DE102020008147A1 - Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Anpressdrucks eines Fahrzeugs auf der Straße - Google Patents

Abstract

Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Anpressdrucks eines Fahrzeugs (FZ) senkrecht auf eine Fahrbahn (F), wobei die Vorrichtung mindestens einen vom Fahrtwind umströmten Körper (K) mit Profil (P) aufweist, wobei die Profilgeometrie des Körpers (K) derart ausgestaltet ist, dass der Körper (K) einen negativen Auftriebsbeiwert Ca aufweist und wobei der Körper (K) zwischen den Radachsen positioniert und im Abstand zum Fahrzeugboden (FB) derart angeordnet und befestigt ist, dass ein Abtrieb im Gesamtschwerpunkt und so ein niedrigerer Gesamtschwerpunkt erzeugt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft, gemäß dem Patentanspruch 1, ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung am Fahrzeugboden zur Erzeugung eines Anpressdrucks der Räder eines Fahrzeugs senkrecht auf die Straße.
• Einrichtungen zur Erzeugung eines Anpressdrucks bei Sportwagen und Rennwagen durch eine zusätzlich zur Gewichtskraft senkrecht auf die Straße wirkende Kraft sind bekannt. Dabei ist der Anpressdruck abhängig von der Geschwindigkeit in Bezug zur Umgebungsluft zum Quadrat und nimmt mit höherer Geschwindigkeit stark zu. Ein erhöhter Anpressdruck ermöglicht eine höhere Kurvengeschwindigkeit durch Erhöhung der Radlast, somit eine höhere (Haft-)Reibung der Reifen auf der Straße, so dass die Räder größere Seitenführungskräfte auf die Straße übertragen können. Insbesondere wurden die gesamten Seitenkörper des Lotus 78 als umgekehrte Flügel geformt und durch beweglich montierte Schürzen, die über die Fahrbahn schliffen, außen weitgehend abgedichtet. Ohne einen zusätzlichen Anpressdruck würden die Hinterräder beispielsweise von Sportwagen bei hohen Geschwindigkeiten aufgrund des Bodeneffekts (der Bodeneffekt beruht darauf, dass sich unter dem umströmten Körper in Bodennähe ein Luftpolster bildet, das sich mit dem Fahrzeug vorwärtsbewegt und dass das Auftriebs-Widerstandsverhältnis bei Annäherung an den Boden auf das 2,5- bis 3-fache wächst) durchdrehen, da der Luftwiderstand dann stark ansteigt. Die Übertragung einer entsprechenden Vortriebskraft benötigt eine möglichst gute Anbindung der Reifen an die Straße, insbesondere Formel-1-Fahrzeuge entwickeln mehr Anpressdruck als ihr eigenes Gewicht. Übliche konstruktive Maßnahmen sind dabei Front- und/oder Heckflügel, glatter Unterboden mit oder ohne Diffusor im Bug (Front-) - und/oder Heckbereich, welcher zusammen mit dem glatten Unterboden ein „umgekehrtes Flügelprofil“ bildet oder Leitbleche und Venturi-Kanäle. Beim Frontdiffusor leiten Leitbleche unter dem Frontspoiler den Luftstrom seitlich hinter den vorderen Radkästen nach oben. Ein Heckdiffusor erzeugt im Heckbereich Luftverwirbelungen, welche den Anpressdruck verringern. Es sind auch sogenannte Doppeldiffusoren bei Formel-1 Rennwagen bekannt, wobei der Anpressdruck durch eine zweite kürzere Platte über dem eigentlichen Diffusor verstärkt wird. Insbesondere ist auch ein Doppeldiffusor mit einem Zentralkanal bekannt, welcher gegenüber einfachen Diffusoren einen höheren Abtrieb und damit mehr Bodenhaftung erbrachte.
• Zur Verringerung des Luftwiderstands eines Fahrzeugs und auch zur Vergrößerung seiner Bodenhaftung bei höheren Geschwindigkeiten ist es bekannt, Kraftfahrzeuge mit einem Frontspoiler zu versehen, und zwar entweder in Form eines starren, seinen Abstand von der Fahrbahn nicht ändernden Spoilers oder aber in Form einer Spoileranordnung, deren ebenfalls im wesentlichen starrer Spoiler motorisch oder selbsttätig durch den Fahrtwind in unterschiedliche Höhenlagen über der Fahrbahn bewegbar ist. Diese Spoiler, Luftabweiser oder -umlenker genannt, erzeugen keinen nach unten gerichteten aerodynamischen Auftrieb, sondern stören den Auftrieb, den die Luftströmung um die Karosserie eines Autos erzeugt, oder greifen anderweitig in die Strömung um die Karosserie ein. Dabei erhöht das Anpressdruck-erzeugende Flügelwerk den Luftwiderstand und das Fahrzeug kann mehr Kraft auf die Straße bringen - was notwendig ist, um eine hohe Geschwindigkeit gegen den Luftwiderstand und höhere Kurvengeschwindigkeiten zu erreichen.
• Der Frontspoiler ist in der Regel mit einem Bugteil des Fahrzeugs verbunden und weist eine konkav bogenförmig ausgerundete Anströmfläche als Luftleiteinrichtung auf. Beispielsweise ist aus der DE 25 49 493 C2 eine Frontspoiler-Anordnung für ein Fahrzeug mit einem in Fahrtrichtung schräg nach vorn unten geneigten, sich quer zur Fahrtrichtung erstreckenden und um eine Querachse schwenkbaren Spoiler bekannt, der mit zumindest einer elastischen Abstützung versehen ist, welche die automatische Vergrößerungen der Neigung des Spoilers durch Zunahme des Fahrtwindes bis zu einer Maximalneigung zulassend ausgelegt ist. Um die Gefahr einer Beschädigung durch Aufsetzen des Frontspoilers zu verringern ist im Einzelnen vorgesehen, dass zusätzlich zu der elastischen Abstützung zumindest ein elastischer Anschlag vorgesehen ist, der den Spoiler in seiner Maximalneigung abstützt und dessen Rückstellkraft nur bei Berührung des Spoilers mit einem Hindernis überwunden wird. Der Spoiler, die elastische Abstützung einschließlich des Anschlags und ein Befestigungsbereich sind einstückig aus elastischem Material hergestellt. Der Spoiler und der elastische Anschlag sind über durch Querschnittsverringerung gebildete, elastische Scharniere mit dem Befestigungsbereich verbunden, wobei das dem Spoiler zugeordnete erste Scharnier einen geringeren Querschnitt besitzt als das zweite Scharnier. Der Materialquerschnitt im Bereich dieses zweiten Scharniers ist noch so stark, dass nach Passieren des Hindernisses auch bei den höchsten zu erwartenden Fahrtwind der Spoiler - zusammen mit dem Anschlag -wieder in seine Lage bei Maximalneigung zurückgeschwenkt wird. Die Frontspoiler-Anordnung der DE 25 49 493 ist derart ausgelegt, dass der schräg nach vorn weisende Spoiler durch den Fahrtwind und damit in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit in zunehmendem Maße in eine senkrecht zur Fahrbahn verlaufende Lage verschwenkt wird.
• Um die aus der DE 25 49 493 bekannte Frontspoiler-Anordnung weiter auszubilden, dass diese durch Berührung mit einem Hindernis in Richtung nach hinten weggeschwenkt wird, deren Spoiler aber eine von der jeweiligen Geschwindigkeit, das heißt dem jeweiligen Fahrtwind, praktisch unabhängige konstante Stellung einnimmt, ist es aus der DE 29 35 635 A1 bekannt, dass der Spoiler unter der Wirkung der Feder außer bei Berührung mit einem Hindernis von vorn mit einem oberen Bereich an dem Anschlag anliegt und die Schwenkachse in solcher Höhe verläuft, dass die Fahrtwindkraft die Anlagekraft vergrößert. Weiterhin sind die Schwenklager des Spoilers bei vorgegebenen, auf diesen entgegen der normalen Fahrtrichtung ausgeübten Kräften ausklinkend gestaltet. Ein unterhalb der Schwenkachse liegender Teil des Spoilers ist an dem darüber liegenden Teil des Spoilers um eine weitere horizontale Schwenkachse gegen die Wirkung zumindest einer weiteren Feder bei Berührung mit einem Hindernis von hinten schwenkbar gelagert. Damit treffen auch beim Rückwärtsfahren Hindernisse, die von hinten auf dem Spoiler auftreffen, nicht zu einer Zerstörung desselben, da der Spoiler mittels mehrerer ausklipsbarer Schwenklager ausgestaltet ist.
• Weiterhin ist -um den Nachteil einer störenden Beeinträchtigung der Bodenfreiheit des Fahrzeugs zu vermeiden - es aus der DE 32 45 410A1 bekannt, dass der sich im Wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckende Frontspoiler durch einen flächigen Luftstrahl gebildet ist, der aus einem an zumindest einem Fangkanal für den Fahrtwind vorgesehenen Austrittsspalt austritt, dessen Ebene in Längsschnitten durch das Fahrzeug parallel zur Fahrbahn oder mit dieser einen in Fahrtrichtung offenen Winkel bildend verläuft. Der Austrittsspalt verläuft etwa in Höhe des Fahrzeugbodens und der Fangkanal ist im Fahrzeugbug integriert. Dieser verläuft Fangkanal verläuft in Fahrzeuglängsebenen wiederum gekrümmt, so dass er eine Umlenkung des eingefangenen Fahrtwinds vornimmt; außerdem verengt er sich wieder trichterförmig zwecks Beschleunigung des eingefangenen Fahrtwinds.
• Die Austrittsöffnung des Fangkanals -es können auch je nach den Platzverhältnissen mehrere, in Fahrzeugquerrichtung aufeinanderfolgende, im Bereich des Austrittsspalts zusammengefasste Kanäle vorgesehen sein- ist so geneigt, dass der flächige Luftstrahl mit der Fahrbahn wiederum einen in Fahrtrichtung offenen stumpfen Winkel einschließt. Sind jedoch die Platzverhältnisse im eigentlichen Fahrzeugbug beengt oder soll die Spoileranordnung nachgerüstet werden, wird man am Fahrzeugbug und außerhalb desselben eine Luftleitvorrichtung vorsehen. Beim Gegenstand der DE 32 45 410 A1 wird der Fahrtwind selber zur Bildung eines „Frontspoilers“ genutzt.
• Um die Wirksamkeit der Bremsenkühlung zu verbessern, ohne die durch den Frontspoiler erzielte c_w-Wertverbesserung nachteilig zu beeinflussen ist aus dem DE8915710 U1 ein Kraftfahrzeug-Frontend mit einem Frontspoiler und Bremsenkühlung bekannt, bei dem der Frontspoiler vor den Rädern, das heißt vor den zugehörigen Radhäusern, hochgezogene Bereiche aufweist, in die in Richtung nach hinten auf die Radbremsen verlaufende, in Richtung auf die Fahrbahn offene Luftleitrinnen eingeformt sind. Die Luftleitrinnen besitzen einen von einem Minimalwert an ihrem vorderen Ende ausgehenden, in Richtung nach hinten zunehmenden Verlauf ihrer Scheitelhöhe über der Fahrbahn, so dass sie Kühlluftströmungen in Richtung auf die jeweilige Radbremse erzeugen. Sowohl im Bereich der vorderen Enden der Luftleitrinnen als auch in ihrem weiteren Verlauf ist dafür gesorgt, dass keine Strömungsablösung erfolgt, beispielsweise sind Übergänge gut verrundet. Dazwischen bildet der Spoilerbereich mit einer nach hinten gezogenen gekrümmten Unterseite oder Unterfläche gleichsam eine aerodynamische Verkleidung für den Motorraumbereich, so dass insgesamt gesehen durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine nachteilige Erhöhung c_w-Wertes vermieden und die Kühlwirkung für die Radbremsen optimiert ist.
• Um einen Frontspoiler für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, der so verstärkt ausgeführt ist, dass im Fahrbetrieb bei Belastungen durch Fahrtwind bzw. Luftkräften eine solche Formstabilität erreicht wird, dass seine aerodynamische Funktion erfüllt werden kann ist aus der DE 10 2011 050 373 A1 ein sich in Querrichtung des Fahrzeugs erstreckter Frontspoiler bekannt, welcher in einem mittleren Bereich zu beiden Seiten einer Fahrzeuglängsmittenachse einen verstärkten Abschnitt mit an einer Kopfleiste angeformten plattenförmigen Verstärkungsrippen umfasst bekannt. Die hinter dem Spoilerelement vertikal nach unten ragend ausgerichteten und mit einem Spaltabstand zum Spoilerelement angeordneten Verstärkungsrippen sind in Fahrzeuglängsrichtung verlaufend ausgeführt: Unterhalb des durch die Verstärkungsrippen versteiften Bereichs des Spoilerelements ist ein anschließender elastisch nachgiebiger Bereich ausgebildet. Bei Luftanströmung, insbesondere bei einem auftreffenden Fahrtwind im mittleren Abschnitt des Frontspoilers, ist durch die Verstärkungen eine Formstabilität gewährleisten, welche die aerodynamischen Funktion hinsichtlich eines gewünschten C_w-Beiwerts als auch der Auftriebsbeiwerte C_av und C_ah erfüllt. Des Weiteren lassen sämtliche Verstärkungsmaßnahmen keine Abzeichnungen an der Außenhaut entstehen. Dies wird dadurch erreicht, indem der Frontspoiler im mittleren Abschnitt zu beiden Seiten einer Fahrzeuglängsmittenachse einen versteiften Bereich mit an einer Kopfleiste des Spoilerelements angeordneten plattenförmigen Verstärkungsrippen umfasst, die- in Bezug auf die Fahrtrichtung gesehen - hinter dem Spoilerelement vertikal nach unten ragend ausgerichtet und mit einem durchgehenden Spaltabstand zum Spoilerelement versehen, angeordnet und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufend ausgeführt sind. Unterhalb des durch die Verstärkungsrippen versteiften Bereichs des Spoilerelements ist ein elastisch nachgiebiger Bereich des Spoilerelements ausgebildet. Die Verstärkungsrippen sind somit über den Spaltabstand beabstandet zum Spoilerelement angeordnet und nicht mit diesem flächig verbunden, so dass keine von außen sichtbare Abzeichnungen am Frontspoiler entstehen können. Dieser versteifte und der anschließende nachgiebige Bereich des Spoilerelements ist in Abhängigkeit von der Länge der Verstärkungsrippen gebildet, wobei der nachgiebige Bereich sich unterhalb einer durch die freien Enden der Verstärkungsrippen verlaufenden horizontalen Ebene befindet und der versteifte Bereich des Frontspoilers sich oberhalb dieser Ebene ausbildet. Durch diese Ausführung und Anordnung der Versteifungen am Frontspoiler wird eine Verstärkung und Abstützung des Frontspoilers im Bereich der hauptsächlichen Belastung durch den Fahrtwind erreicht. Der nachgiebige Bereich des Frontspoilers dient dazu, dass der Spoiler bei Kontakt mit Hindernissen, z. B. mit einem Bordstein, nicht beschädigt wird und elastisch federnd verschwenken kann. Ferner ist vorgesehen, dass das Spoilerelement vorderseitig die Luftanströmfläche aufweist und rückseitig die Verstärkungsrippen umfasst. Das Spoilerelement ist an der oben liegenden querverlaufenden Kopfleiste des Spoilerelements elastisch innerhalb des Spaltabstands verschwenkbar angeformt. Dadurch besteht die Möglichkeit durch Veränderung der Geometrie die Balance zwischen der Steifigkeit (aerodynamische Funktion) und der Nachgiebigkeit bzw. Flexibilität (Vermeidung von Beschädigungen) zu steuern. Die Befestigung des Frontspoilers am Bugteil erfolgt vorzugsweise über an der Kopfleiste angeformte Befestigungshaken, die zur Verbindung mit dem Bugteil in korrespondierende Öffnungen einrastbar sind. Ferner kann zusätzlich auch eine Verbindung des Frontspoilers mit dem Bugteil über sogenannte Plattenelemente erfolgen, die an den freien Enden des Spoilerelements angeordnet sind und sich flächig nach hinten über die Unterseite des Bugteils erstrecken und am Bugteil befestigbar sind.
• Weiterhin ist aus der DE 10 2013 113 489 A1 eine Luftleiteinrichtung in einem Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Verschließen einer Lufteinlassöffnung in einer Frontverkleidung an einem Fahrzeug bekannt. Die mindestens eine Lufteinlassöffnung ist seitlich in der Frontverkleidung angeordnet und ist von der Luftleiteinrichtung in einem geschlossenen Zustand vollständig nach außen hin abzudecken. Die Luftleiteinrichtung umfasst einen Halterahmen sowie mindestens eine an dem Halterahmen beweglich angeordnete, von außen sichtbare Lamelle, wobei die mindestens eine Lamelle beweglich in dem Halterahmen gelagert bzw. angeordnet ist und durch einen mit einer Stellmechanik verbundenen Stellmotor ihren Anstellwinkel derart verändern kann, dass ein die mindestens eine Lufteinlassöffnung anströmender Luftstrom mindestens teilweise um das Fahrzeug herum geleitet wird. Insbesondere bei Fahrzeugen mit denen sehr hohe Endgeschwindigkeiten zu erreichen sind, sind aerodynamische Effekte von zentraler Bedeutung. Durch die bei Geschwindigkeiten jenseits von 200-km/h bzw. 300 km/h- auftretenden enormen Luftströmungen und die damit verbundenen Kräfte kann ein Fahrzeug destabilisiert und ein Fahrer des Fahrzeugs in eine gefährliche Situation gebracht werden. Ferner wird durch eine aerodynamisch ungünstige Formgebung eines Fahrzeugs eine Leistungsentfaltung des Fahrzeugs, d. h. eine Endgeschwindigkeit bzw. ein Beschleunigungsvermögen, ggf. erheblich reduziert. Es ist ferner denkbar, dass bei einer geeigneten Fahrzeuggeschwindigkeit sowohl die Luftleiteinrichtung derart angesteuert wird, dass die mindestens eine Lamelle sich in ihrem Anstellwinkel ändert als auch mindestens ein weiteres aerodynamisch relevantes Teil, wie bspw. ein Heckspoiler sich in seiner Stellung bzw. Lage ändert und das gesamte Fahrzeug in einen Hochgeschwindigkeitsmodus wechselt, in dem sowohl aerodynamische Eigenschaften als auch ggf. weitere fahrdynamische Eigenschaften des Fahrzeugs auf Fahrten mit einer hohen bzw. sehr hohen Geschwindigkeit angepasst, d. h. optimiert werden. Durch eine Verbindung der mindestens einen Lamelle mit dem Halterahmen ist es möglich, auf zusätzliche Haltestege oder Streben zur Stützung der mindestens einen Lamelle zu verzichten. Dazu ist vorgesehen, dass innerhalb der mindestens einen Lamelle eine Querstrebe angeordnet ist, die zur Verbindung mit geeigneten Lagerstellen innerhalb des Halterahmens geeignet ist. Die Querstrebe kann aus Metall, Kunststoff, Carbon, einem Verbundwerkstoff oder jedem weiteren technisch geeigneten Material zur Verbindung mit dem Halterahmen gefertigt sein. Ferner können die von der mindestens einen Lamelle umfassten horizontalen Streben dazu geeignet sein, die mindestens eine Lamelle mit einer Stellmechanik eines Stellmotors zu verbinden. Durch einen Antrieb des Stellmotors ist es folglich möglich, die Stellmechanik derart zu betreiben, dass die mindestens eine Lamelle in ihrem Anstellwinkel derart verändert wird, dass ein die mindestens eine Lamelle anströmender Luftstrom vermehrt durch die Luftleiteinrichtung oder um das Fahrzeug herum geleitet wird. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Luftleiteinrichtung ist vorgesehen, dass der Stellmotor ein elektrisch betriebener Motor ist.
• Weiterhin ist aus der EP 2 199 189 B1 ein Kraftfahrzeug mit einer Frontspoilervorrichtung bekannt, wobei der Spoiler der vom Fahrtwind mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit aus einer Ruhestellung in eine maximale Wirkstellung um eine in Querrichtung des Fahrzeugs verlaufende Achse schwenkbar ist, einen Hilfsspoiler bildet, der einen Zwischenraum zwischen der Unterseite eines Kühlers des Kraftfahrzeugs und einem an der Fahrzeugkarosserie befestigten Hauptspoiler aus nachgiebigem Material abdichtet. Der Hilfsspoiler ist als eine Lippe ausgebildet, die an der Rückseite des sich mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit verformenden Hauptspoilers anliegt. Weiterhin ist der Spoiler schwenkbar mit einem an der Unterseite eines Kühlers des Kraftfahrzeugs starr befestigbaren Tragteil verbunden. Auch können das Tragteil und der Spoiler integral ausgebildet sein und die Verschwenkbarkeit des Spoilers in dessen maximale Wirkstellung ist durch einen Anschlag begrenzt.
• Um die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs im Bereich des Radhauses weiter zu verbessern und um den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu senken ist aus der DE 10 2014 222 268 A1 eine die Luftleiteinrichtung bekannt, welche zumindest einen linken Strömungskanal und zumindest einen rechten Strömungskanal aufweist, wobei der zumindest eine linke Strömungskanal im Unterboden vor dem linken Radhaus und der zumindest eine rechte Strömungskanal im Unterboden vor dem rechten Radhaus mündet und wobei die jeweilige den Luftauslass bildende Austrittsöffnung derart ausgebildet ist, dass die durch den Strömungskanal strömende Luft entgegen der Fahrtrichtung mit einer Richtungskomponente nach unten austritt. Diese Ausgestaltung bewirkt, dass die aus der Austrittsöffnung des Strömungskanals austretende kanalisierte Luft die frei unter dem Unterboden des Fahrzeugs entlang strömende Luft des Fahrtwindes nach unten, also zur Fahrbahn hin, ablenkt. Auf diese Weise entsteht unter dem Radhaus ein horizontaler Luftvorhang („horizontaler air curtain“), der Verwirbelungen des unter dem Fahrzeug entlang strömenden Fahrtwindes im Radhaus und insbesondere an den Radaufhängungs- und Lenkungskomponenten, reduziert und so den Strömungswiderstand des Kraftfahrzeugs reduziert. Eine zusätzliche Absenkung des Strömungswiderstands wird durch die den Lufteinlass bildenden Lufteintrittsöffnungen des Strömungskanals geschaffen, da diese die Fahrzeugstirnfläche reduzieren. Vorteilhaft ist auch, wenn die jeweilige Austrittsöffnung einen Austrittsquerschnitt aufweist, der zumindest an einer Langseite mit einer von einer Geraden abweichenden Kontur versehen ist. Diese von der Geraden abweichende Kontur kann stufig, zick-zack-förmig, wellenförmig oder mit seitlich aneinander anliegenden konvexen Ausbauchungen versehen ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Austrittsöffnung im Grundriss rechteckig ausgebildet und vorzugsweise rechtwinklig zur Fahrzeugmittelebene angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, die jeweilige Austrittsöffnung im Grundriss bogenförmig oder sichelförmig auszubilden, wobei ihre Krümmung vorzugsweise im Wesentlichen der Krümmung der vorderen Kante des Radhauses, im Grundriss betrachtet, entspricht oder an diese angenähert ist. Auch ist es möglich, lediglich den hinteren Rand der Austrittsöffnung, der dem Radhaus benachbart ist, bogen- oder sichelförmig auszubilden und an die Krümmung der vorderen Kante des Radhauses anzupassen. Eine weitere Ausgestaltungsform zeichnet sich dadurch aus, dass an oder vor der Vorderkante der jeweiligen Austrittsöffnung eine Staulippe oder ein Verdrängungskörper vorgesehen ist, der vom Unterboden nach unten hervorsteht. In weiterer Ausgestaltung des Strömungskanals kann die obere Wand des Strömungskanals im Bereich der jeweiligen Austrittsöffnung konkav, konvex oder konkav-konvex ausgebildet sein. Auch kann alternativ oder zusätzlich die obere Wand des Strömungskanals über den Verlauf des Strömungskanals konkav, konvex oder konkav-konvex gekrümmt verlaufen.
• Weiterhin ist aus der DE 102014 012 162 B4 ein Automobil mit einer Karosserie als U-Flügel bekannt. Dabei bildet die Karosserie einen spiegelbildlich zu ihrer Längsmittelachse angeordneten U-Flügel, der sich von der Front bis zum Heck erstreckt und den Fahrgastraum von drei Seiten umschließt. Der U-Flügel umgibt einen Windkanal, der sich von der Frontpartie bis zur Heckpartie einer Karosserie erstreckt und auf seiner Unterseite von der Fahrbahn aus etwa 70-90 cm tief in den Fahrgastraum eingreift. Der Fahrtwindkanal hat die Aufgabe einen möglichst großen Anteil der Anströmung, die auf die Frontpartie eines Automobils trifft, direkt durch die Karosserie zu leiten und den Staudruckbereich der Frontpartie mit dem Totwasserbereich der Heckpartie unmittelbar zu verbinden. Durch eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Zonen mit Unterdruck an der Oberfläche des U-Flügels entsteht eine sehr windschlüpfrige Karosserie. Lediglich an der Flügelnase und an der Flügelhinterkante eines U-Flügels entstehen durch eine verlangsamte Luftströmung Oberdruckzonen - an der Flügelnase als Staudruckzonen und an der Innenseite des Diffusors als turbulente Strömungsablösungen. Der hohe, bei herkömmlichen Automobilen von der Spaltöffnung zwischen der Fahrbahn und dem Fahrzeugunterboden hervorgerufene Luftwiderstand wird durch den U-Flügel, bei dem nur die Flügelspitzen zur Fahrbahn zeigen, reduziert. An seinem engsten Längsabschnitt weist ein Fahrtwindkanal ein im Querschnitt zur Fahrbahn hin offenes Hohlprofil mit einer Querschnittfläche von 0,2-0,9 m² auf und ist U-förmig, polygonal, gerundet oder oval ausgebildet. Eine an seiner Außenseite kantige Ausbildung des U-Flügels ist aerodynamisch günstiger als eine gerundete Ausbildung. Mittels einer trichterförmigen Konfusorstufe wird möglichst viel Luft in den Fahrtwindkanal geleitet. Das zur Fahrbahn hin offene Hohlprofil bewirkt dabei, dass sich innerhalb des Fahrtwindkanals kaum Druckunterschiede aufbauen, die zu einer Erhöhung des Luftwiderstands führen würden. Spoiler, die als Querträger den Fahrtwindkanal im Bereich der Radachsen queren, können den gegenüber der Fahrtgeschwindigkeit beschleunigten Luftstrom im Windkanal zu einer sich um die Längsmittelachse drehenden Wirbelströmung veranlassen, sodass der Unterdruck im Windkanal weiter erhöht wird und an der Karosserie eine von der Frontpartie bis zur Heckpartie sich erstreckende Unterdruckzone gebildet wird. Innerhalb der Konfusorstufe des Fahrtwindkanals kann ein Leitwerk vorgesehen sein, das dazu dient, die Anströmung als resultierende Luftkraft aus Fahrtwind und Wind in Fahrtrichtung zu lenken. Dieses Leitwerk kann aus feststehenden, polygonalen Waben oder auch aus verstellbaren, vertikalen Lamellen bestehen, deren Breiten-Tiefen-Verhältnis etwa 1:10 beträgt. Dabei kann die Konfusorstufe innerhalb der Frontpartie eines Automobils an markenspezifische Formen angepasst werden. Der Fahrtwindkanal teilt die Karosserie in ein linkes und ein rechtes Flügelsegment, die über ein Dachsegment untereinander verbunden sind. Zur kraftschlüssigen Verbindung des linken und rechten Flügelsegments eines U-Flügels ist im Bereich der vorderen Radachse ein Querträger vorgesehen. Auch im Bereich der hinteren Radachse kann ein Querträger vorgesehen werden, um die Karosserie auszusteifen und um Antriebs- und Steuerungselemente aufzunehmen.
• Weiterhin ist aus der CN201525424U ein steuerbarer Spoiler zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität eines Automobils bekannt, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Klappspoiler gesteuert durch eine Positionierungsvorrichtung unterhalb des Bodens des Automobils vorgesehen ist. Die Positionierungsvorrichtung ist eine Tragstangenstruktur oder eine Rahmenstruktur, welche sowohl die Fahrstabilität des Automobils verbessern kann, als auch, durch die Steuerung der Position des Klappspoilers in Form einer Platte, einen unnötigen Kraftstoffverbrauch des Automobils bis zu einem gewissen Grad vermeiden kann. Wenn nämlich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs A niedrig ist (die erzeugte nach unten gerichtete Kraft reicht nicht aus, um die Fahrstabilität des Fahrzeugs A zu beeinträchtigen), bringt die gesteuerte Teleskoppositioniervorrichtung den Klappspoiler in einen Nicht-Arbeitszustand (d. h. der Klappspoiler befindet sich in einer horizontalen Position). Im Arbeitszustand dagegen, d.h. der kippbare Spoiler 1 befindet sich in der geneigten Position, schließt dieser einen Winkel von 5-10° zur Fahrzeuglänge A ein. Dadurch soll sichergestellt werden, dass im Regelfall sich der ausklappbare Klappspoiler in einem ausreichenden Abstand zum Boden befindet.
• Schließlich ist aus der FR2880323A1 eine aerodynamische Vorrichtung zur Verbesserung der Straßenlage und der Stabilität eines Kraftfahrzeugs sowie ein mit einer solchen aerodynamischen Vorrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug bekannt. Die aerodynamische Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Spoiler in Form eines Querruders vorgesehen ist, welches sich quer zur Längsachse des Fahrzeugs erstreckt und unter der Basis dieses Fahrzeug, hinter der Hinterachse angeordnet ist. Weiterhin sind Mittel zur Führung und Mittel zur Steuerung für die Bewegung dieses Querruders zwischen einer ersten Extremposition oberhalb des Fahrzeugbodens und eine zweite Extremposition in der Projektion unterhalb des Fahrzeugbodens des Fahrzeugs vorgesehen. Eine Zwischenposition zwischen den beiden extremen Positionen ist möglich, wobei der Neigungswinkel des Querruders nach und nach während seiner Bewegung zwischen der ersten und zweiten Extremposition erhöht wird. Zusätzlich sind Mittel zum Verändern des Neigungswinkels des Querruders, unabhängig von ihrer Verschiebung zwischen der ersten und der zweiten Extremposition, vorgesehen. Insbesondere wird das Querruder in der mindestens einen Zwischenposition und der zweiten Extremposition durch die Führungsmittel zum Heck des Fahrzeugs bewegt. Im Einzelnen umfassen die mit Steuermittel verbundenen Mittel zum Führen der Bewegung des Querruders jeweils zwei symmetrische und entgegengesetzte Montageträger mit einer Basis, einem Vertikalschlitten und einer Nut gekrümmt in Richtung der Rückseite des Fahrzeugs auf. Andererseits sind Verbindungselemente zwischen dem Montageträger und dem Querruder vorgesehen.
• Weiterhin versuchen die Hersteller von Automobilen die Aerodynamik am Unterboden zu verbessern, da sich dort beim Luftwiderstand noch viel herausholen lässt. Alle unlackierten Teile des Autos, also auch Unterboden und Radhäuser, machten rund 45 Prozent des Luftwiderstands aus. Um die Luft bei der Fahrt möglichst schnell unter dem Fahrzeug durchströmen zu lassen, versuchen die Hersteller den Fahrzeugboden „zu glätten“. Luftwirbel, die etwa an hervorragenden Karosserieteilen entstehen, erhöhen den Luftwiderstand. Bei der Bodenkonstruktion komme es daher darauf an, die Luftströmung an Motor- und Getriebekapsel, Quertraversen und Leitungen entlang sowie an den Radhäusern vorbei zu führen, was durch eine aerodynamisch optimierte Verkleidung des Unterbodens erreichbar ist. Neben einer möglichst glatten Oberfläche besitzen die Unterböden von Supersportwagen eine spezielle Geometrie bei der im Bereich der Achsen der Boden gewölbt ist, wodurch dort die Luftströmung beschleunigt wird. Zusätzlich kann durch einen Diffusor in Form eines „Tunnels“ ein „lokaler Unterdruck“ erzeugt werden, der das Fahrzeug dann wirksam auf die Straße presst. Als „Bodeneffekt“ wird die Änderung der aerodynamischen Eigenschaften bezeichnet, die sich bei Annäherung an den Boden ergeben. Dabei werden im Rennsport zwei verschiedene Effekte unterschieden, nämlich der spannweitenbezogene und der längenbezogene Bodeneffekt.
• Ersterer, der spannweitenbezogene Bodeneffekt spielt in der Flugtechnik eine große Rolle; Flugzeuge nutzen ihn bei Start und Landung aus. Bei Annäherung an den Boden verringert sich der induzierte Anströmwinkel am Flügel durch die Strömungsumlenkung am Boden. Als Folge davon reduziert sich der induzierte Widerstand und der Auftrieb nimmt zu. Diese Einflüsse sind bei der Formgebung und Positionierung der Front- und Heckflügel am Rennfahrzeug zu beachten.
• Letzterer, der längenbezogene Bodeneffekt, ist auf die Form der Fahrzeugunterseite zurückzuführen. Ausgenutzt wird der Venturi-Effekt, d.h. mit Unterdruck auf der Fahrzeugunterseite wird Abtrieb erzeugt. Fahrbahn und Fahrzeugunterboden bilden eine Kombination aus Düse und Diffusor. Die anströmende Luft wird durch den Einlauf teilweise unter das Fahrzeug geleitet und in der zwischen Unterboden und Fahrbahn gebildeten Düse beschleunigt. Der anschließende Diffusor verzögert die Luft wieder auf etwa das Niveau der Anströmgeschwindigkeit. Die Geschwindigkeitszunahme im Bereich des engsten Querschnitts sorgt für eine Abnahme des Drucks und in diesem Fall für eine Zunahme des aerodynamischen Abtriebs. Die Druckabsenkung und damit der Abtrieb hängen wesentlich vom Verhältnis der Querschnitte von Diffusorende zur Düse ab. Das optimale Verhältnis wird stark von der individuellen Fahrzeugform und anderen Gegebenheiten wie z. B. Fahrwerksanbindung, Lage von Motor und Getriebe, Form der Sicherheitszelle und nicht zuletzt von den Einschränkungen durch das Rennsport-Reglement bestimmt. Wesentlicher Parameter ist dabei der Bodenabstand. Mit sinkendem Bodenabstand nimmt der Abtrieb zu. Es existiert aber ein Maximum. Verringert sich der Bodenabstand über dieses Maß hinaus, so fällt der Abtrieb wieder ab. Ursache dafür sind einmal die Ablösung der Strömung im Diffusorbereich sowie das Zusammenwachsen der Grenzschichten von Fahrbahn- und Fahrzeugunterseite. Zum anderen aber auch die Erhöhung des Strömungswiderstands auf der Fahrzeugunterseite, in dessen Folge der Durchsatz an Massenstrom unter dem Fahrzeug verringert wird. Dies führt seinerseits zu geringeren Strömungsgeschwindigkeiten, wodurch der Abtrieb reduziert wird. Der große Vorteil, Abtrieb mit dem Venturi-Effekt zu erzeugen, besteht darin, dass sich der Luftwiderstand des Fahrzeugs dabei kaum verändert. Anzumerken ist, dass Diffusoren gleichermaßen auf PKW, Sportwagen und Rennwagen anwendbar sind, sofern diese einen ebenen Unterboden haben, die Abhängigkeit der Diffusoren vom Bodenabstand bedingt jedoch relativ komplexe Formen der Diffusoren, insbesondere komplexe Diffusorkanäle unterschiedlicher Form und Winkelverläufe.
• Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind unterschiedlich ausgestaltete Vorrichtungen, Frontspoiler, Bugspoiler, Front- oder Heckflügel, Diffusoren/Tunnel, Luftleitkanäle zur Verbesserung der Aerodynamik, insbesondere bei Geschwindigkeiten jenseits von 200 km/h den Anpressdruck zu erhöhen, bekannt. Jedoch fehlt in der Praxis eine am Fahrzeugboden angeordnete Vorrichtung zur Veränderung des Anpressdrucks eines Fahrzeugs senkrecht zum Boden/Fahrbahn in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung am Fahrzeugboden zur Veränderung des Anpressdrucks eines Fahrzeugs senkrecht zum Boden/Fahrbahn in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit derart auszugestalten, dass ein ebener Unterboden nicht zwangsläufig erforderlich ist.
• Diese Aufgabe wird - gemäß Patentanspruch 1 - bei einem Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Anpressdrucks eines Fahrzeugs senkrecht auf die Straße dadurch gelöst, dass die Vorrichtung mindestens einen vom Fahrtwind umströmten Körper mit Profil aufweist, wobei die Profilgeometrie des Körpers derart ausgestaltet ist, dass der Körper einen negativen Auftriebsbeiwert Ca aufweist und wobei der Körper zwischen den Radachsen positioniert und im Abstand zum Fahrzeugboden derart angeordnet und befestigt ist, dass ein Abtrieb im Gesamtschwerpunkt und so ein niedrigerer Gesamtschwerpunkt erzeugt wird.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass kein konstruktiver Aufwand für die geometrische Formgebung hinsichtlich eines geschlossenen Unterbodens getrieben werden muss, um einen Abtrieb zu erzeugen. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung quasi unsichtbar und nachträglich befestigt werden und die Querschnittsfläche derart angepasst werden, dass die Bauhöhe des Profils sich nicht negativ auf die Bodenfreiheit des Fahrzeugs auswirkt. Hierbei kann der Körper verschiedene Profilabschnitte aufweisen, welche korrespondierend zur Oberfläche des Bodens ohne Unterbodenverkleidung sind. Schließlich ist von Vorteil, dass die montierte Vorrichtung kaum im Betrieb des Fahrzeugs eine Erhöhung im Kraftstoffverbrauch bewirkt.
• In Weiterbildung der Erfindung ist, gemäß Patentanspruch 2, die Profilgeometrie des Körpers Körper als ein vom Fahrtwind umströmter schlanker Körper ausgestaltet, dessen Vorderkante abgerundet und dessen Hinterkante stumpf ist oder dessen Vorderkante und Hinterkante abgerundet sind oder dessen Vorderkante abgerundet und dessen Hinterkante einen kleinen Abrundungsradius aufweist, und dass dieser im Wesentlichen parallel zu den Radachsen am Fahrzeugboden mittels Befestigungsmittel derart befestigt ist, dass dessen Skelettlinie ohne Anstellwinkel zur Fahrbahn abwärts geschwungen ist.
• Diese Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass für die Auswahl des Profils (Profilwölbung, maximale Profildicke, Wölbungsrücklage, Dickenrücklage, Radius der Vorderkante (Nasenradius), Änderung der Profildicke entlang der Profilsehne, Profiltiefe) die Anströmbedingungen ohne Anstellwinkel im späteren Betrieb auf einfache Art und Weise berücksichtigt werden können.
• Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
• 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Körper in Seitenansicht,
• 2 verschiedene Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Körpers in Seitenansicht,
• 3 weitere verschiedene Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Körpers in Seitenansicht und
• 4 in Seitenansicht die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Körpers nach 1 im Detail.
• Die 1 bis 4 zeigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Körper K mit einem Profil/Profilgeometrie P.
• Bei den in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen der Vorrichtung wird durch die Profilgeometrie P des Körpers K ein Anpress-/oder Unterdruck für ein Fahrzeug FZ senkrecht auf eine Fahrbahn F erzeugt. Hierzu ist die Profilgeometrie P des Körpers K derart ausgestaltet ist, dass der Körper K einen negativen Auftriebsbeiwert Ca aufweist. Erfindungsgemäß ist der Körper K zwischen den Radachsen positioniert und im Abstand zum Fahrzeugboden FB derart angeordnet und befestigt, dass ein Abtrieb im Gesamtschwerpunkt und so ein niedrigerer Gesamtschwerpunkt erzeugt wird.
• Im Einzelnen ist die Profilgeometrie P des Körpers K, wie insbesondere die 2 bis 4 zeigen, als ein vom Fahrtwind umströmter schlanker Körper K ausgestaltet, dessen Vorderkante KV abgerundet und dessen Hinterkante KH stumpf ist oder dessen Vorderkante KV und Hinterkante HK abgerundet sind oder dessen Vorderkante VK abgerundet und dessen Hinterkante HK einen kleinen Abrundungsradius aufweist. Dieser Körper K ist im Wesentlichen parallel zu den Radachsen am Fahrzeugboden FB mittels Befestigungsmittel (Blindnietmutter, in der Zeichnung nicht dargestellt) derart befestigt, dass dessen Skelettlinie ohne Anstellwinkel zur Fahrbahn F abwärts geschwungen ist. Vorzugsweise sind die Befestigungsmittel an den Enden des Körpers K angeordnet und befestigen diesen am Fahrgestell des Fahrzeugs FZ. Alternativ umschließen die Befestigungsmittel die Enden des Körpers K, wobei die Profilspitzen des Profils P seitlich herausragen.
• In weiterer Ausgestaltung (welche nicht zeichnerisch dargestellt ist) ist zur weiteren Erhöhung des Anpressdrucks eine zweite Vorrichtung im Abstand und parallel zur ersten Vorrichtung als Nachkörper angeordnet. Alternativ ist ein Nachkörper am Körper K der Vorrichtung angeformt. Vorzugsweise ist der Nachkörper kreiszylindrisch ausgestaltet.
• Zur Vermeidung von Verwirbelungen sind die Profilspitzen des Profils P als im wesentlichen Planfläche ausgestaltet.
• In einer in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform weist der Körper K zwei Profile auf, welche über ein Verbindungsmittel (in der Zeichnung nicht dargestellt) an jeweils einem Ende miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist das Verbindungsmittel als ein in Erstreckungsrichtung im Wesentlichen länglicher Körper K mit an beiden Enden zum Hohlkörper des jeweiligen Profils P korrespondierendem Profil ausgestaltet. Insbesondere stehen dabei zur Verringerung der Kippneigung des Fahrzeugs die Profilsehnen der gegenüberliegenden Profile des Verbindungsmittels in einem Winkel zueinander. Der Hohlkörper K besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder aus anderen Werkstoffen mit ähnlichen Werkstoffeigenschaften, was Vorteile hinsichtlich des Gewichts, nicht rostend und einfacherer, kostengünstiger industrieller Fertigung mit sich bringt.
• Weiterhin sind zur Veränderung der aerodynamisch wirksamen Fläche des Körpers K bei zwei Profilen P in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, Mittel zur Verstellung des Anstellwinkels der zwei Profile zwischen Fahrzeugboden FB und Fahrbahn F vorgesehen.
• Wie 1 aufzeigt, können in Verbindung mit dem Körper K absenkbare Bürsten B (oder Abdichten mittels einer elastischen Schürze B, insbesondere Gummi-Schürze/flexible Schürze wie bei einem Luftkissenfahrzeug oder Bodeneffektgerät) zum Abdichten am Fahrzeugboden FB eingesetzt werden. Dadurch wird der Unterdruckaufbau/die Haftung beim Anfahren unterstützt, wobei die Bürsten und/oder Schürzen B im Bereich des Schwerpunkts auf der Bodenseite, vorzugsweise am Fahrzeugboden FB des Fahrzeugs FZ angeordnet sind.
• Im Rahmen der Erfindung kann der erzielbare Unterdruck auch durch die Kombination aus Körper K und absenkbaren Bürsten/flexiblen Schürzen B (siehe 1) weiter erhöht werden und die Forderung nach einem niedrigen Gesamtschwerpunkt besser erfüllt werden.
• Die Kurvensteuerung selbst kann im Rahmen der Erfindung vom Fahrer des Fahrzeugs FZ manuell mittels der Lenkung (Abgriff am Lenkhebel oder den Spurstangen oder Abgriff über das Lenkgetriebe) oder automatisch mit einem Fliehkraftschalter/Initiator (drehzahlabhängig) des Fahrzeugs FZ gesteuert werden. Das Seitenführungsvermögen eines Fahrzeugs FZ und damit die zulässige Kurvengrenzgeschwindigkeit ist umso größer, je geringer die Radlastdifferenz zwischen den kurvenäußeren und kurveninneren Rädern ist. Die Größe der Radlastdifferenz und auch der Seitenneigung hängt von der Höhe des FahrzeugSchwerpunkts, dem Angriffspunkt der Fliehkraft ab. Die erfindungsgemäße Lösung erfüllt auf überraschend einfache Art und Weise die Forderung, einen möglichst niedrigen Gesamtschwerpunkt, nicht nur in Abhängigkeit der Geschwindigkeit, sondern auch in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Belastung der Räder zu erzielen. Damit besteht ein noch weiter erweiterter Spielraum bei der Konstruktion eines Fahrzeugs FZ hinsichtlich Unterbringung auch der Teile und Aggregate konsequent nach dem Gesamtschwerpunkt. Insbesondere kann ein Lenkwinkelsensor vorgesehen sein, welcher mit einer elektronischen Steuereinheit zur Kurvensteuerung oder der Geradeausfahrt verbunden ist, den Anstellwinkel des oder der Körpers K und/oder den Nachkörper zur Fahrbahn F motorisch bewegt, insbesondere schwenkt. Weist das Fahrzeug FZ auch Radbelastungssensoren (mindestens zwei) auf, so kann die Steuereinheit den Anstellwinkel des oder der Körpers K und/oder den Nachkörper nach Maßgabe des Linkwinkelsensors und/oder der Radbelastungssensoren ansteuern. Dabei werden die anhand von Druckdifferenzwerten ermittelnden Belastungswerte der Radachs-Belastungssensoren über mindestens eine Signalverarbeitungseinheit mindestens einem Mikrocomputer als elektronische Steuereinheit zugeführt. Insbesondere zur weiteren Erhöhung des Anpressdrucks vom Mikrocomputer gesteuerte Mittel zur Verstellung des Anstellwinkels des Körpers K zwischen Fahrzeugboden FB und Fahrbahn F und/oder zur Veränderung der Form der aerodynamisch wirksamen Fläche des Körpers K in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und Geradeausfahrt oder in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und Kurvenfahrt vorgesehen. Der Mikrocomputer kann dabei auch die Funktionalität des kontinuierlichen Absenkens oder Anhebens der Bürsten/flexiblen Schürzen B mit übernehmen. Hierdurch werden in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung und von der Geschwindigkeit der Schwerpunkt/die Räder mit einem zusätzlich um den Fahrtwind erhöhtem bzw. verringertem Druck auf die Fahrbahn F gepresst und es werden die geschwindigkeitsabhängigen Kräfte zielgerichtet zur Verbesserung der Stabilität und der Straßenlage des Fahrzeugs bei der Geradeausfahrt und bei Kurvenfahrten genutzt. Insbesondere werden auch bei diesem Lösungsweg die wichtigen Einflussgrößen wie Fahrgeschwindigkeit, Lenkwinkel und exakte Radachsbelastungswerte berücksichtigt.
• Die erfindungsgemäße Anordnung des Körpers K zwischen den Radachsen (siehe 1) verhindert auf überraschend einfache Art und Weise weitgehend eine Beschädigung der Vorrichtung durch Kontakt mit einem Hindernis, z.B. mit einem Bordstein. Die Forderung nach einer Formstabilität des Hohlkörpers K (mit Verstärkungsrippen oder dergleichen) ist einfach zu erfüllen. Gleiches gilt für die Bürsten/flexiblen Schürzen B, bei welchen die Anforderung nach Steifigkeit (aerodynamische Funktion) und der Nachgiebigkeit bzw. Flexibilität (Vermeidung von Beschädigungen) einfach zu erfüllen ist.
• Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen und ist insbesondere nur durch die Patentansprüche beschränkt. Demgemäß kann Patentanspruch 1 auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein.
• Im Rahmen der Erfindung kann die Vorrichtung sowohl den vom Fahrtwind umströmten Körper K als auch zusätzlich einen Hohlkörper (in Form eines Kanals mit miteinander verbundener Einströmöffnung auf der Bodenseite und Ausströmöffnung oben am Heck des Fahrzeugs FZ und diese verschließbare Klappen) aufweisen u.a. Die gemeinsame Regelbarkeit des Anstellwinkels des umströmten Körpers K und eines zusätzlichen an diesem angeformten Nachkörpers und der Klappen des Hohlkörpers kann im Rahmen der Erfindung auch von einer Einheit der Bremsanlage beim Bremsen oder von einem Geschwindigkeitsmesser oder auch von einem Luftdruckmesser ausgehen, um die am Fahrzeug FZ auftretende Luftströmung für eine verbesserte Stabilität des Fahrzeuges FZ bei Kurvenfahrten ausnutzen zu können und diese - wie bei den oben genannten Ausgestaltungen - abgestimmt aufeinander zu steuern.
• Bezugszeichenliste

A

Abstand

B

Bürste/Schürze

F

Fahrbahn

FB

Fahrzeugboden

FZ

Fahrzeug

FH

Heck (vom Fahrzeug FZ)

K

Körper

KH

Hinterkante (des Körpers K)

KV

Vorderkante (des Körpers K)

P

(Hohl-)Profil/Profilgeometrie (des Körpers K)

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 2549493 C2 [0004]
• DE 2549493 [0004, 0005]
• DE 2935635 A1 [0005]
• DE 3245410 A1 [0006, 0007]
• DE 8915710 U1 [0008]
• DE 102011050373 A1 [0009]
• DE 102013113489 A1 [0010]
• EP 2199189 B1 [0011]
• DE 102014222268 A1 [0012]
• DE 102014012162 B4 [0013]
• CN 201525424 U [0014]
• FR 2880323 A1 [0015]

Claims (10)

1. Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Anpressdrucks eines Fahrzeugs (FZ) senkrecht auf eine Fahrbahn (F), wobei die Vorrichtung mindestens einen vom Fahrtwind umströmten Körper (K) mit Profil (P) aufweist, wobei die Profilgeometrie des Körpers (K) derart ausgestaltet ist, dass der Körper (K) einen negativen Auftriebsbeiwert Ca aufweist und wobei der Körper (K) zwischen den Radachsen positioniert und im Abstand zum Fahrzeugboden (FB) derart angeordnet und befestigt ist, dass ein Abtrieb im Gesamtschwerpunkt und so ein niedrigerer Gesamtschwerpunkt erzeugt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilgeometrie (P) des Körpers (K) als ein vom Fahrtwind umströmter schlanker Körper (K) ausgestaltet ist, dessen Vorderkante (KV) abgerundet und dessen Hinterkante (KH) stumpf ist oder dessen Vorderkante (KV) und Hinterkante (HK) abgerundet sind oder dessen Vorderkante (VK) abgerundet und dessen Hinterkante (HK) einen kleinen Abrundungsradius aufweist, und dass dieser im Wesentlichen parallel zu den Radachsen am Fahrzeugboden (FB) mittels Befestigungsmittel derart befestigt ist, dass dessen Skelettlinie ohne Anstellwinkel zur Fahrbahn (F) abwärts geschwungen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Erhöhung des Anpressdrucks eine zweite Vorrichtung im Abstand und parallel zur ersten Vorrichtung als Nachkörper angeordnet oder dass ein Nachkörper am Körper (K) der ersten Vorrichtung angeformt ist und dass die stirnseitigen Profilspitzen des Profils (P) als Planfläche ausgestaltet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachkörper kreiszylindrisch ausgestaltet ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel an den Enden des Körpers (K) angeordnet sind und diesen am Fahrgestell des Fahrzeugs (FZ) befestigen oder dass die Befestigungsmittel die Enden des Körpers (K) umschließen, wobei die Profilspitzen des Profils (P) seitlich herausragen.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, der Körper (K) zwei Profile aufweist, welche über ein Verbindungsmittel an jeweils einem Ende miteinander verbunden sind.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel als ein in Erstreckungsrichtung im Wesentlichen länglicher Körper mit an beiden Enden zum Hohlkörper des jeweiligen Profils (P) korrespondierendem Profil ausgestaltet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der Kippneigung des Fahrzeugs (FZ) die Profilsehnen der gegenüberliegenden Profile des Verbindungsmittels in einem Winkel zueinander stehen.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Erhöhung des Anpressdrucks von einem Mikrocomputer gesteuerte Mittel zur Verstellung des Anstellwinkels des Körpers (K) zwischen Fahrzeugboden (FB) und Fahrbahn (F) und/oder zur Veränderung der Form der aerodynamisch wirksamen Fläche des Körpers (K) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder Kurvenfahrt vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocomputer das Absenken von im Bereich des Schwerpunkts des Fahrzeugs (FZ) angeordneten Bürsten/flexiblen Schürzen (B) steuert derart, dass die geschwindigkeitsabhängigen Kräfte zielgerichtet zur Verbesserung der Stabilität und der Straßenlage des Fahrzeugs (FZ) bei Geradeausfahrt und bei Kurvenfahrt genutzt werden.

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