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Die
Erfindung betrifft einen aero-dynamisch und aero-akustisch optimierten
Tragstab oder Dachlastträger zur Befestigung an einem Fahrzeug,
insbesondere Kraftfahrzeug, bestehend aus einem über einem
Fahrzeugdach angeordneten langgestreckten Hohlprofil mit einem aero-dynamisch
günstigen und in Fahrzeug-Längsrichtung (X-Richtung)
ausgerichteten tropfenförmigen Profilquerschnitt, wobei
besagtes Hohlprofil beidenends mittels je einer Befestigungskralle
an einer Dachlängsträgerstruktur oder an einer
Reling des Fahrzeugs abgestützt ist und wobei das Hohlprofil
eine obere Längsnut aufweist, in welcher eine Profilabdeckleiste
formschlüssig festlegbar ist.
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Derartige
Tragstäbe oder Dachlastträger sind seit langem
bekannt. Sie dienen im Wesentlichen dazu, Dachlasten, wie beispielsweise
Aufbauten in Form von Fahrradträgern, Dachboxen und dergleichen
mehr, zum Transport derselben oberhalb des Fahrzeugdaches auf der
Karosserie des Fahrzeugs abzustützen. Besagte Aufbauten
werden dabei im Bereich der Längsnut am Hohlprofil befestigt.
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So
beschreibt die
DE 39
09 853 A1 einen Dachlastträger, bestehend aus
einem Querträger aus einem üblichen kastenförmigen
Tragprofil, welches von einer tropfenförmigen Verkleidung
abgedeckt ist, um den Strömungswiderstand zu verringern.
Diese Verkleidung kann ganz oder teilweise entfernt werden, um Aufbauteile
auf den Tragprofil befestigen zu können.
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Demgegenüber
offenbaren die
WO 92/12874 ,
die
DE 691 25 829
T2 und die
EP
0 630 782 B1 Tragprofile, die ihrerseits bereits schon
einen aerodynamisch günstigen tropfenförmigen
Profilquerschnitt aufweisen.
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Auf
Grund der Tatsache, dass der Strakverlauf des Fahrzeugdaches verschiedener
Fahrzeuge respektive Kraftfahrzeuge von Fahrzeug zu Fahrzeug variiert,
ist es herkömmlich erforderlich, für besagte Fahrzeugdächer
bzw. Fahrzeuge jeweils angepasste Tragprofile mit entsprechend angepassten Befestigungskrallen
vorzusehen. Hieraus resultieren erhöhte Fertigungs- und
Montagekosten.
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Des
Weiteren, sind bei derartigen Hohlprofilen während der
Fahrt immer noch lästige Pfeifgeräusche respektive
Windgeräusche zu verzeichnen, die ihrerseits durch Verwirbelungen
hinter dem Tragstab verursacht werden.
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Zwar
versucht man mit geeigneten Mitteln, wie beispielsweise auf der
Mantelfläche des Hohlprofils angeordneter Rippen oder Ausstellungen
die Luftströmungen vorteilhaft zu beeinflussen (vgl.
WO 92/12874 ), jedoch werden
diese Maßnahmen noch nicht als ausreichend eingeschätzt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es demgemäß, einen Tragstab
oder Dachlastträger zur Befestigung an einem Fahrzeug zu
schaffen, mit dem die vorstehend beschriebenen Nachteile vermieden
sind. Im Wesentlichen soll gemäß einem ersten
Aspekt der Erfindung ein Tragstab oder Dachlastträger bereitgestellt werden,
der geeignet ist, für eine Vielzahl von Fahrzeugen mit
unterschiedlichen Strakverläufen des Fahrzeugdaches Verwendung
zu finden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung
soll besagter Tragstab oder Dachlastträger einer aero-dynamischen
und einer aero-akustischen Optimierung, die demgemäß mit
geringeren Windgeräuschen einhergeht, unterzogen sein.
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Ausgehend
von einem aero-dynamisch und aero-akustisch optimierten Tragstab
oder Dachlastträger zur Befestigung an einem Fahrzeug,
insbesondere Kraftfahrzeug, bestehend aus einem über einem
Fahrzeugdach angeordneten langgestreckten Hohlprofil mit einem aero-dynamisch
günstigen und in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung)
ausgerichteten tropfenförmigen Profilquerschnitt, wobei
besagtes Hohlprofil beidenends mittels je einer Befestigungskralle
an einer Dachlängsträgerstruktur oder an einer
Reling des Fahrzeugs abgestützt ist, und wobei das Hohlprofil
eine obere Längsnut aufweist, in welcher eine Profilabdeckleiste
formschlüssig festlegbar oder festgelegt ist, wird die
gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass das Hohlprofil zumindest
in einem dachnahen Bereich seiner Endabschnitte in das Hohlprofil
hineinreichende Materialanhäufungen aufweist, die es gestatten,
unter Berücksichtigung ausgewählter unterschiedlicher
Strakverläufe der Dachkontur des Fahrzeugdaches eines oder
einer Mehrzahl unterschiedlicher Fahrzeuge, unter Berücksichtigung
einer nahezu gleichbleibenden aero-dynamisch günstigen
Ausrichtung des Hohlprofils in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung)
sowie unter Berücksichtigung der Verwendung vereinheitlichter
Befestigungskrallen im Bereich besagter Materialanhäufungen
die Mantelfläche des Hohlprofils zur Erstellung von an
den aktuellen Strakverlauf angepassten Aufnahmeflächen
zur Befestigung je einer Befestigungskralle materialabnehmend zu
bearbeiten.
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Durch
diese Maßnahme ist ein weitestgehend „fahrzeugunabhängiger” Tragstab
oder Dachlastträger als Zwischenprodukt geschaffen, der
es gestattet, mittels einfacher und kostengünstiger Bearbeitungsverfahren
an die konkreten Einsatzbedingungen bzw. an den im Einsatzbereich
des Fahrzeugdaches eines aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Fahrzeuge
ausgewählten Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges,
vorherrschenden Strakverlauf angepasst zu werden.
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Die
Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder
Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach
sollten für ein Hohlprofil aus Leichtmetall, wie Aluminium,
die Materialanhäufungen derart hinreichend stark bemessen
sein, dass nach der materialabnehmenden Bearbeitung im Bearbeitungsbereich
noch eine ausreichende Rest-Wandstärke „s1” von 2,1 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise
etwa 2,3 mm gewährleistet ist. Weiter vorteilhaft können
die Materialanhäufungen derart bemessen sein, dass in Fahrtrichtung
gesehen im vorderen dachnahen Bereich des Hohlprofils durch materialabnehmende
Bearbeitung erstellte, bezogen auf die Horizontale nach oben abgeschrägt
ausgebildete Aufnahmeflächen mit einem Öffnungswinkel „α1” von bis zu 9,5° sowie im
hinteren dachnahen Bereich des Hohlprofils durch materialabnehmende
Bearbeitungen erstellte, bezogen auf die Horizontale nach oben abgeschrägt
ausgebildete Aufnahmeflächen mit einem Öffnungswinkel „α2” von bis zu 8,5° gestattet
sind.
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Was
den tropfenförmigen Profilquerschnitt des Hohlprofils anbelangt,
wurde im Rahmen umfangreicher Versuche im Windkanal und auf der
Teststrecke ein tropfenförmiger Profilquerschnitt mit einem
vorteilhaften Längen-Breiten-Verhältnis L/H von 2,0
bis 2,5, vorzugsweise mit einem Längen-Breiten-Verhältnis
L/H von etwa 2,2 gefunden, mit dem nachteilige Windgeräusche
auf ein Minimum reduziert wurden. Im Rahmen besagter Versuche hat
es sich des Weiteren als vorteilhaft erwiesen, eine außen
liegende Mantelfläche der Profilabdeckleiste im Querschnitt
konvex auszubilden und in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung)
gesehen die vordere Kante derselben im in die Längsnut
des Hohlprofils eingebauten Zustand um einen Betrag „s2” von 0,2 mm bis 0,8 mm, vorzugsweise
etwa 0,5 mm unterhalb und die hintere Kante um einen Betrag „s3” von 0,1 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise
etwa 0,5 mm oberhalb der jeweils korrespondierenden Kante der Längsnut
anzuordnen. Vorteilhaft sind ferner die Profilabdeckleiste aus einem
Elastomer und das Hohlprofil durch ein Strangpressprofil gebildet.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäß ausgebildeten Tragstab oder Dachlastträger
in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorn gegen
den linken Endabschnitt desselben,
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2 den
Tragstab oder Dachlastträger nach 1 im Querschnitt
gemäß einer ersten Ausführungsform,
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3 eine
zweite Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten
Tragstabes oder Dachlastträgers in einer perspektivischen
Ansicht von schräg unten,
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4 eine
dritte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten
Tragstabes oder Dachlastträgers in einer perspektivischen
Ansicht von schräg unten,
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5 den
Tragstab oder Dachlastträger gemäß 4 oder 5 im
Querschnitt gezeigt,
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6 die
Einzelheit X nach 2 bzw. 5, und
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7 die
Einzelheit Y nach 2 bzw. 5.
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Die 1 und 2 zeigen
einen erfindungsgemäß ausgebildeten Tragstab oder
Dachlastträger zur Befestigung an einem nicht näher
dargestellten Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug. Besagter Tragstab
oder Dachlastträger besteht aus einem über einem
Fahrzeugdach angeordneten langgestreckten Hohlprofil 1 aus
Leichtmetall, vorzugweise aus einem Strangpressprofil aus Aluminium,
mit einem aero-dynamisch günstigen und in Fahrzeuglängsrichtung
(X-Richtung) ausgerichteten tropfenförmigen Profilquerschnitt.
Der tropfenförmige Profilquerschnitt ist dabei bekanntermaßen
so ausgerichtet, dass dessen stumpfes Vorderteil in Hauptfahrtrichtung
gemäß dem Fahrtrichtungspfeil 2 weist.
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Das
Hohlprofil 1 ist beidenends mittels je einer an sich bekannten
und demgemäß nicht näher dargestellten
Befestigungskralle an je einer Dachlängsträgerstruktur
oder an einer Reling des Fahrzeugs abgestützt (nicht näher
dargestellt).
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Das
Hohlprofil 1 weist ferner eine obere Längsnut 3 auf,
in welcher Aufbauten in Form von Fahrradträgern, Dachboxen
und dergleichen mehr form- und kraftschlüssig festlegbar
sind. Besagte Längsnut 3 kann ferner mittels einer
Profilabdeckleiste 4 abgedeckt werden, die ihrerseits formschlüssig in
der Längsnut 3 festlegbar oder festgelegt ist.
Die Profilabdeckleiste 4 ist im Allgemeinen aus einem Elastomer
gebildet und besitzt eine außen liegende Mantelfläche,
die ihrerseits im Querschnitt konvex ausgebildet ist und aus strömungstechnischen
Gründen überwiegend über die angrenzende
Mantelfläche des Hohlprofils 1 hinausragt.
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Wie
den 1 und 2 weiter zu entnehmen ist, verfügt
der Tragstab oder Dachlastträger beidenends über
vorzugsweise je eine Aufnahmefläche 5, an welcher
sich je eine Befestigungskralle abstützt und festgelegt
ist. Vorliegend ist die Aufnahmefläche 5 weitestgehend
parallel zum Fahrplanum bzw. zu einem weitestgehend parallel zum
Fahrplanum laufenden, hier nicht näher dargestellten Strakverlauf
des Fahrzeugdaches ausgerichtet.
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Wie
bereits oben angedeutet, kann der Tragstab bzw. Dachlastträger
auch in einem Dachbereich angeordnet sein, dessen Strakverlauf gekrümmt
ist.
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Um
auch hier eine nahezu gleichbleibende aero-dynamisch günstige
Ausrichtung des Hohlprofils 1 in Fahrzeuglängsrichtung
(X-Richtung) sowie die Verwendung vereinheitlichter Befestigungskrallen unabhängig
vom jeweiligen Strakverlauf bzw. dessen Krümmung zu erlauben,
verfügt das Hohlprofil 1 zumindest in einem dachnahen
Bereich seiner Endabschnitte über in das Hohlprofil 1 hineinreichende Materialanhäufungen 6 die
es gestatten, im Bereich besagter Materialanhäufungen 6 die
Mantelfläche des Hohlprofils 1 zur Erstellung
von an den aktuellen Strakverlauf angepassten respektive abgeschrägten Aufnahmeflächen 5 mit
entsprechend ausgebildetem Öffnungswinkel „α1”, „α2” materialabhebend zu bearbeiten
(2 bis 5).
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Die
Materialanhäufungen 6 sind hierbei derart hinreichend
stark bemessen, dass nach der materialabhebenden Bearbeitung im
Bearbeitungsbereich noch eine minimale für die Stabilität
des Hohlprofils 1 ausreichende Rest-Wandstärke „s1” gewährleistet ist. In
umfangreichen Versuchen hat sich für ein Hohlprofil 1 aus
Leichtmetall, wie beispielsweise Aluminium, eine minimale Rest-Wandstärke „s1” im Bearbeitungsbereich von 2,1
mm bis 2,5 mm, vorzugsweise etwa 2,3 mm als notwendig erwiesen (insbes. 5).
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Die 3 und 5 zeigen
nunmehr einen Tragstab bzw. Dachlastträger, dessen Materialanhäufungen 6 derart
bemessen sind, dass in Fahrtrichtung 2 gesehen im vorderen
dachnahen Bereich des Hohlprofils 1 durch materialabhebende
Bearbeitung bezogen auf die Horizontale eine nach oben abgeschrägt
ausgebildete Aufnahmefläche 5 hergestellt ist.
Der hierbei erstellbare Öffnungswinkel „α1” der abgeschrägt ausgebildeten
Aufnahmeflächen 5 kann bis zu 9,5° betragen,
um eine Vielzahl Strakverläufe gängiger Fahrzeugdächer
zu erfassen.
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Zusätzlich
oder auch in Alleinstellung können die Materialanhäufungen 6 auch
derart bemessen sein, dass in Fahrtrichtung 2 gesehen im
hinteren dachnahen Bereich des Hohlprofils 1 durch materialabhebende
Bearbeitung jeweils eine bezogen auf die Horizontale nach oben abgeschrägt
ausgebildete Aufnahmefläche 5 erstellt ist (4 und 5),
wobei ein Öffnungswinkel „α2” der
beidenends des Hohlprofils 1 abgeschrägt ausgebildeten
Aufnahmeflächen 5 von bis zu 8,5° als
zweckmäßig erachtet wird.
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In
aero-dynamischer und aero-akustischer Optimierung des besagten Tragstabes
bzw. Dachlastträgers wird ein Hohlprofil 1 mit
einem tropfenförmigen Profilquerschnitt favorisiert, der
seinerseits ein Längen-Breiten-Verhältnis L/H
von 2,0 bis 2,4, vorzugsweise ein Längen-Breiten-Verhältnis
L/H von etwa 2,2 aufweist (vgl. 5).
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Des
Weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in Fahrzeuglängsrichtung
(X-Richtung) gesehen die vordere Kante 4a der außenliegenden und
im Querschnitt konvex ausgebildeten Mantelfläche der Profilabdeckleiste 4 im
in die Längsnut 3 des Hohlprofils 1 eingebauten
Zustand um einen Betrag „s2” von
0,2 mm bis 0,8 mm, vorzugsweise etwa 0,5 mm unterhalb und die hintere
Kante 4b um einen Betrag „s3” von
0,1 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise etwa 0,5 mm oberhalb der jeweils
korrespondierenden Kante 3a, 3b der Längsnut 3 angeordnet
sind, wodurch das Strömungsverhalten des Tragstabes bzw. Dachlastträgers
weiter verbessert ist.
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- 1
- Hohlprofil
- 2
- Fahrtrichtungspfeil
- 3
- Längsnut
- 3a
- vordere
Kante (Längsnut 3)
- 3b
- hintere
Kante (Längsnut 3)
- 4
- Profilabdeckleiste
- 4a
- vordere
Kante (Profilabdeckleiste 4)
- 4b
- hintere
Kante (Profilabdeckleiste 4)
- 5
- Aufnahmefläche
- 6
- Materialanhäufungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3909853
A1 [0003]
- - WO 92/12874 [0004, 0007]
- - DE 69125829 T2 [0004]
- - EP 0630782 B1 [0004]