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Stromlinienförmiger Fahrzeugkörper für Dreiradfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf einen stromlinienförmigen Fahrzeugkörper für Dreiradfahrzeuge.
Es ist bekannt, die Aufbauten von Kraftfahrzeugen, besonders auch von Dreiradfahrzeugen,
möglichst auf eine a erodynamisch günstige Form zu bringen. Diese Erkenntnis hat
besonders dazu geführt, Dreiradfahrzeuge so zu bauen, daß zwei Räder vorn und ein
Rad hinten angeordnet werden, weit diese Form sich leicht aerodynamisch günstig
ausbilden läßt. Man ist dabei auch schon zu Konstruktionen gekommen, bei denen die
Vorderräder den Antrieb erhalten und das eine vorhandene hintere Rad als Lenkrad
benutzt wird.
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Die Formgebung solcher Fahrzeuge ist aber nicht derart ausgeführt
worden, daß die ablaufende Luft dem Fahrzeug am Heck einen besonderen Halt gibt
oder daß eine besondere Stabilisierung mit Hilfe der abstreichenden Luft möglich
ist.
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Nach der Erfindung wird deshalb das Heck des Fahrzeuges derart ausgestaltet,
daß alle vertikalen Querschnitte halbspitzbogenförmig, nach oben in eine Spitze
auslaufend, sind.
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Die bisher bekannten Stromlinienkörper für vierrädrige Fahrzeuge sind
fast ausnahmslos so, ausgebildet, daß nur die Vertikallängsschnitte angenäherte
Stromlinienbilder darstellen (Fig. i). Die Horizontalschnitte der gleichen Fahrzeuge
zeigen aber rechteckige oder angenähert rechteckige Formen (Fig. z), die bestenfalls
in allen umhüllenden Linien leichtballig nach außen ausgedrückt sind. Die Strömungsbilder
solcher vertikalen Längsschnitte durch Fahrzeugkörper ergeben folgende Strömungsverhältnisse:
An dem meist runden Einströmungskopf der Schnittbilder (Fig. i bei A) teilt sich
der Luftstrom über einen nur Widerstand bildenden mittleren Kern nach oben und unten
derart, daß die nach oben aufsteigende Luftmenge zu der plötzlich im Profil fehlerhaft
steil stehenden Windschutzscheibe hingedrängt wird und,andieser Stelle bei E steil
schräg nach oben, aber keinesfalls mehr der
Dachlinie folgend nach
oben abläuft. So bildet sich ein Saugwirbel schon oben auf dem Verdeck bei C an
der Vorderkante des Fahrzeuges gleich hinter dem Übergang der Windschutzscheibe
zum Dach. Bei solchen Fahrzeugen, die mit Stoffverdeck ausgerüstet sind, ist das
leicht daran zu erkennen daß der Verdeckstoff bei schneller Fahrt sich weit nach
oben und vorn durchwölbt, d. h. hochgesaugt wird. Ein solcher Vorgang entlastet
das ganze Fahrzeug und verringert damit den Achsdruck. Die etwa noch dem Dachlinienverlauf
folgende Luft muß am Heck des Fahrzeuges über dessen. Schräge nach rückwärts zur
Fahrbahn abgeleitet werden. Entsprechend der auftretenden Geschwindigkeit sind aber
bei allen Fahrzeugen diese abfallenden Heckkurven nur Annäherungskurven, die die
gestellten Aufgaben nicht erfüllen können. Dadurch entsteht beim Übergang zur Fahrbahn
hin und wieder eine Ablösung der Luft von der schräg nach vorwärts geneigten Rückwand
-des Fahrzeuges derart, daß über die ganze Länge der schrägen Rückwand wieder eine
Saugwirkung entsteht (bei D), die nach Druckhöhe etwas geringer ist als die Saugwirkung
am Fahrzeug mit mehr oder weniger senkrechten Rückwänden. Diese wirkt sich aber
bei den Halbstromlinienprofilen um so schädlicher aus, als auch bei geringerem Unterdruck
hier die Saugfläche wegen der Neigung nach vorwärts erheblich größer ist als bei
senkrechten Flächen, so daß die Gesamtkräfte, die an einer solchen Fläche wirken,
größer werden können als die die an einer senkrechten Wand angreifen.. Bei Fahrzeugen
mit senkrechter Rückwand liegt die-Saugkraft genau horizontal und entgegen der Fahrtrichtung
gerichtet. Sie wirkt sich dort höchstens ungünstig in bezug auf die Fahrgeschwindigkeit,
die Maschinenleistung und den Verbrauch. aus. Sie kann aber in keiner Weise gefährlich
werden. Diese von hinten angesaugten Fahrzeuge sind im Gegenteil im gewissen Sinne
durch die entgegengerichtete Rückkraft in Längsrichtung stabilisiert. Ganz anders
wirken sich .die Erscheinungen beiden angenäherten Stromlinienfahrzeugen aus. Bei
diesen wirkt die Resultierende -aller Saugkräfte angenähert senkrecht zu der nach
vorn geneigten schrägen Heckfläche, d. h. sie wirkt abhebend am Heck des Fahrzeuges
schräg nach hinten und oben (bei D). Bei hoher Fahrt und entsprechender Linienführung
kann die abhebende Kraft außerordentlich groß werden. Zu beachten ist, daß auch
bei bester Ausführung der Bugform des Fahrzeuges durch den nach unten nach der Fahrbahn
abgedrängten Luftteil eine Kraft entsteht, die das Fahrzeug vorn anhebt, so daß
das Fahrzeug fortwährend auf ein sich zwischen dem Fahrzeugboden und der Fahrbahn
bildendes Luftpolster aufgleitet. Das Fahrzeug erhält somit eine nicht unerhebliche
Vorderachsentlastung. Die Erfindung bezweckt, die Saugwirkung am Übergang von. der
Windschutzi scheibe zum Dach und die nach oben gerichtete Saugkraft an der schräg
vorwärts geneigten Rückwand des Fahrzeuges zu vermeiden.
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Das geschieht dadurch, daß der Fahrzeugkörper derart ausgebildet ist,
daß er als allseitig geschlossener Körper auch unten geschlossen .ist, d.aß nicht
nur die Vertikalschnitte ähnlich wie bisher, sondern auch alle Horizontalschnitte
möglichst genau stromlinienförmig oder angenäherte Stromlinienbilder zeigen. Das
ist jedoch bei dreirädrigen Fahrzeugen möglich, die in der Bewegungsrichtung vorn
zwei Räder und am Heck nur ein Rad aufweisen. Bei der Verwendung von Dreiradfahrzeugen
dieser Anordnung ergibt sich von selbst der Vorteil der nach hinten. abnehmenden
Fahrzeugbreite. Demnach wird die durch das Vorderprofil,des Fahrzeuges bei schneller
Fahrt auseinandergeteilte Luft sich nicht nur in der Vertikalen ausweichend am Heck
wieder schließen können, sondern sie umschließt vor allen Dingen, in der horizontalen
Ebene gedacht, vorn auseinanderweichend und sich rückwärts wieder harmonisch schließend
(bei G und G1) den Fahrzeugkörper. Wirbelbelastungen, die z. B. beim Übergang von
der Windschutzscheibe zum Dach und vor allen Dingen an der geneigten Rückwand der
Vierradfahrzeuge sich ausbilden, können dadurch vermieden werden, claß von beiden
Seiten her Luft in den luftverdünnten und zur Wirbelbildung Anlaß gebenden Raum
hinter dem Fahrzeug einströmen kann. Dort, wo sich ein Vakuum nicht ausbilden kann,
entsteht auch keine Gegenkraft oder nach oben gerichtete Luftkomponente, so daß
das Fahrzeug von seiner Fahrbahn nicht abgehoben bzw. nicht entlastet werden kann.
Bei solchen Fahrzeugen lassen sich vor allen Dingen alle Horizontalschnitte so genau
als Strömungsbilder gestalten, daß die Vertikalschnitte, die sich wegen der Bestimmung
des Innenraumes und der Sichtverhältnisse nach vorn niemals so genau gestalten lassen,
durch solche günstigen Horizontalschnitte im aerodynamischen Sinne verbessert werden
können. Die am Fahrzeug nach rechts und links abgedrängte Luft kann sich bei verhältnismäßig
hohen Fahrzeugkörpern in ,der jetzt üblichen Bauart nicht früher als nach Austritt
aus dem Heck des Fahrzeugs - unter neuer Wirbelbildung, auch der horizontal abgedrängten
Luftmassen 1>i l_ - wieder zusammenschließen. Da die Formen dieser Fahrzeuge in
den horizontalen
Schnitten außerordentlich schlecht sind, läßt sich
eine Wirbelbildung hier gar nicht vermeiden. Bei schnellen Rennfahrzeugen hat man
versucht, die auf Grund der vorerwähnten Tatsachen naturgemäß fehlende Seitenstabilität
durch eine Art Kielflosse an und über dem Heck des Fahrzeuges zu ersetzen. Diese
Ausführung genügt aber nur teilweise den gestellten Anforderungen. Die notwendige
Seitenstabilität wird damit nicht erzielt.
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Beim Dreiradfahrzeugkörper nach der Erfindung schließen sich dagegen
die am Heck abströmendenLuftmassen, indem sie zur Fahrzeugmitte und nach oben abströmen,
derart, daß sie das Fahrzeug, gleichsam von der Seite haltend (Reaktionskräfte H
und K) und teils von oben und unten drückend, am Heck :derart umschließen, daß eine
ganz. genaue Führung des Fahrzeuges in der ,ablaufenden Luft erreicht wird.
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Der hintere Teil des Fahrzeuges (Fig.4) wirkt danach .als Kielflosse
.auf .das am hinteren Ende angelenkte Lenkrad O, dessen Seitenflächen und Kotflügelflächen
P im Sinne eines Seitenruders, wie am Flugzeug, wirken und in einer Wegkrümmung
eine zusätzliche Stabilisierung und Lenksicherung .geben.
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In der Zeichnung zeigt Fig. i ein. Fahrzeug der bisherigen stromlinienförmigen
Bauart bei vierrädrigen Fahrzeugen in Seitenansicht.
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Fig. z zeigt gestrichelt dasselbe Fahrzeug in Aufsicht und ausgezogen
ein Dreiradfahrzeug nach der Erfindung.
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In Fig. i und z sind die Stromlinien und Wirbel angenähert eingezeichnet.
Fig. 3 veranschaulicht ein Dreiradfahrzeug von hinten gesehen mit den spitzbogenförmigen
Querschnitten a, b, c.
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Fig. 4 zeigt das Fahrzeugheck von oben gesehen, während Fig. 5 ,die
Anordnung eines Lenkrades an einem solchen Fahrzeugkörper darstellt, wobei das Lenkrad
selbst als windfahnenähnliches Führungsruder im Luftstrom des Hecks steht und deshalb,
,aerodynamisch gesehen, zum Fahrzeug gehört, wenn das Fahrzeug selbst Aals Kielflosse
betrachtet wird.