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Die Erfindung betrifft eine Windleiteinrichtung für einen offenen Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 beziehungsweise 3.
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Eine solche Windleiteinrichtung ist beispielsweise bereits aus dem Mercedes-Benz E-Klasse Cabriolet (Baureihe A 207) oder aus der
DE 10 2004 027 086 A1 bekannt. Bei der dortigen Windleiteinrichtung ist ein Windleitelement vorgesehen, welches aus einer eingefahrenen Stellung nahe eines Dachrahmens, welcher eine Scheibenöffnung für eine Windschutzscheibe des Personenkraftwagens nach oben hin begrenzt, in eine Windleitstellung in Fahrzeughochrichtung nach oben verstellt werden kann. Die Windleiteinrichtung umfasst ferner wenigstens ein mit dem Windleitelement verbundenes, flexibles Flächenelement in Form eines Netzstoffs, welcher beim Verstellen des Windleitelements mitbewegbar ist. Das flexible Flächenelement ist in der wenigstens einen Windleitstellung zwischen dem Windleitelement und dem Windschutzscheibenrahmen aufgespannt und weist eine Mehrzahl von luftdurchlässigen Durchtrittsöffnungen auf.
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Das eigensteife Windleitelement und das Flächenelement dienen in der Windleitstellung dazu, bei offener Fahrt des Personenkraftwagens den über die Windschutzscheibe strömenden Fahrtwind über den Innenraum zu leiten, zu vergleichmäßigen und hierdurch übermäßige Zuglufterscheinungen, die zum Beispiel durch eine sich hinter dem Fahrgastraum bildende horizontale Windwalze entstehen, zu vermeiden. Durch das Windleitelement und das flexible, insbesondere netzartige Flächenelement sollen nicht nur unangenehme Zuglufterscheinungen, sondern auch Verwirbelungen und damit einhergehende Windgeräusche reduziert werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Windleiteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher sich ein besonders hoher Zugfreihaltungskomfort für Insassen des offenen Personenkraftwagens realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Windleiteinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Windleiteinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Windleiteinrichtung zu schaffen, mittels welcher sich ein besonders hoher Zugfreihaltungskomfort für Insassen des offenen Personenkraftwagens realisieren lässt, ist es bei einem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass die Durchtrittsöffnungen in einem ersten Teilbereich einen jeweiligen, von Luft durchströmbaren ersten Strömungsquerschnitt und in einem zweiten Teilbereich des Flächenelements einen jeweiligen, von Luft durchströmbaren gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt größeren, zweiten Strömungsquerschnitt aufweisen. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Flächenelement in dem ersten Teilbereich erste Durchtrittsöffnungen für Luft und in dem zweiten Teilbereich zweite Durchtrittsöffnungen für Luft aufweist. Die ersten Durchtrittsöffnungen weisen einen jeweiligen ersten Strömungsquerschnitt auf, durch den die Luft beispielsweise bei einer Vorwärtsfahrt des offenen Personenkraftwagens hindurchströmen kann. Die zweiten Durchtrittsöffnungen weisen einen jeweiligen zweiten Strömungsquerschnitt auf, durch den Luft hindurchströmen kann. Dabei ist der jeweilige zweite Strömungsdurchmesser größer als der jeweilige erste Strömungsquerschnitt. Durch diese unterschiedlichen beziehungsweise variablen Strömungsquerschnitte ist ein variabler beziehungsweise unterschiedlicher Versperrungsgrad des Flächenelements geschaffen, wobei das Flächenelement im zweiten Teilbereich aufgrund des gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt größeren zweiten Strömungsquerschnitts einen geringeren Versperrungsgrad für die Luft als im ersten Teilbereich aufweist. Dies bedeutet, dass dadurch im zweiten Teilbereich eine geringere Verblockung der Luftströmung geschaffen ist als im ersten Teilbereich.
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Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass eine Verblockung der Luftströmung zu Wirbelbildungen mit damit einhergehender negativer Auswirkung auf die Zugfreihaltung im Fahrgastraum führen kann. Da nun die Verblockung im zweiten Teilbereich gegenüber dem ersten Teilbereich verringert beziehungsweise reduziert ist, können Wirbelbildungen vermieden oder zumindest gering gehalten werden, so dass sich eine besonders gute Zugfreihaltung für Insassen des offenen Personenkraftwagens realisieren lässt.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der zweite Teilbereich ein seitlicher Randbereich und der erste Teilbereich ein in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin neben dem Randbereich eingeordneter Teilbereich des Flächenelements ist. Es wurde nämlich gefunden, dass insbesondere eine übermäßige Verblockung der Luftströmung in seitlichen Randbereichen des beispielsweise als Netz ausgebildeten Flächenelements zu Wirbelbildungen führt. Dadurch, dass das Flächenelement nun in seinem Randbereich und vorzugsweise in seinen beiden seitlichen Randbereichen einen geringeren Versperrungsgrad für die Luft aufweist, ist die Verblockung in den Randbereichen gegenüber dem ersten Teilbereich reduziert. Diese Verringerung der Verblockung führt zu einer Anpassung der durch die Verblockung reduzierten Strömungsgeschwindigkeit und somit zu einer betragsmäßig höheren Freiströmung, so dass sich ein besonders hoher Zugfreihaltungskomfort für die Insassen realisieren lässt. Hierdurch können die Insassen des Personenkraftwagens ohne ein übermäßiges Zugempfinden offen, das heißt bei geöffnetem Verdeck, fahren.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Windleiteinrichtung für einen offenen Personenkraftwagen, bei welcher zur Realisierung eines besonders hohen Zugfreihaltungskomforts erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass das Windleitelement zumindest in einem Teilbereich profiliert ist und eine wellenförmige Außenkontur aufweist. Die Außenkontur ist beispielsweise in dem profilierten Teilbereich zumindest im Wesentlichen S-förmig beziehungsweise in Form eines S-Schlags ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Windleitelement beziehungsweise dessen Außenkontur in dem profilierten Teilbereich verspoilert ist. Durch diese, durch eine entsprechende Profilierung realisierte Verspoilerung des Windleitelements kann eine Umlenkung der Luftströmung insbesondere an einer hinteren Kante des Windleitelements realisiert werden, so dass die Luftströmung gezielt über die Köpfe der Insassen umgelenkt werden kann.
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Diese strömungsgünstige Formgebung des beispielsweise als Profil ausgebildeten Windleitelements führt zu einer Reduktion der Instabilität der Scherschicht der Luftströmung und somit zu einem verzögerten Zerplatzen von Luftwirbeln, was wiederum zu einer verbesserten Zugfreihaltung im Fahrgastraum führt. Diesem zweiten Aspekt der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es aufgrund einer ungünstigen Strömungsführung üblicherweise zu einem frühzeitigen Zerplatzen von Luftwirbeln im Fahrgastraum kommen kann. Dies wurde auf eine fehlende Verspoilerung, insbesondere einer Oberseite des Windleitelements, zurückgeführt, so dass die Luftströmung oder nur sehr geringfügig an der Hinterkante des Windleitelements umgelenkt wird.
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Eine besonders starke Umlenkung der Luftströmung kann durch einen besonders großen Anstellwinkel des Windleitelements realisiert werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass ein solch hoher Anstellwinkel zu einer turbulenten Strömungsablösung führen kann, wodurch wiederum die Zugfreihaltung beeinträchtigt wird.
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Durch die Profilierung des Windleitelements kann einerseits eine gezielte Umlenkung der Luftströmung bewirkt werden. Gleichzeitig können ein übermäßig steiler Anstellwinkel und eine damit einhergehende turbulente Strömungsablösung vermieden werden. Somit lässt sich ein besonders hoher Zugfreihaltungskomfort für die Insassen des offenen Personenkraftwagens schaffen, so dass diese bei geöffnetem Verdeck ohne übermäßiges Zugempfinden fahren können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Vorderansicht auf eine Windleiteinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform für einen offenen Personenkraftwagen, welche ein flexibles Flächenelement in Form eines Netzes umfasst, das in wenigstens einer Windleitstellung zwischen einem Windschutzscheibenrahmen und einem Windleitelement der Windleiteinrichtung aufgespannt ist, wobei das Netz Durchtrittsöffnungen für Luft umfasst, die in einem ersten Teilbereich einen jeweiligen ersten Strömungsquerschnitt und in wenigstens einem zweiten Teilbereich des Netzes einen jeweiligen, gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt größeren Strömungsquerschnitt für die Luft aufweisen;
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2 eine schematische Schnittansicht durch das Windleitelement der Windleiteinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei das Windleitelement gemäß der zweiten Ausführungsform zumindest in einem Teilbereich profiliert ist und eine wellenförmige Außenkontur aufweist; und
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3 eine schematische Seitenansicht der Windleiteinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt in einer schematischen und perspektivischen Vorderansicht eine Windleiteinrichtung 10 eines offenen Personenkraftwagens, von welchem außerdem eine in Vorwärtsfahrtrichtung rechte A-Säule 12 und ein oberer Windschutzscheibenrahmen 14 erkennbar ist, welche eine Windschutzscheibe 16 umranden.
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Die Windleiteinrichtung 10 umfasst ein Windleitelement in Form einer eigensteifen Lamelle 18, welche zwischen einer eingefahrenen Stellung und wenigstens einer in 1 gezeigten Windleitstellung relativ zum Windschutzscheibenrahmen 14 nach oben hin verstellbar ist. Aus 1 ist zudem ein Halteelement 20 erkennbar, über welches die Lamelle 18 am Windschutzscheibenrahmen 14 bewegbar gehalten ist. Die Windleiteinrichtung 10 umfasst darüber hinaus ein flexibles Flächenelement in Form eines Netzes 22, welches einerseits zumindest mittelbar am Windschutzscheibenrahmen 14 befestigt und andererseits zumindest mittelbar an der Lamelle 18 gehalten ist. Somit ist das Netz 22 beim Verstellen der Lamelle 18 mitbewegbar. Mit anderen Worten, wird die Lamelle 18 aus der eingefahrenen Stellung nahe des Windschutzscheibenrahmens 14 in die Windleitstellung ausgefahren, so wird dadurch das Netz 22 zwischen dem Windschutzscheibenrahmen 14 und der Lamelle 18 aufgespannt.
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Das Netz 22 weist einen ersten Teilbereich 24 mit ersten Durchtrittsöffnungen sowie wenigstens einem zweiten Teilbereich 26 mit zweiten Durchtrittsöffnungen für Luft auf. Die im zweiten Teilbereich 26 angeordneten Durchtrittsöffnungen sind in 1 schematisch durch Kreise veranschaulicht. Aus 1 ist erkennbar, dass der zweite Teilbereich 26 ein seitlicher Randbereich und vorliegend der in Fahrzeugquerrichtung und bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung rechte seitliche Randbereich des Netzes 22 ist. Das im Folgenden zum rechten Randbereich (zweiter Teilbereich 26) Geschilderte gilt auch für den in Fahrzeugquerrichtung und bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung linken seitlichen Randbereich des Netzes 22.
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Der erste Teilbereich 24 ist dabei in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin neben den jeweiligen seitlichen Randbereichen angeordnet. Die im ersten Teilbereich 24 angeordneten Durchtrittsöffnungen weisen einen jeweiligen ersten Strömungsquerschnitt auf, welcher beispielsweise bei einer Vorwärtsfahrt des offenen Personenkraftwagens von Luft durchströmbar ist. Die im jeweiligen seitlichen Randbereich angeordneten, zweiten Durchtrittsöffnungen weisen einen jeweiligen zweiten Strömungsquerschnitt auf, welcher beispielsweise bei einer Vorwärtsfahrt des offenen Personenkraftwagens von Luft durchströmbar ist. Dabei ist es vorgesehen, dass der jeweilige zweite Strömungsquerschnitt größer als der jeweilige erste Strömungsquerschnitt ist.
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Dadurch weist das Netz 22 in seinen seitlichen Randbereichen einen geringeren Versperrungsgrad für die Luftströmung als im ersten Teilbereich 24 auf, so dass in den seitlichen Randbereichen eine geringere Verblockung der Luftströmung realisiert ist. Mit anderen Worten weist das Netz 22 in seinen seitlichen Randbereichen eine größere Maschenweite als im ersten Teilbereich 24 auf. Durch diese Reduzierung der Netzverblockung in den seitlichen Randbereichen kann eine Wirbelbildung, welche negative Auswirkungen auf die Zugfreihaltung im Fahrgastraum des offenen Personenkraftwagens haben kann, vermieden oder gering gehalten werden, so dass sich eine besonders gute Zugfreihaltung im Fahrgastraum realisieren lässt. Somit kann ein übermäßiges Zugempfinden bei einer offenen Fahrt vermieden werden. Durch die größere Maschenweite in den seitlichen Randbereichen kann eine Reduzierung der Randwirbel durch einen Druckausgleich zu den jeweiligen seitlichen Randbereichen hin realisiert werden.
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3 zeigt die Windleiteinrichtung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei in 2 die im Ganzen mit 18 bezeichnete Lamelle der Windleiteinrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform in einer schematischen Längsschnittansicht gezeigt ist. Aus 2 ist erkennbar, dass die Lamelle 18 ein Trägerteil 28 sowie ein Profilteil 30 umfasst, welches am Trägerteil 28 befestigt ist. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass sowohl das Trägerteil 28 als auch das Profilteil 30 eigensteif ausgebildet sind. Mittels des Profilteils 30 ist eine Profilierung und somit eine Verspoilerung der Lamelle 18 geschaffen. Mit anderen Worten ist die Lamelle 18 zumindest in einem Teilbereich profiliert und weist – wie besonders gut aus 2 erkennbar ist – zumindest in dem Teilbereich eine zumindest im Wesentlichen wellenförmige Außenkontur 32 auf. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Außenkontur 32 zumindest teilweise in Form eines Tragflächenprofils ausgebildet ist.
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Vorliegend ist die Außenkontur 32 zumindest im Wesentlichen S-förmig ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Außenkontur 32 zumindest im dem Teilbereich die Form eines S-Schlags aufweist. Ein erster Teil 34 der Außenkontur 32 ist dabei konvex ausgebildet, wobei ein sich in Strömungsrichtung der Luft und somit nach hinten an den ersten Teil 34 anschließender, zweiter Teil 36 der Außenkontur 32 konkav ausgebildet ist. Durch diese Profilierung beziehungsweise Verspoilerung der Lamelle 18 kann eine besonders gezielte und vorteilhafte Umlenkung der Luftströmung insbesondere an einer Hinterkante 38 an der Lamelle 18 realisiert werden, so dass die Luftströmung gezielt über die Köpfe der Insassen umgelenkt werden kann. Diese strömungsgünstige Formgebung des Profilteils 30 führt zu einer Reduktion der Instabilitäten der Scherschicht und somit zu einem verzögerten Zerplatzen eines Luftwirbels, was zu einer besonders vorteilhaften Zugfreihaltung im Fahrgastraum führt. Durch diese Profilierung der Lamelle 18 kann ein übermäßiger Anstellwinkel der Lamelle 18 vermieden werden, so dass auch eine ungünstige, turbulente Strömungsablösung verhindert werden kann. In der Folge lässt sich ein besonders hoher Zugfreihaltungskomfort für die Insassen realisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004027086 A1 [0002]
