DE102014109109A1

DE102014109109A1 - Vorrichtung zur Durchführung von Crashschlittenversuchen

Info

Publication number: DE102014109109A1
Application number: DE102014109109.4A
Authority: DE
Inventors: Hermann Steffan; Andreas Moser; Wolfgang Sinz; Gernot Woitsch
Original assignee: DSD DR STEFFAN DATENTECHNIK GmbH
Current assignee: Humanetics Austria GmbH
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2015-12-31

Abstract

Vorrichtung zur Durchführung von Crashschlittenversuchen zur Simulierung des Aufpralls eines Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis, insbesondere von inversen Crashschlittenversuchen, bei welchem die Verzögerungskräfte eines realen Aufpralls simuliert werden, indem ein Crashschlitten entsprechend einer realen Verzögerungskurve beschleunigt wird, mit einem Schlitten, einem auf den Schlitten angeordneten und gegenüber diesem beweglichen Träger zur Aufnahme eines Kraftfahrzeuges oder Teils eines Kraftfahrzeuges und einem Aktuator zum Bewegen des Trägers gegenüber dem Schlitten um mindestens eine vertikale Achse, wobei zur Vereinfachung des Aufbaus der Vorrichtung der Aktuator auf dem Schlitten angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung von Crashschlittenversuchen zur Simulierung des Aufpralls eines Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis, insbesondere von inversen Crashschlittenversuchen, bei welchem die Verzögerungskräfte eines realen Aufpralls simuliert werden, indem ein Crashschlitten entsprechend einer realen Verzögerungskurve beschleunigt wird, mit einem Schlitten, einem auf dem Schlitten angeordneten und gegenüber diesem beweglichen Träger zur Aufnahme eines Kraftfahrzeuges oder Teils eines Kraftfahrzeuges und einem Aktuator zum Bewegen des Trägers gegenüber dem Schlitten um mindestens eine vertikale Achse.
Zur Prüfung des Unfallverhaltens von Kraftfahrzeugen werden sogenannte Crashversuche durchgeführt. Neben realen Crashversuchen, bei denen das Fahrzeug auf ein Hindernis prallt und dabei zerstört wird, werden auch zerstörungsfreie Crashversuche durchgeführt, bei denen ein Fahrzeug oder Fahrzeugteil auf einem Schlitten angeordnet ist. Der Schlitten wird dann entweder auf die gewünschte Anfangsgeschwindigkeit beschleunigt und entsprechend einem realen Aufprall gezielt verzögert; oder der Schlitten wird bei einem sogenannten inversen Crashtest vom Stillstand auf die Aufprallgeschwindigkeit beschleunigt, wobei die Beschleunigung entsprechend der realen Verzögerungskurve erfolgt.
Bekannte Vorrichtungen zur Durchführung von solchen Crashschlittenversuchen weisen einen gegenüber dem Schlitten beweglichen Träger zur Aufnahme des Kraftfahrzeugs oder Teils eines Kraftfahrzeugs auf sowie einen Aktuator zum Bewegen des Trägers gegenüber dem Schlitten um mindestens eine vertikale Achse. Damit können während der Verzögerung oder der Beschleunigung des Schlittens zusätzliche Bewegungen bei einem realen Aufprall simuliert werden, insbesondere Gierbewegungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll das Einbringen der zusätzlichen Bewegung erleichtert und verbessert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Aktuator auf dem Schlitten angeordnet ist.
Durch die Anordnung des Aktuators auf dem Schlitten wird das Einbringen der zusätzlichen Bewegung erleichtert. Der Aktuator wird bei der Verzögerung oder Beschleunigung des Schlittens mitbewegt und kann direkt auf den Träger einwirken, um diesen in der gewünschten Weise um mindestens eine vertikale Achse zu drehen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Aktuator greift bevorzugt auf Höhe des Schwerpunkts des Kraftfahrzeugs oder Teils des Kraftfahrzeugs am Träger an. Dadurch können unerwünschte Zusatzkräfte und dadurch beispielsweise unerwünschte Wankbewegungen des Kraftfahrzeugs oder Teils eines Kraftfahrzeugs vermieden werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung greift ein Aktuator an einem vorderen und/oder einem hinteren Ende des Trägers an. Damit können beliebige Gierbewegungen nachgebildet werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Aktuator einen Zylinder mit einer Druckkammer, deren Volumen durch einen Kolben begrenzt wird, der seinerseits über eine Stange auf den Träger wirkt, eine insbesondere auf die Schubstange wirkende Bremseinrichtung und eine Regeleinrichtung zur Regelung der Bremskraft während der Durchführung eines Versuches. Ein solcher Druckzylinder hat sich als besonders geeignet herausgestellt, um während eines Crashversuches Zusatzkräfte auf den Träger aufzubringen.
Derartige Zylinder sind in der EP 1 750 112 A2 beschrieben, auf die hiermit diesbezüglich Bezug genommen wird. Das heißt, die Beschreibung der speziellen Ausführungsformen des Zylinders in dieser Schrift wird hiermit vollinhaltlich in die vorliegende Anmeldung einbezogen.
Die zur Erzeugung der zusätzlichen Bewegung benötigte Kraft wird bevorzugt durch ein in der Druckkammer vorgesehenes, unter Druck stehendes Hydraulikfluid erzeugt. Die erzeugte Kraft ist dabei größer als die zur Beschleunigung entsprechend der gewünschten zusätzlichen Bewegung nötige Kraft. Die gewünschte Bewegungskurve wird über die Bremseinrichtung erzielt. Die Erzeugung der Beschleunigung und die Anpassung an eine Sollkurve sind somit voneinander getrennt. Damit kann eine sehr genaue Anpassung der zusätzlichen Bewegung an die gewünschte Bewegung erreicht werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Träger auf einer Rutschplatte angeordnet, die auf der Schlittenoberseite vorgesehen ist. Damit kann der Träger gegenüber dem Schlitten während des Verdrehens um eine oder mehrere vertikale Achsen sicher geführt werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Vertikalsicherung vorgesehen, durch welche ein Abheben des Trägers vom Schlitten verhindert wird, insbesondere bei den Lastfällen Versuchabbruch und Schlittenbremsung.
Der Aktuator, insbesondere der Zylinder, ist bevorzugt um eine vertikale Achse beweglich am Schlitten montiert. Damit ist eine ausreichende Beweglichkeit des Trägers gegenüber dem Schlitten für die gewünschten Zusatzbewegungen gewährleistet.
Die Anbindung des Trägers am Schlitten erfolgt bevorzugt über ein querverschiebliches Gelenk. Auch dadurch kann die freie Beweglichkeit des Trägers gegenüber dem Schlitten zur Erzeugung der Zusatzbewegungen gewährleistet werden. Das Gelenk ist bevorzugt unterhalb des Angriffspunkts des Aktuators am Träger angeordnet und insbesondere unterhalb des Schwerpunkts des Kraftfahrzeugs oder des Kraftfahrzeugteils. Dadurch treten vorteilhafterweise im Wesentlichen nur Druckkräfte auf.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine Draufsicht von oben auf die Vorrichtung von 1,
3 eine Seitenansicht auf die Vorrichtung von 1,
4 einen Teil der Vorrichtung von 1 in vergrößertem Maßstab, und
5 einen anderen Teil der Vorrichtung von 1 ebenfalls in vergrößertem Maßstab.
Die dargestellte Vorrichtung umfasst einen Schlitten 1, auf welchem ein Träger 2 angeordnet ist. Auf der Oberseite des Schlittens 1 ist eine Rutschplatte 3 angeordnet, auf welcher der Träger 2 beweglich geführt ist. Die Rutschplatte 3 kann gegenüber den Schlitten 1 selbst ebenfalls beweglich sein, insbesondere in vertikaler Richtung, was hier jedoch nicht dargestellt ist.
Zur Bewegung des Trägers 2 gegenüber dem Schlitten 1 sind zwei Aktuatoren 4 vorgesehen, von denen einer am vorderen Ende 2a des Trägers 2 und einer am hinteren Ende 2b des Trägers 2 angreift. Die Kopplung zwischen Aktuator 4 und Träger 2 ist dabei so ausgebildet, dass die Aktuatoren 4 auf Höhe des Schwerpunktes eines auf dem Träger 2 angeordneten Kraftfahrzeuges oder Teils eines Kraftfahrzeuges angreifen. Hierfür sind am Träger 2 Säulen 5 vorgesehen, die über Arme 6 mit dem jeweiligen Aktuator 4 verbunden sind. Die Säulen 5 können in der Höhe veränderbar ausgebildet sein, beispielsweise als Teleskop, um den Angriffspunkt der Aktuatoren 4 am Träger 2 an verschiedene Schwerpunkte anzupassen.
Die Aktuatoren 4 umfassen jeweils einen Zylinder 7 mit einer Druckkammer, deren Volumen durch einen Kolben begrenzt wird, der über eine Schubstange 8 mit dem Arm 6 des Trägers 2 verbunden ist. Auf die Schubstange wirkt eine Bremseinrichtung, deren Bremskraft durch eine Regeleinrichtung einstellbar ist.
Wie insbesondere in 4 zu sehen ist, sind die Aktuatoren 4 gelenkig am Schlitten 1 befestigt. Hierfür ist auf dem Schlitten 1 ein entsprechendes Gestell 9 mit zwei Gelenkplatten 10 für jeden Aktuator 4 angeordnet. Zwischen den Gelenkplatten 10 ist der Zylinder 7 des jeweiligen Aktuators 4 um eine vertikale Achse drehbar gelagert.
Am besten in 5 ist zu erkennen, dass an einem Ende 2a des Trägers 2 ein Gelenk 11 vorgesehen ist, über welches der Träger 2 mit dem Schlitten 1 verbunden ist. Hierfür ist am Träger 2 eine Gelenkplatte 12 angebracht, die mit einer Gelenkgabel 13 zusammenwirkt, die längs einer Schiene 14 verschiebbar ist, welche mit dem Schlitten 1 fest verbunden ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass sich der Träger 2 gegenüber dem Schlitten 1 um eine vertikale Achse drehen kann, ohne sich relativ zum Schlitten 1 in Längsrichtung zu verschieben.
Mit der beschriebenen Crashschlittenanlage können in vorteilhafter Weise insbesondere inverse Crashversuche durchgeführt werden. Durch die auf dem Schlitten 1 angebrachten Aktuatoren 4 können dabei zusätzlich zu der Hauptbeschleunigung des Schlittens entsprechend einer realen Verzögerungskurve zusätzliche Bewegungen zwischen dem Träger 2 und dem Schlitten 1 erzeugt werden, um Gierbewegungen bei einem Aufprall zu simulieren.
Bezugszeichenliste

1: Schlitten
2: Träger
2a: vorderes Ende
2b: hinteres Ende
3: Rutschplatte
4: Aktuator
5: Säule
6: Arm
7: Zylinder
8: Schubstange
9: Gestell
10: Gelenkplatte
11: Gelenk
12: Gelenkplatte
13: Gelenkgabel
14: Schiene
I: Hauptbeschleunigungsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1750112 A2 [0011]

Claims

Vorrichtung zur Durchführung von Crashschlittenversuchen zur Simulierung des Aufpralls eines Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis, insbesondere von inversen Crashschlittenversuchen, bei welchem die Verzögerungskräfte eines realen Aufpralls simuliert werden, indem ein Crashschlitten entsprechend einer realen Verzögerungskurve beschleunigt wird, mit einem Schlitten (1), einem auf den Schlitten (1) angeordneten und gegenüber diesem beweglichen Träger (2) zur Aufnahme eines Kraftfahrzeuges oder Teils eines Kraftfahrzeuges und einem Aktuator (4) zum Bewegen des Trägers (2) gegenüber dem Schlitten (1) um mindestens eine vertikale Achse, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (4) auf dem Schlitten (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (4) auf Höhe des Schwerpunkts des Kraftfahrzeuges oder des Kraftfahrzeugteils an dem Träger (2) angreift.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator (4) an einem vorderen Ende (2a) und/oder einem hinteren Ende (2b) des Trägers (2) angreift.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (4) einen Zylinder (7) mit einer Druckkammer aufweist, deren Volumen durch einen Kolben begrenzt wird, der über eine Schubstange (8) auf den Träger (2) wirkt, sowie eine Bremseinrichtung und eine Regeleinrichtung zur Regelung der Bremskraft während der Durchführung des Versuches.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (4) um eine vertikale Achse gegenüber dem Schlitten (1) verdrehbar auf dem Schlitten (1) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) über ein Gelenk (11) beweglich mit dem Schlitten (1) verbunden ist, wobei das Gelenk (11) bevorzugt längs einer am Schlitten (1) befestigten Schiene (14) beweglich geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (11) unterhalb des Angriffspunkts des Aktuators (4) am Träger (2) angeordnet ist, insbesondere unterhalb des Schwerpunkts des Kraftfahrzeuges oder des Kraftfahrzeugteils.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (1) auf seiner Oberseite mit einer Rutschplatte (3) versehen ist, auf welcher der Träger (2) um mindestens eine vertikale Achse verdrehbar geführt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vertikalsicherung vorgesehen ist, um ein Abheben des Trägers (2) vom Schlitten (1) während der Durchführung der Versuche zu verhindern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer mit einem Druckspeicher verbindbar ist, insbesondere über ein Schnellkupplungsventil, und/oder dass die Druckkammer ein Sicherheitsventil zur Begrenzung des Maximaldruckes aufweist und/oder, dass ein Drucksensor an die Druckkammer angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal an eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Druckerzeugung übertragbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Schubstange wirkende Bremseinrichtung hydraulisch betätigbar ist und/oder dass die Bremskraft über ein Hydraulikventil, insbesondere ein Servoventil, regelbar ist und/oder dass die Bremskraft mittels eines Hydraulikventils regelbar ist, welches über eine Pumpe und einen Zwischenspeicher versorgbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Beschleunigungssensor, insbesondere zwei voneinander unabhängige Beschleunigungssensoren, zum Messen der Beschleunigung der Schubstange (8) vorgesehen sind und dass die Bremskraft in Abhängigkeit von der gemessenen Beschleunigung regelbar ist.