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Die
Erfindung betrifft einen Prüfstand mit einem Befestigungselement
zur Befestigung eines Fahrzeugseitenteiles, insbesondere einer Fahrzeugtür,
zur Simulation einer Seitenkollision eines Fahrzeuges mittels eines
auf das Fahrzeugseitenteil auftreffenden Impaktors.
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Aus
der
DE 10 2005
011 753 B3 ist ein Prüfstand für Fahrzeugseitenteile
zur Simulation einer Seitenkollision eines Fahrzeuges bekannt. Der
Prüfstand umfasst eine zumindest während eines
Prüfvorganges lagefest im Prüfstand angeordnete
Adaptionseinrichtung zum Halten des Fahrzeugseitenteiles und einen
entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn gegen das Fahrzeugseitenteil
verlagerbaren Prüfkörper. Der Prüfkörper
zeichnet sich dadurch aus, dass der Prüfkörper
an einem Impaktorträger gehalten ist, welcher mittels Stellmitteln
zum Zwecke einer gezielten Ausrichtung des Prüfkörpers gegenüber
dem Fahrzeugseitenteil in X-, Y- und/oder Z-Richtung verstellbar
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem
Stand der Technik verbesserten Prüfstand für ein
Fahrzeugseitenteil zur Simulation einer Seitenkollision eines Fahrzeuges
anzugeben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Mittels
eines Prüfstandes mit einem Befestigungselement zur Befestigung
eines Fahrzeugseitenteiles, insbesondere einer Fahrzeugtür,
ist eine Simulation einer Seitenkollision eines Fahrzeuges mittels
eines auf das Fahrzeugseitenteil auftreffenden Impaktors durchführbar.
Dabei ist ein Befestigungselement angeordnet, an welchem das Fahrzeugseitenteil
derart befestigbar ist, dass dessen Prüfeinbaulage einer
tatsächlichen Einbaulage des Fahrzeugseitenteiles in dem
Fahrzeug entspricht. Erfindungsgemäß ist zudem
mindestens ein Abstützelement angeordnet, das eine im Innenraum
des Fahrzeugs angeordnete Komponente simuliert.
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Mittels
des erfindungsgemäßen Prüfstandes ist
es in besonders vorteilhafter Weise möglich, alle an dem
Fahrzeugseitenteil, insbesondere der Fahrzeugtür, angeordneten
Komponenten, wie beispielsweise Elemente eines Seitenaufprallschutzes,
ein Türscharnier, ein Schließmechanismus und/oder
ein Türinnenverkleidungsteil hinsichtlich wirkender Aufprallkräfte
bei einer Seitenkollision zu überprüfen. Daraus
kann ein Verletzungsrisiko für Fahrzeuginsassen bei einer
Seitenkollision abgeleitet werden, da eine Seitenkollision sehr
realistisch simuliert werden kann. Außerdem ist vorteilhaft,
dass die im Stand der Technik übliche Verwendung und Zerstörung
eines vollständigen Fahrzeugs zur Simulation eines realistischen
Unfalls mit Seitenkollision nicht erforderlich ist.
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Der
Prüfstand dient damit vorzugsweise als sogenannter Ersatzlastfall
zu einem Gesamtfahrzeugversuch für Fahrzeugtüren,
insbesondere Fahrer- und Fondtüren.
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Das
erfindungsgemäß angeordnete Abstützelement
simuliert ein üblicherweise im Innenraum des Fahrzeuges
angeordnetes Bauteil, das im Verlauf einer Seitenkollision von einem
sich verformenden Fahrzeugseitenteil erfasst, berührt oder
mit verformt wird. Bei diesen simulierten Bauteilen handelt es sich
beispielsweise um eine im Innenraum des Fahrzeuges angeordnete Instrumententafel,
einen Fahrzeugsitz und/oder eine B-Säule des Fahrzeuges.
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Anhand
der aus der simulierten Seitenkollision erzielten Ergebnisse können/kann
das Fahrzeugseitenteil und/oder die Komponenten hinsichtlich eines
Verletzungsrisikos für Fahrzeuginsassen besonders kostengünstig
und besonders effektiv optimiert werden.
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Ferner
ist es anhand des Prüfstandes möglich, neue Leichtbaukonzepte
vorzugsweise zur Reduzierung eines CO2-Ausstoßes
des Fahrzeuges und/oder neue Türverkleidungskonzepte im
Vorfeld auf die Erfüllung von vorgegebenen Rahmenbedingungen,
wie beispielsweise ein vermindertes Verletzungsrisiko für Fahrzeuginsassen,
zu überprüfen. Zudem können mit dem erfindungsgemäßen
Prüfstand Seitenkollisionen mittels verschiedener Pfahlaufprallversuche
simuliert werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher
erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 schematisch
eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Prüfstandes
mit einer daran angeordneten Fahrzeugtür vor einer simulierten
Seitenkollision,
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2 schematisch
eine zugehörige Draufsicht des Prüfstandes mit
Fahrzeugtür nach einer simulierten Seitenkollision,
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3 schematisch
eine Seitenansicht des Prüfstandes mit Fahrzeugtür
vor der simulierten Seitenkollision gemäß 1,
und
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4 schematisch
eine zugehörige Seitenansicht des Prüfstandes
mit Fahrzeugtür nach der simulierten Seitenkollision gemäß 2.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßer Prüfstand 1 zur
Simulation einer Seitenkollision eines Fahrzeuges für ein
Fahrzeugseitenteil dargestellt. Der Prüfstand 1,
an dem eine Fahrzeugtür 2 als Fahrzeugseitenteil
befestigt ist, weist einen Impaktor 1.1 auf, der an einem
Impaktorträger 1.2 angeordnet ist. Der Impaktor 1.1 wird
zur Simulation einer Seitenkollision von außen auf die
Fahrzeugtür 2 bewegt.
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An
dem Prüfstand 1 ist eine Fahrzeugtür 2 in verschiedenen
Positionen befestigbar, so dass verschiedene Seitenkollisionen und
deren Auswirkungen, d. h. Belastungen der Fahrzeugtür 2 durch
simulierte Seitenkollisionen, durchführbar sind.
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Der
Prüfstand 1 umfasst mindestens ein Befestigungselement 1.3.1, 1.3.2, 1.3.3 an
welchem die Fahrzeugtür 2 befestigt ist. Weiterhin
weist der Prüfstand 1 Abstützelemente 1.4, 1.5, 1.6 auf,
wobei die Befestigungselemente 1.3.1, 1.3.2, 1.3.3 und/oder die
Abstützelemente 1.4 bis 1.6 z. B. ortsfest
an einem Trägerelement 3 angeordnet sind.
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Die
Fahrzeugtür 2 ist mittels der Befestigungselemente 1.3.1, 1.3.2, 1.3.3 so
an dem Prüfstand 1 angeordnet, dass dessen Prüfeinbaulage
einer tatsächlichen Einbaulage der Fahrzeugtür 2 in dem
Fahrzeug entspricht.
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Die
Befestigungselemente 1.3.1, 1.3.2, 1.3.3 sind
aus Metall bestehende balkenförmige Konstruktionsbauteile,
deren erstes Ende an dem Trägerelement 3 jeweils
kraft-, form- und/oder stoffschlüssig befestigt ist. Alternativ
dazu können die Befestigungselemente 1.3.1, 1.3.2, 1.3.3 auch
aus einem anderen geeigneten Material gebildet sein. Dabei sind
die Befestigungselemente 1.3.1, 1.3.2, 1.3.3 etwa
horizontal und etwa senkrecht zu dem Trägerelement 3 angeordnet.
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Die
Fahrzeugtür 2 gemäß 1 ist
eine Fahrertür, die derart am Prüfstand 1 zumindest
kraftschlüssig befestigt ist, dass ein geschlossener Zustand
der Fahrzeugtür 2 simuliert wird. Die Lage der Befestigungselemente 1.3.1, 1.3.2, 1.3.3 ist
hierzu derart einstellbar, dass unterschiedliche Prüfeinbaulagen
für Fahrzeugtüren 2 verschiedener Fahrzeuge simulierbar
sind.
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An
einem ersten Befestigungselement 1.3.1, an dem die Fahrzeugtür 2 befestigt
ist, ist ein Ausgleichselement 1.7 angeordnet, so dass
der Impaktor 1.1 bei simulierter Seitenkollision schräg
auf die Fahrzeugtür 2 aufprallt. Somit ist eine
Seitenkollision eines Fahrzeuges, welches seitlich mit einem Pfahl kollidiert,
simulierbar. Die Auftreffposition des Pfahls ist dabei frei einstellbar.
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An
dem Ausgleichselement 1.7 ist ein Türscharnier 1.8 befestigt,
an welchem die Fahrzeugtür 2 befestigt ist. Dabei
entspricht die Lage des Türscharniers 1.8 in besonders
vorteilhafter Weise der tatsächlichen Einbaulage des Türscharniers 1.8 in dem
Fahrzeug.
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Des
Weiteren ist an dem ersten Befestigungselement 1.3.1 sowie
an dem Ausgleichselement 1.7 ein erstes Abstützelement 1.4 angeordnet. Das
erste Abstützelement 1.4 ist in einem vorgebbaren
Abstand zu der Fahrzeugtür 2 an dem ersten Befestigungselement 1.3.1 angeordnet,
wobei das erste Abstützelement 1.4 eine im Innenraum
des Fahrzeuges fest angeordnete Instrumententafel simuliert.
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Ein
zweites Abstützelement 1.5 simuliert einen Fahrzeugsitz,
wobei eine der Seitenkollision entgegenwirkende Kraft des zweiten
Abstützelementes 1.5 einstellbar ist. Dadurch
ist eine Nachgiebigkeit des zweiten Abstützelementes 1.5 beispielsweise
in Abhängigkeit der Beschaffenheit des simulierten Fahrzeugsitzes
und/oder in Abhängigkeit eines Gewichtes eines Fahrzeuginsassen,
welcher auf den Fahrzeugsitz sitzt, vorgebbar.
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Das
dritte Abstützelement 1.6 simuliert eine B-Säule
des Fahrzeuges. An einem zweiten Befestigungselement 1.3.2 ist
ein Deformationselement 1.9 als B-Säulenabstützung
angeordnet. In besonders vorteilhafter Weise sind bzw. ist ein Weg
und/oder eine Kraft, die der Kraft der Seitenkollision entgegenwirkt,
für das Deformationselement 1.9 vorgebbar.
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Unterhalb
des zweiten Befestigungselementes 1.3.2 ist ein drittes
Befestigungselement 1.3.3, welches in den 3 und 4 näher
dargestellt ist, als Bestandteil des Prüfstandes 1 an
dem Trägerelement 3 zumindest kraftschlüssig
befestigt.
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Des
Weiteren ist an dem zweiten Befestigungselement 1.3.2 ein
in der 3 und in der 4 näher
dargestellter Schließbügel 1.10 als Torsionselement,
angeordnet. Bei an dem Prüfstand 1 befestigter
Fahrzeugtür 2 greift ein nicht im Detail gezeigtes Türschloss
der Fahrzeugtür 2 so in den Schließbügel 1.10 ein,
als wäre die Fahrzeugtür 2 geschlossen.
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Eine
räumliche Lage der Abstützelemente 1.4 bis 1.6,
des Deformationselementes 1.9 und/oder des Schließbügels 1.10 als
Prüfeinbaulage ist entsprechend einer tatsächlichen
Einbaulage in dem Fahrzeug einstellbar.
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In
einer möglichen nicht näher dargestellten Ausführungsform
ist in einem vorgebbaren Bereich an oder in der Fahrzeugtür 2 zumindest
eine Erfassungseinheit zur Ermittlung eines durch die simulierte
Seitenkollision auf die Fahrzeugtür 2 wirkenden Belastungsparameters
angeordnet. Dabei kann die Erfassungseinheit beispielsweise ein
Drucksensor sein.
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Um
die Seitenkollision zu simulieren, ist an dem Impaktorträger 1.2 eine
nicht näher dargestellte Beschleunigungsvorrichtung angeordnet,
mittels der der Impaktorträger 1.2 mit an diesem
angeordneten Impaktor 1.1 mit einer vorgebbaren Beschleunigung in
Richtung R Fahrzeugtür 2 geführt wird
und auf diese prallt.
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Im
Betrieb des Prüfstandes 1 prallt der an dem Impaktorträger 1.2 angeordnete
Impaktor 1.1 in Form eines parallel zu einer Hochachse
des Fahrzeuges angeordneten Pfahles auf die Fahrzeugtür 2 auf,
wobei die Fahrzeugtür 2 nach der simulierten Seitenkollision
in 2 und in 4 dargestellt
ist.
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In
der 2 ist eine Verformung der Fahrzeugtür 2 durch
den Aufprall des Impaktors 1.1 gezeigt.
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Aufgrund
der aus der simulierten Seitenkollision resultierenden Kraft, die
u. a. auf die Fahrzeugtür 2 wirkt, hat sich zumindest
das Deformationselement 1.9 als B-Säulenabstützung
verformt. Das Deformationselement 1.9 verformt sich ab
einer bestimmten Kraft, die auf die Fahrzeugtür 2 und
somit auch auf das Deformationselement 1.9 wirkt.
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Des
Weiteren ist gezeigt, dass sich das zweite Abstützelement 1.5,
das den Fahrzeugsitz simuliert, aufgrund der wirkenden Kraft in
die gleiche Richtung R, in die sich der Impaktor 1.1 bewegt,
deformiert hat.
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Das
erste Abstützelement 1.4, die simulierte Instrumententafel,
stützt die Fahrzeugtür 2 derart ab, dass
diese bei der simulierten Seitenkollision nicht weiter in den Innenraum
des Fahrzeuges gedrückt wird.
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Ohne
das Ausgleichselement 1.7 können weiterhin 90°-Pfahlaufprallversuche
durchgeführt werden. Auch hier ist die Auftreffposition
des Pfahls frei einstellbar.
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In 3 ist
der Prüfstand 1 mit an diesem angeordneter Fahrzeugtür 2 gemäß 1 vor
einer simulierten Seitenkollision in einer Seitenansicht dargestellt.
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Dabei
ist in der 3 der seitlich an der Fahrzeugtür 2 befestigte
Schließbügel 1.10 gezeigt. Dazu ist der
Schließbügel 1.10 an dem zweiten Befestigungselement 1.3.2 angeordnet.
Eine Position des Schließbügels 1.10 an
dem zweiten Befestigungselement 1.3.2 ist in Abhängigkeit
der jeweiligen tatsächlichen Einbaulage des Türschlosses
verschiedener Fahrzeuge einstellbar.
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4 zeigt
die an dem Prüfstand 1 angeordnete Fahrzeugtür 2 in
einer Seitenansicht gemäß 2 nach der
simulierten Seitenkollision.
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Mittels
der Befestigungselemente 1.3.1, 1.3.2, 1.3.3 zur
Fixierung der Fahrzeugtür 2 in tatsächlicher
Einbaulage und der Abstützelemente 1.4 bis 1.6,
die Komponenten des Innenraumes des Fahrzeuges simulieren, können
vergleichsweise starke Intrusionsvorgänge einer Seitenkollision
an der Fahrzeugtür 2 einschließlich der
daran angeordneten Anbau- und/oder Zierbauteile sehr realistisch simuliert
werden.
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Mittels
des Prüfstandes 1 ist in besonders vorteilhafter
Weise ein Komponentenprüfstand als Ersatzlastfall zu einem
Gesamtfahrzeugversuch für Fahrzeugtüren 2,
insbesondere für Fahrertüren und Fondtüren
realisiert. Dazu kann der Prüfstand 1, insbesondere
dessen Befestigungselemente 1.3.1, 1.3.2, 1.3.3,
auf unterschiedlichste Abmessungen der jeweiligen Fahrzeugtür 2 verschiedener
Fahrzeuge eingestellt werden.
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Darüber
hinaus sind in vorteilhafter Weise eine Impaktorform und deren Führung,
z. B. mittels des Impaktorträgers 1.2 geführt
oder frei fliegend, frei wählbar.
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Durch
den Einsatz des Deformationselementes 1.9, der Abstützelemente 1.4 bis 1.6 und/oder
des Schließbügels 1.10 kann ein Abstützkollektiv
und eine Intrusionscharakteristik einem Gesamtfahrzeugversuch unter
Berücksichtigung einer fahrzeugspezifischen Anbindung sowie
unter Berücksichtigung von Abstützeffekten, wie
z. B. Instrumententafel, Fahrzeugsitz und/oder B-Säule,
nachempfunden und an eine jeweilige Situation angepasst und eingestellt werden.
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Somit
können besonders vorteilhaft u. a. unterschiedlichste Pfahlaufprallversuche
in Bezug auf die Fahrzeugtür 2 verschiedener Fahrzeuge
simuliert werden.
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Ferner
kann der Prüfstand 1 auch zur Überprüfung
anderer Fahrzeugteile, wie z. B. Biegeträger oder Vorbauten,
an denen eine Kollision simuliert werden soll, verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005011753
B3 [0002]