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Dokumentenidentifikation DE102005019778B4 16.05.2007
Titel Spiegelgehäuse
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Lawall, Gerhard, 85290 Geisenfeld, DE;
Fiebag, Mario, 85072 Eichstätt, DE;
Lührmann, Ludger, Dr., 85055 Ingolstadt, DE;
Steinicke, Hartmut, 85051 Ingolstadt, DE;
Rudolf, Peter, 85298 Scheyern, DE;
Staudacher, Stefan, 85080 Gaimersheim, DE
DE-Anmeldedatum 28.04.2005
DE-Aktenzeichen 102005019778
Offenlegungstag 02.11.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.05.2007
IPC-Hauptklasse B60R 1/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Fahrzeugzubehörs, insbesondere für Personenkraftfahrzeuge, und betrifft ein Spiegelgehäuse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Spiegelgehäuse für einen Außenrückspiegel geht aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 44 44 126 A1 hervor. Dieses Spiegelgehäuse hat eine in Einbaulage im Wesentlichen der Fahrbahn zugewandte Unterseite und einen mit dem Fahrzeug verbindbaren Gehäusefuß. Außerdem ist eine das Gehäuse umlaufende Wasserführungsrinne vorgesehen, die bei der Fahrt anströmendes Wasser sammelt und in Richtung der unteren Gehäusekante leitet. Das Spiegelgehäuse endet zwischen der Wasserführungsrinne und dem unteren Öffnungsrand in einer schräg bis steil zur Fahrbahn nach unten gerichteten Leiste, die mit Unterstützung des an ihr umgelenkten Luftstroms des Fahrtwindes das in der Wasserführungsrinne gesammelte Wasser nach unten abführt. Damit soll während der Fahrt auch bei größeren anströmenden Wassermengen von dem Spiegelgehäuse abgehendes Spritzwasser von der Spiegelfläche und der nebenliegenden Seitenscheibe ferngehalten werden.

Diese Leiste ist einerseits optisch vergleichsweise auffällig und sowohl vom Fahrzeuginneren als auch von außen sichtbar. Sie beeinflusst durch ihre Anordnung das Design und den Designspielraum.

Aus der DE 197 43 107 C2 ist ein Außenspiegel für Fahrzeuge bekannt, bei dem durch mehrere, in Strömungsrichtung der den Spiegel umströmenden Luft nacheinander wirksame strömungsbeeinflussende Elemente auf das Gehäuse treffende Regenwasser derart abgelenkt wird, dass es nicht auf die Spiegelfläche gelangt. Dazu ist zunächst eine Abrisskante vorgesehen, die Regenwasser selbst bei ungünstigen Witterungsverhältnissen so nach unten ablenken soll, dass die Spiegelfläche regenwasserfrei bleibt. Eine etwaige Restmenge an Regenwasser, die trotz der Abrisskante in Richtung des Spiegels fließt, wird an einem Begrenzungssteg aufgefangen und in einer durch eine Hinterschneidung gebildeten Längsmulde gesammelt. Darüber noch hinaus gelangendes Wasser wird schließlich durch eine umlaufende Nut von dem Erreichen der Spiegelfläche abgehalten.

Dieses bekannte Spiegelgehäuse ist durch die vorgenannten Konstruktionselemente in seiner Designfreiheit ganz erheblich eingeschränkt, erfordert eine vergleichsweise aufwendige Gehäuseform und damit kostenerhöhende Gehäusefertigung und birgt aufgrund der vielfältigen Strömungsbeeinflussung insbesondere bei höheren Fahrtgeschwindigkeiten die Gefahr unerwünschter Fahrtwindgeräusche.

Aus der US 2002/0125737 A1 ist auch ein Spiegelgehäuse bekannt, das auf der Gehäuseoberseite einen Gehäusedeckel aufweist, an dem eine Stufe ausgebildet ist, die sich senkrecht zur Fahrtrichtung erstreckt. Diese gut sichtbare Stufe dient nur zur Reduzierung von Fahrtwindgeräuschen.

Vor diesem Hintergrund liegt nun der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Spiegel- und/oder Seitenscheibenverschmutzung durch im Bereich des Spiegelgehäuses aufgewirbeltes Wasser (weiter) zu vermindern und zugleich einen signifikanten Einfluss auf das Spiegelgehäusedesign durch die dazu ergriffenen Maßnahmen zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Spiegelgehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demgemäß ist bei dem erfindungsgemäßen Spiegelgehäuse eine Stufe vorgesehen, die sich auf der Unterseite von einem gehäusefußnahen Anfangspunkt zu einem gehäusefußfernen Endpunkt erstreckt. Die Stufenstirnfläche ist in Einbaulage im Wesentlichen senkrecht und zur Fahrzeugfront hin orientiert und weist eine Höhe von mindestens 2 mm auf. Vorzugsweise liegt die Höhe der Stufenstirnfläche im Bereich zwischen 2 bis 6 mm und besonders bevorzugt im Bereich zwischen 3 bis 4 mm.

Zwar ist aus der US-Patentschrift US 6,010,222 ein Außenrückspiegel mit einem Spiegelgehäuse mit einer Außenschale für Lastkraftwagen und Busse bekannt, an der ein umlaufender Vorsprung von einigen 1/10 mm vorgesehen ist. Dieser Vorsprung ist so dimensioniert, dass ein Übergang der zunächst laminaren Grenzflächenströmung in eine turbulente Oberflächenströmung an definierter Stelle des Spiegelgehäuses eintritt. Die Dimension des Vorsprungs liegt also in der Größenordnung der so genannten Grenzschicht – nämlich einigen 1/10 mm –, die aufgrund der Reibung zwischen der Oberfläche des Spiegelgehäuses und der relativ dazu strömenden Luft entsteht. Durch diese Maßnahme wird die Ablösung der das Spiegelgehäuse während der Fahrt umströmenden Luftströmung verhindert oder aber zumindest in Fahrtrichtung nach hinten verlagert. Damit soll die Aufgabe gelöst werden, den Strömungswiderstand des Spiegelgehäuses und damit den Energieaufwand und die Fahrgeräusche zu vermindern.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht demgegenüber unter anderem darin, durch einen signifikanten Absatz die das Spiegelgehäuse umströmende Luft gezielt derart zu beeinflussen, dass Feuchtigkeitströpfchen bzw. Regentropfen kontrolliert am Aufsteigen in Richtung Spiegelglas und/oder Seitenscheibe gehindert werden. Dies erfolgt, indem auf die strömungstechnisch erhebliche Höhe der Stufenstirnfläche die sich im Wesentlichen mit Fahrtgeschwindigkeit relativ zum Spiegelgehäuse bewegenden Tröpfchen prallen, sich dort sammeln und gegebenenfalls fahrtwindunterstützt seitlich abgeführt werden.

Gegenüber dem eingangs beschriebenen Stand der Technik ist bei dem erfindungsgemäßen Spiegelgehäuse der Gestaltungsspielraum – bei deutlich verbesserter Wirkung in der Abweisung von Spritzwasser von Spiegelglasfläche und Seitenscheibe – erheblich größer. Die Stufe bzw. die Stufenstirnfläche ist aufgrund ihrer Anordnung an der Spiegelgehäuseunterseite vom Fahrzeuginneren aus nicht und auch von außen kaum wahrnehmbar.

Auch in aerodynamischer Hinsicht ist das erfindungsgemäße Spiegelgehäuse gegenüber dem aus der eingangs genannten DE 44 44 126 A1 bekannten Gehäuse vorteilhaft: bei der Leiste ergibt sich aufgrund des in Fahrtrichtung gesehen dahinter befindlichen Freiraums im so genannten Nachlauf eine vertikal nach oben wirkende Auftriebskomponente, die Wassertröpfchen nach oben und ungünstigstenfalls in Richtung Spiegelglasfläche schleudert. Demgegenüber setzt sich bei dem erfindungsgemäßen Spiegelgehäuse in der für eine Stufe oder einen Absatz typischen Weise die Gehäuseoberfläche im in Fahrzeugrichtung gesehen heckseitigen anschließenden Bereich im Wesentlichen eben und ungestört fort, so dass ein ungestörter weiterer Luftfluss um das Spiegelgehäuse gewährleistet ist. Damit zeichnet sich die erfindungsgemäße Gestaltung gegenüber der Anordnung einer Leiste auch durch einen verbesserten Cw-Wert aus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung u.a. unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Stufenstirnfläche entlang einer Bogenlinie verläuft, die in Einbaulage zur Fahrzeugfront hin konvex ist. Damit trägt die Stufenstirnfläche noch effizienter zum Abweisen des Spritz- bzw. Regenwassers weg vom Fahrzeug bei. Besonders bevorzugt kann dabei der Anfangspunkt gegenüber dem Endpunkt in einbaugemäßer Vorwärtsfahrtrichtung gesehen voreilen.

Nach einer im Design bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Unterseite in dunkler Farbe gehalten; damit wird der angestrebte Effekt noch weiter verstärkt, die hervorragende Spritzwasser abweisende Wirkung des erfindungsgemäßen Spiegelgehäuses ohne Auffälligkeiten im Design zu realisieren.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 in perspektivischer Ansicht ein erfindungsgemäßes Spiegelgehäuse,

2 das Spiegelgehäuse nach 1 im Querschnitt,

3 detailliert den Bereich A aus 2,

4 Aufnahmen tatsächlicher Strömungsverhältnisse bei einem im Prinzip bekannten Spiegelgehäuse,

5 Aufnahmen tatsächlicher Strömungsverhältnisse bei einem erfindungsgemäßen Spiegelgehäuse,

6 schematisch Strömungsverhältnisse bei einem im Prinzip bekannten Spiegelgehäuse und

7 schematisch Strömungsverhältnisse bei einem erfindungsgemäßen Spiegelgehäuse.

In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente – sofern nichts anderes angegeben ist – mit gleichen Bezugszeichen versehen worden.

Das in 1 perspektivisch in Sieht von schräg unten auf die – in Einbaulage – unten liegende, der Fahrbahn zugewandte Gehäuseunterseite 1 gezeigte Spiegelgehäuse 2 ist für einen (nicht dargestellten) Personenkraftwagen, insbesondere für ein so genanntes SUV (Sports Utility Van), Fahrzeug vorgesehen. Derartige Fahrzeuge sind bekanntlich häufig höher gelegt und haben mithin eine höhere Fahrersitzposition. Aufgrund dieser Fahrerposition und der eher größeren Fahrzeugabmessungen sind – auch im Hinblick auf zunehmend hohe Sicherheitsanforderungen – besonders große Außenspiegel wünschenswert, bei denen sich die nachfolgend beschriebenen Effekte der Erfindung besonders auswirken und besonders wertvoll sind.

Das Spiegelgehäuse 2 hat einen mit dem Fahrzeug verbindbaren Gehäusefuß 3. Die Unterseite ist von einer Spiegelkappe 4 gebildet, die in dunkler Farbe (schwarz) gehalten und damit gegenüber dem übrigen Spiegelgehäuse, das üblicherweise in Wagenfarbe oder in neutraler Farbe (zum Beispiel silbern) gehalten ist, farblich abgesetzt ist. Zwischen Fuß 3 und übrigem Spiegelgehäusekörper 5 ist eine Fuge 6 vorgesehen. Die Kappe 4 kann abnehmbar sein, um auch bei montiertem Spiegelglas 8 (2) Zugang zum Inneren 9 des Spiegelgehäuses zu haben.

Auf der Unterseite 1 verläuft ein Absatz oder eine Stufe 10. Diese hat ausgehend von einer (in Vorwärts-Fahrtrichtung F gesehen) frontseitig orientierten geschlossenen Außenschale 11 eine erste – in Bezug auf die Fahrtrichtung nachfolgend auch als vordere Anschlussfläche bezeichnete – Anschlussfläche 12, von der aus sich in Einbaulage im Wesentlichen senkrecht nach unten und zur Fahrzeugfront hin orientiert eine Stufenstirnfläche 14 erstreckt. Die Stufenstirnfläche hat eine Höhe (vertikale Erstreckung) von 2 mm bis 6 mm, im Ausführungsbeispiel bevorzugt ca. 5 mm.

Die Stufenstirnfläche verläuft von einem gehäusefußnahen Anfangspunkt 15 zu einem gehäusefußfernen Endpunkt 16 und zwar entlang einer gekrümmten Linie 17, die bevorzugt ein Bogen 18 mit in Einbaulage zur Fahrzeugfront konvexer Orientierung ist. Der Anfangspunkt 15 liegt in Fahrtrichtung F gesehen gegenüber dem Endpunkt 16 voraus bzw. eilt diesem in Fahrtrichtung vor. An die Stufenstirnfläche schließt sich rückwärtig eine (hintere) Anschlussfläche 19 an, die bis zum heckseitigen Ende 20 des Spiegelgehäuses verläuft. Mit anderen Worten: Außer der gewollten Beeinflussung der Strömung durch die Stufenstirnfläche, sind weitere strömungsbeeinflussende Geometrien bewusst vermieden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und zur Darstellung strömungstechnischer Effekte wird nun auf die 2 und 3 Bezug genommen. 2 zeigt im Querschnitt entlang der Linie II-II in 1 das Spiegelgehäuse 2 mit dem Spiegelglas 8, dem Gehäuseinneren 9 und der Stufe 10, sowie deren Stufenstirnfläche 14. In diesem als Einzelheit A in 3 vergrößert dargestellten Bereich ist aufgrund der Reibung der Luft an der Oberfläche 21 der vorderen Anschlussfläche 12 in deren unmittelbarer Nähe eine wenige 1/10 mm dicke Grenzschicht 22 vorhanden. Die Höhe 23 der Stufenstirnfläche 14 beträgt dagegen mit den erwähnten ca. 5 mm das ca. 10-Fache dieser Grenzschicht. Bei Regen oder Verwirbelungen im Luftstrom um das Spiegelgehäuse befindliche Feuchtigkeitströpfchen 25 prallen weitgehend ungebremst auf die Stufenstirnfläche 14 und werden aufgrund ihrer bogenförmigen Gestalt (1) zum fahrzeugfernen Endpunkt 16 geleitet.

Der Effekt des erfindungsgemäßen Spiegelgehäuses wird nun anhand einer vergleichenden Betrachtung der in den 4 bis 7 dargestellten Aufnahmen tatsächlicher bzw. schematischer Strömungsverhältnisse bei einem im Prinzip bekannten und einem erfindungsgemäßen Spiegelgehäuse verdeutlicht.

4 zeigt im oberen Teil in Sicht nach vorne und darunter in Seitenansicht, wie bei entsprechender Geschwindigkeit Wassertropfen an einem im Prinzip wie nach der eingangs erwähnten Deutschen Offenlegungsschrift DE 44 44 126 A1 gestalteten Spiegelgehäuse verwirbeln. Man erkennt relativ große Spritzwassermengen 30 im Bereich der Seitenscheibe 31 und zwar auch in der für den Fahrer besonders wichtigen Sichtlinie 32 zum Außenspiegelglas 8.

Demgegenüber zeigt die Aufnahme der Situation bei einem vergleichbaren, aber erfindungsgemäß ausgestalteten Spiegelgehäuse in 5 eine deutlich geringere Spritzwassermenge 35 in den kritischen Bereichen, nämlich insbesondere auf der Seitenscheibe 31 und dem Spiegelglas 8, sowie in der Sichtlinie 32.

Dies lässt sich nach den 6 und 7 damit erklären, dass bei dem bekannten Spiegelgehäuse durch die Leiste 40, die zwar ebenfalls aerodynamisch wirkt und die Luftströmung an der Unterkante des Spiegelgehäuses 42 ablenkt, ein so genannter Nachlauf 44 induziert wird. Die Leiste ist durch ihre Anordnung relativ weit hinten und den Nachlauf 44 (Vertikalkomponente 45 der Strömung nach oben) in ihrer Wirkung nicht optimal. Außerdem ist die Leiste deutlich sichtbar und beeinträchtigt damit das Design.

Demgegenüber zeigt 7, dass die über die Stufenstirnfläche 14 gelenkte Strömung 46 entlang der Anschlussfläche 19 weitgehend ungestört verläuft, so dass etwaige Flüssigkeitströpfchen entlang der Stufenstirnfläche von Turbulenzen weitgehend ungestört seitlich nach außen abgeführt werden können.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.


Anspruch[de]
Spiegelgehäuse (2) für einen Außenrückspiegel eines Fahrzeugs, mit einer in Einbaulage der Fahrbahn zugewandten Unterseite (1), mit einem mit dem Fahrzeug verbindbaren Gehäusefuß (3) und einer Stufe (10) mit einer in Einbaulage senkrechten und zur Fahrzeugfront hin orientierten, mindestens 2 mm hohen Stufenstirnfläche (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe sich auf der Unterseite (1) von einem gehäusefußnahen Anfangspunkt (15) zu einem gehäusefußfernen Endpunkt (16) erstreckt und an die sich in Fahrtrichtung gesehen rückwärtig eine von weiteren strömungsbeeinflussenden Geometrien freie Anschlussfläche (19) anschließt, die bis zum heckseitigen Ende (20) des Spiegelgehäuses (2) verläuft. Spiegelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (23) der Stufenstirnfläche (14) 2 bis 6 mm, vorzugsweise 3 bis 4 mm, beträgt. Spiegelgehäuse nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufenstirnfläche (14) entlang eines Bogens (18) verläuft, der in Einbaulage zur Fahrzeugfront hin konvex ausgebildet ist. Spiegelgehäuse nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangspunkt (15) gegenüber dem Endpunkt (16) in Einbaulage in Vorwärtsfahrtrichtung (F) gesehen voreilt. Spiegelgehäuse nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (1) des Spiegelgehäuses (2) in dunkler Farbe gehalten ist.






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