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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sattelzugmaschine sowie einen Sattelzug.
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Sattelzüge bestehen aus einer Sattelzugmaschine als ziehendes Fahrzeug und einem Auflieger (auch Trailer genannt) als gezogenes Fahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass sich der zwischen der Sattelzugmaschine und dem Auflieger befindliche Spaltraum negativ auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt. Die
US 6,428,084 B1 offenbart daher ein System, welches Abdeckungen umfasst, die den Spaltraum weitgehend verschließen oder bedecken sollen. Eine obere Abdeckung kann mittels eines Zylinders bewegt werden. Das offenbarte System sieht vor, dass immer dann, wenn der Rückwärtsgang eingelegt wird, die obere Abdeckung nach oben bewegt wird, damit die obere Abdeckung bei dem Kupplungsvorgang nicht gegen den Auflieger stößt und beschädigt wird. Anschließend wird die obere Abdeckung nach unten bewegt, wodurch sie sich auf den Auflieger legt.
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Die
DE 10 2009 054 570 A1 offenbart ein System mit Windabweisern, welche den Spaltraum überbrücken, um Verwirbelungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhängerfahrzeug zu minimieren. Es ist auch offenbart, dass der Windabweiser erst ausgeklappt wird, wenn eine in einer Steuereinheit hinterlegte Mindestgeschwindigkeit erreicht wird.
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Die bekannten Systeme aus dem Stand der Technik führen zu einer Verringerung des Strömungswiderstandes und des Kraftstoffverbrauchs. Es besteht jedoch Bedarf, die Bedeckung des Spaltraums weiter zu optimieren.
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Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, die negativen Auswirkungen des Spaltraums zwischen einem ziehenden und einem gezogenen Fahrzeug zu verringern.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die erfindungsgemäße Sattelzugmaschine.
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Die erfindungsgemäße Sattelzugmaschine weist ein Chassis und ein auf dem Chassis angeordnetes Fahrerhaus auf. Die Sattelzugmaschine weist eine Luftleiteinrichtung mit zumindest einer Luftauslassdüse zum Ausblasen von Luft in die Umgebung auf, wobei die Luftauslassdüse hinter dem Fahrerhaus, an einer Seite des Fahrerhauses und/oder auf dem Dach des Fahrerhauses angeordnet ist.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen offenbaren körperliche Windabweiser, welche in irgendeiner Form so angeordnet werden, dass der Spaltraum teilweise bedeckt wird. Die Erfindung geht einen völlig anderen Weg und sieht vor, dass durch das Ausblasen von Luft die bei der Fahrt entstehende Luftströmung derart beeinflusst wird, dass es zu weniger Verwirbelungen in dem Spaltraum kommt.
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Unter einer Luftauslassdüse wird insbesondere eine Einrichtung verstanden, welche geeignet ist, Luft beim Übertritt aus einem Rohr oder einem rohrähnlichen System in den freien Raum zu beeinflussen, insbesondere abzulenken oder die Strömungsgeschwindigkeit zu verändern.
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Die Luftleiteinrichtung oder Teile davon, insbesondere die Luftauslassdüse, sind bevorzugt auf oder oberhalb des Chassis angeordnet.
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Die Luftauslassdüse weist eine Ausblasrichtung auf, welche im Wesentlichen durch ihre innere Geometrie definiert wird. Eine Veränderung der Ausblasrichtung kann beispielsweise durch eine Veränderung von inneren Deflektoren vorgenommen werden.
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Die Ausblasrichtung der Luftauslassdüse bildet bevorzugt einen Winkel φ von 70° ≤ φ < 180° zur Fahrtrichtung der Sattelzugmaschine bei Geradeausfahrt. Die Ausblasrichtung ist also schräg nach hinten sowie nach oben oder zur Seite ausgerichtet. Besonders bevorzugt wird ein Winkel φ von 80° ≤ φ < 130°. Mit diesen Winkeln lässt sich die Luftströmung besonders gut um den Spaltraum S herum leiten, wodurch es zu weniger Verwirbelungen kommt.
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Die Luftauslassdüse ist bevorzugt an einer Rückwand des Fahrerhauses oder in der Nähe des Fahrerhauses angeordnet, insbesondere in einem Abstand von maximal 1 m zum Fahrerhaus. Die Rückwand des Fahrerhauses ist immer am weitesten von dem Sattelauflieger entfernt, wodurch eine Beschädigung der Luftauslassdüse durch den Sattelauflieger vermieden wird.
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Die Luftauslassdüse kann bündig mit einer oder mehreren Kanten des Fahrerhauses angeordnet sein. Alternativ kann die Luftauslassdüse auch in einem Abstand 0 < A < 1 m von einer Kante des Fahrerhauses angeordnet. Je näher die Luftauslassdüse an der Kante angeordnet ist, umso mehr Einfluss kann sie auf die Luftströmung ausüben. Besonders bevorzugt wird daher ein Abstand 0 < A < 0,5 m.
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Bei vorteilhaften Weiterbildungen weist die Sattelzugmaschine zumindest einen Lufteinlass auf, der leitend mit der Luftauslassdüse verbunden ist. Die durch die Luftauslassdüse ausgeblasene Luft kann grundsätzlich auch aus anderen Quellen stammen, beispielsweise aus einem Luftvorrat. Jedoch ist es von besonderem Vorteil, einen Lufteinlass vorzusehen, durch den die Luft einströmen kann, um anschließend zu der Luftauslassdüse weitergeleitet und dort ausgeblasen zu werden. Auf diese Weise ist immer ausreichend Luft zum Ausblasen vorhanden und die Umlenkung des Luftstroms um den Spaltraum herum reißt nicht ab.
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Der Lufteinlass ist bevorzugt an einer Front oder an einer Seite des Fahrerhauses angeordnet. Vor der Sattelzugmaschine herrscht während der Fahrt ein großer Staudruck, der durch die Erfindung genutzt wird, um einen starken Luftstrom zu erzeugen, welcher aus den Luftauslassdüsen strömt.
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In manchen Fällen reicht der Staudruck nicht aus oder es kann kein Lufteinlass an der Front vorgesehen werden, beispielsweise aus Platzgründen. Bei vorteilhaften Weiterbildungen ist daher ein Kompressor oder ein Gebläse vorgesehen, der/das in Strömungsrichtung vor der Luftauslassdüse angeordnet ist. Kompressor oder Gebläse können in einer Leitung der Luftleiteinrichtung oder zwischen der Leitung und den Luftauslassdüsen angeordnet sein. Der Kompressor saugt die Luft zusätzlich an und komprimiert sie oder beschleunigt eine bereits vorhandene Strömung. Von dem Kompressor gelangt die komprimierte Luft zu der Luftauslassdüse, wo sie in die Umgebung hinter dem Fahrerhaus ausgeblasen wird.
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Der Kompressor ist bevorzugt an der Rückwand des Fahrerhauses oder in der Nähe des Fahrerhauses angeordnet. Auf diese Weise kann der Kompressor nah bei der Luftauslassdüse angeordnet werden. Um den Kompressor besonders gut vor Beschädigung zu schützen kann der Kompressor auch in einer Leitung angeordnet sein, welche mit dem Lufteinlass und der Luftauslassdüse verbunden ist.
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Bevorzugt sind mehrere Luftauslassdüsen vorgesehen. Die Luftauslassdüsen weisen jeweils eine Ausblasrichtung auf, wobei die Ausblasrichtungen nicht identisch sind.
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Die Luftleiteinrichtung umfasst bei vorteilhaften Weiterbildungen eine Luftauslasseinrichtung, die mehrere Luftauslassdüsen aufweist. So kann auf einfache Weise eine zentrale Luftströmung in mehrere aufgeteilt und durch die Luftauslassdüsen ausgeblasen werden.
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Die Ausblasrichtungen mehrerer der Luftauslassdüsen können parallel verlaufen. Beispielsweise können entlang einer Kante des Fahrerhauses mehrere Luftauslassdüsen angeordnet werden, die alle parallel Luft ausblasen. Auf diese Weise wird entlang der gesamten Kante die Luftströmung daran gehindert, hinter der Kante in dem Spaltraum zu Verwirbelungen zu führen.
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Die Ausblasrichtung zumindest einer Luftauslassdüse weist bevorzugt einen Winkel ϕ von 0° < ϕ ≤ 90° zur Ausblasrichtung von zumindest einer benachbarten Luftauslassdüsen auf. Auf diese Weise kann Luft fächerartig, insbesondere fächerartig in einer Ebene ausgeblasen werden, wodurch von einem zentralen Punkt Luft in sämtliche Richtungen seitlich der Sattelzugmaschine geblasen werden kann. Dadurch erhält man eine kompakte Luftleiteinrichtung.
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Es ist ausdrücklich auch möglich, dass die Ausblasrichtungen mancher Luftauslassdüsen parallel zueinander verlaufen und die Ausblasrichtung zumindest einer Luftauslassdüse in einem Winkel ϕ von 0° < ϕ ≤ 90° zu diesen Ausblasrichtungen verläuft.
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Die Luftauslassdüse weist bevorzugt eine rechteckige, längliche Auslassöffnung auf. Eine solche Luftauslassdüse wird auch als Luftklinge bezeichnet. Andere Auslassöffnungen sind ebenfalls möglich, insbesondere eine kreisrunde Auslassöffnung. Sowohl eine Luftklinge als auch eine kreisrunde Auslassöffnung bewirken einen starken Luftstrom mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten, wodurch ein Einströmen der Luftströmung in den Spaltraum wirksam verhindert wird.
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Die Luftauslassdüse weist bevorzugt einen Deflektor auf, welcher die Luftströmung innerhalb der Luftauslassdüse umlenkt. Mit einem Deflektor lässt sich die Ausblasrichtung beeinflussen, wodurch die Luft genau in der gewünschten Richtung ausgeblasen werden kann, sodass eine optimale Umleitung der Luftströmung um den Spaltraum herum erreicht wird.
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Die Luftauslassdüse weist bevorzugt eine Drossel auf. Eine Drossel bewirkt eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der aus der Luftauslassdüse ausgeblasenen Luft. Dadurch kann die Luftströmung besser daran gehindert werden, in den Spaltraum einzuströmen und dort Verwirbelungen zu verursachen.
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Bei vorteilhaften Weiterbildungen sind der Kompressor, das Gebläse, der Deflektor, die Drossel und/oder die Düsengeometrie und/oder die Ausblasrichtung der Luftauslassdüse einstellbar, besonders bevorzugt von einer Steuereinheit elektronisch einstellbar. Auf diese Weise können die Bauteile und damit der ausgeblasene Luftstrom an verschiedene Fahrsituationen und Umgebungsbedingungen angepasst werden. Dadurch kann der Spaltraum immer optimal von Verwirbelungen frei gehalten werden.
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Besonders bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, den Kompressor, das Gebläse, den Deflektor, die Drossel und/oder die Düsengeometrie und/oder die Ausblasrichtung in Abhängigkeit zumindest eines der folgenden Parameter einzustellen:
- - die Fahrgeschwindigkeit der Sattelzugmaschine
- - die Druckverhältnisse, insbesondere der Luftdruck, im Spaltraum
- - die Druckverhältnisse, insbesondere der Luftdruck, an der Front der Sattelzugmaschine
- - die Druckverhältnisse, insbesondere der Luftdruck, über, unter und/oder seitlich neben der Sattelzugmaschine
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Diese Parameter ermöglichen eine zielgerichtete Anpassung der einzelnen Bauteile der Luftleiteinrichtung, wodurch die Verwirbelungen zu jeder Zeit während der Fahrt verringert werden können.
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Der erfindungsgemäße Sattelzug umfasst eine Sattelzugmaschine und einen Sattelauflieger, wobei zwischen der Sattelzugmaschine und dem Sattelauflieger ein Spaltraum gebildet wird. In dem Spaltraum ist eine Luftleiteinrichtung mit zumindest einer Luftauslassdüse zum Ausblasen von Luft in die Umgebung angeordnet. Dadurch wird verhindert, dass die Luftströmung während der Fahrt in den Spaltraum eindringt und dort zu Verwirbelungen führt. Die Luftleiteinrichtung und die Luftauslassdüse können jedes der oben beschriebenen Merkmale aufweisen.
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Der Sattelzug weist bevorzugt eine Sattelzugmaschine gemäß der obigen Beschreibung auf.
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Die Erfindung ist auch bei anderen ziehenden Fahrzeugen als bei Sattelzugmaschinen einsetzbar.
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Offenbart wird daher auch ein ziehendes Fahrzeug mit einem Fahrwerk und einem Aufbau, wobei zumindest eine Luftauslassdüse zum Ausblasen von Luft in die Umgebung vorgesehen ist, wobei die Luftauslassdüse hinter dem Aufbau, an einer Seite des Aufbaus und/oder auf dem Dach des Aufbaus angeordnet ist.
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Das ziehende Fahrzeug kann sämtliche der oben beschriebenen Merkmale aufweisen.
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Das ziehende Fahrzeug kann beispielsweise ein Lastkraftwagen oder ein Sattelzug sein, an welchen ein Anhänger angehängt ist, wodurch ein Gliederzug gebildet wird. Zwischen dem Lastkraftwagen und dem Anhänger wird ein Spaltraum gebildet, dessen negative Auswirkungen auf den Kraftstoffverbrauch durch die Erfindung in gleicher Weise vermieden werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft dargestellt und erläutert. Es zeigt dabei
- 1 schematisch einen Sattelzug gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Seitenansicht
- 2 schematisch den Sattelzug der 1 in einer Draufsicht
- 3 schematisch einen Sattelzug gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Seitenansicht
- 4 schematisch eine Luftleiteinrichtung des Sattelzugs der 3 in einer Ansicht in Fahrtrichtung
- 5 schematisch einen Sattelzug gemäß einer dritten Ausführungsform in einer Seitenansicht
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Der in 1 und 2 dargestellte Sattelzug 10 umfasst eine Sattelzugmaschine 20 und einen Sattelauflieger 40. Die Sattelzugmaschine 20 weist ein Fahrwerk oder Chassis 22 mit Rädern 24 und ein Fahrerhaus 26 auf. Die 1 zeigt den Sattelzug 10 in Geradeausfahrt. Bei Geradeausfahrt sind Sattelzugmaschine 20 und Sattelauflieger 40 entlang einer gemeinsamen Hauptachse H ausgerichtet und bewegen sich entlang dieser Hauptachse H in Fahrtrichtung F.
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Die Sattelzugmaschine umfasst eine Sattelkupplung 28, welche auf dem Chassis 22 hinter dem Fahrerhaus 26 angeordnet ist. Der Auflieger 40 weist einen Königszapfen 48 (siehe 2) auf. Die Sattelzugmaschine 20 und der Sattelauflieger 40 werden mittels der Sattelkupplung 28 und dem Königszapfen 48 aneinander gekoppelt.
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Der Sattelauflieger 40 umfasst ebenfalls ein Chassis 42 mit Rädern 44 und einen Aufbau 46.
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Zwischen dem Sattelauflieger 40 und der Sattelzugmaschine 20, genauer zwischen dem Fahrerhaus 26 und dem Aufbau 46, wird ein Spaltraum S gebildet. Der Spaltraum S ist nach unten durch das Chassis 22 der Sattelzugmaschine 20 begrenzt.
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Während der Fahrt würde seitlich am Fahrerhaus 26 vorbei strömende Luft L in dem Spaltraum S verwirbelt. Diese Verwirbelungen führen zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch des Sattelzugs 10, was nachteilig ist.
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Die Sattelzugmaschine 10 umfasst daher eine Luftleiteinrichtung 60, mittels der die während der Fahrt am Fahrerhaus 26 vorbei strömende Luft L daran gehindert wird, in dem Spaltraum S zu gelangen und dort zu Verwirbelungen zu führen.
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Die Luftleiteinrichtung 60 umfasst drei Luftauslassdüsen 70a, 70b, 70c, die an einer Rückwand 27 des Fahrerhauses 26 und oberhalb des Chassis 22 angeordnet sind. Die Luftauslassdüsen 70a, 70b, 70c können nach ihrer Position oder ihrer Ausblasrichtung als linke Luftauslassdüse 70a, obere Luftauslassdüse 70b und rechte Luftauslassdüse 70c bezeichnet werden. Die linke Luftauslassdüse 70a und die rechte Luftauslassdüse 70c können auch gemeinsam als seitliche Luftauslassdüsen 70a, 70c bezeichnet werden.
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Die Luftauslassdüsen 70a, 70b, 70c sind jeweils länglich und gemeinsam in einer umgekehrten U-Form an der Rückwand 27 angeordnet. Die Luftauslassdüsen 70a, 70b, 70c weisen jeweils eine rechteckige, längliche, also schlitzförmige, Auslassöffnung auf.
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Die Auslassöffnung der oberen Luftauslassdüse 70b befindet sich auf ihrer Oberseite. Die obere Luftauslassdüse 70b ist derart ausgebildet, dass ihre Ausblasrichtung Rb schräg nach oben hinten gerichtet ist. Zwischen der Fahrtrichtung F und der Ausblasrichtung Rb liegt ein Winkel φb von 135° (siehe 1).
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Die Auslassöffnungen der seitlichen Luftauslassdüsen 70a, 70c sind seitlich außen angeordnet. Die Ausblasrichtungen Ra und Rc der seitlichen Luftauslassdüsen 70a,c ist somit horizontal vom Sattelzug 10 weg ausgerichtet. Zwischen der Fahrtrichtung F und den Ausblasrichtung Ra und Rc liegt somit ein Winkel φa, φc von jeweils 90° (siehe 2).
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Die Luftauslassdüsen 70a, 70b, 70c sind bündig mit Kanten an den Seitenflächen bzw. der Dachfläche des Fahrerhauses 26 angeordnet.
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Aus den Luftauslassdüsen 70a, 70b, 70c strömt während der Fahrt Luft, welche die um die Sattelzugmaschine 20 strömende Luft L derart ablenkt, dass es zu weniger oder gar keinen Verwirbelungen in dem Spaltraum S kommt.
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Der in den 3 und 4 dargestellte Sattelzug 10 umfasst ebenfalls eine Sattelzugmaschine 20 und einen Sattelauflieger 40, die ähnlich ausgestaltet sind wie die entsprechenden Teile des Sattelzugs 10 der 1 und 2.
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Die Luftleiteinrichtung 60 der zweiten Ausführungsform weist eine Luftauslasseinrichtung 62 auf (siehe 3), die eine Vielzahl von Luftauslassdüsen 70 umfasst. Jede Luftauslassdüse 70 weist eine kreisförmige Auslassöffnung auf. Die Ausblasrichtungen R der Luftauslassdüsen 70 erstrecken sich fächerartig innerhalb einer Ebene E senkrecht zur Hauptachse H (siehe 3). Beispielhaft sind in 4 nur drei Luftauslassdüsen 70 mit ihren Ausblasrichtungen R dargestellt. Jede Ausblasrichtung R ist um einen Winkel ϕ = 15° zu der Ausblasrichtung R benachbarter Luftauslassdüsen 70 versetzt.
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Die Luftleiteinrichtung 60 umfasst ferner einen Lufteinlass 64, der an einer Front 25 der Fahrerhauses 26 angeordnet ist. Durch den Lufteinlass 64 gelangt Luft L* während der Fahrt in eine Leitung 65 und anschließend zu einem in der Leitung 65 angeordneten Kompressor 66. Der Kompressor 66 saugt die Luft L* zusätzlich an und komprimiert sie. Von dem Kompressor 66 gelangt die komprimierte Luft zu den Luftauslassdüsen 70, wo sie in die Umgebung hinter dem Fahrerhaus 26 ausgeblasen wird. Der Lufteinlass 64 ist also mit den Luftauslassdüsen 70 leitend verbunden.
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Während der Fahrt gelangt somit Luft L* aus einem Bereich vor dem Sattelzug 10 zu den Luftauslassdüsen 70 und wird dort ausgeblasen. Dadurch wird die um die Sattelzugmaschine 20 strömende Luft L derart ablenkt, dass es zu weniger oder gar keinen Verwirbelungen in dem Spaltraum S kommt.
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Der Sattelzug 10 der dritten Ausführungsform umfasst erneut eine Sattelzugmaschine 20 und einen Sattelauflieger 40, die ähnlich ausgestaltet sind wie die entsprechenden Teile des Sattelzugs 10 der 1 und 2.
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Die Luftleiteinrichtung 60 der dritten Ausführungsform ist auf einem Dach 29 des Fahrerhauses 26 angeordnet und umfasst einen Lufteinlass 64, der am vorderen Ende der Luftleiteinrichtung 60 angeordnet ist, und eine Luftauslassdüse 70, die am hinteren Ende der Luftleiteinrichtung 60 angeordnet ist. Lufteinlass 64 und Luftauslassdüse 70 sind unmittelbar leitend miteinander verbunden. Innerhalb der Luftleiteinrichtung 60 ist ein Deflektor (nicht dargestellt) angeordnet, welcher die Luftströmung innerhalb der Luftleiteinrichtung 60 derart umlenkt, dass die Luft nach dem Austritt aus der Luftauslassdüse 70 von dem Gespann weg nach außen strömt, wodurch Verwirbelungen in dem Spaltraum S verringert werden.
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Die Ausblasrichtung R der Luftauslassdüse 70 steht bei dieser Ausführungsform in einem Winkel φ von etwa 160° zu der Fahrtrichtung F.
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Bei anderen Ausführungsformen können auch Luftauslassdüsen 70 entsprechend der dritten Ausführungsform an den Seiten des Fahrerhauses angebracht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Sattelzug
- 20
- Sattelzugmaschine
- 22
- Chassis
- 24
- Rad
- 25
- Front
- 26
- Fahrerhaus
- 27
- Rückwand
- 28
- Sattelkupplung
- 29
- Dach
- 40
- Sattelauflieger
- 42
- Chassis
- 44
- Rad
- 46
- Aufbau
- 48
- Königszapfen
- 60
- Luftleiteinrichtung
- 62
- Luftauslasseinrichtung
- 64
- Lufteinlass
- 65
- Leitung
- 66
- Kompressor
- 70
- Luftauslassdüse
- 70a
- linke Luftauslassdüse
- 70b
- obere Luftauslassdüse
- 70c
- rechte Luftauslassdüse
- E
- Ebene
- F
- Fahrtrichtung
- H
- Hauptachse
- L
- Luft
- L*
- Luft
- R
- Ausblasrichtung
- Ra
- Ausblasrichtung
- Rb
- Ausblasrichtung
- Rc
- Ausblasrichtung
- S
- Spaltraum
- φa
- Winkel
- φb
- Winkel
- φc
- Winkel
- φ
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6428084 B1 [0003]
- DE 102009054570 A1 [0004]
