DE4021337A1

DE4021337A1 - Vorrichtung zur reduzierung des stroemungswiderstandes eines nutzfahrzeuges

Info

Publication number: DE4021337A1
Application number: DE4021337A
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl Ing Dr Lechner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-07-04
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1992-01-09
Also published as: US5375903A; WO1992000870A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Reduzierung des Strömungswiderstandes von Nutzfahrzeugen werden bei Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art (DE-OS 31 15 742 und US-PS 27 37 411) im Heckbereich einen Lufteinlaß aufweisende Planen verwendet, welche aus einem im wesentlichen luftundurchlässigen Material bestehen und durch den bei Fahrt des Nutzfahrzeugs sich bildenden Staudruck aufblasbar sind. Diese Planen sind an den Seitenkanten der Heckpartie befestigt und können bei stehendem Fahrzeug, also im nicht aufgeblasenen Zustand, durch im Inneren sich erstreckende Rückholfedern oder -seile im wesentlichen zusammengezogen werden. Der Nachteil derartiger aufblasbarer Luftsäcke besteht darin, daß sich eine aerodynamisch optimal wirksame Außenkontur praktisch nicht darstellen läßt, da sich der flexible Luftsack, der Wirkung des Innen- und Außendruckes folgend, zu einer nicht exakt zu bestimmenden Form aufbläst. Auch ist der Luftsack relativ schwer und unhandlich und in gefaltetem Ruhezustand optisch unschön.

Es sind auch Konstruktionen bekannt (US-PS 41 42 755) , bei welchen an der Heckpartie eines Nutzfahrzeugs formbeständige Rahmen- und

Formteile verwendet werden, um dem Problem der unbeständigen Luftführung mittels Luftsackes zu begegnen. Derartige Konstruktionen sind als äußerst aufwendig anzusehen, sie verlängern zudem den Fahrzeugaufbau und sind aus diesen Gründen nicht akzeptabel. Auch ist es nur mit hohem Arbeitsaufwand möglich, Nutzfahrzeug mit derartigen Vorrichtungen von der Rückseite her zu beladen oder zu entladen.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art mit baulich einfachen Mitteln so auszugestalten, daß während der Fahrt und ohne Einsatz von Aggregaten des Fahrzeugs im Bereich des Hecks ein die Strömungsführung begünstigendes Profil geschaffen werden kann, welches in sich als formbeständig und somit als konstant in der Reduzierung des Strömungswiderstandes ist. Im Ruhezustand des Fahrzeugs soll der Heckbereich im wesentlichen unbeeinflußt sein, d. h. die Belademöglichkeiten sollen nicht beeinträchtigt sein und es soll der Aufbau gewichtsoptimiert sein, wobei insbesondere gefordert ist, daß bei Planenaufbauten die Heckplane in normaler Weise zum Entladen des Fahrzeugs hochgeklappt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.

Die insbesondere an Heckplanen zur Anwendung gebrachte Vorrichtung zur Reduzierung des Strömungswiderstandes ist von sehr einfachem Aufbau, da die Heckplane als Bestandteil des Luftschlauches wirkt, also zweifache Funktion besitzt, wobei die formbeständig ausgebildeten, z. B. aus Polyurethan-Hartschaum oder dgl. leichten Materialien bestehenden Spoilerelemente durch Integration im Material des Luftschlauches oder durch unmittelbare Befestigung nach Maßgabe des Aufblasens des Luftschlauches spreizbar, d. h. winkelig so anstellbar sind, daß eine optimale Strömungsführung im Strömungsbereich hinter den Umrißkanten am Heck des Fahrzeugs erreicht ist. Durch die formbeständigen Spoilerelemente ist sichergestellt, daß das Gesamtprofil am Heck des Fahrzeuges während der Fahrt keinerlei Formänderungen unterliegt, welche die Strömungsführung nachteilig beeinflussen könnten. Im Ruhezustand des Fahrzeugs, also bei nicht aufgeblasenem Luftschlauch, nehmen die zur Profilgebung dienenden Teile nur sehr geringen Raum ein; die Spoilerelemente als Bestandteil der Heckplane erstrecken sich parallel zur rückwärtigen Partie des Fahrzeuges und tragen nur zu einer sehr geringfügigen Vergrößerung der Gesamtlänge des Fahrzeugs bei. Die Heckplane mit dem Luftschlauch und den vom Luftschlauch getragenen Spoilerelementen ist bei nur geringfügig erhöhtem Gewicht in normaler Weise handhabungsfähig, wenn das Fahrzeug rückseitig beladen oder entladen wird. Die Heckplane kann hierbei in bekannter Weise hochgeklappt werden, wobei die segmentweise Ausbildung der Spoilerelemente trotz deren Formbeständigkeit bei dieser Handhabung der Heckplane nicht hinderlich ist.

Die Vorrichtung zur Reduzierung des Strömungswiderstandes kann auch in besonders vorteilhafter Weise in der Lücke zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger zur Befestigung an der Heckpartie des Zugfahrzeuges verwendet werden, da die Spoilerelemente mit einfachen Mitteln, so mit in ihrer Längen einstellbaren Seilen, in beliebige Winkelpositionen einstellbar sind und so eine optimale Strömungsführung in der Lücke zwischen Zugfahrzeug und Anhängerfahrzeug erreichbar ist.

Der der Erfindung eigene Gedanke der winkeligen Anstellung von formbeständigen Spoilerelementen durch einen aufblasbaren Luftschlauch kann auch bei Nutzfahrzeugen mit festen Aufbauten verwendet werden, wobei z. B. die Hecktüren eines Nutzfahrzeugs jeweils mit einem Spoilerelemente tragenden Luftschlauch versehen werden können und pro Luftschlauch ein gesonderter Lufteinlaß, an der Oberseite des Fahrzeuges oder an der Seite desselben befindlich, vorgesehen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines anhängerlosen, in Fahrt befindlichen Nutzfahrzeugs unter Darstellung der an seiner Heckpartie befindlichen Vorrichtung zur Reduzierung des Strömungswiderstandes;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Heckpartie des Nutzfahrzeugs nach Fig. 1;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Einzel- Schnittansicht des Lufteinlasses und eines Teils des ein Spoilerelement tragenden Luftschlauches, wobei das Spoilerelement in zwei Winkelpositionen wiedergegeben ist;

Fig. 4 ist eine Teilansicht des Fahrzeughecks unter Darstellung des Luftschlauchs und der Spoilerelemente im Ruhezustand;

Fig. 5 ist eine rückwärtige Ansicht des Nutzfahrzeugs nach Fig. 1 unter Darstellung des Luftschlauches und der von diesem getragenen Spoilerelemente;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines Zugfahrzeuges mit Anhängerfahrzeug unter Verwendung einer an der Heckpartie des Zugfahrzeugs angeordneten Vorrichtung zur Reduzierung des Strömungswiderstandes; und

Fig. 7 ist eine von oben gesehene Ansicht der Anordnung nach Fig. 6.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein anhängerloses Nutzfahrzeug dargestellt, welches an seinem Heck eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reduzierung des Strömungswiderstandes aufweist. Als Bestandteil dieser Vorrichtung dient eine Heckplane 1 (Fig. 5), welche als Abdeckung zum Verschließen des rückwärtigen Fahrzeugquerschnitts dient und z. B. aus verstärktem Tuchmaterial, oder aus einer Plastikbahn etc. besteht. Heckplanen dieser Art werden zum rückwärtigen Entladen des Fahrzeugs im allgemeinen von ihren seitlichen Verbindungen abgeknöpft und nach oben geschlagen. Dies gilt in gleicher Weise für die Heckplane 1 als Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Gemäß Fig. 5 ist die Heckplane 1 an den Rändern außen doppelwandig ausgebildet, derart, daß ein dreiseitiger, geschlossener Luftschlauch 3 gebildet ist. Der Luftschlauch 3 ist mit dem einlagigen Mittelteil 5 der Heckplane 1 verbunden und kann gefertigt werden, indem man z. B. auf eine einlagige Heckplane ein den Konturen des Luftschlauches 3 entsprechendes Planenteil aufnäht. Der auf diese Weise gebildete Luftschlauch ist über eine flexible Rohrverbindung an einen z. B. an der Oberseite des Nutzfahrzeugs montierten Lufteinlaß 7 angeschlossen. Es kann sich hier um einen Lufteinlaß derjenigen Art handeln, wie er für aufblasbare, flexible Planen bekannter Art verwendet wird. Bei in Fahrt befindlichem Fahrzeug tritt Luft (Fig. 1 und 2) in den Lufteinlaß 7 ein und füllt den Luftschlauch 3 in seinem gesamten Volumen. Durch den Staudruck wird der Luftschlauch 3 aufgeblasen, während das Mittelteil 5 der Heckplane 1 die ebene Konfiguration beibehält.

Gemäß der Erfindung sind Spoilerelemente 9, z. B. aus Polyurethan-Hartschaum bestehend, in die Heckplane im Bereich des Luftschlauches 3 integriert. Die Spoilerelemente 9 sind gemäß Fig. 5 sowohl an den Seiten des Fahrzeugs als auch an der Oberseite im Bereich des Luftschlauches 3 an diesem befestigt bzw. mit dem Material desselben integriert. Grundsätzlich ist es im Rahmen des der Erfindung eigenen Gedankens auch möglich, die Spoilerelemente an der Außenhaut des Luftschlauches 3 lösbar zu befestigen, wobei Spoilerelemente 9 verschiedenartiger Längen- und Breitenabmessung vorgesehen sein können, um den unterschiedlichen Gegebenheiten am Fahrzeug Rechnung zu tragen. In jedem Fall handelt es sich um formbeständige, also plattenförmige Elemente, welche sich beim Aufblasen des Luftschlauches 3 winkelig nach außen stellen und hierdurch die in Fig. 1 und 2 ersichtliche Strömungsführung am Heck des Fahrzeugs schaffen. Bei der beispielhaft in Fig. 1 und 5 dargestellten Ausführungsform sind insgesamt 8 Spoilerelemente 9 vorgesehen, welche durch den Luftschlauch bei Luft-Befüllung desselben nach außen gespreizt werden. Dieses Gebilde aus den einzelnen Spoilerelementen ist während der Fahrt des Fahrzeugs in sich stabil, da die Spoilerelemente in vorstehend genannter Weise aus formbeständigen Materialien bestehen. Das die Strömung begünstigende Spoilergebilde am Heck des Fahrzeugs unterliegt somit keinen seitlichen Schwenkbewegungen, wie sie bei herkömmlichen Planenkonstruktionen bekannt sind. Die Werte der Reduzierung des Strömungswiderstandes bleiben folglich im wesentlichen konstant.

Im Stillstand des Fahrzeugs entleert sich der Luftschlauch mangels Staudruckes, wobei die Spoilerelemente 9 in ihre ursprünglich im wesentlichen parallel zum Fahrzeugheck sich erstreckende Relativlage zurückkehren (Fig. 4). Im Stillstand ist die tatsächliche Fahrzeuglänge demnach nur geringfügig vergrößert.

In Fig. 3 der Zeichnung sind Mittel dargestellt, welche es ermöglichen, die Spoilerelemente 9 in ihrem Anstellwinkel zum sich bewegenden Fahrzeug einzustellen, derart, daß den Strömungserfordernissen bei unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten oder in unterschiedlicher Einbaulage Rechnung getragen werden kann. Es ist in Fig. 3 im Inneren des Luftschlauches 3 eines von mehreren Seilen dargestellt, welches mit einem der Spoilerelemente 9 verbunden ist und an der Unterseite, d. h. außerhalb des Luftschlauches an Haken 13 befestigbar ist. Durch unterschiedliche Seillänge ist ein unterschiedlicher Anstellwinkel des Spoilerelements erzielbar, wie strichliniert in Fig. 3 wiedergegeben ist. In gleicher Weise ist es möglich, innerhalb des Luftschlauches 3 Gummiseile 15 vorzusehen, welche beim Aufblasen des Luftschlauches gestreckt werden und bei zum Stillstand kommenden Fahrzeug den Luftschlauch derart zusammenziehen, daß er unterhalb der außenseitig befestigten Spoilerelemente 9 im wesentlichen abgedeckt wird. Dies trägt in vorteilhafter Weise zu einer vollständig flachen, also auch nicht nach unten durchhängenden Anordnung der Bauteile der Vorrichtung zur Reduzierung des Luftwiderstandes bei, wie die Teilansicht nach Fig. 4 erkennen läßt. Um in das Innere des Luftschlauches zu gelangen, kann dieser entlang seiner Verbindungsnähte zum Mittelteil einen Reißverschluß 17 aufweisen; der Reißverschluß kann auch an beliebig anderer Position (Fig. 3) vorgesehen sein, um bei Bedarf einen Austausch der Seile 11 bzw. der Gummiseile 15 vorzunehmen.

In den Fig. 6 und 7 ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reduzierung des Strömungswiderstandes im Anhängerbetrieb dargestellt. Die Vorrichtung ist am Heck des Zugfahrzeugs angeordnet, wobei mit Hilfe der vorstehend erläuterten Seile 11 der Anstellwinkel der Spoilerelemente 9 so gewählt wird, daß die Vorderkanten des Anhängerfahrzeugs außenseitig umströmt werden. Die Bildung von Luftwirbeln zwischen Zugfahrzeug und Anhängerfahrzeug wird hierdurch im wesentlichen vollständig ausgeschaltet. Zusätzlich kann das Anhängerfahrzeug zur Strömungsführung dienende, aus Kunststoff bestehende Profile 19 aufweisen, welche entlang der Vorderkanten des Anhängerfahrzeugs ausgebildet sind. Vorzugsweise befindet sich am Heck des Anhängerfahrzeugs eine vergleichbar aufgebaute Vorrichtung zur Reduzierung des Strömungswiderstandes.

Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf einen im wesentlichen dichten Luftschlauch 3 erläutert, welcher durch den Staudruck bei in Fahrt befindlichem Fahrzeug aufblasbar ist. Zur Regulierung des Staudruckes kann der Luftschlauch auch in vorbestimmter Position (nicht dargestellte) Auslaßöffnungen aufweisen, welche ebenfalls verschließbar sind. An der Unterseite des Luftschlauches 3 (Fig. 5) sind vorzugsweise Entwässerungsöffnungen 21 vorgesehen, um das Wasser abzulassen, welches bei Fahrt im Regen über den Lufteinlaß 7 in den Luftschlauch 3 gelangen kann.

Obwohl die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf einen Luftschlauch 3 als Bestandteil einer Heckplane 1 erläutert wurde, ist es auch möglich, durch einen Luftschlauch aufblasbare Spoilerelemente an der Außenseite von Hecktüren oder Heckklappen eines Nutzfahrzeugs vorzusehen. Hierbei ist der Lufteinlaß z. B. jeweils an den Seiten des Nutzfahrzeugs vorgesehen und bläst über eine Schlauchverbindung den Spoilerelemente tragenden Schlauch an der Außenseite der linken bzw. rechten Hecktüre auf. In gleicher Weise wie bei der Anwendung an Heckplanen ist die Vorrichtung zur Reduzierung des Luftwiderstandes auch bei dieser Anwendung als raumsparend anzusehen, d. h. im Stillstand des Fahrzeugs kehren der Luftschlauch und die Spoilerelemente in ihre zurückgezogene, parallel zum Heck des Fahrzeugs sich erstreckende Lage an der Hecktüre zurück. Das Laden und Entladen des Fahrzeugs ist in keiner Weise beeinträchtigt, da die Hecktüren in herkömmlicher Weise geöffnet werden können, ohne daß die an ihr montierten Teile hinderlich wären.

Bezugszeichenliste

1 Heckplane
3 Luftschlauch
5 Mittelteil
7 Lufteinlaß
9 Spoilerelement
11 Seil
13 Haken
15 Gummiseil
17 Reißverschluß
19 Profil
21 Entwässerungsöffnung

Claims

1. Vorrichtung zur Reduzierung des Strömungswiderstandes eines Nutzfahrzeuges, unter Verwendung eines am Fahrzeugheck angeordneten, durch den Fahrtwind aufblasbaren Luftschlauches, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftschlauch (3) an seiner Außenseite formbeständige Spoilerelemente (9) trägt, welche durch das durch Einwirken von Staudruck entstehende Aufblasen des Luftschlauches (3) in eine die Strömungsführung am Heck begünstigende Position einstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftschlauch (3) als doppelwandig ausgebildeter Bestandteil der Heckplane (1) entlang deren Ränder in geschlossener Form ausgebildet ist und mit einem Lufteinlaß (7) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heckplane (1) entlang der Seitenkanten und entlang der Oberkante des Hecks auf einer vorbestimmten Breite doppelwandig ausgebildet ist, derart, daß der durch den doppelwandigen Abschnitt gebildete Luftschlauch (3) als Bestandteil der Heckplane einen einlagigen Mittelteil (5) umschließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spoilerelemente (9) im Material des Luftschlauches (3) integriert sind und aus formbeständigem Material, z. B. Polyurethan-Hartschaum, bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spoilerelemente (9) an der Außenseite des Luftschlauches (3) befestigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaß (7) an der Oberseite des Nutzfahrzeugs und/oder an beiden Seiten desselben angeordnet ist und über Schlauchverbindungen mit dem Inneren des Luftschlauches (3) in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Spoilerelemente (9) zum Einstellen der Winkellage derselben dienende Seile (11) befestigt sind, welche sich aus dem Luftschlauch (3) erstrecken und in ihrer Länge einstellbar an Haken (13) außerhalb des Luftschlauches befestigbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Inneren des Luftschlauchs (3) Gummiseile (15) von den Außenkanten des Nutzfahrzeugs erstrecken und mit dem Luftschlauch verbunden sind, derart, daß der Luftschlauch im drucklosen Zustand durch die Gummiseile (15) einziehbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden unteren Enden des dreiseitigen Luftschlauches (3) Entwässerungsöffnungen (21) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftschlauch (7) an der Rückseite von Türen eines Nutzfahrzeugs angebracht ist, derart, daß zwei jeweils Spoilerelemente (9) tragende, mit einem gesonderten Lufteinlaß (7) versehene Luftschlauch-Abschnitte an der Rückseite des Fahrzeugs gebildet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftschlauch (3), in der Lücke zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger wirkend, an der Heckpartie des Zugfahrzeugs befestigt ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftschlauch (3) mit dem von ihm umgebenen Mittelteil (5) die zum Entladen hochklappbare Heckplane (1) des Fahrzeugs bildet.