DE4208999A1 - Aerodynamisches, verstellbares unterbodenfrontende fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Aerodynamisches, verstellbares unterbodenfrontende fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein aerodynamisches, verstellbares Un
terbodenfrontende für Kraftfahrzeuge.
Unterbodenfrontenden dieser Art sind bekannt. So beschreibt die
DE-PS 36 13 303 eine absenkbare Unterbodenverkleidung für das
Frontende von Kraftwagen, welche aus einer eigensteifen, elas
tisch verformbaren Platte gebildet wird, welche am Frontende
eines Kraftwagens, im wesentlichen die fahrbahnseitige Motor
raumöffnung abdeckend angebracht ist und mittels eines Ver
stellmechanismus nach unten durchbiegbar ist. Eine Verformung
der Unterbodenverkleidung bei höheren Geschwindigkeiten bewirkt
eine Erniedrigung der Strömungswiderstände entlang des Fahr
zeugbodens.
Eine weitere Unterbodenverkleidung ist aus der DE-PS 31 32 341
bekannt. Hier wird eine sich unter den Fahrzeugboden erstrek
kende Bugschürze bei höherer Fahrgeschwindigkeit um eine be
nachbart der Vorderachse verlaufende Querachse nach unten ver
schwenkt. In ihrer abgesenkten Lage bildet die Bugschürze mit
der Fahrbahn einen Venturi-Querschnitt, wodurch eine Erhöhung
des Fahrzeugabtriebs erreicht wird. Beim Absenken der Bug
schürze werden jedoch entlang der Fahrzeugfront Öffnungen er
zeugt, welche als Lufteintrittsöffnungen zur Luftumströmung des
Kühlers dienen, jedoch den für den Luftwiderstand relevanten
Luftwiderstandsbeiwert (cW-Wert) beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein formfestes,
dynamisch ausgeformtes, zur Fahrbahn absenkbares Unterbo
denfrontende für Kraftfahrzeuge so auszuführen, daß unabhängig
von den verschiedenen Positionen des verstellbaren Unterboden
frontendes keine zusätzlichen Lufteintrittsöffnungen erzeugt
werden.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutz
anspruches 1 gelöst. Die Ausführung der Unterbodenverkleidung
als formfeste Bugwanne erlaubt ein dichtes Überlappen vertika
ler Karosserieabschnitte der Fahrzeugfront mit den vertikalen
schottartigen Wänden der Bugwanne auch in abgesenkten Positio
nen. Dies verhindert das Auftreten von zusätzlichen, unge
wollten Lufteintrittsöffnungen.
In Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich der Boden der
Bugwanne im wesentlichen über die gesamte Unterbodenöffnung des
Motorraums, wodurch eine schalldämmende Kapselung des Motor
raums erreicht wird.
Die Gegenstände der weiteren Unteransprüche bilden vorteilhafte
Ausgestaltungen des Gegenstandes des Hauptanspruches.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung sieht eine möglichst
tiefliegende Anlenkachse für die Bugwanne vor. Eine insbeson
dere unterhalb der Grundposition der Bugwanne angeordnete An
lenkachse bewirkt beim Absenken der Bugwanne eine Vorverlage
rung der als Bugschürze ausgebildeten Bugwannenfront, was mit
einer Verringerung des cW-Wertes einhergeht.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der
Zeichnung dargestellt, und wird im folgenden näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Fahrzeug
frontende mit erfindungsgemäßem Unterbodenfrontende
in der angehobenen Grundposition,
Fig. 2 den Längsschnitt der Fig. 1 mit abgesenktem
Unterbodenfrontende, und
Fig. 3 eine perspektivische Unteransicht des Frontbereichs
des Kraftfahrzeuges der Fig. 1.
Der Längsschnitt der Fig. 1 zeigt einen Frontbereich (F) eines
auf einer Fahrbahn (B) stehenden Kraftfahrzeugs. Beginnend mit
einer vorderen Radkastenbegrenzung (3) erstreckt sich der
Frontbereich (F) von einem Vorderrad (R), bis zu einer Stoß
fängerschürze (2) an der Fahrzeugfrontpartie. Unterhalb der
Stoßfängerschürze (2) befinden sich Lufteinlässe (21). Zur
Fahrbahn (B) hin weist der Frontbereich eine etwa auf der Höhe
der Vorderradachse (A) liegende waagerechte Abschlußkante (4)
auf.
Innerhalb dieses von der Kante (4) begrenzten Karosserieberei
ches ist eine Bugwanne (1) mit einem oberen Bereich im Karosse
rievorbau liegend so untergebracht, daß ein unterer Bereich der
Bugwanne (1) fahrbahnseitig über den den Motorraum umgebenden
Karosserievorbau hinausragt und mit seinen vertikalen Schott
wänden (16), welche sich formschlüssig und dicht in die Karos
serieöffnung (4) einfügen, mit der Karosserie einen geschlosse
nen Übergang bildet. Die Bugwanne (1) weist nach oben zum Mo
torraum hin eine Öffnung (17) auf, während sie mit ihrem Boden
(14) die Karosserieöffnung (4) und den Motorraum fahrbahnseitig
schließt.
Anströmseitig ist die Bugwanne (1) als Bugschürze (12) ausge
bildet. Die Form der Bugschürze (12) und des Bugwannenbodens
(14) sind so gewählt, daß sie in der abgesenkten Wirkposition
mit der Fahrbahn einen Venturi-Querschnitt (V) bilden (vgl.
Fig. 2), wodurch sie, als Luftleiteinrichtung, einen Unterdruck
am Fahrzeugboden und somit einen erhöhten Fahrzeugabtrieb be
wirken. Im Bereich vor den Vorderrädern (R) weist die Bugschür
ze (12) anströmseitig eine steile Abschlußkontur (13) auf, wo
durch die anströmende Luft um die turbulente Zone des sich
drehenden Vorderrades (R) gelenkt wird.
Die hinter den Lufteinlässen (21) im Motorraum liegende verti
kale Frontwand (19) der Bugschürze (12) verfügt im Bereich
eines (nicht dargestellten) Fahrzeugkühlers über Luftschlitze
(11), welche ein ungehindertes Zuströmen der durch die Luftein
lässe (21) eingetretenen Luft zum Fahrzeugkühler erlauben.
Direkt oberhalb der Luftschlitze (11) befindet sich ein von der
oberen Bugwannenkante (17) abstehendes Anschlagelement (18).
Die Bugwanne (1) erstreckt sich unterbodenseitig bis in die
Nähe eines (in der Zeichnung nicht dargestellten) Vorderachs
querträgers, wobei in der Zeichnung aus Gründen der Darstel
lungsvereinfachung nur der Boden (14) der Bugwanne (1) bis zu
einer Anlenkachse (5) eingezeichnet ist, während die sich im
hinteren Bereich an die Radkästen anpassenden vertikalen
Schottwände unsichtbar bleiben. Mit Hilfe eines um eine Achse
(61) im Sinne des Pfeiles (P1) schwenkbar angeordneten Rohrbü
gels (6) kann die Bugwanne (1) als Ganzes in ihre Wirkpositio
nen abgesenkt werden. Der U-förmige Rohrbügel (6) ist mit sei
nen beiden Enden jeweils an der Achse (61) angeordnet, während
sein Mittelsteg (62) im Bugwanneninneren am Boden (14) ange
lenkt ist.
Fig. 2 zeigt den Schnitt der Fig. 1, wobei die Bugwanne aus
ihrer Grundposition (1) der Fig. 1 in eine bei hohen Fahrge
schwindigkeiten vorgesehene Wirkposition (1′′) abgesenkt ist.
Das Absenken erfolgt durch ein Betätigen des Rohrbügels (6),
z. B. durch einen (nicht dargestellten) Elektromotor, wodurch
die Bugwanne (1) durch das in ihrem Inneren aufliegende Rohr
mittelstück (62) zur Fahrbahn gedrückt wird. Dabei wird der
Bugwannenboden (14) um die Anlenkachse (5) verschwenkt. Die
Wirkposition (1′′) der Bugwanne ist erreicht, wenn das An
schlagelement (18) an einem vertikalen Querelement (22)
unterhalb der Stoßfängerschürze (2) beanschlagend aufliegt.
Aber auch höherliegende Wirkpositionen können durch entspre
chend vorzeitiges Anhalten des Rohrbügels (6) eingestellt
werden.
Die Höhe (H) der Anlenkachse (5) ist so gewählt, daß mit dem
Absenken der Bugwanne gleichzeitig eine Vorverlagerung der Bug
schürze (12, 13) erfolgt. Dies ist in der Fig. 2 anhand einer
Sequenz (12, 12′, 12′′) veranschaulicht, welche in Abfolge die
Bugschürze in ihrer (gestrichelten) Grundposition (12), einer
(strichpunktierten) ersten Wirkposition (12′) sowie in einer
(durchgezogenen) zweiten Wirkposition (12′′) zeigt. Durch die
Vorverlagerung der Bugschürze (12) beim Absenken erhält die
Frontpartie einen günstigen aerodynamischen Formverlauf, wo
durch sich der ca-Wert verringert.
In ihrer unteren Wirkposition (1′′) bildet die Bugwannenunter
seite (12′′, 14′′) mit der Fahrbahn (B) einen Venturi-Quer
schnitt (V), d. h. eine Verengung des durch den Fahrzeugunter
boden und die Fahrbahn beschriebenen Strömungskanals, woraus
eine Verringerung des Fahrzeugauftriebs resultiert.
In abgesenktem Zustand befindet sich der Abschnitt (19′′) der
Bugwanne mit den Luftschlitzen (11′′) im Motorraum hinter dem
nach vorne geschlossenen Querelement (22) der Karosserie. Die
Luftschlitze (11) liegen demnach unabhängig von der Position
der Bugwanne auch im abgesenkten Zustand (11′′) immer noch im
Motorraum, jedoch an unwirksamer Stelle hinter dem Querelement
(22). Da die Bugwanne (1′′) über ihren gesamten Umfang einen
geschlossenen Übergang mit dem Karosserievorbau bildet, werden
somit beim Absenken keine zusätzlichen, ungewollten Luft
eintrittsöffnungen geschaffen, und der Lufteintritt erfolgt
ausschließlich durch die fest angeordneten Lufteinlaßöffnungen
(21).
Die Darstellung der Fig. 3 verdeutlicht die Ausgestaltung der
Bugwanne (1) insbesondere in ihrem Frontbereich. Die Figur
zeigt wiederum den Frontbereich (F) des Kraftwagens der Fig. 1,
bestehend aus zwei Vorderrädern (R), entsprechenden Radkasten
begrenzungen (3) und einer Stoßfängerschürze (2). Entlang der
Kontur der Karosserieöffnung (4) bildet die Bugwanne (1) mit
dem Karosserievorbau einen geschlossenen Übergang. Die Bugwanne
(1) schließt mit ihrem Boden (14) und der über die Anlenkachse
(5) hinausreichenden Verlängerung (15) den Motorraum nach unten
ab. Frontseitig ist die Bugwanne (1) als Bugschürze (12) ausge
formt, die im Bereich vor den Vorderrädern (R) steile Abschluß
konturen (13) aufweist, welche sich zu den beiden Fahrzeugsei
ten hin höckerförmig von der Bugschürzenform (12) abheben. Die
steilen Abschlußkonturen haben die Funktion, entgegen der
Fahrtrichtung auf die Vorderräder (R) anströmende Luft von die
sen abzulenken, um eine luftwiderstandserhöhende Verwirbelung
der Luft durch die Vorderräder (R) zu vermindern. Mögliche
Lufteinlässe an der Stoßfängerschürze (2) und/oder am Bugwan
nenboden (14) wurden aus Gründen der Darstellungsvereinfachung
nicht eingezeichnet.
Das Senken und Heben der Bugwanne (1) erfolgt vorteilhafterwei
se fahrgeschwindigkeitsabhängig. Es bietet sich ein dreistufi
ges Vorgehen an: bei dem Innerortsverkehr entsprechenden Ge
schwindigkeiten verbleibt die Bugwanne in ihrer Grundposition
(1) nach Fig. 1, bei Überlandfahrten mit Geschwindigkeiten bis
ca. 100 km/h wird eine erste Wirkposition eingenommen, während
bei autobahnüblichen Geschwindigkeiten über 100 km/h die tief
liegende Wirkposition (1′′) nach Fig. 2 eingenommen wird.
Zusätzlich wird ein motortemperaturabhängiges Absenken vorge
schlagen, um z. B. nach schneller Fahrt mit sich anschließendem
Stop-and-Go-Verkehr den Kühler und den Motorblock direkt über
die gesamte Breite und ohne die zusätzlichen Luftschlitze (11)
der Bugwanne zu belüften.
Claims (9)
1. Aerodynamisches, verstellbares Unterbodenfrontende für
Kraftfahrzeuge,
dadurch gekennzeichnet,
daß es aus einer formfesten Bugwanne (1) besteht, die mit Hilfe
eines Verstellmechanismus (6) schottartig aus einer Grundposi
tion (1) in wenigstens eine tieferliegende Wirkposition (1′′)
absenkbar ist, wobei vertikale Schottwände (16) der Bugwanne
(1) in jeder Wannenposition unter vertikale Abschnitte (2, 3)
der Karosserie greifen und einen geschlossenen Übergang mit der
Karosserie bilden.
2. Unterbodenfrontende nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Boden (14, 15) der Bugwanne (1) sich im wesentlichen
über die gesamte Unterbodenöffnung des Motorraums erstreckt und
zur schallisolierenden Kapselung des Motorraums dient.
3. Unterbodenfrontende nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Front der Bugwanne (1) wenigstens über einen Bereich
zwischen den Vorderrädern (R) als Bugschürze (12) ausgebildet
ist, welche in abgesenkter Wirkposition (12′′) mit einer Fahr
bahn (B) einen Venturi-Querschnitt (V) bildet.
4. Unterbodenfrontende nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bugschürze (12) im Bereich vor den Vorderrädern (R)
jeweils eine steile Abschlußkontur (13) aufweist.
5. Unterbodenfrontende nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Anlenkachse (5) der Bugwanne (1) möglichst tieflie
gend, insbesondere unterhalb der Grundposition der Bugwanne (1)
angeordnet ist, so daß beim Absenken der Bugwanne aus der
Grundposition (1) in eine Wirkposition (1′′) eine zusätzliche
Vorverlagerung der Bugschürze (12, 12′′) in Fahrtrichtung er
folgt.
6. Unterbodenfrontende nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein hinter einem mit Lufteinlässen (21) versehenen Ab
schnitt der Fahrzeugfrontverkleidung (2) liegender Frontab
schnitt (19) der Bugwanne (1) wenigstens im Bereich eines
Fahrzeugkühlers Luftschlitze (11) aufweist, wobei der Abschnitt
(19) mit den Luftschlitzen (11) beim Absenken der Bugwanne (1)
hinter einem geschlossenen Karosserie-Querelement (22) liegt.
7. Unterbodenfrontende nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstellmechanismus (6) ein von einem Elektromotor be
triebener schwenkbarer Rohrbügel (6) ist.
8. Unterbodenfrontende nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Absenken der Bugwanne (1) fahrgeschwindigkeitsabhängig
erfolgt.
9. Unterbodenfrontende nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Absenken der Bugwanne (1) zusätzlich in Abhängigkeit
von der Motortemperatur erfolgt.
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