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Bei Kraftfahrzeugen ist bereits seit Langem das Problem bekannt, dass Unterbodenbauteile des Fahrzeugs durch Steinschläge beschädigt werden können. Dies führt meist zu erhöhter Korrosion und damit zu einem schnellen Versagen der Unterbodenbauteile. Um diesen Nachteilen zu entgehen, sind Bestrebungen bekannt, wie die Unterbodenbauteile von Fahrzeugen geschützt werden können. So zeigt beispielsweise die
DE 102 57 795 A1 einen plattenförmigen Unterbodenschutz für ein Kraftfahrzeug in Form einer Unterbodenverkleidung. Dabei ist vorgesehen, dass die Unterbodenverkleidung das zu schützende Bauteil vollständig abdeckt. Ebenso ist aus der
DE 10 2010 018 779 A1 eine Verkleidung an einem Kraftwagen bekannt, die ebenfalls durch vollständige Abschirmung eines Bauteils einen Steinschlagschutz sicherstellt.
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Das Anbringen derartiger Verkleidungen hat jedoch oftmals aerodynamische Nachteile. So werden sehr oft aerodynamische Widerstände erzeugt, um das Bauteil vollumfänglich vor Steinschlägen zu schätzen. Außerdem kann es durch das Anbringen von Verkleidungen zu Reibungen zwischen Bauteil und Verkleidung kommen, wodurch einerseits ein erhöhter Verschleiß des Bauteils vorliegt, andererseits ein möglicher korrosionshemmender Auftrag des Bauteils abgerieben wird. Somit kann die Reibung auch zu erhöhter Korrosion führen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schutzvorrichtung bereitzustellen, die bei einfacher und kostengünstiger Herstellung und Montage eine sichere und zuverlässige Schutzwirkung für ein Bauelement bereitstellt.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Somit wird die Aufgabe gelöst durch eine Schutzvorrichtung für ein Bauelement, die eine Vielzahl von Rippen umfasst. Das Bauelement ist vorzugsweise eine Achse eines Fahrzeuges, wobei die Schutzvorrichtung vorteilhafterweise eine Steinschlagschutzvorrichtung ist. Die Vielzahl von Rippen ist erfindungsgemäß derart angeordnet, dass sich dem Bauelement nähernde Objekte von den Rippen abprallen. Die Objekte sind insbesondere Steine, die durch den Betrieb des Bauelementes von einem Boden aufgewirbelt werden. Um das Bauelement vor den sich nähernden Objekten zu schützen, ist es notwendig, dass eine kinetische Energie der Objekte vermindert wird. Erfindungsgemäß wird dies durch die Rippen sichergestellt, da die sich nähernde Objekte von den Rippen abprallen. Auf diese Weise ist das Bauelement vor den Objekten geschützt, da eine eventuell verbleibende kinetische Energie der Objekte nicht ausreicht, um das Bauelement zu erreichen oder zu beschädigen. Die erfindungsgemäßen Rippen bewirken insbesondere nicht eine vollständige Abschirmung des Bauelements, sondern sorgen dafür, dass die kinetische Energie der sich nähernden Objekte soweit vermindert wird, dass das Bauelement nicht beschädigt werden kann. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Vorteilhafterweise sind die Rippen derart angeordnet, dass die Objekte wiederholt von einer Rippe auf eine andere Rippe abprallen. Insbesondere werden die Objekte dadurch auf eine Zickzack-Bahn gelenkt, wobei mit jedem Abprallen der Objekte an einer der Rippen die kinetische Energie der Objekte vermindert wird. Durch das wiederholte Abprallen wird die kinetische Energie der Objekte derart verringert, dass die Objekte entweder das Bauelement nicht mehr erreichen oder alternativ das Bauelement mit einer derart geringen kinetischen Restenergie erreichen, dass eine Beschädigung des Bauelements ausgeschlossen ist.
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Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Rippen derart angeordnet sind, dass eine vorbekannte Flugbahn der Objekte zumindest eine Rippe unter einem Winkel trifft, der größer als 0 Grad und kleiner als 90 Grad ist. Die vorbekannte Flugbahn ist insbesondere dadurch zu bestimmen, dass de Objekte durch den Betrieb des Bauelements von einem Untergrund aufgewirbelt werden. In dem zuvor genannten Beispiel, in dem das Bauelement eine Achse eines Fahrzeuges ist, ist die Flugbahn der Objekte insbesondere dadurch bekannt, dass die Objekte von Reifen des Fahrzeuges vom Untergrund aufgewirbelt werden und sich so dem Bauelement auf einer vorbekannten Flugbahn nähern. Durch das Auftreffen innerhalb des bevorzugten Winkelbereiches ist sichergestellt, dass insbesondere ein wiederholtes Abprallen von einer Rippe auf eine andere Rippe erfolgt. Alternativ oder zusätzlich ist durch den bevorzugten Winkelbereich sichergestellt, dass die Objekte durch das Auftreffen auf der zumindest einen Rippe derart abgelenkt werden, dass die Objekte an dem Bauelement vorbeigelenkt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform sind ausschließlich die Rippen zum Schutz eines Teilbereiches des Bauelements vorgesehen. Somit sind keine weiteren Schutzmaßnahmen vorhanden, die ein Auftreffen von Objekten auf das Bauelement innerhalb des Teilbereiches verhindern. Somit ist die Schutzvorrichtung sehr einfach und kostengünstig ausgestaltet.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rippen den genannten Teilbereich des Bauelementes nicht verdecken. Alternativ ist vorgesehen, dass die Rippen den zuvor genannten Teilbereich des Bauelementes nicht vollständig verdecken. Auf diese Weise ist die aerodynamische Auswirkung des Vorsehens von Rippen minimiert, während dennoch ein ausreichender Schutz vor Objekten vorliegt.
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Vorteilhafterweise sind Längsachsen der Rippen parallel ausgerichtet. Auf diese Weise wird insbesondere vereinfacht, dass die Objekte wiederholt von einer Rippe auf eine andere Rippe abprallen. Weiterhin wird durch die parallele Anordnung der Längsachsen der Rippen sichergestellt, dass der aerodynamische Einfluss der Rippen gering gehalten ist. Zuletzt ist das parallele Anbringen von Längsachsen der Rippen sehr einfach und kostengünstig herstellbar.
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Bevorzugt sind die Rippen derart angeordnet, dass ein Luftwiderstand der Rippen bei sich bewegendem Bauelement minimiert ist. Insbesondere sind die Rippen derart angeordnet, dass bei maximaler Schutzwirkung der Luftwiderstand der Rippen minimal ist. Somit sind insbesondere Antriebsverluste des sich bewegenden Bauelements minimiert, während dennoch ein ausreichender Schutz vor Objekten sichergestellt ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Schutzvorrichtung eine Abdeckung auf. Die Abdeckung verdeckt einen ersten Teilbereich des Bauelementes und schützt den ersten Bereich des Bauelementes somit durch das Abdecken vor den Objekten. Die Rippen sind vorteilhafterweise auf der Abdeckung angebracht und schützen einen zweiten Bereich des Bauelementes vor den Objekten. Dies wird insbesondere dann durchgeführt, wenn durch die Abdeckung des ersten Bereiches des Bauelementes keine aerodynamischen Nachteile vorhanden sind, eine Abdeckung des zweiten Bereiches jedoch aerodynamisch nachteilig wäre. Durch die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist somit ein umfassender Schutz des Bauelementes erreichbar.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Abdeckung den zweiten Bereich des Bauelementes nicht verdeckt. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Abdeckung den zweiten Bereich des Bauelementes nicht vor den Objekten schützt. Ebenso ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass auch die Rippen den zweiten Bereich des Bauelementes nicht vollständig verdecken. Auf diese Weise wird wiederum der aerodynamische Einfluss der Schutzvorrichtung auf das Bauelement minimiert. Dennoch ist eine sichere und zuverlässige Schutzwirkung vor Objekten vorhanden.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Achse, insbesondere eine Hinterradachse für ein Fahrzeug, wobei die Achse eine zuvor beschriebene Schutzvorrichtung aufweist. Insbesondere Achsen von Fahrzeugen sind sehr empfindlich gegenüber Steinschlagschäden, sodass hier ein umfassender Schutz notwendig ist. Jedoch ist gerade bei Hinterradachsen darauf zu achten, dass ein aerodynamischer Widerstand der Hinterradachse nicht unnötig ansteigt. Dies würde ansonsten in einem unnötigen erhöhten Benzinverbrauch des Fahrzeugs resultieren.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Hinterradachse gemäß dem Stand der Technik,
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2 ein als Hinterradachse ausgestaltetes Bauelement mit einer Schutzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in der Erfindung,
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3 eine weitere schematische Ansicht des als Hinterradachse ausgestalteten Bauelementes mit der Schutzvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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4 eine schematische Darstellung einer Hinterradachse mit einer Schutzvorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
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5 eine schematische Detailansicht des als Hinterradachse ausgestalteten Bauelementes mit der Schutzvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
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6 eine weitere schematische Detailansicht des als Hinterradachse ausgestalteten Bauelementes mit der Schutzvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt eine Hinterradachse 20 gemäß dem Stand der Technik. Die Hinterradachse 20 ist insbesondere in einem Fahrzeug verbaubar, das eine gewöhnliche Fahrtrichtung 100 aufweist. Die gewöhnliche Fahrtrichtung ist vorzugsweise die Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges. Eine derartige Hinterradachse 20 ist sehr anfällig gegenüber Schäden, die durch Steinschläge verursacht werden. Deshalb ist ein umfassender Schutz der Hinterradachse 20 vor Steinschlägen notwendig.
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Die Erfindung wird daher anhand des Beispieles der Hinterradachse 20 detailliert erklärt. Dabei ist in sämtlichen Figuren stets die übliche Fahrtrichtung 100 angezeigt, um eine Orientierung der gezeigten Hinterradachse zu erkennen.
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2 zeigt ein Bauteil 2, das als Hinterradachse ausgebildet ist. Um das Bauteil 2 vor Objekten zu schützen, weist das Bauelement 2 eine Schutzvorrichtung 1 auf. Die Schutzvorrichtung 1 umfasst eine Abdeckung 7, auf der eine Vielzahl von Rippen 3 angeordnet ist. 2 zeigt zwei Schutzvorrichtungen 1, die symmetrisch an dem Bauelement 2 angeordnet sind.
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Die Schutzwirkung der Schutzvorrichtung 1 besteht aus einem kombinierten Schutz: Die Abdeckung 7 schützt das Bauelement 2 durch das Verdecken. Somit ist es Objekten nicht mehr möglich, die verdeckten Bereiche des Bauelementes zu treffen und damit zu beschädigen. Die Schutzwirkung der Rippen 3 wird in 3 illustriert:
In 3 ist das Bauelement 2 ersichtlich, wobei eine erste Flugbahn 5 und eine zweite Flugbahn 6 von Objekten 4 eingezeichnet ist. Da das Bauelement 2 insbesondere als Hinterradachse ausgebildet ist, ist das Bauelement 2 verschiedenen Belastungen durch sich nähernde Objekte 4 ausgesetzt. So nähern sich die Objekte 4 beispielsweise mit der ersten Flugbahn 5, wenn ein Vorderrad des Fahrzeuges zur Lenkung eingeschlagen ist. Die Objekte 4 nähern sich beispielsweise mit der zweiten Flugbahn 6, wenn das Vorderrad nicht eingeschlagen ist. Um die verschiedenen Flugbahnen 5, 6 der Objekte zu berücksichtigen, müsste eine sehr große Abdeckung 7 vorgesehen sein. Dies würde jedoch in einem großen aerodynamischen Widerstand des als Hinterradachse ausgebildeten Bauelementes 2 resultieren, wodurch Nachteile insbesondere bei einem Benzinverbrauch des Fahrzeuges vorhanden wären. Daher ist es im Stand der Technik üblich, Abdeckungen klein zu halten und somit ein vereinzeltes Auftreffen der Objekte 4 auf das Bauelement 2 in Kauf zu nehmen. Dies ist in 4 erklärt.
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4 zeigt die Hinterradachse 20 aus 1. Dabei ist die Hinterradachse 20 mit einer Abdeckung 70 versehen, die einen ersten Bereich der Hinterradachse 20 abdeckt. Jedoch verbleibt ein zweiter Bereich 80, der von der Abdeckung 70 nicht geschützt wird. Jedoch wäre eine Vergrößerung der Abdeckung 70, sodass diese auch den zweiten Bereich 80 der Hinterradachse 20 schützt, mit erheblichen aerodynamischen Nachteilen verbunden. Daher verzichtet der Stand der Technik auf einen Schutz des zweiten Bereiches 80 der Hinterradachse 20.
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5 zeigt nun, dass ein entsprechender zweiter Bereich 8 des Bauelementes 2 ebenfalls schätzbar ist. Analog zu 4 verdeckt die Abdeckung 7 lediglich einen ersten Bereich des Bauelementes 2. Der zweite Bereich 8 bleibt von der Abdeckung 7 unverdeckt. Jedoch sind im zweiten Bereich 8 Rippen 3 vorgesehen, die an der Abdeckung 7 befestigt sind. Dabei ist vorgesehen, dass die Rippen 3 den zweiten Bereich 8 des Bauelementes 2 nicht verdecken oder nicht vollständig verdecken. Dennoch haben die Rippen 3 eine Schutzwirkung inne, wie in 6 gezeigt ist.
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Aus 6 ist ersichtlich, dass die Rippen 3, obwohl diese keine Abdeckwirkung aufweisen, das Bauelement 2 dennoch schützen. So ist aus 6 ersichtlich, dass sowohl Objekte 4, die sich auf der ersten Flugbahn 5 dem Bauelement 2 nähern, als auch Objekte 4, die sich auf der zweiten Flugbahn 6 dem Bauteil 2 nähern, an den Rippen 3 abprallen und so auf einen Zickzack-Kurs zwischen jeweils zwei Rippen 3 umgelenkt werden. Es entsteht daher ein Schutzbereich 9, in dem die Rippen 3 eine kinetische Energie der sich nähernden Objekte 4 durch das wiederholte Abprallen derart vermindern, dass die Objekte 4 das Bauelement 2 nicht mehr erreichen oder nur noch mit sehr geringer kinetischer Energie erreichen. Die verbleibende kinetische Energie reicht nicht mehr für eine Beschädigung des Bauelementes 2 aus.
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Neben der Schutzwirkung der Rippen 3 weisen diese auch einen sehr geringen aerodynamischen Widerstand auf. So kann Luft nahezu ungehindert zwischen den Rippen 3 hindurchströmen, was in einem sehr geringen aerodynamischen Widerstand resultiert. Somit findet durch die Rippen 3 keine signifikante Beeinflussung der Aerodynamik statt.
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Durch das Vermeiden von Abdeckungen ist außerdem kein direkter Bauteilkontakt zwischen Bauelement 2 und Schutzvorrichtung 1 vorhanden. Somit erfolgt keine Reibung von Schutzvorrichtung 1 und Bauelement 2, sodass die Gefahr der erhöhten Korrosion in Folge von Reibung minimiert ist.
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Der genannte zweite Bereich 8 betrifft insbesondere einen Querlenker einer Hinterradachse 20 eines Fahrzeuges. Der Querlenker ist insbesondere bei Hinterradachse 20 aus dem Stand der Technik ungeschützt, sodass dieser einer erhöhten Belastung durch Steinschlagschäden ausgesetzt ist. Jedoch ist ein Verkleiden des Querlenkers bei bekannten Hinterradachsen 20 nicht möglich, da dies erhebliche aerodynamische Nachteile hat. Durch die vorliegende Erfindung ist es daher möglich, auch den Querlenker vor Steinschlagschäden zu schützen, wobei der Einfluss auf die Aerodynamik des Fahrzeuges minimiert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schutzvorrichtung
- 2
- Bauelement
- 3
- Rippen
- 4
- Objekte
- 5
- Erste Flugbahn
- 6
- Zweite Flugbahn
- 7
- Abdeckung
- 8
- Zweiter Bereich des Bauelementes
- 9
- Schutzbereich
- 20
- Hinterradachse
- 70
- Abdeckung gemäß des Standes der Technik
- 80
- Zweiter Bereich der Hinterradachse
- 100
- Fahrtrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10257795 A1 [0001]
- DE 102010018779 A1 [0001]
