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Dokumentenidentifikation DE3711981A1 27.10.1988
Titel Vorrichtung zur Verminderung des Widerstandes und/oder des Auftriebs an Fahrzeugen
Anmelder Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München, DE
Erfinder Schiefer, Ulrich, 8000 München, DE;
Deutenbach, Rainer, 8057 Eching, DE
DE-Anmeldedatum 09.04.1987
DE-Aktenzeichen 3711981
Offenlegungstag 27.10.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.10.1988
IPC-Hauptklasse B62D 35/02

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verminderung des Widerstandes und/oder des Auftriebs an Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten derartigen allein zur Auftriebsreduzierung vorgesehenen Vorrichtung (DE-OS 34 10 296) ist der Strömungskanal durch einen sich über die gesamte Fahrzeuglänge erstreckenden und an der Fahrzeugunterseite gesondert befestigten Kasten gebildet. Eine derartige Bauweise beansprucht ungewöhnlich viel Bauraum unterhalb der Bodenstruktur des Fahrzeugs, der in der Regel aus Gründen der Bodenfreiheit, aber auch der Zugänglichkeit für eventuelle Reparaturen an der Fahrzeugunterseite nicht zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorausgesetzten Gattung zu schaffen, die vergleichsweise einfach aufgebaut ist, wenig Bauraum beansprucht und trotzdem den Widerstand bzw. den Auftrieb des Fahrzeugs wirksam vermindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im Kennzeichen dieses Patentanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst. Auf diese Weise kann bei einer im Vergleich zur Profillänge genügend großen Profildicke ein hohes Expansionsverhältnis für die stromab der Vorrichtung strömende Luft erreicht werden. Eine starke Expansion kommt einer Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit gleich, so daß die dissipativen Strömungsverluste an den stromab befindlichen Unterbodenunebenheiten vermindert werden. Außerdem ist der zwischen den Profilkörpern liegende Flächenbereich der Fahrzeugunterseite aufgrund der dort erhöhten Strömungsgeschwindigkeit einem vergleichsweise niedrigen Druck ausgesetzt, so daß lokal auch ein Abtriebseffekt erreichbar ist, ohne daß die Strömungskanäle und damit die diese Kanäle seitlich begrenzenden Profilkörper in Fahrzeuglängsrichtung besonders lang ausgebildet sein müßten.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine weitgehend schematisierte Ansicht auf die Unterseite eines Personenkraftwagens;

Fig. 2 eine Seitenansicht auf den Heckbereich eines Personenkraftwagens;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, jedoch in einer etwas abgewandelten Ausführungsform und

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung eines nochmals abgewandelten Ausführungsbeispiels.

Das in Fig. 1 stark schematisiert dargestellte Fahrzeug ist an seinem in Fahrtrichtung F vorderen Ende mit Vorrichtungen ausgerüstet, die zur Verminderung des Auftriebs geeignet sind. Hierzu dienen mehrere Strömungskanäle 1, die jeweils seitlich durch von der Fahrzeugunterseite 2 nach unten gerichtete Profilkörper 3 begrenzt sind. Die Profilkörper 3 haben einen symmetrischen, tropfenförmigen Profilquerschnitt, der an dem in Fahrtrichtung F vorderen Ende abgerundet ist und nach hinten zu spitz ausläuft.

Seitlich schließen sich an die Profilkörper 3 im wesentlichen horizontale Flächenbereiche 4 der Fahrzeugunterseite an. Im Bereich der engsten Querschnitte 5 zwischen den Profilkörpern 3 werden Übergeschwindigkeiten und damit Unterdrücke erzeugt. Diese Unterdrücke kommen an den im wesentlichen horizontalen Flächenbereichen 4 der Fahrzeugunterseite 2 zur Wirkung und erzeugen eine Kraft zur Fahrbahnebene hin. Hinter dem engsten Querschnitt 5 wird die Luftströmung zunehmend expandiert, ohne diese jedoch zur Seite hin abzuleiten. Die dissipativen Energieanteile sind geschwindigkeitsabhängig und werden durch den Abbau der Geschwindigkeit als Folge des Expandierens geringer. Daraus resultiert, daß der Widerstand, der aus der Rauhigkeit der übrigen Fahrzeugunterseite 2 resultiert, reduziert wird.

Mit der beschriebenen Vorrichtung kann ferner der Energiezustand des Hecktotwassers 6 beeinflußt werden (Fig. 2). Das Druckniveau im Bereich des Hecktotwassers 6 kann erhöht werden und die Energieverluste aus den im unteren Totwasserbereich abschwimmenden Wirbeln 7 können durch Verlangsamung dieser Wirbel reduziert werden.

Die Länge 1 der Profilquerschnitte kann etwa zwischen 1/12 und 1/5 der Länge des Fahrzeugs liegen. Trotzdem ergeben sich örtlich gute Abtriebseffekte, wobei sich darüber hinaus auch der Gesamtwiderstandsbeiwert des Fahrzeugs vermindern läßt. Bei den erwähnten Längen der Profilquerschnitte können diese hinsichtlich ihrer Positionierung auf der Fahrzeugunterseite 2 in weiten Grenzen verändert werden, je nachdem an welchem Fahrzeugtyp und für welchen Verwendungszweck die aerodynamischen Vorrichtungen angebracht werden sollen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel stehen die Profilkörper 3 von der Unterseite des Fahrzeugbugs 8 nach unten ab. Außer den Ausführungsbeispielen mit drei Profilkörpern haben auch Ausführungsformen mit beispielsweise fünf Profilkörpern gute Ergebnisse gebracht. Die Länge 1 der Profilquerschnitte der außen liegenden Profilkörper kann kürzer sein als die der inneren, was aufgrund der äußeren Fahrzeugkontur und aufgrund des Raumbedarfs der angrenzenden Radhäuser notwendig werden kann.

In den Fig. 3 und 4 ist ferner noch angedeutet, daß die Profilkörper 3&min; bzw. 3&min;&min; in die Fahrzeugunterseite 2 hineinverlagerbar sein können. Dies kann nach Fig. 2 in einer geradlinigen Bewegung durch einen geeigneten Stellzylinder 9 und geeignete Führungen im Fahrzeugkörper erfolgen. Gemäß Fig. 4 kann dies auch dadurch bewerkstelligt werden, daß die Profilkörper 3&min;&min; um eine am Ende des Proifilquerschnitts vorgesehene Querachse 10, wiederum mittels eines Stellzylinders 9, schwenkbar sind. Ist dabei die Querachse 10 an dem in Fahrtrichtung F hinteren Ende des Profilkörpers 3&min;&min; vorgesehen, so ergeben sich Vorteile hinsichtlich des Böschungswinkels, der in der Regel bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten eine Rolle spielt, bei denen die Profilkörper ohnehin weitgehend wirkungslos sind.

Das Verhältnis zwischen Auftriebsreduzierung und Widerstandsreduzierung ist durch Wahl der Profilwölbung sowie durch Gestaltung der angrenzenden Flächenbereiche an der Unterseite 2 des Fahrzeugs veränderbar.

Ferner kann die Höhenverstellung der Profilkörper 3&min; bzw. 3&min;&min; willkürlich (aktiv) oder auch selbsttätig (passiv) erfolgen.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Verminderung des Widerstandes und/oder des Auftriebs an Fahrzeugen, mit wenigstens einem an der Fahrzeugunterseite vorgesehenen Strömungskanal, der vorne und hinten sowie nach unten offen und in seinem mittleren Bereich verjüngt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strömungskanäle (1) vorgesehen sind, die seitlich durch mindestens drei von der Fahrzeugunterseite (2) nach unten gerichtete Profilkörper (3) mit einem symmetrischen, tropfenförmigen Profilquerschnitt begrenzt sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich seitlich an die Profilkörper (3) zumindest annähernd horizontale Flächenbereiche (4) der Fahrzeugunterseite (2) anschließen.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (1) der Profilquerschnitte etwa zwischen 1/12 und 1/5 der Länge des Fahrzeugs liegt.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkörper (3) von der Unterseite des Fahrzeugbugs (8) nach unten abstehen.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (1) der Profilquerschnitte der außen liegenden Profilkörper (3) kürzer ist als die der inneren.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkörper (3&min;, 3&min;&min;) zumindest teilweise in die Fahrzeugunterseite (2) hinein verlagerbar sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkörper (3&min;&min;) nach oben schwenkbar sind.






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