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Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Messung des nach einem Seitenaufprall verbleibenden Raums für die Insassen.
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Bei Seitenaufprall-Versuchen, die auch als Seitencrash-Versuche bezeichnet werden, wird nach einem absichtlich verursachten Seitenaufprall untersucht, wie groß der sogenannte Überlebensraum für die Insassen ist, also der nach dem Seitenaufprall verbleibende Raum, den der Insasse zur Verfügung hat. Die höchste Priorität gilt bei einem Seitenaufprall dem Schutz des Insassen. Hierfür ist es wichtig, dass der dem Insassen verbleibende Raum nach dem Seitenaufprall groß genug ist. Bei der Entwicklung von Fahrzeugen zur Serienreife spielt die Sicherheit der Insassen eine maßgebliche Rolle.
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Die Messung des nach einem Seitenaufprall verbleibenden Raums für den oder die Insassen sollte reproduzierbar sein, und die Messvorrichtung sollte möglichst für alle oder zumindest für einen Großteil der Fahrzeugbaureihen einsetzbar sein.
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Die
DE 10 2009 010 189 A1 zeigt ein Messgerät zur Bestimmung des Überlebensraums in einem Kraftfahrzeug bei einem Seitenaufprall. Das Messgerät umfasst ein äußeres zylindrisches Gehäuse und einen im Gehäuse gelagerten inneren Zylinder. Der innere Zylinder ist teilweise aus dem Gehäuse herausfahrbar. Das Messgerät hat einen elektrischen Antrieb zum Verfahren des Zylinders relativ zum Gehäuse, und es ist eine Einrichtung zum Anzeigen der Relativposition von Gehäuse und Zylinder vorgesehen.
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Die
EP 3 118 570 A1 zeigt ein Messgerät mit einem entlang einer Längsachse zusammenschiebbaren Teleskopausleger.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Messvorrichtung zur Messung des nach einem Seitenaufprall verbleibenden Raums vorzusehen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
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Mit einer solchen Messvorrichtung kann gut reproduzierbar ein Wert für den verbleibenden Raum ermittelt werden, der aussagekräftig für die Beurteilung des Ergebnisses ist. Durch den Kolbenstangenzylinder können Bauteile des Kraftfahrzeugs mit einer Kraft beaufschlagt und zur Seite gedrückt werden, soweit dies mit dem im pneumatischen Kolbenstangenzylinder herrschenden Druck möglich ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Druckminderungsventil vorgesehen, welches dazu eingerichtet ist, den Druck P in dem Kolbenstangenzylinder auf einen vorgegebenen Druck P_s zu begrenzen. Hierdurch kann der Druck und damit die Kraft auf die Fahrzeugteile begrenzt werden, und es ist eine reproduzierbare Versuchsdurchführung möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der vorgegebene Druck P_s einstellbar. Dies ermöglicht eine Einstellung des Drucks gemäß unterschiedlichen biomechanischen Kriterien.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind an den Enden des Kolbenstangenzylinders jeweils Platten mit einer vorgegebenen Fläche vorgesehen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Platten lösbar mit dem Kolbenstangenzylinder verbunden, um einen Wechsel der Platten zu ermöglichen. Hierdurch kann die Fläche, mit der der Kolbenstangenzylinder gegen das Fahrzeug drückt, variiert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die Messvorrichtung ein steuerbares Ventil, welches dazu ausgebildet ist, eine Beaufschlagung des Kolbenstangenzylinders mit einem Fluid zu aktivieren oder zu deaktivieren.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Führung vorgesehen, welche Führung eine lineare Bewegung des Basisteils relativ zum Zylinder ermöglicht. Dadurch kann der Kolbenstangenzylinder einfach positioniert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Messvorrichtung als tragbare Einheit ausgebildet, bei der das Basisteil, der Kolbenstangenzylinder und das Druckminderungsventil miteinander verbunden sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Messvorrichtung ein Druckbehälter zugeordnet. Hierdurch kann die Messvorrichtung autark verwendet werden, also insbesondere ohne einen permanent mit der Messvorrichtung verbundenen Druckanschluss.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist am Basisteil eine lösbare Verbindung vorgesehen, um eine Verbindung des Druckbehälters mit dem Basisteil zu ermöglichen. Hierdurch kann der Druckbehälter einfach gewechselt werden, und die Messvorrichtung kann als Einheit für die Messung eingesetzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind am Basisteil Haltegriffe vorgesehen. Dies erleichtert die Handhabung der Messvorrichtung erheblich, und diese kann gut auf einem Fahrzeugsitz positioniert werden.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:
- 1 in einer schematischen Darstellung eine Messvorrichtung mit einer Pneumatikanordnung,
- 2 in einer schematischen Darstellung die Pneumatikanordnung von 1,
- 3 in einer Draufsicht die Messvorrichtung von 1, und
- 4 die Messvorrichtung von 1 bei einer Messung in einem Fahrzeug.
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1 zeigt eine Messvorrichtung 10 zur Messung des nach einem Seitenaufprall verbleibenden Raums. Die Messvorrichtung 10 hat einen pneumatischen Kolbenstangenzylinder 20 mit einem Zylinder 22 und einer relativ zum Zylinder 22 beweglichen Kolbenstange 24. Eine Pneumatikanordnung 60 steht über eine Leitung 62, bspw. über einen Schlauch oder über eine teleskopisch verlängerbare Metallleitung, mit dem Zylinder 22 in Fluidverbindung. An einem Ende 221 des Zylinders 22 ist eine Platte 27 vorgesehen, und an einem Ende 261 der Kolbenstange 24 ist eine Platte 28 vorgesehen. Die Platten 27, 28 können auch als Adapterplatten bezeichnet werden.
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Eine Messeinheit 40 ist vorgesehen, welche zur Messung der Bewegung 26 der Kolbenstange 24 relativ zum Zylinder 22 ausgebildet ist. Die Messeinheit 40 hat beispielhaft einen mit der Kolbenstange 24 verbundenen Messschieber (Messstab) 41 und einen mit dem Zylinder 22 verbundenen Translationsmesser 42, welcher die Bewegung des Messschiebers 41 misst und bevorzugt einen Messwert erzeugt. Der Translationsmesser 42 kann in einer einfachen Ausführungsform die Bewegung der Kolbenstange an einer Skala anzeigen, er kann aber auch ein - nicht dargestelltes - Interface zum Anschluss des Translationsmessers 42 an eine Recheneinheit aufweisen.
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Beispielhaft ist eine Anzeigevorrichtung 43 vorgesehen, an der ein Messwert angezeigt wird. Die Anzeigevorrichtung 43 kann digital oder analog sein. Die Messeinheit 40 kann aber beispielsweise auch über einen - nicht dargestellten - an der Kolbenstange 24 befestigten Sensormagneten und eine an der Außenseite des Zylinders 22 angeordnete Messvorrichtung für den vom Sensormagneten erzeugten magnetischen Fluss verwirklicht werden.
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Das Basisteil 12 ist bevorzugt mit dem Zylinder 22 über eine Führung 14 verbunden, so dass eine lineare Bewegung des Basisteils 12 relativ zum Zylinder 22 ermöglicht wird. Hierdurch kann die Messvorrichtung 10 mittig auf einem Sitz positioniert werden, und trotzdem ist ein Ausgleich des Wegs auf der Seite des Zylinders 22 möglich.
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Das Basisteil 12 kann beispielsweise aus einem harten Polyurethan oder aus einem Schaum ausgebildet werden.
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2 zeigt schematisch den Aufbau der Pneumatikanordnung 60. Es ist ein Druckbehälter 70 vorgesehen, der beispielsweise mit Druckluft oder einem anderen Gas oder Gasgemisch wie Stickstoff befüllt sein kann. Zum Befüllen kann am Druckbehälter 70 ein Anschluss vorgesehen sein. Wenn im Druckbehälter 70 Druckluft gespeichert wird, spricht man auch von einem Druckluftbehälter oder Druckluftspeicher. Der Druckbehälter 70 steht über eine Leitung 71 in Fluidverbindung mit einem Druckminderungsventil 72, welches dazu ausgebildet ist, den Druck P in dem Kolbenstangenzylinder 20 auf einen vorgegebenen Druck P_s zu begrenzen. Ein einstellbares Druckminderungsventil 72 wird auch als Druckregelventil bezeichnet. Der Ausgang des Druckminderungsventils 72 steht über eine Leitung 73 in Fluidverbindung mit einem steuerbaren Ventil 74. Das Ventil 74 ist beispielsweise ein Ventil mit einem Kippschalter oder mit einem Handrad. Das Ventil 74 steht über die Leitung 62 in Fluidverbindung mit dem Kolbenstangenzylinder 20. Über das Ventil 74 ist die Fluidverbindung zwischen der Pneumatikanordnung 60 und dem Kolbenstangenzylinder 20 wahlweise fluidleitend oder fluidnichtleitend.
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Die Reihenfolge, bei der das Ventil 74 näher am Kolbenstangenzylinder 20 vorgesehen ist als das Ventil 72, kann auch vertauscht werden, oder es kann ein Kombinationsventil eingesetzt werden, das sowohl die Druckbegrenzung als auch die Trennung der Fluidverbindung ermöglicht.
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3 zeigt die Messvorrichtung 10 in einer Draufsicht. Das Basisteil 12 ist unten angeordnet, und zwei U-förmige Haltegriffe 16 sind mit dem Basisteil 12 verbunden, um die Messvorrichtung 10 einfach positionieren zu können. Der Kolbenstangenzylinder 20 ist zwischen dem Basisteil 12 und den Griffen 16 angeordnet, und die Platten 27, 28 sind über eine schematisch angedeutete Schraubverbindung mit dem Kolbenstangenzylinder 20 verbunden. Die Anzeigevorrichtung 43 ist als digitale Anzeigevorrichtung ausgebildet und zeigt einen Messwert an.
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Der Druckbehälter 70 ist über eine lösbare Verbindung 79 mit dem Basisteil 12 verbunden, bspw. über ein Band mit einem Klettverschluss oder eine Klemmvorrichtung. Der Druckbehälter 70 hat einen Anschluss 81, über den das unter Druck stehende Fluid aufgefüllt werden kann. Am Auslass des Druckbehälters 70 ist ein Druckmessgerät (Manometer) 78 vorgesehen, um eine Überprüfung des Drucks im Druckbehälter 70 zu ermöglichen. Der Druckbehälter 70 ist über die Leitung 71 mit dem Ventil 74 verbunden, und hierdurch kann die Fluidverbindung zwischen dem Druckbehälter 70 und dem Kolbenstangenzylinder 20 von vorne geöffnet oder geschlossen werden. Das Ventil 74 ist über eine Leitung 73 mit dem Druckminderungsventil 72 verbunden, wobei am Druckminderungsventil 72 ein Druckmessgerät 80 vorgesehen ist, um eine Überprüfung des Drucks im Kolbenstangenzylinder 20 zu ermöglichen. Das Druckminderungsventil 72 ist über die Leitung 62 mit dem Kolbenstangenzylinder 20 verbunden und ebenfalls von vorne zugänglich.
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Um ein Zurückschieben der Kolbenstange 24 nach dem Messvorgang zu ermöglichen, kann entweder am Zylinder 22 ein zusätzliches Auslassventil vorgesehen werden, oder es kann im Bereich der Leitung 62, des Druckminderungsventils 72 oder des Ventils 74 eine steuerbare Verbindung mit der Atmosphäre bereitgestellt werden. Es kann eine Rückstellfeder im Zylinder 22 vorgesehen werden, welche die Kolbenstange 24 mit einer Kraft nach innen beaufschlagt. In einer einfachen Ausführungsform kann auch gewartet werden, bis der Druck im Zylinder 22 nach der Fluidtrennung vom Druckbehälter 70 ausreichend abgefallen ist. Für eine komfortable Lösung kann ein beidseitig beaufschlagbarer Zylinder verwendet werden, der einen Vor- und Rückhub durch entsprechende Steuerung des Druckluftstromes ermöglicht.
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4 zeigt eine mögliche Anwendung der Messvorrichtung 10 in einem Fahrzeug 90. Es ist ein Fahrzeugsitz 96 vorgesehen, und beispielhaft wird der dem Insassen zur Verfügung stehende Raum auf der rechten Seite des Insassen durch eine Mittelkonsole 92 und auf der linken Seite durch eine Fahrzeugtür 94 begrenzt. Das Basisteil 12 ist auf dem Fahrzeugsitz 96 positioniert, und der Kolbenstangenzylinder 20 wird hierdurch automatisch passend für die Messung positioniert.
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Funktionsweise
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Nach einem Seitenaufprall-Versuch kann ein üblicherweise während des Versuchs vorhandener Crashtest-Dummy vom Fahrzeugsitz 96 entfernt werden, und die Messvorrichtung 10 kann auf dem Fahrzeugsitz 96 platziert werden. Die Messvorrichtung 10 kann durch Positionierung des Basisteils 12 auf einem Sitz im Fahrzeug positioniert werden. Bevorzugt befindet sich der Kolbenstangenzylinder 20 im Bereich des H-Punkts (engl.: hip-point) des Insassen, also im Bereich der Hüfte des Fahrzeuginsassen. Der Kolbenstangenzylinder 20 ist dabei bevorzugt im Wesentlichen rechtwinklig zur Fahrzeuglängsachse angeordnet. Die Ausrichtung hängt aber von der Ausrichtung des Fahrzeugsitzes 96 ab.
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Zur Bestimmung des Überlebensraums wird das Ventil 74 fluidleitend geschaltet, und der Druckbehälter 70 tritt über das Druckminderungsventil 72 in Fluidverbindung mit dem Kolbenstangenzylinder 20. Hierdurch wird die Kolbenstange 24 ausgefahren. Nach einer vorgegebenen Wegstrecke tritt die Platte 28 in Kontakt mit einem Teil des Fahrzeugs 90, und anschließend wird der Zylinder 22 mit Hilfe der Führung 14 relativ zum Basisteil 12 so lange verfahren, bis auch die Platte 27 in Kontakt mit dem Fahrzeug 90 tritt.
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Über das Druckregelventil 74 kann der Druck auf einen vorgegebenen Druck P_s eingestellt werden, und hierdurch ist der durch den Kolbenstangenzylinder 20 erzeugte Druck auf das Fahrzeug 90 vorgegeben. Die für die Messung benötigte Kraft wird über den Innendruck des Zylinders aufgebracht und über die vorgegebene Fläche der Platten 27, 28 übertragen. Über die Größe der Platten kann ein ggf. vorgeschriebener Messdurchmesser vorgesehen werden.
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Die Vorgabe des Drucks im Kolbenstangenzylinder 20 führt dazu, dass Teile des Fahrzeugs, die in den Insassenraum hineinragen, die jedoch lose sind und zur Seite gedrückt werden können, durch den Kolbenstangenzylinder 20 nach außen gedrückt werden. Dabei spielen biomechanische Betrachtungen bzw. Annahmen eine Rolle, wonach Seitenteile, die mit einer Kraft von bspw. weniger als F_max = 500 N auf einen Insassen drücken, keine lebensbedrohlichen Verletzungen bewirken. Der Wert F_max kann auch größer oder kleiner gewählt werden. Durch eine solche Messung kann objektiv und automatisiert der tatsächlich wirksame Überlebensraum ermittelt werden, und die Messung ist aussagekräftiger als eine Messung, bei der nur der minimal verbleibende Raum für den Insassen bspw. durch ein Maßband ermittelt wird.
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Durch Einstellung eines entsprechenden Drucks kann bspw. bewirkt werden, dass das Ausfahren des Kolbenstangenzylinders 20 dann stoppt, wenn eine Kraft von 500 N erzeugt wird, wenn also die Fahrzeugteile mit einer Krafteinleitung von 500 N zur Seite gedrückt werden. Dabei stehen der Druck P und die Kraft über die Fläche der Platten 27, 28 in einem festen Verhältnis zueinander.
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Es hat sich gezeigt, dass mit der gezeigten Messung die statistische Streuung der Messergebnisse deutlich reduziert wird.
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Da an der Messvorrichtung 10 alle für die Messung erforderlichen Bestandteile einschließlich des Druckbehälters 70 vorsehbar sind, kann die Messvorrichtung 10 autark für die Messung verwendet werden. Bevorzugt sind zumindest die folgenden Bauteile in die Messvorrichtung 10 eingebaut: Kolbenstangenzylinder 20, Druckbehälter 70, Messeinheit 40, Ventil 74, Druckbegrenzungsventil 72 mit dem Druckmessgerät 80.
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Alternativ kann beispielsweise an Stelle des Druckbehälters ein Anschluss für eine Druckleitung vorgesehen werden, und die Druckluft bzw. das Fluid kann von extern zugeführt werden.
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Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Modifikationen und Abwandlungen möglich.
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So kann bspw. alternativ zum Zylinder 22 mit einer einzigen Kolbenstange 24 ein Zylinder 22 mit zwei Kolbenstangen 24 verwendet werden, oder es können auch zwei Kolbenstangenzylinder 20 verwendet werden, die in entgegengesetzter Richtung wirken. Dies ist natürlich mit einem größeren materiellen und finanziellen Aufwand verknüpft.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009010189 A1 [0004]
- EP 3118570 A1 [0005]
