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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 ist 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 bestehen 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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Die
WO 2005/121742 A1 , die ein älteres Recht darstellt, betrifft eine Vorrichtung zur Simulation einer Seitenkollision eines Kraftfahrzeuges. Die Vorrichtung besteht aus einem verschiebbaren Sitzschlitten mit einem darauf befestigten Sitz, und einem Seitenteilschlitten, auf dem ein Fahrzeugseitenteil befestigt ist. Der Seitenteilschlitten ist mit einem Impaktor und der Sitzschlitten ist über einen Ausleger mit einem Zusatzimpaktor für negative oder positive Beschleunigungen versehen. Eine Variante sieht vor, dass an Stelle eines auf dem Seitenteilschlitten befestigten Seitenteils auf dem Seitenteilschlitten eine Aufspannvorrichtung mit einer Reihe von Aktoren, die Montageeinheiten für Fahrzeuginnenverkleidungsteile aufweisen, angeordnet ist.
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Nachteilig bei den bekannten Seitencrash-Simulationsanlagen ist es, dass es beim 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 einen Impuls beaufschlagter verschiebbarer Primärschlitten mit einem auf der Aufprallseite angeordneten Fahrzeugseitenteil und einem 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 dessen daran angeordneten Seitenverkleidungen, Armlehnenkonstruktionen, Ablagen, Lautsprecher 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 Primärschlittens 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 4 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 unteren 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. den 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 den unterschiedlich simulierten Seitenaufprallen wird dabei das Verhalten der Seitenverkleidung und der daran angeordneten Armlehnenkonstruktionen, Ablagen, Lautsprecher 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 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 befindlichem Dummy 3 und das Fahrzeugseitenteil 6 während eines 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 dem Aufprall um die y-Achse verschwenkt. Somit können bei Seitenaufprallen mit unterschiedlichen Aufprallwinkeln, Aufprallstärken 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.