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Die
Erfindung betrifft einen Prüfstand
zur Verwendung im automobilen Umfeld. Die Erfindung betrifft ferner
ein Verfahren zur Prüfung
eines Fahrzeugverdecks.
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Bisher
ist kein Verfahren zur Prüfung
eines Fahrzeugverdeckes bekannt, das auf der Basis systematischer
Untersuchungen Aussagen über
das Verhalten eines Fahrzeugverdecks unter Belastungen oder die
Wirkungen von Belastungen auf das Fahrzeugverdeck zulässt.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, den oben beschriebenen
Mangel zu überwinden.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Prüfstand mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 10 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Der
Prüfstand
zur Untersuchung eines Fahrzeugverdecks ist ausgelegt, um reproduzierbare Prüfbedingungen
bei einer Belastungsprüfung
des Fahrzeugverdeckes zu schaffen. Die Belastungen können beispielsweise
physikalischer Natur sein, wie etwa eine Kraft, ein Moment, eine
Spannkraft in einem Bereich des Fahrzeugverdecks, eine auf das Fahrzeugverdeck übertragene
Bewegung, eine Torsionsbeanspruchung des Fahrzeugverdecks, eine thermische
Belastung (Erhitzung oder Abkühlung
eines Bereichs des Fahrzeugverdecks), Feuchtigkeitszufuhr zum Fahrzeugverdeck,
Vereisung des Fahrzeugverdecks oder Kombinationen aus den zuvor genannten
Belastungen, um nur eine kleine Auswahl zu nennen.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
der Erfindung umfasst der Prüfstand
eine vordere kinematische Einrichtung, die mit wenigstens einer
vorderen Belastungseinrichtung in Wirkverbindung steht. Der Prüfstand weist
ferner eine hintere kinematische Einrichtung auf, die mit wenigstens
einer hinteren Belastungseinrichtung in Wirkverbindung steht. Dabei
ist die vordere kinematische Einrichtung mit vorderen Haltemitteln
versehen, während
die hintere kinematische Einrichtung mit hinteren Haltemitteln versehen ist.
Das Fahrzeugverdeck wird mit den zuvor genannten Haltemitteln gegenüber dem
Prüfstand
gehalten, positioniert oder spannend befestigt. Die Belastungseinrichtungen
können
grundsätzlich
beliebig und zum Beispiel als Hydraulikzylinder ausgeführt sein.
Die Belastungseinrichtungen können
jedoch beispielsweise auch als pneumatisch oder elektrisch versorgte
Antriebe ausgebildet sein.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung weist die vordere kinematische Einrichtung eine Stützstruktur
auf, die mit einem vorderen Adapterteil versehen ist. Im Interesse
einer universellen Einsatzmöglichkeit
des Prüfstandes
ist das vordere Adapterteil zur Anpassung des Prüfstandes an verschiedene Fahrzeugverdeck-Typen
(insbesondere zur Anpassung an unterschiedliche Abmessungen verschiedener
Fahrzeugverdeck-Typen) austauschbar.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung umfasst die hintere kinematische Einrichtung
zwei in Gebrauchsstellung beabstandet zueinander angeordnete Seitenbacken.
Dabei ist erneut im Interesse einer universellen Einsatzmöglichkeit
des Prüfstandes
wenigstens eine der Seitenbacken mit einem hinteren Adapterteil
versehen, das zur Anpassung des Prüfstands an die unterschiedlichen
Fahrzeugverdeck-Typen (insbesondere zur Anpassung an unterschiedliche
Abmessungen verschiedener Fahrzeugverdeck-Typen) austauschbar ist.
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Um
sich einer möglichst
realitätsnahen
Untersuchung des Fahrzeugverdeckes anzunähern, ist der Prüfstand bei
einer Ausführungsform
der Erfindung ausgelegt, um das Fahrzeugverdeck in eine Bewegung
zu versetzen, die einer im wirklichen Einsatz erfolgenden Verfahrbewegung
des Fahrzeugverdecks nachgebildet ist.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung liefert eine Messeinrichtung des Prüfstandes
Messdaten, die für
die Beurteilung des Verschleissverhaltens und/oder der Betriebsfestigkeit
des Fahrzeugverdecks relevant sind.
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Hierdurch
wird die Möglichkeit
geschaffen, das Verschleissverhalten und/oder die Betriebsfestigkeit
unter wiederholbaren Prüfbedingungen
auf der Basis objektiver Prüfungs-
oder Bewertungskriterien systematisch zu untersuchen.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
der Erfindung ist der Prüfstand
ausgelegt, um das Fahrzeugverdeck realitätsnah zu belasten.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Prüfstand Simulationsmittel auf,
mit denen das Fahrzeugverdeck einer Simulation realer Einsatzbedingungen
unterzogen wird. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, zu verlässlichen
Aussagen über die
Wirkungen von Belastungen auf das Fahrzeugverdeck (oder von Beanspruchungen
des Fahrzeugverdecks) zu gelangen, die im wirklichen Einsatz des Fahrzeugverdecks
tatsächlich
zu erwarten sind. Die realen Einsatzbedingungen können im
Wortlaut dieses Textes Umgebungsbedingungen, wie etwa klimatische
Bedingungen (Hitze, Kälte,
Feuchtigkeit usw.) und/oder Fahrzeugverdecks-Betriebsbedingungen und/oder
fahrtbedingte Einwirkungen auf das Fahrzeugverdeck (z. B. Windlast)
umfassen.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Prüfstand
eine Schwingungerzeugungseinrichtung, mit der das Fahrzeugverdeck
zu Schwingungen anregbar ist. Dabei weist der Prüfstand Erfassungsmittel auf,
mit denen während
der Schwingung des Fahrzeugverdecks wenigstens eine physikalische
Größe, die
eine dynamische Eigenschaft des Fahrzeugverdecks charakterisiert,
erfassbar ist.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Untersuchung eines Fahrzeugverdecks.
Bei dem Verfahren wird ein Prüfstand
eingesetzt, der ausgelegt ist, um reproduzierbare Prüfbedingungen
bei der Belastungsprüfung
des Fahrzeugverdecks zu schaffen.
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Um
die unter unterschiedlichen Einsatzbedingungen jeweils auftretenden
Einsatzbedingungs-spezifischen Wirkungen von Belastungen auf das
Fahrzeugverdeck unabhängig
voneinander zu untersuchen, kann das Fahrzeugverdeck unter verschiedenen
Prüfbedingungen
geprüft
werden. Hierzu wird das Fahrzeugverdeck zum Beispiel unter ersten Prüfbedingungen
geprüft,
in denen das Fahrzeugverdeck wenigstens zeitweise vollständig geöffnet ist und
realitätsnah
belastet wird.
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Beispielsweise
wird das Fahrzeugverdeck unter zweiten Prüfbedingungen geprüft, in denen
das Fahrzeugverdeck wenigstens zeitweise vollständig geschlossen ist und realitätsnah belastet
wird.
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Schließlich wird
das Fahrzeugverdeck etwa unter dritten Prüfbedingungen geprüft, in denen
wenigstens ein bewegliches Verdeckteil des Fahrzeugverdecks dynamisch
betätigt
und das Fahrzeugverdeck realitätsnah
belastet wird. Insbesondere wird das Verschleissverhalten und/oder
die Betriebsfestigkeit des Fahrzeugverdecks jeweils unter den oben beschriebenen
unterschiedlichen Prüfbedingungen untersucht.
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Die
oben genannte realitätsnahe
Belastung kann auch eine Simulation realer Einsatzbedingungen sein.
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Bei
einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine
Beurteilung des Verschleissverhaltens und/oder der Betriebsfestigkeit
eines Nachfolgermodells eines Fahrzeugverdecks, das einem Vorgängermodell
vorausgegangen ist, unter Berücksichtigung
einerseits alter Messdaten, die mit einem ersten Prüfstand zu
dem Vorgängermodell
ermittelt wurden und andererseits neuer Messdaten, die mit dem selben
ersten Prüfstand
oder einem zum ersten Prüfstand
baugleichen oder funktionsähnlichen
zweiten Prüfstand
ermittelt werden.
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Damit
können
etwa die Fahrzeugverdeck-Probanden einer späteren Serienproduktion relativ
zu den Fahrzeugverdeck-Probanden einer früheren Serienproduktion beurteilt
werden.
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Die
Erfindung weist zahlreiche Vorteile auf. So ermöglicht es die Erfindung, ein
Fahrzeugverdeck auf der Grundlage objektiver, reproduzierbarer Prüfungs- oder
Bewertungskriterien zu untersuchen oder zu beurteilen. Ferner schafft
die Erfindung die Möglichkeit,
das Fahrzeugverdeck frühzeitig
zu untersuchen, da nicht auf eine erst am Ende der Entwicklungszeit
eines Fahrzeuges zur Verfügung
stehende vollständige
Karosserie zu warten ist.
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Im
Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch etwas
näher beschrieben. Es
zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Prüfstand, in
perspektivischer, schematischer, teilweise symbolhafter Darstellung;
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2 den
erfindungsgemäßen Prüfstand in einer
schematischen Vorderansicht, in teilweise symbolhafter Darstellung;
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3 den
erfindungsgemäßen Prüfstand in einer
schematischen Seitenansicht, in teilweise symbolhafter Darstellung;
und
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4 eine
Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Prüfstand.
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Der
in 1 in perspektivischer, schematischer, teilweise
symbolhafter Darstellung (die im Folgenden beschriebenen Anbindungsstellen,
Koppelstangen und Hydraulikzylinder sind in den 1 bis 3 durchgängig durch
Symbole dargestellt) gezeigte erfindungsgemäße Prüfstand 1 dient der
Untersuchung eines (nicht dargestellten) Fahrzeugverdecks. Hierzu
ist der Prüfstand 1 ausgelegt,
um reproduzierbare oder wiederholbare Prüfbedingungen bei einer Belastungsprüfung des
Fahrzeugverdeckes zu schaffen oder zu gewährleisten.
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Der
dynamische Prüfstand 1 umfasst
ein Grundgestell 2 mit einem lagefesten, rechteckig begrenzten
Basisteil 20, das mit einer Unterfläche auf einer Stellfläche aufsetzt.
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Der
Prüfstand 1 umfasst
ferner eine vordere kinematische Einrichtung 3, die eine
bezüglich
des Grundgestells 2 beweglich gelagerte Stützstruktur 4 umfasst.
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Die
Stützstruktur 4 besteht
zunächst
aus zwei seitlich versetzt zueinander angeordneten Stützsäulen 40, 40' von rechteckigem
Querschnitt. Die äußeren Enden
der Stützsäulen 40, 40' sind durch
eine rechtwinklig zu jeder Stützsäule 40, 40' angeordnete
Querstrebe 41 miteinander verbunden. Die bezüglich einer
ersten geometrischen Mittelebene spiegelsymmetrisch ausgebildete
Stützstruktur 4 ist
mit einem vorderen Adapterteil 42 versehen, das ein längliches,
sich zwischen Eckkanten der Stützsäulen 40, 40' erstreckendes
Mittelteil 43 umfasst. Letzteres ist nach außen, also
in Richtung von der Basisplatte 20 weg, geringfügig gebogen.
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Das
vordere Adapterteil 42 kann zur Anpassung des Prüfstandes 1 an
verschiedene Fahrzeugverdeck-Typen gegen ein anderes ausgetauscht
werden.
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Die
vordere kinematische Einrichtung 3 umfasst mehrere Koppelstangen,
von denen eine erste linke vordere Koppelstange KV1 einerends an
der linken Stützsäule 40 angelenkt
und andererends mit einem linken vorderen Hydraulikzylinder HV verbunden
ist, dessen für
den jeweiligen Prüfzweck
erforderliche Bewegung oder Kraft über die linke vordere Koppelstange
KV1 in die Stützstruktur 4 eingeleitet wird.
Der linke vordere Hydraulikzylinder HV ist seinerseits über eine
erste linke vordere Anbindungsstelle AV1 am Grundgestell 2 befestigt.
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Entsprechend
ist eine erste rechte vordere Koppelstange KV1' einerends an der rechten Stützsäule 40' angelenkt und
andererends mit einem rechten vorderen Hydraulikzylinder HV' verbunden, dessen
Bewegung oder Kraft über
die rechte vordere Koppelstange KV1' in die Stützstruktur 4 eingeleitet wird.
Der rechte vordere Hydraulikzylinder HV' ist seinerseits über eine erste rechte vordere
Anbindungsstelle AV1' am
Grundgestell 2 befestigt.
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Die
vordere kinematische Einrichtung 3 umfasst ferner eine
zweite linke Koppelstange KV2, eine dritte linke Koppelstange KV3
und eine vierte linke Koppelstange KV4, die jeweils einerends an
der linken Stützsäule 40 angelenkt
und andererends über
je eine vordere linke Anbindungsstelle AV2, AV3, AV4 mit dem Grundgestell 2 verbunden
sind.
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Zur
vorderen kinematische Einrichtung 3 gehören darüber hinaus eine zweite rechte
Koppelstange KV2' und
eine dritte rechte Koppelstange KV3', die jeweils einerends an der rechten
Stützsäule 40' angelenkt und
andererends über
je eine vordere rechte Anbindungsstelle AV2', AV3 am Grundgestell 2 befestigt
sind.
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Der
Prüfstand
weist eine hintere kinematische Einrichtung 5 auf, die
eine linke Seitenbacke 6 und eine in Querrichtung des Prüfstandes 1 versetzt zur
linken Seitenbacke 6 angeordnete rechte Seitenbacke 6' aufweist.
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Jede
der bezüglich
einer zweiten geometrischen Mittelebene spiegelsymmetrisch zueinander ausgestalteten
Seitenbacken 6, 6' weist
ein Grundteil 60, 60' auf, das im Prinzip als ein auf
der seitlich nach außen
weisenden Seite offenes Hohlprisma mit dreieckiger Grundfläche ausgestaltet
ist. Unterhalb jeder Seitenbacke 6, 6' ist jeweils
ein Unterbau 7, 7' angeordnet.
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Eine
erste hintere linke Koppelstange KH1, ist einerends am linken Unterbau 7 angelenkt
und andererends mit einem linken hinteren Hydraulikzylinder HH verbunden.
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Die
für den
jeweiligen Prüfzweck
erforderliche Bewegung oder Kraft des linken hinteren Hydraulikzylinders
HH wird über
die erste linke hintere Koppelstange KH1 und den linken Unterbau 7 in
die linke Seitenbacke 6 eingeleitet. Der linke hintere
Hydraulikzylinder HH ist über
eine erste linke hintere Anbindungsstelle AH1 am Grundgestell 2 befestigt.
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Eine
erste hintere rechte Koppelstange KH1' ist einerends am rechten Unterbau 7' angelenkt und andererends
mit einem rechten hinteren Hydraulikzylinder HH' verbunden.
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Die
für den
jeweiligen Prüfzweck
erforderliche Bewegung oder Kraft des rechten hinteren Hydraulikzylinders
HH' wird über die
erste rechte hintere Koppelstange KH1' und den rechten Unterbau 7' in die rechte
Seitenbacke 6' eingeleitet.
Der rechte hintere Hydraulikzylinder HH' ist über eine erste rechte hintere
Anbindungsstelle AH1' am
Grundgestell 2 befestigt.
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Eine
mittlere hintere Koppelstange KM ist einerends an einem mittleren
Rahmen 8 angelenkt und andererends mit einem mittleren
hinteren Hydraulikzylinder HM verbunden, der seinerseits über eine
mittlere hintere Anbindungsstelle AM am Grundgestell 2 befestigt
ist. An den einander zugewandten Flankenflächen 61, 61' jeder Seitenbacke 6, 6' ist jeweils
eine weitere hintere Koppelstange KH2 (von denen in 1 nur
die linke ersichtlich ist) angelenkt, die über je eine Anbindungsstelle
AH2 am Grundgestell 2 befestigt sind.
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Zwischen
den beiden Seitenbacken 6, 6' erstreckt sich eine Querbrücke 9,
an der zwei weitere hintere Koppelstangen KH3, KH4 angelengt sind,
die die über
je eine hintere Anbindungsstelle AH3, AH4 am Grundgestell 2 befestigt
sind.
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Jede
Seitenbacke 6, 6' ist
mit einem hinteren Adapterteil 62, 62' versehen, die
jeweils zur Anpassung des Prüfstands 1 an
die unterschiedlichen Fahrzeugverdeck-Typen gegen ein anderes austauschbar
sind.
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2 zeigt
den erfindungsgemäßen Prüfstand 1 in
einer schematischen Vorderansicht, in teilweise symbolhafter Darstellung.
In den 2 bis 4 sind identische Bauteile oder
Komponenten mit denselben Bezugsziffern versehen wie in 1.
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3 zeigt
den erfindungsgemäßen Prüfstand in
einer schematischen Seitenansicht, in teilweise symbolhafter Darstellung.
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4 zeigt
eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Prüfstand 1.
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Der
Prüfstand 1 ist
beispielsweise als Schwingungsprüfstand
ausgeführt.
Dem Fachmann wird klar sein, dass Beschleunigungssensoren zur Bestimmung
der angeregten oder anregenden Schwingungen eingesetzt werden können.
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Der
Prüfstand 1 ist
beispielweis ausgelegt, um unter bestimmten Einsatzbedingungen des
Fahrzeugverdeckes entstehende Geräusche zu untersuchen.
