DE20004851U1

DE20004851U1 - Roof racks for vehicles

Info

Publication number: DE20004851U1
Application number: DE20004851U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2010-03-17

Description

Dr. Anton Lechner 85774 UnterfÖhring, Eichenweg 6Dr. Anton Lechner 85774 UnterfÖhring, Eichenweg 6

06. März 200006 March 2000

Dachträger für FahrzeugeRoof racks for vehicles BeschreibungDescription

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dachträger für Fahrzeuge mit wenigstens einem quer zur Fahrzeuglängsachse quer über das Dach reichenden Querträger zur Aufnahme der auf dem Dach zu transportierenden Lasten oder Lastaufnahmesysteme. Diese Querträger werden, um den Luftwiderstand gering zu halten, üblicherweise aus einem im Querschnitt abgerundeten rechteckigen oder ovalen AIu- Strangpressprofil hergestellt. Zur Befestigung der verschiedenen Lastaufnahmesysteme wie Gepäckbox, Skihalter oder Fahrradhalter dienen Rillen oder Nuten im Querträger, in denen Befestigungsschrauben oder Gleitmuttern längsverschieblich eingelegt sind. Die abgerundete Form des Querträgers führt zu einer geordneten Umströmung des Profils, wobei auf der Ober- und Unterseite hohe Strömungsgeschwindigkeiten erreicht werden. Dadurch werden in den quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Rillen bzw. Nuten unangenehme Pfeifgeräusche unduziert. Um dies zu verhindern, werden z.B. Kunststoffformteile in die Nut eingelegt, die die Nut abdecken, wo keine Befestigungselemente für das Lastaufnahmesystem benötigt sind. Nachteilig neben der zusätzlichen Kosten für dieses Bauteil ist, daß der Abstand zwischen den Befestigungselementen des Lastaufnahmesystems je nach Trägersystem unterschiedlich ist und daher die Formstücke beim Wechsel des Lastaufnahmesystems immer wieder präzise angepaßt werden müssen.The invention relates to a roof rack for vehicles with at least one cross member extending across the roof transversely to the longitudinal axis of the vehicle for accommodating the loads or load-bearing systems to be transported on the roof. In order to keep air resistance low, these cross members are usually made from a rectangular or oval aluminum extruded profile with a rounded cross section. Grooves or slots in the cross member are used to attach the various load-bearing systems such as luggage boxes, ski racks or bicycle racks, in which fastening screws or sliding nuts are inserted so that they can be moved lengthwise. The rounded shape of the cross member leads to an orderly flow around the profile, with high flow speeds being achieved on the top and bottom. This prevents unpleasant whistling noises in the grooves or grooves running transversely to the direction of flow. To prevent this, plastic molded parts are inserted into the groove, for example, to cover the groove where no fastening elements are required for the load-bearing system. A disadvantage, in addition to the additional costs for this component, is that the distance between the fastening elements of the load-bearing system varies depending on the support system and therefore the fittings must always be precisely adjusted when the load-bearing system is changed.

Des weiteren führt die oben beschriebene abgerundete Form des Querträgers zu instationären Strömungsablösevorgängen hinter dem dicksten Querschnitt und in FolgeFurthermore, the rounded shape of the cross member described above leads to unsteady flow separation processes behind the thickest cross section and as a result

davon zu den bekannten periodischen niederfrequenten und unangenehmen Luftgeräuschen.This includes the well-known periodic low-frequency and unpleasant air noises.

Zur Unterdrückung der Luftgeräusche sind abschnittsweise veränderliche Querschnittsprofile des Querträgers vorgeschlagen worden (DE 40 35 729, DE 41 13 230), wobei diese Querschnittsänderungen mit Hilfe eines eigenen Formteils, z.B.To suppress air noise, cross-sectional profiles of the cross member that can be changed in sections have been proposed (DE 40 35 729, DE 41 13 230), with these cross-sectional changes being achieved by means of a separate molded part, e.g.

Gumminoppen, erzeugt werden, welches in das AIu- Profil eingelegt wird. Durch diese abschnittsweisen Querschnittsänderungen soll die Umströmung diffuser und damit Geräusche verhindert werden. Nachteilig sind aber auch hier die Kosten eines eigenen Formteils.Rubber studs are created which are inserted into the aluminum profile. These section-by-section changes in cross-section are intended to diffuse the airflow and thus prevent noise. However, the disadvantage here is the cost of a separate molded part.

Es ist auch bekannt, daß die Fahrstabilität der mit Dachlasten beladenen Fahrzeugen bei hohen Geschwindigkeiten und insbesondere bei Wind stark beeinträchtigt wird. Es ist daher auch Aufgabe der Erfindung, einen Vorschlag zu unterbreiten, die Fahrstabilität des Fahrzeuges durch den Dachträger günstig zu beeinflussen.It is also known that the driving stability of vehicles loaded with roof loads is greatly impaired at high speeds and especially in windy conditions. It is therefore also the object of the invention to make a proposal to positively influence the driving stability of the vehicle by means of the roof rack.

Bezüglich der Luftgeräusche wird die Aufgabenstellung erfindungsgemäß dadurch gelöst (siehe Fig. 2), daß das Querträgerprofil 1 auf seiner gesamten Länge an seiner Oberseite vor der Rille bzw. Nut 2 eine scharfkantige Erhöhung 3 (Turbulenzzaun) aufweist, die stromabwärts eine turbulente Wirbelschleppe 4 erzeugt. Dadurch wird die äußere Kante 5 der Nut nur noch turbulent angeströmt und die Windgeräusche verhindert. Außerdem wird die instationäre Strömungsablösung nach dem dicksten Querschnitt und damit periodische, tieffrequente Windgeräusche verhindert.With regard to air noise, the problem is solved according to the invention (see Fig. 2) in that the cross member profile 1 has a sharp-edged elevation 3 (turbulence fence) along its entire length on its upper side in front of the groove or slot 2, which generates a turbulent wake 4 downstream. As a result, the outer edge 5 of the slot only receives turbulent flow and wind noise is prevented. In addition, the unsteady flow separation after the thickest cross section and thus periodic, low-frequency wind noise are prevented.

Windgeräusche, die von der Umströmung der Querträger- Unterseite und der instationären Strömungsablösung nach dem dicksten Querschnitt herrühren, können ebenfalls in gleicher Weise durch einen Turbulenzzaun 3, der zweckmäßigerweise an der dicksten Stelle plaziert ist, oder auch durch eine stromabwärts gelegene Strömungsabrißkante 6 (Fig. 2) vermieden werden.Wind noises resulting from the flow around the underside of the cross member and the unsteady flow separation after the thickest cross section can also be avoided in the same way by a turbulence fence 3, which is expediently placed at the thickest point, or by a downstream flow separation edge 6 (Fig. 2).

Da sich Turbulenzzaun 3 als auch Abrißkante 6 über die gesamte Länge des Querträgerprofils erstrecken, können sie vorteilshaft in das Strangpressprofil des Querträgers 1 integriert werden. Es sind also keine kostenerhöhende eigene Bauteile . vonnöten. Es ist aber auch darstellbar, daß der Turbulenzzaun aus einem z. B. elastischen, gummiartigen Formteil 8 hergestellt ist, das in eine Nut 9 im Querträgerprofil 1 eingelegt wird, wie es Fig. 4 zeigt. Eine andere beispielhafte Lösung zeigt Fig. 5. Hier wird einfach ein rechteckiges Gummiprofil 10, das als Turbulenzgenerator dient, auf die Oberfläche des Querträgerprofils 1 aufgeklebt. Ebenso ist es in gleicher Weise möglich, ein als Abrißkante ausgebildetes Formteil, z.B. ein einfacher Dreieckskeil, auf die Oberfläche aufzukleben.Since the turbulence fence 3 and the tear-off edge 6 extend over the entire length of the cross member profile, they can advantageously be integrated into the extruded profile of the cross member 1. Therefore, no cost-increasing components are required. However, it is also possible for the turbulence fence to be made from, for example, an elastic, rubber-like molded part 8 that is inserted into a groove 9 in the cross member profile 1, as shown in Fig. 4. Another example solution is shown in Fig. 5. Here, a rectangular rubber profile 10, which serves as a turbulence generator, is simply glued to the surface of the cross member profile 1. It is also possible in the same way to glue a molded part designed as a tear-off edge, e.g. a simple triangular wedge, to the surface.

Damit hat der Turbulenzzaun neben seiner akustischen Wirkung auch einen rutschhemmenden Effekt, wenn z.B. eine Ladung direkt auf den Querträgern befestigt und transportiert werden soll.In addition to its acoustic effect, the turbulence fence also has an anti-slip effect if, for example, a load is to be attached and transported directly on the crossbeams.

Um die Fahrstabilität zu erhöhen, wird vorgeschlagen, das Querschnittsprofil 1 so auszubilden, daß durch die Umströmung eine nach unten gerichtete aerodynamische Luftkraft entsteht. Dies kann z.B. erreicht werden, wenn das Querschnittsprofil als umgekehrtes Flügelprofil ausgebildet wird, wie es Fig. 2 zeigt. Bei hohen Geschwindigkeiten wird dadurch ein aerodynamischer Abtrieb A erzeugt, der den Achsdruck der Fahrzeuge und damit die Fahrstabilität merklich erhöht. Außerdem hat ein Flügelprofil bzw. Tropfenprofil bekanntlich den geringsten aerodynamischen Formwiderstand. Dadurch werden Luftwiderstand des Dachträgers und Seitenwindkräfte verringert. Es ist aber auch beispielsweise möglich, das Querschnittsprofil aus zwei verschiedenen Ellipsen zu formen, wobei die die obere Ellipse schwächer als die untere Ellipse gewölbt ist, wodurch sich ebenfalls eine aerodynamische Luftkraft erzeugen läßt.In order to increase driving stability, it is proposed to design the cross-sectional profile 1 in such a way that the flow around it creates a downward aerodynamic air force. This can be achieved, for example, if the cross-sectional profile is designed as an inverted wing profile, as shown in Fig. 2. At high speeds, this generates an aerodynamic downforce A, which noticeably increases the axle pressure of the vehicles and thus driving stability. In addition, a wing profile or teardrop profile is known to have the lowest aerodynamic form drag. This reduces the air resistance of the roof rack and crosswind forces. However, it is also possible, for example, to form the cross-sectional profile from two different ellipses, with the upper ellipse being less curved than the lower ellipse, which also generates an aerodynamic air force.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines Dachträgers.Fig. 1 shows a partial perspective view of a roof rack.

Fig. 2 das Querschnittsprofil 1 eines Dachträgers in Form eines umgekehrten Flügelprofils mit einer Befestigungsrille bzw. Nut 2 zur Aufnahme der Befestigungselemente für das variable Lastaufnahmesystem und einem an der Oberseite dieser Nut vorgelagerten und an seiner Unterseite an der dicksten Stelle befindlichen, in die Querschnittsform integrierten Turbulenzgenerator 3 (Turbulenzzaun).Fig. 2 shows the cross-sectional profile 1 of a roof support in the form of an inverted wing profile with a fastening groove or slot 2 for receiving the fastening elements for the variable load-bearing system and a turbulence generator 3 (turbulence fence) located in front of this slot on the upper side and at its thickest point and integrated into the cross-sectional shape.

Fig. 3 das Querschnittsprofil 1 in Tropfenform mit einer integrierten Strömungsabrißkante 6 an seiner Unterseite.Fig. 3 the cross-sectional profile 1 in drop shape with an integrated flow separation edge 6 on its underside.

Fig. 4 ein Detailausschnitt B aus dem Querschnittsprofil 1 mit einem in dieses Profil integrierte Nut 9 eingelegten elastischen, gummiartigen Formteil 8 als Turbulenzzaun .Fig. 4 a detailed section B of the cross-sectional profile 1 with an elastic, rubber-like molded part 8 inserted into the groove 9 integrated in this profile as a turbulence fence.

Fig. 5 ein Detailausschnitt C aus dem Querschnittsprofil 1 mit einem aufgeklebten Rechteckprofil aus Gummi 10 als Turbulenzzaun.Fig. 5 a detailed section C of the cross-sectional profile 1 with a glued-on rectangular profile made of rubber 10 as a turbulence fence.

Claims

1. Roof rack for vehicles with at least one cross member extending across the roof, which has means for avoiding wind noise, characterized in that on the top or bottom, or on the top and bottom of the cross member (1) there is a device essentially over the entire length of the cross member, which serves to generate turbulence in the flow layer (4) near the wall and which is designed as an essentially vertical, sharp-edged profile elevation (2) (turbulence fence).

2. Roof rack for vehicles with at least one cross member extending across the roof, which has means for avoiding wind noise, characterized in that in the rear part of the cross-sectional profile of the cross member (1) in the direction of flow there is at least one profile elevation (6) which is designed as a flow separation edge at which the flow around the cross member breaks off in a defined manner.

3. Roof rack for vehicles with at least one cross member extending across the roof, characterized in that the cross-sectional profile (1) of the cross member is designed such that a downwardly directed aerodynamic air force occurs due to the flow around the cross member.

4. Roof rack according to claim 1 or two, characterized in that the profile elevations (3) or (6) are formed from an elastic molded part (8) which is inserted into a groove (9) in the cross member profile.

5. Roof rack according to claim 1 or 2, characterized in that the profile elevations (3) or (6) consist of a molded part (10) which is glued directly onto the cross member profile.

6. Roof rack according to claim 1, characterized in that the profile elevation (3) is arranged on the upper side of the cross member on the front part in the direction of flow.

7. Roof rack according to claim 1 and 2, characterized in that the profile elevation (3) or (6) is integrated into the profile of the cross member, i.e. the profile elevation and the cross member cross-sectional profile are one-piece.

8. Roof rack according to claim 3, characterized in that the cross-sectional profile of the cross member is more curved in its upper half than in its lower half.

9. Roof rack according to claim 3 and 8, characterized in that the cross-sectional profile has the shape of an inverted wing.