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Die
Erfindung betrifft eine Schlittenanlage zur Simulation eines Seitencrashs
mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen.
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Aus
der
DE 44 07 256 C2 ist
eine Crashsimulationsanlage zur Simulation eines Seitenaufpralls
eines Fahrzeuges auf ein Hindernis vorbekannt. Die Crashsimulationsanlage
besteht aus einem auf Führungsbahnen
verschiebbaren Fahrzeugsitz, einem verschiebbar gehaltenen Fahrzeugseitenteil,
sowie einem mit einem Deformationselement versehenen Kollisionsbauteil.
Zur Crashsimulation trifft das Deformationselement mit hoher Geschwindigkeit
auf das undeformierte Seitenbauteil, welches sich dann deformiert
in Richtung Fahrzeugsitz und Messgeberpuppe bewegt und dort auftrifft.
Weiterhin ist es möglich
das Deformationselement mit niedriger Geschwindigkeit auf das fixierte
undeformierte Seitenbauteil auftreffen zu lassen, wobei das fixierte
undeformierte Seitenbauteil zunächst
definiert vordeformiert wird. Mit dem vordeformierten Seitenbauteil werden
dann weitere Versuche durchgeführt.
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Aus
der
DE 101 13 501
A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Simulation
eines Seitenaufpralls eines Fahrzeuges auf ein schmales Hindernis unter
Verwendung von Daten eines vorab durchgeführten Seitenaufprall-Crashtestes
vorbekannt. Die Crashsimulationsanlage besteht aus einem linear
beweglichen Hindernis und einem mit dem Hindernis starr verbundenen
Aufprallelement. Die Haltevorrichtung für den Sitz und für die Fahrzeugseitenteile
sind so ausgebildet, dass sie relativ zu dem Hindernis und relativ
zueinander, parallel zur Bewegungsrichtung des Hindernisses beweglich
gehalten sind.
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Aus
der
DE 198 54 856
C2 ist eine Seitenaufprall-Simulationsanlage mit einem
quer zur Fahrzeugachse verschiebbaren Tür- und Hauptschlitten vorbekannt.
Auf der Aufprallseite trägt
der Türschlitten
Fahrzeugseitenstrukturteile und auf dem Hauptschlitten sind fest
ein Teil eines Fahrzeugbodenblechs und der Fahrzeugsitz angeordnet.
Tür- und Hauptschlitten
sind durch ein Dämpfersystem
miteinander verbunden, mit dem die gesamten Beschleunigungsverhältnisse
auf der gesamten Fahrzeugseite nachgebildet werden und somit das
Crashverhalten gleichzeitig für
den Vorder- und Rücksitz
im gekoppelten System ermittelt wird. Die Fahrzeugseitenstrukturteile
be stehen aus einzelnen Teilen, die durch Gelenke aneinander angelenkt
sind. Die Gelenke sind an Stellen angeordnet, die denen von Einknickungen
oder Faltungen der Fahrzeugseitenstrukturen in einem zuvor durchgeführten realen
Seitenaufprallversuch entsprechen, so dass mit dem Türschlitten
die Verformungen und Relativbeschleunigungen bei einem Seitenaufprall
realitätsnah
nachempfunden werden können.
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Die
DE 197 80 550 C2 beschreibt
einen Prüfstand
zum Simulieren eines seitlichen Fahrzeugaufpralls. Auf einer Umkehrbeschleunigungsschiene
ist ein Prüfaufbau
angeordnet, der aus einem verschiebbaren Fahrzeugsitz und einer
fest mit dem Prüfaufbau
verbundenen Stellgliederanordnung besteht. Die Stellgliedanordnung
besteht aus einer Gruppe von verschiedenen Stellgliedern, die derart
angeordnet sind, dass mit ihr die Gestaltung einer Armlehne und einer
Türinnenverkleidung
bei einem Seitencrashversuch simuliert werden kann.
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Aus
der
DE 297 21 927
U1 ist eine Vorrichtung zum Testen von Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystemen für einen
Seitenaufprall vorbekannt. Dabei ist auf einem Schlitten eine Fahrzeugseitenstruktur, ein
Fahrzeugsitz mit einem Dummykörper
und dem Rückhaltesystem
angeordnet. Die Fahrzeugseitenstruktur besteht aus einer oberen
und unteren Fahrzeugseitenstruktur-Nachbildung, die durch ein Koppelelement
miteinander verbunden sind. Der Aufschlagschlitten ist mit einer
unteren und oberen Anschubfläche
versehen, die beim Aufprall auf die Seitenstruktur auftrifft. Die
obere Anschubfläche
ist relativ zur unteren Anschubfläche senkrecht zur Bewegungsrichtung
des Aufschlagschlittens einstellbar. Damit kann das Verhalten eines
Seitenaufprall-Rückhaltesystems,
das auf den Oberkörper
und den Kopf des Fahrzeuginsassen wirkt, in Kombination mit der Nachbildung
der gesamten Tür
getestet werden.
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Nachteilig
bei den bekannten Seitencrash-Simulationsanlagen ist es, dass ein
Seitencrash mit unterschiedlichen Auftreffpunkten sehr aufwendig und
schwierig ist den Seitenaufprall genau zu reproduzieren. Eine genaue
Darstellung des Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsprofils und
die damit verbundene Eindringkinematik eines Fahrzeugseitenteils
im Seitencrash insbesondere über
die gesamte Fahrzeugseite können
mit den bekannten Anlagen nicht realisiert werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlittenanlage zur Simulation
eines Seitencrashs für
ein Fahrzeug zu schaffen, mit der bei unterschiedlichen Seitenaufprallstellen,
Aufprallwinkeln und Aufprallgeschwindigkeiten über die gesamte Fahrzeugseite
eine dazugehörige
realistische Eindringkinematik eines Fahrzeugseitenteils in den Fahrzeuginnenraum
zum Testen der Wirkung der Rückhaltesysteme,
der Sitzstabilität
und der Seitenschutzeinrichtungen simuliert werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Bei
einer Schlittenanlage zur Simulation eines Seitencrashs eines Fahrzeuges
ist ein durch einem Impuls beaufschlagter verschiebbarer Primärschlitten
mit einem auf der Aufprallseite angeordneten Fahrzeugseitenteil
und einen auf dem Primärschlitten
gleitbaren Sekundärschlitten
mit einem daran befestigten Fahrzeugsitz vorgesehen. Erfindungsgemäß sind zur
Darstellung realistischer Eindringkinematiken des Fahrzeugseitenteils
in den Fahrzeugraum am Fahrzeugseitenteil und/oder am Fahrzeugsitz
bzw. am Sekundärschlitten
Aktoren angeordnet, mit denen das Fahrzeugseitenteil und/oder der
Fahrzeugsitz bzw. der Sekundärschlitten
dynamisch angestellt werden.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht
darin, dass durch das dynamische Anstellen des Fahrzeugseitenteils
und/oder des Fahrzeugsitzes während
der Crashsimulation die Eindringkinematik des Fahrzeugseitenteils
in den Fahrzeuginnenraum realitätsnah
nachvollzogen werden kann. Bei den Crashversuchen kann dabei ermittelt
werden, wie sich das Fahrzeugseitenteil insgesamt und deren daran
angeordneten Seitenverkleidungen, Armlehnenkonstruktionen, Ablagen,
Lautsprechern usw. im Einzelnen bei einem Seitencrash hinsichtlich
auf den auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen verhält. Dieses
ist einerseits für
die Konstruktion der Fahrzeugteile als auch für die Gestaltung und Anordnung
der Insassenschutzeinrichtungen, wie Seitenairbag, Rückhaltesysteme
usw., erforderlich. Außerdem
wird untersucht, in wieweit Fahrzeugbauteile bei unterschiedlichen
Seitencrashs gesundheitsschädigend
auf einen Fahrzeuginsassen einwirken können. Gleichzeitig werden bei
den durchgeführten Seitencrashversuchen
die Sitzstabilität
und deren mögliche
Verformung bei einem Seitenaufprall analysiert.
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Durch
die variable Gestaltung des Angriffspunktes der Aktoren am Fahrzeugseitenteil
und die regelbare Einstellung der Aktivierung und/oder der Verstellgeschwindigkeit
und/oder des Verstellweges der Aktoren können unterschiedliche Seitenaufprallstellen,
der Aufprallwinkel und die Aufprallgeschwindigkeit über die
gesamte Fahrzeugseite simuliert werden.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, dass
durch Anordnung von Aktoren an der Innen- und Außenseite des Fahrzeugseitenteils
eine Fahrzeugneigung im Crashfall simuliert werden kann.
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Durch
Anordnung von Aktoren im oberen äußeren Bereich
des Fahrzeugseitenteils kann auch eine Simulation eines Seitenaufpralls
auf ein schmales Hindernis im oberen Bereich des Fahrzeugseitenteils
durchgeführt
werden, wobei der dabei entstehende Raum zwischen Seitenteil und
Kopf des Fahrzeuginsassen ermittelt wird.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben,
sie werden in der Beschreibung zusammen mit ihren Wirkungen erläutert.
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Anhand
von Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend an Ausführungsbeispielen
näher beschrieben.
In den dazugehörigen
Zeichnungen zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht,
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2:
das in ein Fahrzeugseitenteil gelegte Koordinatensystem,
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3:
eine Einzelheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor einem Seitenaufprall,
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4:
eine Einzelheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei 30 ms nach
einem Seitenaufprall,
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5:
eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung
als Einzelheit bei 40 ms nach einem Seitenaufprall und
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6:
eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß 5 als
Einzelheit bei 70 ms nach einem Seitenaufprall.
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In 1 ist
eine Schlittenanlage zur Simulation eines Seitencrashs eines Fahrzeuges
in Seitenansicht dargestellt. Die Crashsimulationsanlage besteht
aus einem verschiebbaren Primärschlitten 1, der
zur Durchführung
eines Seitencrashs durch eine nicht dargestellte Antriebseinheit
in Richtung des Pfeils 12 mit einstellbaren Beschleunigungswerten beschleunigbar
ist. Der als Verzögerungsschlitten ausgebildete
Primärschlitten 1 mit
einer schlittenseitig angeordneten Abbremsvorrichtung 10 fährt mit
einer vorgegebenen Aufprallgeschwindigkeit 12 in einen
nicht dargestellten Abbremsbock und wird dort derart abgebremst,
so dass kontrolliert ein auf dem Primärschlitten 1 einwirkender
Verzögerungsimpuls 11 nachgestellt
wird. Zur Crashsimulation kann der still stehende Primärschlitten 1 auf
seiner Aufprallseite auch mit einem einstellbaren Impuls, dessen
Größe dem Verzögerungsimpuls 11 entspricht,
beaufschlagt werden.
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Auf
der Aufprallseite des Primärschlitten 1 ist eine
Haltevorrichtung 8 fest angeordnet, an der ein Fahrzeugseitenteil 6 befestigt
ist. Das Fahrzeugseitenteil 6 kann dabei ein Originalfahrzeugseitenteil, mit
Schwellern, Türen,
Verkleidungen, Säulenanordnungen
und dergleichen, oder ein sich dem Fahrzeugseitenteil relevant verhaltendes
Bauteil sein. An der Innenseite des Fahrzeugteiles 6 ist
entsprechend des zu untersuchenden Fahrzeugtyps eine Seitenverkleidung 7 mit
einer entsprechenden Ausbildung von einer Armlehne, Ablagen, Lautsprechern,
Türgriffen
usw. angeordnet.
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Auf
dem Primärschlitten 1 ist
ein verschiebbarer Sekundärschlitten 2 angeordnet.
Der Sekundärschlitten 2 ist
fest mit einem Fahrzeugsitz 4 verbunden, auf dem sich ein
Dummy 3 befindet. Der Fahrzeugsitz 4 ist mit einem
Rückhaltesystem
und einem Sicherheitsgurt 5 für den Dummy 3 versehen, wobei
der Sicherheitsgurt 5 an dem Fahrzeugseitenteil 6 befestigt
ist. Im Fahrzeugseitenteil 6 können je nach Bedarf Insassenschutzvorrichtungen,
wie Airbags, angeordnet sein. Zur Ermittlung des Verhaltens des
hinteren Fahrzeugseitenteils 6 in Verbindung mit einem
Rücksitz
kann auf dem Primärschlitten 1 hinter dem
Sekundärschlitten 2 ein
weiterer verschiebbarer Schlitten angeordnet sein. Auf dem Rücksitz befindet sich
ebenfalls ein Dummy, der auch über
einen Sicherheitsgurt anschnallbar ist.
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Gemäß 1 ist
für eine
Realisierung eines Beckenanstoßes
an der Seitenverkleidung 7 des Fahrzeugseitenteils 6 bei
einem Seitenaufprall im unteren äußeren Bereich
des Fahrzeugseitenteils 6 ein Aktor 9 angeordnet,
der sich an der Haltevorrichtung 8 abstützt. Der Aufprall wird durch
Bremsen des auf eine vordefinierte Geschwindigkeit beschleunigten Primärschlittens 1 oder
durch Beschleunigung des Primärschlittens 1 aus
einer Ruhelage durch einen Impuls simuliert. Nach dem Aufprall bewegt
sich der Sekundärschlitten 2 mit
dem darauf befestigten Fahrzeugsitz 2 und dem Dummy 3 in
Richtung Fahrzeugseitenteil 6. Zur Realisierung einer realistischen
Eindringkinematik des Fahrzeugseitenteils 6 in den Fahrzeuginnenraum
wird der Aktor 9 entsprechend den tatsächlichen Bedingungen angesteuert,
wobei das Fahrzeugseitenteil 6 um die Anlenkung an die Haltevorrichtung 8 in
Richtung Fahrzeugsitz 4 verschwenkt wird. In der 3 ist
ein noch nicht aktivierter Aktor 9 beim Zeitpunkt t = 0
ms dargestellt, während
die 4 den aktivierten Aktor zum Zeitpunkt t = 30 ms
nach Auslösung
des Impulses zeigt.
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Aus
der 2 ist das in ein Fahrzeugseitenteil 6 gelegte
Koordinatensystem zu entnehmen. Die x-Achse liegt dabei in der Fahrzeuglängsachse,
die y-Achse in der Fahrzeugquerachse und die z-Achse in der Fahrzeughochachse.
Durch Betätigen
des im unterem Bereich an der Außenseite des Fahrzeugseitenteils 6 angeordneten
Aktors 9 wird das Fahrzeugseitenteil 6 um die
x-Achse verschwenkt. Die Befestigung des Fahrzeugseitenteils 6 mit
der Haltevorrichtung 8 erfolgt gelenkig, so dass beim Betätigen des
Aktors 9 das Fahrzeugseitenteil 6 um die Befestigungsachse
bzw. dem Befestigungspunkt verschwenkt wird. Entsprechend den durchzuführenden Versuchsbedingungen
kann die Befestigung des Fahrzeugseitenteils 6 an der Haltevorrichtung 8 in
x- und z-Achse verstellt werden. Durch die Verschwenkung des Fahrzeugseitenteils 6 durch
den Aktor 9 wird eine realistische Eindringkinematik des
Fahrzeugseitenteils 6 in den Fahrzeuginnenraum simuliert.
Bei dem den unterschiedlich simulierten Seitenaufprallen wird dabei
das Verhalten der Seitenverkleidung und der daran angeordneten Armlehnenkonstruktionen,
Ablagen, Lautsprechern usw. auf den Fahrzeuginsassen (Dummy 3)
untersucht, und festgestellt in wieweit diese Teile die Gesundheit
des Fahrzeuginsassen bei einem Seitenaufprall beeinträchtigen.
Gleichzeitig wird bei den Testversuchen die Wirkung der Rückhaltesysteme,
der Sitzstabilität und
der Seitenschutzeinrichtungen untersucht.
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Bei
der Simulation eines Seitenaufpralls, bei dem ein Beckenanstoß durch
die Seitenverkleidung 7 an dem Dummy 3 und gleichzeitig
eine Fahrzeugseitenneigung erfolgt, wird neben dem im unteren äußeren Bereich
des Fahrzeugseitenteils 6 angeordneten Aktor 9 auch
ein Aktor 13 eingesetzt, der im oberen Bereich auf die
Innenseite des Fahrzeugseitenteils 6 wirkt. Durch Anordnung
eines weiteren Aktors 14, vorzugsweise zwischen Sekundärschlitten 2 und Fahrzeugsitz 4,
erfolgt eine dynamische Anstellung des Fahrzeugsitzes 4 während des
Seitencrashs.
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Durch
die Aktoren 9 und 13 kann das Fahrzeugseitenteil 6 während eines
Seitenaufpralls entsprechend den tatsächlich vorhandenen Bedingungen
dynamisch eingestellt werden. Durch die variable Anordnung und unterschiedliche
Betätigung
der Aktoren 9 und 13 kann eine Rotationsbewegung und/oder
eine Translationsbewegung des Fahrzeugseitenteils 6 um
die bzw. in der Fahrzeuglängsachse (x-Achse)
und/oder um die bzw. in der Fahrzeughochachse (z-Achse) eingestellt
werden, während durch
den Aktor 14 eine Rotationsbewegung des Fahrzeugsitzes 4 um
die Fahrzeugquerachse (y-Achse) einstellbar ist.
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Wenn
eine gleichzeitige Rotationsbewegung und eine Translationsbewegung
des Fahrzeugseitenteils 6 um die bzw. in der x-Achse und
um die bzw. in der z-Achse erfolgen soll, erfolgt beispielsweise
die Fixierung und Aufhängung
des Fahrzeugseitenteils 6 durch die Aktoren 9 und 13.
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Um
das Anstellen des Fahrzeugseitenteils 6 und des Fahrzeugsitzes 4 den
bei einem Seitencrash auch bei unterschiedlichen Seitenaufprallstellen,
Aufprallwinkeln und Aufprallgeschwindigkeiten den tatsächlichen
Bedingungen anzupassen, ist der Verstellzeitpunkt in dem die Aktoren 9, 13 und 14 betätigt werden
und/oder deren Verstellgeschwindigkeit und/oder deren Verstellweg
regelbar einstellbar. Gleichzeitig dazu ist der Angriffspunkt der
Aktoren 9 und 13 am Fahrzeugseitenteil 6 in
der z-Achse und/oder
x-Achse variabel verstellbar. Um ein exaktes dynamisches Anstellen
des Fahrzeugseitenteils 6 zu erzielen, können ein
oder mehrere Aktoren 9 an der Außenseite des Fahrzeugseitenteils 6 und/oder ein
oder mehrere Aktoren 13 an der Innenseite des Fahrzeugseitenteils 6 angeordnet
werden. Die Aktoren 9 und 13 können einzeln in z- und x-Richtung
verstellt und bei Bedarf unterschiedlich aktiviert werden.
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In
der 5 ist als Einzelheit der Fahrzeugsitz 4 mit
darauf befindlichen Dummy 3 und das Fahrzeugseitenteil 6 während eins
Seitenaufpralls zum Zeitpunkt t = 40 ms nach erfolgtem Seitenaufprall dargestellt,
bei dem durch die Seitenverkleidung 7 ein Beckenanstoß verursacht
wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Aktor 9 bereits aktiviert,
so dass zur Darstellung der realistischen Eindringkinematik das Fahrzeugseitenteil 6 in
Richtung Fahrzeugsitz 4 verschoben wurde. In 6 ist
der Zeitpunkt t = 70 ms nach erfolgtem Seitenaufprall dargestellt.
Durch die Verzögerungsbewegung
des Sekundärschlittens 2 und
durch die Verschwenkung des Fahrzeugseitenteils 6 durch
den Aktor 9 ist die Seitenverkleidung 7 weiter
in den Fahrzeugsitzbereich 4 eingedrungen. Zu diesem Zeitpunkt
wurde auch bereits der Aktor 13 aktiviert, der das Fahrzeugseitenteil 6 nach
außen verschwenkt,
um somit realitätsnah
die beim Seitencrash auftretende Fahrzeugneigung zu simulieren. Gleichzeitig
wird auch der Aktor 14 aktiviert, der den Fahrzeugsitz 4 entsprechend
des Aufpralls um die y-Achse
verschwenkt. Somit können
bei Seitenaufprallen mit unterschiedlichen Aufprallwinkeln, Aufprallstärke und
Aufprallpunkten die dazu realistischen Eindringkinematiken dynamisch
dargestellt werden.
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Durch
Anordnung von Aktoren 9 im oberen äußeren Bereich des Fahrzeugseitenteils 6 kann auch
eine Simulation eines Seitenaufpralls auf ein schmales Hindernis
im oberen Bereich des Fahrzeugseitenteils 6 durchgeführt werden,
wobei der dabei entstehende Raum zwischen Fahrzeugseitenteil 6 und
Kopf des Dummys 3 ermittelt wird.
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- 1
- Primärschlitten
- 2
- Sekundärschlitten
- 3
- Dummy
- 4
- Fahrzeugsitz
- 5
- Sicherheitsgurt
- 6
- Fahrzeugseitenteil
- 7
- Seitenverkleidung
- 8
- Haltevorrichtung
- 9
- Aktor
- 10
- Abbremsvorrichtung
- 11
- Verzögerungsimpuls
- 12
- Aufprallgeschwindigkeit
- 13
- Aktor
- 14
- Aktor