DE102006031665A1 - Wind tunnel test pieces for automotive body development made by composite layup and rapid prototyping with instrument inserts - Google Patents

Wind tunnel test pieces for automotive body development made by composite layup and rapid prototyping with instrument inserts Download PDF

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Abstract

A prototype automotive body component (1) used in wind tunnel tests is a model (2) with a base (3) and a unit (4) with sensor inserts. The base (3) is a composite fiber component, while the unit (4) with sensor inserts is fabricated by rapid prototyping. The components (3, 4) form an integral wind tunnel test piece. The rapid prototype component is produced by stereolithography. The sensors are linked to commensurate data recording systems. Further claimed is a process for the preparation of the wind tunnel test pieces by composite fiber layup and stereolithography.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modellelement, insbesondere ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeuges, für den Einsatz in einem Windkanal. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Modellelements.The The present invention relates to a model element, in particular a Body part of a motor vehicle, for use in a wind tunnel. The invention also relates a method for producing such a model element.

Insbesondere in der Automobilentwicklung und speziell im Bereich der Strömungsanalysen werden Parameterstudien oft an Prototypen-Modellen im Windkanal durchgeführt. Die Modelle haben dabei einen Maßstab von 1:1 bis 1:4 und stellen üblicherweise eine detailgetreue Außenhautgeometrie des späteren Karosserieteils, beispielsweise eines Kotflügels, einer Motorhaube oder eines Heckspoilers dar. Hergestellt werden derartige Prototypen-Modelle üblicherweise aus Faserverbundwerkstoffen, welche jedoch den Nachteil aufweisen, dass an diesen Messstellen entweder nur provisorisch oder jedoch äußerst aufwändig von Hand angebracht werden können. Dies hat zum einen unter Umständen einen nachteiligen Einfluss auf die Genauigkeit der gemessenen Werte und macht zum anderen die Versuche, insbesondere die Strömungsanalyse, aufwändig und dadurch teuer.Especially in automotive development and especially in the field of flow analysis Parameter studies are often based on prototype wind tunnel models carried out. The models have a scale of 1: 1 to 1: 4 and are usually a detailed exterior skin geometry later Body part, such as a fender, a hood or of a rear spoiler. Such prototype models are usually made made of fiber composite materials, which, however, have the disadvantage that at these measuring points either only temporarily or extremely expensive from Hand can be attached. On one hand, this may be the case an adverse effect on the accuracy of the measured values and on the other hand makes the experiments, in particular the flow analysis, costly and thereby expensive.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Modellelement der eingangs erwähnten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche sich insbesondere durch eine verbesserte Messgenauigkeit und eine kostengünstigere Herstellung auszeichnet.The present invention employs dealing with the problem, for a model element of the type mentioned an improved embodiment specify, which in particular by an improved measurement accuracy and a cheaper one Production distinguishes.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1 und 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This Problem is inventively things the independent one claims 1 and 8 solved. Advantageous embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Modellelement für den Einsatz in einem Windkanal aus einem Grundelement und einem separaten Einlege-Messelement auszubilden. Das Einlege-Messelement ergänzt dabei das Grundelement bezüglicher seiner Außenhautgeometrie und stellt dadurch eine sogenannte Teilgeometrie desselben dar. Das Grundelement wird als bekanntes Faserverbundelement ausgebildet, in welches das Einlege-Messelement eingebunden ist und dadurch eine Einheit zwischen den beiden Elementen entsteht. Dies bietet den großen Vorteil, dass das Einlege-Messelement separat vorgefertigt werden kann und eine hohe Genauigkeit der späteren Messstellen erzielt werden kann, wogegen das Grundelement in üblicherweise aus Faserverbundwerkstoff hergestellt werden kann. Das in das Grundelement eingebundene Einlege-Messelement kann bereits vor dem Herstellen des Grundelements in einer Negativform exakt ausgerichtet werden und gewährleistet dadurch, dass die Messstellen am Einlege-Messelement bezüglich ihrer späteren Lage am Modellelement besonders exakt positioniert werden können. Gleichzeitig ist eine separate Herstellung des Einlege-Messelements und dessen späteres Einbinden in das Grundelement des Modellelements deutlich kostengünstiger und weniger arbeitsintensiv, wie ein nachträgliches Anbringen von Messstellen an einem bereits fertiggestellten Modellelement.The The present invention is based on the general idea of a model element for use in a wind tunnel of a base element and a separate insertion-measuring element form. The insert measuring element supplements while the basic element with respect its outer skin geometry and thus represents a so-called partial geometry of the same. The basic element is formed as a known fiber composite element, in which the insert measuring element is integrated and thereby a Unity between the two elements arises. This offers the huge Advantage that the insert measuring element are prefabricated separately and high accuracy of the later measuring points can be achieved can, while the basic element in usually made of fiber composite material can be produced. The insert measuring element integrated in the basic element can already be in a negative mold prior to making the primitive be precisely aligned, thereby ensuring that the Measuring points on the infeed measuring element with regard to their later position can be positioned particularly accurately on the model element. simultaneously is a separate preparation of the insert-measuring element and its later integration in the basic element of the model element significantly cheaper and less labor intensive, such as retrofitting of measuring points on an already completed model element.

Zweckmäßig ist das Einlege-Messelement im Rapid Prototyping-Verfahren hergestellt. Derartige Verfahren haben das Ziel, vorhandene CAD-Daten möglichst ohne manuellen Umweg direkt und schnell in dreidimensionale Werkstücke umzusetzen. Hierbei kom men beispielsweise Verfahren in Betracht, welche das Werkstück schichtweise auf formlosen oder formneutralen Materialien unter Nutzung physikalischer und/oder chemischer Effekte aufbauen. Zu den Verfahren des Rapid Prototyping gehört unter anderem die Stereolithographie. Bei der Stereolithographie wird ein Werkstück durch frei im Raum materialisierende (Raster-)Punkte schichtenweise aufgebaut. Die Fertigung eines derartigen Teiles erfolgt üblicherweise voll automatisch aus am Computer erstellten CAD-Zeichnungen, wodurch Kosten eingespart und Modelle mit hoher Präzision hergestellt werden können.Is appropriate the insert measuring element produced in the rapid prototyping process. Such methods have the goal of existing CAD data as possible to convert directly and quickly into three-dimensional workpieces without manual detour. In this case, for example, methods come into consideration which the workpiece layered on informal or shape neutral materials below Use of physical and / or chemical effects. To Amongst others, the process of rapid prototyping includes stereolithography. In stereolithography, a workpiece is materialized through freely in space (Raster) points built up layer by layer. The production of such Part is usually done fully automatically from computer-generated CAD drawings, which Cost savings and models can be made with high precision.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist in das Einlege-Messelement zumindest ein Messkanal integriert, welcher einenends mit dem Messkanaleingang und anderenends mit einem Messkanalanschluss verbunden ist. Dies bietet den großen Vorteil, dass, sofern mehrere Messkanäle vorhanden sind, diese mit ihren jeweiligen Messkanalanschlüssen gebündelt werden können, so dass ein einfacher Anschluss, beispielsweise von Druckluftschläuchen und/oder Sensoren ermöglicht wird. Die Bündelung der Messkanalanschlüsse bedingt darüber hinaus eine Ordnung der Leitungsführung, was insbesondere bei komplizierten Versuchsaufbauten von großem Vorteil ist.at an advantageous embodiment the solution according to the invention integrated into the insertion measuring element at least one measuring channel, which at one end with the measuring channel input and at the other end with a measuring channel connection connected is. This offers the great advantage that, if several measurement channels exist are, they can be bundled with their respective measuring channel connections, so that a simple connection, such as compressed air hoses and / or Sensors possible becomes. The bundling condition the measuring channel connections about that In addition, an order of the wiring, especially in complicated experimental setups of great advantage.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist das zumindest eine Einlege-Messelement wenigstens eine strukturierte Seitenfläche auf, über welche es mit dem Grundelement verbunden ist. Eine derartig strukturierte Seitenfläche bietet einen verbesserten Verbund mit dem Grundelement, wodurch eine exakte Positionierung des Einlege-Messelements bezüglich des Grundelements erreicht werden kann. Als strukturierte Seitenfläche kommen hierbei sowohl raue, geklüftete oder auch andersartig strukturierte Oberflächen in Betracht, welche einen zuverlässigen Verbund gewährleisten.According to one advantageous development of the solution according to the invention, the at least one Insertion measuring element on at least one structured side surface, over which it is connected to the primitive. Such a structured side surface offers an improved bond with the primitive, resulting in an exact Positioning of the insertion measuring element with respect to the base element achieved can be. As a structured side surface come here both rough, jointed or Also differently structured surfaces into consideration, which is a reliable Ensuring Verbund.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Modellelement für die Verwendung in einem Windkanal schrittweise aus einem zuvor separat gefertigten Einlege-Messelement herzustellen, wobei das Einlege-Messelement anschließend in einer Negativform des Modellelements ausgerichtet und fixiert wird und danach das Grundelement des Modellelements um das Einlege-Messelement herum hergestellt wird, wobei gleichzeitig ein fester Verbund zwischen dem Grundelement und dem Einlege-Messelement geschaffen wird. Nach dem Aushärten des Grundelements, welches beispielsweise als Faserverbundelement hergestellt wird, wird das nun aus dem Grundelement und dem Einlege-Messelement bestehende Modellelement ausgeformt und entgratet. Ein derartiges Herstellungsverfahren bietet den großen Vorteil, dass ein nachträgliches, schwieriges und aufwändiges Anbringen von Messstellen an einem bereits fertiggestellten Modellelement entfallen kann, wodurch die Versuchsaufbauten insgesamt einfacher und dadurch kostengünstiger werden.The present invention is further based on the general idea of incrementally extending a model element for use in a wind tunnel a previously separately manufactured insert-measuring element, wherein the insert-measuring element is then aligned and fixed in a negative mold of the model element and then the basic element of the model element is manufactured around the insertion-measuring element, at the same time a solid bond between the base element and the insert Measuring element is created. After curing of the base element, which is produced for example as a fiber composite element, the now consisting of the base element and the insertion measuring element model element is formed and deburred. Such a manufacturing method offers the great advantage that subsequent, difficult and time-consuming attachment of measuring points to an already completed model element can be dispensed with, as a result of which the test setups become simpler overall and thus more cost-effective.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explains where like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components relate.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,there show, in each case schematically,

1 eine Negativform eines Modellelements mit einem darin eingelegten Grundelement und einem mit dem Grundelement verbundenen Einlege-Messelement, 1 a negative mold of a model element with a base element inserted therein and an insert measuring element connected to the base element,

2 eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Einlege-Messelements. 2 a detailed view of a loading measuring element according to the invention.

Entsprechend 1 ist ein in eine Negativform 1 eingelegtes Modellelement 2 gezeigt, welches ein Grundelement 3 und ein damit fest verbundenes Einlege-Messelement 4 aufweist. Ein in einer derartigen Negativform 1 hergestelltes Modellelement 2, insbesondere ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Motorhaube, wird üblicherweise für den Einsatz in einem Windkanal in der Automobilentwicklung und speziell im Bereich der Strömungsanalysen genutzt. Das Modellelement 2 stellt dabei ein detailgetreues Abbild des Karosserieelements dar. Prinzipiell können hierbei neben Motorhauben auch Kotflügel, Spoiler sowie weitere strömungstechnisch relevante Karosseriebauteile unter dem erfindungsgemäßen Modellelement 2 subsumiert werden. Das Modellelement 2 weist, wie oben erwähnt, ein Grundelement 3 und zumindest ein, das Grundelement 3 bezüglich seiner Außenhautgeometrie ergänzendes Einlege-Messelement 4 auf. Hierbei ist das Grundelement 3 als Faserverbundelement ausgebildet, wogegen das Einlege-Messelement 4 als separates Bauteil hergestellt ist und erst beim Herstellungsprozess des Grundelements 3 mit die sem verbunden wird. Im fertig gestellten Zustand bilden das Grundelement und das Einlege-Messelement 4 eine Einheit.Corresponding 1 is one in a negative form 1 inserted model element 2 shown which is a primitive element 3 and a permanently connected inlay measuring element 4 having. One in such a negative form 1 manufactured model element 2 , In particular, a body part of a motor vehicle, such as a hood, is commonly used for use in a wind tunnel in automotive development and especially in the field of flow analysis. The model element 2 In this case, in addition to engine hoods also fenders, spoilers and other aerodynamically relevant body parts under the model element according to the invention can in principle 2 be subsumed. The model element 2 has, as mentioned above, a primitive 3 and at least one, the basic element 3 with regard to its outer skin geometry complementary insertion measuring element 4 on. Here is the basic element 3 formed as a fiber composite element, whereas the insert measuring element 4 is made as a separate component and only during the manufacturing process of the primitive 3 is connected to the sem. In the finished state, the basic element and the insertion measuring element form 4 one unity.

Der Kerngedanke der Erfindung beruht darauf, die positiven, mechanischen Eigenschaften von Faserverbundbauteilen für Windkanalanwendungen besser nutzen zu können, weshalb Teilgeometrien, hier das Einlege-Messelement 4, mit integrierten Messkanälen 7 separat hergestellt und anschließend in das Faserverbundbauteil, hier das Grundelement 3, eingepasst werden. Dabei ändert sich das Verfahren zum Herstellen des Grundelements 3 aus Faserverbundwerkstoffen, z.B. das Handlaminieren oder Autoklarverfahren, sowie die verwendeten, handelsüblichen Materialien, wie z.B. Glasfaser, Kohlefaser und Bindematrix nur unwesentlich.The core idea of the invention is based on being able to make better use of the positive, mechanical properties of fiber composite components for wind tunnel applications, which is why partial geometries, here the insertion measuring element 4 , with integrated measuring channels 7 manufactured separately and then in the fiber composite component, here the basic element 3 to be fitted. In this case, the method for producing the basic element changes 3 made of fiber composite materials, such as hand lamination or auto-clear process, as well as the commercially available materials used, such as glass fiber, carbon fiber and binder matrix only insignificantly.

Das Einlege-Messelement 4 (vgl. auch 2) wird vorzugsweise im Rapid Prototyping-Verfahren hergestellt, insbesondere im Stereolithographieverfahren.The insertion measuring element 4 (see also 2 ) is preferably produced in the rapid prototyping process, in particular in the stereolithography process.

Auf seiner, die Außenhautgeometrie des Modellelements 2 ergänzenden Oberfläche 5 weist das Einlege-Messelement 4 mindest einen Messkanaleingang 6 auf (vgl. 2). Bei mehreren Messkanaleingängen 6 befinden diese sich vorzugsweise entlang einer Geraden, wobei zu jedem Messkanaleingang 6 ein mit diesem kommunizierender Messkanal 7 in das Einlege-Messelement 4 integriert ist. Der Messkanal 7 kommuniziert dabei einenends, wie erwähnt, mit dem zugehörigen Messkanaleingang 6 und anderenends mit einem zugehörigen Messkanalanschluss 8. Ein Durchmesser des zumindest einen Messkanals 7 beträgt dabei wenigstens 0,8 mm. Vorzugsweise befinden sich dabei alle Messkanalanschlüsse 8 auf einer Seitenfläche 9 des Einlege-Messelements 4, wodurch an dieser Seitenfläche eine Bündelung der Messkanalanschlüsse 8 erfolgt. Denkbar ist hierbei, dass an jedem Messkanalanschluss 8 ein nicht gezeigter Metallstutzen vorgesehen ist, welcher einen Anschluss an einen ebenfalls nicht gezeigten Druckluftschlauch bzw. einen nicht gezeigten Sensor ermöglicht.On his, the outer skin geometry of the model element 2 complementary surface 5 has the insertion measuring element 4 at least one measuring channel input 6 on (cf. 2 ). With several measuring channel inputs 6 these are preferably along a straight line, with each measuring channel input 6 a measuring channel communicating with it 7 in the insertion measuring element 4 is integrated. The measuring channel 7 At the same time, as mentioned, it communicates with the associated measuring channel input 6 and at the other end with an associated measuring channel connection 8th , A diameter of the at least one measuring channel 7 is at least 0.8 mm. Preferably, all measuring channel connections are located in this case 8th on a side surface 9 of the insertion measuring element 4 , whereby on this side surface bundling of the measuring channel connections 8th he follows. It is conceivable that at each measuring channel connection 8th a not shown metal pipe is provided, which allows a connection to a compressed air hose also not shown or a sensor, not shown.

Im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Modellelementen, bei welchen ein durchgängiges Grundelement anschließend mit entsprechenden Messkanaleingängen 6 bzw. Messkanälen 7 versehen wird, bietet die erfindungsgemäße Lösung den wesentlichen Vorteil, dass sowohl die Messkanaleingänge 6 als auch die Messkanäle 7 und die Messkanalanschlüsse 8 in einem separat hergestellten Einlege-Messelement 4 vorgesehen sind und letzteres komplett in die Negativform 1 eingelegt und richtig positioniert wird, um anschließend beim Herstellen des Grundelements 3 fest mit diesem verbunden zu werden. Ein nachträgliches, schwieriges, aufwändiges und damit teures Anbringen von Messkanaleingängen 6, wie dies bei üblicherweise hergestellten Modellelementen erforderlich ist, kann dadurch entfallen, wodurch sich die Herstellung des erfindungsgemäßen Modellelements 2 deutlich vereinfacht und dadurch verbilligt.Compared to conventionally manufactured model elements, in which a continuous Basic element then with corresponding measuring channel inputs 6 or measuring channels 7 is provided, the solution of the invention has the significant advantage that both the measuring channel inputs 6 as well as the measuring channels 7 and the measuring channel connections 8th in a separately prepared insert measuring element 4 are provided and the latter completely in the negative mold 1 is inserted and positioned correctly, then at the time of making the primitive 3 to be firmly connected to this. A subsequent, difficult, complex and therefore expensive installation of measuring channel inputs 6 , as is required with commonly produced model elements, can be omitted, thereby increasing the production of the model element according to the invention 2 significantly simplified and therefore cheaper.

Um einen zuverlässigen Verbund zwischen dem Einlege-Messelement 4 und dem Grundelement 3 zu gewährleisten, weist das Einlege-Messelement 4 wenigstens eine strukturierte Seitenfläche 10 auf, über welche es mit dem Grundelement 3 verbunden ist. Die Strukturierung kann dabei beispielsweise in einer Zerklüftung, einem Fischgrätmuster oder einer andersartigen, rauen Oberfläche ausgeführt sein, welche einen zuverlässigen Verbund zwischen dem Einlege-Messelement 4 und dem Grundelement 3 gewährleistet.To ensure a reliable bond between the insert measuring element 4 and the primitive 3 to ensure the inlaid measuring element 4 at least one structured side surface 10 on what it is with the primitive 3 connected is. The structuring can be carried out, for example, in a fracture, a herringbone pattern or another, rough surface, which provides a reliable bond between the insertion measuring element 4 and the primitive 3 guaranteed.

Im folgenden soll ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung des Modellelements 2 kurz erläutert werden.The following is an inventive method for producing the model element 2 will be briefly explained.

In einem ersten Verfahrensschritt wird dabei, wie im herkömmlichen Verfahren, eine Negativform 1 aus handelsüblichem Kunststoffblockmaterial hergestellt, beispielsweise gefräst. Die Negativform 1 dient dabei als eine Art Schalung für das spätere, darin herzustellende Modellelement 2. Separat hierzu wird ein Einlege-Messelement 4 mit integrierten Messkanälen 7 sowie ebenfalls integrierten Messkanaleingängen 6 und Messkanalanschlüssen 8 hergestellt, wobei eine Seite 5 des Einlege-Messelements 4 exakt einer Außenhautgeometrie des Modellelements 2 an der späteren Einsatzstelle entspricht. Auf dieser Seiten-/Oberfläche 5 befinden sich, vorzugsweise längsangeordnet, die Messkanaleingänge 6. Die Abstände und die Positionen der Messkanaleingänge 6 können dabei abhängig von der durchzuführenden Windkanalmessung, nahezu beliebig auf der Fläche 5 angeordnet werden. Die Messkanäle 7 haben vorzugsweise einen Durchmesser von 0,8 mm und enden mit ihren den Messkanaleingängen 6 abgewandten Enden, gebündelt an der Seitenfläche 9, wodurch es möglich ist, entsprechende Steckverbindungen einzusetzen, an denen beispielsweise Druckschläuche angeschlossen werden, die Druckinformationen zu entsprechenden Sensoren weiterleiten. Auf zumindest einer Seitenfläche 10 ist eine strukturierte Oberfläche vorgesehen, welche im Vergleich zu einer glatten Oberfläche eine verbesserte Verbindung zwischen dem Grundelement 3 und dem Einlege-Messelement 4 gewährleistet.In a first method step is thereby, as in the conventional method, a negative mold 1 made of commercially available plastic block material, for example milled. The negative form 1 serves as a kind of formwork for the later model element to be produced therein 2 , Separately, this becomes an insertion measuring element 4 with integrated measuring channels 7 as well as integrated measuring channel inputs 6 and measuring channel connections 8th made with one side 5 of the insertion measuring element 4 exactly one outer skin geometry of the model element 2 at the later place of employment corresponds. On this page / surface 5 are located, preferably longitudinally arranged, the measuring channel inputs 6 , The distances and the positions of the measuring channel inputs 6 can depend on the wind tunnel measurement to be performed, almost arbitrarily on the surface 5 to be ordered. The measuring channels 7 preferably have a diameter of 0.8 mm and end with their the measuring channel inputs 6 opposite ends, bundled on the side surface 9 , whereby it is possible to use corresponding plug-in connections to which, for example, pressure hoses are connected, which forward pressure information to corresponding sensors. On at least one side surface 10 a structured surface is provided, which compared to a smooth surface an improved connection between the base element 3 and the insertion measuring element 4 guaranteed.

Ist das Einlege-Messelement 4 in der Negativform 1 richtig positioniert, so liegt die Oberfläche 5 desselben flächig an einer korrespondierenden Oberfläche der Negativform 1 an. Anschließend wird in die Negativform 1 um das Einlege-Messelement 4 herum ein Faser-Matrix-Verbund, bestehend aus Fasermaterial und Harz, vorzugsweise per Hand auflaminiert. Hierbei können jegliche Faserarten für Nasslaminate verwendet werden, z.B. Glasfasern, Kohlefasern und ähnliches. Die Faserverbundmaterialien bilden dabei das spätere Grundelement 3. Nach erfolgtem Laminieren lässt man das Grundelement 3 vorzugsweise ca. 12 h aushärten und erwärmt dieses anschließen für ca. 2 h auf 50°C, wodurch der Aushärtevorgang unterstützt wird. Anschließend wird das ausgehärtete Grundelement 3 mit dem darin eingebundenen Einlege-Messelement 4 aus der Negativform 1 entnommen und entgratet bzw. beschnitten.Is the insertion measuring element 4 in the negative form 1 positioned correctly, so lies the surface 5 the same flat on a corresponding surface of the negative mold 1 at. Subsequently, in the negative mold 1 around the inlay measuring element 4 around a fiber-matrix composite, consisting of fiber material and resin, preferably by hand laminated. Here, any type of fiber for wet laminates can be used, for example, glass fibers, carbon fibers and the like. The fiber composite materials form the later basic element 3 , After lamination, the base element is left 3 It is best to cure for approx. 12 h and then heat it up to 50 ° C for approx. 2 h, which will help to cure it. Subsequently, the hardened primitive 3 with the insertion measuring element incorporated therein 4 from the negative mold 1 removed and deburred or trimmed.

Zusammenfassend lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt charakterisieren:
Die Erfindung schlägt vor, ein Modellelement 2 aus einem separat vorgefertigten Einlege-Messelement 4 und einem Grundelement 3 auszubilden, wobei das Einlege-Messelement 4 das Grundelement 3 bezüglicher seiner Außenhautgeometrie ergänzt. Dazu wird das Einlege-Messelement 4 an einem vordefinierten Einsatzort in eine Negativform 1 gelegt und dort fixiert und anschließend das Grundelement 3 durch einen Faserverbundwerkstoff um das Einlege-Messelement 4 herum gebildet. Im fertig gestellten Zustand bilden das Grundelement 3 und das Einlege-Messelement 4 eine Einheit mit einer durchgehenden Außenhautgeometrie. Das Einlege-Messelement 4 ist dabei vorzugsweise im Rapid Prototyping-Verfahren hergestellt und weist integrierte Messkanäle 7 auf. Ein aufwändiges und dadurch teures, nachträgliches Anbringen von Messstellen an einem komplett vorgefertigten Modellelement kann dadurch entfallen, wodurch sich die Herstellung des erfindungsgemäßen Modellelements 2 vereinfacht und dadurch kostengünstiger gestaltet.In summary, the essential features of the solution according to the invention can be characterized as follows:
The invention proposes a model element 2 from a separately prefabricated insert measuring element 4 and a primitive 3 form, wherein the insertion measuring element 4 the basic element 3 with respect to its outer skin geometry. For this purpose, the insert measuring element 4 at a predefined location in a negative form 1 placed and fixed there and then the basic element 3 by a fiber composite material around the insertion measuring element 4 formed around. In the finished state form the basic element 3 and the loading measuring element 4 a unit with a continuous outer skin geometry. The insertion measuring element 4 is preferably produced in the rapid prototyping method and has integrated measuring channels 7 on. An expensive and thus expensive, subsequent attachment of measuring points on a completely prefabricated model element can be omitted, thereby producing the model element according to the invention 2 simplified and thereby made more cost-effective.

Claims (10)

Modellelement (2), insbesondere ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs, für den Einsatz in einem Windkanal, mit einem Grundelement (3) und zumindest einem, das Grundelement (3) bezüglich seiner Außenhautgeometrie ergänzenden Einlege-Messelement (4), wobei das Grundelement (3) als Faserverbundelement und das Einlege-Messelement (4) als separates Bauteil ausgebildet sind, wobei das Grundelement (3) und das Einlege-Messelement (4) eine Einheit bilden.Model element ( 2 ), in particular a body part of a motor vehicle, for use in a wind tunnel, with a basic element ( 3 ) and at least one, the basic element ( 3 ) with respect to its outer skin geometry complementary insertion measuring element ( 4 ), the basic element ( 3 ) as fiber composite element and the insert measuring element ( 4 ) are formed as a separate component, wherein the basic element ( 3 ) and the insertion measuring element ( 4 ) form a unit. Modellelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (3) eine Bindematrix und Glasfasern und/oder Kohlefasern aufweist, und/oder dass das Grundelement (3) im Laminier- oder im Autoklav-Verfahren hergestellt ist.Model element according to claim 1, characterized in that the basic element ( 3 ) has a binding matrix and glass fibers and / or carbon fibers, and / or that the basic element ( 3 ) is produced in a lamination or autoclave process. Modellelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlege-Messelement (4) im Rapid-Prototyping-Verfahren hergestellt ist, und/oder dass das Einlege-Messelement (4) im Stereolithographie-Verfahren hergestellt ist.Model element according to claim 1 or 2, characterized in that the insert measuring element ( 4 ) is produced in the rapid prototyping method, and / or that the insert measuring element ( 4 ) is produced by stereolithography method. Modellelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlege-Messelement (4) auf seiner, die Außenhautgeometrie des Modellelements (2) ergänzenden Oberfläche (5) zumindest einen Messkanaleingang (6) aufweist.Model element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the insert measuring element ( 4 ) on its, the outer skin geometry of the model element ( 2 ) complementary surface ( 5 ) at least one measuring channel input ( 6 ) having. Modellelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in das Einlege-Messelement (4) zumindest ein Messkanal (7) integriert ist, welcher einenends mit dem Messkanaleingang (6) und anderenends mit einem Messkanalanschluss (8) ver bunden ist, und/oder dass der zumindest eine Messkanal (7) einen Durchmesser von zumindest 0,5 mm aufweist.Model element according to claim 4, characterized in that in the insertion measuring element ( 4 ) at least one measuring channel ( 7 ), which is connected at one end to the measuring channel input ( 6 ) and at the other end with a measuring channel connection ( 8th ) is connected ver, and / or that the at least one measuring channel ( 7 ) has a diameter of at least 0.5 mm. Modellelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Messkanalanschluss (8) einen Metallstutzen zum Anschluss eines Druckluftschlauches aufweist.Model element according to claim 5, characterized in that the at least one measuring channel connection ( 8th ) has a metal nozzle for connecting a compressed air hose. Modellelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Einlege-Messelement (4) wenigstens eine strukturierte Seitenfläche (10) aufweist, über welche es mit Grundelement (3) verbunden ist.Model element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one insertion measuring element ( 4 ) at least one structured side surface ( 10 ), via which it has a basic element ( 3 ) connected is. Verfahren zur Herstellung eines Modellelements (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritte, Herstellen einer Negativform (1) des Modellelements (2), Separates Herstellen eines Einlege-Messelements (4), wobei eine Oberfläche (5) des Einlege-Messelements (4) komplementär zur Außenhaut-Geometrie des Modellelements (2) an der späteren Einsatzstelle ausgebildet ist, Einlegen des Einlege-Messelements (4) in die Negativform (1) an der vorbestimmten Einsatzstelle, Einbinden des Einlege-Messelements (4) in das Grundelement (3), Aushärten lassen des Grundelements (3), Ausformen und Entgraten des Modellelements (2).Method for producing a model element ( 2 ) according to one of claims 1 to 7, characterized by the following method steps, producing a negative mold ( 1 ) of the model element ( 2 ), Separately producing an insert measuring element ( 4 ), whereby a surface ( 5 ) of the insertion measuring element ( 4 ) complementary to the skin geometry of the model element ( 2 ) is formed at the later point of use, inserting the insert measuring element ( 4 ) in the negative form ( 1 ) at the predetermined point of use, incorporating the insertion measuring element ( 4 ) into the basic element ( 3 ), Allowing the primer to cure ( 3 ), Shaping and deburring the model element ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Modellelement (2) beim Aushärten erwärmt wird. Method according to claim 8, characterized in that the model element ( 2 ) is heated during curing. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbinden des Einlege-Messelements (4) und das Herstellen des Grundelements (3) durch Laminieren erfolgt, und/oder dass das Einlege-Messelement (4) im Rapid-Prototyping-Verfahren hergestellt wird.A method according to claim 8 or 9, characterized in that the incorporation of the insert measuring element ( 4 ) and making the primitive ( 3 ) is carried out by lamination, and / or that the insertion measuring element ( 4 ) is produced in the rapid prototyping process.
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