DE2659633A1

DE2659633A1 - Windkanalanlage

Info

Publication number: DE2659633A1
Application number: DE19762659633
Authority: DE
Inventors: Gennady Fedorovitsch Babkin; Geb Kruchinina Regina Belyaeva; Samuil Matusovitsch Gorlin; Isaak Isaevitsch Slezinger
Original assignee: NII MEKH MGU IM M V LOMONOSOVA
Current assignee: NII MEKH MGU IM M V LOMONOSOVA
Priority date: 1975-12-30
Filing date: 1976-12-30
Publication date: 1977-07-14
Also published as: DE2659633C3; JPS5536094B2; US4073188A; JPS52105401A; DE2659633B2

Description

Nauchno-Issledovatelsky Institut Mekhaniki MGU imeni M.V.Lomonosova

MOSKAU - UdSSR

Windkanalanlage

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Windkanalanlage zur Untersuchung von Fahrzeugen, mit den Gattungsmerkmalen des Hauptanspruches.

Diese Windkanalanlage ist zur Bestimmung von an den Kraftfahrzeugen angreifenden aerodynamischen Kräften und Momenten besonders geeignet.

Bekannt sind Windkanalanlagen zur Untersuchung von Kraftfahrzeugen (Zeitschrift ATA, 27, Nr. 3, 1974, S. 113), bei denen auf einem starren Unterbau aufeinanderfolgend in Richtung des Luftstromes Lauftrommeln mit Meßsystem und eine aerodynamische Waage montiert sind.

530-(P 67 645/2)-SdE

709828/0 2 R5

Die Lauftrommeln sind derart angebracht, daß ihre Auflageflächen, auf denen sich die Räder eines zu prüfenden Kraftfahrzeuges abstützen, sich in der Meßstrecke der Windkanalanlage in Höhe des Bodens befinden.

Die aerodynamische Waage enthält einen Rahmen, der mit seinen Stützrollen auf dem starren Unterbau gelagert ist. Auf diesem Rahmen ist auf hydraulischen Polstern eine Plattform angeordnet, auf die das zu untersuchende Kraftfahrzeug gestellt wird. Die Plattform ist über ein Hebelsystem mit Dynamometern verbunden, die an dem Rahmen angebracht sind. Das Hebelsystem und die Dynamometer bilden ein System zur Messung von aerodynamischen Kräften und Momenten. Der Rahmen ist zusammen mit der ünterstützungsplattform und dem Meßsystem für aerodynamische Kräfte und Momente auf dem Unterbau drehbar um die vertikale Achse zur Veränderung des Abdriftwinkels des Kraftfahrzeuges montiert.

Bei dieser bekannten Windkanalanlage sind die Lauftrommeln und die aerodynamische Waage längs der Meßstrecke auf Abstand voneinander angeordnet, was ihre Länge vergrößert. Diese relativ große Länge führt zu einer Zunahme der aerodynamischen Verluste, einer erhöhten Antriebsleistung der Windkanalanlage und damit zu hohen Betriebskosten. Außerdem ist es schwierig, in einer langen Meßstrecke einen gleichmäßigen Luftstrom über ihre ganze Länge aufrechtzuerhalten, was eine Verstellung der Prüfbedingungen und der Meßergebnisse gegenüber den natürlichen Verhältnissen ergibt.

Bekannt ist ferner eine aerodynamische Waage, in der die Plattform auf horizontalen Gliedern aufliegt, deren Enden mit den Enden von vertikalen Gliedern gelenkig verbunden sind, von denen das eine nach oben, das andere aber nach unten weist. Die entgegengesetzten Enden der vertikalen Glieder sind am Unterbau angelenkt. Die Plattform ist mit

709828/0285

am Unterbau befestigten Dynamometern mechanisch verbunden (vgl. Buch von Gorlin S. M. und Siesinger I. I. "Aerodynamische Messungen", Verl. Nauka, 1964, S. 404, Bild 6.3). In einer solchen Waage lassen sich aerodynamische Kräfte und Momente messen, die lediglich in der Horizontalebene wirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine diese Nachteile überwindende Windkanalanlage zu schaffen, bei der durch die konstruktive Ausführung der aerodynamischen Waage die Länge der Meßstrecke in der Windkanalanlage beträchtlich verringert ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Zweckmäßigerweise wird eines der vertikalen Glieder jedes horizontalen Gliedes über ein Hebelsystem mit einem am Unterbau befestigten Dynamometer verbunden=

Durch die Verbindung der vertikalen Glieder mit den Dynamometern können auf der aerodynamischen Waage nicht nur zwei Kräfte und ein Moment, die in der Horizontalebene wirken, gemessen werden, sondern es können auch Messungen der drei übrigen Komponenten der vollen aerodynamischen Kraft und des vollen aerodynamischen Moments vorgenommen werden.

Es ist zweckmäßig 9 den Verbindungspunkt des Rahmens mit jedem horizontalen Glied bezüglich seiner Mitte zu verlagern und die vertikalen Glieder verschieden lang auszubilden, wobei ihre Längen ausgehend von dem Verhältnis

a _b_ L

= 0,01 ... 0,1

709828/0285

gewählt werden, worin bedeuten:

a, b - Abstände von dem Verbindungspunkt des horizontalen Gliedes mit dem Rahmen bis zum Verbindungspunkt dieses Gliedes mit dem entsprechenden vertikalen Glied,

L, 1 - Längen der vertikalen Glieder.

Die Wahl der Längen der vertikalen Glieder und der Abschnitte des horizontalen Gliedes ausgehend von dem angegebenen Verhältnis gewährleistet eine Verminderung von Meßfehlern bei der Änderung der Temperaturverhältnisse in der Windkanalanlage.

Durch die verschiedene Länge der vertikalen Glieder erhöht sich die Empfindlichkeit der aerodynamischen Waage bei der Messung der horizontalen Komponenten der aerodynamischen Kraft und des Momentes.

Auf der Plattform kann eine Bühne angebracht werden, die bezüglich dieser Plattform geneigt werden kann, was Versuche mit Fahrzeugen bei verschiedenen Winkeln zwischen ihrer Längsachse und der Strömungsrichtung, die unterschiedlichen Belastungen der Vorder- und Hinterräder entsprechen, ermöglicht.

Der Windkanal gemäß der Erfindung hat eine verhältnismäßig geringe Länge der Meßstrecke und gewährleistet die Messung aller sechs Komponenten der aerodynamischen Kräfte und Momente in einem gleichmäßigen Luftstrom. Außerdem sind die Erstellungs- und Betriebskosten aufgrund der geringeren Antriebsleistung gegenüber bekannten Windkanalanlagen niedriger.

709828/0285

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt einer Windkanalanlage;

Fig. 2 eine erste Ausführung der Plattform als vergrößerter Ausschnitt I in Fig. 1;

Fig. 3 die Plattform nach Fig. 2 in Draufsicht;

Fig. 4 einen Querschnitt der Plattform längs der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 einen Rahmen der aerodynamischen Waage und

seine Verbindung mit dem Unterbau in schematischer perspektivischer Darstellung;

Fig. 6 Lauftrommein und den Rahmen der aerodynamischen Waage in axonometrischer Darstellung;

Fig. 7 eine andere Ausführung der Plattform und ihre Verbindung mit dem Rahmen;

Fig. 8 die Plattform nach Fig. 7 in Draufsicht ohne Kraftfahrzeug;

Fig. 9 einen Schnitt durch ein Einzelteil der Plattform nach Fig. 7, längs der Schnittlinie IX-IX in Fig. 8.

Die in Fig. 1 dargestellte Windkanalanlage zur Untersuchung von Fährzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen,

709828/02 85

enthält: Ein System 1 von Kanälen A, B, C, D, E, P, das auf einem Unterbau 2 montiert ist. Ein Gebläse 3 mit Antrieb H erzeugt einen Luftstrom in den Kanälen. In einer Meßstrecke

5 des Kanalsystems 1 kann ein Kraftfahrzeug zur Untersuchung gestellt werden. Die Meßstrecke 5 befindet sich zwischen den Kanälen C und D. Unter der Meßstrecke 5 sind Lauftrommeln 6, 6a und eine aerodynamische Waage 7 montiert.

Außerdem umfaßt die Windkanalanlage ein System von nicht dargestellten Kühlern und Heizaggregaten, zur Änderung der Temperatur des das Kraftfahrzeug umfließenden Luftstromes .

Wie aus Fig. 2 bis 4 ersichtlich, sind die Achse 8 der Lauftrommel 6 in einem auf dem Unterbau 2 starr befestigten Konsolträger 9 und die Achse 8a der Lauftrommel 6a in einem Konsolträger 10 gelagert, der auf am Konsolträger 9 ausgebildeten Führungen 11 abgestützt ist. Bei einer derartigen Anordnung der Lauftrommeln 6, 6a kann der Abstand zwischen den Achsen 8, 8a zur Prüfung von unterschiedlichen Kraftfahrzeugtypen verändert werden. Die Lauftrommeln 6, 6a sind mit einem Dynamometersystem verbunden, das eine für diesen Zweck geeignete Ausführung haben kann und in den Zeichnungen nicht abgebildet ist. Die Lauftrommeln 6 und 6a sind derart angebracht, daß ihre Auflageflächen, auf denen sich die Räder des Kraftfahrzeuges im Versuch abstützen, in der Meßstrecke der Windkanalanlage praktisch in Höhe ihres Bodens 12 liegen. Die Lauftrommeln

6 und 6a besitzen einen Drehantrieb und ein System zur Messung der Leistungskennlinien des Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt).

Die aerodynamische Waage 7 befindet sich im Bereich der Lauftrommeln 6 und 6a und enthält einen Rahmen 13 (Fig. 2 und 3)» der auf den Außenseiten der Lauftrommeln

709828/0285

6 und 6a angeordnet ist, und eine auf dem Rahmen montierte Plattform 14.

Der geschlossene Rahmen 13 besteht aus miteinander verbundenen Trägern, die geschlossene Ausnehmungen umgrenzen, in denen unter Ausbildung eines Spaltes die Lauftrommeln 6 und 6a untergebracht sind (Fig. 2, 3 und 5)·

Der Rahmen 13 ist mit dem Unterbau 2 mittels vier Antiparallelkurbelgetrieben 15a, 15b, 15c und 15d verbunden. Jedes Antiparallelkurbelgetriebe 15 enthält einen horizontalen Schwenkhebel 16 und vertikale Arme 17 und 18, von denen der eine nach oben und der andere nach unten weist. Auf die horizontalen Schwenkhebel 16 stützt sich über Gelenke 19 der Rahmen 13 mit seinen Kragstücken 20 ab. Der Verbindungspunkt (das Gelenk 19) des Rahmens 13 mit dem horizontalen Schwenkhebel 16 liegt außermittig. Der vertikale Arm 17 ist mit dem horizontalen Schwenkhebel 16 durch ein Gelenk 21 verbunden^ das sich in einem Abstand "a" vom Gelenk 19 befindet« Der vertikale Arm 18 ist mit dem horizontalen Schwenkhebel 16 über ein Gelenk 22 verbunden _s das sich in einem Abstand "b" von dem Gelenk 19 befindet» Hierbei werden die Abstände "a" und "b" derart gewählt, daß - > 1,5 ist.

ei

Die vertikalen Arme 17» die eine Länge L haben, sind durch Gelenke 23 mit dem Unterbau 2 verbunden. Die vertikalen Arme 18, die eine Länge 1 besitzen, sind durch Gelenke 2k mit Hebeln 25 verbunden. Die mit den vertikalen Gliedern l8 der Antiparallelkurbeln 15b und 15c verbundenen Hebel 25 sind mit ihren kurzen Armen am Unterbau 2 und mit den langen Armen an Stäben 26 angelenkt, die mit am Unterbau 2 befestigten Dynamometern 27b und 27c gelenkig verbunden sind.

Die mit den vertikalen Armen der Antiparallelkurbeln

709828/0285

15a und 15d verbundenen Hebel 25 sind mit ihren kurzen Armen am Unterbau 2 angelenkt, während sie mit ihren langen Armen über Stäbe 28 mit einem summierenden horizontalen Hebel 29 gelenkig verbunden sind, der mit seinem mittig angeordneten Gelenk über Vertikalstäbe 30 mit einem an dem Unterbau 2 angeschlossenen Dynamometer 31 in Verbindung steht.

Außerdem steht der Rahmen 13 über Stäbe 32 mit an dem Unterbau befestigten Dynamometern 33 und 33a in Verbindung.

Es ist auch möglich, den Rahmen 13 mit den Dynamometern 33 über ein Hebelsystem zu verbinden.

Darüberhinaus ist der Rahmen 13 über einen Stab 3^ und einen Winkelhebel 35 mit einem am Unterbau 2 befestigten Dynamometer 36 verbunden.

Die Lagerung des Rahmens 13 auf den Kurbelgetrieben 15, deren horizontale Schwenkhebel mit dem Hebelverhältnis — > 1,5 eingesetzt werden, ermöglicht, die auf die Dynamo-

meter 27b, 27c und 31 entfallende Belastung zu reduzieren, was die Konstruktion des Meßsystems vereinfacht und verbilligt.

Die Dynamometer 27b, 27c, 31, 33, 33a und 36 dienen zur Messung der Komponenten der vollen aerodynamischen Kraft und des vollen aerodynamischen Momentes. Das Dynamometer 36 dient zur Messung des Stirnwiderstandes "X" (Fig. 2). Die Dynamometer 27b, 27c und 31 dienen zur Messung des Auftriebs "Y", des Längsmomentes M und des Quermomentes

X.

M . Die Dynamometer 33 und 33a dienen zur Messung der Querkraft "Z" und des Abdriftmomentes M .

Damit die Dynamometer 27b, 27c und 31 vom Gewicht des Kraftfahrzeuges, des Rahmens 13 und der Plattform I¹I ent-

709828/0285

lastet sind, können sie mit dem Unterbau zusätzlich durch ein nicht dargestelltes Hebelsystem und Gegengewichte verbunden sein.

Um das übersetzungsverhältnis des Hebelsystems zu vergrößern und die Meßfehler bei der Messung der Temperaturverhältnisse in der Windkanalanlage zu vermindern, ist der Verbindungspunkt des Rahmens 13 mit jedem horizontalen Schwenkhebel 16, d. h. jedes Gelenk 19, gegenüber der Schwenkhebelmitte verlagert, und die Länge der vertikalen Arme 17 und wird ausgehend von der Beziehung

= 0,01 ... 0,1 (1)

gewählt, wobei a und b die Abstände von dem Gelenk 19 jeweils bis zu den Gelenken 21 und 22 der Verbindungspunkte des Schwenkhebels 16 mit den vertikalen Armen 17 und 18, L und 1 jeweils die Längen der vertikalen Arme 17 und 18 kennzeichnen.

Die geraden Linien in der Gleichung (1) bedeuten einen "absoluten" Wert, der hier so zu verstehen ist, daß im Falle, wenn der längere Arm vom Schwenkhebel 16 aus nach unten gerichtet ist, das Vorzeichen des Ausdrucks in dem

a b linken Teil der Formel positiv ist, d. h. γ > ^, wenn aber

der längere Arm vom Schwenkhebel 16 aus nach oben gerichtet ist, das Vorzeichen im linken Teil der Formel negativ ist,

j . a > b
d. h. γ < γ·.

Das Kriterium für die Wahl der genannten Beziehung

la b I

U- - £ = 0,01 ... 0,1 ist eine Verminderung von Meßfehlern bei der Messung der Kraft des Stirnwiderstandes des Kraftfahrzeuges, welche durch die Temperaturausdehnungen des Rahmens 13 hervorgerufen werden. Bei den Temperatur

709828/0285

ausdehnungen des Rahmens 13 verändert sich der Längsabstand "m" (Fig. 5) zwischen den Gelenkpunkten 19 der Auflagerung des Rahmens auf den Schwenkhebeln 16. Die Veränderung des Abstandes "m" bewirkt eine Schrägstellung der ursprünglich vertikalen Stäbe 17 und 18, durch die auf das Dynamometer die Komponente " Δ X" der Gesamtschwerkraft des Kraftfahrzeuges, der Plattform 14 und des Rahmens 13 zu wirken beginnt. Da das Gesamtgewicht die Kraft "X" des aerodynamischen Stirnwiderstandes des Kraftfahrzeuges um ein Vielfaches übersteigen kann, ist es notwendig, daß die angegebene Komponente "Λ X" im Vergleich mit der Kraft "X" vernachlässigbar klein ist. Die Größe der horizontalen Komponente "Δ Χ", die auf jedes der Gelenke 19 einwirkt, wird nach folgender Formel errechnet:

ΔΧ =

(2)

a + b

worin S die Verschiebung des Gelenkes 19 gegenüber der Lage, die der vertikalen Richtung der Stäbe 17 und 18 entspricht, und G einen Teil der auf das betreffende Gelenk entfallenden Gesamtkraft bedeuten.

In einer praktischen Ausführung der aerodynamischen Waage beträgt der Längsabstand "m" etwa 4 m und G etwa 2000 kp. Die Temperaturänderung des Stahlrahmens 13 mindestens um 10° kann eine Verschiebung der Gelenke der Antiparallelkurbeln 15 um einen Betrag in der Größenordnung von 0,5 mm bewirken. Bei der Hebellänge a + b = 500 mm ergibt

sich aus der Formel (2) = = 2 kp, und

damit führt die Bedingung (1) zu einer horizontalen Komponente

ΔΧ = 2 |o,Ol ... 0,l| = |0,02 ... 0,2J kp.

709828/0288

Die Größe "Λ X" stellt den Meßfehler bei der Messung der horizontalen Kraft dar. Wie aus der angeführten Berechnung zu ersehen ist, ist dieser Fehler im Vergleich zur maximalen Kraft des Stirnwiderstandes, welche die Größenordnung von hunderten kp hat, gering. Die Wahl der Parameter a, b, und L aus der Formel (1) gewährleistet die höchste Empfindlichkeit bei ausreichender Stabilität des Rahmens 13.

Der in Fig. 5 dargestellte Rahmen 13 ist in geschlossener Kontur ausgeführt. Es ist möglich, den in Fig. 6 dargestellten Rahmen 37 mit einem nicht geschlossenen Umriß auszuführen, wodurch die Trommel 6a auf eine verhältnismäßig große Entfernung bei der Änderung des Typs des zu prüfenden Kraftfahrzeuges verschoben werden kann.

Die Plattform 14 (Fig. 2) ist auf dem Rahmen 13 montiert, wozu auf dem letzteren Stützelemente 38 mit kegeligen Bohrungen vorgesehen sind, in welche an der Plattform 14 ausgeführte Kegelstifte 39 eingreifen. Die Plattform 14 besteht aus zwei Teilen 40 und 41, zwischen denen Wälzelemente 42 untergebracht sind. Die Wälzelemente 42 dienen zur Drehung des oberen Teils 41 bezüglich des unteren Teils 40. Als Antrieb für die Drehung kann ein geeigneter Antrieb verwendet werden. Eine derartige Drehung bezüglich der Vertikalachse ist bei den Prüfungen des Kraftfahrzeuges unter einem Winkel zur Richtung des Luftstromes notwendig.

Zur Abnahme der Plattform 14 für Prüfungen des Kraftfahrzeuges auf den Lauftrommeln 6 und 6a sind am unteren Teil der Plattform Laufräder 43 angebracht, die zur Verschiebung der Plattform 14 in auf dem Boden 12 ausgebildeten Führungen 44 dienen (Fig. 3).

Zur Verminderung des Stirnwiderstandes der Plattform 14 werden auf dem Boden 12 aus porösem Kunststoff oder einem

709828/028S

- «12 -

4H

anderen geeigneten Material bestehende Leitkörper 45 aufgesetzt. Diese Leitkörper grenzen an allen Seiten der Plattform an und werden bei der Abnahme der Unterstützungsplattform 14 entfernt.

Auf dem oberen Teil 42 der Plattform 14 ist eine Bühne schwenkbar gegenüber der Plattform 14 angeordnet und an einer im Teil 41 der Plattform 14 befestigten Horizontalachse 47 gelagert. Zur Schwenkung der Bühne in der Vertikalebene dient ein Schraubenmechanismus 48. Die Bühne 46 dient zur Lageänderung der Längsachse des Kraftfahrzeuges in Bezug auf die Horizontalebene.

Bei einer anderen Ausführung ist die Plattform 49 (Pig. 7, 8 und 9) auf dem Rahmen 13 mittels Stützelementen 50 angebracht, die aus Rillenrollen bestehen. Jedes Stützelement 50 sitzt auf einer Achse 51, die sich in einem auf dem Rahmen 13 befestigten Kragstück 52 befindet. An der Unterstützungsplattform 49 ist am Kreisumfang eine Führung 53 ausgebildet, die mit den Stützelementen 50 in Kontakt steht.

Zur Drehung der Plattform 49 gegenüber dem Rahmen 13 dient ein Antrieb 54 mit einem Schneckenrad 55, dessen Welle 56 in Lagern 57 in der Mitte der Plattform 49 angeordnet ist. Das Schneckenrad 55 steht mit einer Schnecke 58 in Eingriff, die über Zahnräder 59 mit einem auf der Plattform 49 angebrachten Elektromotor 60 in Verbindung steht.

Mit dem Schneckenrad 55 ist ein Lenker 61 starr verbunden, an dessen freiem Ende ein Stift 62 befestigt ist, der in eine Bohrung an einem auf dem Rahmen 13 befestigten Kragstück 63 eingreift.

709828/0285

Die zum Verschieben der Plattform 49 bei ihrer Wegnahme dienenden Laufräder 43 sind mit Hilfe von kinematischen Elementenpaaren 64 (Mutter - Schraube) heb- und senkbar angeordnet, die mit Hebeln 65 verbunden sind, an denen die Laufräder 43 montiert sind.

Auf der Plattform 49 ist eine Bühne 67 angeordnet, die um die Achse 68 mit Hilfe eines Schraubenpaares 69 geschwenkt werden kann. Die Punktion dieser Bühne ist die gleiche wie die der Bühne 46 in Fig. 2.

Die Windkanalanlage arbeitet wie folgt:

Auf den Lauftrommeln 6 und 6a wird das zu prüfende Kraftfahrzeug aufgestellt und der Antrieb 4 des Gebläses 3 eingeschaltet, das im System 1 der Kanäle A, B, C, D, E, P der Windkanalanlage einen Luftstrom erzeugt. Der Luftstrom umströmt das über die Räder auf den Auflageflächen der Lauftrommeln 6 und 6a abgestützte Kraftfahrzeug.

Danach wird der Motor des Kraftfahrzeuges und der Antrieb der Lauftrommeln 6 und 6a eingeschaltet. Die Umfangsgeschwindigkeit der Lauftrommeln wählt man derart, daß sie der Luftstromgeschwindigkeit in der Meßstrecke 5 der Windkanalanlage gleich ist, und das Meßsystem zur Bestimmung der Leistungskennlinien des Kraftfahrzeuges wird abgelesen. Die Leistung wird durch das Dynamometersystem der Lauftrommeln zusammen mit anderen Parametern (Strömungsgeschwindigkeit, Drehzahl der Lauftrommeln usw.) gemessen.

Zur Messung der auf das Kraftfahrzeug wirkenden aerodynamischen Kräfte wird das Kraftfahrzeug von den Lauftrommeln fortgerollt und die Plattform' 14 auf den Laufrädern 43 über die Führungsschienen 44 an dessen Stelle ge-

709828/0 2 85

rollt. Nachdem die Plattform 14 so angebracht ist, daß die Kegelstifte 39 über den Bohrungen der Stützelemente 38 zu stehen kommen, werden die Laufräder 43 angehoben. Hierbei senkt sich die Plattform 14 nach unten, derart, daß die Kegelstifte 38 in die Bohrungen der Stützelemente 38 spielfrei eintreten und den unteren Teil 40 der Plattform 14 in Bezug auf den Rahmen 13 fixieren.

Bei der Ausführung nach Fig. 7 wird die Plattform 49 in ähnlicher Weise über die Führungsschienen 44 auf den Laufrädern 43 verfahren, so, daß die Führung 53 sich über den Rollen 50 befindet, wonach mit Hilfe der kinematischen Elementenpaare 64 Mutter - Schraube der Hebel 65 verschwenkt wird. Hierbei werden die Laufräder 43 angehoben, die Plattform 49 senkt sich mit ihrer Führung 53 auf die Rollen 50 und wird mit dem Rahmen 13 mechanisch gekoppelt. Gleichzeitig greift der Stift 62 des Lenkers 6l in die Bohrung des auf dem Rahmen 13 befestigten Kragstückes 63 ein.

Nach dem Anbringen der Plattform 49 auf dem Rahmen 13 werden auf dem Boden 12 der Meßstrecke 5 der Windkanalanlage die Leitkörper 45 aufgesetzt, die aus leichten Schaumstoff platten zusammengesetzt werden.

Das Kraftfahrzeug wird auf die Bühne 67 der Unterstützungsplattform 49 über Auffahrrampen gerollt, die von den geneigten Abschnitten der Leitkörper 45 gebildet sind.

Um das Kraftfahrzeug unter einem gewünschten Winkel der Schräglage zur Strömungsrichtung in der Windkanalanlage einzustellen, schaltet man den Elektromotor 60 des Antriebs 54 ein. über das Zahnradgetriebe 59 setzt der Elektromotor die Schnecke 58 in Drehung, welche mit dem Schneckenrad 55

709828/0285

gekoppelt Ist. Da das entgegengesetzte Ende des Lenkers 61 mit seinem Stift 62 am Rahmen 13 befestigt ist, verhindert der Lenker die Drehung des Schneckenrades 55· Deshalb wird die Schnecke 58 beim Umlauf derselben um ihre Achse sich zusammen mit ihrer Achse bezüglich der Welle 56 des Schneckenrades 55 und folglich auch gegenüber dem Rahmen 13 drehen.

Zusammen mit den an der Plattform 49 befestigten Lagern der Schnecke 58 dreht sich mit der Welle 56 auch die Plattform 49 zusammen mit dem auf der Bühne 46 abgestellten Kraftfahrzeug. Soll der Anströmwinkel des Kraftfahrzeuges geändert werden» wird die Bühne 6j mit Hilfe des Schraubenpaares 69 gegenüber der Horizontalachse 68 verschwenkt.

Die am Kraftfahrzeug angreifenden aerodynamischen Kräfte werden mit Hilfe der Dynamometer 27b, 27c, 31, 33> 33a und 36 gemessen. Das Gewicht der Plattform 49, des Rahmens 13 und des Kraftfahrzeuges wird durch die Dynamometer 27b, 2Jc und 31 aufgenommen, die Hilfsvorrichtungen, z. B. Hebel und Gegengewichte aufweisen, welche die auf diese Dynamometer wirkenden Komponenten der Schwerkraft ausgleichen. Nachdem diese Vorrichtungen die Schwerkraft kompensiert haben, reagiert das Dynamometer 31 nur auf die aerodynamische Auftriebskraft "Y" und auf das aerodynamische Quermoment "M ", während die

2*

Dynamometer 27b und 27c auf die Komponenten Y, M und M reagieren.

Die Dynamometer 33 und 33a reagieren auf die aerodynamische Querkraft Z und das Abdriftmoment M , während das Dynamometer 36 auf die Kraft des Stirnwiderstandes X reagiert.

Somit geht aus der Beschreibung hervor, daß einige von den Dynamometern nicht auf eine, sondern auf zwei oder sogar drei Komponenten der vollen aerodynamischen Kraft und des

709828/02 85

2653633

- A6 -

vollen aerodynamischen Momentes reagieren. Zur Bestimmung der Werte jeder von den Komponenten sind einige einfache Berechnungen erforderlich. Diese Berechnungen sind zweckmäßigerweise einer elektronischen Rechenmaschine (ERM) zu übertragen, die auch zur Errechnung der entsprechenden aerodynamischen Koeffizienten benutzt werden kann. Zu diesem Zweck können die elektrischen Ausgangssignale sämtlicher Dynamometer zusammen mit den Signalen der Meßgeräte, welche zur Bestimmung der Strömungsgroßen in der Meßstrecke 5 der Windkanalanlage dienen, im Speieher der ERM oder in irgendeinem Zwischenspeicher registriert werden.

Aus der Beschreibung geht hervor, daß die erfindungsgemäße Windkanalanlage die Möglichkeit bietet, durch die Anordnung der Lauftrommeln und der aerodynamischen Waage in ein und derselben Zone die Länge der Meßstrecke der Windkanalanlage zu vermindern, wodurch die Baukosten derselben reduziert, die erforderliche Leistung des Antriebs, der Kühler und Erhitzer der Windkanalanlage herabgesetzt und die Betriebskosten der Windkanalanlage verringert werden.

Außerdem kann durch die Anbringung des Rahmens der aerodynamischen Waage auf Antiparallelkurbelgetrieben, deren horizontale Glieder gleichzeitig die Punktion eines der Hebel des Hebelsystems erfüllen, die Konstruktion der aerodynamischen Waage vereinfacht und verbilligt werden.

709828/0285

Leerseite

Claims

Ansprüche

l/ Windkanalanlage zur Prüfung von Fahrzeugen mit an einem unterbau montierten Lauftrommeln, deren Auflageflächen sich in der Meßstrecke praktisch in Höhe ihres Bodens befinden, und mit einer aerodynamischen Waage, deren Unterstützungsplattform in der Meßstrecke des Windkanals angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die aerodynamische Waage (7) im Bereich der Lauftrommeln (6, 6a) angeordnet ist und einen mit am Unterbau befestigten Dynamometern (33, 33a, 36) mechanisch gekoppelten Rahmen (13) aufweist, der an den Außenseiten der Lauftrommeln (6, 6a) etwas unterhalb ihrer Auflageflächen derart angeordnet ist, daß sich die Lauftrommeln (6, 6a) innerhalb des Rahmens befinden, und mit mindestens drei horizontalen Schwenkhebeln (16) in Verbindung steht, deren Enden über je einen nach oben und nach unten weisenden vertikalen Arm (17; 18) am Unterbau (2) angelenkt sind, wobei die Plattform (14) auf dem Rahmen (13) während der Prüfung des Fahrzeuges auf der aerodynamischen Waage (7) drehbar um die Vertikalachse gelagert und zur Fahrzeugprüfung auf den Lauftrommeln (6, 6a) abnehmbar ist.
2. Windkanalanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der vertikalen Arme (18) eines jeden horizontalen Schwenkhebels (16) über ein Hebelsystem (25) mit einem am Unterbau (2) befestigten Dynamometer (27b, 27c, 3D verbunden ist.
3. Windkanalanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt der Verbindung des Rahmens (13) mit jedem Schwenkhebel (16) außermittig liegt, und daß die vertikalen Arme I₁IT, 18) verschiedene Längen aufweisen, entsprechend

709828/0285

der Beziehung

= 0,01 ... 0,1,

worin bedeuten:

Abstände von dem Verbindungspunkt des horizontalen Gliedes (16) mit dem Rahmen (13) bis zu den Verbindungspunkten dieses Gliedes mit dem entsprechenden vertikalen Glied (17, 18);

L, 1 - Längen der vertikalen Glieder (17, 18).
4. Windkanalanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Plattform (14) eine Bühne (46) mit verstellbarer Neigung angebracht ist.

709828/028 5