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Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Luftleitteils an einem Aufbau eines Kraftwagens gemäß Anspruch 1.
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Die
DE 10 2008 039 728 A1 offenbart eine Luftführungseinrichtung zur Kühlung einer Radbremse eines Kraftfahrzeugs, die sich an einen Wärmetauscher eines Fahrzeugaggregats stromabwärts anschließt. Es ist ein Luftführungskanal vorgesehen, der die Kühlluft von oben auf die Radbremse zuführt.
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Ferner ist es aus dem Serienbau von Kraftwagen bekannt, dass es insbesondere bei Kraftwagen mit kurzen Überhängen zu einer ungünstigen Anströmung der Kraftwagen von Luft kommen kann, wenn sich die Kraftwagen fortbewegen. Daraus resultiert ein unerwünscht hoher Energieverbrauch der Kraftwagen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung eines Luftleitteils an einem Aufbau eines Kraftwagens bereitzustellen, welche einen reduzierten Energieverbrauch zum Betreiben des Kraftwagens ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung eines Luftleitteils an einem Aufbau eines Kraftwagens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung eines Luftleitteils an einem Aufbau, insbesondere einer Karosserie, eines Kraftwagens, ist das Luftleitteil in Fahrzeuglängsrichtung in zumindest bereichsweiser Überdeckung mit einem korrespondierenden Rad des Kraftwagens vor dem Rad wenigstens mittelbar an dem Aufbau angeordnet. Dabei ist das Luftleitteil relativ zu dem Aufbau zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung nach außen bewegbar an dem Aufbau gehalten. Fährt der Kraftwagen vorwärts, so werden der Kraftwagen und insbesondere das Luftleitteil von Luft angeströmt. Die Luft trifft dabei in einem Winkel auf den Kraftwagen und insbesondere auf das Luftleitteil auf und strömt das Luftleitteil unter diesem Winkel an. Durch die Bewegbarkeit des Luftleitteils relativ zum Aufbau kann dieser Winkel nun derart eingestellt werden, dass der Winkel für die Anströmung des Luftleitteils und damit des gesamten Kraftwagens aerodynamisch besonders günstig ist. Durch diese verbesserte Anströmung weist der Kraftwagen einen besonders geringen Luftwiderstand (cW-Wert) auf. Insbesondere ist eine Umströmung des in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Luftleitteil angeordneten Rads besonders begünstigt. Insbesondere sind durch die Bewegbarkeit des Luftleitteils relativ zum Aufbau ungünstige aerodynamische Effekte wie beispielsweise das Ausbilden einer so genannten Ablöseblase bei einem Anbeziehungsweise Umströmen einer Flanke eines Reifens des Rads verhinderbar.
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Mit dem reduzierten und verbesserten Luftwiderstand des Kraftwagens einher geht ein besonders geringer Energiebedarf zum Antreiben des Kraftwagens. Wird der Kraftwagen beispielsweise mittels einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben, so resultiert aus dem geringem Energiebedarf ein geringerer Kraftstoffverbrauch, was mit reduzierten CO2-Emmissionen einhergeht. Wird der Kraftwagen beispielsweise mittels eines Elektromotors angetrieben, welcher elektrischen Strom von einer Batterie oder dergleichen bezieht, so resultiert aus dem geringem Energiebedarf eine besonders hohe Reichweite des als Elektrofahrzeug oder als Hybrid-Fahrzeug ausgebildeten Kraftwagens.
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Die erfindungsgemäße Anordnung des Luftleitteils an dem Aufbau des Kraftwagens ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn der Kraftwagen einen nur geringen vorderen Überhang aufweist. Das ist insbesondere bei Personenkraftwagen der Fall. Dies bedeutet, dass ein nur relativ geringer und von Verkleidungsteilen, beispielsweise einer Frontschürze, gebildeter Abstand zwischen einer vorderen Kante des Kraftwagens und einer vorderen Kante des Rads gegeben ist. Bei einem solch relativ geringen Überhang trifft die Luft eines aus einer Vorwärtsfahrt des Kraftwagens resultierenden Fahrtwinds herkömmlicher Weise in einem aerodynamisch ungünstigen Winkel auf das in Fahrzeuglängsrichtung vorderste der Verkleidungsteile. Dieser ungünstige Winkel ist durch die Bewegbarkeit des Luftleitelements relativ zum Aufbau bei der erfindungsgemäßen Anordnung vermeidbar, sodass der Kraftwagen und insbesondere das Rad aerodynamisch besonders günstig von der Luft an- und/oder umströmt werden kann. Dazu ist das Luftleitteil in Fahrzeuglängsrichtung zumindest teilweise vor dem vordersten der Verkleidungsteile angeordnet.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Luftleitteil mittels eines aus der Vorwärtsfahrt des Kraftwagens resultierenden und durch Fahrtwind bewirkten Staudrucks relativ zu dem Aufbau bewegbar. Bevorzugt ist das Luftleitteil mittels des Staudrucks relativ zum Aufbau in Fahrzeugquerrichtung nach außen bewegbar. Zusätzliche, energieverbrauchende Stellglieder zum Bewegen des Luftleitteils relativ zum Aufbau sind somit nicht vorgesehen und nicht von Nöten. Dies hält den Energieverbrauch des Kraftwagens besonders gering. Ferner weist die erfindungsgemäße Anordnung dadurch ein nur besonders geringes Gewicht auf, was mit einem geringen Gewicht des gesamten Kraftwagens einhergeht. Dies kommt dem niedrigen Energieverbrauch ebenso zugute. Ferner hält dies die Kosten der erfindungsgemäßen Anordnung besonders gering.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht einer Anordnung eines Luftleitteils an einer Karosserie eines Personenkraftwagens, bei welcher das Luftleitteil relativ zur Karosserie in Fahrzeugquerrichtung nach außen bewegbar zumindest mittelbar an der Karosserie gehalten ist; und
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2 eine schematische Vorderansicht des Personenkraftwagens mit der Anordnung des Luftleitteils zumindest mittelbar an der Karosserie gemäß 1.
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1 zeigt eine Anordnung 10 eines Luftleitteils 12 an einer Karosserie 14 eines Personenkraftwagens 16, bei welcher das Luftleitteil 12 zumindest mittelbar an der Karosserie 14 gehalten ist. Bei dem Luftleitteil 12 handelt es sich um eine so genannte Oberschale, welche außenseitig und in Fahrzeuglängsrichtung gemäß einem Richtungspfeil 18 zumindest teilweise vor einer Bugschürze 20 des Personenkraftwagens 10 auf der Bugschürze 20 angeordnet ist. Wie insbesondere der 1 zu entnehmen ist, ist das Luftleitteil 12 in Fahrzeuglängsrichtung in zumindest bereichsweiser Überdeckung mit einem korrespondierenden Rad 22 des Personenkraftwagens 16 angeordnet. Dabei ist das Luftleitteil 12 um eine Schwenkachse 24 relativ zu der Karosserie 14 und zur Bugschürze 20 gemäß einem Richtungspfeil 26 in Fahrzeugquerrichtung gemäß einem Richtungspfeil 28 verschwenkbar an der Bugschürze 20 gehalten. Dazu ist das Luftleitteil 12 in einem Bereich 30 eines vorderen Radhausausschnittes um die Schwenkachse 24 verschwenkbar beispielsweise an der Bugschürze 20 gelagert.
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Wie insbesondere der 1 zu entnehmen ist, ist das Luftleitteil 12 dadurch relativ zur Karosserie 14 zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung nach außen gemäß einem Richtungspfeil 32 bewegbar.
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Zum Bewegen des Luftleitteils 12 nach außen gemäß dem Richtungspfeil 32 ist eine Staudruckklappe 34 vorgesehen, welche eine Staudruckfläche 36 aufweist. Bewegt sich der Personenkraftwagen 16 nach vorne gemäß einem Richtungspfeil 38, so entsteht Fahrtwind, dessen Luft gemäß einem Richtungspfeil 40 auf die Staudruckfläche 36 auftrifft. Dadurch wirkt auf die Staudruckfläche 36 ein Staudruck, aus welchem in Abhängigkeit von der Größe der Staudruckfläche 36 eine auf die Staudruckklappe 34 wirkende Kraft resultiert. Die Staudruckklappe 34 ist mittels einer Kopplungseinrichtung 42 mit dem Luftleitteil 12 gekoppelt. Mit steigender Geschwindigkeit, mit welcher sich der Personenkraftwagen 16 vorwärts bewegt, steigt auch der auf die Staudruckfläche 36 wirkende Staudruck. Sind eine entsprechende Geschwindigkeit und damit ein entsprechender Staudruck erreicht, so bewegt sich die Staudruckklappe 36 und bewirkt eine durch einen Richtungspfeil 44 angedeutete Bewegung der Kopplungseinrichtung 42. In der Folge wird dadurch das Luftleitteil 12 gemäß dem Richtungspfeil 32 aus einer Verstaustellung in eine erste Stellung nach außen bewegt.
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In der ersten Stellung des Luftleitteils 12 wird eine Einströmöffnung 46 des Luftleitteils 12 freigegeben. Die Einströmöffnung 46 ist dabei in einer vorderen Kante des Luftleitteils 12 angeordnet. Die Einströmöffnung 46 kann von der Luft des Fahrtwinds durchströmt werden und entsprechend auf das Luftleitteil 12 wirken, sodass das Luftleitteil 12 weiter in eine Endstellung des Luftleitteils 12 nach außen bewegt und dadurch zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufgestellt wird. Diese Endstellung des Luftleitteils 12 ist in der 1 durch eine strichlierte Darstellung des Luftleitteils 12 gezeigt.
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Das Aufstellen des Luftleitteils 12 verhindert, dass die Luft des Fahrtwinds in einem ungünstigen Winkel auf das Luftleitteil 12 und den Personenkraftwagen 16 auftreffen kann. Darüber hinaus wird das Rad 22 infolge dieses Aufstellens des Luftleitteils 12 aerodynamisch besonders verlustarm an- und/oder umströmt, was durch einen Richtungspfeil 48 angedeutet ist. Dadurch ist ein Anteil am Fahrwiderstand signifikant reduziert. Dies ist insbesondere ab einer Fahrgeschwindigkeit von zumindest im Wesentlichen 80 km/h relevant.
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Des Weiteren ist wenigstens ein Federelement vorgesehen, mittels welchem das Luftleitteil 12 unter Kraftbeaufschlagung durch das Federelement in die Verstaustellung verschwenkbar ist. Bei reduzierter Fahrgeschwindigkeit wird das Luftleitteil 12 unter Kraftbeaufschlagung durch das Federelement von der Endstellung zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung nach innen in die Verstaustellung bewegt. Dies bedeutet, dass das Verschwenken des Luftleitteils von der Verstaustellung in die Endstellung sowie von der Endstellung in die Verstaustellung automatisch, das heißt ohne zutun einer Person, beispielsweise eines Fahrers, des Personenkraftwagens 16, erfolgen kann, jedoch keine zusätzlichen, energieverbrauchenden Stellglieder zum Verschwenken des Luftleitteils 12 vorgesehen und von Nöten sind. Das Bewegen des Luftleitteils 12 erfolgt vielmehr selbstständig in Abhängigkeit von dem auf die Staudruckklappe 34 wirkenden Staudruck, welcher von der Fahrgeschwindigkeit des Personenkraftwagens 10 abhängt.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass durch die Einströmöffnung 46 eine Durchströmung zwischen dem Luftleitteil 12 und der Bugschürze 20 ermöglicht wird, durch welche Fahrtwind hindurchströmen und zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung in ein Radhaus 50, in welchem das Rad 22 zumindest bereichsweise aufgenommen ist, einströmen kann. Dies verbessert eine Strömungstopologie im Radhaus 50 zusätzlich zur verbesserten An- und/oder Umströmung des Rads 22.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass es sich bei den in 1 und 2 gezeigten Rad 22 um ein in Fahrzeuglängsrichtung vorderes, insbesondere vorderstes, Rad des Personenkraftwagens 16 handelt. Insbesondere bei einem solchen vordersten Rad des Personenkraftwagens 16 kommen die Vorteile der verbesserten An- und/oder Umströmung des Rads 22 durch die Bewegbarkeit des Luftleitteils 12 relativ zur Karosserie 14 zum Tragen, da dieses vorderste Rad 22 bei der Vorwärtsfahrt des Personenkraftwagens 16 zuerst, das heißt vor in Fahrzeuglängsrichtung dahinter angeordneten Rädern, von der Luft an- und/oder umströmt wird und somit aerodynamisch eine besonders wichtige Rolle spielt. Dennoch kann das zur Anordnung 10 geschilderte ohne weiteres auf anderweitige Räder, insbesondere auf eine Fahrzeuglängsrichtung hinteres Rad, des Personenkraftwagens 16 angewendet und übertragen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008039728 A1 [0002]
