DE102004026764A1

DE102004026764A1 - Aerodynamically active aerial device for reducing separation of flow from the outer side of a motor vehicle's bodywork combines two roof aerials at the rear end of a vehicle's roof

Info

Publication number: DE102004026764A1
Application number: DE102004026764A
Authority: DE
Inventors: Marco Brümmer; Holger Winkelmann; Andreas Letz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2005-12-29

Abstract

Roof aerials (3) fit in the end area of a motor vehicle's roof (2) opposite to the direction of travel in front of where there is a transition from the roof to a rear window (4) or tailgate. The roof aerials have an elongated shape with longitudinal axes running parallel to the outer side of the roof.

Description

Die Erfindung betrifft eine aerodynamisch wirksame Einrichtung zur Reduzierung der Ablösung der Strömung von der Außenseite einer Fahrzeugkarosserie.The The invention relates to an aerodynamically effective device for reducing the replacement of the flow from the outside a vehicle body.

Aus der WO 03/045768 A1 ist es bekannt, im Bereich hinter der Trennlinie zwischen einem Fahrzeugdach und einer Heckscheibe eine aerodynamisch wirksame Einrichtung vorzusehen, um die Strömung länger entlang des Fahrzeughecks anliegen zu lassen, damit das Totwassergebiet im Fahrzeugheckbereich verkleinert und der Luftwiderstand des Fahrzeugs verringert wird. Die aerodynamisch wirksame Einrichtung besteht aus einer Mehrzahl so genannter Vortex-Generatoren, die in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander beispielsweise auf der Heckscheibe angeordnet sind.Out WO 03/045768 A1 it is known in the area behind the dividing line between a vehicle roof and a rear window an aerodynamic Provide effective means to keep the flow longer along the rear of the vehicle to let lie so that the dead water area in the vehicle rear area reduced and the air resistance of the vehicle is reduced. The aerodynamically effective device consists of a plurality So-called vortex generators, the vehicle transverse direction next to each other for example, are arranged on the rear window.

Vortex-Generatoren im Dachbereich insbesondere von Personenkraftwagen der Kombinationsbauart sind außerdem aus der US-A-3,724,892 bekannt.Vortex generators in the roof area in particular of passenger cars of the combination type are as well from US-A-3,724,892.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte aerodynamisch wirksame Einrichtung weiterzubilden.task The invention is the known aerodynamically effective device further education.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a device having the features of the claim 1 solved.

Kerngedanke der Erfindung ist es, eine Dachantenne als Vortex-Generator einzusetzen, in Verbindung mit wenigstens einer zweiten Dachantenne.core idea the invention is to use a roof antenna as a vortex generator, in conjunction with at least one second roof antenna.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ergibt sich eine Reihe von Vorteilen: Dem Bauteil "Dachantenne", das beispielsweise dem Empfang (und gegebenenfalls dem Senden) von Signalen für ein Rundfunk-, TV-, Mobilfunk- oder Navigationsgerät dient, wird eine zweite Funktion zugeordnet, die es ohne nennenswerte Erhöhung von Kosten und Gewicht erfüllen kann. Die zweite Dachantenne, die gemäß der Erfindung vorgesehen ist, kann als "Blindteil" ausgeführt sein oder ebenfalls dem Empfang und/oder dem Senden von (anderen) Funksignalen dienen. Durch die Erfindung können die bekannten Dachantennen zusätzlich eine aerodynamische Funktion erfüllen.By the inventive device There are a number of advantages: The component "roof antenna", for example receiving (and optionally transmitting) signals for a broadcast, TV, mobile or navigation device, becomes a second function associated with it without any significant increase in cost and weight fulfill can. The second roof antenna provided according to the invention is, can be designed as a "blind part" or also serve to receive and / or transmit (other) radio signals. By the invention can the known roof antennas in addition fulfill an aerodynamic function.

Die Dachantennen bestehen bevorzugt nicht nur aus ihrem funktechnisch wirksamen Bestandteil, sondern sind mit einer Verkleidung versehen. Die Größe und Form der Verkleidung der Dachantennen ist dabei unter aerodynamischen Gesichtspunkten festzulegen, so dass die Dachantennen hocheffizient als Vortex-Generatoren wirken und zudem selbst eine möglichst geringe Erhöhung des Luftwiderstands des Fahrzeugs bewirken. Bei der Gestaltung der Dachantennen sind selbstverständlich funktechnische und ästhetische Belange zu berücksichtigen, ebenso wie die Abstimmung auf die Kontur des Fahrzeugs. Als Material für die Verkleidung kommen sowohl metallische Werkstoffe als auch Kunststoffe in Frage, vor allem gummiähnliche Weichmaterialien.The Roof antennas are preferably not only from their radio technology effective ingredient, but are provided with a disguise. The size and shape The cladding of the roof antennas is under aerodynamic Set the point of view so that the roof antennas are highly efficient Vortex generators work and even one as possible small increase cause the drag of the vehicle. In the design of Roof antennas are a matter of course radio technical and aesthetic Concerns to consider, as well like the vote on the contour of the vehicle. As material for the fairing both metallic materials and plastics come into question especially rubber-like Soft materials.

Die positive aerodynamische Auswirkung der Erfindung erklärt sich mit Wirbeln im stromabwärts nach den Vortex-Generatoren („Wirbelgeneratoren") liegenden Bereich, in deren Zentren sich hohe lokale Unterdrücke ausbilden. Diese führen zu einer Erhöhung des Massenstroms in das von der Strömungsablösung betroffene Gebiet, wodurch der Gesamtdruck in diesem Gebiet steigt. Durch den so erzielten höheren Gesamtdruck wird einerseits der Auftrieb an der Hinterachse reduziert und andererseits der Luftwiderstand des Fahrzeugs gesenkt. Des weiteren verschiebt sich durch die Wirbelausbildung auch die Lage der Ablöselinie weiter in Richtung des Fahrzeughecks, so dass der Bereich, in dem abgelöste Strömungen vorhanden sind, insgesamt deutlich verkleinert wird.The positive aerodynamic effect of the invention is explained with swirls in the downstream after the vortex generators ("vortex generators") lying area, in their centers form high local negative pressures. These lead to an increase mass flow into the area affected by the flow separation, thereby the total pressure in this area is increasing. By the thus achieved higher Total pressure on the one hand reduces the lift on the rear axle and on the other hand the air resistance of the vehicle lowered. Furthermore the position of the detachment line shifts due to the vortex training Continue towards the rear of the vehicle so that the area in which detached currents are present, overall significantly reduced.

Grundsätzlich kann die Erfindung bei allen Karosserieformen von Personenkraftwagen (Fließ-, Stufen- und Steilheck) eingesetzt werden. Besonders große Vorteile ergeben sich bei Fahrzeugen mit einer relativ steil stehenden Heckscheibe, insbesondere in Verbindung mit einem kurzen Heckdeckel. Bei Personenkraftwagen der Kombinationsbauart (Steilheck) kann durch die Erfindung ein deutlich stärkerer Einzug des Daches bzw. des Dachspoilers realisiert werden als bei Fahrzeugen ohne Vortex-Generatoren, da die Strömung länger an der Fahrzeugkontur anliegt. Mit anderen Worten, kann bei diesen Fahrzeugen der hintere Dachabschnitt bzw. ein in diesem Bereich häufig angeordneter Dachspoiler stärker abwärts gekrümmt sein, ohne dass sich die Strömung vorzeitig ablöst.Basically the invention in all body shapes of passenger cars (Flow, stage and hatchback) are used. Particularly great advantages arise in Vehicles with a relatively steep rear window, in particular in conjunction with a short trunk lid. For passenger cars the combination type (hatchback) can by the invention much stronger Feeder of the roof or the roof spoiler realized as at Vehicles without vortex generators, since the flow longer on the vehicle contour is applied. In other words, in these vehicles, the rear Roof section or a frequently arranged in this area roof spoiler stronger down bent be without the flow being premature replaces.

Wie Versuche der Anmelderin ergeben haben, ist es besonders vorteilhaft, die Dachantennen – in Fahrtrichtung betrachtet – vor der Trennlinie zwischen dem hinteren Abschnitt des Daches und einer Heckscheibe oder Heckklappe des Fahrzeuges anzuordnen. Hierdurch wird die Ablöselinie der Strömung besonders wirkungsvoll in Richtung des Fahrzeughecks verschoben, wodurch sich das Totwassergebiet im Heckbereich verringert und somit der Luftwiderstand des Fahrzeugs herabgesetzt werden kann.As Attempts by the Applicant have revealed that it is particularly advantageous the roof antennas - in Direction considered - before the dividing line between the rear section of the roof and a rear window or tailgate of the vehicle to arrange. This will be the detachment line the flow moved particularly effectively towards the rear of the vehicle, which reduces the dead water area in the rear area and thus the air resistance of the vehicle can be reduced.

Für ihre Funktion als Vortex-Generatoren mit hohem Wirkungsgrad weisen die Dachantennen eine langgestreckte Form auf und erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Außenseite des Daches. Die Breitenerstreckung der Dachantennen wird in erster Linie von der erforderlichen Anbindungsfläche an das Dach sowie von ästhetischen Gesichtspunkten bestimmt. Die in der Seitenansicht projizierte Fläche der Dachantennen bestimmt ihre Wirksamkeit als „Wirbelgeneratoren", so dass die Dachantennen eine bestimmte Erstreckung in Richtung der Hochachse des Fahrzeugs benötigen, um eine ausreichende Wirkung zu entfalten. Die Längsachse der Dachantennen verläuft unter einem Winkel von ca. 5° bis 25°, bevorzugt unter einem Winkel von ca. 10° bis 20°.For their function as Vortex generators with high efficiency, the roof antennas have a elongated shape and extend substantially parallel to the outside of the roof. The width extension of the roof antennas is determined primarily by the required connection surface to the roof and aesthetic aspects. The surface area of the roof antennas projected in the side view determines their effectiveness as "vortex generators", so that the roof antennas require a certain extension in the direction of the vertical axis of the vehicle in order to develop a sufficient effect.The longitudinal axis of the roof antennas runs at an angle of approximately 5 ° to 25 °, preferably at an angle of about 10 ° to 20 °.

Durch die Ausgestaltung der Dachantennen gemäß den Ansprüchen 5 bis 8 ergibt sich ein geringer Strömungswiderstand, bei gleichzeitig hoher Wirksamkeit der Dachantennen als Vortex-Generatoren.By the design of the roof antennas according to claims 5 to 8 results low flow resistance, with simultaneously high efficiency of the roof antennas as vortex generators.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt eines Kraftfahrzeuges.One potential embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below explained in more detail. The single figure shows a perspective view of a section a motor vehicle.

Ein in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnetes Fahrzeug, das als Stufenhecklimousine ausgeführt ist, weist am fahrtrichtungabgewandten Endabschnitt seines Daches 2 zwei Dachantennen 3 auf. Die Fahrtrichtung ist mit FR bezeichnet. Die Dachantennen 3 befinden sich unmittelbar vor dem Übergang des Daches 2 in eine Heckscheibe 4.One in its entirety 1 designated vehicle that is designed as a notchback sedan, facing away from the direction of travel end portion of his roof 2 two roof antennas 3 on. The direction of travel is designated FR. The roof antennas 3 are located immediately before the transition of the roof 2 in a rear window 4 ,

Wie aus der perspektivischen Darstellung der Figur hervorgeht, haben die beiden Dachantennen 3 in der Seitenansicht eine dreiecksähnliche Form, mit einer ansteigenden Linie entgegen der Fahrtrichtung FR. Infolge der abfallenden Linie des Daches 2 verlaufen die Oberkanten 6 der Dachantennen 3 etwa in einer horizontalen Ebene. Zudem sind die beiden Dachantennen 3 im Querschnitt im dreiecksähnlich, mit einem sich entgegen der Fahrtrichtung erweiternden Querschnitt. Die Grundseiten der Dachantennen 3 (Fußabschnitte) sind als Anbindungsflächen an das Dach ausgebildet, mit einer an die Kontur des Daches 2 angepassten Gestalt. Die freien Seitenflächen 5 der beiden Dachantennen 3 sind konkav gewölbt, wodurch der Übergang von den Fußabschnitten in die für die Wirbelerzeugung verantwortlichen, plattenähnlichen Abschnitte 7 erfolgt. Die Kanten der Dachantennen 3, insbesondere ihre oben liegenden Dreieckskanten 6, sind bevorzugt gerundet. Es ist jedoch ebenso möglich, auf Radien an den Kanten der Dachantennen 3 zu verzichten. Die beiden Dachantennen 3 sind gegenüber der Fahrtrichtung FR um einen Winkel von etwa 15° angestellt.As can be seen from the perspective view of the figure, the two roof antennas 3 in the side view a triangular shape, with a rising line against the direction of travel FR. As a result of the sloping line of the roof 2 the upper edges run 6 the roof antennas 3 approximately in a horizontal plane. In addition, the two roof antennas 3 in cross section in the triangle-like, with an opposite to the direction of travel widening cross-section. The bases of the roof antennas 3 (Foot sections) are designed as attachment surfaces to the roof, with a to the contour of the roof 2 adapted shape. The free side surfaces 5 the two roof antennas 3 are concavely arched, thereby facilitating the transition from the foot sections to the plate-like sections responsible for vortex generation 7 he follows. The edges of the roof antennas 3 , in particular its upper triangular edges 6 , are preferably rounded. However, it is also possible to find radii on the edges of the roof antennas 3 to renounce. The two roof antennas 3 are employed with respect to the direction of travel FR at an angle of approximately 15 °.

Abweichend von der zeichnerischen Darstellung kann die Breite der Grundseiten, mit denen die Dachantennen 3 an das Dach 2 angebunden sind, kleiner sein als die Höhe der Dachantennen 3. Alternativ kann die Grundseite der Dachantennen 3 im Sinn einer möglichst stabilen Verbindung mit dem Dach 2 relativ breit ausgeführt sein, um sich zur Oberkante 6 hin in einem nur kurzen Übergangsbereich zu einer plattenähnlichen Form zu verjüngen, so dass sich im Querschnitt etwa eine auf dem Kopf stehende T-Form ergibt. Die plattenförmigen Abschnitte 7 der Dachantennen 3 sind dabei für die Wirbelerzeugung maßgeblich.Deviating from the graphic representation, the width of the bases, with which the roof antennas 3 to the roof 2 tethered, be smaller than the height of the roof antennas 3 , Alternatively, the bottom side of the roof antennas 3 in the sense of a stable connection with the roof 2 be made relatively wide to get to the top 6 towards a plate-like shape to taper in only a short transition region, so that in cross-section about an upside-down T-shape results. The plate-shaped sections 7 the roof antennas 3 are decisive for the generation of vortices.

Während die Figur eine dreiecksähnliche Form der Dachantennen 3 in der Seitenansicht zeigt, mit einer steil abfallenden, annähernd einen rechten Winkel zum Dach 2 einschließenden rückwärtigen Begrenzungsfläche 8, können die Dachantennen 3 hiervon abweichend auch rückwärtige Abschnitte 9 aufweisen, die unter einem spitzen Winkel zum Dach 2 in einem „flachen Auslauf" verlaufen.While the figure is a triangular shape of the roof antennas 3 in the side view shows, with a steeply sloping, approximately a right angle to the roof 2 enclosing rear boundary surface 8th , the roof antennas can 3 Deviating from this, also rear sections 9 have at an acute angle to the roof 2 in a "flat outlet".

Claims

Aerodynamically effective device for reducing the separation of the flow from the outside of a vehicle body, characterized in that the device of at least two roof antennas ( 3 ) is formed, which are arranged side by side in the vehicle transverse direction.

Device according to claim 1, characterized in that the roof antennas ( 3 ) in the direction away from the end of the roof ( 2 ), before the transition of the roof ( 2 ) to a rear window ( 4 ) or a tailgate, are arranged.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the roof antennas ( 3 ) are substantially elongated structures whose longitudinal axes are substantially parallel to the outside of the roof ( 2 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal axes of the roof antennas ( 3 ) at an angle of approx. 10 ° to 20 ° to the direction of travel (FR).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the roof antennas ( 3 ) in side view have a substantially triangular shape, wherein the upper triangular edges ( 6 ) in the direction of the rear of the vehicle.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the roof antennas ( 3 ) rear boundary surfaces ( 8th ), which are approximately at right angles to the roof ( 2 ) lock in.

Device according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the roof antennas ( 3 ) rear sections ( 9 ) at an acute angle to the roof ( 2 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the roof antennas ( 3 ) have a triangular or a T-shaped cross-section which widens in the opposite direction of travel (FR).