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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Radspoiler.
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Bei der Fahrt eines Fahrzeugs wie eines Personenkraftwagens oder eines Lastkraftwagens entsteht aerodynamischer Widerstand, der durch die Motorisierung des Fahrzeugs überwunden werden muss. Der aerodynamische Widerstand ist tendenziell höher, je mehr Strömungsablösungen um das Fahrzeug auftreten, im Vergleich zu einer am Fahrzeug anliegenden Strömung. Zudem beeinflusst die Fluidreibung der entlang den Oberflächen des Fahrzeugs strömenden Luft die Höhe des aerodynamischen Widerstands. Störungen der Luftströmung durch geometrische Einbuchtungen oder Ausbuchtungen am Fahrzeug wie Seitenspiegel, Radkästen und andere Anbauten können zu unerwünschten Druckgradienten und Verwirbelungen führen. Einen hohen Beitrag zum aerodynamischen Widerstand des Fahrzeugs leisten hierbei die Räder und die Ausformungen der Radkästen, auch genannt Radhäuser. Insbesondere der Hohlraum zwischen den Rädern und den Radkästen kann einen hohen Beitrag zum aerodynamischen Widerstand leisten, da in diesen Hohlraum Umgebungsluft einströmen kann und diesen durchströmen kann. Diese Luftströmung-erzeugt beim Ausströmen eine gestörte Heckumströmung des Fahrzeugs. Gerade bei höherliegenden Fahrzeugen, wie beispielsweise Stadt-Geländewagen, auch als SUVs bekannt, strömt durch die großen Radkästen sehr viel Luft in den vom Radkasten gebildeten Hohlraum ein und sorgt damit für eine aerodynamisch ungünstige Heckumströmung. Um dies zu verhindern, muss die Strömung vor dem Rad umgeleitet werden. Im Stand der Technik sind zur Umsetzung dieses Gedankens Lösungen bekannt, die einen Radspoiler anwenden.
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Die
DE 10 2009 040 678 A1 betrifft in diesem Zusammenhang eine Luftleiteinrichtung für einen Kraftwagen, mit einem im Bereich vor einem korrespondierenden Rad anordenbaren Radspoiler, welcher in seiner Einbaulage gegenüber einem angrenzenden Unterbodenbereich des Kraftwagens in Fahrzeughochrichtung nach unten absteht und welcher an seiner nach unten gewandten Seite eine Luftleitkante aufweist, wobei die Luftleitkante des Radspoilers zumindest in einem Längenbereich ungerade ausgebildet ist.
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Insbesondere bei Fahrzeugen mit einem großem Hohlraum, der von dem Radkasten gebildet wird, wie bei den oben beschriebenen Stadtgeländewagen, müssen für eine ausreichend hohe aerodynamische Wirkung die Radspoiler sehr lange, das heißt tief nach unten Richtung Fahrbahn ausgebildet sein. Solch große Radspoiler sind aufgrund der mangelnden Bodenfreiheit und wegen Konflikten mit typischen Designvorgaben praktisch jedoch nicht realisierbar beziehungsweise gewünscht.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Radspoiler zur Beeinflussung der Luftströmung vorderhalb eines Radkastens eines Fahrzeugs zu verbessern.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Radspoiler, der im Bezug zur Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs vor einem Rad des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei ein erster Schenkel des Radspoilers in Fahrzeughochrichtung nach unten absteht, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Unterseite des ersten Schenkels ein zweiter Schenkel angeordnet ist, der vom ersten Schenkel mit einer horizontalen Komponente absteht.
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Der zweite Schenkel mit seiner horizontalen Komponente bildet somit eine zumindest bereichsweise waagrecht geführte Lippe aus, die bevorzugt in die Strömungsrichtung der Luft bei einer Fahrt des Fahrzeugs in seiner Hauptfahrtrichtung vom ersten Schenkel weg gerichtet ist.
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Die Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs ist diejenige Bewegungsrichtung mit Bezug zum Körper des Fahrzeugs, die das Fahrzeug bei einer gewöhnlichen Fahrt im Betrieb beispielsweise durch die Stadt, über Landstraßen sowie auf Autobahnen aufweist. Im Gegensatz zu Rückwärtsfahrten des Fahrzeugs treten bei solchen Vorwärtsfahrten relevante aerodynamische Effekte auf, darunter ein aerodynamischer Widerstand.
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Aufgabe des zweiten Schenkels ist es, die Effektivität des Radspoilers zu erhöhen, ohne dass die Erstreckungslänge des ersten Schenkels nach unten zu lang werden müsste. Der zweite Schenkel sorgt mit seiner horizontalen Ausrichtung daher vorteilhaft dafür, dass ein äquivalenter aerodynamischer Effekt erzeugt wird, wie er mit einem nur deutlich verlängerten ersten Schenkel erhalten werden würde.
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Vorteilhaft kann somit die Erstreckungsrichtung des gesamten Radspoilers, die im Wesentlichen durch die Länge des ersten Schenkels bestimmt wird, durch die Anwesenheit des zweiten Schenkels kürzer ausfallen, als ohne die Anwesenheit des zweiten Schenkels, um einen im Wesentlichen gleichen aerodynamischen Effekt zu erzeugen.
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Der Radspoiler hält die Luftströmung zumindest teilweise davon ab, in den Radkasten mit dem Rad einzuströmen, vor dem sich der Radspoiler befindet. Dies senkt vorteilhaft den aerodynamischen Widerstand bei Fahrten des Fahrzeugs in seiner Hauptfahrtrichtung. Auch das Design des Fahrzeugs profitiert von der verkürzten Länge des ersten Schenkels durch die Anordnung des zweiten Schenkels. Konflikte mit Anforderungen an die Bodenfreiheit des Fahrzeugs lassen sich somit außerdem vorteilhaft vermeiden.
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Die Erstreckung und Formgebung des zweiten Schenkels können situationsgerecht angepasst werden. In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft der zweite Schenkel im Wesentlichen horizontal. Weiterhin bevorzugt ist der zweite Schenkel über seine Erstreckungsrichtung in der Horizontalen gerade ausgeführt, er kann jedoch auch eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, um die Luftströmung in gewünschte Bahnen zu lenken, und/oder um den aerodynamischen Widerstand zu verringern.
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Beispielsweise kann der zweite Schenkel eine derartige Oberflächenrauigkeit und/oder Oberflächengeometrie aufweisen, um Reibungskräfte zwischen der Luftströmung und dem zweiten Schenkel möglichst gering zu halten.
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Weiterhin bevorzugt befindet sich der zweite Schenkel durchgehend unterhalb des ersten Schenkels, optional höchstens auf gleicher Höhe, das heißt in anderen Worten, dass der erste Schenkel den zweiten Schenkel nach unten nicht überragt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind der zweite Schenkel ausschließlich horizontal und der erste Schenkel ausschließlich vertikal ausgebildet, so dass der erste Schenkel zusammen mit dem zweiten Schenkel eine ‚L‘-Form ausbilden. Dabei kann der horizontale Schenkel auch eine Verkippung von bis +- 60° aufweisen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform steht der zweite Schenkel von dem ersten Schenkel in die Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtet ab.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an einem, im Bezug zur Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs, vorderen Ende des zweiten Schenkels eine Rippe angeordnet.
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Die Rippe kann zum einen als Versteifung zum Verbessern der mechanischen Eigenschaften des zweiten Schenkels dienen, kann zum anderen zusätzlich oder alternativ dazu aerodynamische Zwecke aufweisen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Radspoiler an einem vorderen Ende eines das Rad umgebenden Radkastens angeordnet.
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Das vordere Ende des Radkastens ist insbesondere durch einen Bereich von Karosserieelementen definiert, an denen die im Wesentlichen kreisbogenförmige Krümmung des Radkastens zu Ende ist und beispielsweise auf eine horizontale Ebene mit einem Seitenschweller darin oder auf eine zu dieser Ebene weitere parallele Ebene eines Karosserieelements im Bereich des Unterbodens des Fahrzeugs trifft.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Breite des ersten Schenkels größer als eine Wandstärke des ersten Schenkels.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Breite des zweiten Schenkels größer als eine Wandstärke des zweiten Schenkels.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Schenkel mit dem zweiten Schenkel durch Verschweißung verbunden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der erste Schenkel und der zweite Schenkel Abschnitte eines einteilig ausgeführten Radspoilers.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen:
- 1: ein Fahrzeug mit einem Radspoiler gemäß dem Stand der Technik; und
- 2: ein Fahrzeug mit einem Radspoiler gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
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1 zeigt den hinteren Teil eines Fahrzeugs mit einem konventionellen Radspoiler, der im Bezug zur Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs vor einem Rad 1 des Fahrzeugs angeordnet ist. Dieser Radspoiler weist nur einen ersten Schenkel 3 auf, der in Fahrzeughochrichtung nach unten von der Karosserie, insbesondere einem vorderen Ende eines Radkastens, absteht. Wegen Anforderungen an die Bodenfreiheit und an die Optik des Fahrzeugs ist die Länge des ersten Schenkels 3 eher kurz zu halten. Dadurch kann es jedoch sein, dass - wie in der 1 durch den gestrichelt gezeichneten Pfeil angedeutet, der einen beispielhaften Stromfaden repräsentiert - eine Luftströmung mit wesentlichem Volumenstrom in den vom Radkasten und vom Rad 1 des Fahrzeugs gebildeten Hohlraum einströmt und einen relativ hohen Beitrag zum gesamten aerodynamischen Widerstand des Fahrzeugs leistet.
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2 zeigt eine Modifikation des Radspoilers am Fahrzeug nach 1. Im Gegensatz zu dem der 1 weist der Radspoiler der 2 einen ersten Schenkel 3 und einen zweiten Schenkel 5 auf. Beispielhaft seien, zugunsten eines sinnhaften Vergleichs, der erste Schenkel 3 der 1 und der erste Schenkel 3 der 2 gleich lang ausgebildet. Dadurch jedoch, dass in 2 ein zweiter Schenkel 5 am unteren Ende des ersten Schenkels 3 angeordnet ist, der sich nach vorne in die Luftströmung bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs hinein erstreckt, wird die Strömung vom Hohlraum des Radkastens besser ferngehalten und in ihrer laminaren Kurve durch einen Strömungsabriss unterbrochen, wodurch der aerodynamische Widerstand gesenkt werden kann. Dies ist in der 2 wiederum mit einem gestrichelt gezeichneten Pfeil, repräsentierend einen Stromfaden, angedeutet. Der erste Schenkel 3 und der zweite Schenkel 5 bilden miteinander einen L-förmigen Radspoiler aus. Während beispielhaft in den Figuren der jeweilige Radspoiler vor einem Hinterrad des Fahrzeugs angeordnet ist, so könnte er auch vor einem Vorderrad angeordnet werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rad
- 3
- erster Schenkel
- 5
- zweiter Schenkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10 2009 040 678 A1 [0003]