DE640839C - Einrichtung zur Widerstandsverminderung umstroemter Koerper, insbesondere fuer blockartige Aufbauten von Kraftfahrzeugen aller Art - Google Patents

Description

Die Erfindung· · bezieht sich auf eine Einrichtung zur Widerstandsviermindierung umströmter Körper, insbesondere für blockartige Aufbauten von Kraftfahrzeugen aller Art. Sie geht aus einer älteren Anwendungsform hervor, indem die äußere Wand einer Kanalkrümmung immer weiter, zuletzt bis ins Unendliche abgerückt wird, so daß die Strömung um eine abgerundete Ecke bis zum Grenzfall einer umströmten Kante entsteht. Demgemäß erstreckt sich die Erfindung auf die Verringerung der Wirbel- und sonstigen Widerstände umströmter völliger Körper von kreisähnlichem Querschnitt über Körper mit stumpfen Abrundungen bis zu blockartigen Körpern mit· scharfen Ecken, welche in Wasser, Luft oder auf der Erde bewegt oder, auf ihrer Grundlage ruhend, sonstwie umströmt werden.

ao Als Anwendungsgebiete kommen vorzugs-. weise in Frage die Wagenkasten, Rümpfe, Gondeln, Tragkörper samt Einzelteilen, wie Masten, Aufbauten, Führerstände usw., von schnell bewegten Kraftfahrzeugen im weitesten Sinn, in Wasser, Luft und auf der Erde, aber auch Körper, welche gegenüber ihrer Unterlage ruhen, wie Bauwerke, Schornsteine, Masten tu "dgl.

Man hat versucht, die Luftkühlung von kurbellosen Verbrennungsmotoren für Flug- und andere Kraftfahrzeuge mit hinter dem

Gehäuse liegenden Zylindern durch Leitflächen zu verbessern, welche die Luft mit oder ohne Schleudergebläse nach innen auf die Zylinder lenken. Die Leitflächen waren dabei parallel nebeneinander auf radialen Geraden aufgereiht, welche, ähnlich wie bei Turbinenschaufeln oder den Eckschaufeln von Windkanälen, von den Ecken des Gehäuses ausgingen.

Infolge der gleichartigen Ausführung aller Flächen sind aber dort die äußeren Leitflächen oder die. sie ersetzenden Zylinder völlig ungeschützt. Statt einer Verringerung des Totwassers erhält man daher eine erhebliehe Vergrößerung desselben und damit eine Widerstandsvermehrung des Motorgehäuses auf ein Mehrfaches.

Demgegenüber werden bei der vorliegenden Erfindung, genau wie bei Besegelungen und den SpaltfLügeln der Flugzeuge, vorsegelartig gestaffelte Leitflächen verwendet, welche nahe den schroffen Übergangsstellen angeordnet sind 'und sich, quer zur örtlichen Strömungsrichtung gesehen, nur auf einen Bruchteil ihrer Länge überlappen, jedoch derart, daß die jeweils in größerem Abstand von der schroffen Übergangsstelle liegende Leitfläche stromaufwärts verschoben ist.

Dadurch wird auf den Rücken der jeweils stromabliefernden Teilfläche eine frische düsenartige Strömung geleitet, welche schon

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den kleinsten Ansatz von Totwasser wegbläst und so die Bildung größerer wirbelnder Totwasserbereiche in ihrer Entstehung unterbindet. Die Ablösung der Strömung· vom S Rücken der stromauf vordersten Leitfläche wird dadurch verhindert, daß die einzelnen Flächen nicht einfach parallel, sondern unter geeigneten Winkeln gegeneinanderstehen.

Gegenüber dem Flugzeugspaltflügel besteht to der Unterschied, daß es sich dort nun schlanke Flügelkörper von vollendeter Stromliniengestalt handelt, bei vorliegender Erfindung aber um völlig blockartige Körper, deren ungünstige Widerstände man bisher als unabänderlich hingenommen hatte oder durch Anbau langer, tütenartiger Zusatzkörper verringern mußte.

Durch die vorliegende Erfindung gelingt es, die schädlichen Widerstände selbst eckiger und blockartiger Körper mittels ■ überraschend kleiner Leitflächen auf einen Bruchteil (beim Prisma auf etwa ¹J₅) zu verkleinern, das Verhältnis ihres nützlichen Inhaltes zu der mit Baustoffen zu umkleidenden Oberfläche erheblich zu vergrößern, durch Vermeidung der langbauenden Stromlinienform wesentliche Verkürzungen der Körper zu erreichen und den Aufwand an Motorkraft, Material, Gewicht und Kosten sowie die Staubentwicklung sehr beträchtlich zu vermindern. Besonders vorteilhaft können die Widerstände vorhandener Körper, z. B. Wagenkasten, Triebwagen, Lokomotiven, Aufbauten auf Schiffen usw., nachträglich durch Anbau der vorliegenden Leitflächen verbessert werden.

In den Fig. 1 bis 5 sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt.

Fig. ι zeigt ein allgemeines Schema der hier in Frage kommenden Körper- -und Leitflächenformen, insbesondere wie.an einem beliebigen, in Richtung F angeströmten Körper AA mit scharfen Ecken B, C, durch segelartig gestaffelte Leitflächen D₁ E von sehr geringem Ausmaß erfindungsgemäß eine fast ebenso gute Strömung und ein fast ebenso geringer Widerstand erreicht werden kann wie durch die bekannte Stromlinien- oder Tropfenform, die jedoch in bezug auf notwendige Baulänge und technisch ausnutzbaren Rauminhalt wesentlich ungünstiger ist.

Gegenüber den bisher bekannten ungeteilten 'und nicht segelartig gestaffelten Leitflächen an Fahrzeugen besteht der wesentliche Unterschied, daß die letzteren nur eine geringe Wirkung, unter Umständen sogar eine Vergrößerung des Körperwiderstandes herbeiführen, da die Strömung sich' von den einfachen Leitflächen selbst leicht wieder ablöst. Bei segel- oder spaltflügelartiger Unterteilung der Leitflächen dagegen gelingt es, die Strömung auch an solche Körperformen anzuschmiegen, die von den üblichen Stromlinienformen (Tragflügel, Ballon, Streben, Tropfenform) völlig abweichen.

Fig. 2 stellt einen Grundriß zu Fig. ι dar. Fig. 3 zeigt einen in Weiterbildung von Fig. ι entstehenden Körper, der zur zusätzlichen Auftriebserzeugung an Luftfahrzeugen verwendet werden kann und dadurch neue Möglichkeiten der Widerstandsverringerung und Auftriebsvermehrung eröffnet. F' ist die Anströmrichtung. Gegenüber den scharfen Krümmungen G und H sind wieder unterteilte, segelartig gestaffelte kurze Leitflächen angeordnet, die nach den Versuchen der Erfinder genügen, dem Auftriebskörper die Eigenschaften eines recht guten Tragflügelprofils bei wesentlich größerem Nutzinhalt trotz geringerer Bautiefe zu verleihen.

Die Fig. 4 und 5 stellen im Aufriß und Gründriß die Anwendung der Erfindung bei schnell bewegten Landfahrzeugen beliebiger Art dar. Der in Pfeilrichtung Q bewegte Wagenkasten P ist an seinen vier scharfen Ecken L, M wieder mit unterteilten, segelartig gestaffelten Leitflächen ausgerüstet. Die Leitflächen A^ blasen das an den vertikalen Seitenflächen sich bildende Totwasser sofort vom Entstehungspunkte weg, ebenso die Leitflächen O das an der Rückwand sich bildende. Versuche haben ergeben, daß der Widerstand eines Wagenkörpers so auf den fünften Teil vermindert werden kann.

In allen Fällen ist die segelartige Staffelung wie beim alten Vorsegel und beim Spaltflügel derart, daß die jeweils in größerem Abstand von der schroffen Übergangsstelle liegenden Leitflächen zugleich weiter stromaufwärts liegen. Die Querabstände (Lichtweiten) zwischen den Leitflächen betragen im allgemeinen, d. h. von Sonderfällen abgesehen, weniger als die Hälfte ihrer Länge.

In gleicher Weise kann die Erfindung bei anderen ungünstig abgerundeten und angeströmten Widerstandskörpern verwendet werden, die gegenüber ihrer Unterlage keine Bewegung ausführen, z. B. Bauwerke aller Art, Masten, Schornsteine, auch Strompfeiler von Brücken 'und sonstigen Bauwerken in Strömen. In allen Fällen können die Leit- no flächen erfindungsgemäß auch beweglich sein. Die Zahl der örtlichen Leitflächen kann beliebig sein.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Widerstandsverminderung umströmter Körper, insbesondere für blockartige Aufbauten von Kraftfahrzeugen aller Art, dadurch gekennzeichnet, daß nahe den schroffen Übergangsstellen segelartig gestaffelte Leitflächen angeordnet sind, die sich, quer zur örtlichen Strömungs-

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   richtung gesehen, nur auf einen Bruchteil ihrer Länge (bis etwa auf die Hälfte derselben) überlappen, und daß die jeweils in größerem Abstand von der schroffen Übergangsstelle angeordnete Leitfläche· strpröaufwärts liegt. · . '-;"*·'
2. 2. Einrichtung nach Anspruch !^'-dagekennzeichnet, daß die Querab stände (Lichtweiten) zwischen den Leitflächen der Größenordnung nach weniger als die Hälfte ihrer Länge betragen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen beweglich angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen