NL1014860C2 - Open-dakconstructie voor een voertuig. - Google Patents

Description

Open-dakconstructie voor een voertuig

De uitvinding heeft betrekking op een opendakconstructie voor een voertuig, met een in het dak van het voertuig gevormde dakopening die afsluitbaar is door een paneel, waarbij in de buurt van de voorrand van de dakopening 5 een winddeflector is geplaatst voor het ten opzichte van de dakopening geleiden van een over het dak van het voertuig in hoofdzaak naar achteren gerichte luchtstroming.

Bij bekende open-dakconstructies van dit type (waarbij het paneel in diverse varianten kan zijn toegepast, 10 doch een gemeenschappelijk kenmerk van de verschillende panelen is dat deze de dakopening kunnen vrijgeven) wordt een grote uitdaging gevormd door de vraag, hoe een ongewenste windinslag via de dakopening naar het inwendige van het voertuig toe moet worden voorkomen, wanneer het paneel naar 15 een geopende stand wordt/is verschoven. Een dergelijke windinslag kan immers leiden tot storende resonanties, die het comfort binnen het voertuig in ernstige mate aantasten. Deze resonanties vinden hun oorzaak hoofdzakelijk in het verschijnsel, dat de over het dak van het voertuig arriverende 20 luchtstroming ter plaatse van de voorste, zich in dwarsrich-ting van het voertuig uitstrekkende rand van de dakopening loslaat en niet meer over de dakopening heen stroomt, doch ten minste gedeeltelijk in de daaronder gelegen passagiersruimte binnendringt. Tegelijkertijd wordt echter door de 25 verhoogde stromingssnelheid boven de dakopening een onderdruk in de passagiersruimte veroorzaakt, met als gevolg dat lucht uit de passagiersruimte wordt afgezogen. De beide stromingsverschijnselen (stroming van buiten naar binnen en stroming van binnen naar buiten) vormen elkaar periodiek op-30 volgende wervels die leiden tot een trilling van de luchtkolom in de passagiersruimte. Deze trilling veroorzaakt de genoemde storende resonanties.

1 0 1 4860 2

In het verleden zijn reeds talloze open-dakcon-structies van het type, waarop de uitvinding betrekking heeft, voorgesteld die waren voorzien van zeer uiteenlopende winddeflectors. Op zichzelf is het denkbaar om de windde-5 flector zo groot te maken, dat de over het dak van het voertuig naar achteren gerichte, arriverende luchtstroming in voldoende mate omhoog wordt afgebogen, zodat deze de geopende dakopening volledig passeert en pas achter de achterrand van de dakopening weer op het dak van het voertuig treft.

10 Een nadeel van een dergelijke oplossing is echter, dat de hiertoe vereiste grote verticale afmeting van de winddeflec-tor enerzijds tot een sterke toename van de weerstand leidt en anderzijds esthetisch weinig aantrekkelijk is. Bovendien bestaat het risico op het opwekken van storende (meestal 15 hoogfrequente) bijgeluiden ter plaatse van de achterrand van de winddeflector.

Met het oog op het voorgaande beoogt de uitvinding een open-dakconstructie van het in de aanhef genoemde type te verschaffen, waarmee de genoemde nadelen op eenvoudige, 20 doch niettemin doeltreffende wijze worden opgeheven.

Hiertoe bezit de open-dakconstructie van het onderhavige type het kenmerk, dat de winddeflector is voorzien van een bovenste aangestroomd oppervlak dat in de buurt van de achterrand van de winddeflector een concaaf verloop be-25 zit.

Door de toepassing van een winddeflector met, in de buurt van zijn achterrand, een concaaf verloop wordt de over het dak van het voertuig arriverende luchtstroming met een zo groot mogelijke hoek omhoog afgebogen, waardoor het punt 30 waar de lucht stroming het dak van het voertuig weer treft zo ver mogelijk naar achteren wordt verschoven, en bij voorkeur achter de achterrand van de dakopening ligt. Het genoemde concave verloop van de winddeflector bewerkstelligt een dergelijke afbuiging van de luchtstroming met een minimale ver-35 ticale hoogte van de winddeflector. Op deze wijze wordt een maximale effectiviteit (in de zin van afbuiging van de arriverende luchtstroming) gepaard aan een minimale constructie- 1014860 3 ve hoogte, zodat enerzijds.de door de winddeflector veroorzaakte weerstand wordt geminimaliseerd en anderzijds weinig concessies behoeven te worden gedaan ten aanzien van het esthetisch uiterlijk van het voertuig. De geringe verticale 5 hoogte van de winddeflector heeft tevens het voordeel, dat de mogelijkheid wordt verschaft om de winddeflector, zoals op zichzelf bekend is, bij gesloten dakopening op te nemen in het dak, zodat een. volledig gladde buitencontour van het dak van het voertuig wordt verkregen.

10 Overeenkomstig een de voorkeur genietende uitvoe ringsvorm van de open-dakconstructie volgens de uitvinding wordt voorgesteld, dat de winddeflector in doorsnede de vorm bezit van een het betreffende verloop bezittend vleugelpro-fiel. Op zichzelf wordt een winddeflector met een vleugel-15 profiel al beschreven in onder andere de Duitse octrooiaanvrage 3932739.

Vleugelprofielen met een dergelijke vorm bestaan in vele uitvoeringen. Onder andere door het Amerikaanse NACA zijn de aërodynamische eigenschappen van zeer uiteenlopende 20 vleugelprofielen uitermate gedetailleerd vastgelegd. Dit verschaft de mogelijkheid, om uit de diverse bekende vleu-gelprofielen dët profiel uit te kiezen, dat voor de gegeven omstandigheden het meest geschikt is.

Voor het bewerkstelligen van het gewenste concave 25 verloop van de winddeflector bestaat een aantal mogelijkheden. Zoals hiervoor reeds werd opgemerkt, kan een vleugelprof iel tot de gewenste vorm leiden. Het is echter ook moge-lijk, dat het concave verloop van de winddeflector wordt verkregen doordat de winddeflector aan zijn achterrand is 30 voorzien van ten minste één klepvormige hulpdeflector die ten opzichte van de winddeflector een hoek maakt. De hoek tussen de klepvormige hulpdeflector en de winddeflector zorgt ter plekke voor het gewenste concave verloop. Hierbij kunnen ook naast elkaar of achter elkaar een aantal hulpde-35 flectoren worden toegepast.

Bij een dergelijke uitvoeringsvorm kan de winddeflector zelf uiteraard ook opnieuw de vorm van een vleugel- fl 1 48R n 4 profiel bezitten (alhoewel.dit niet strikt noodzakelijk is). Ook van vleugelprofielen met aan de achterrand daarvan gevormde kleppen zijn de aërodynamische eigenschappen door het NACA zeer uitgebreid beschreven (zie onder andere Report 5 938, mei 1948), zodat opnieuw een keuze van een combinatie uit winddeflector en klepvormige hulpdeflector op basis van de desbetreffende rapporten tot de mogelijkheden behoort.

Wanneer inderdaad een klepvormige hulpdeflector wordt toegepast, kan het handig zijn dat deze ten opzichte 10 van de winddeflector instelbaar is. Op deze wijze kan rekening worden gehouden met verschillende omstandigheden (onder andere de snelheid waarmee de af te buigen luchtstroming arriveert) .

Bij de tot nu toe besprokene uitvoeringsvormen 15 draagt slechts het bovenste aangestroomde oppervlak van de winddeflector bij aan het op de gewenste wijze omhoog afbuigen van de arriverende luchtstroming. In die zin zou het dan ook volstaan, indien hetgeen is opgemerkt ten aanzien van vleugelprofielen slechts van toepassing is op het genoemde 20 bovenste aangestroomde oppervlak. Tot in zekere mate is de vorm van het niet aangestroomde, onderste of achterste, oppervlak van de winddeflector van weinig belang. Het is echter ook mogelijk, om ook dit onderste oppervlak van de wind-deflector te betrekken bij het afbuigen van de arriverende 25 luchtstroming. Hiertoe wordt dan voorgesteld, om ten minste een gedeelte van de winddeflector op een afstand boven het dak van het voertuig te plaatsen, zodat tevens langs de onderzijde van ten minste een gedeelte van de winddeflector een luchtstromingskanaal ontstaat.

30 Bij een winddeflector zonder hulpdeflector is dan de gehele winddeflector op een afstand boven het dak geplaatst . Een gedeelte van de arriverende luchtstroming wordt langs het bovenste oppervlak van de winddeflector naar boven afgebogen en stroomt naar de achterrand van de winddeflec-35 tor. Een ander gedeelte van de luchtstroming passeert echter via het luchtstromingskanaal langs de onderzijde van de winddeflector en stroomt op deze wijze naar de achterrand 1n 148R n 5 van de winddeflector. Ter plaatse van deze achterrand treft de langs de onderzijde van de winddeflector stromende lucht met een omhoog gerichte component de langs de bovenzijde van de winddeflector stromende lucht, zodat aan laatstgenoemde 5 lucht een extra omhoog gerichte component wordt verschaft, waardoor de omhoog gerichte afbuiging van de luchtstroom wordt ondersteund. Een overeenkomstig effect kan bij een van een hulpdeflector voorziene winddeflector worden bereikt. In het laatstgenoemde geval is het echter ook mogelijk, dat de 10 hulpdeflector op korte afstand achter de winddeflector ligt, zodat tussen beide een spleet wordt gevormd via welke lucht vanaf de aangestroomde zijde van de winddeflector naar de onderzijde van de hulpdeflector stroomt, en aan de achterrand daarvan het reeds hiervoor beschreven effect teweeg 15 brengt. In dit geval hoeft de winddeflector zelf niet, (volledig) op een afstand boven het dak te liggen.

Teneinde het in het voorgaande genoemde effect op optimale wijze te kunnen benutten, is het van voordeel wanneer maatregelen worden.getroffen om te verhinderen, dat de 20 langs de onderzijde van de winddeflector stromende lucht voortijdig van de winddeflector loslaat en de achterrand niet kan bereiken. Derhalve wordt overeenkomstig een andere, met voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm voorgesteld, dat op het onderste oppervlak van de winddeflector middelen zijn 25 aangebracht ter verhoging van de turbulentie in de langsstromende luchtstroming. Door de verhoging van de turbulentie wordt extra energie toegevoerd aan de langsstroming, zodat deze de onderzijde van de winddeflector langer, bij voorkeur tot aan de achterrand daarvan, kan volgen.

30 Als voorbeeld van dergelijke turbulentieverhogende middelen worden zogenaamde vortexturbulators genoemd. Dergelijke vortexturbulators zorgen, globaal gesteld, voor de vorming van zich in de stromingsrichting uitstrekkende wervels, waardoor de grenslaag van de stroming wordt gemengd 35 met de vrije, ongestoorde stroming op grotere afstand van de onderzijde van de winddeflector. Hierdoor wordt voortijdige loslating voorkomen. Diverse voorbeelden van dergelijke vor- 1014860 6 texturbulators worden reeds beschreven in de stand van de techniek (zie o.a. de Amerikaanse octrooischriften 2.800.291, 3.578.264 en 3.741.285).

In dit kader.wordt opgemerkt, dat de turbulentie-5 verhogende middelen (indien toegepast) slechts op specifieke locaties hoeven te zijn aangebracht. Op deze wijze kan lokaal, overeenkomstig de wens, het stromingspatroon boven de dakopening worden aangepast. Tevens zij opgemerkt, dat de turbulentieverhogende middelen ook kunnen zijn aangebracht 10 op een hulpdeflector (indien toegepast).

Het punt, waarop eventueel loslating plaatsvindt aan de onderzijde van de winddeflector, is tevens afhankelijk van de snelheid van de luchtstroming. Wanneer de lucht-stromingssnelheid hoger is (en de luchtstroming meer energie 15 bezit) zal het loslatingspunt verder naar achteren gelegen zijn (dichter bij de achterrand van de winddeflector). Derhalve kan het gunstig zijn, om maatregelen te treffen ter verhoging van deze luchtstromingssnelheid. Een voorbeeld van een dergelijke maatregel is, dat het luchtstromingskanaal 20 zodanig is bemeten, dat hierin een ten opzichte van de ongestoorde arriverende luchtstroming verhoogde stromingssnelheid zal heersen. Het luchtstromingskanaal kan dan bijvoorbeeld als venturi uitgevoerd zijn.

Wanneer, overeenkomstig het voorgaande, een lucht-25 stromingskanaal is toegepast, behoeft dit zich niet noodza kelijkerwijs over de gehele breedte van de winddeflector ononderbroken uit te strekken. Het is ook mogelijk, dat in de dwarsrichting van het voertuig naast elkaar een aantal luchtstromingskanalen is gevormd. Deze zijn dan van elkaar 30 gescheiden door tussenwanden, waarmee dan tevens de windde-flector aan het dak is bevestigd.

Tenslotte wordt opgemerkt, dat het niet noodzakelijk is, dat de winddeflector vast is bevestigd aan het dak van het voertuig. Zoals reeds eerder werd opgemerkt, is een 35 voordeel van de onderhavige uitvinding, dat de winddeflector een zodanig kleine verticale hoogte kan bezitten dat deze in een uitsparing in het dak kan worden opgenomen. Dit vereist 1014860 7 dan echter, dat de winddeflector ten opzichte van het dak van het voertuig instelbaar is. Enerzijds betekent een in-stelbaarheid, dat de windafbuigende eigenschappen van de winddeflector varieerbaar zijn, en anderzijds dat de windde-5 flector in het dak kan worden opgenomen, met name wanneer de dakopening is afgesloten.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een aantal uitvoeringsvormen van de open-dakconstructie volgens de uitvinding is weerge-10 geven.

Figuur 1 toont in zijaanzicht een gedeelte van een voertuig met een uitvoeringsvorm van de open-dakconstructie volgens de uitvinding; figuur 2 toont, op grotere schaal en schematisch, 15 een doorsnede door een gedeelte van een andere uitvoeringsvorm van de open-dakconstructie volgens de uitvinding; figuur 3 toont, op vergelijkbare wijze als fig. 2, twee andere uitvoeringsvormen; figuur 4 toont perspectivisch een gedeeltelijk on-20 deraanzicht van een winddeflector volgens een andere uitvoeringsvorm, en figuur 5 toont schematisch de werking van nog een andere uitvoeringsvorm van de open-dakconstructie volgens de uitvinding.

25 In fig. 1 is een voertuig 1 weergegeven met een in het dak 2 gevormde dakopening 3 die afsluitbaar is door een (niet weergegeven) paneel. In de buurt van de voorrand 4 van de dakopening 3 is een winddeflector 5 geplaatst. Deze wind-deflector 5 is bedoeld om een over het dak 2 van het voer-30 tuig 1 in hoofdzaak naar achteren gerichte luchtstroming 6 omhoog af te buigen.

De winddeflector 5 bezit een bovenste aangestroomd oppervlak 7 dat in de buurt van de achterrand 8 van de wind-delfector 5 een concaaf verloop 9 bezit.

35 In de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm is de winddeflector 5 met zijn, in de voertuigrichting gerekend, voorste uiteinde aan het dak 2 van het voertuig 1 bevestigd.

1014860 8

De winddeflector 5 bezit in deze uitvoeringsvorm derhalve een vaste positie.

De door de winddeflector 5 met concaaf verloop 9 veroorzaakte afbuiging van de luchtstroming 6 heeft als re-5 sultaat, dat deze luchtstroming 6 het dak pas weer treft ter plaatse van het achter de dakopening 3 gelegen dakgedeelte 2'. Op deze wijze kunnen storende resonanties in de passagiersruimte binnen het voertuig 1 worden voorkomen.

In fig. 2 is een winddeflector 10 getoond die op-10 nieuw een concaaf gedeelte 11 bezit. De hier getoonde winddef lector 10 bezit in doorsnede de vorm van een het betreffende concave verloop bezittend vleugelprofiel.

De winddeflector 10 is op een zodanige afstand boven het dak 2 van het voertuig geplaatst, dat thans langs de 15 onderzijde 12 van de winddeflector ook een luchtstromingska-naal 13 ontstaat. Via dit luchtstromingskanaal 13 stroomt een gedeelte 6' van de luchtstroming 6 langs de onderzijde 12 van de winddeflector 10 en treft ter plaatse van de achterrand 14 van de winddeflector 10 het langs de bovenzijde 20 van de winddeflector stromende hoofdgedeelte van de lucht-stroming 6. Hierdoor wordt de omhoog gerichte afbuiging van de luchtstroming verder ondersteund.

Terwijl in fig. 2 het concave verloop 11 door een geschikte keuze van het vleugelprofiel wordt verkregen, en 25 de winddeflector 10 ééndelig is, is in fig. 3a een uitvoe-ringsvariant weergegeven, waarbij de winddeflector bestaat uit een hoofdgedeelte 15 en een klepvormige hulpdeflector 16. Het hoofdgedeelte 15 en de hulpdeflector 16 maken een zodanig hoek met elkaar, dat opnieuw een concaaf verloop 17 30 wordt gerealiseerd. Ook in dit geval kan de winddeflector 15, 16 zich op enige afstand boven het dak van het voertuig bevinden, zodat een luchtstromingskanaal 18 voor een gedeeltelijke luchtstroming langs de onderzijde 19 van de windde-flector wordt gevormd. In deze uitvoeringsvorm kan het 35 hoofdgedeelte 15 (in combinatie met de hulpdeflector 16) opnieuw de vorm van een vleugelprofiel bezitten.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 3b is de hulp- 1014860 9 deflector 16 op enige afstand achter de winddeflector 15 geplaatst, zodat tussen beide een spleet 18' ontstaat. Door een venturi-effect stroomt lucht door deze spleet 18' omlaag naar de onderzijde 19' van de hulpdeflector, om vervolgens 5 bij de achterrand daarvan opnieuw de hoofdluchtstroming te treffen. Bij deze variant ligt de voorzijde van de windde-flector 15 niet boven, maar achter het dak 2. Een luchtstroming door de spleet 18 zal hierdoor niet of in veel mindere mate optreden dan het geval is bij fig. 2 of 3b.

10 Wanneer, zoals getoond in fig. 2 en fig. 3, ook langs de onderzijde (12 resp. 19,19') van de winddeflector een luchtstroming wordt opgewekt, kan het van voordeel zijn om maatregelen te treffen, dat deze luchtstroming geen voortijdige loslating vertoont. Dit kan worden bereikt door op 15 de onderzijde van de winddeflector middelen aan te brengen ter verhoging van de turbulentie in de langsstromende lucht-stroming. In fig. 4 is een mogelijke uitvoeringsvorm van dergelijke middelen schematisch weergegeven. Zichtbaar is een winddeflector 20 met bovenste aangestroomd oppervlak 21 20 en onderste oppervlak 22. Op het onderste oppervlak zijn zogenaamde vortexturbulators 23 gevormd die onder invloed van de luchtstroming 6' leiden tot de vorming van wervels die met de luchtstroming 6' worden meegenomen en de energie in de luchtstroming zodanig verhogen dat, bij voorkeur, tot aan 25 de achterrand 24 van de winddeflector 20 geen loslatingsver-schijnselen optreden.

Dergelijke de turbulentie verhogende middelen hoeven niet over de gehele breedte van de winddeflector te worden toegepast; al naar gelang de specifieke vereisten kunnen 30 deze middelen slechts lokaal worden aangebracht. Ook kunnen ze op een eventueel toegepaste hulpdeflector aanwezig zijn.

Opnieuw verwijzend naar de figuren 2 en 3, kan worden opgemerkt, dat door een geschikte keuze van de positie van de winddef lectoren 10 resp. 15, 16 ten opzichte van het 35 dak 2 van het voertuig 1 aan de luchtstromingskanalen 13 resp. 18 een zodanige vorm kan worden verschaft, dat hierin een verhoogde lucht stromingssnelheid optreedt (venturi- 1Π14860 10 effect). Ook een dergelijke verhoogde luchtstromingssnelheid draagt bij aan het voorkómen van vroegtijdige loslating aan de onderzijde van de desbetreffende winddeflector.

Tenslotte wordt, verwijzend naar fig. 5, schema-5 tisch een uitvoeringsvorm van de open-dakconstructie volgens de uitvinding getoond, waarbij de winddeflector 25 ten opzichte van het dak instelbaar is. Wanneer de dakopening 3 geopend is doordat een desbetreffend paneel 26 zich in de getoonde stand bevindt, bevindt de winddeflector 25 zich in 10 zijn werkzame positie waarin hij ten minste gedeeltelijk uitsteekt boven het dak 2 van het voertuig. Wanneer het paneel 26 gesloten wordt en naar zijn positie 26' wordt bewogen, beweegt de winddeflector naar zijn positie 25', waarin deze in een desbetreffende opname 27 is opgenomen. Op deze 15 wijze wordt bij gesloten dakopening 3 de winddeflector 25 volledig aan het oog onttrokken en heeft deze geen invloed op de weerstand van het voertuig.

De aan de hand van de figuren 2 en 3 toegelichte luchtstromingskanalen 13 en 18 kunnen zich over·de gehele 20 breedte van de winddeflector uitstrekken. Het is echter ook mogelijk, dat de luchtststromingskanalen zijn verdeeld in een aantal, in de dwarsrichting van het voertuig 1 naast elkaar gelegen, luchtstromingskanalen die door tussenwanden zijn gescheiden.

25 De hier beschreven maatregelen hoeven niet over de gehele breedte van een winddeflector te zijn toegepast; ook een locale toepassing op één of meer plaatsen is mogelijk.

De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvormen die binnen het door de 30 conclusies bepaalde kader van de uitvinding op velerlei wijze kunnen worden gevarieerd 1014860

Claims (11)

1. Open-dakconstructie voor een voertuig, met een in het dak van het voertuig gevormde dakopening die afsluitbaar is door een paneel, waarbij in de buurt van de voorrand van de dakopening een winddeflector is geplaatst voor het ten 5 opzichte van de dakopening geleiden van een over het dak van het voertuig in hoofdzaak naar achteren gerichte luchtstroming, met het kenmerk, dat de winddeflector is voorzien van een bovenste aangestroomd oppervlak dat in de buurt van de achterrand van de winddeflector een concaaf verloop bezit.

2. Open-dakconstructie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de winddeflector in doorsnede de vorm bezit van een het betreffende verloop bezittend vleugelprofiel.

3. Open-dakconstructie volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het concave verloop van de winddeflector 15 wordt verkregen doordat de winddeflector aan zijn achterrand is voorzien van een klepvormige hulpdeflector die ten opzichte van de winddeflector een hoek maakt.

4. Open-dakconstructie volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de hulpdeflector ten opzichte van de windde- 20 flector instelbaar is.

5. Open-dakconstructie volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de winddeflector op een afstand boven het dak van het voertuig is geplaatst, zodat tevens langs de onderzijde van de winddeflector een luchtstro- 25 mingskanaal ontstaat.

6. Open-dakconstructie volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat op het onderste oppervlak van de winddeflector middelen zijn aangebracht ter verhoging van de turbulentie in de langsstromende luchtstroming.

7. Open-dakconstructie volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat turbulentieverhogende middelen bestaan uit vor-texturbulators.

8. Open-dakconstructie volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat de turbulentieverhogende middelen slechts 1014860 op specifieke locaties zijn aangebracht.

9. Open-dakconstructie volgens een der conclusies 5-8, met het kenmerk, dat het luchtstromingskanaal zodanig is bemeten, dat hierin ten opzichte van de ongestoorde arriveren- 5 de luchtstroming een verhoogde stromingssnelheid zal heersen.

10. Open-dakconstructie volgens een der conclusies 5-9, met het kenmerk, dat in de dwarsrichting van het voertuig naast elkaar een aantal luchtstromingskanalen is gevormd.

11. Open-dakconstructie volgens een der voorgaande con clusies, met het kenmerk, dat de winddeflector ten opzichte van het dak van het voertuig instelbaar is. 1 0 1 486Ω