DE3816124A1 - Windkanal-modelltraeger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Modellträger für Windkanalversuche, der sich aus einem das Modell auffnehmenden Sting und einem Tragelement sowie einem außerhalb des Windkanals angeordneten Hauptträger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zusammensetzt.

Bei Windkanalversuchen von Bauelementen der verschiedensten Art werden maßstabsgerechte Modelle an einem Träger in das Zentrum eines Windkanals eingebracht und dort unterschiedlich starken und temperierten Windströmun­ gen ausgesetzt. Hierzu sind eine Reihe von Ausführungsformen bekannt, die im wesentlichen auf einem geraden Modellträgerelement beruhen, dem zu seiner Positionierung in die verschiedenen Winkelstellungen der einzelnen Freiheitsgrade jeweils eigene Verstellvorrichtungen zugeordnet sind. Der Aufwand an Bauelementen und in der Bedienung ist sehr hoch, aber auch die Störanfälligkeit, insbesondere durch relativ schnell wechselnde Tempera­ turunterschiede.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Modellträger der eingangs genannten Art zu schaffen, der nicht nur in seiner Konzeption kompakt ausgebildet ist, so daß hohe Kräfte bei hohen Anblasgeschwindigkeiten aufgenommen werden können, sondern auch in seinen Verstelleinrichtungen vereinfacht und hohe Temperaturunterschiede problemlos aufgenommen werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele erläu­ tert und in den Figuren der Zeichnung skizziert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht im Teilschnitt des beschriebenen Ausführungs­ beispiel mit unterschiedlicher Winkelstellung des Modellsting;

Fig. 2 eine Draufsicht gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Frontansicht gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels mit verlängertem Modellträgerbogen.

Wie die Fig. 1 bis 3 veranschaulichen, ist auf einer Grundplatte oder einem Drehkranz 20 der Modellträger 100 angeordnet, der sich aus einem Hauptträger 10, einem Modellträger 11, einem Verstellwagen 12, einem Antrieb 13 für diesen und einem sogenannten Modellsting 17 zusammensetzt. Der Hauptträger 10 ist als Führungsbahn für den Modellträger 11 ausgebil­ det und in Dreipunktauflage auf der Grund- oder Drehplatte 20 befestigt. Die vorgenannten Bauelemente sind in Kompaktausführung gefertigt, was bei hohen Temperaturunterschieden besonders vorteilhaft ist, da dadurch Ausdehnungsschwankungen weitgehend minimiert werden und die Materialtem­ peratur leicht durch Einsatz von Gebläseanordnungen auf bestimmte Tempera­ turen gebracht und gehalten werden können.

Der Modellträger 11 ist nun auf einer Seite des den Hauptträger 10 umfas­ senden und auf bzw. an ihm ablaufenden Verstellwagens 12 befestigt. Auf der anderen Verstellwagenseite ist ein Antrieb 13 angeordnet, das heißt, ein Linear- oder Spindelantrieb ist mit dem Hauptträger 10 und dem Ver­ stellwagen 12 durch eine schwimmende Lagerung 13 a verbunden und führt dessen Verschiebung auf dem Hauptträger zur Ein- oder Verstellung des Modells 14 im Windkanal 15 durch. Der Antrieb ist am Hauptträger 10 und am Verstellwagen 12 mit je einem Gelenk pendelnd aufgehängt.

Dieser Verstellwagen 12 weist als Führungselemente 12 a zum reibungsarmen Ablauf auf bzw. an dem Hauptträger Gleitsteine oder Rollen auf, mit denen er sich beiderseits der Hauptträger-Seitenflächen und an dessen Oberfläche abstützt. Der Modellträger 11 ist an der dem Antrieb 13 gegenüberliegenden Seite angeschraubt. Hauptträger 10 und Modellträger 11 sind vorzugsweise als Hohlprofilelemente ausgebildet und gewährleisten so eine optimale Klimaanpassung.

Der vorzugsweise bogenförmig ausgeführte Modellträger 11 wird also vom Verstellschlitten 12 getragen und bildet in dem beschriebenen Ausführungs­ beispiel die "Verlängerung" der Krümmung des Hauptträgers 10. An seinem oberen Ende, das bereits im Windkanal 15 ist, mündet er in eine entspre­ chende Aufnahmepassung 24 des Modellstings 17, der mit einem modulartig ansetzbaren Antrieb 18 an seinem hinteren Ende versehen ist und an seinem vorderen Ende einen Aufnahmedorn 16 für das zu testende Modell 14 auf­ weist. In der Horizontalstellung des Modells 14 liegt dieses in der Ebene der Längsachse 22 des Windkanals 15, zu der die Achse 21 des Drehkranzes 20 senkrecht steht. Durch das auswechselbare Aufnahme-Paßstück 24 ist die Verwendung unterschiedlicher Modellstings 17 mit unterschiedlichen Model­ len ermöglicht. Der modulartig ansetzbare Stingantrieb 18 ist mit einer Bremseinrichtung und einer Positionsanzeige (nicht gezeichnet) versehen und führt die Verstellung des Modells um die Roll- bzw. Längsachse durch.

In dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Modellträger 11 über einen Halbbogen hinaus verlängert, wobei der verlängerte Bogen bis über die obere Windkanaldecke 15 a hinausgeführt ist und dort in einer eigenen Führung 25 reibungsarm abläuft. Diese Ausführungsform eignet sich ganz besonders für solche Versuche, in denen sehr hohe Luftkräfte, insbe­ sondere hohe Seitenkräfte und Seitenmomente bei hohen Anblasgeschwindig­ keiten aufgenommen werden müssen. Dadurch werden auch in extremen Testfäl­ len vibrationslose Modellmessungen ermöglicht.

In hochwertig ausgeführten Modellträgerkonzeptionen 100, so wie sie vorstehend beschrieben sind, werden alle Antriebseinrichtungen 13, 18 und 20 etc. sowie die Gebläseeinrichtungen (nicht gezeichnet) für den Modell­ träger und den Windkanal von einem Computer bzw. Mikroprozessor gesteuert. Belüftungsgebläse am Hauptträger und am Modellträger dienen der Sicher­ stellung eines schnellen Temperaturausgleichs.

Claims (9)

1. Modellträger für Windkanalversuche, der sich aus einem das Modell aufnehmenden Sting und einem Tragelement sowie einem außerhalb des Windkanals angeordneten Hauptträgers zusammensetzt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hauptträger (10) als Führungsbahn für den Modellträ­ ger (11) ausgebildet ist, der auf einer Seite eines den Hauptträger (10) umschließenden Verstellwagens (12) angeordnet ist, während auf der anderen Seite an diesen (12) ein Antrieb (13) angreift, der den Modell­ träger (11) zur Positionierung des Modells (14) im Windkanal (15) bewegt, wobei zur Verstellung des Modells (14) um die Rollachse (16) dem Modellsting (17) ein modulartig ansetzbarer Antrieb (18) mit Bremsein­ richtung und Positionsanzeige zugeordnet ist.

2. Modellträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptträger (10) in Dreipunktauflage auf einer Grundplatte oder auf einem Drehkranz (20), dessen Achse (21) senkrecht zur Längsachse (22) des Windkanals (15) steht, befestigt ist.

3. Modellträger nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hauptträger (10) und der Modellträger (11) als Hohlelemen­ te ausgebildet sind.

4. Modellträger nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß Hauptträger (10) und Modellträger (11) im Strahlbereich eines oder mehrerer Belüftungsgebläse liegen.

5. Modellträger nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß sich der Verstellwagen (12) beiderseits der Hauptträger-Sei­ tenflächen mit vier bis acht Führungselementen - beispielsweise Gleit­ steine oder Rollen (12 a) - und an den Unter- und Oberflächen des Haupt­ trägers (10) reibungsarm abstützt.

6. Modellträger nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Modellträger (11) bogenförmig ausgebildet ist und an seinem im Windkanal (15) liegenden Ende ein auswechselbares Paßstück (24) für die Verwendung unterschiedlicher Modellstings (17) bzw. Modelle (14) aufweist.

7. Modellträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (13) für den Verstellwagen (12) als Spindel- oder Linearantrieb ausgebildet ist, der - auf der dem Modellträger (11) gegenüberliegenden Seite - am Verstellwagen (12) schwimmend gelagert ist.

8. Modellträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Antriebseinrichtungen (13, 18, 20) und Gebläseeinrichtungen für den Windkanal (15) und den Modellträger (100) von einem Computer bzw. Mikroprozessor gesteuert werden.

9. Modellträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Modellträger (11) in seiner Kreisbogenform bis über die obere Windkanaldecke (15 a) hinausge­ führt ist und dort in einer Bogenführung (25) reibungsarm abläuft.