Karosseriekonzepte und Fahrzeuginterior KFI INSPIRATIONEN DURCH AERODYNAMIK, FLUGZEUGBAU UND BOOTSBAU Dipl.-Ing. Torsten Kanitz Lehrbeauftragter HAW Hamburg WS 2011-12 15.11.2011 © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 1 „Ein fortschrittliches Auto muss auch fortschrittlich aussehen “ Inspirationen durch Raketenbau / Torpedos 1913, Alfa-Romeo Ricotti Eine Vereinigung von Torpedoform und Eiförmigkeit Formale Aspekte im Vordergrund Bildquelle: /1/ S.157 aus: ALLGEMEINE AUTOMOBIL-ZEITUNG Nr.36, 1919 Ein Bemühen, die damaligen Erkenntnisse aus aerodynamischen Versuchen für den Automobilbau 1899 anzuwenden. Camille Jenatzy Schütte-Lanz SL 20, 1917 „Der rote Teufel“ Zunächst: nur optisch im Jamais Contente (Elektroauto) Die 100 km/h Grenze überschritten Bildquelle: /1/ S.45 Geschwindigkeitsrennen waren an der Tagesordnung aus: LA LOCOMOTION AUTOMOBILE, 1899 © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 2 Inspirationen durch 1906 Raketenbau / Torpedos Daytona Beach „Stanley Rocket “ mit Fred Marriott Geschwindigkeitsweltrekord für Automobile mit Dampfantrieb mit beachtlichen 205,5 km/h Ein Bemühen, die damaligen Erkenntnisse aus aerodynamischen Versuchen für den Automobilbau Elektrotechniker anzuwenden. bedient Schaltungen Zunächst: nur optisch 1902 W.C. Baker Elektromobilfabrik 7-12 PS Elektromotor Torpedoförmiges Fichtenholzgehäuse Bildquelle: /1/ S.63 aus: Zeitschr. d. Mitteleuropäischen Motorwagen-Vereins, 1902 © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 3 Inspirationen durch Bootsbau/ 1919 Bootsrümpfe Dreiradwagen mit Bootskarosserie Der Renner: „Boat-tail“ Bildquelle: /1/ S.157 aus: ALLGEMEINE AUTOMOBIL-ZEITUNG Nr.36, 1919 Mariott in seinem 150 PS Stanley Dampfwagen, 1907 Übertrag der Erfahrungen aus dem Bootsbau in den Automobilbau © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 4 Inspirationen durch Duesenberg SJ Speedster von 1933 Bootsbau/ von Designer Gordon Buehrig Bootsrümpfe „Boat-tail“: Design und Faszination für gelebten techno- logischen Fortschritt und gezeigten Luxus Duesenberg Delage von 1934 Karosserieform hat hier einen reinen emotionalen Hintergrund, keinen aerodynamischen/ strömungstechnischen Hintergrund © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 5 Inspirationen durch den Flugzeugbau „Rekord-Verdächtiges Design“ 1929 „Blue Bird“ von Campbell, 900 PS Flugmotor 23 L Hubraum . Sept. 1935 mit Geschwindigkeit von 301,129 mph (484,62 km/h) 1930er Jahre: Gesucht wird nach Pennsylvania Klasse S1 dem optimalen Dampflokomotive 1939 Stromliniendesign 1938 Buick Roadmaster, umgebaut für Film „Topper“ geht auf Reisen Bildquelle: /1/ S.197 aus: MOTOR, 1929 © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 6 1908 Berlin: Rumpler Flugzeugwerke GmbH Synergieeffekt Erste deutsche Flugzeugfabrik Aerodynamik: Rumpler Taube: Eindecker ohne Querruder u. Flügelklappen Luftfahrt trifft auf Nach dem 1. Weltkrieg hatten die Automobilbau Siegermächte den Bau von Motorflugzeugen in Deutschland verboten -> 1919 entstand der Rumpler Tropfenwagen Windkanalversuche unter Ludwig Prandl in Göttingen, Erstes „Windkanalmodell“, M 1:7,5 Rumpler Tropfenwagen Werbung von Rumpler damals: „Erstes Fahrzeug, das wegen der sauberen Umströmung keinen Staub aufwirbelt“ Bildquelle: /3/ S.23-20 © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 7 Synergieeffekt Die erste Aerodynamik: „von außen nach innen“ Luftfahrt trifft auf entwickelte Karosserie Automobilbau Erst die Karosserie, dann das Package Version von 1921 (Verkauf) Motor, Getriebe und schwingende Hinterachse vereinigt; zugleich neuer Maßstab Rumpler im Bereich Fahrkomfort Tropfenwagen Bildquelle: /1/ S.171ff. © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 8 Synergien Tragflügelbau: Synergieeffekt Aerodynamik: Karosserie: senkrecht stehendes, symmetrisches Profil, auf das ein zweites aufgesetzt wurde Luftfahrt trifft auf Automobilbau Rumpler Tropfenwagen Später im VW Windkanal gemessener Wert: cw = 0,28 trotz frei stehener Räder gut: anliegende Strömung nahezu über die gesamte Fahrzeuglänge, am Dach sowie am Unterboden Problem der früheren Kastenwagen, die immer schneller fahren konnten: Grundsätzlich eine vehement störende Staubschleppe und Verschmutzung Bildquelle: /3/ S.23-20 © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 9 Synergieeffekt 1921 Aerodynamik: von Paul Jaray zum Patent angemeldete Karosserieform: Luftfahrt trifft auf oben: halber Stromlinienkörper mit Automobilbau scharf auslaufendem Heck Jaray Form seit 1914 arbeitete Jaray bei Zeppelin im Luftschiffbau LZ126 Jaray leitete Karosserieformen aus Halbkörpern ab; „Die Aufgabe der rückwärtigen Partie eines umströmten Körpers besteht darin, der Strömung die ablösefreie Bewältigung des Druckanstiegs zu ermöglichen. Ist der Druckgradient zu steil, gelingt das nicht“. © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 10 Jaray baute selbst keine Autos, er vergab Lizenzen (viele Streits mit Rumpler) Synergieeffekt Firmen wie Ley, Dixi, Audi und Chrysler stellten seit 1923 Prototypen Aerodynamik: mit Jaray Form vor. Luftfahrt trifft auf Automobilbau Audi K von 1924, cw = 0,28 Zusammenarbeit mit Paul Jaray Entwicklung von Jean Andreau 1936 auf Basis des Peugeot 402 mit Jaray Form Peugeot 402 Eclipse (erstes elektr. Dach) © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 11 Synergieeffekt Prototypen Aerodynamik: AUDI 21 Luftfahrt trifft auf Automobilbau Prototyp von 1933 Jaray Form Mercedes 200 Prototyp von 1934 Jaray hatte bezüglich eines großen Durchbruchs wenig Erfolg: er engte die Designer stark ein, die Modelle ähnelten sich stark, die Markenidentität ging somit verloren; Bildquelle: /3/ S.23-20 © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 12 Inspirationen durch vgl. „Steyr Baby“, die Aerodynamik: auch von K. Jenschke: Volkswagen Österreichs Stromlinienform von 1937 4 Zylinder 4 Takt als Garant für die schnelle, aber wassergekühlter wirtschaftliche Boxermotor vorne Autobahnfahrt Adler Typ 10 „Autobahnadler“ von 1937 Zusammenarbeit Konstr.: Karl Jenschke mit Paul Jaray Kriterien: -Wirtschaftlichkeit -Geräumigkeit -Leistungsfähigkeit Dauer - Durchschnittsgeschwindigkeit 115 km/h möglich, V max 125 km/h 1.300 kg, 58 PS, 12 Liter/100 km bei 80 km/h © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 13 Tatra 77 von 1935 Inspirationen durch luftgekühlter die Aerodynamik: V8 Motor, 70 PS, Stromlinienform V max 145 km/h Jaray Form (Patente / Durchbruch) Tatra Typ 87, Selbsttragende Karosserie 1937-1950 in Verbindg. mit Rohrrahmen von Hans Ledwinka entworfen, mit stromlinienförmiger Karosserie cw = 0,36 (später im VW Windkanal ermittelt) luftgekühlter V8 Motor im Heck, V max 160 km/h, für Reisegeschw. 135 km/h empfohlen Neuartiger Zentralrohrrahmen Tatra 11 ( H. Ledwinka) Bildquelle: /2/ S.143 ff. © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 14 Synergieeffekt Aerodynamik: Luftfahrt trifft auf Automobilbau Stromlinienform Erste Versuche im Chrysler Imperial Airflow, 1934 – 1937 Windkanal Carl Breer untersuchte die Eigenschaften des Luftwiderstands gemeinsam mit Orville Wright Vor 1930: Chrysler baut eigenen Windkanal im Highland Park/ Michigan/ 50 Autos getestet Bildquelle: Wikipedia © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 15 Inspirationen durch Cord 810 die Aerodynamik: stromlinienförmige Karosserie Stromlinienform mit Frontantrieb (V8) von Designer Gordon Buehrig 1935, Cord Corporation Eines der ersten „bezahlbaren“ Volksautomobile für nur 3000 $ Lincoln Zephyr (1936 – 48) Design von John Tjaarda für Edsel Ford Wg. V12 Motor und konkurrenzlosem Preis sehr erfolgreich traf eine breite Käuferschicht; verhalf der Marke Lincoln zum Durchbruch Bildquelle: /2/ S.143 ff. © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 16 Inspirationen durch die Aerodynamik: Stromlinienform „Airomobile“, Lewis Am. Airways, Inc. Prototyp 1937 Design: Paul M. Lewis / John Tjaarda Luftgekühlter Motor mit Frontantrieb und (es blieb drei Rädern beim Ziel: kostengünstiges Auto f. d. Massen, Prototyp) 60 PS, 4 Zyl. Bildquelle: airomobile.com © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik, Flugzeugbau, Bootsbau 17 Walter E. Lay Aerodynamik des Automobils: Auf der Suche nach der Parameter Studien an einfachen Körpern: optimalen Stromlinienform 1933: „Is 50 Miles per Gallon Possible with Correct Streamlining“ USA Anfang 1930er Jahre -> Erkenntnis, dass ein stumpf abgeschnittenes Heck die Strömung nur mäßig beeinflusst und kaum zusätzlichen Widerstand „kostet“*. Wunibald Kamm - gleiches Ergebnis - entwarfen Designrule: 1. Die Strömung am rückwärtigen Fahrzeugteil soll so lange wie möglich anliegend erhalten werden Deutschland 2. Es soll am Ende dadurch der Druck erhöht werden 3. Kurz vor der Stelle, an der sich die Strömung ablöst, wird der Körper senkrecht abgeschnitten (für einen definierten Abriss) FKF Stuttgart --> das Kamm-Heck war geboren 1938 Kamm Wagen K1 in Zus.Arbeit mit BMW (hier im VW Windkanal) cw = 0,37 *Zitat aus /4/ © T. Kanitz 2011 KFI WS 2011/2012 Inspirationen durch Aerodynamik,