DE10012905A1

DE10012905A1 - Roof rack for vehicle has streamlined device extending along transverse member

Info

Publication number: DE10012905A1
Application number: DE2000112905
Authority: DE
Inventors: Anton Lechner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-09-20

Abstract

The roof rack consists of at least one transverse member (1) extending across the roof (20) of the vehicle. The cross member has a streamlined profile (droplet-shaped or oval) to reduce air resistance and to create a downward-directed aerodynamic force. Turbulence barriers (3) or flow breakaway edges are fitted to the top and bottom of the cross member to reduce wind noise.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dachträger für Fahrzeuge mit wenigstens einem quer zur Fahrzeuglängsachse quer über das Dach reichenden Querträger zur Aufnahme der auf dem Dach zu transportierenden Lasten oder Lastaufnahmesysteme.The invention relates to a roof rack for vehicles with at least one cross to the vehicle longitudinal axis across the roof reaching cross member to accommodate the loads to be transported on the roof or load suspension systems.

Diese Querträger werden, um den Luftwiderstand gering zu halten, üblicherweise aus einem im Querschnitt abgerundeten rechteckigen oder ovalen Alu-Strangpressprofil hergestellt. Zur Befestigung der verschiedenen Lastaufnahmesysteme wie Gepäckbox, Skihalter oder Fahrradhalter dienen Rillen oder Nuten im Querträger, in denen Befestigungsschrauben oder Gleitmuttern längsverschieblich eingelegt sind. Die abgerundete Form des Querträgers führt zu einer geordneten Umströmung des Profils, wobei auf der Ober- und Unterseite hohe Strömungsgeschwindigkeiten erreicht werden. Dadurch werden in den quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Rillen bzw. Nuten unangenehme Pfeifgeräusche unduziert. Um dies zu verhindern, werden z. B. Kunststoffformteile in die Nut eingelegt, die die Nut abdecken, wo keine Befestigungselemente für das Lastaufnahmesystem benötigt sind. Nachteilig neben der zusätzlichen Kosten für dieses Bauteil ist, daß der Abstand zwischen den Befestigungselementen des Lastaufnahmesystems je nach Trägersystem unterschiedlich ist und daher die Formstücke beim Wechsel des Lastaufnahmesystems immer wieder präzise angepaßt werden müssen.These cross members are usually made to keep the air resistance low a rectangular or oval extruded aluminum profile with a rounded cross-section manufactured. For fastening the various load suspension systems such as luggage boxes, Ski holders or bike holders are used for grooves or grooves in the crossmember Fastening screws or sliding nuts are inserted so that they can move longitudinally. The rounded shape of the cross member leads to an orderly flow around the profile, whereby high flow velocities are achieved on the top and bottom. As a result, the grooves or grooves running transversely to the direction of flow unpleasant whistling noises. To prevent this, z. B. Plastic molded parts inserted into the groove, which cover the groove where none Fasteners for the load suspension system are required. A disadvantage besides the additional cost of this component is that the distance between the Fastening elements of the load suspension system differ depending on the carrier system and therefore the fittings when changing the load suspension system again and again must be adjusted precisely.

Des weiteren führt die oben beschriebene abgerundete Form des Querträgers zu instationären Strömungsablösevorgängen hinter dem dicksten Querschnitt und in Folge davon zu den bekannten periodischen niederfrequenten und unangenehmen Luftgeräuschen.Furthermore, the rounded shape of the cross member described above leads to unsteady flow separation processes behind the thickest cross section and in succession of which to the well-known periodic low-frequency and unpleasant Air noise.

Zur Unterdrückung der Luftgeräusche sind abschnittsweise veränderliche Querschnittsprofile des Querträgers vorgeschlagen worden (DE 40 35 729, DE 41 13 230), wobei diese Querschnittsänderungen mit Hilfe eines eigenen Formteils, z. B. Gumminoppen, erzeugt werden, welches in das Alu-Profil eingelegt wird. Durch diese abschnittsweisen Querschnittsänderungen soll die Umströmung diffuser und damit Geräusche verhindert werden. Nachteilig sind aber auch hier die Kosten eines eigenen Formteils.In order to suppress the air noise, sections are variable Cross-sectional profiles of the cross member have been proposed (DE 40 35 729, DE 41 13 230), these cross-sectional changes with the help of a separate molding, z. B. Rubber knobs are generated, which is inserted into the aluminum profile. Through this Sectional cross-sectional changes are intended to make the flow more diffuse and thus Noises can be prevented. However, the cost of having your own is also disadvantageous here Molding.

Es ist auch bekannt, daß die Fahrstabilität der mit Dachlasten beladenen Fahrzeugen bei hohen Geschwindigkeiten und insbesondere bei Wind stark beeinträchtigt wird. Es ist daher auch Aufgabe der Erfindung, einen Vorschlag zu unterbreiten, die Fahrstabilität des Fahrzeuges durch den Dachträger günstig zu beeinflussen.It is also known that the driving stability of vehicles loaded with roof loads high speeds and especially in windy conditions. It is therefore also the object of the invention to make a proposal, the driving stability of the To influence the vehicle favorably through the roof rack.

Bezüglich der Luftgeräusche wird die Aufgabenstellung erfindungsgemäß dadurch gelöst (siehe Fig. 2), daß das Querträgerprofil 1 auf seiner gesamten Länge an seiner Oberseite vor der Rille bzw. Nut 2 eine scharfkantige Erhöhung 3 (Turbulenzzaun) aufweist, die stromabwärts eine turbulente Wirbelschleppe 4 erzeugt. Dadurch wird die äußere Kante 5 der Nut nur noch turbulent angeströmt und die Windgeräusche verhindert. Außerdem wird die instationäre Strömungsablösung nach dem dicksten Querschnitt und damit periodische, tieffrequente Windgeräusche verhindert.With respect to the wind noise is the task solved by the invention (see Fig. 2), that the cross member profile 1, a sharp increase has 3 (turbulence fence) along its entire length on its upper side in front of the groove 2 that creates a downstream turbulent wake 4 . As a result, the outer edge 5 of the groove is only subjected to a turbulent flow and the wind noise is prevented. In addition, the unsteady flow separation after the thickest cross section and thus periodic, low-frequency wind noise is prevented.

Windgeräusche, die von der Umströmung der Querträger-Unterseite und der instationären Strömungsablösung nach dem dicksten Querschnitt herrühren, können ebenfalls in gleicher Weise durch einen Turbulenzzaun 3, der zweckmäßigerweise an der dicksten Stelle plaziert ist, oder auch durch eine stromabwärts gelegene Strömungsabrißkante 6 (Fig. 2) vermieden werden. Wind noise resulting from the flow around the underside of the crossmember and the transient flow separation after the thickest cross section can likewise be generated in the same way by a turbulence fence 3 , which is expediently placed at the thickest point, or also by a downstream flow separation edge 6 ( FIG. 2) be avoided.

Da sich Turbulenzzaun 3 als auch Abrißkante 6 über die gesamte Länge des Querträgerprofils erstrecken, können sie vorteilshaft in das Strangpressprofil des Querträgers 1 integriert werden. Es sind also keine kostenerhöhende eigene Bauteile vonnöten. Es ist aber auch darstellbar, daß der Turbulenzzaun aus einem z. B. elastischen, gummiartigen Formteil 8 hergestellt ist, das in eine Nut 9 im Querträgerprofil 1 eingelegt wird, wie es Fig. 4 zeigt. Eine andere beispielshafte Lösung zeigt Fig. 5. Hier wird einfach ein rechteckiges Gummiprofil 10, das als Turbulenzgenerator dient, auf die Oberfläche des Querträgerprofils 1 aufgeklebt. Ebenso ist es in gleicher Weise möglich, ein als Abrißkante ausgebildetes Formteil, z. B. ein einfacher Dreieckskeil, auf die Oberfläche aufzukleben.Since turbulence fence 3 and tear-off edge 6 extend over the entire length of the cross member profile, they can advantageously be integrated into the extruded profile of cross member 1 . So there is no need to increase your own components. But it can also be represented that the turbulence fence from a z. B. elastic, rubber-like molded part 8 is made, which is inserted into a groove 9 in the cross member profile 1 , as shown in FIG. 4. Another exemplary solution is shown in FIG. 5. Here, a rectangular rubber profile 10 , which serves as a turbulence generator, is simply glued onto the surface of the cross member profile 1 . It is also possible in the same way, a molded part designed as a tear-off edge, for. B. a simple triangular wedge to stick to the surface.

Damit hat der Turbulenzzaun neben seiner akustischen Wirkung auch einen rutschhemmenden Effekt, wenn z. B. eine Ladung direkt auf den Querträgern befestigt und transportiert werden soll.In addition to its acoustic effect, the turbulence fence also has one anti-slip effect when z. B. attached a load directly on the cross members and to be transported.

Um die Fahrstabilität zu erhöhen, wird vorgeschlagen, das Querschnittsprofil 1 so auszubilden, daß durch die Umströmung eine nach unten gerichtete aerodynamische Luftkraft entsteht. Dies kann z. B. erreicht werden, wenn das Querschnittsprofil als umgekehrtes Flügelprofil ausgebildet wird, wie es Fig. 2 zeigt. Bei hohen Geschwindigkeiten wird dadurch ein aerodynamischer Abtrieb A erzeugt, der den Achsdruck der Fahrzeuge und damit die Fahrstabilität merklich erhöht. Außerdem hat ein Flügelprofil bzw. Tropfenprofil bekanntlich den geringsten aerodynamischen Formwiderstand. Dadurch werden Luftwiderstand des Dachträgers und Seitenwindkräfte verringert. Es ist aber auch beispielsweise möglich, das Querschnittsprofil aus zwei verschiedenen Ellipsen zu formen, wobei die die obere Ellipse schwächer als die untere Ellipse gewölbt ist, wodurch sich ebenfalls eine aerodynamische Luftkraft erzeugen läßt.In order to increase the driving stability, it is proposed to design the cross-sectional profile 1 in such a way that an aerodynamic air force directed downwards is created by the flow. This can e.g. B. can be achieved if the cross-sectional profile is formed as an inverted wing profile, as shown in FIG. 2. At high speeds, this produces an aerodynamic downforce A, which noticeably increases the axle pressure of the vehicles and thus driving stability. In addition, a wing profile or drop profile is known to have the lowest aerodynamic shape resistance. This reduces the roof rack's air resistance and cross wind forces. However, it is also possible, for example, to form the cross-sectional profile from two different ellipses, the upper ellipse being curved more weakly than the lower ellipse, as a result of which an aerodynamic air force can also be generated.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines Dachträgers. Fig. 1 shows a partial perspective view of a roof rack.

Fig. 2 das Querschnittsprofil 1 eines Dachträgers in Form eines umgekehrten Flügelprofils mit einer Befestigungsrille bzw. Nut 2 zur Aufnahme der Befestigungselemente für das variable Lastaufnahmesystem und einem an der Oberseite dieser Nut vorgelagerten und an seiner Unterseite an der dicksten Stelle befindlichen, in die Querschnittsform integrierten Turbulenzgenerator 3 (Turbulenzzaun). Fig. 2 shows the cross-sectional profile 1 of a roof rack in the form of an inverted wing profile with a fastening groove or groove 2 for receiving the fastening elements for the variable load-carrying system and an upstream on the top of this groove and located on its underside at the thickest point, integrated into the cross-sectional shape Turbulence generator 3 (turbulence fence).

Fig. 3 das Querschnittsprofil 1 in Tropfenform mit einer integrierten Strömungsabrißkante 6 an seiner Unterseite. Fig. 3 shows the cross-sectional profile 1 in the form of drops with an integrated flow separation edge 6 on its underside.

Fig. 4 ein Detailausschnitt B aus dem Querschnittsprofil 1 mit einem in dieses Profil integrierte Nut 9 eingelegten elastischen, gummiartigen Formteil 8 als Turbulenzzaun. Fig. 4 shows a detail B from the cross-sectional profile 1 with an integrated in this profile groove 9 elastic, rubber-like molded part 8 as a turbulence fence.

Fig. 5 ein Detailausschnitt C aus dem Querschnittsprofil 1 mit einem aufgeklebten Rechteckprofil aus Gummi 10 als Turbulenzzaun. Fig. 5 shows a detail C from the cross-sectional profile 1 with a glued rectangular profile made of rubber 10 as a turbulence fence.

Claims

1. Dachträger für Fahrzeuge mit wenigstens einem quer über das Dach reichenden Querträger, der Mittel zur Vermeidung von Windgeräuschen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Oberseite oder an Unterseite, oder an Ober- und Unterseite des Querträgers (1) eine Vorrichtung im wesentlichen über die gesamte Länge des Querträgers befindet, die zur Turbulenzerzeugung in der wandnahen Strömungsschicht (4) dient und die als im wesentlichen lotrechte, scharfkantige Profilerhebung (2) ausgebildet ist (Turbulenzzaun).1. Roof rack for vehicles with at least one cross member extending across the roof, which has means for avoiding wind noise, characterized in that on the top or bottom, or on the top and bottom of the cross member ( 1 ), a device essentially Located over the entire length of the cross member, which serves to generate turbulence in the flow layer ( 4 ) close to the wall and which is designed as an essentially vertical, sharp-edged profile elevation ( 2 ) (turbulence fence).

2. Dachträger für Fahrzeuge mit wenigstens einem quer über das Dach reichenden Querträger, der Mittel zur Vermeidung von Windgeräuschen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich im in Anströmrichtung hinteren Teil des Querschnittsprofils des Querträgers (1) mindestens eine Profilerhöhung (6) befindet, die als Strömungsabrißkante ausgebildet ist, an der die Strömung um den Querträger definiert abreißt.2. Roof rack for vehicles with at least one cross member extending across the roof, which has means for avoiding wind noise, characterized in that there is at least one profile increase ( 6 ) in the rear part of the cross-sectional profile of the cross member ( 1 ) in the upstream direction Flow separation edge is formed, at which the flow around the cross member breaks off in a defined manner.

3. Dachträger für Fahrzeuge mit wenigstens einem quer über das Dach reichenden Querträger, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil (1) des Querträgers so ausgebildet ist, daß durch die Umströmung des Querträgers eine nach unten gerichtete aerodynamische Luftkraft auftritt.3. Roof rack for vehicles with at least one cross member extending across the roof, characterized in that the cross-sectional profile ( 1 ) of the cross member is designed such that a downward aerodynamic air force occurs due to the flow around the cross member.

4. Dachträger nach Anspruch 1 oder zwei, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilerhöhungen (3) bzw. (6) aus einem elastischen Formteil (8) gebildet ist, welches in eine Nut (9) im Querträgerprofil eingesetzt ist. 4. Roof rack according to claim 1 or two, characterized in that the profile elevations ( 3 ) or ( 6 ) is formed from an elastic molded part ( 8 ) which is inserted into a groove ( 9 ) in the cross member profile.

5. Dachträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilerhöhungen (3) bzw. (6) aus einem Formteil (10), welches direkt auf das Querträgerprofil aufgeklebt wird.5. Roof rack according to claim 1 or 2, characterized in that the profile increases ( 3 ) or ( 6 ) from a molded part ( 10 ) which is glued directly to the cross member profile.

6. Dachträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilerhöhung (3) an der Oberseite des Querträgers an dem in Anströmrichtung vorderen Teil angeordnet ist.6. Roof rack according to claim 1, characterized in that the profile increase ( 3 ) is arranged on the upper side of the cross member on the front part in the upstream direction.

7. Dachträger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilerhöhung (3) bzw. (6) in das Profil des Querträgers integriert ist, d. h. Profilerhöhung und Querträger-Querschnittsprofil einteilig sind.7. Roof rack according to claim 1 and 2, characterized in that the profile increase ( 3 ) or ( 6 ) is integrated into the profile of the cross member, ie profile increase and cross member cross-sectional profile are in one piece.

8. Dachträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil des Querträgers in seiner oberen Hälfte stärker gewölbt ist als in seiner unteren.8. Roof rack according to claim 3, characterized in that the cross-sectional profile of the Cross member is more domed in its upper half than in its lower.

9. Dachträger nach Anspruch 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil die Form eines umgekehrten Tragflügels aufweist.9. Roof rack according to claim 3 and 8, characterized in that the Cross-sectional profile has the shape of an inverted wing.