DE10106925B4 - Verfahren und Anordnung zur Durchführung eines Fahrzeug-Crash-Tests - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Durchführen eines Fahrzeug-Crash-Tests,
– wobei das Fahrzeug (1) zwischen seinen Vorderrädern angeordnete Verformungselemente aufweist, welche konstruktiv dazu vorgesehen sind, durch Verformung einen Teil der Anprallenergie aufzunehmen,
– und wobei das Fahrzeug (1) innerhalb einer Anlaufzone zu einem ein Mehrfaches des Fahrzeuggewichtes aufweisendes Hindernis (2) bewegt wird,
– dann mit einem äußeren, seitlich neben den Verformungselementen befindlichen Teil seiner Front gegen das Hindernis (2) geführt wird,
– und sich schließlich bis zum Stillstand innerhalb einer Auslaufzone (4) weiterbewegt, welche wenigstens so lang ist wie die Anlaufzone (3).

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung von Fahrzeug-Crash-Tests.
• Aus der Praxis ist es bekannt, zerstörungsbehaftete Untersuchungen an Fahrzeugen, insbesondere PKW's und LKW's vorzunehmen, wobei diese Untersuchungen als „Crash-Test" bezeichnet sind. Dabei können Gegenstände seitlich gegen das Fahrzeug geführt werden oder das Fahrzeug kann gegen ein Hindernis geführt werden, wobei hier abgesehen von vollständigen Frontalkollisionen auch Kollisionen mit lediglich einer Teilüberdeckung durchgeführt werden, beispielsweise mit einer Überdeckung von 40 %.
• Die Zeitschrift ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 100 (1998) Nr. 1 befasst sich auf den Seiten 8 bis 13 mit neuen Möglichkeiten der Unfallsimulierung. Die Versuche dienen jeweils dazu, die passive Fahrzeugsicherheit zu verbessern, wobei die Bewegung des Fahrzeugs bis zum Unfall von Interesse ist. Durch optische, ferngesteuerte Fahrzeugführung soll ermöglicht werden, möglichst präzise und reproduzierbar die Fahrzeuge bis zum Aufprall auf ein Hindernis zu führen. Diese Druckschrift zeigt erstens Umsturz- bzw. Überschlagversuche, bei denen das Fahrzeug jeweils mit einer Seite auf eine Rampe geführt wird, sowie zweitens Seiten-Aufprall-Kollisionen, bei denen ein Fahrzeug seitlich gegen ein zweites Fahrzeug geführt wird, und drittens Crashtests, in denen jeweils mehr als 50% der Fahrzeugfront gegen ein modellhaftes oder serienmäßiges zweites Fahrzeug geführt wird.
• Die Zeitschrift ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 95 (1993) Nr. 3 befasst sich auf den Seiten 116 bis 123 mit der Bedeutung des Überdeckungsgrades für die Realitätsnähe frontaler Offset-Crashs und beschreibt verschiedene Überdeckungsgrade und deren Bedeutung für die Verletzungsgefahr von PKW-Insassen. Dabei ist die Bewegung des Fahrzeugs bis zum Unfall sowie die Verformung der Fahrgastzelle von Interesse, also ebenfalls die passive Fahrzeugsicherheit.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches eine möglichst realitätsnahe Untersuchung des gesamten Unfallhergangs ermöglicht, und welche für einen Großteil der in der Praxis auftretenden Unfälle verlässliche Aussagen über die aktive Sicherheit des Fahrzeuges ermöglicht, sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Anordnung anzugeben.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst.
• Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, den Crash-Test mit einem sehr geringen Überdeckungsgrad durchzuführen, und die ungehinderte Bewegung des Fahrzeugs auch nach der Kollision bis zum Fahrzeugstillstand innerhalb einer entsprechend groß bemessenen Auslaufzone zu ermöglichen.
• In der Praxis ergeben sich nämlich viele Unfälle mit einer sehr geringen Überdeckung, wie die sogenannten Gegenverkehrskollisionen, die beispielsweise hervorgerufen werden können, wenn ein Fahrzeugführer abgelenkt ist und unmerklich über die Mittellinie der Fahrbahn auf die Gegenfahrbahn gerät. Dadurch, dass in vielen Fällen der Unfallpartner noch reagieren kann und dass die langsame seitliche Bewegungskomponente ohnehin zu einer geringen Überdeckung der beiden kollidierenden Fahrzeuge führt, wird vergleichsweise wenig kinetische Energie auf das Hindernis übertragen.
• Das Fahrzeug fährt daher im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens entweder geradlinig oder mit einer oder mehreren Krei selbewegungen am Hindernis vorbei und benötigt eine im Vergleich zu anderen Crash-Tests sehr lange Auslaufzone, um einen zweiten Anprall des Fahrzeuges, diesmal gegen eine Umzäunung des Crash-Tests-Geländes, zu verhinden und um stattdessen sicherzustellen, dass die durch den Unfall verursachten Fahrzeugbewegungen möglichst realitätsnah im Crash-Test erfasst werden können. Die Auslaufzone ist derart großzügig bemessen, dass sie wenigstens der Länge der Anlaufzone entspricht, in welcher das Fahrzeug beschleunigt und gegen das Hindernis geführt wird.
• Gemäß dem dem vorliegendem Vorschlag ergibt sich, dass das Fahrzeug durch das Hindernis nicht bis zum Stillstand abgebremst wird. Daher ist eine Auslaufzone vorgesehen, die sich in Fahrtrichtung hinter das Hindernis erstreckt, so dass das Fahrzeug nicht durch eine künstliche Begrenzung, wie sie um das Crash-Test-Gelände vorgesehen ist, zum Stillstand kommt, sondern in seinem Bewegungsablauf weiter bewegt werden kann, so dass ein möglichst realistisches Unfallgeschehen nachgestellt werden kann. So kann sich beispielsweise als Kollisionsfolge ergeben, dass das Fahrzeug je nach Konstruktion des Kollisionsbereiches mehr oder weniger geradlinig weiterbewegt wird oder auch in eine sehr enge Bahnkurve gelangen kann, die bis zum Schleudern und Überschlag des Fahrzeuges führen kann.
• Bei diesem Typ von Crash-Test ist es vorteilhaft möglich, die vorhandenen elektronischen Systeme, die das Fahrverhalten des Fahrzeugs beeinflussen, wie Antiblockiersysteme (ABS), elektronische Stabilitätsprogramme (ESP) und dergleichen, in das Prüfprogramm mit einzubeziehen, d. h. die vorhandenen Systeme könnten oder sollten durch den mit geringer Überdeckung erfolgenden bzw. erfolgten Anprall automatisch aktiviert werden, um das Fahrzeug nach dem Anprall schnellstens in die ursprüngliche Spur stabil und kontrolliert zurückzubringen.
• Das Hindernis weist vorzugsweise ein Mehrfaches des Fahrzeuggewichtes auf. Vorteilhaft kann hierzu ein Klotz aus Stahl, Beton od dgl. Verwendung finden, der – ausgehend von einem üblichen PKW-Gewicht von etwa 1 bis 2 t – ein Eigengewicht von 6 t, vorzugsweise jedoch 10 t oder sogar noch mehr aufweisen kann. Eine Nachgiebigkeit dieses an sich nicht verformbaren Hindernisses kann dadurch bewirkt oder zumindest simuliert werden, dass das Hindernis auf Laufräder oder Gleitklötze gestellt wird.
• Hierbei kann insbesondere vorteilhaft sein, diese Gleitklötze oder Laufräder einziehbar auszugestalten, so dass das Hindernis wahlweise durch sein Eigengewicht belastet unmittelbar auf dem Untergrund aufsteht und einen dementsprechenden Reibungswiderstand aufweist oder dass wahlweise die Gleitklötze bzw. Laufräder ausgefahren werden können, um die demgegenüber leichtere Beweglichkeit des Hindernisses zu ermöglichen. Zudem können die Gleitklötze oder Laufräder dazu dienen, das Hindernis auf einem Crash-Test-Gelände besser umsetzbar und dementsprechend besser handhabbar zu machen, so dass für eine Ortsveränderung des Hindernisses kein Kran oder eine ähnliche Einrichtung benötigt wird.
• Im Gegensatz dazu kann es jedoch auch vorteilhaft sein, das Hindernis ortsfest auf dem Boden zu verankern, um auf diese Weise selbst geringfügigste Verschiebungen des Hindernisses auszuschließen und somit ggf. besser reproduzierbare Ergebnisse sicherzustellen, die unter anderem unabhängig von der Gleitfreudigkeit des Untergrundes sind. Die Verankerung kann durch eine feste Verbindung mit dem Untergrund gesichert sein, wie durch eine monolithische Ausgestaltung eines aus einem betonierten Untergrund aufragenden Betonhindernisses. Die Verankerung kann jedoch vorteilhaft nicht vollständig fest, sondern lediglich ortsfest ausgestaltet sein, also lösbar, z. B. als Verkeilung, Verschraubung oder Verzahnung mit dem Untergrund oder als Abspannung mittels Drahtseilen an geeigneten Haltepunkten, so dass das Hindernis von seinem Aufstellort entfernt werden kann, um z. B. von einer Testzone zu einer Lagerzone auf dem Gelände umgesetzt werden zu können oder um gegen ein anderes Hindernis ausgetauscht werden zu können, oder um repariert werden zu können.
• Um das Hindernis zu schonen, kann an der Ecke, gegen welche das Fahrzeug geführt wird, ein auswechselbares Verschleißprofil vorgesehen sein, beispielsweise eine Stahlplatte oder -kante. Insbesondere ist dabei möglich, die Profilgestaltung an unterschiedliche simulierte Unfallpartner anzupassen, z. B. eine gewölbte Querschnittsgestaltung dieses Eckprofiles vorzusehen, um einen Baum zu simulieren oder es kann das Eckprofil als verlorenes Profil ausgestaltet werden, welches nach jedem Crash-Test ausgewechselt werden muß und welches bewusst deformierbar ausgebildet ist, um einen ebenfalls deformierbaren Unfallpartner zu simulieren. Kostengünstig kann das Eckprofil tatsächlich wortlautgemäß auf lediglich eine Ecke des Hindernisses montierbar sein. Es kann jedoch auch abweichend davon vorgesehen sein, die gesamte Front oder zumindest größere Anteile der Front des Hindernisses auswechselbar zu gestalten, um auf diese Weise unterschiedliche Unfallpartner durch die Ausgestaltung des Hindernisses simulieren zu können. Als „Eckprofil" wird dabei jeweils der auswechselbare Bestandteil des Hindernisses bezeichnet, welcher die Ecke ausbildet, auf die das Fahrzeug beim Crash-Test treffen soll, also ggf. auch eine komplette, auswechselbare Front des Hindernisses.
• Das Fahrzeug kann beispielsweise durch eine Funkfernsteuerung od. dgl. frei steuerbar gegen das Hindernis geführt werden. Vorteilhaft kann jedoch eine fest aufgebaute Leiteinrichtung vorgesehen sein, entlang welcher das Fahrzeug geführt wird. Auf diese Weise lässt sich präzise festlegen, welche Frontanteile des Fahrzeuges gegen das Hindernis geraten sollen, also mit welchem Überdeckungsgrad der Crash-Test durchgeführt werden soll.
• Die fest aufgebaute Leiteinrichtung kann dabei beispielsweise mechanisch ausgestaltet sein, beispielsweise als Zugseil, mittels dessen das Fahrzeug gezogen wird, oder als Schiene oder Führungsseil, an welcher bzw. welchem das Fahrzeug geführt wird. Die Leiteinrichtung kann jedoch auch berührungslos ausgestaltet sein, beispielsweise als Richtfunkstrahl oder als Richt- Lichtstrahl, z. B. Laserstrahl, oder mittels eines Induktionskabels. Diese berührungslosen Leiteinrichtungen ermöglichen eine schnelle Änderung, so dass das Fahrzeug mit wenig Aufwand entlang einem anderen Bahnverlauf geführt werden kann.
• Zudem kann vorgesehen sein, entweder die Leiteinrichtung oder das Hindernis seitlich zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges zu versetzen, so dass beispielsweise in Anpassung an die Fahrzeugabmessungen der gewünschte Überdeckungsgrad eingestellt werden kann oder bei gleichen Fahrzeugabmessungen unterschiedliche Überdeckungsverhältnisse auf einfache Weise einstellbar sind.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt
• 1 eine schematische Draufsicht auf einen Teil des Crash-Test-Geländes und die
• 2 und 3 schematische Draufsichten auf Hindernisse und Fahrzeuge.
• In 1 ist ein Teil eines Crash-Test-Geländes dargestellt. Dabei ist mit 1 ein Fahrzeug bezeichnet, welches gegen ein Hindernis 2 bewegt wird. Das Fahrzeug wird dabei in einer Anlaufzone 3, von der lediglich ein Ausschnitt in 1 dargestellt ist, beschleunigt und in Richtung auf das Hindernis 2 geführt.
• Das Fahrzeug 1 trifft dann mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit auf das Hindernis 2, und zwar mit einem geringen Überdeckungsgrad von beispielsweise 15 oder 20 %, so dass ausschließlich Bereiche der Fahrzeugfront auf das Hindernis 2 treffen, die seitlich außerhalb der eigentlichen Verformungselemente des Fahrzeuges 2 angeordnet sind, z. B. seitlich außen neben zwei im Motorraum des Fahrzeugs 1 vorgesehenen Längsträgern.
• Das Fahrzeug 1 wird im Anschluß an den Aufprall abgelenkt und / oder in eine Drehbewegung versetzt, so dass es am Ende einer Auslaufzone 4 in der in 1 dargestellten schräggestellten Anordnung zum Stehen kommt. Der auf diese Weise durchgeführte Crash-Test stellt eine Prüfung der Außenbereiche der Knautschzone bzw. der Außenbereiche des Fahrzeuges bei einem Frontalaufprall mit geringer Überdeckung wieder, so dass praxisnahe Ergebnisse erzielt werden, da in der Praxis ein Großteil der Unfälle Fahrzeugbereiche betreffen, die außerhalb der „Kern-Knautschzone" liegen, in welcher die eigentlichen Verformungselemente vorgesehen sind.
• 2 zeigt das Hindernis 2 von 1 in vergrößertem Maßstab. Dabei ist ersichtlich, dass an dem Hindernis 2 ein Eckprofil 5 vorgesehen ist, welches einen Teilkreisquerschnitt aufweist und beispielsweise den Aufprall gegen einen Baum simulieren lässt.
• Weiterhin ist in 2 das Fahrzeug 1 in rein schematischer Darstellung gezeichnet, wobei im Frontbereich des Fahrzeuges 1 zwei Längsträger 6 angedeutet sind, die beispielsweise zur Halterung des Motors dienen und die insbesondere als Verformungselemente ausgestaltet sind. Seitlich außerhalb der Längsträger 6 sind jeweils Radaufhängungen 7 und Vorderräder 8 des Fahrzeuges 1 angedeutet, wobei diese Komponenten seitlich außerhalb der eigentlichen „Kern-Knautschzone" des Fahrzeuges 1 angeordnet sind, nämlich seitlich außerhalb der Längsträger 6.
• 3 zeigt das gleiche Hindernis wie in den 1 und 2, wobei jedoch das Eckprofil 5 ausgewechselt ist und bei der in 3 dargestellten Variante eine Schrägfläche aufweist, so dass bei dieser Konfiguration beispielsweise ein Gegenverkehrsunfall simuliert werden kann, bei welcher das Fahrzeug 1 gegen einen Schutzrahmen eines LKW's gerät.
• In Abwandlung der 2 und 3 kann vorgesehen sein, nicht nur das Eckprofil 5 tatsächlich auf die Ecke des Hindernisses 2 zu beschränken, gegen welche das Fahrzeug 1 geführt wird, sondern als „Eckprofil" kann ein auswechselbarer Teil der Frontfläche des Hindernisses 2.
• Weiterhin kann in Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels eine andere Formgebung des Hindernisses als mit einem rechtwinkligen Grundriss oder einer quaderförmigen Gestsaltung vorgesehen sein. Das dargestellte Hinderniss 2 weist den Vorteil auf, dass es als quaderförmiger Betonklotz mit einem Gewicht von etwa 10 t vergleichsweise preisgünstig hergestellt werden kann und dass es robust ist, sowohl hinsichtlich der Belastungen durch die auftreffenden Fahrzeuge als auch hinsichtlich der Belastungen, die sich beim Umsetzen bzw. Transportieren ergeben, wenn das Hindernis 2 per Kran an einen anderen Ort verbracht wird.
• In den Zeichnungen nicht dargestellt ist eine Führungseinrichtung, entlang welcher das Fahrzeug 1 gegen das Hindernis 2 geführt wird, wobei eine derartige Führungseinrichtung vorteilhaft vorgesehen ist, so dass das Fahrzeug ohne einen Insassen gegen das Hindernis gefahren werden kann.

Claims (13)

1. Verfahren zum Durchführen eines Fahrzeug-Crash-Tests, – wobei das Fahrzeug (1) zwischen seinen Vorderrädern angeordnete Verformungselemente aufweist, welche konstruktiv dazu vorgesehen sind, durch Verformung einen Teil der Anprallenergie aufzunehmen, – und wobei das Fahrzeug (1) innerhalb einer Anlaufzone zu einem ein Mehrfaches des Fahrzeuggewichtes aufweisendes Hindernis (2) bewegt wird, – dann mit einem äußeren, seitlich neben den Verformungselementen befindlichen Teil seiner Front gegen das Hindernis (2) geführt wird, – und sich schließlich bis zum Stillstand innerhalb einer Auslaufzone (4) weiterbewegt, welche wenigstens so lang ist wie die Anlaufzone (3).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hindernis (2) ein Gewicht von wenigstens 6 t aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hindernis (2) als etwa quaderförmiger Klotz ausgestaltet ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Hindernis (2) ein als Eckprofil (5) bezeichnetes, auswechselbares Aufprallelement vorgesehen ist, welches an dem Hindernis (2) dort montierbar ist, wo das Fahrzeug (1) gegen das Hindernis (2) geführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hindernis (2) an dem Boden ortsfest verankert ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hindernis (2) sich mit Gleitklötzen oder Laufrädern auf dem Boden abstützt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitklötze / Laufräder demontierbar sind.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitklötze / Laufräder einziehbar sind, derart, dass das Hindernis unmittelbar auf dem Boden aufliegt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) entlang einer fest aufgebauten Leiteinrichtung gegen das Hindernis (2) geführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung berührungslos ausgestaltet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung als Funk- oder Lichtstrahl oder mittels Induktionskabel ausgestaltet ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hindernis (2) und / oder die Leiteinrichtung seitlich zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges (1) bewegbar sind.
13. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Anlaufzone (3), an deren Ende das Hindernis (2) angeordnet ist, und mit einer Auslaufzone (4); die sich an das Hindernis (2) anschließt und die wenigstens so lang ist wie die Anlaufzone (3).