DE102014116841A1 - Konturvariationsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Konturvariationsvorrichtung (10) für die Variation einer aerodynamisch wirksamen Außenkontur (110) eines Bauteilmodells (100), aufweisend zumindest zwei voneinander separat mit Fluid aufpumpbare Fluidkammern (20).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Konturvariationsvorrichtung für die Variation einer aerodynamisch wirksamen Außenkontur eines Bauteilmodells sowie ein Bauteilmodell mit einer derartigen Konturvariationsvorrichtung.
  • Es ist bekannt, dass im Bereich der Fahrzeugentwicklung der Entwurf und die Veränderung von Außenkonturen von Bauteilen oder ganzen Fahrzeugen entscheidende Bedeutung mit sich bringen. So ist es hier möglich, durch kleine Veränderungen große Unterschiede in der aerodynamisch wirksamen Außenkontur hinsichtlich der aerodynamisch wirkenden Parameter zu erzielen. In üblicher Weise wird dies dadurch gewährleistet, dass Bauteilmodelle oder ganze Fahrzeugmodelle in einem Windkanal überprüft werden und auf diese Weise messtechnisch aerodynamische Parameter bestimmt werden können. Um nun in einem solchen Messschritt Veränderungen durchführen zu können, sind üblicherweise sogenannte Clay-Modelle vorgesehen, welche ein verformbares Material, zum Beispiel Industrieplastilin oder ähnliche Werkstoffe, aufweisen. Mit solchen Clay-Modellen kann nun im Windkanal am jeweiligen Bauteilmodell bzw. an einem Fahrzeugmodell eine Veränderung durch Aufbringen oder Abtragen von derartigem Material zur Verfügung gestellt werden. Anschließend kann in einer erneuten Messung die Veränderung mit dieser geometrischen Variation anhand einer Veränderung von aerodynamischen Parametern messtechnisch bestimmt werden.
  • Nachteilhaft beim bekannten Vorgehen ist es, dass es sehr aufwendig ist, mit mechanischer Bearbeitung Material aufzutragen und abzutragen. Ein weiterer Nachteil ist es, dass auf diese Weise praktisch keine exakte Reproduzierbarkeit gegeben ist, da trotz genauer Modellbildung beim Auftragen und Abtragen des zusätzlichen Materials ein Rückschritt einer durchgeführten Veränderung nicht exakt möglich ist. Nicht zuletzt ist nachteilhaft, dass es sehr zeitaufwendig ist, mit hoher Genauigkeit die einzelnen Außenkonturabschnitte entsprechend neu zu modellieren. Weiter kann auf diese Weise eine Verschmutzung des Bodens innerhalb des Windkanals oder anderer Abschnitte des Bauteilmodells durch abgeschabtes oder aufgebrachtes Material erfolgen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Aerodynamikentwicklung eines Bauteilmodells zu verbessern.
  • Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Konturvariationsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Bauteilmodell mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bauteilmodell und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist eine Konturvariationsvorrichtung für die Variation einer aerodynamisch wirksamen Außenkontur eines Bauteilmodells ausgebildet. Hierfür weist die Konturvariationsvorrichtung zumindest zwei voneinander separat mit Fluid aufpumpbare Fluidkammern auf.
  • Eine Konturvariationsvorrichtung dient also dazu, eine Variation einer Außenkontur des Bauteilmodells zur Verfügung zu stellen, welche aerodynamisch wirksam ist. Je nach tatsächlicher späterer Nutzung des Bauteilmodells ist dies üblicherweise eine nach außen zeigende Oberfläche dieses Bauteilmodells bzw. eines Fahrzeugs. So können beispielsweise die Außenhaut eines Fahrzeugs oder aerodynamische Bauteile wie Spoiler oder Schweller als Bauteilmodelle im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Die entsprechende Oberfläche wird bei der Bewegung des Fahrzeugs und damit auch des Bauteilmodells mit Luft überstrichen, so dass hier ein Strömungswiderstand bzw. eine Strömungsleitfunktion existiert. In einer Messsituation in einem Windkanal kann nun dieses Bauteilmodell hinsichtlich seiner aerodynamischen Parameter bestimmt bzw. optimiert werden.
  • Erfindungsgemäß entscheidend ist es, dass die Konturvariationsvorrichtung die Variation dieser Außenkontur durch zumindest zwei voneinander separat mit Fluid aufpumpbare Fluidkammern erfüllt. Die Konturvariationsvorrichtung bietet also eine Einheit, welche Teil des Bauteilmodells sein kann oder separat von diesem ausgebildet auf dem Bauteilmodell befestigt wird. Diese Einheit der Konturvariationsvorrichtung ist mit zwei voneinander getrennten Fluidkammern versehen, die dementsprechend getrennt voneinander aufpumpbar sind. Somit kann bei exakt zwei Fluidkammern die Konturvariationsvorrichtung insgesamt vier unterschiedliche Außenkonturen zur Verfügung stellen. Dabei handelt es sich um komplett leere Fluidkammern, komplett gefüllte Fluidkammern oder jeweils eine der beiden Fluidkammern im aufgepumpten Zustand. Da die beiden Fluidkammern sich üblicherweise noch an unterschiedlichen Positionen der Konturvariationsvorrichtung, und damit auch des Bauteilmodells befinden, können insgesamt bei dieser Variation sogar vier unterschiedliche Außenkonturen des Bauteilmodells erzeugt werden.
  • Ein entscheidender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass die Variation der Außenkontur schnell vonstattengehen kann. So reicht es aus, die jeweilige Fluidkammer aufzupumpen und mit Fluid zu füllen oder das Fluid abzulassen, um eine Variation der Außenkontur zur Verfügung zu stellen. Durch die definierte Geometrie der jeweiligen Fluidkammer im aufgepumpten Zustand sowie im vollständig entleerten Zustand ist auch eine eindeutige und vor allem exakte Reproduzierbarkeit einzelner Zustände der Außenkontur gegeben. Mit anderen Worten kann ein hoher Zeitgewinn und gleichzeitig auch eine Reduktion der Nachteile bekannter Verfahren zur Verfügung gestellt werden. Nicht zuletzt kann auf diese Weise sogar eine direkte Verknüpfung mit CAD-Modellen erfolgen, um eine Korrelation zwischen einer Computersimulation, zum Beispiel mit einer CFD-Software, und der realen Bestimmung in einem Windkanal zur Verfügung zu stellen.
  • Fluidkammern im Sinne der vorliegenden Erfindung sind grundsätzlich mit jeder Form von Fluid befüllbar und entleerbar, um zwischen einem entleerten und einem aufgepumpten Zustand wechseln zu können. Dabei können Gase verwendet werden, insbesondere Luft als kompressibles Fluid. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass inkompressible Fluide, zum Beispiel Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, eingesetzt werden, um in entsprechender Weise ein Aufpumpen und ein Entleeren der einzelnen Fluidkammern zur Verfügung stellen zu können.
  • Für eine Konturvariationsvorrichtung, welche als vom Bauteilmodell separate Einheit ausgebildet ist, kann eine später noch näher erläuterte Bauteilschnittstelle zur Verfügung gestellt werden, um ein Befestigen in Form von einem Kleben, Schweißen, Saugen oder einem Einstecken in entsprechend weiches Oberflächenmaterial des Bauteilmodells zur Verfügung stellen zu können.
  • Für eine erfindungsgemäße Verwendung der Konturvariationsvorrichtung ist somit ein Einsatz in einem Windkanal denkbar, wobei eine Variation der aerodynamisch wirksamen Außenkontur des Bauteilmodells sogar inline, also während der Messung durchgeführt werden kann. So kann neben dem Zeitgewinn beim Anbringen und Variieren auch ein Zeitgewinn der tatsächlichen Messzeit zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere ist es möglich, auf diese Weise in kürzester Zeit eine sehr hohe Anzahl unterschiedlicher Außenkonturen messtechnisch zu bestimmen und anschließend zu bewerten.
  • Nicht zuletzt kann eine Konturvariationsvorrichtung selbst Sensoren aufweisen, um in den einzelnen Fluidkammern und/oder an der Außenhaut der Konturvariationsvorrichtung entsprechende Informationen hinsichtlich aerodynamischer Parameter zu sammeln. Solche aerodynamischen Parameter können zum Beispiel ein Staudruck oder eine Fluidgeschwindigkeit bzw. eine Wirbelablösungswahrscheinlichkeit sein. Auch andere Parameter, wie zum Beispiel Reynoldszahlen oder Temperaturen, können auf diese Weise bestimmt werden. Somit kann eine erfindungsgemäße Konturvariationsvorrichtung zusätzlich auch eine Sensorfunktion bzw. eine Messfunktion zur Verfügung stellen.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung die zumindest zwei Fluidkammern identische oder im Wesentlichen identische Geometrien im aufgepumpten Zustand aufweisen. Mit anderen Worten sind vorzugsweise alle Fluidkammern identisch oder im Wesentlichen identisch ausgebildet, so dass eine besonders einfache und kompakte Schichtung bzw. Packung, also geometrisch dreidimensionale Korrelationsanordnungen der einzelnen Fluidkammern zueinander, möglich ist. Dies führt dazu, dass möglichst wenig Leerraum zwischen den einzelnen Fluidkammern im aufgepumpten Zustand zur Verfügung gestellt wird, so dass in definierter Weise auch ein Gegendruck gegen einen hohen Staudruck außen anliegender Luftströmung von der Konturvariationsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden kann. Ein weiterer Vorteil von gleichen oder im Wesentlichen gleichen Geometrien der Fluidkammern ist es, dass bei der Zusammenstellung der tatsächlichen Geometrie und des Aufbaus der Konturvariationsvorrichtung auf ein oder wenige Standardbauteile zurückgegriffen werden kann. Damit kann die Konturvariationsvorrichtung kostengünstig, einfach und schnell an den jeweils notwendigen Einsatzzweck bzw. die jeweils notwendige Variationsbreite hinsichtlich unterschiedlicher Variationsmöglichkeiten der Außenkontur des Bauteilmodells angepasst werden.
  • Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung die zumindest zwei Fluidkammern einen runden Querschnitt aufweisen, insbesondere zylindrisch oder kugelförmig ausgebildet sind. Ein runder Querschnitt führt zu einem verbesserten Druckverhalten und kann insbesondere bei reduziertem Materialaufwand höhere Innendrücke in den Fluidkammern gewährleisten. Je höher der Innendruck der Fluidkammer ausbildbar ist, umso formstabiler findet die Variation der Außenkontur des Bauteilmodells statt. Selbstverständlich sind jedoch auch andere, insbesondere gut stapelbare, regelmäßige Querschnitte für die Fluidkammern denkbar. Zum Beispiel sind Wabenstrukturen, sechseckige oder achteckige Querschnitte im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar. Die Querschnitte der Fluidkammern sind dabei vorzugsweise auf eine kompakte Packung der einzelnen Fluidkammern relativ zueinander ausgelegt. Dabei können die einzelnen Fluidkammern, wie dies später noch erläutert wird, sowohl eigenständige als auch gemeinsame Wandungen aufweisen. Mit anderen Worten wird eine flexible Schichtung der einzelnen Fluidkammern zueinander bei der Erzeugung der Konturvariationsvorrichtung grundsätzlich möglich. Weiter ist darauf hinzuweisen, dass selbstverständlich auch unterschiedliche Fluidkammern mit gleichen Querschnitten oder auch unterschiedliche Fluidkammern mit unterschiedlichen Querschnittsformen in ein und derselben Konturvariationsvorrichtung grundsätzlich einsetzbar sind.
  • Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung jede der zumindest zwei Fluidkammern wenigstens abschnittsweise, insbesondere vollständig, von einer eigenständigen Wandung umgeben ist, welche von einer Wandung einer benachbarten Fluidkammer getrennt ausgebildet ist. Insbesondere sind alle Fluidkammern mit eigenständigen Wandungen versehen, so dass separat und mit hoher Flexibilität einzelne Fluidkammern miteinander zu einer Konturvariationsvorrichtung kombiniert werden können. Dies führt weiter dazu, dass beim Defekt, zum Beispiel einer Undichtigkeit, einer der Fluidkammern diese einfach und kostengünstig ausgetauscht werden kann. Nicht zuletzt ist auf diese Weise jede der Fluidkammern als Standardbauteil herstellbar, was die Kosten für die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung deutlich reduziert. Solche Fluidkammern können selbstverständlich einen gemeinsamen Abschnitt aufweisen, insbesondere können alle Fluidkammern jeweils eine Schnittstelle aufweisen, um eine Anbindung an eine Verteilvorrichtung bzw. einen Kompressor zu erlauben. Dabei können die einzelnen Fluidkammern selbst Einlassventile für ein Öffnen und Schließen des Zugangs zur jeweiligen Fluidkammer aufweisen. Auch ist es denkbar, dass eine separate Verteilvorrichtung diese Ventilfunktionen übernimmt.
  • Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung jede der zumindest zwei Fluidkammern wenigstens abschnittsweise, insbesondere vollständig, von einer gemeinsamen Wandung umgeben ist, welche mit einer Wandung einer benachbarten Fluidkammer einstückig ausgebildet ist. Dabei handelt es sich grundsätzlich um eine alternative Ausführungsform zur voranstehend beschriebenen. Jedoch ist auch eine Kombination beider Ausführungsvarianten grundsätzlich denkbar. Durch das Aufteilen von Fluidkammern mit einer gemeinsamen Wandung können Material und Gewicht gespart werden. Darüber hinaus werden Abstände zwischen den Fluidkammern reduziert bzw. sogar im Bereich der gemeinsamen Wandung vollständig eliminiert. Gleichzeitig findet auf diese Weise eine Stabilisierung benachbarter Kammern dadurch statt, dass eine der Fluidkammern aufgepumpt wird. Nicht zuletzt kann in einem solchen Fall die jeweilige gemeinsame Wandung eine Trägerstruktur zur mechanischen Stabilisierung aufweisen, wie sie später noch näher erläutert wird. Selbstverständlich kann eine solche Tragstruktur auch zwischen separaten eigenständigen Wandungen vorgesehen sein, wie sie bereits erläutert worden sind.
  • Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung eine Befestigungsschnittstelle zur Befestigung an dem Bauteilmodell vorgesehen ist. Eine solche Befestigungsschnittstelle kann zum Beispiel Krallen oder Klauen aufweisen, um in ein sogenanntes Clay-Modell eines Bauteilmodells eingesteckt zu werden. Auch andere formschlüssige Befestigungsmöglichkeiten sind im Sinne der vorliegenden Erfindung als Befestigungsschnittstelle denkbar. Auch eine reversible Befestigung durch ein Anhaften, Kleben oder Saugen kann im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich sein.
  • Weiter ist es von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung eine mechanische Tragstruktur ausgebildet ist für eine mechanische Unterstützung der zumindest zwei Fluidkammern im aufgepumpten Zustand. Diese mechanische Tragstruktur dient zur mechanischen Stabilisierung, insbesondere bei von außen einwirkenden aerodynamischen Kräften. Entsteht beispielsweise durch das Entlangströmen eines Fluidstroms an der Außenseite der Konturvariationsvorrichtung ein Staudruck oder eine andersgeartete Einwirkung einer Kraft auf die Konturvariationsvorrichtung, so kann diese nun zumindest teilweise durch die mechanische Tragstruktur abgetragen werden. Dies führt dazu, dass die einzelnen Wandungen der Fluidkammern keine oder nur eine geringe mechanische Stabilität aufweisen können. Dabei können die einzelnen Bestandteile der Tragstruktur miteinander gelenkig verbunden sein, um durch ein Aufblasen der Fluidkammern entfaltet zu werden. Eine solche Tragstruktur wird damit also indirekt durch das Aufpumpen der Fluidkammern ebenfalls aufgepumpt. Eine solche Tragstruktur kann separat von den einzelnen Fluidkammern ausgebildet sein, oder zumindest abschnittsweise in die Wandungen der Fluidkammern eingebettet sein.
  • Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung eine Messeinheit für eine Druckmessung in den einzelnen Fluidkammern ausgebildet ist. Eine solche Messvorrichtung kann Teil der einzelnen Fluidkammern sein oder separat von diesen ausgebildet sein. Auf diese Weise lässt sich bestimmen, welcher tatsächliche Innendruck in der jeweils aufgepumpten Fluidkammer vorherrscht. Diese Information kann gespeichert werden, um später eine entsprechende Reproduktion mit dem identischen Innendruck in der jeweiligen Fluidkammer für eine Messung zur Verfügung zu stellen. Der Innendruck kann jedoch auch während der Durchführung einer Messung im Windkanal überwacht werden, so dass eine Erhöhung des Innendrucks durch eine Vergrößerung eines außen an der Fluidkammer anliegenden Staudrucks auf diese Weise wahrgenommen werden kann. Damit wird es möglich, eine zusätzliche Messfunktion zur Verfügung zu stellen, ohne zusätzlich Sensoren zu benötigen.
  • Eine erfindungsgemäße Konturvariationsvorrichtung lässt sich dahingehend weiterbilden, dass die zumindest zwei Fluidkammern wenigstens abschnittsweise von einer Spannhaut umgeben sind, für eine Ausbildung einer glatten Oberfläche im aufgepumpten Zustand wenigstens einer Fluidkammer. Dafür ist die Spannhaut vorzugsweise elastisch bzw. flexibel verformbar ausgebildet. Die Spannhaut weist dabei eine geometrische Erstreckung auf, welche auch bei komplett entleerten Fluidkammern eine glatte oder im Wesentlichen glatte Oberfläche zur Verfügung stellt. Die Flexibilität bzw. die Elastizität der Spannhaut ist derart ausgebildet, dass sie eine elastische Verformung zwischen komplett entleerten Fluidkammern und komplett aufgepumpten Fluidkammern zulässt. In allen Zuständen ist eine elastische Vorspannung in der Spannhaut gegeben, so dass die durch die Spannhaut zur Verfügung gestellte Oberfläche glatt und faltenfrei ausgebildet wird.
  • Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Bauteilmodell zur Bestimmung aerodynamischer Parameter mit einer aerodynamisch wirksamen Außenkontur. Diese aerodynamisch wirksame Außenkontur ist wenigstens abschnittsweise durch eine erfindungsgemäße Konturvariationsvorrichtung ausgebildet. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Bauteilmodell die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Konturvariationsvorrichtung erläutert worden sind. Ein solches Bauteilmodell kann selbstverständlich auch ein Fahrzeugmodell sein. Die Außenkontur schließt demnach die Konturvariationsvorrichtung mit ein bzw. wird in diesem Abschnitt von der Konturvariationsvorrichtung gebildet.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann eine Messvorrichtung sein, welche zusätzlich zu einem erfindungsgemäßen Bauteilmodell noch einen Kompressor und ein Verteilersystem aufweist, um durch eine entsprechende Kontrolleinheit ein gezieltes und separates und eigenständiges Aufpumpen und Entleeren einzelner Fluidkammern zu ermöglichen. Dabei kann ein solches Verteilersystem jeweils ein Absperrventil für jeweils eine Fluidkammer aufweisen. Damit kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein entsprechendes Verfahren durchgeführt werden, bei welchem in einem ersten Schritt über definierte Ventilöffnung und Ventilschließung in einer Verteilervorrichtung Fluidkammern ausgewählt werden. Anschließend kann mithilfe eines Kompressors Fluid, insbesondere Luft, durch die geöffneten Ventile in diese ausgewählten Fluidkammern eingepumpt werden. Dieses Aufpumpen erfolgt, bis ein definierter Enddruck bzw. Aufpumpdruck in der jeweils ausgewählten Fluidkammer erreicht wird. Anschließend wird diese Situation beibehalten und die messtechnische Durchführung einer Aerodynamikparameterbestimmung kann erfolgen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
  • 1 ein Bauteilmodell in Form eines Fahrzeugs mit einer Konturvariationsvorrichtung,
  • 2 die Ausführungsform der 1 mit einer veränderten Außenkontur,
  • 3 die Ausführungsform der 1 und 2 mit einer veränderten Außenkontur,
  • 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung,
  • 5 die Ausführungsform der 4 mit einer veränderten Außenkontur,
  • 6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung,
  • 7 die Ausführungsform der 6 mit einer veränderten Außenkontur und
  • 8 eine Ausführungsform einer Messvorrichtung mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Konturvariationsvorrichtung.
  • Die 1 bis 3 zeigen, wie ein Bauteilmodell 100 in Form eines Fahrzeugmodells in einem Windkanal platziert werden kann. Für die Messung wird ein Luftstrom von links nach rechts in den 1 bis 3 erzeugt. Bei dieser Ausführungsform ist eine Konturvariationsvorrichtung 10 mit einer Vielzahl von Fluidkammern 20 vorgesehen, welche hier unterschiedliche geometrische Formen aufweisen, jedoch alle mit einem runden Querschnitt 22. Die einzelnen Fluidkammern 20 sind hier zylindrisch ausgebildet, und die Konturvariationsvorrichtung 10 kann eine Variation der Außenkontur 110 im Bereich eines Spoilers zur Verfügung stellen. Um eine glatte Oberfläche für die Konturvariationsvorrichtung 10 zu gewährleisten, ist eine Spannhaut 50 in elastisch verformbarer Weise zur Verfügung gestellt. Die 1 bis 3 zeigen nun unterschiedliche Situationen, wobei in 1 alle Fluidkammern 20 im aufgepumpten Zustand vorliegen. Werden einige der Fluidkammern 20 entleert, so können nun die aerodynamischen Außenkonturen 110 gemäß der 2 und der 3 eingenommen werden. Dies kann auch während des Betriebs des Windkanals durchgeführt werden, so dass kein Stopp einer Messreihe mehr notwendig ist.
  • Die 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Konturvariationsvorrichtung 10 mit einer Vielzahl von Fluidkammern 20. Auch hier sind die Fluidkammern 20 mit identischen runden Querschnitten 22 ausgebildet, wobei alle Fluidkammern 20 in wesentlicher Weise identische Geometrien aufweisen. Die einzelnen Fluidkammern 20 sind mit eigenständigen Wandungen 24 versehen, wobei zwischen diesen Wandungen 24 eine gemeinsame mechanische Tragstruktur 30 vorgesehen ist. Diese Tragstruktur 30 weist Gelenke 32 auf, um sich an entsprechende aufgepumpte und entleerte Situationen der benachbarten Fluidkammern 20 anzupassen. Die Querschnitte 22 sind hier rund ausgebildet, so dass die einzelnen Fluidkammern 20 zylindrisch bzw. kugelförmig ausgebildet sein können. In 5 ist dargestellt, wie durch das Aufpumpen der Fluidkammer 20 in der zweiten Zeile am rechten Ende eine Veränderungen der Außenkontur 110 und damit der Spannhaut 50 zur Verfügung gestellt wird.
  • 6 und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Konturvariationsvorrichtung 10, welche sich von der Ausführungsform der 4 und 5 unter anderem dadurch unterscheidet, dass als Querschnitt 22 hier eine Wabenstruktur zur Verfügung gestellt wird. Darüber hinaus sind die einzelnen Fluidkammern 20 mit gemeinsamen Wandungen 24 versehen, welche insbesondere eine mechanische Verstärkung aufweisen. Auch hier kann durch ein Aufpumpen eine flexible und elastische Änderung der elastischen Spannhaut 50 erfolgen, wie dies der Unterschied zwischen den 6 und 7 zeigt.
  • Die 8 zeigt eine Messvorrichtung 200, welche über einen Kompressor 210 in einer Verteileinheit 220 über definierte Ventilschaltungen einzelne Fluidkammern 20 auswählen und aufpumpen kann. Über eine Messeinheit 40 kann der Innendruck in der jeweils ausgewählten Fluidkammer 20 überwacht werden und insbesondere auch eine Rückkopplung während der Messung durchgeführt werden.
  • Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (10)

  1. Konturvariationsvorrichtung (10) für die Variation einer aerodynamisch wirksamen Außenkontur (110) eines Bauteilmodells (100), aufweisend zumindest zwei voneinander separat mit Fluid aufpumpbare Fluidkammern (20).
  2. Konturvariationsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Fluidkammern (20) identische oder im Wesentlichen identische Geometrien im aufgepumpten Zustand aufweisend.
  3. Konturvariationsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Fluidkammern (20) einen runden Querschnitt (22) aufweisen, insbesondere zylindrisch oder kugelförmig ausgebildet sind.
  4. Konturvariationsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der zumindest zwei Fluidkammern (20) wenigstens abschnittsweise, insbesondere vollständig, von einer eigenständigen Wandung (24) umgeben ist, welche von einer Wandung (24) einer benachbarten Fluidkammer (20) getrennt ausgebildet ist.
  5. Konturvariationsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der zumindest zwei Fluidkammern (20) wenigstens abschnittsweise, insbesondere vollständig, von einer gemeinsamen Wandung (24) umgeben ist, welche mit einer Wandung (24) einer benachbarten Fluidkammer (20) einstückig ausgebildet ist.
  6. Konturvariationsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Befestigungsschnittstelle (26) zur Befestigung an dem Bauteilmodell (100) vorgesehen ist.
  7. Konturvariationsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische Tragstruktur (30) ausgebildet ist für eine mechanische Unterstützung der zumindest zwei Fluidkammern (20) im aufgepumpten Zustand.
  8. Konturvariationsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinheit (40) für eine Druckmessung in den einzelnen Fluidkammern (20) ausgebildet ist.
  9. Konturvariationsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Fluidkammern (20) wenigstens abschnittsweise von einer Spannhaut (50) umgeben sind, für eine Ausbildung einer glatten Oberfläche im aufgepumpten Zustand wenigstens einer Fluidkammer (20).
  10. Bauteilmodell (100) zur Bestimmung aerodynamischer Parameter mit einer aerodynamisch wirksamen Außenkontur (110), dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (110) wenigstens abschnittsweise eine Konturvariationsvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
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