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Die Erfindung betrifft eine Windabweiservorrichtung an einer Dachöffnung eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches mit einem Windabweiserprofil, das in einer Funktionsstellung gegenüber einer die Dachöffnung vorderseitig begrenzenden Dachfläche ausgestellt ist und zumindest eine Durchströmungsöffnung aufweist.
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Aus der
DE 693 06 202 T3 ist eine gattungsgemäße Windabweiservorrichtung mit einem Windabweiserprofil bekannt geworden, das mehrere Öffnungen aufweist, durch die bei fahrendem Fahrzeug ein Luftstrom strömt, der durch Leitflächen des Windabweiserprofils durch die geöffnete Dachöffnung in das Fahrzeuginnere umgeleitet wird. Neben einer Belüftung des Fahrzeuginnenraumes werden bei bestimmten Fahrgeschwindigkeiten auftretende Wummergeräusche reduziert. Diese stets geöffneten Öffnungen leiten den Luftstrom aber auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten ins Fahrzeuginnere, was von Fahrzeuginsassen als unerwünschte Zugluft wahrgenommen werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Windabweiservorrichtung zu schaffen, die im Hinblick auf ihre Wirksamkeit bei unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten und daraus resultierenden Luftströmungsgeschwindigkeiten verbessert ist.
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Die Aufgabe wird bei der eingangs genannten Windabweiservorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Windabweiserprofil an der Durchströmungsöffnung eine Schwenkklappeneinheit aufweist, die zwischen einer Offenstellung, in der sie die Durchströmungsöffnung zumindest teilweise freigibt, und einer Schließstellung, in der sie die Durchströmungsöffnung verschließt, verstellbar ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Mit der erfindungsgemäßen Windabweiservorrichtung wird somit eine laminare Luftströmung, die im Fahrbetrieb auf das Windabweiserprofil trifft, in eine turbulente Strömung hinter dem Windabweiserprofil umgewandelt, indem ein Teilluftstrom beim Durchströmen der Durchströmungsöffnung verwirbelt wird. Bei einer größeren Anzahl von nebeneinander angeordneten Durchströmungsöffnungen wird die laminare Luftströmung über die ganze Breite des Windabweiserprofils sehr wirksam verwirbelt. Da Wummergeräusche abhängig von der Art und Gestalt des Fahrzeugs oder Kraftfahrzeugs wie z. B. eines PKW und der Anordnung und Größe der Dachöffnung am Fahrzeugdach im wesentlichen bei etwa 20 km/h bis 80 km/h Fahrgeschwindigkeit auftreten, ist die zumindest eine Durchströmungsöffnung in diesem Bereich der Fahrgeschwindigkeit offen zu halten. Beim Übergang zu höheren Fahrgeschwindigkeiten wird mittels einer Steuer- und/oder Versteileinrichtung die Schwenkklappeneinheit derart verstellt, dass sie die Durchströmungsöffnung schließt. Die auf das Windabweiserprofil, das nun ein im wesentlichen glattflächiges Luftleitprofil darstellt, auftreffende laminare Luftströmung wird vom Windabweiserprofil über die Dachöffnung geleitet, wobei die Luftströmung beim Überströmen des Windabweiserprofils als laminare Luftströmung im wesentlichen erhalten bleibt. Da in diesem höheren Fahrgeschwindigkeitsbereich üblicherweise keine Wummergeräusche auftreten, wird diese laminare Luftströmung angestrebt.
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Grundsätzlich kann das Windabweiserprofil am Fahrzeugdach verstellbar gelagert, z. B über beidseitige Ausstellarme oder dergleichen, bei Bedarf manuell anbringbar oder auch am Fahrzeugdach fest installiert sein, wobei es insbesondere am Vorderrand der Dachöffnung und damit vor der Dachöffnung positioniert wird. Jedoch ist auch eine hiervon abweichende Position wie z. B. über der Dachöffnung möglich.
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In bevorzugter Gestaltung ist die Schwenkklappeneinheit in die Offenstellung vorgespannt und das Verstellen der Schwenkklappeneinheit ist durch die bei fahrendem Fahrzeug auftretende Luftströmung gesteuert. Eine jeweilige Druckkraft, die von der Luftströmung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit beim Auftreffen auf die Schwenkklappeneinheit auftritt, bildet somit einen Verstellantrieb, der gegen die Vorspannkraft wirkt. Grundsätzlich können aber auch andere Antriebseinrichtungen verwendet werden wie z. B. ein motorischer Antrieb, der von einer Steuer- oder Regelgröße wie z. B. der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs betätigt oder gesteuert wird.
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Zweckmäßigerweise ist die Schwenkklappeneinheit in die Offenstellung durch eine Federkrafteinrichtung, die insbesondere zumindest eine Schraubenfeder aufweist, vorgespannt.
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Gemäß einer einfachen und zweckmäßigen Gestaltung ist die Schwenkklappeneinheit mittels einer am Windabweiserprofil angeordneten und eine Schwenkachse definierenden Schwenklagerung schwenkbar gelagert. Die Schwenkklappeneinheit ist somit ein eigenständiges Bauteil. Jedoch kann die Schwenkklappeneinheit auch am Windabweiserprofil angeformt oder einstückig mit diesem gebildet sein und z. B. mittels eines Filmscharniers relativ zum Windabweiserprofil bewegbar oder verschwenkbar sein.
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In besonders bevorzugter Gestaltung enthält die Schwenkklappeneinheit eine Steuerklappe und eine Schließklappe. Die Schließklappe übernimmt die Funktion des Abdeckens oder Schließens der Durchströmungsöffnung, während die Steuerklappe das Verstellen der Schwenkklappeneinheit bzw. der Schließklappe ausführt, wobei die Steuerklappe durch die Kraft der auftreffenden Luftströmung gegen und gegen die an der Schwenkklappeneinheit angreifenden Vorspannkraft verstellt wird. Somit deckt die Schließklappe gemäß der Stellung der Schwenkklappeneinheit bzw. der Steuerklappe die Durchströmungsöffnung ab oder gibt sie frei.
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Zweckmäßigerweise sind die Steuerklappe und die Schließklappe unter einem festen Winkel zueinander angeordnet und insbesondere sind sie im Bereich der Schwenkachse miteinander verbunden oder einstückig gebildet.
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Wenn in der Schließstellung der Schwenkklappeneinheit die Steuerklappe gegen einen unteren Abschnitt der Vorderseite des Windabweiserprofils herabgeschwenkt ist und die Schließklappe an der Hinterseite des Windabweiserprofils gegen die Durchströmöffnung geschwenkt ist, ist ein möglichst unbehindertes laminares Überströmen des Windabweiserprofils von der gesamten Luftströmung möglich.
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Zweckmäßigerweise erstreckt sich die Schwenkachse der Schwenkklappeneinheit im Bereich des Unterrandes der Durchströmungsöffnung, jedoch sind auch andere Anordnungen möglich.
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Das Windabweiserprofil ist bevorzugt ein Bauteil in Gestalt einer dünnen Lamelle. An den Durchströmungsöffnungen sind keine Leitflächen des Windabweiserprofils vorgesehen, lediglich die Schwenkklappeneinheit enthält Luftleitflächen in Gestalt der Steuerklappe und der Schließklappe. Die Luftströmung wird vorzugsweise nicht abwärts zur Dachöffnung hin abgelenkt, sondern sie wird lediglich verwirbelt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Windabweiservorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
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1 in einer Draufsicht ein Fahrzeugdach mit einer geöffneten Dachöffnung eines Schiebedaches und einer in eine Funktionsstellung ausgestellten Windabweiservorrichtung;
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2 in einer Draufsicht in vergrößerter Darstellung das Fahrzeugdach in Teildarstellung mit einem erfindungsgemäßen Windabweiserprofil mit geöffneten Durchströmungsöffnungen;
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3 in einer Draufsicht in vergrößerter Darstellung ein Abschnitt des Windabweiserprofils mit einer in einer Durchströmungsöffnung angeordneten Schwenkklappeneinheit;
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4 in einer Draufsicht gemäß 2 das Windabweiserprofil mit geschlossenen Durchströmungsöffnungen; und
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5 in einer Draufsicht gemäß 3 das Windabweiserprofil mit der in Schließstellung in einer Durchströmungsöffnung angeordneten Schwenkklappeneinheit.
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Ein Fahrzeug 1 wie z. B. ein PKW (siehe 1) enthält ein Fahrzeugdach 2 mit einer Dachöffnung 3 und einem Deckel 4 eines Schiebedaches, der in bekannter Weise zwischen einer die Dachöffnung 3 verschließenden Schließstellung und einer die Dachöffnung 3 freigebenden Offenstellung (gemäß 1) verstellbar ist. Ein dem Vorderrand 5 der Dachöffnung 3 zugeordneter Windabweiservorrichtung 6 enthält ein Windabweiserprofil 7, das beidseits mittels eines jeweiligen sich nach hinten erstreckenden Ausstellarms 8 einer Lagereinrichtung des Windabweiserprofils 7 um eine am Hinterende des Ausstellarms 8 angeordnete Schwenkachse 9 eines Schwenklagers dieser Lagereinrichtung zwischen einer abgesenkten Ruhestellung (nicht dargestellt) und einer angehobenen Funktionsstellung (2) verstellbar bzw. schwenkbar gelagert, in der das Windabweiserprofil 7 gegenüber einer die Dachöffnung 3 vorderseitig begrenzenden Dachfläche 10 ausgestellt ist. Das die Schwenkachse 9 bildende Schwenklager ist an einem Schiebedachrahmen 11 angeordnet, der am Fahrzeugdach 2 fest angebracht ist und auch den verschiebbaren Deckel 4 sowie eine Antriebseinrichtung zum Verstellen des Deckels 4 trägt.
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Das Windabweiserprofil 7 enthält mehrere Durchströmungsöffnungen 12 (siehe 2 und 4, in 1 nicht dargestellt), die z. B. rechteckig gebildet sind und bevorzugt in einem oberen Abschnitt des Windabweiserprofils 7 angeordnet sind. Jede Durchströmungsöffnung 12 weist eine Schwenkklappeneinheit 13 auf, die sich durch die Durchströmungsöffnung 12 erstreckt und am Unterrand 14 der Durchströmungsöffnung 12 um eine Schwenkachse 15 schwenkbar gelagert ist, die sich entlang des Unterrandes 14 erstreckt und von zwei z. B. stiftförmigen Lagerachsen 16 definiert ist, die z. B. an der Schwenkklappeneinheit 13 fest angebracht sind und am Windabweiserprofil 7 seitlich neben den Durchströmungsöffnungen 12 schwenkbar gelagert sind. Ein bezüglich des Windabweiserprofils 7 vorderer Klappenabschnitt der Schwenkklappeneinheit 13 bildet eine Steuerklappe 17, die sich von der Schwenkachse 15 ausgehend nach vorne vor das Windabweiserprofil 7 erstreckt. Ein hinterer Klappenabschnitt der Schwenkklappeneinheit 13 bildet eine Schließklappe 18, die sich von der Schwenkachse 15 ausgehend nach hinten hinter das Windabweiserprofil 7 erstreckt.
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Die Größe der Fläche der Schließklappe 18 entspricht in etwa der Größe der Durchströmungsöffnung 12, so dass die Schließklappe 18 die Durchströmungsöffnung 12 verschließen kann. Die Fläche der Steuerklappe 17 ist wesentlich größer als die Fläche der Schließklappe 18, bevorzugt hat sie etwa die zwei- oder dreifache Größe der Fläche der Schließklappe 18.
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Die Schwenkklappeneinheit 13 ist in ihre Offenstellung gegen einen Anschlag am Windabweiserprofil 7 vorgespannt, z. B. mittels jeweils einer Schraubenfeder 19, die auf jeder der Lagerachsen 16 zwischen der Schwenkklappeneinheit 13 und dem Windabweiserprofil 7 angeordnet ist. In der Offenstellung ist die Steuerklappe 17 nach vorne schräg abwärts geneigt. Die Schließklappe 18 kann koplanar oder parallel zur Steuerklappe 17 angeordnet sein oder sie ist gegenüber der Steuerklappe 17 in Richtung zum Fahrzeugdach bzw. der Dachöffnung geringfügig abgewinkelt. Somit ist die Durchströmungsöffnung 12 für das Durchströmen einer Luftströmung gänzlich oder weitgehend offen.
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Wenn bei geöffnetem Schiebedach die Windabweiservorrichtung in ihrer Funktionsstellung angeordnet ist und sich das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit im Bereich von etwa 20 bis 80 km/h bewegt, strömt aufgrund des Fahrtwindes eine im wesentlichen laminare Luftströmung 20 (in 1 schematisch durch Pfeile 20 dargestellt) zum Windabweiserprofil 7, an dem – neben dem über das Windabweiserprofil 7 strömende Luftströmung – jeweils ein Teilluftstrom durch jede der geöffneten Durchströmungsöffnungen 12 hindurchströmt. Die laminare Luftströmung 20 wird hierdurch unterbrochen und die hinter dem Windabweiserprofil 7 erzeugte Verwirbelung führt zu einer turbulenten Luftströmung über der Dachöffnung 3. Damit wird verhindert, dass der nach oben offene Fahrzeuginnenraum als Helmholtz-Resonator wirkt, der das bekannte Wummergeräusch bei geöffneter Dachöffnung 3 erzeugen würde.
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In einem Geschwindigkeitsbereich von etwa 20 bis 80 km/h ist die Druckkraft der unter einem spitzen Winkel auf die Steuerklappe 17 auftreffenden Luftströmung 20 geringer als die entgegen wirkende Federkraft der Schraubenfeder 19, so dass die Schwenkklappeneinheit 13 ihre Offenstellung beibehält und die turbulente Luftströmung erhalten bleibt.
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Bei höherer Fahrgeschwindigkeit und folglich höherer Luftströmungsgeschwindigkeit verschwenkt die auf die Steuerklappe 17 auftreffende Luftströmung 20 mit zunehmender Druckkraft die Steuerklappe 17 nach unten gegen die Vorderseite des Windabweiserprofils 7. Mit der um die Schwenkachse 15 verschwenkenden Schwenkklappeneinheit 13 wird die Schließklappe 18 an der Rückseite des Windabweiserprofils 7 nach oben in Schließstellung zum Abdecken der Durchströmungsöffnung 12 geschwenkt.
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Wenn die Durchströmungsöffnung 12 geschlossen und die Steuerklappe 17 gegen die Vorderseite des Windabweiserprofils 7 geschwenkt ist, bleibt die laminar anströmende Luftströmung 20 auch beim Überströmen des Windabweiserprofils 7 und der sich anschließenden geöffneten Dachöffnung 3 als laminare Strömung erhalten. In dem Bereich höherer Fahrgeschwindigkeiten, z. B. je nach Fahrzeugtyp und Gestalt ab etwa 80 km/h, erzeugt die laminare Luftströmung an der geöffneten Dachöffnung 3 keine Wummergeräusche.
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In Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit steuert somit die Luftströmung 20 das Öffnen und Schließen der Durchströmungsöffnungen 12 selbsttätig. Eine fremdkraftbetätigte Steuer und Antriebseinrichtung ist nicht erforderlich.
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Die Auslegung der Schwenkklappeneinheit 13, der Größe der Durchströmungsöffnungen 12, der Größe der Steuerklappe 17 wie auch der Kraft der Federeinrichtung 19 erfolgt aufgrund der Fahrzeugform und des Strömungsverhaltens vor dem Windabweiserprofil 7 und beim Überströmen des Windabweiserprofils 7 und der Dachöffnung 3.
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Das Windabweiserprofil 7 kann an seiner Vorderseite eine flächige Vertiefung aufweisen, die an die Größe der Steuerklappe 17 angepasst ist und in die die Steuerklappe 17 flächenbündig einschwenkbar ist, so dass die Luftströmung über das Windabweiserprofil 7 möglichst unbehindert und ohne Verwirbelung strömen kann.
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Die zumindest eine Durchströmungsöffnung 12 kann statt mit rechteckiger Form auch trapezförmig, mit bogenförmigen Rändern oder mit anderen regelmäßigen oder unregelmäßigen Formen gebildet sein.
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Die in der Beschreibung und anhand des Ausführungsbeispiels sowie der Figuren offenbarten einzelnen Merkmale können in beliebigen technisch zweckmäßigen Anordnungen und Gestaltungen mit dem jeweiligen Erfindungsgegenstand in seiner allgemeinen Form kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrzeugdach
- 3
- Dachöffnung
- 4
- Deckel
- 5
- Vorderrand
- 6
- Windabweiservorrichtung
- 7
- Windabweiserprofil
- 8
- Ausstellarm
- 9
- Schwenkachse
- 10
- Dachfläche
- 11
- Schiebedachrahmen
- 12
- Durchströmungsöffnung
- 13
- Schwenkklappeneinheit
- 14
- Unterrand
- 15
- Schwenkachse
- 16
- Lagerachse
- 17
- Steuerklappe
- 18
- Schließklappe
- 19
- Schraubenfeder
- 20
- Luftströmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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