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Die
Erfindung betrifft ein Messgerät zur Bestimmung des Überlebensraumes
in einem Kraftfahrzeug.
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Ein
derartiges Messgerät ist aus der
AT 009 097 U1 bekannt. Es
dient der Bestimmung des Überlebensraumes in einem Kraftfahrzeug
nach einem Überschlag, bei dem die Kontur des Innenraums
des Kraftfahrzeugs deformiert wurde. Das Messgerät ist in
Art einer Prüfpuppe ausgebildet und wird auf dem Sitz,
dessen zugeordneter Überlebensraum zu bestimmen ist, angebracht.
Die Prüfpuppe weist ein Unterteil auf, das einen Hüftpunkt
definiert, ferner einen Rumpfteil und einen Kopfteil auf. Hierdurch
bildet die Prüfpuppe eine Humankontur nach. Der Rumpfteil
ist mit dem Unterteil durch ein kardanisches Gelenk und mit dem
Kopfteil über eine teleskopische Führung verbunden.
Dies ermöglicht es, nach dem Anbringen des Messgeräts
bzw. der Prüfpuppe die Entfernung einer Anzahl von Punkten
der Kontur des deformierten Innenraumes von dem Hüftpunkt
zu messen. Konkret wird gemessen, inwieweit die Humankontur der
Hüllkurve des Kopfteils in den unterschiedlichen Stellungen
des Rumpfteils entspricht. Es kann so ermittelt werden, ob bei einer
durch den Testfall herbeigeführten Deformation des Innenraumes
ein Fahrzeuginsasse gefährdet ist.
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Das
bekannte Messgerät dient dem Ermitteln der Verformung des
Fahrzeuginnenraums bei einem Überschlag. Das Messgerät
ist damit nicht geeignet, Verformungen des Fahrzeugs bei einem Seitenaufprall
zu messen.
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Ein
wichtiges Bewertungskriterium beim Seitenaufprall im Fahrzeugsicherheitsversuch
ist der verbleibende Überlebensraum der Insassen. Die höchste
Priorität während des Seitenaufpralls gilt dabei
dem Schutz des Insassen. Nach dem Aufprall ist es aber genauso wichtig
für den Insassen, dass der verbleibende Überlebensraum
groß genug ist, um den Insassen ohne Folgeverletzungen
bergen zu können. Damit die Forderung an diesen notwendigen Überlebensraum
gezielt in den Entwicklungsprozess einer Fahrzeugentwicklung einfließen
kann, ist eine präzis definierte Messmethode erforderlich.
Außerdem muss für die Validierung der Simulationsergebnisse
mit den Ergebnissen des Seitencrash die Messmethode reproduzierbar über
unterschiedliche Fahrzeugbaureihen des jeweiligen Herstellers sein.
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Gegenwärtig
wird der Überlebensraum nach einem Seitenaufprall mit einem
Zollstock oder einem Maßband ermittelt. Diese Methode ist
aufgrund der Subjektivität unzulänglich und fehlerbehaftet.
Die daraus resultierenden Ergebnisse unterliegen einer großen
Streuung, wodurch sie nur schwer zu quantifizieren und zu bewerten
sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Messgerät zur Bestimmung
des Überlebensraumes bei einem Kraftfahrzeug bei einem
Seitenaufprall anzugeben, das sich durch einfachen Aufbau und einfache
Wirkungsweise auszeichnet. Es soll eine einfache lagegerichtete
Positionierung des Messgerätes und ein präzises
Messen möglich sein, so dass ein reproduzierbares Messergebnis
existiert.
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Gelöst
wird die Aufgabe durch ein Messgerät zur Bestimmung des Überlebensraumes
in einem Kraftfahrzeug, das gekennzeichnet ist durch ein äußeres
zylindrisches Gehäuse, einen im Gehäuse verfahrbar
gelagerten, inneren Zylinder, der teilweise aus dem Gehäuse
herausfahrbar ist und im Bereich seines aus dem Gehäuse
herausfahrbaren Endes eine senkrecht zur Längsachse des
Messgeräts angeordnete Messfläche mit Kreisquerschnitt
aufweist, ferner durch einen elektrischen Antrieb zum Verfahren
des Zylinders relativ zum Gehäuse und eine Einrichtung
zum Anzeigen der Relativposition von Gehäuse und Zylinder.
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Das äußere
zylindrische Gehäuse dient der Auflage des Messgeräts
auf einem benachbart der Seitenkontur des Kraftfahrzeuges angeordneten
Sitz, beispielsweise dem Fahrersitz oder dem Beifahrersitz. Das äußere
zylindrische Gehäuse wird, mit dessen Längsachse
in Querrichtung des Kraftfahrzeuges angeordnet, auf dem Fahrzeugsitz
platziert, wobei der im zylindrischen Gehäuse verfahrbar
gelagerte innere Zylinder mit seinem aus dem Gehäuse herausfahrbaren
Ende derjenigen Seitenkontur des Kraftfahrzeuges zugewandt ist,
die dem Crashereignis ausgesetzt wird. Es wird dann der innere Zylinder ausgefahren,
bis er diese benachbarte Seitenkontur des Fahrzeugs kontaktiert.
Mittels der Bestandteil des Messgeräts bildenden Einrichtung
zum Anzeigen der Relativposition von Gehäuse und Zylinder
wird der Ausfahrweg des inneren Zylinders angegeben. Diese Messung
liefert ein präzises, reproduzierbares Messergebnis.
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Unter
dem Aspekt der Reproduzierbarkeit des Messergebnisses ist es wichtig,
dass das Messgerät senkrecht zur Längsachse des
zylindrischen Gehäuses exakt und reproduzierbar positioniert
werden kann. Es wird deshalb vorgeschlagen, dass der Außendurchmesser
des Gehäuses derart bemessen ist, dass bei eingemessener
Position des auf dem Fahrzeugsitz abgelegten Messgeräts
die Längsachse des Messgeräts, somit die zentrale
Längsachse des äußeren zylindrischen
Gehäuses einer in Querrichtung des Kraftfahrzeugs durch
den sogenannten H-Punkt verlaufenden Achse entspricht. Bei diesem H-Punkt
des Insassen handelt es sich um einen allgemeinen Bezugspunkt, der
dem Mittelpunkt des Drehgelenks zwischen dem Rumpf und den Schenkeln
einer auf den Fahrzeugsitz aufgesetzten Messmaschine entspricht.
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Aufgrund
der Gestaltung des inneren Zylinders mit der ausfahrbaren Messfläche,
die den Kreisquerschnitt aufweist, ergibt sich ein definierter Messdurchmesser
des Messgeräts im Bereich des Kreisquerschnitts. Dieser
Messdurchmesser entspricht vorzugsweise dem Durchmesser des inneren
Zylinders. Ist der innere Zylinder so weit aus dem äußeren Gehäuse
herausgefahren, dass die Messfläche unter Einwirkung einer
für die Messung aufzubringenden Kraft, die über
den elektrischen Antrieb aufgebracht wird, die Seitenkontur des
Fahrzeugs kontaktiert, wird über die Einrichtung zum Anzeigen
der Relativposition von Gehäuse und Zylinder diese Relativposition
angezeigt. So kann auf einfache Art und Weise die Relativposition
einerseits bei einem Fahrzeug vor einem Seitenaufprall, andererseits
nach einem Seitenaufprall mit Verformung der Seitenkontur des Fahrzeugs
präzise und reproduzierbar im Sinne einer Messung ermittelt
werden.
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Das
Messgerät wird in dem Bereich des Fahrzeugsitzes angeordnet,
in dem die Sitzfläche und die Rückenlehne des
Sitzes benachbart sind. Das Messgerät liegt mit dem zylindrischen
Gehäuse auf der Sitzfläche auf und an der Rückenlehne
an.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das
Gehäuse außen mit mindestens einer Messmarke zum
optischen Einmessen des Gehäuses versehen ist. Insbesondere weist
das Gehäuse zwei Messmarken auf, wobei die Messmarken in
Längsrichtung des Gehäuses in Abstand voneinander
angeordnet sind. Durch das optische Einmessen ist eine eindeutige,
reproduzierbare Anordnung des Messgeräts bezüglich
des Fahrzeugsitzes, auf dem das Messgerät positioniert
ist bzw. bezüglich der Innenraumkontur des Fahrzeuges vor dem
Crash möglich.
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Die
Einrichtung zum Anzeigen der Relativposition von Gehäuse
und Zylinder ist vorzugsweise als Display oder Skalierung ausgebildet.
Durch einfaches Ablesen kann somit die Relativposition von äußerem
zylindrischem Gehäuse und innerem Zylinder erfasst werden.
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Es
wird ferner als vorteilhaft angesehen, wenn das Gehäuse
oder der Zylinder mit einer Wasserwaage zum Bestimmen der Neigung
der Längsachse des Messgeräts bezüglich der
Horizontalen versehen ist. Dies verbessert weiter den erreichbaren
Grad der Reproduzierbarkeit der Messergebnisse.
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Der
Antrieb zum Verfahren des inneren Zylinders ist insbesondere als
ansteuerbarer Elektromotor ausgebildet. Über diesen Elektroantrieb
wird die für die Messung aufzubringende Kraft realisiert.
Die Kraft ist vorzugsweise einstellbar, so dass einerseits auf sich
gegebenenfalls ändernde gesetzliche Anforderungen als auch
auf sich ebenfalls ändernde Anforderungen des jeweiligen
Herstellers flexibel reagiert werden kann. Die Spannungsversorgung
für das Messgerät sowie die Antriebs- und Messtechnik
befindet sich vorzugsweise innerhalb des Messgeräts. Die
interne Energieversorgung weist insbesondere einen Akku oder eine
Batterie für den Antrieb des Zylinders und/oder die Steuerung
des Messgeräts auf. Insbesondere kann über ein
externes Steckernetzgerät das Messgerät geladen
werden. So ergibt sich ein Messgerät, das völlig
autark einsetzbar ist.
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Zum
einfachen Transportieren des Messgeräts sollte ein Tragegriff
mit dem Gehäuse verbunden sein.
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Gemäß einer
besonderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das
Messgerät Bestandteil eines Messsystems bildet, wobei das
Messsystem das Messgerät und eine optische Messanordnung
zum optischen Einmessen des Messgeräts aufweist. Dieses
Einmessen erfolgt insbesondere über die speziell codierten
Messmarken millimetergenau im Fahrzeugkoordinatensystem.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und der Zeichnung selbst.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigt:
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1 eine
räumliche Ansicht des erfindungsgemäßen
Messgeräts, bei teilweise ausgefahrenem inneren Zylinder,
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2 einen
Längsmittelschnitt durch das in 1 gezeigte
Messgerät,
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3 die
Anordnung des Messgeräts auf einem Fahrzeugsitz sowie eine
optische Messanordnung zum optischen Einmessen des Messgeräts,
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4 die
Anordnung des auf einem Beifahrersitz des Kraftfahrzeugs eingemessenen
Messgeräts mit benachbart zum Fahrzeugsitz angeordneter Mittelkonsole
und Beifahrertür.
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Das
teleskopierbare Messgerät 1 zur Bestimmung des Überlebensraumes
in einem Kraftfahrzeug weist ein äußeres zylindrisches
Gehäuse 2 und einen im Gehäuse 2 verfahrbar
gelagerten, inneren Zylinder 3 auf. Der Zylinder 3 ist
teilweise aus dem Gehäuse 2 herausfahrbar. Er
weist im Bereich seines aus dem Gehäuse 2 herausfahrbaren
Endes eine senkrecht zur Längsachse des Messgeräts 1 angeordnete
Messfläche 4 mit Kreisquerschnitt auf, der dem
Durchmesser des Zylinders 3 entspricht. Außen ist
das Gehäuse 2 etwa auf seiner halben Länge
mit einem Tragegriff 5 zum Transportieren des Messgeräts 1 versehen.
Ferner ist in das Gehäuse 2 eine Wasserwaage 6 integriert,
um so die Neigung der Längsachse des Messgeräts 1 bezüglich
der Horizontalen bestimmen zu können.
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Beidseitig
des Tragegriffs 9 sind in Längserstreckung des
Messgeräts 1 codierte Messmarken 7 zum
Positionieren des Messgeräts 1 im Fahrzeug angeordnet.
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Das
Messgerät 1 weist eine unabhängige Stromversorgung
auf. Im Zylinder 3 sind ein Akku 8, eine Steuereinheit 9 und
ein Elektromotor 10 gelagert, die miteinander vernetzt
sind. Ein Ritzel 11 des Elektromotors 10 steht
mit einer Zahnstange 12 in Eingriff, die mit dem Gehäuse 2 verbunden
ist. Mittels des elektrischen Antriebes lässt sich somit
der Zylinder 3 aus dem Gehäuse 2 ausfahren
bzw. in dieses einfahren. Ein im Zylinder 3 außerhalb
des Gehäuses 2 gelagertes Display 13 dient
dem Anzeigen der Relativverschiebung von Gehäuse 2 und
Zylinder 3 und damit des vom Messgerät 1 ermittelten Überlebensraumes
bei einem die Seitenkontur des Kraftfahrzeugs verformenden Seitenaufprall.
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Mittels
eines im Zylinder 3 gelagerten Start-Tasters 14 lässt
sich der Verschiebe- und Messvorgang starten.
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3 zeigt
einen Beifahrersitz 15 mit Sitzfläche 16 und
Rückenlehne 17. Durch Ergreifen des Messgeräts 1 am
Tragegriff 5 wird dieses auf dem Beifahrersitz 15 vorpositioniert,
dahingehend, dass das Gehäuse 2 bei nach oben
gerichtetem Tragegriff 5 auf der Sitzfläche 16 aufliegt
und die Rückenlehne 17 kontaktiert. Es erfolgt
dann das exakte Einmessen des Messgeräts 1 bezüglich
des Sitzes 15 bzw. des Fahrzeuginnenraums mittels eines übergeordneten externen
optischen Messgeräts 18, mit dem die Position
der Messmarken 7 erfasst und über einen Auswertecomputer 19 dargestellt
werden kann. Das Messgerät 1 wird so lange millimetergenau
in seiner Position bezüglich des Sitzes 15 verändert,
bis die dreidimensionalen Koordinaten des Messgeräts 1, wiedergegeben
durch die codierten Messmarken 7, vorgegebenen Sollwerten
entsprechen und auf dem Auswertecomputer 19 angezeigt werden.
Eingemessen wird das Messgerät 1, konkret das
Gehäuse 2 mit dessen zentraler Längsachse,
dass diese horizontal angeordnet ist und durch den H-Punkt verläuft. Der
Außendurchmesser des Gehäuses 2 ist derart bemessen,
dass bei eingemessener Position des auf dem Sitz 15 abgelegten
Messgeräts 1 die Längsachse des Messgeräts 1 der
in Querrichtung des Kraftfahrzeugs durch den H-Punkt verlaufenden
Achse entspricht und überdies das Messgerät 1 bzw.
das Gehäuse 2 auch exakt in Querrichtung des Kraftfahrzeugs
eingemessen ist.
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4 zeigt
den Beifahrersitz 15 mit bezüglich dessen H-Punkt
eingemessenem Messgerät 1 sowie auf der der Messfläche 4 des
Messgeräts 1 zugewandten Seite angeordneter Beifahrertür 20 und auf
der der Messfläche 4 abgewandten Seite des Messgeräts 1 angeordneter
Mittelkonsole 21 des Fahrzeugs. Ausgehend von dieser Situation
wird vor dem Seitenaufprall der seitliche Insassenraum ermittelt,
indem durch Betätigen des Start-Tasters 14 der Messvorgang
gestartet wird. Es fährt hierbei der Zylinder 3 teleskopisch
aus dem Gehäuse 2 aus, bis die Messfläche 4 die
Innenkontur der Beifahrertür 20 mit einer definierten
Kraft kontaktiert. Am Display 13 kann der Ausfahrweg abgelesen
werden. Es wird dann der Zylinder 3 wieder zurückgefahren
und das Messgerät 1 aus dem Fahrzeug entfernt.
Es erfolgt dann der Seitenaufprall-Test mit Verformung des Fahrzeugs
im Bereich der Beifahrertür 20. Anschließend
wird, im zuvor beschriebenen Sinne, das Messgerät 1 erneut
auf dem Beifahrersitz 15 positioniert und millimetergenau
bezüglich des Fahrzeugkoordinatensystems mittels des optischen
Messgeräts 18 nebst Auswertecomputer 19 positioniert.
Anschließend wird das Messgerät 1 aktiviert
und demnach der Zylinder 3 ausgefahren, bis dieser mit
seiner Messfläche 4 bei vorbestimmter Kraft die
verformte Kontur des Beifahrersitzes 15 berührt.
Es ergibt sich ein gegenüber dem Ausgangswert veränderter
Ausfahrweg, der am Display 13 ablesbar ist und somit ein Maß für
die Größe des Überlebensraumes darstellt.
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Das
Display 13 kann mit einem Maximalwertspeicher versehen
sein. Alternativ ist es durchaus möglich, den ermittelten
Ausfahrweg des Zylinders 3 manuell über eine Maßstabsskalierung
zu erfassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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