DE10336361B3

DE10336361B3 - Windabweiser an einer Schiebedachöffnung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10336361B3
Application number: DE2003136361
Authority: DE
Inventors: Werner Jöris
Original assignee: Opel Eisenach GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-08-09

Abstract

Ein Windabweiser an einer Schiebedachöffnung eines Kraftfahrzeuges weist ein Netz (1) in zumindest einer Abweiserfläche auf. Das Netz (1) umfasst Fäden (1', 1'', 1''') mit unterschiedlichen Durchmessern (D1, D2, D3).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Windabweiser insbesondere an einer Schiebedachöffnung eines Kraftfahrzeuges mit einem Netz, welches eine Abweiserfläche bildet.

Ein derartiger Windabweiser ist in der DE 40 39 485 C1 offenbart. Zur Geräusch- und Schwingungsminderung an tangential überströmten Öffnungen ist der Windabweiser zumindest in Teilbereichen seiner Abweiserfläche mit einem luftdurchlässigen Netz versehen. Gewöhnlich entsteht ein sogenanntes Schiebedach-Wummern, bei dem der Fahrzeuginnenraum in Verbindung mit der überströmten Schiebedachöffnung wie ein Helmholtz-Resonator wirkt. Aufgrund einer feinst turbulenten Teilströmung durch das Netz wird der sonst mögliche Aufbau für das Wummern und für störende Druckpulsationen vermindert. Der Windabweiser ist insofern nachteilig, als er aufwendig aufgebaut ist und lästige Pfeiftöne aufgrund des Netzes immer noch generiert werden können.

Auch DE 102 10 142 A1 beschreibt einen Windabweiser, dessen Abweiser aus einem Gewebe bestehen kann.

Ein weiterer Windabweiser mit einer speziell gestalteten Halterung und einer aus einer dünnwandigen Schicht gebildeten Abweiserfläche ist in DE 196 03 670 C1 offenbart.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Windabweiser der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Geräusch- und Schwingungsminderung weiter optimiert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe zur Geräusch- und Schwingungsoptimierung dadurch gelöst, dass das Netz Fäden mit unterschiedlichen Durchmessern umfasst.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass jeder umströmte Faden physikalisch bedingt einen Ton erzeugt. Dieser Ton entspricht einer Frequenz f. Die Frequenz f läßt sich nach der Formel f = U·Sr/D berechnen. U ist dabei die umströmte Geschwindigkeit. Sr ist die Strouhalzahl, die von der umströmten Körperform sowie der Rauhigkeit der Oberfläche abhängig ist. D ist der Durchmesser des umströmten Fadens. Bei Fäden mit gleichem Durchmesser entsteht der gleiche Ton aufgrund der gleichen Frequenz, der sich zu einem lästigen Gesamtton aufgrund der Vielzahl von luftumströmten Fäden aufsummieren kann. Die Verwendung von Fäden mit unterschiedlichen Durchmessern ist deshalb vorteilhaft, weil sich dadurch mit unterschiedlichen Tönen ein wohlklingender Gesamtklang generieren läßt.

In Ausgestaltung der Erfindung besteht das Netz aus im Wesentlichen parallelen Fäden. Dadurch ergeben sich geringere Störeinflüsse von quer gewebten Fäden und die Frequenz zur Generierung der Töne läßt sich genauer festlegen, da jedem Faden mit höherer Wahrscheinlichkeit eine Frequenz zugeordnet werden kann.

Bevorzugt sind die Fädendurchmesser und die Fädenfolge des Netzes auf eine Gesamtklangfrequenz f_g bei einer bestimmten Umströmungsgeschwindigkeit U eingestellt. Es können somit gezielt ungleichmässige Fädendurchmesser und Fädenfolgen im Netz gewebt sein, um eine ungleichmäßige Verteilung der Einzelschallquellen über die Netzbreite zu generieren und somit ein bestimmtes Klangbild zu erreichen. Es kann auch eine gezielte Anzahl von Fäden mit einem gleichen Durchmesser verwendet werden, um ein ganz bestimmtes Klangbild an einer Netzstelle zu erzeugen. Diese verschiedenen Klangbilder können zu einem Gesamtklangbild zusammengesetzt werden.

Vorteilhafterweise ist die Gesamtklangfrequenz f_g bei einer bestimmten Geschwindigkeit U auf einen harmonischen Ton eingestellt. Die Gesamtklangfrequenz f_g bildet somit einen harmonisch klingenden Gesamttoncharakter. Die Fahrzeuginsassen nehmen wohlklingende Geräusche wahr.

Erfindungsgemäß wird eine Vereinfachung des Windabweiseraufbaus dadurch erreicht, dass der Windabweiser zwei U-förmige Spannbügel aufweist, die an den Schenkelenden mit einem Gelenk in Richtung des Fahrzeughecks verbunden sind, wobei ein U-förmiger Spannbügel im Fahrzeugdach ortsfest angeordnet ist und das Netz an den Spannbügeln zum Aufspannen bei geöffnetem Schiebedach angeordnet ist. Wird das Schiebedach nach hinten bewegt, so dass eine Öffnung im Fahrzeugdach entsteht, kann der obere Spannbügel aufgrund eines Federmechanismuses im Gelenk oder einer Gestängemechanik in eine Spannlage des Netzes bewegt werden. Das Netz begrenzt den Spannwinkel. Beim Bewegen des Schiebedachs in seine geschlossene Position klappt der obere Spannbügel wieder ein. Dieser Aufbau ist einfach und kostengünstig in der Produktion.

Zweckmäßigerweise weist der Windabweiser mit den Spannbügeln ein Netz mit den oben genannten Merkmalen auf. Somit läßt sich ein geräuschoptimierter und einfacher Windabweiser realisieren.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts einer Netzstruktur eines erfindungsgemäßen Windabweisers,
2 eine perspektivische Ansicht des Windabweisers im aufgeklappten Zustand und
3 eine schematische Querschnittansicht des Windabweisers in einem im Fahrzeugdach eingebauten Zustand.
In 1 sind schematisch drei Fäden 1', 1'', 1''' im Querschnitt stark vergrößert als Teil ausschnitt aus einer Netzstruktur des Windabweisers dargestellt, die jeweils drei verschiedene Durchmesser D1, D2 und D3 aufweisen. Die Größenordnung dieser Durchmesser liegt bei ungefähr 0,6 mm. Die Umströmungsgeschwindigkeit U, die durch den Fahrtwind des Kraftfahrzeuges plus der örtlichen Windgeschwindigkeit erzeugt wird, umströmt die einzelnen Fäden. Dabei erhöht sich eine Wirbelablösefrequenz f proportional zur Umströmungsgeschwindigkeit U und umgekehrt proportional zum Querschnitt D des einzelnen Fadens. Die Wirbelablösefrequenz ist identisch mit der Frequenz der Seitenantriebskraft Fq. Die Strouhalzahl Sr ist eine Kennzahl zur Berechnung der kritischen Umströmungsgeschwindigkeit U_krit, bei der sich Wirbel vom Faden abzulösen beginnen. Die Formel lautet:
Die Strouhalzahl wird durch die umströmte Querschnittsform, die Rauhigkeit der Oberfläche und die Turbulenz der Umströmung beeinflusst. Die Strouhalzahl entspricht bei kreisrunden Querschnitten dem Wert von 0,2.
Um die Frequenz f darzustellen, ist der Wirbelablöseabstand lw in der 1 eingeführt. Die Frequenz f entspricht auch dem Quotienten der Umströmungsgeschwindigkeit U zum Wirbelablöseabstand lw. Sie ergibt sich also durch die Gleichung:
Jede Frequenz kann einem Ton zugeordnet werden. Die einzelnen Frequenzen, die aufgrund verschiedener Durchmesser der Fäden unterschiedlich sind, sind so gewählt, dass sie sich zu einem harmonischen Gesamtklangcharakter aufsummieren. Die Fahrzeuginsassen nehmen dadurch wohlklingende Frequenzen wahr.
Gemäß 2 ist ein Netz 1 des Windabweisers an einem unteren U-förmigen Spannbügel 2 und einem oberen U-förmigen Spannbügel 3 befestigt. Ein Gelenk 6 verbindet die beiden Spannbügel 2, 3 jeweils an ihren Schenkelenden. Das Gelenk 6 hat einen nach dem Stand der Technik ausgebildeten Mechanismus, der den oberen Spannbügel 3 vom unteren Spannbügel 2 in einen aufgeklappten Zustand bewegt. Das Netz 1 begrenzt den Klappwinkel der Spannbügel 2 und 3. Im aufgeklappten Zustand bildet das Netz 1 drei Windabweiserflächen und zwar eine relativ große Frontfläche sowie zwei seitliche kleinere dreieckförmige Flächen. Das Netz 1 ist aus einer Vielzahl von Fäden 1', 1'' usw. mit unterschiedlichen Fadenstärken derart gewebt, dass entsprechend ihrer bestimmten Klangfrequenz bei einer bestimmten Umströmungsgeschwindigkeit ein wohlklingender Gesamtklangcharakter generiert wird.
Bei dem in 3 dargestellten Windabweiser schematisch im eingebauten Zustand ist das Netz 1 aufgrund der ausgestellten Position des oberen Spannbügels 3a gespannt. Es kann in dieser Position den am Fahrzeugdach 5 umströmten Wind zum Teil abweisen. Zum Teil durchströmt der Wind das Netz 1 und verhindert somit das bekannte Wummern. Durch das Durchströmen des Windes durch das Netz 1 werden Klangfrequenzen f von den umströmten Fäden 1', 1'' usw. erzeugt. Da die Fäden 1', 1'' usw. im Durchmesser D und in der Verteilung aufeinander abge stimmt sind, wie zur 1 erläutert, wird ein Gesamtklang von allen Fäden 1', 1'' usw. erzeugt. Dieser Gesamtklang ist so abgestimmt, dass er harmonisch klingt. Die Fahrzeuginsassen empfinden dieses Geräusch als angenehm.
Der untere Spannbügel 2 ist ortsfest am Fahrzeugdach 5 befestigt. Wenn das Schiebedach 4 geschlossen ist, befindet sich der Spannbügel 3 in der eingeklappten Position 3a und das Netz 1 ist zusammengefaltet. Beim Öffnen des Schiebedachdeckels 4 wird der Spannbügel 3 durch einen aus dem Stand der Technik bekannten Mechanismus in die windabweisende Position bewegt.

1: Netz
1': Netzfaden mit Durchmesser D1
1'': Netzfaden mit Durchmesser D2
1''': Netzfaden mit Durchmesser D3
2: unterer Spannbügel
3: oberer Spannbügel
3a: oberer Spannbügel in gefalteter Position
3b: oberer Spannbügel in ausgestellter Position
4: Schiebedach
5: Fahrzeugdach
6: Gelenk

Claims

Windabweiser für Kraftfahrzeuge mit einem zumindest eine Abweiserfläche bildenden Netz (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Netz (1) Fäden (1', 1'', 1''') mit unterschiedlichen Durchmessern (D1, D2, D3) umfasst.
Windabweiser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz (1) aus im Wesentlichen parallelen Fäden (1', 1'', 1''') besteht.
Windabweiser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fädendurchmesser (D1, D2, D3) und die Fädenfolge des Netzes auf eine Gesamtklangfrequenz (f_g) bei einer bestimmten Umströmungsgeschwindigkeit (U )eingestellt sind.
Windabweiser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtklangfrequenz (f_g) bei einer bestimmten Umströmungsgeschwindigkeit (U) auf einen harmonischen Ton eingestellt ist.
Windabweiser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Windabweiser zwei U-förmige Spannbügel (2, 3) aufweist, die an den Schenkelenden mit einem Gelenk (6) in Richtung des Fahrzeughecks verbunden sind, wobei ein U-förmiger Spannbügel (2) im Fahrzeugdach (5) ortsfest angeordnet ist und das Netz an den Spannbügeln zum Aufspannen bei geöffnetem Schiebedach (4) angeordnet ist.