BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein an ein Fahrzeug anbaubares Turbinensystem mit Windschild und Propeller mit dem Ziel der direkten Energieeinsparung durch Erzeugung eines Windschattens.

Hintergrund und Stand der Technik

Die potentielle Nutzung von Fahrtwindenergie bei Fahrzeugen mit Hilfe von Windrädern durch Ausnutzung der Staudruckenergie hat verschiedene Erfindungen inspiriert, z.B. US 2008 / 0011523 A1.

In US 2008 / 0011523 A1 wird eine Windturbine im Frontbereich eines Nutzfahrzeuges beschrieben, welche einen signifikanten Bereich der Fahrzeugfront abdeckt. Durch die Windturbine soll ein Teil der Staudruckenergie in mechanische Energie umgewandelt werden, ohne den Bewegungswiderstand des Fahrzeuges signifikant zu vergrößern. Nachteilig ist es, dass die Energieeinsparung nur über zusätzliche anzubauende Komponenten erreicht werden kann, welche es ermöglichen, die mechanische Energie entweder z.B. für den Vortrieb des Fahrzeug nutzbar zu machen oder diese zunächst zu speichern z.B. durch Umwandlung in elektrische Energie und deren Speicherung in einer Batterie.

Die potentielle Nutzung von Fahrtwindenergie bei Fahrzeugen sowie die anschließende Ausnutzung des energieärmeren Fahrtwindes zur Reduktion des aerodynamischen Fahrzeugwiderstandes ist bisher nur in WO 2017/125409 vorgeschlagen worden.

In WO 2017/125409 wird eine Windturbine in ähnlicher Größe im Frontbereich eines Nutzfahrzeuges wie in US 2008 / 0011523 A1 beschrieben, nur mit dem Unterschied, dass diese zusätzlich noch mit einem Windschild ausgestattet ist, um den energieärmeren Fahrtwind optimal um das Fahrzeug strömen zu lassen und damit den aerodynamischen Fahrzeugwiderstand signifikant zu reduzieren. Das Windschild deckt größtenteils die Projektionsfläche der Fahrzeugfront ab. Bei dieser Ausführung wird eine Energieeinsparung selbst noch bei extrem windschnittigen Fahrzeugen (sehr niedriger Cw-Wert) erreicht und unterscheidet sich aufgrund des erweiterten Anwendungsbereich vom US 2008 / 0011523 A1. Nachteilig auch bei dieser Ausführung ist wie bei US 2008 / 0011523 A1 , dass eine Aufstauung der Strömung im Frontbereich des Fahrzeuges bzw. im Frontbereich des Turbinensystems nicht oder bisher nur teilweise verhindert werden.

Eine Aufgabe der Erfindung war es somit, ein System bereit zu stellen, welches die genannten Nachteile des Standes der Technik, insbesondere die des beschriebenen Turbinensystems in WO 2017/125409 beseitigt. Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche, sowie die Ausführungen des Beschreibungsteiles betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein an ein Fahrzeug anbaubares Turbinensystem mit Windschild und Propeller zur Treibstoffeinsparung bei einem Fahrzeug, wobei der Propeller einen Durchmesser zwischen 10% und 120%, bevorzugt zwischen 15% und 110% und besonders bevorzugt zwischen 20% und 100% des Durchmessers der Turbine aufweist und das Windschild ein ringförmiges Gehäuse ist, welches die Turbine umrandet und eine Außenkontur aufweist, deren Abstand zur Drehachse der Turbine sich zu der dem Fahrzeug zugewandten Seite vergrößert, wobei das Anwachsen des Abstandes zwischen der Innenkontur des Windschildes und der Drehachse der Turbine durch einen Steigungswinkel von 1 ° bis 45° gekennzeichnet ist und die Außenkontur des Windschildes in der frontalen Projektion nicht kreisförmig ist, sondern an die Form der frontalen Projektionsfläche der Fahrzeugfront angepasst ist und bevorzugt ein abgerundetes Rechteck bildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Turbinensystem, welche bis auf den Propeller identische Komponenten, wie in WO 2017/125409 beschrieben, umfasst.

Für die Anwendung des Turbinensystems zur Treibstoffeinsparung bei Fahrzeugen mit einer Fahrtgeschwindigkeiten von bis zu ca. 400 km/h wird unter einer Turbine bevorzugt eine Windturbine bzw. ein Windrad verstanden, welches durch den Fahrtwind angetrieben wird und dadurch für das Fahrzeug und für den Propeller nutzbare Energie bereitstellt. Bevorzugt wird die Windturbine bei einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges zur Rotation angetrieben. Als Propeller wird bevorzugt ein Zugpropeller verstanden, welcher dem Fahrtwind Energie zuführt und bevorzugt durch einen Teil der nutzbaren Energie der Turbine angetrieben wird. Der Zugpropeller erzeugt beim Durchströmen eine Axialkraft in Fahrtrichtung, welche die unerwünschte Axialkraft der Turbine teilweise kompensiert und gleichzeitig den Staudruck im Frontbereich der Turbine minimiert.

Unter dem Begriff der „Turbine“ werden bevorzugt rotierende Strömungsmaschinen verstanden, welche einen Teil der kinetischen Energie der auf das Fahrzeug während der Fahrt einströmenden Luft in mechanische Leistung umwandelt, d.h. insbesondere in die Rotation einer Welle überführt. Diese mechanische Leistung in Form der rotierenden Welle kann direkt an den Propeller und/oder an den Motor des Fahrzeuges weitergeleitet werden und/oder der Erzeugung von elektrischem Strom dienen. Bevorzugte Ausführungsformen der Turbine sind Windturbinen. Die zentrale Achse der rotierenden Bauelemente der Turbine, z.B. Rotorblätter, wird auch als Drehachse bezeichnet.

Unter dem Begriff Propeller wird bevorzugt ein Maschinenelement einer Antriebsmaschine mit Flügeln verstanden, welche eine aerodynamische Axialkraft (Schubkraft) in Fahrtrichtung des Fahrzeuges erzeugt und gleichzeitig einem gasförmigen Medium, bevorzugt Luft, Energie zuführt. Der Propeller wird bevorzugt über eine direkte mechanische Verbindung z.B. einem Getriebe und/oder einer Welle zur Turbine oder elektrisch z.B. mithilfe eines E-Motors angetrieben. Bevorzugte Ausführungsform des Propellers ist ein Zugpropeller, welcher im Frontbereich des Windschilds angebaut wird. Die zentrale Achse der rotierenden Bauelemente des Propellers, z.B. Rotorblätter, wird auch als Drehachse bezeichnet.

Unter dem Begriff der „Querschnittsfläche der Turbine bzw. des Propellers“ wird bevorzugt die projizierte Rotationsfläche der Turbine bzw. des Propellers verstanden, welche die Turbine bzw. der Propeller bei einer Projektion entlang der senkrechten Achse zur Rotationsrichtung der Turbine bzw. des Propellers umfasst. Im Falle einer Windturbine bzw. eines Windrades umfassend Rotorblätter mit einer Länge L entspricht die Querschnittsfläche bevorzugt TT L ² . Die Länge der Rotorblätter entspricht bevorzugt dem Abstand von der Rotationsachse der Windturbine bis zu dem radial von dieser Achse am weitesten entfernten Ende des Rotorblattes (Spitze des Rotorblattes). Die Querschnittsfläche der Turbine bzw. Propeller entspricht somit im Sinne der Erfindung nicht der statischen Querschnittsfläche der Turbine bzw. des Propellers im Stillstand sondern quantifiziert jene Fläche der Turbine bzw. des Propellers, welche die Turbine bzw. der Propeller während der Rotation aufspannt.

Unter dem Begriff der „Querschnittsfläche des Windschildes und der Turbine“ wird bevorzugt die Querfläche verstanden, welche zusammen von dem Windschild und der Turbine aufgespannt wird. Da das Windschild die Turbine im Querschnitt zur Fahrtrichtung umrandet, entspricht die gemeinsame Querschnittsfläche des Windschildes und der Turbine bevorzugt der Querfläche, welche von der Außenkontur des Windschildes aufgespannt wird. Besonders bevorzugt ist das Windschild z.B. ein ringförmiges Gehäuse, welches die Turbine umrandet. Hierbei ist der Innendurchmesser des Windschildes größer als der Außendurchmesser der Turbine, welcher im Falle einer Windturbine der Länge der Rotorblätter entspricht. Die Außenkontur des ringförmigen Windschildes spannt die gemeinsame Querfläche auf. Es ist die Querschnittsfläche des Windschildes und der Turbine, welche im Sinne der Erfindung eine möglichst komplette Abdeckung der Fahrzeugfront gewährleisten sollte.

Unter der „Fahrzeugfront“ wird im Sinne der Erfindung bevorzugt der Bestandteil des Fahrzeuges bezeichnet, welcher sich in Fortbewegungsrichtung des Fahrzeuges vorne befindet. Bevorzugt umfasst der Begriff Fahrzeugfront die gesamte vordere Fläche des Fahrzeuges auf welcher der Fahrtwind während der Fortbewegung des Fahrzeuges einwirkt.

Mit dem Begriff „der frontalen Projektionsfläche des Fahrzeuges“ wird im Sinne der Erfindung bevorzugt jene Fläche bezeichnet, welche das Fahrzeug aufweist, wenn eine zweidimensionale Projektion des Fahrzeuges entlang der Achse der Fahrtwindströmung erfolgt. Die frontale Projektionsfläche des Fahrzeuges ist im Sinne der Erfindung daher bevorzugt eine Quantifizierung der frontalen Fläche des Fahrzeuges, auf welche bei der Fahrt der Fahrtwind einwirkt.

Mit dem Begriff „hintere Projektionsfläche des Fahrzeuges“ wird im Sinne der Erfindung bevorzugt jene Fläche bezeichnet, welche das Fahrzeug autweist, wenn eine zweidimensionale Projektion des Fahrzeuges entlang der Achse der Fortbewegung des Fahrzeuges erfolgt. Die hintere Projektionsfläche des Fahrzeuges ist im Sinne der Erfindung daher bevorzugt eine Quantifizierung der hinteren Fläche des Fahrzeuges, welche sich im Lichtschatten befindet.

Mit dem Begriff „Lichtschatten“ (nicht zu verwechseln mit „Windschatten“ !)“ wird im Sinne der Erfindung bevorzugt jener Bereich vom Fahrzeug und vom Turbinensystem bezeichnet, welche nicht von Lichtstrahlen getroffen werden können, die parallel entlang der Achse der Fortbewegung des Fahrzeuges verlaufen und von einer Lichtquelle ausgesendet werden, die stromauf vom umströmten Fahrzeug und vom Turbinensystem positioniert ist.

Bei der Fortbewegung bekannter Fahrzeuge ohne einen erfindungsgemäßen Propeller kommt es zu einer Generation eines Staudruckes vor dem Windschild des Turbinensystems. Der Staudruck bezeichnet im Sinne der Erfindung bevorzugt eine Erhöhung des Druckes vor dem Windschild in Abhängigkeit der Fahrtgeschwindigkeit. Der Staudruck wirkt der Fahrzeugbewegung entgegen und erhöht somit die Widerstandskraft, welche der Antrieb des Motors aufbringen muss, um eine Fortbewegung zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß kommt es durch die Mindestgröße des Durchmessers des Propellers im Vergleich zum Durchmesser der Turbine zu einer überraschenden Verminderung des Staudruckes und damit zu einer überraschenden Verminderung des Fahrtwindwiderstandes.

Im Sinne der Erfindung wird unter der Angabe „ungefähr“, „ca.“, „nahezu“, „annähernd“ oder synonymen Begriffen bevorzugt eine Angabe von Werten, Formen oder anderen Beschreibungen technischer Merkmale verstanden, welche sowohl die exakte Angabe als auch eine Angabe mit einer Toleranzspanne umfasst. Für qualitative Merkmale wird die Toleranzspanne durch das Wissen des durchschnittlichen Fachmannes, insbesondere im Hinblick auf die Funktionalität des technischen Merkmales definiert. Für quantitative Merkmale, wie z.B. die Angabe von ungefähren Werten, beträgt die gemeinte Toleranzspanne bevorzugt ± 10%, besonders bevorzugt ± 5%. Als ganz besonders bevorzugte Ausführungsform offenbart eine ungefähre Angabe stets auch die exakte Angabe. D.h. unter der Angabe ungefähr 5, wird neben Werten, welche innerhalb einer Toleranzspanne liegen (z.B. 5,1 , 4,9 etc.) stets auch der exakte Wert 5 offenbart.

Unter dem Begriff „Treibstoffeinsparung“ wird im Sinne der Erfindung bevorzugt eine Erhöhung der Energieeffizienz zum Antrieb des Fahrzeuges verstanden. Erfindungsgemäß wird dies durch den von der Turbine erzeugten Windschatten erreicht, welcher für langsamere Strömungsgeschwindigkeiten entlang des gesamten Fahrzeuges sorgt und sowohl den Staudruck im Frontbereich als auch die Verwirbelungen am Heck des Fahrzeuges reduziert.

Unter dem Begriff „nutzbare Energie“ wird bevorzugt jede Energieform verstanden, welche direkt oder indirekt zur Treibstoffeinsparung des Fahrzeuges führt. Erfindungsgemäß wandelt die Turbine die kinetische Energie des einströmenden Fahrtwindes zumindest teilweise in nutzbare Energie um und unter Berücksichtigung der kompensierten zusätzlichen Axialkräfte der Windturbine durch die am Fahrzeug auftretenden geringeren Fahrtwindenergieverluste kommt es insgesamt gesehen zu einer Erhöhung der Energieeffizienz des Gesamtsystems aus Fahrzeug und Turbine.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Propeller dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Durchmesser zwischen 10% und 120%, bevorzugt zwischen 15% und 110% und besonders bevorzugt zwischen 20% und 100% des Durchmessers der Turbine aufweist. Unter dem Durchmesser des Propellers wird im Sinne der Erfindung bevorzugt die Kreisfläche verstanden, welche der Propeller während der Rotation aufspannt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Propeller dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Axialkraft in Richtung der Fahrtrichtung erzeugt, welche mindestens 5%, bevorzugt mindestens 15% und besonders bevorzugt mindestens 30% der Axialkraft von der Turbine entspricht. Unter der Axialkraft der Turbine wird im Sinne der Erfindung bevorzugt die Kraft verstanden, welche die Turbine bei Rotation entgegen der Fahrtrichtung erzeugt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Windschild dadurch gekennzeichnet, dass das Windschild ein ringförmiges Gehäuse ist, welches die Turbine umrandet und eine Außenkontur aufweist, deren Abstand zur Drehachse der Turbine sich zu der dem Fahrzeug zugewandten Seite vergrößert, wobei das Anwachsen des Abstandes zwischen der Innenkontur des Windschildes und der Drehachse der Turbine durch einen Steigungswinkel von 1 ° bis 45° gekennzeichnet ist und die Außenkontur des Windschildes in der frontalen Projektion nicht kreisförmig ist, sondern an die Form der frontalen Projektionsfläche der Fahrzeugfront angepasst ist und bevorzugt ein abgerundetes Rechteck bildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Propeller ein Zugpropeller. Im Sinne der Erfindung umfasst der Zugpropeller mehrere Rotorblätter, welche bevorzugt über eine Welle mit einem E-Motor mechanisch verbunden sind. Der Zugpropeller wird bevorzugt direkt von der elektrischen Energie eines Generators gespeist, welcher von der Turbine angetrieben wird. Weiterhin sind dem Fachmann die Auslegungskriterien für einen Zugpropeller bekannt, mit dem kein Staudruck stromauf vom Zugpropeller generiert wird und sehr effizient eine möglichst große Druckdifferenz (Druckverhältnis) zwischen stromauf und -ab des Zugpropellers und damit eine Axialkraft in Fahrtrichtung erzeugt werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zugpropeller dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Durchmesser zwischen 10% und 120%, bevorzugt zwischen 15% und 110% und besonders bevorzugt zwischen 20% und 100% des Durchmessers der Turbine aufweist. Unter dem Durchmesser des Zugpropellers wird im Sinne der Erfindung bevorzugt die Kreisfläche verstanden, welche der Zugpropeller während der Rotation aufspannt. Der Zugpropeller soll bevorzugt unmittelbar im Bereich der Vorderkante des Windschilds positioniert sein und mit Hilfe eines E-Motors angetrieben werden. Der durch den Zugpropeller hindurchströmende Fahrtwind wird aerodynamisch verlustarm stromab innerhalb des WindSchilds zur Turbine weitergeleitet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Propeller ein Zugpropeller, welches bevorzugt ein oder mehrere Rotorblätter umfasst und bevorzugt mechanisch oder elektrisch von der stromab positionierten Turbine und/oder Generator angetrieben wird. Die hohe Rotationsgeschwindigkeit, das aerodynamische Profil als auch der gewählte Einbauwinkel der Rotorblätter zur Maschinenachse führen zu aerodynamischen Auftriebskräften, welche hauptsächlich in Fahrtrichtung wirken und als sogenannte „Schubkräfte“ bezeichnet werden. Die erzeugten Schubkräfte wirken den Schubkräften der Windturbine entgegen und heben diese idealerweise auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zugpropeller dadurch gekennzeichnet, dass dieser 1 bis 7 bevorzugt 2 bis 4 und besonders bevorzugt 3 Rotorblätter aufweist. Bevorzugt umfasst der Zugpropeller in dieser bevorzugten Ausführungsform eine Nabe, an welche die Rotorblätter radial auslaufend befestigt vorliegen. Die Innenkontur des Windschildes soll im unmittelbaren Nachlauf des Zugpropellers möglichst dem natürlichen Stromlinienverlauf nachempfunden sein, welcher sich bei einem rotierenden Zugpropeller ohne Windschild aber ansonsten gleichen Randbedingungen einstellen würde. Weitere Erklärungen zum Aussehen des Windschildes werden in WO 2017/125409 gegeben. Dem Fachmann sind eine Reihe verschiedener Formen von Rotorblättern und entsprechende Auslegungswerkzeuge bekannt, um ein geeignetes Profil auszuwählen bzw. zu erstellen, welches den oben genannten Randbedingungen gerecht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die mechanische Kopplung der Windturbine mit dem Propeller durch ein Getriebe z.B. Planentengetriebe. Vorteilhafterweise können dadurch die Bedingungen an den Rotorblättern von Windturbine und Rotor besonders effektiv eingestellt werden sowie eine bestmögliche Schubkraftkompensation erreicht werden. Dem Fachmann sind diesbezüglich aber auch weitere Ausführungsformen bekannt, um eine mechanische Kopplung der Windturbine mit dem Rotor zu erreichen, welche zu einem besonders effektiven Windschatten und Schubausgleich führen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Propeller und die Turbine mit einem Freilaufkonstruktion ausgestattet, dessen Drehrichtung besonders bevorzugt auch noch im eingebauten Zustand frei einstellbar bleibt. Dem Fachmann sind verschiedene Freilaufkonstruktionen bekannt, welche diese Randbedingungen erfüllen. Die in ihrer Drehrichtung frei einstellbare Freilaufkonstruktion ermöglicht verschiedenarte Betriebsbedingungen einzustellen, um das Turbinensystem optimal betreiben zu können.

Der Fachmann erkennt, dass die Vorteile des erfindungsgemäßen an das Turbinensystem anbaubaren Propellers sowie bevorzugter Ausführungsformen davon ebenso für das Turbinensystem gelten, an welchem der Propeller angebracht vorliegt. Detaillierte Beschreibung

Im Sinne der Erfindung kann es bevorzugt sein, dass ein an das Turbinensystem anbaubarer Propeller oder bevorzugte Ausführungsformen davon und/oder die Verwendung des Turbinensystems mit Propeller oder bevorzugte Ausführungsformen davon zur Einsparung von Treibstoff bei einem Fahrzeug auch als WindShield bezeichnet wird. Bei Beispielen von Fahrzeugen welche mit WindShield ausgestattet sind, handelt es sich daher bevorzugt um Fahrzeuge mit ein am Turbinensystem angebrachtem Propeller gemäß der Erfindung oder bevorzugte Ausführungsformen davon. Unter dem Begriff „Standard“ hingegen werden bevorzugt solche Fahrzeuge bezeichnet, welche nicht mit WindShield ausgestattet sind und demzufolge keine angebrachten Turbinensysteme mit Propeller gemäß der Erfindung oder bevorzugten Ausführungsformen davon aufweisen.

Im Folgenden soll die Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert werden, ohne auf diese beschränkt zu sein.

Kurzbeschreibunq der Abbildungen

Fig. 1 Schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welche die Verwendung des Turbinensystems mit Windschild und Propeller an einem Fahrzeug in der Seiten- und Von-Oben-Ansicht zeigt.

Fig. 2 Schematische Darstellung eines Fahrzeugs ohne erfindungsgemäßen Turbinensystem in der Seiten- und Von-Oben-Ansicht.

Fig. 3 Schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welche das Turbinensystem mit Windschild und Propeller in verschiedenen Ansichten zeigt.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführunqsformen der Erfindung

In Fig. 1 ist ein schematischer Aufbau eines LKW mit angebauten Turbinensystem (2) und Propeller (22) dargestellt, aus dem man erkennen kann, wie das WindShield schematisch funktioniert. Die Ausführungen zeigen wie durch ein Turbinensystem (2) mit Propeller (22) die Nachteile aus dem Stand der Technik behoben werden können. Dabei ist es für den Fachmann ersichtlich wie diese technische Umsetzung auf andere Fahrzeuge übertragbar ist. Die Hauptkomponenten des Turbinensystems (2) bestehen in diesem Beispiel aus einer Windturbine (232), einem Zugpropeller (222), einer Turbinenhalterung (29) umfassend einem Wind- schild (21 ). Windturbine (232) und Zugpropeller (222) sind bevorzugt nicht direkt mechanisch miteinander verbunden. Die Windturbine (232) ist mit einem Generator (233), der Zugpropeller (222) ist mit einem E-Motor (223), bevorzugt jeweils über eine Welle mechanisch miteinander verbunden. Die Rotationsdrehzahlen von Windturbine (232) und Zugpropeller (222) lassen sich dadurch unabhängig voneinander einstellen, was besonders vorteilhaft den erzeugten Staudruck stromauf vom WindShield Fahrzeug (1 ) minimiert. Im Bereich des Zugpropellers (222) liegt bevorzugt sowohl stromauf und -ab eine beschleunigte Fahrtwindströmung (26) vor, was aber die Wirkungsweise von Windturbine (232) und der stromab einhergehenden Querschnittserweiterung des ringförmigen Strömungskanals (27, s. Fig. 3) zur Verlangsamung der wandnahen Fahrtwindströmung (24), nicht beeinträchtigt. Stattdessen verbessert es die Wirkungsweise überraschenderweise, insbesondere bei Vorhandensein von natürlichen böigen Wind aus wechselnden Richtungen. Die Strömungsrichtung des energiearmen und geschwindigkeitsreduzierten wandnahen Fahrtwindes (24) wird stromab von der Windschildring- Hinterkante (213, s. Fig. 3) des Windschild-Ring (211 , s. Fig. 3) durch die energiereiche und schnelle Fahrtwindaußenströmung (25) sowie durch die Formgebung der Außenkontur des Windschilds (212, s. Fig. 3) vorgegeben. Insbesondere der Abströmwinkel an der Windschild- Ring-Hinterkante (213, s. Fig. 3) ist derart gewählt worden, dass der überwiegende Teil des wandnahen Fahrtwindes (24) bis zum Fahrzeugheck (11 ) kaum beschleunigt wird. Die Außenkontur des Windschilds (21 ) wird zunächst durch den Windschild-Ring (211 , s. Fig. 3) gebildet und ist nahezu kreisrund; stromab von der Windschildring-Hinterkante (213, s. Fig. 3) wird die Außenkontur durch das Windschild-Gehäuse (214, s. Fig. 3) gebildet, welches von einer nahezu kreisrunden Form weiter stromab in die Form der frontalen Projektionsfläche der Fahrzeugfront übergeht und bildet, wie in diesem Fall, ein abgerundetes Rechteck am Übergang zur Außenkontur des Sattelaufliegers (3). Das Windschild (21 ) ist mit Hilfe der Turbinenhalterung (29) in diesem speziellen Beispiel am Sattelauflieger (3) befestigt, dieses lässt sich aber optional auch direkt auf dem Chassis des LKWs (121 ) montieren.

Der an das Turbinensystem (2) anbaubare Zugpropeller (222) erzeugt nun stromauf einen wesentlich kleineren Staudruck bzw. keinen Staudruck. Der LKW-Motor wird beim Winds- Shield-Fahrzeug (1 ) weniger Leistung erzeugen müssen, um die aerodynamischen Widerstandkräfte zu überwinden als ein vergleichbares Standard-Fahrzeug. Das Turbinensystem (2) unterscheidet sich durch den Propeller (22) erheblich vom Stand der Technik.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug mit Turbinensystem

2 Turbinensystem

3 Sattelauflieger

4 Fahrzeug ohne Turbinensystem

11 Fahrzeugheck

12 Motorwagen

121 LKW mit Unterflurmotortechnik

21 Windschild

211 Windschild-Ring

212 Windschild-Außenkontur

213 Windschild-Ring-Hinterkante

214 Windschild-Gehäuse

215 Windschild-Innenkontur

22 Propeller

221 Propeller-Rotorblatt

222 Zugpropeller

223 E-Motor

23 Turbine

231 Turbinen-Rotorblatt

232 Windturbine

233 Generator

24 energiearmer Fahrtwind, wandnaher Luftstrom

25 energiereicher Fahrtwind, freier Luftstrom beschleunigter Fahrtwind ringförmiger Strömungskanal aerodynamische Leitbleche (Drall aus Strömung nehmen) Turbinenhalterung