DE10220613B4

DE10220613B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von sogenannten Crashtests

Info

Publication number: DE10220613B4
Application number: DE2002120613
Authority: DE
Inventors: Dr. Steffan Hermann; Dr. Moser Andreas; Dipl.-Ing. Kassegger Heribert; Jakob Christl; Ali Alghamdi
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2014-01-16
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: DE10220613A1

Abstract

Verfahren zur Durchführung von sogenannten Crashtests, bei dem ein Gegenstand (6), insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einem Kollisionskörper (5) zur Kollision gebracht wird, wobei der Gegenstand (6) vor der Kollision ruht, der Kollisionskörper (5) zur Bewirkung der Kollision gegen den Gegenstand (6) bewegt wird und die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers (5) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollisionskörper (5) auf einem Schlitten (4) angeordnet ist, dass die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers (5), zumindest während der Kollisionsphase, unter Verwendung einer Bremseinheit (7) geregelt wird, und dass der Kollisionskörper (5) nach Ende der Kollisionsphase abgebremst und zum Stillstand gebracht wird, wobei die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers (6) über einen Beschleunigungssensor an einem den Kollisionskörper (5) tragenden Schlitten (4) überwacht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von sogenannten Crashtests, bei dem ein Gegenstand, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einem Hindernis zur Kollision gebracht wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Die Druckschrift EP 0 994 338 A2 betrifft eine Vorrichtung zum Simulieren eines Kraftfahrzeugzusammenstoßes. Dazu ist ein Testschlitten, ein Versuchs-Dummie und eine Aufprallvorrichtung vorgesehen. Der Testschlitten wird stationär gehalten und ein Kolben wird in die Vorderseite des Testschlittens bewegt. Die Stärke und Geschwindigkeit des Aufpralls des Kolbens simuliert den tatsächlichen Crashimpuls eines kollidierenden Fahrzeuges.
Die Druckschrift US 6,178,805 B1 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein Seitenaufprallversuche an Fahrzeugen mit einem auf Rollen gelagerten Fahrzeug in welches seitlich ein Kollisionskörper mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gefahren wird.
Die Druckschrift DE 10 056 325 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Ausleuchtung von Crashtest-Anlagen. Zur Ausleuchtung der Aufprallzone ist eine Beleuchtungsvorrichtung mit Leuchten vorgesehen, die in einem Tragrahmen angeordnet sind. Der Tragrahmen ist um die Aufprallzone herum kontinuierlich verfahrbar.
Die Druckschrift EP 0 848 241 A1 betrifft eine weitere Vorrichtung zur Durchführung von Crashtests, bei welcher ein Kollisionskörper hydraulisch oder pneumatisch betätigt wird.
Die Druckschrift DE 198 05 512 A1 betrifft einen Kollisionssimulator, bei welchem eine Crashsimulation durch Anstoßen eines in Schienen geführten Schlittens mit einem Testfahrzeugs durchgeführt wird.
Die Sicherheit von Fahrzeugen wird heute vor allem dadurch beurteilt, dass ein Fahrzeug unter vorgegebenen Bedingungen, nämlich einer definierten Geschwindigkeit mit einer vorgegebenen Überdeckung und unter einem festgelegten Winkel gegen ein bestimmtes Hindernis prallt, sogenannter Crashtest. Das Fahrzeug wird durch diesen Anprall deformiert und stark verzögert.
Die Bewertung der Sicherheit des jeweiligen Fahrzeugs erfolgt durch Vermessung der Verformungen, Vergleich der Fahrzeugbeschleunigungen und Vermessung der an Dummies auftretenden Kinematik, Kräfte und Momente sowie Beschleunigungen. Auf diese Weise kann die Sicherheit des jeweiligen Fahrzeugs beurteilt und mit derjenigen anderer Fahrzeuge verglichen werden.
Bei den bekannten Testverfahren werden die Fahrzeuge entweder über eine externe Kraftquelle oder die eigene Motorkraft beschleunigt. Das Fahrzeug wird hierbei entweder über eine mechanische Führung oder über eine elektronische Regelung gegen das Hindernis gelenkt.
Ein Problem dieser bekannten Verfahren besteht darin, dass es durch das Beschleunigen des Fahrzeugs sowie dessen Rollbewegungen vor der eigentlichen Kollision zu einem Verrutschen der Dummies kommen kann. Außerdem kann es passieren, dass das Fahrzeug, welches üblicherweise nur an einem Seil gezogen wird, leicht seitlich versetzt gegen das Hindernis prallt. Die Treffergenauigkeit ist daher nicht optimal. Eine weitere Gefahr besteht darin, dass durch das Mitbewegen der Messtechnik bzw. Teilen hiervon einzelne Kanäle ausfallen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche diese Nachteile nicht aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei welchem der Gegenstand vor der Kollision ruht, das Hindernis zur Bewirkung der Kollision gegen den Gegenstand bewegt und die Geschwindigkeit des Hindernisses während der Kollision geregelt wird.
Des Weiteren wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, bei welcher der insbesondere auf einem Schlitten angeordnete Kollisionskörper gegen den, selbst insbesondere ruhenden, Gegenstand bewegbar ausgebildet ist und Mittel vorgesehen sind, durch welche die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers während der Kollision regelbar ist.
Die Erfindung sieht also vor, das bisher übliche Crashtestverfahren umgekehrt durchzuführen, indem nicht der Gegenstand sondern der Kollisionskörper bewegt wird. Da demnach der Gegenstand vor der Kollision ruht, hat dies den Vorteil, dass ein Verrutschen der Dummies vor der Kollision nicht auftreten kann. Ebenso wenig kann es zu einem Ausfall oder Teilausfall der Messtechnik vor der Kollision durch Bewegen des Gegenstandes kommen. Darüber hinaus kann durch die Erfindung die Treffergenauigkeit erhöht werden, da ein seitliches Versetzen des Fahrzeuges gegenüber dem Kollisionskörper während dessen Beschleunigungsphase unmöglich ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen Gegenstand und Kollisionskörper bis zuletzt regelbar ist, während bei herkömmlichen Verfahren die letzte Phase vor der Kollision ungeregelt ist, da der Gegenstand in dieser Phase ohne Anbindung, das heißt, frei bewegt wird. Bei an einem Seil gezogenen Fahrzeugen ist es darüber hinaus praktisch unmöglich, die Fahrzeuggeschwindigkeit bei Bedarf zu verringern.
Bei der Erfindung existiert dagegen eine präzise Führung des Kollisionskörpers, weshalb sowohl dessen Geschwindigkeit als auch die Überdeckung mit dem zu kollidierenden Gegenstand äußerst präzise geregelt werden kann. Damit ist das Versuchsrisiko bei dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich geringer als bei bekannten Verfahren.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die Vorrichtung weniger Platz beansprucht als herkömmliche Vorrichtungen.
Wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers während der Kollision zumindest annähernd konstant gehalten, so kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein dem herkömmlichen Frontalcrash entsprechender Versuch durchgeführt werden. Durch die konstant gehaltene Geschwindigkeit des Kollisionskörpers während der Kollision wird die quasi unendliche Masse des Crashblocks herkömmlicher Crashtests simuliert.
Bevorzugt wird die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers im Wesentlichen während der gesamten Kollisionsphase geregelt. Insbesondere wird die Geschwindigkeit während der gesamten Kollisionsphase konstant gehalten. Auf diese Weise kann im Wesentlichen dieselbe Wirkung erzielt werden wie bei herkömmlichen Frontalcrashversuchen.
Die Dauer der Kollisionsphase kann beispielsweise zeitlich oder anhand einer Kraftmessung bestimmt werden. Hierfür sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Mittel zur Bestimmung der Kollisionskraft als Teil der Vorrichtung vorgesehen.
Die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers kann beispielsweise über einen Beschleunigungssensor überwacht werden, der insbesondere an einem den Kollisionskörper tragenden Schlitten angebracht sein kann. Dies ermöglicht in geeigneter Weise eine Überwachung der Geschwindigkeit des Kollisionskörpers.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Kollisionskörper durch eine Feder, insbesondere durch eine Gasfeder bewegt. Hierdurch können auf einfache Weise wiederholt Crashversuche mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.
Eine bevorzugte Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers zu regeln, besteht darin, zumindest während der Kollisionsphase eine Bremseinheit zu verwenden. Damit ist eine sehr genaue und schnell reagierende Regelung möglich. Die Bremseinheit kann zugleich zum Abbremsen und Stillsetzen des Kollisionskörpers am Ende der Kollisionsphase verwendet werden.
Auch der Gegenstand, der zur Kollision gebracht wird, wird bevorzugt am Ende der Kollisionsphase durch eine Bremseinrichtung zum Stillstand gebracht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung von Crashversuchen und
2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in 1.
Die dargestellte Vorrichtung umfasst auf einem Fundament 1 ein Druckrohr 2, in welches eine Schubstange 3 eingesetzt ist, die mit ihrem freien Ende an einem Schlitten 4 angreift. Der Schlitten 4 trägt eine Barriere 5, die als Kollisionskörper zur Kollision mit einem Fahrzeug 6 ausgebildet ist.
Durch nicht dargestellte Mittel ist in dem Druckrohr 2 ein für die Beschleunigung des Schlittens 4 ausreichender Druck erzeugbar. Über eine regelbare Bremseinrichtung 7 kann die Geschwindigkeit des Schlittens 4 und damit der Kollisionsbarriere 5 insbesondere während der Kollisionsphase mit dem Fahrzeug 6 geregelt werden. Eine weitere Bremseinrichtung 8 dient als Notfallbremse, um den Schlitten 4 mit der Kollisionsbarriere 5 schnell zum Stillstand bringen zu können. Über einen nicht dargestellten Beschleunigungssensor, der insbesondere am Schlitten 4 angebracht ist, kann die Geschwindigkeit des Schlittens 4 und damit der Kollisionsbarriere 5 überwacht und mittels einer entsprechenden Regeleinrichtung während der Kollisionsphase konstant gehalten werden. Die Kollisionsphase kann entweder zeitlich oder über einen ebenfalls nicht dargestellten Kraftsensor bestimmt werden, der insbesondere an der Kollisionsbarriere angebracht ist. Nicht dargestellt ist außerdem eine Bremseinrichtung zur Abbremsung des Fahrzeuges 6 nach Ende der Kollisionsphase.
Zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Crashversuches, insbesondere eines Frontalcrashs, wird der Schlitten 4 mit dem Kollisionsbarriere 5 in seine Ausgangsstellung gebracht, in welcher die Schubstange 3 vollständig in das Druckrohr 2 eingefahren ist. Ein zu kollidierender Körper, insbesondere ein Kraftfahrzeug 6, wird in eine Ausgangsposition gebracht und in Ruhe gehalten. Beispielsweise mittels eines Kompressors wird dann im Druckrohr 2 ein Druck erzeugt, der ausreichend ist, um den Schlitten 4 mit der Kollisionsbarriere 5 in der gewünschten Weise zu beschleunigen. Durch Lösen der Bremsen 7 und 8 wird die Schubstange 3 in Richtung von Pfeil 9 ausgefahren und der Schlitten 4 mit der Kollisionsbarriere 5 in Richtung auf das Fahrzeug 6 beschleunigt. Durch die regelbare Bremseinrichtung 7 kann sowohl die Geschwindigkeit der Kollisionsbarriere 5 beim Auftreffen auf das Fahrzeug 6 auf einen gewünschten Wert eingestellt als auch während der Kollisionsphase konstant gehalten werden. Dadurch wird ein Crash des Fahrzeugs 6 gegen ein Hindernis mit quasi unendlicher Masse simuliert.
Nach Ende der Kollisionsphase, die beispielsweise durch Ablauf der vorbestimmten Kollisionszeit oder durch den an der Kollisionsbarriere 5 vorhandenen Kraftsensor festgestellt wird, wird der Schlitten 4 mit der Kollisionsbarriere 5 abgebremst und zum Stillstand gebracht. Ebenso wird das Fahrzeug 6 durch die nicht dargestellte Bremseinrichtung abgebremst und zum Stillstand gebracht. Nach Rückführen des Schlittens 4 mit der Kollisionsbarriere 5 in ihre Ausgangslage kann in der zuvor beschriebenen Weise ein neuer Crashversuch durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist platzsparend und einfach im Aufbau sowie funktionssicher. Durch das Stillstehen des Fahrzeuges 6 vor der Kollision kann weder ein Verrutschen von Dummies noch ein durch die Beschleunigung vor der Kollision ausgelöster Ausfall der im Fahrzeug 6 angeordneten Messtechnik auftreten. Das Fahrzeug 6 muss zur Durchführung des Crashtests auch nicht fahrfähig sein. Die Treffergenauigkeit ist sehr hoch, da die Kollisionsbarriere 5 sehr präzise gegen das Fahrzeug 6 bewegt werden kann. Durch die geregelte Bremseinrichtung 7 kann auch die Geschwindigkeit der Kollisionsbarriere 5 sehr genau eingestellt werden. Insgesamt ergibt sich also ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Durchführung von Crashtests, insbesondere Frontalcrashtests.
Bezugszeichenliste

1: Fundament
2: Druckrohr
3: Schubstange
4: Schlitten
5: Kollisionsbarriere
6: Fahrzeug
7: regelbare Bremseinrichtung
8: Notfallbremse
9: Bewegungsrichtung von 4 und 5

Claims

Verfahren zur Durchführung von sogenannten Crashtests, bei dem ein Gegenstand (6), insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einem Kollisionskörper (5) zur Kollision gebracht wird, wobei der Gegenstand (6) vor der Kollision ruht, der Kollisionskörper (5) zur Bewirkung der Kollision gegen den Gegenstand (6) bewegt wird und die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers (5) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollisionskörper (5) auf einem Schlitten (4) angeordnet ist, dass die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers (5), zumindest während der Kollisionsphase, unter Verwendung einer Bremseinheit (7) geregelt wird, und dass der Kollisionskörper (5) nach Ende der Kollisionsphase abgebremst und zum Stillstand gebracht wird, wobei die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers (6) über einen Beschleunigungssensor an einem den Kollisionskörper (5) tragenden Schlitten (4) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers (5) während der Kollision zumindest annähernd konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Kollisionsphase zeitlich oder anhand einer Kraftmessung bestimmt wird,
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollisionskörper (5) durch eine Feder (2), insbesondere Gasfeder, bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (6) nach Ende der Kollisionsphase abgebremst und zum Stillstand gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Durchführung von Frontalcrashversuchen eingesetzt wird.
Vorrichtung zur Durchführung von sogenannten Crashtests mit einem Kollisionskörper (5), mit dem ein Gegenstand (6), insbesondere ein Kraftfahrzeug, zur Kollision gebracht wird, wobei der Kollisionskörper (5) gegen den selbst ruhenden Gegenstand (6) bewegbar ausgebildet ist und Mittel (7) vorgesehen sind, durch welche die Geschwindigkeit des Kollisionskörpers (5), zumindest während der Kollisionsphase, regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollisionskörper (5) auf einem Schlitten (4) angeordnet ist, dass eine auf den Kollisionskörper (5) zumindest während der Kollision wirkende, regelbare Bremseinrichtung (7) vorgesehen ist, und dass ein Beschleunigungssensor zur Überwachung der Geschwindigkeit des Kollisionskörpers (5) an dem den Kollisionskörper (5) tragenden Schlitten (4) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremseinrichtung zur Abbremsung des Gegenstandes (6) nach Ende der Kollisionsphase vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Bestimmung der Kollisionskraft vorgesehen sind,
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Kollisionskörper (5) in Bewegungsrichtung (9) gegen den Gegenstand (6) angreifende Feder (2), insbesondere Gasfeder, vorgesehen ist.