AT527126B1

AT527126B1 - Vorrichtung zur Reduzierung des Fahrtwiderstandes und des Wärmeeintrags von LKWs

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Publication number: AT527126B1
Application number: ATA50342/2023A
Authority: AT
Original assignee: Rainer Karl Schuh
Priority date: 2023-05-05
Filing date: 2023-05-05
Publication date: 2024-11-15
Also published as: WO2024229487A1; WO2024229489A1; WO2024229488A1; AT527126A4

Abstract

Erläutert wird eine Vorrichtung zur Verringerung des Fahrtwiderstandes eines LKWs und des Wärmeeintrags in den LKW, insbesondere einen LKW mit Kühleinrichtung, mit zumindest einem Koffer (1) mit einer Längsrichtung L, einer in der Längsrichtung verlaufenden, vertikalen Koffer-Symmetrieebene, einer normal zur Längsrichtung L verlaufenden Stirnfläche, einer normal zur Längsrichtung L verlaufenden Heckfläche und einer Dachfläche (2) Um die genannten Ziele zu erreichen ist vorgesehen, dass an der Dachfläche (2) ein Rahmenprofil (4) montiert ist, das dazu bestimmt ist, direkt oder über Zwischenprofile eine Plane (7) im Abstand über der Dachfläche (2) gespannt zu halten. Ausgestaltungen betreffen Vorrichtungen zur Leitung des Fahrtwindes, zur Hinterlüftung des Spaltes unter/hinter der Plane und zur Kühlung des Spaltes durch Verdunstung.

Description

Beschreibung

[0001] Die folgende Erzählung betrifft in ihrem Kern die Energieersparnis von Fahrzeugen, nämlich von LKWs/Sattelschleppern und/oder deren Anhängern/Aufliegern, speziell im Betrieb. Dabei ist die Erzählung auf Fahrzeuge beschränkt, deren Aufbauten als „Koffer“ ausgebildet sind oder solche aufweisen. Koffer weisen im Gegensatz zu Planen stabile, feste, steife, selbsttragende Außenflächen auf. Üblicherweise besitzen Koffer Quaderform. Zumeist bestehen die Koffer aus mehrschichtigen Paneelen, die ganz oder überwiegend aus Kunststoff aufgebaut sind, oft sind sie mit einer thermischen Isolierungsschicht versehen oder bestehen aus einer solchen, unabhängig davon können auch innere Versteifungselemente, oft metallisch, beispielsweise aus Aluminium, vorgesehen sein, vereinzelt bestehen die Koffer aber auch einfach aus Blech, ähnlich den Containern.

[0002] In Verbindung mit dem LKW und dessen Fahrtrichtung (Kurven bzw. Rückwärtsfahren werden nicht berücksichtigt) ergibt sich eine Längsrichtung L, die cum sana gralis, der Fahrtrichtung F entspricht, aber natürlich in beide Richtungen gleichberechtigt ist. Damit kann man eine vertikale, in Längsrichtung verlaufende Symmetrieebene des Koffers definieren, die natürlich technisch und nicht mathematisch zu betrachten ist. Weiters ist die in Fahrtrichtung gesehene vordere Normalfläche des Koffers seine Stirnfläche, und die hintere seine Heckfläche.

[0003] Im Betrieb, während der Fahrt, weisen Koffer wegen verschiedener strömungstechnischer Effekte, die im Wesentlichen auf die Quaderform zurückgehen, Luftwiderstände auf, die den Treibstoffbedarf beim Fahren erhöhen. Die Quaderform zu ändern ist aber aus Gründen der Herstellungstechnik und der Größe und Form des Transportraumes nahezu unmöglich.

[0004] Im Betrieb und während der Standzeiten entstehen im Sommer praktisch überall, und in vielen Gegenden der Erde ganzjährig, thermische Probleme durch die Sonneneinstrahlung.

[0005] Es werden im Folgenden eine Reihe von technischen Vorschlägen gemacht, durch die diese Probleme und auch andere deutlich verringert oder gar behoben werden können.

[0006] Ein erster Aspekt betrifft insbesondere die Dachflächen derartiger Koffer bzw. Kofferaufbauten.

[0007] In den letzten Jahren wurden die Seitenwände von Aufbauten von LKWs, und hier insbesondere auch von Koffern, zunehmend mit Informationen bzw. Werbung versehen, da auf diese Weise ein doppelter Nutzen, nämlich eine glatte und damit verkehrssichere äußere Oberfläche und Einnahmen aus der Werbung für den Spediteur gleichermaßen erreicht wurde. Besonders interessant sind dabei Lösungen, bei denen bedruckte Planen mit Hilfe von Spannrahmen in geringem Abstand von der Kofferoberfläche gehalten werden. Der Grund dafür ist, dass Planen leichter zu bedrucken sind als die Oberflächen der Koffer, dass ein leichter und einfacher Wechsel der Planen möglich ist, und auch, dass durch den, wenn auch nur einige Millimeter betragenden Abstand, eine gewisse thermische Isolierung der Kofferoberfläche erfolgt, was besonders beim Transport von Lebensmitteln, Medikamenten, etc., die Kühlkosten senken hilft.

[0008] Da die Dachfläche von LKWs im Allgemeinen nicht gut sichtbar ist, wurde diese bei derartigen Ausrüstungen von LKWs, bzw. Koffern, bisher nicht berücksichtigt.

[0009] Die Werbeelemente für die Seitenflächen sind, wie bereits ausgeführt, üblicherweise auf Planen aufgedruckt, und die Planen werden über eine Planenhalterung, meist Spannrahmensystem genannt, an den Wänden des Koffers montiert. Derartige Spannrahmensysteme sind beispielsweise aus der EP 1 604 346 des Anmelders oder der EP 597 094, der WO01/35382, der US 2002104245, der EP 1 271 456, der DE 10 033 243 oder auch der US 6,250,002 bekannt. Der Inhalt dieser Publikationen wird für die Jurisdiktionen, in denen dies möglich ist, zum Inhalt der vorliegenden Darlegung gemacht.

[0010] Mit der Montage wird eine in einem vorbestimmten Bereich liegende mechanische (Zug-) Spannung auf die Plane aufgebracht, um sie eben und glatt, damit für die Werbung optisch ansprechend, zu halten. Zufolge der gesetzlichen Vorschriften sind diese Spannrahmensysteme

extrem flach ausgebildet, und trotz der mechanischen, thermischen und chemischen Beanspruchungen im rauen Straßenverkehr mit Abgasen, Salz, Streusplit, etc., sehr robust. Im Stand der Technik sind zahlreiche derartige Spannrahmensysteme bekannt, die aus mehreren Einzelteilen bestehen und jedenfalls ein fest am Koffer montiertes Rahmenprofil aufweisen. Neben dem erwähnten Beitrag zur thermischen Isolierung erfüllen Plane und Spannrahmen keine besondere praktische, technische, physikalische (wie immer man will) Aufgabe.

[0011] Es ist nun eines der Ziele der Erzählung, wie eingangs erwähnt, eine möglichst große Energieeinsparung während des Betriebs eines Koffers, insbesondere während des Fahrens, zu erreichen.

[0012] Dieses Ziel wird gemäß einer ersten Grundidee dadurch erreicht, dass die Dachfläche des Koffers nutzbar gemacht wird, indem auch auf dieser eine Plane mit Hilfe eines Spannrahmens angeordnet wird. Damit wird auch auf der besonders im Sommer am meisten der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Oberfläche des Koffers eine thermische Isolierung geschaffen.

[0013] In einer ersten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Plane mit Photo Voltaic Elementen (PVEs) bestückt ist. Heutige PVEs sind, anders als ihre Vorgänger, mechanisch robust, dünn, und zumindest in gewissem Ausmaß elastisch (und damit biegsam), sodass sie flächig auf die Plane geklebt werden können. Für Leitungen, egal ob diese für Kraft (Elektrizität) oder für Signalübertragung verwendet werden, steht der Spalt zwischen Koffer und Plane zur Verfügung. Mit dem generierten Strom kann beispielsweise ein Kühlaggregat betrieben werden. Bevorzugt ist an passender Stelle im Fahrzeug oder im Koffer eine Extra-Batterie für die generierte Ladung (Energie) untergebracht.

[0014] In einer zweiten, von der ersten Weiterbildung unabhängigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Spalt zwischen Plane und dem Dach des Koffers vom Fahrtwind durchströmt wird, indem am vorderen, oberen, waagrechten, normal zur Fahrtrichtung, entsprechend der Längsrichtung L, gerichteten Rand zumindest eine Öffnung zwischen der Plane und dem Koffer vorgesehen wird, und am hinteren, waagrechten Rand der Spalt frei in die Umgebung übergeht. Auch seitlich können Öffnungen im Rahmensystem vorgesehen sein. Der Fahrtwind strömt dabei natürlich in die der Fahrtrichtung entgegengesetzte Richtung, aber im Großen und Ganzen ebenfalls in Längsrichtung L. Dadurch entsteht ein Injektorsystem mit einem starken Unterdruck im Spalt, der die Plane in Richtung zum Dach ansaugt. Durch entsprechende Dimensionierungen kann ein über große Geschwindigkeitsbereiche stabiler Zustand erreicht werden.

[0015] Damit erreicht man insbesondere im Falle von Fahrzeugen mit gekühltem Innenraum nicht nur, dass der Wärmeeintrag durch die Sonneneinstrahlung deutlich verringert wird und dass durch den kühlen Untergrund der Wirkungsgrad der PVEs verbessert wird, sondern auch, dass, insbesondere bei Standzeiten, die bevorzugt vorgesehenen Extra-Batterien längere Zeit als die üblichen Batterien im Stand der Technik in der Lage sind, das Kühlaggregat mit Energie zu versorgen, ohne dass dazu ein Bordmotor oder ähnliches laufen muss.

[0016] In einer dritten, eigenständigen, Weiterbildung werden die Rahmenprofile, das sind, wie bereits erwähnt, die Profile des Spannrahmens, die fest, gegebenenfalls aber lösbar, am Koffer angeordnet sind, und die, direkt oder indirekt, mit Planenprofilen, die ihrerseits fest (beweglich und letztlich demontierbar, aber nicht verlierbar) mit der Plane verbunden sind, so ausgestaltet, dass entlang der parallel zur Fahrtrichtung (Längsrichtung L) verlaufenden Ränder der Dachfläche des Koffers, an denen die Rahmenprofile montiert sind, Klappen angeordnet sind, die im Fahrbetrieb des LKW aufgeklappt werden können bzw. aufklappen. Durch diese seitliche, in Längsrichtung L verlaufende Erhöhung am Rand des Kofferdaches wird die Luftleitung entlang des Daches des Koffers verbessert. Insbesondere wird so das seitliche Abströmen der Luft speziell im Bereich des hinteren Endes des Koffers auf die vertikalen Seitenwände und damit die Ausbildung eines großen, „toten“ Luftsackes am Heck des Fahrzeuges merklich verringert. Damit wird der Luftwiderstand während der Fahrt deutlich verringert.

[0017] Diese seitlichen Klappen weisen bevorzugt ein oder mehrere Scharnier(e) ganz auf der Außenseite, gesehen von der Dachfläche des Koffers, auf, an dem ein Flügel klappbar befestigt

ist, der mit seinem freien Ende mit einer flexible Folie oder dergleichen verbunden ist, deren anderes Längsende wiederum am Rahmenprofil, allerdings im Abstand vom Scharnier und damit von der Seitenkante befestigt ist. Der Flügel und die Folie sind zumindest im Wesentlichen luftdicht ausgestaltet, die Befestigungen am Rahmenprofil zumindest weitgehend luftdicht. So kann durch Aufbringen eines Uberdrucks im Inneren dieser langgestreckten Konstruktion der Flügel ausgefahren bzw. ausgeklappt werden, und ragt dann im Wesentlichen nach oben, von der Dachfläche weg und leitet so den Fahrtwind in Längsrichtung zum Heck des Koffers. Beim Abbau des Überdrucks wird der Flügel durch ein oder mehrere Federelemente abgeklappt, wobei die Folie bevorzugt unter den Flügel gezogen und von diesem abgedeckt wird.

[0018] Dazu ist noch auszuführen, dass die in Längsrichtung L verlaufenden Scharniere keine „echten“, mehrteiligen, Scharniere sein müssen, es kann jeweils ein mechanisch geschwächter, relativ schmaler Bereich einer Kunststofffläche sein, ein sogenanntes „Pseudoscharnier“, das sich über die ganze Länge des jeweiligen Rahmenprofils entlang erstreckt. Die Folie ist bevorzugt biegeweich ausgebildet, um im eingeklappten Zustand unter dem vergleichsweise biegesteifen Flügel, der ja die dynamischen Luftkräfte ertragen muss, geschützt zu sein. Diese Konstruktion kann auch bei Widerstand durch eine Höheneinengung zusammengedrückt werden. Die Verbindung der Folie mit dem Längsrand des Flügels und/oder dem Rahmenprofil kann jeweils unabhängig voneinander durch Verkleben, Versiegeln, gegebenenfalls auch durch eine Klemmleiste oder anderes erfolgen, in Kenntnis der Erzählung hat der Fachmann viele Möglichkeiten zu seiner Verfügung. Letztlich kann auch die Folie durch ein steiferes Element ersetzt sein, eine Frage, die der Fachmann in Kenntnis der Erzählung und des Einsatzgebietes leicht lösen kann.

[0019] In einer Variante kann die Klappe einteilig aus dem Flügel und zwei oder drei vergleichsweise biegeweichen Abschnitten bestehen, die mittels Pseudoscharnieren, die gegebenenfalls jeweils eine Art Vorspannung in Richtung der Ruhelage der einzelnen Abschnitte ausüben, verbunden sind. Im Bereich der Außenkante der Klappe, wo sie mit dem Rahmenprofil verbunden ist, ist sie bevorzugt über eine Art Keder, der in eine passende Aufnahme des Rahmenprofils geschoben wird, mit diesem verbunden. Dabei kann durch die Ausbildung und Abstimmung der Querschnitte des Keders und der Aufnahme über elastische Deformierung ein Drehmoment auf den Flügel aufgebracht werden, das ihn in die eingeklappte Lage, die Ruhelage, drängt.

[0020] Um im Fahrbetrieb zur Ausbildung eines passenden Überdrucks im Inneren der Klappe, somit zwischen Rahmenprofil, Flügel und Folie, zu kommen, ist auf dem in Fahrtrichtung gesehen vorderen Ende der Klappe eine Leiteinrichtung für den Fahrtwind ausgebildet, durch die er in hohem Ausmaß ins Innere der Klappe geleitet wird. Unterstützt wird die Ausbildung des Überdrucks durch einen halbdurchlässigen Verschluss der Klappe am in Fahrtrichtung gesehen hinteren Ende der Klappe (am Heck), die im Fahren einen gewissen Stau erzeugt und den Aufbau des UÜberdrucks erleichtert, aber bei geringem Tempo oder Stillstand des Koffers das Entweichen der Luft aus dem Inneren der Klappe und damit das Einklappen des Flügels in die Ruhelage ermöglicht. Natürlich ist auch die Aufbringung eines gesteuerten Überdrucks durch die Pneumatik des Fahrzeuges möglich, erfordert aber zusätzliche Leitungen und Regelsysteme.

[0021] Durch die Befestigung der Plane mit den PVEs mittels des Spannrahmensystems ist es auch ein leichtes, diese abzumontieren, beispielsweise im Herbst, sie über den Winter gesichert zu verwahren, und erst wieder im Frühling zu montieren, wenn die zunehmende Sonneneinstrahlung einen Nutzen verspricht.

[0022] Dazu werden die PVEs bevorzugt in solchem Abstand voneinander angeordnet, dass ein zickzackförmiges Einschlagen der Plane von vorne nach hinten gesehen, und somit die Ausbildung eines Stapels ermöglicht wird, ohne dass die PVEs mechanisch überbeansprucht werden. Da für diese Ausführung eine besondere optische Erscheinung nicht notwendig ist, können auch mehrere, kurze, Planen in Längsrichtung L hintereinander vorgesehen sein, was die Montage/Demontage und die Lagerhaltung sehr erleichtert. Uberbrückungsstücke von Plane zu Plane wegen der Leitung des Fahrtwindes können problemlos verwendet werden.

[0023] Es versteht sich von selbst, dass eine derartige, gegebenenfalls gestückelte, Plane mit PV Elementen auch an den Seitenwänden eines Koffers nutzbringend montiert werden kann,

insbesondere in schwach besiedelten Gebieten, in denen Werbung nicht zielführend ist.

[0024] Ein zweiter Aspekt betrifft die am Dach montierte Plane im Winter und wird weiter unten, anhand der Zeichnung, näher erläutert. Hier soll nur kurz angeführt werden, dass durch das Vorsehen eines zumindest etwa mittig in Längsrichtung L am Dach unter der Plane liegenden, länglichen Luftschlauchs bei dessen Aufblasen die Plane annähernd Satteldachform annimmt und Schnee, Eis und Schmutz leichter entfernt werden können, wodurch die Sicherheit deutlich erhöht und die Arbeit merklich erleichtert wird. Dies kann beliebig mit den anderen Aspekten kombiniert werden.

[0025] Ein dritter Aspekt betrifft die Schaffung einer Hinterlüftung im Spalt zwischen der äußeren Oberfläche des Koffers und der Innenseite der Plane, nicht nur an der Dachfläche, sondern gegebenenfalls auch an den Seitenwänden, wodurch die Temperatur des Koffers in diesen großflächigen Bereichen abgesenkt und die thermische Belastung verringert wird, was zu einer merklichen Reduktion der notwendigen Kühlleistung führt. Dies kann mit den Maßnahmen des vierten Aspekts und beliebig mit den anderen Aspekten kombiniert werden.

[0026] Ein vierter Aspekt ist ebenfalls die Schaffung einer Hinterlüftung, aber unabhängig vom dritten Aspekt, über die Abdeckung der Ecken der Plane mit den für das Spannrahmensystem notwendigen Abdeckblechen, entweder für sich oder in Verbindung mit dem dritten und beliebig mit den anderen Aspekten. Dabei sind in den Abdeckblechen schlitzförmig, schräg zur Planenfläche und schräg zur Längsrichtung L verlaufende Einströmöffnungen (bzw. Ausströmöffnungen) vorgesehen, durch die eine Verbindung von der Umgebung zum Spalt zwischen Koffer und Plane hergestellt wird, durch die Fahrtwind in den Spalt eingebracht wird. Interessant ist, dass die Saugwirkung an den hinteren Kanten durch die Injektorwirkung des Fahrtwindes größer ist als die durch die Zuluft von vorne erreichte Wirkung.

[0027] Ein fünfter Aspekt betrifft, unabhängig von den anderen Aspekten, weitere thermische Verbesserungen, die speziell mit sicherheitstechnischen Maßnahmen kombiniert werden können. Dabei werden, beliebig kombinierbar mit den Maßnahmen der anderen Aspekte, Öffnungen im Rahmenprofil oder zwischen Koffer und Rahmenprofil zur Hinterlüftung vorgesehen und Sprühdüsen für im Spalt zwischen Koffer und Plane zu verdunstendes Kühlwasser angeordnet.

[0028] Ein sechster, unabhängiger und mit anderen Apekten kombinierbarer Aspekt betrifft den Luftwiderstand, der im Fahren durch ungünstige Strömungen am Heck eines Koffers im Bereich von dessen hinteren, vertikalen Kanten auftritt und der durch spezielle Leitflächen in diesem Bereich des vertikal verlaufenden Teils des Rahmenprofils verringert wird.

[0029] Ein siebter Aspekt betrifft den Luftwiderstand der äußeren Oberfläche der Plane selbst, dieser wird durch Riblets, die durch Prägung der Plane oder bei deren Bedrucken aufgebracht werden, merklich reduziert. Auch dieser Aspekt kann beliebig mit anderen kombiniert werden.

[0030] Die diversen Ideen und Aspekte, die allesamt miteinander zu zweit, zu mehrt oder gänzlich kombinierbar sind, werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, dabei zeigt bzw. zeigen:

[0031] die Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Flügels im zusammengefalteten Zustand,

[0032] die Fig. 2 einen schematischen Schnitt normal zur Längsrichtung L der Fig. 1,

[0033] die Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der der Fig. 1, aber mit aufgestelltem Flügel,

[0034] die Fig. 4 rein schematisch das hintere, obere, rechte Eck eines Koffers mit

aufgestelltem Flügel,

[0035] die Fig. 5 einen rein schematischen Querschnitt normal zur Längsrichtung L im oberen Bereich eines Koffers,

[0036] die Fig. 6 einen rein schematischen Querschnitt durch die Symmetrieebene im oberen Bereich eines Koffers,

[0037] die Fig. 7 einen rein schematischen Vertikalschnitt im oberen Randbereich eines Koffers mit einer Windfangvorrichtung für den Fahrtwind,

[0038] die Figs. 8a und 8b hintere bzw. vordere Hinterlüftungseinrichtungen,

[0039] die Fig. 9 eine Abdeckung für eine Ecke einer Plane in Draufsicht,

[0040] die Fig. 10 einen Schnitt entlang XX der Fig. 9,

[0041] die Fig. 11 eine erste Variante einer Seitenplane mit speziellem Spannrahmen im schematischen Vertikalschnitt normal zur Längsrichtung L

[0042] die Fig. 12 eine zweite Variante einer Seitenplane mit speziellem Spannrahmen in rein schematischer, perspektivischer Ansicht,

[0043] die Fig. 13 rein schematisch und in starker Vergrößerung die Oberflächenstruktur einer Plane in perspektivischer Ansicht und

[0044] die Fig. 14 die Oberflächenstruktur der Fig. 13 im Schnitt normal zur Längsrichtung L

[0045] Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung mit einem Windleitelement im zusammengefalteten Zustand, ohne den Koffer, auf dem die Konstruktion schließlich montiert werden soll. Die Konstruktion weist ein Rahmenprofil 4 auf, das dazu bestimmt ist, auf der Dachfläche eines Koffers passend befestigt zu werden, die Längsrichtung L entspricht dabei der Fahrtrichtung oder ist genau entgegen der Fahrtrichtung angeordnet, wie immer man es sehen will.

[0046] Weiters ist die Plane 7 ersichtlich, die mit ihrem Keder 8 in einem Planenprofil 5 gehalten wird. Dieses Planenprofil 5 ist seinerseits in einem Zwischenprofil 6 eingehängt, das gemeinsam mit einem Halteprofil 9 im Rahmenprofil 4 montiert ist. Um Toleranzen oder thermische Ausdehnungen auszugleichen, ist das Rahmenprofil 4 mit mehreren Halteleisten versehen, in die die Profile 6, 9 passend eingehängt werden können. Derartige Systeme sind in verschiedener Ausführungsform für die Anbringung von Planen auf den Seitenwänden von Koffern bekannt und können in unterschiedlicher Form auch im Zusammenhang mit der Offenbarung verwendet werden; es ist daher nicht notwendig, hier mehrere Ausführungsformen zu beschreiben, der Fachmann kann in Kenntnis der Offenbarung leicht seine Auswahl treffen.

[0047] In Fig. 2, die einen Schnitt normal zur Längsrichtung L darstellt, ist nun auch ein Koffer 1 mit seiner Dachoberfläche 2 dargestellt und es ist auf der Plane 7 ein der Offenbarung entsprechendes PV-Element 10 montiert. Aus der Darstellung ist auch ersichtlich, dass das Rahmenprofil 4 zumindest bis knapp zum seitlichen Rand 3 des Koffers 1 reicht, um möglichst die gesamte Oberfläche 2 für die Anbringung von PV-Elementen 10 nutzbar zu machen.

[0048] Weiters ist in Fig. 2 zu ersehen, dass am randseitigen Ende 11 des Rahmenprofils 4 eine Art hinterschnittener Nut ausgebildet ist, in die ein gefaltetes Windleitelement, kurz Leitelement 12 genannt, mit einer Verdickung 13 eingeschoben ist. Dieses Leitelement 12 erstreckt sich, einteilig oder gestückelt, bevorzugt über die gesamte Länge des Koffers 1. Die in Fig. 2 dargestellte, zusammengefaltete Konfiguration des Leitelementes 12 wird durch dessen halbsteife Ausbildung besonders des Außensteges 14 und einer elastischen Vorspannung bezüglich der Verdickung 13 erreicht.

[0049] Wenn nun, beispielsweise durch den Fahrtwind und entsprechende Zufuhrelemente, eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels ist in Fig. 7 gezeigt, das Leitelement 12 „aufgeblasen“ wird, so nimmt es die in Fig. 3 gezeigte Form an. Die im Ruhezustand praktisch aufeinander liegenden Innenstege 15, 16 klappen um eine Art Scharnier 17 auf, und die Verbindung zwischen der Außenfläche 14 und dem Innensteg 16 ragt merklich über die Ebene der Plane 7 nach oben. Die Richtung L, die der Fahrtrichtung entspricht, führt nun beim Fahren des Koffers dazu, dass die Luft über die Plane 7 und damit die PV-Elemente 10 streicht und nicht über den Rand 3 des Koffers seitlich abströmt und den Luftwiderstand des Fahrzeugs erhöht. Am hinteren Ende des Leitelementes 12 ist bevorzugt eine leicht biegsame und nur schwach luftdurchlässige

schließende Folie vorgesehen, um das Aufblasen des Leitelementes 12 zu erleichtern. Es wird so eine geschwindigkeitsabhängige Fahrtwindleitung geschaffen, durch die der Luftwiderstand des Fahrzeuges deutlich verringert werden kann und, falls auf der Plane 7 PV-Elemente 10 montiert sind, diese gekühlt werden, wodurch ihr Wirkungsgrad steigt.

[0050] Die Fig. 4 zeigt die Situation am im Fahrtrichtung gesehen hinteren, rechten, oberen Eck eines Koffers 1, die Längsrichtung L entsprechend der Fahrtrichtung ist eingezeichnet und das Leitelement 12 ist im aufgestellten Zustand dargestellt, der partielle Endverschluss ist nicht extra eingezeichnet. Der Keder 8 der Plane 7, parallel und quer zur Längsrichtung L verlaufend, ist angedeutet, und die Eckelemente 19, die so wie im Stand der Technik bei den seitlichen Planen die Ecken abdecken, sind dargestellt. Mit 18 ist rein schematisch das Portal, die hintere Verschlusswand des Koffers angedeutet, hier sind die Türen angelenkt und eventuell Abdeckungen angebracht.

[0051] Am vertikal angeordneten Rahmenprofil 22 sind, im Sinne des Aspektes sechs, Abdeckungen, Klipse 23, mit Leitstegen 24 angeordnet, die elastisch, durch Aufklippsen am Rahmenprofil 22 montiert sind. Bevorzugt werden eine Mehrzahl gleicher Klipse unabhängig voneinander aufgeklippst, das stellt sicher, dass sie bei Kollisionen ohne großen Kraftaufwand abspringen und Beschädigungen und Verletzungen vermeiden bzw. klein halten; durchgehende Leisten mit einer Vielzahl von Leitstegen sind natürlich denkbar. Die Leitstege 24 führen zu einer Verbesserung der Luftführung in diesem kritischen Bereich, die Höhe der Leitstege, mit der sie über die äußere Planenfläche ragen, liegt bei etwa bis zu 2cm und ist auf jeden Fall mit den jeweils geltenden rechtlichen Bestimmungen abzugleichen. Die bevorzugte Richtung der einzelnen Leitstege 24 kann durch wenige Versuche leicht ermittelt werden, dargestellt ist eine gut brauchbare Anordnung. Die Form der einzelnen Leitstege 24 kann durch verschiedene Abrundungen und auch Dickenänderungen an spezielle Wünsche angepasst werden. Es können diese Klipse 23 natürlich für sich und ohne Kombination mit den Leitelementen 12 verwendet werden.

[0052] In Fig. 5 ist im Sinne des Aspektes zwei eine für sich oder in Kombination mit anderen Vorschlägen und Aspekten verwendbare Variante dargestellt, die insbesondere dann, wenn die Plane 7 nicht mit PV-Elementen versehen ist, somit hauptsächlich im Winter, nutzbringend angewandt werden kann. Die Fig. 5 stellt einen schematischen Schnitt normal zur Längsrichtung L im oberen Bereich eines Koffers dar. Es ist in der Mitte der Oberfläche 2 und in Richtung der Längsrichtung L verlaufend ein aufblasbarer Schlauch 20 vorgesehen, der bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs, auf dem sich der Koffer befindet, im Winter, durch Druckluft steuerbar aufgeblasen wird, so dass sich die Plane im Rahmen ihrer Elastizität wie ein flaches Satteldach mittig anhebt. Zusätzlich kann (nicht dargestellt) Abwärme des Motors, unter Umständen auch ein Teil der oder alle Abgase neben dem Schlauch 20 in den sich bildenden Dachraum 21 gefördert werden, auch durch Umkehr des Betriebes der PVEs kann Wärme zugeführt werden, wodurch eventuell aufliegender Schnee oder anhaftendes Eis aufschmilzt und entweder leicht entfernt werden kann, oder auf den ersten Metern der Fahrt selbsttätig abfällt. Auch Schmutz kann bei aufgeblasenem Schlauch 20 leichter als auf der ebenen Oberfläche entfernt werden.

[0053] Wenn PV-Elemente 10 mit Abstand zur Fahrzeuglängsmitte auf der Plane 7 montiert sind, so unterliegen sie beim Aufblasen keiner Beanspruchung auf Biegung, die Beanspruchung durch die elastische Dehnung vermag die Klebeschicht zu ertragen, und es ist auch möglich, diese Anordnung zu aktivieren, wenn eine Plane 7 mit PV-Elementen verwendet wird.

[0054] Die Fig. 6 zeigt einen vertikalen Schnitt, rein schematisch, im Bereich des Schlauches 20. Eine Zuleitung 25 von einer Druckluftquelle führt, bevorzugt im vorderen Bereich des Koffers, mittels einer Durchführung 26 zum Schlauch 20 und versorgt diesen gewünschten Falls mit Druckluft, wodurch die Plane 7 angehoben wird.

[0055] Die Fig. 7 stellt einen vertikalen, rein schematischen Schnitt durch den oberen, seitlichen, vorderen Bereich eines Koffers 2 mit einer Windfangvorrichtung, kurz Windfang 27, dar. Der Windfang 27 ragt nicht (oder nicht merklich) über die höchsten Oberflächenbereiche des Koffers insgesamt (mit den Profilen, der Plane, den Leitelementen, etc.), um das Befahren von Durchlässen, Garagen, etc. nicht zu komplizieren. Während der Fahrt wird der Wind (Pfeile W) durch

Leitflügel 28, 29 und 30 einer Zuleitung 31 zugeführt, und gelangt so an die Stirnfläche des Leitelementes 12, das sich somit entfaltet. Der untere Leitflügel 28 verhindert ein Abströmen nach unten, der hintere Leitflügel 29 begünstigt die teilweise Umkehr der Strömungsrichtung und der vordere Leitflügel 30 sorgt in hohem Maß für das Abweisen von Schmutz, Regen, Schnee, etc., die zufolge der Trägheit nicht in den offenen Bereich des Windfangs 27 kommen.

[0056] Zur Verwendung und Aufbringung der PV-Elemente ist noch ganz allgemein zu sagen, dass es dabei insbesondere für Dachflächen vorteilhaft sein kann, die Plane in Längsrichtung L zu stückeln, um jeweils nur eine oder zwei oder drei Querreihen, je nach Dimension der PVElemente 10, auf einmal abnehmen zu müssen, so dass diese Planenstreifen, da sie nicht gerollt und auch nicht gefaltet werden müssen, um gelagert zu werden, sondern aufeinander gelegt werden können. Die Verkabelung ist so oder so dafür berechnet, entweder das Falten oder das Trennen zu ermöglichen. Es versteht sich von selbst, dass bevorzugt die Verkabelung der PV-Elemente unterhalb der Plane 7 im Hohlraum zwischen der Oberfläche 2 des Koffers 1 und der Unterseite/Innenseite der Plane 7 verläuft.

[0057] Die Figs. 8 zeigen, im Sinne des Aspektes drei, eine Vorrichtung zur Hinterlüftung einer Plane, unabhängig, ob auf der Deckfläche oder einer Seitenfläche eines Koffers. In einer ersten Form wird auf dem Koffer eine Art Leiste 28 (um das vielgebrauchte Wort Profil zu vermeiden) aufgebracht, die quer zu ihrer Längserstreckung durchgehende Öffnungen 29 aufweist. Die Durchgangsrichtung der Öffnungen wird bei der Montage in Übereinstimmung mit der Längsrichtung L gebracht, und so der bestmögliche Durchtritt des Fahrtwindes, angedeutet durch die Pfeile W, bewirkt. Dabei können die Offnungen 29 in der Leiste gebildet sein, oder, wie aus Fig. 8a (Luftaustritt) gut ersichtlich ist, weist die Leiste 28 rechenartige Vorsprünge 30 auf, durch deren Aufbringen (Aufkleben, etc.) am Koffer 2 die Öffnungen 29 gebildet werden.

Solche Luftschlitze können auch seitlich am Dach, gegebenenfalls innerhalb der Leitelemente 12 vorgesehen werden, was während Stehzeiten bei Sonneneinstrahlung eine bessere Belüftung als üblich bewirkt.

[0058] Die Figs. 9 und 10 zeigen, im Sinne des Aspektes vier, in Draufsicht und im Schnitt entlang der Symmetrieachse 31‘, ein Eckelement 19 (Abdeckblech), das zur Abdeckung der Ecken der montierten Plane 7 dient. Normal zur Symmetrieachse 31‘ sind längliche, hutzenförmige Durchbrechungen 32 vorgesehen, die, von der äußeren Ecke 32 weg weisend, aber nicht nach außen vorspringend ausgebildet sind. Durch die Injektorwirkung entsteht insbesondere ein großer Unterdruck an den hinteren Ecken, der die Durchlüftung fördert. Durch diese Anordnung wird der Fahrtwind im Frontbereich stets mit einer Komponente „eingefangen“ und im Heckbereich wird vom Fahrtwind mittels der Injektorwirkung austretende Luft „angesaugt“. So gelangt auch ohne weitere Maßnahme beim Fahren stets „frische“ Luft in den Spalt zwischen Koffer und Plane.

[0059] Die Fig. 11 zeigt, entsprechend einer ersten Variante des fünften Aspekts der Offenbarung, einen Vertikalschnitt normal zur Längsrichtung L. An der seitlichen Oberfläche 2 eines Koffers 1 ist ein oberes Rahmenprofil 33 befestigt, das neben der üblichen Kederaufnahme für den Keder 8 einer Plane 7 eine LED-Leiste 34 aufweist, die im Betrieb die Sichtbarkeit des Koffers 1 und damit des Fahrzeuges wesentlich verbessert. Eine derartige LED-Leiste kann natürlich auch in anderen Rahmenprofilen vorgesehen sein. Weiters weist, unabhängig davon, das Profil 33 zumindest einen Kanal 35 auf, durch den Wasser geleitet werden kann. Jeder der vorhandenen Kanäle 35 ist mit (nicht dargestellten) Düsen, die bevorzugt im Wesentlichen schräg nach unten gerichtet sind, versehen, und besprüht so im Betrieb die innere Oberfläche der Plane 7 mit Wasser, dessen Verdunstungswärme weiter zur Kühlung des Koffers 1 beiträgt. Die Kanäle können mittels nicht dargestellter Bohrungen und Stopfen abschnittsweise „aktiviert“ werden.

[0060] Zur Kühlung trägt ganz besonders eine Kombination mit einer gezielten Hinterlüftung gemäß dem Aspekt drei und/oder vier bei. Die Zuleitung für das Wasser erfolgt bevorzugt am vorderen Kofferende (Stirnende), wo schon im Stand der Technik die verschiedensten Zuleitungen und Kabel, etc. angeordnet sind. Als Wasser wird bevorzugt Kondenswasser von einer der üblicherweise vorhandenen Kühleinrichtungen verwendet, da es zuverlässig frei von Salzen und Mineralien ist. Ein Zwischentank und/oder eine andere Versorgung ist für die Fachperson problem-

los vorsehbar.

[0061] Im unteren Bereich der Darstellung ist ein unteres Rahmenprofil 36 gezeigt, das neben den üblichen Möglichkeiten zur variablen Anbringung der Plane 7 eine LED-Leiste 34 aufweist, die ebenso wie die obere LED-Leiste, gegebenenfalls unabhängig von ihr, versorgt und angesteuert werden kann. Die Darstellung zeigt die horizontalen Rahmenprofile 33, 36 in einer gegenüber dem Stand der Technik vertauschten Anordnung, da üblicherweise das Profil mit der variablen Aufnahme für die Plane das obere Rahmenprofil ist.

[0062] Die Fig. 12 zeigt eine zweite Variante dieses fünften Aspektes, bei der die Kanäle 35 eigene Bauteile sind, die für sich, eventuell auf einer eigenen Montageleiste, am Koffer befestigt werden. Angedeutet sind hier zwei Kanäle, um über die erhebliche Länge des Koffers zu einer möglichst gleichmäßigen Verteilung des Wassers zu kommen. Natürlich können mehr als zwei oder auch nur ein Kanal 35 vorgesehen sein. Am Endbereich ist eine Krümmung der Kanäle angedeutet (diese können dort auch in einen Sammelkanal übergehen), wenn das Wasser im unteren Bereich des Koffers zugeführt werden soll. Durch die nach unten gerichteten schwarzen Pfeile wird das Versprühen des Wassers aus den nicht detailliert gezeigten Düsen angedeutet.

[0063] Das obere Rahmenprofil 33 ist hier, zur Abwechslung und um die verschiedenen Möglichkeiten anzudeuten, mit einem oberen Winkel 38 versehen, der auf die Dachfläche des Koffers reicht und so die Festigkeit der Montage erhöht. Auch weist das Rahmenprofil 33 eine nach außen gerichtete Schulter 39 auf, an deren Ende die Kederaufnahme für den Keder 8 der Plane 7 sitzt. Dadurch wird bei passender Abstimmung der Abmessungen eine Möglichkeit geschaffen, dass Luft aus dem Spalt zwischen Koffer und Plane im Zuge der Thermik nach oben, an den Kanälen 35 vorbei und zu Entlüftungsöffnungen 37 in der Schulter 39 gelangen und, wie durch die weißen Pfeile angedeutet, aus dem Spalt ins Freie austreten kann.

[0064] Der Luftzutritt erfolgt entweder über Eckelemente 19 oder Öffnungen im (nicht dargestellten) unteren Rahmenprofil in Übereinstimmung mit dem Aspekt drei, oder durch Ösen im unteren Bereich der Plane 7.

[0065] In beiden Fällen, und auch anderen Ausgestaltungen dieses Aspekts, ist insbesondere die Kombination der LEDs mit der Blinkereinrichtung des LKWs vorteilhaft. Wenn beim Betätigen des Blinkers die LEDs ebenfalls blinken führt dies zu einer wesentlich besseren Wahrnehmung des Abbiegevorgangs des LKWs für alle anderen Verkehrsteilnehmer.

[0066] Ebenfalls in beiden und anderen Fällen ist die erzielbare Temperaturdifferenz an der AuBenseite der Koffer im Vergleich zu einer Außenwand ohne Plane und aktiver Kühlung bis zu 10°C.

[0067] Die Fig. 13 zeigt, den siebten Aspekt der Darlegung: In rein schematischer, perspektivischer Ansicht ist die äußere Oberfläche 38 einer Plane 7 in extremer Vergrößerung dargestellt: annähernd parallel zur Längsrichtung L sind zahlreiche Leisten, sogenannte Riblets 39, ausgebildet. Zumindest die Mehrzahl der durch diese Riblets 39 gebildeten Täler 41 sind durch Querstege 40 unterbrochen. Dabei beträgt der Abstand von Riblet 39 zu Riblet 39 zwischen 100um und 1mm; die Höhe der Riblets 39, bezogen auf die benachbarten Täler 41 zwischen 50um und 300um, und die Länge zwischen den Querstegen 40 liegt im einstelligen bis niedrig zweistelligen Zentimeterbereich.

[0068] Hergestellt wird diese Struktur entweder durch einen Prägevorgang für die Plane 7 vor dem eventuellen Aufbringen eines Druckes, oder durch den Druckvorgang selbst, beides ist im Stand der Technik für Elemente dieser Größenordnung bekannt. Es ist für die Fachperson klar, dass zufolge der genannten Herstellungsverfahren die Fig. 13 eine weder die Form der Riblets noch deren Verlauf und ihre Anordnung getreu wiedergebende Ansicht bietet, sondern nur als Grundlage für die Beschreibung dienen kann.

[0069] Durch diese neuartige Ausführung der Oberfläche der Planen in Kombination mit den anderen angeführten Aspekten betreffend das Windleitsystem kann eine bis zu 6%-ige Verringerung des Treibstoffverbrauchs bei längeren kontinuierlichen Fahrten des LKWs erzielt werden.

BEZUGSZEICHENLISTE:

1. Koffer 24. Leitsteg

2. Kofferoberfläche 25. Zuleitung

3. Kofferrand 26. Durchführung

4. Rahmenprofil 27. Windfangelement 5. Planenprofil 28. Leiste

6. Zwischenprofil 29. Öffnung

7. Plane 30. Vorsprung

8. Keder 31. Zuleitung

9. Kederprofil 31‘ Symmetrieebene 10. PV-Element 32. Hutze

11. Randseitiges Ende 33. Oberes Rahmenprofil 12. Windleitelement 34. LED-Leiste

13. Verdickung 35. Kanal

14. Außenfläche 36. Unteres Rahmenprofil 15. Innensteg 37. Lüftungsöffnung 16. Innensteg 38. Äußere Oberfläche 17. Scharnier 39. Riblet

18. Heckfläche, Portal 40. Quersteg

19. Eckelemente 41. Tal

20. Schlauch L Längsrichtung

21. Dachraum W Windrichtung

22. Vertikales Rahmenprofil 23. Abdeckung

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Verringerung des Fahrtwiderstandes eines LKWs und des Wärmeeintrags in den LKW, insbesondere einen LKW mit Kühleinrichtung, mit zumindest einem Koffer (1) mit einer Längsrichtung L, einer in der Längsrichtung verlaufenden, vertikalen Koffer-Symmetrieebene, einer normal zur Längsrichtung L verlaufenden Stirnfläche, einer normal zur Längsrichtung L verlaufenden Heckfläche und einer Dachfläche (2), dadurch gekennzeichnet, dass an der Dachfläche (2) ein Rahmenprofil (4) montiert ist, das dazu bestimmt ist, direkt oder über Zwischenprofile eine Plane (7) im Abstand über der Dachfläche (2) gespannt zu halten.

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den in Längsrichtung L verlaufenden Teilen des Rahmenprofils (4) ein Windleitelement (12) befestigt ist, das sich bei der Fahrt des LKWs unter der Wirkung des Fahrtwindes höher als in Ruhelage über die Dachfläche (2) aufrichtet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Windleitelement (12) eine am Rahmenprofil (4) mit einer ihrer Längsseiten drehbar angelenkte Außenfläche (14) aufweist, und dass die andere Längsseite mit Innenstegen (15, 16) die mit ihrer der Außenfläche (14) abgekehrten Längsseite mit dem Rahmenprofil biegsam, bevorzugt über Scharniere oder Pseudo-Scharniere, verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Stirnfläche des Koffers (1) ein Windfangelement (27) angeordnet ist, das mittels Leisten, Vorsprüngen und Öffnungen (28, 29, 30) den Fahrtwind zu einer Zuleitung (31) lenkt, dass die Zuleitung (31) mit der Stirnfläche des Windleitelementes (12) fluidtechnisch verbunden ist, und dass bevorzugt das Heckende des Windleitelementes (12) teilweise fluiddicht ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite der Plane (7) Photovoltaikelemente (PVEs) (10) angebracht sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dachfläche (2) und der Plane (7) zumindest annähernd in der Koffer-Symmetrieebene ein Schlauch (20) in Längsrichtung L angeordnet ist, der mit einer Druckluftquelle und mit einem regelbaren Ablassventil in Verbindung steht, wobei im drucklosen Zustand des Schlauches (20) die Plane (7) im Wesentlichen eben verläuft und im mit Druck beaufschlagten Zustand des Schlauches (20) die Plane (7) die Form eines flachen Satteldaches annimmt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im mit Druck beaufschlagten Zustand des Schlauches (20) der Dachraum (21) zwischen der Plane (7) und der Dachfläche (2) und/oder die Plane (7) selbst erwärmt werden kann, beispielsweise durch Reversbetrieb der PVEs (10), und/oder durch Einblasen von Abgas in den Dachraum (21) und/oder durch Fremdenergie.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das an der Stirnfläche und der Heckseite des Koffers (1), an der Dachfläche (2) oder an den Seitenwänden montierte Rahmenprofil (4) Öffnungen (29) aufweist, bzw. in Verbindung mit dem Koffer bildet, durch die der Fahrtwind (W) in den Spalt zwischen Koffer (1) und Plane (7) strömt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das an der Stirnfläche und der Heckseite des Koffers (1), an der Dachfläche (2) oder an den Seitenwänden montierte Rahmenprofil (4) auf einem Profil montiert ist, das Öffnungen (29) aufweist bzw. in Verbindung mit dem Koffer und/oder dem Rahmenprofil bildet, durch die der Fahrtwind (W) in den Spalt zwischen Koffer (1) und Plane (7) strömt.

10. Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seitenflächen des Koffers (1) im oberen Rahmenprofil (33) im Spalt zwischen Koffer (1) und

Plane (4) liegend, zumindest ein Kanal (35) mit Düsen ausgebildet ist, die dazu bestimmt sind, Wasser in den Spalt einzusprühen.

11. Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen und/oder im unteren Rahmenprofil (33) eine LED-Leiste (34) montiert ist, die bevorzugt mit der Blinkereinrichtung des LKWs in Wirkverbindung steht.

12. Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ecken der profilüberdeckenden Eckelemente (19) mit einer Symmetrieebene (31°) Hutzen (32) aufweisen, die am Eckelement (19) normal zur Symmetrieebene (31°) verlaufen und dazu bestimmt sind, an den Frontecken des Koffers (1) Fahrtwind in den Spalt zwischen Koffer (1) und Plane (7) zu lenken und an den Heckecken durch die Injektorwirkung Luft aus diesem Spalt in die Umgebung zu saugen.

13. Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die AuBenseiten der Planen (7) an der Dachfläche (2) und/oder an den Seitenflächen, mit einer Riblet-Struktur (39) versehen sind, die dazu bestimmt ist, den Luftwiderstand während der Fahrt zu verringern.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von länglichem Riblet (39) zum benachbarten Riblet (39) zwischen 100um und 1mm beträgt; dass die Höhe der Riblets (39), bezogen auf die benachbarten Täler (41) zwischen 50um und 300um beträgt; und dass die Länge der Täler (41) zwischen den von Riblet (39) zu Riblet (39) verlaufenden Querstegen (40) im einstelligen bis niedrig zweistelligen Zentimeterbereich liegt.

15. Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an den hinteren, vertikalen Rahmenprofilen (22) des Koffers (1) Abdeckungen (23) aufgeklippst sind, die Leitstege (24) aufweisen, die die Leitung des Fahrtwindes in diesem kritischen Heckbereich verbessern.

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen