömungsrichtung)
Leewärtsflächen an
die Fläche
angrenzen. Die Übergangsränder zwischen
der einen sich entfernenden Fläche
und den zwei sich annähernden
Flächen
erzeugen einen Wirbeleffekt. In der anderen Ausrichtung sind zwei
sich voneinander entfernende Luvwärtsflächen und eine Leewärtsfläche vorhanden,
die sich im Hinblick auf die Paneelfläche annähren.
-
Es
ist auch möglich,
einen so genannten NACA-Wirbel-Turbulator als vorher genannten dreidimensionalen
Körper
zu verwenden.
-
Dies
ist ein keilförmiger
Körper,
der von der NACA (der Vorgängerin
der derzeitigen US NASA) zum Erzeugen von Wirbeln entwickelt wurde.
-
Es
ist möglich,
die vorher genannten dreidimensionalen Körper an einem bestehenden Paneel nachträglich anzubringen,
jedoch ist es auch möglich,
die Körper
daran während
der Herstellung auszubilden. In dem letzteren Fall ist es bevorzugt,
dass der dreidimensionale Körper
einstückig
mit dem Paneel ist. Dadurch kann der dreidimensionale Körper einen
Teil der sogenannten Paneeleinkapselung bilden, die die Unterseite
(Innenseite) von dem Paneel bildet.
-
Die
Erfindung wird nun mehr im Detail mit Bezug auf die Figuren erläutert, die
eine Anzahl von Ausführungsformen
der Offendach-Konstruktion gemäß der Erfindung
darstellen.
-
1 ist
eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der Offendach-Konstruktion gemäß der Erfindung;
-
2 ist
eine perspektivische Ansicht von einem Detail einer anderen Ausführungsform
in einem größeren Maßstab;
-
3 zeigt
ebenfalls in einem größeren Maßstab ein
Detail noch einer weiteren Ausführungsform;
-
4 zeigt
eine weitere Ausführungsform;
-
5 zeigt
eine Variante der Ausführungsform
aus 2; und
-
6 zeigt
eine Ausführungsform,
die Luvwärtsflächen und
Leewärtsflächen aufweist,
wobei die Flächen
allmählich
ineinander übergehen.
-
1 zeigt
eine Offendach-Konstruktion für ein
Fahrzeug, aufweisend eine Dachöffnung 1,
welche mit einem Paneel 2 geschlossen werden kann, dessen
Rückwärtsrand 3 aufwärts und
abwärts
geschwenkt werden kann. Mittel 4 sind zum lokalen Beeinflussen
der Luftströmung 5 auf
der Unterseite des Paneels nahe dem Rückwärtsrand 3 vorgesehen. Die
Luftströmung 5 wird
als Folge von einem Unterdruck erzeugt, der über dem Dach 6 erzeugt
wird und der es verursacht, dass die Luft aus dem Inneren des Fahrzeugs
durch den Spalt 7, der zwischen dem Rückwärtsrand 3 des Paneels
und dem Dach 6 vorhanden ist, abgesaugt wird. Das Vorhandensein
von dem Mittel 4 führt
dazu, dass die Luftströmung 5 lokal beeinflusst
ist.
-
Die
Detailansichten der 2 bis 6 zeigen
die Offendach-Konstruktion in einer Richtung schräg aufwärts und
nach hinten (in der Richtung des Rückwärtsrandes 3) von einer
Stelle unter dem Paneel 2 aus. Somit zeigt 2 die
Innenseite des Paneels 2 und den Rückwärtsrand 3 davon. Nahe
von dem Rückwärtsrand 3 ist
ein Streifen 8 angeordnet, der sich im Wesentlichen quer
zu dem Paneel 2 erstreckt, wobei der Streifen einen Zickzack-Rückwärtsrand 9 aufweist.
Die untere Seite 10 des Streifens 8, der an der
oberen Seite in 2 dargestellt ist, bildet eine
Luvwärtsfläche, die
von den Leewärtsflächen 12 an
der Rückseite
des Streifens 8 getrennt ist. Eine ankommende Luftströmung 13 verursacht Wirbel 14 an
der Stelle des Übergangsrandes 11.
Die Größe der Wirbel 14 hängt von
der Stelle ab, wo sie erzeugt wurden. In dem illustrativen Beispiel
nimmt die Größe der Wirbel über dem
Rand 11 in Richtung nach hinten (in Richtung des Rückwärtsrandes 3 des Paneels 2)
zu.
-
Die
Wirbel, die erzeugt werden, verhindern effektiv die Erzeugung von
störenden
Hintergrundgeräuschen,
wie z. B. Pfeifgeräuschen
an der Stelle von dem Spalt 7.
-
3 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Offendach-Konstruktion
gemäß der Erfindung.
In einer Ansicht vergleichbar mit der von 2 können die
dreidimensionalen Körper 15,
in diesem Fall in der Form von Tetraedern, erkannt werden. Eine
erste Fläche 16 von
jedem Tetraeder fällt
mit einer Unterseite des Paneels 2 zusammen. Ein Eckpunkt 17 der Fläche 16 zeigt
in die Strömungsrichtung
(d. h. in die Richtung des Rückwärtsrandes 3 des
Paneels 2).
-
Als
ein Ergebnis dieser Ausrichtung des Tetraeders 15 bildet
eine andere Fläche 18 davon
eine Luvwärtsfläche, die
sich von dem Paneel 2 entfernt und die von zwei Leewärtsflächen 20, 21 durch Übergangsränder 19 getrennt
ist. Wirbel 22 werden an den Übergangsrändern 19 erzeugt,
wobei die Wirbel dazu beitragen, dass das Erzeugen von störenden Hintergrundgeräuschen,
wie z. B. Pfeifgeräuschen verhindert
wird.
-
Wie
die Figur zeigt, können
mehrere dreidimensionale Körper
in einer Seite-an-Seite-Anordnung an dem Paneel 2 angeordnet
werden. Im Gegensatz zu dem, was die Figur zeigt, ist es nicht immer
notwendig, dass die Körper
aneinander angrenzend angeordnet sind. Ferner ist es denkbar, dass solche
dreidimensionalen Körper,
in der Strömungsrichtung
gesehen, hintereinander angeordnet werden.
-
Bei
einer Variante (nicht dargestellt) sind die Körper um 180 Grad verdreht,
so dass exakt die entgegen gesetzte Seite der Körper in Richtung auf die Luftströmung zeigt
(Eckpunkt 17 zeigt in eine Richtung entgegengesetzt zu
der Strömungsrichtung). Die
Flächen 20 und 21 sind
die Luvwärtsflächen und die
Fläche 18 ist
in diesem Fall die Leewärtsfläche. Die
Ränder 19 stellen
jedoch weiterhin den Wirbel bildenden Effekt zur Verfügung.
-
Der
Tetraeder, der in 3 dargestellt ist, kann solche
spezifischen Abmessungen aufweisen, dass er einen so genannten NACA-Wirbel-Turbulator aufweist.
-
Die
Höhe der
dreidimensionalen Körper,
gemessen in einer Richtung senkrecht zu dem Paneel, ist im Allgemeinen
im Bereich der dreifachen Dicke des Paneels 2.
-
4 zeigt
dreidimensionale Körper 23,
die nebeneinander angeordnet sind, wobei die Körper jeweils drei Luvwärtsflächen 24–26 und
eine Leewärtsfläche 27 aufweisen.
Es ist insbesondere der Übergangsrand 28 zwischen
den Flächen 26 und 27,
der den Wirbel bildenden Effekt in diesem Fall zur Verfügung stellt,
obwohl es nicht ausgeschlossen werden kann, dass auch die Übergangsränder 29 zwischen den
jeweiligen Flächen 24, 25 auf
der einen Seite und der Fläche 26 auf
der anderen Seite dazu beitragen.
-
Die
Variante gemäß 5,
die von der aus 2 abgeleitet ist, weist sowohl
einen Zickzackrückwärtsrand 11 als
auch einen Zickzackvorderrand 30 auf. Als eine Folge davon
kann ein bestimmter Wirbeleffekt auch an der Stelle des Randes 30 auftreten.
-
6 schließlich zeigt
eine Ausführungsform
bei der kein scharfer Übergang
zwischen der Luvwärts-
und der Leewärtsfläche gegeben
ist. Um die Form von dem dreidimensionalen Körper, der in 6 dargestellt
ist, zu beschreiben, sind drei Schnitte 32–34 davon
illustrativ dargestellt. Die Strömungsrichtung
ist durch den Pfeil 35 angegeben. Der Übergang zwischen den Luvwärtsflächen und
den Leewärtsflächen ist
nahe der Stelle angeordnet, wo der Körper seine größte Querschnittsfläche 33 aufweist
und folglich wird der Hauptteil des Wirbelbildungseffektes an dieser
Stelle stattfinden.