DE202010016206U1 - Prüfvorrichtung - Google Patents

Abstract

Tragwerkverband, umfassend mindestens eine mit einem Fluid befüllbare flexible Kammer, wobei die Kammer aus einem flexiblen fluiddichten Material besteht und die Kammer über mehr als die Hälfte ihre Länge mit einem festen Körper mindestens einem Kontakt aufweist.

Description

• Die Anmeldung betrifft eine Prüfvorrichtung, ein Prüfsystem für ACC-Systeme umfassend einen Abstandsregelungsautomat und umfassend einen Tragwerkverband.
• Unter einem Abstandsregeltempomat wird eine Geschwindigkeitsregelanlage in Kraftfahrzeugen verstanden, die bei der Steuerung bzw. Regelung von Fahrzeugsystemen, wie z. B. dem Sicherheitssystem den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug als zusätzliche Rückführ- und Stellgröße berücksichtigt.
• In Teilen der der Automobilindustrie hat sich hierfür der englische Ausdruck Adaptive Cruise Control (Adaptive Geschwindigkeitsregelung), abgekürzt ACC, etabliert. Das System wird ebenfalls als Automatische Distanzregelung (ADR) bezeichnet.
• Bei einem Abstandsregeltempomat wird die Position und die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs mit mindestens einem Sensor (z. B. Video, Radar etc.) ermittelt und abhängig vom Ergebnis wird die Geschwindigkeit bzw. der Abstand des mit diesem System ausgerüsteten nachfolgenden Fahrzeugs z. B. durch einen Motor- und Bremseingriff geregelt (Längsregelung).
• Für diese Abstandsmessung werden häufig Radarsensoren eingesetzt. Weiterhin gibt es auch Lidar-Systeme, die jedoch oftmals Störungen bei sichteinschränkenden Wetterlagen haben. Ein Vorteil derartiger Lidar-Systeme ist jedoch ihr günstigerer Preis.
• Radar-Systeme arbeiten mit einer Leistung von ca. 10 mW. Diese Leistung erscheint hinreichend gering, dass keine gesundheitlichen Auswirkungen erwartet werden können. Lidar-Systeme arbeiten mit nicht sichtbarem Licht und einer vergleichbar geringen Leistung, die augensicher ist (Laserklasse 1 M).
• Die für diese Applikation zugelassene Radarfrequenz liegt im Bereich 76–77 GHz, entsprechend einer Wellenlänge von etwa 4 mm. Aktuelle Entwicklungen greifen auch auf den Frequenzbereich von 24 GHz zu, da sich derartige Systeme günstiger herstellen lassen und somit auch die Einführung derartiger Systeme in der Kompaktklasse ermöglichen. Die Lasersysteme arbeiten im Infrarotbereich.
• Bisher sind derartige Systeme in Fahrzeugen dem „Komfort-Bereich” zugeordnet. Daher waren die Tests derartiger ACC-Systeme bisher auch auf den Komfort-Bereich ausgelegt und mußte nicht die strengeren Tests aus dem Sicherheitsbereich bestehen.
• Für den Fall, daß ACC-Systeme nicht mehr dem Komfort-Bereich zuzuordnen sind, sondern dem Sicherheitsbereich, werden an derartige ACC-Systeme jedoch auch höhere Anforderungen gestellt werden.
• Bisher auf dem Markt befindliche Crashmatiksysteme sind vor diesem Hintergrund daher darauf ausgelegt, das grundsätzliche Funktionieren der Sensoren und der Software sicherzustellen und sind nicht gerade darauf ausgelegt die höheren Anforderungen aus dem Sicherheitsbereich zu bestehen (wie z. B. eine annähernd hundertprozentig sichere Objekterkennung).
• Aufgrund der bei Kollisionen auftretenden hohen kinetischen Energien ist es unpraktikabel bei Tests, sowohl im Komfortbereich, als auch insbesondere im Sicherheitsbereich zwei reale Fahrzeuge zu verwenden, da beide nach dem Test zumindest erheblich beschädigt wären. Auch würden bei derartigen Tests die Besatzungen gefährdet.
• Auch aus diesem Grund sind Tests in der Praxis bisher auf Differenzgeschwindigkeiten von maximal 40 KmH begrenzt.
• Ein zentrales Problem ist bei derartigen Versuchen aufgrund der Gefahr echter Kollisionen und den damit verbundenen Gefahren für die Besatzungen, der Umgang mit den hierbei auftretenden kinetischen Energien.
• Beispielhaft für einen derartigen Test, der das Problem zu verarbeitender hoher kinetischer Energien zu vermeiden versucht sei ein System erwähnt, in welchem statt eines realen Hindernisfahrzeugs ein maßstabsidentisches zweidimensionales Abbild eines Kraftfahrzeugs auf einer Tafel als Hindernisfahrzeug verwendet wird. Dieses Abbild des Fahrzeugs ist an einer Stange befestigt und Abbild und Stange werden beim Annähern eines Kollisionsfahrzeugs in Fahrtrichtung weggeschwenkt, sobald sich das nähernde Kraftfahrzeug einer unteren kritischen Distanz nähert, ab der der Zusammenprall unabwendlich wäre (Point of no Return).
• Ein gängiger Ansatz, mit den bei derartigen Tests auftretenden hohen kinetischen Energien umzugehen ist, nur das auffahrende Fahrzeug zu bewegen, wodurch verhindert wird, daß die Attrappe des Hindernisfahrzeugs zu flattern beginnt, wodurch es für die Sensoren nicht mehr eindeutig erkennbar wäre. Hierbei sind gegenwärtig Testgeschwindigkeiten von bis zu idR 60 Km denkbar.
• Bei höheren Geschwindigkeiten muß die stehende Silhouette weggezogen werden, da auch dann die Gefahren durch eine Kollision zu hoch werden (Beschädigung/Verletzung).
• Ein weiterer gängiger Aufbau zum Prüfen von ACC-Systemen ist daher von der Gestalt, daß wenn das sich auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeug mit Hilfe seiner technischen Instrumente eine Kollision errechnet hat, dann das Hindernis, meist eine zweidimensionale stehende Fahrzeugattrappe, weggeschwenkt wird, um das sich auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeug die Attrappe ohne Kontakt passieren zu lassen.
• Da das Wegschwenken Zeit benötigt, ist die Annäherungsgeschwindigkeit in Bezug auf das Hindernis idR auf maximal 50 KmH beschränkt.
• In diesen Fällen bleibt aber außerdem die Gefahr eines Defekts in der Wegschwenkvorrichtung bestehen, wobei dann dieses Risiko alleine der Fahrer des Kollisionsfahrzeugs trägt.
• Darüber hinaus ist die Funktion des ACC-Systems nach dem Wegziehen/Wegschwenken der Silhouette überhaupt nicht mehr prüfbar und damit auch nicht ihr Interagieren mit den Sicherheitssystemen des Fahrzeugs.
• Das Verhalten von dem ACC-System an sich bis zum Kollisionszeitpunkt und das Verhalten eines ACC-Systems im Eingriff in die Fahrzeugelektrik nach dem Point of no Return ist jedoch ein wesentlicher Prüfpunkt welcher bei Prüfungen von sicherheitsrelevanten Systemen durchzuführen ist.
• Ein zweiter Test ist im Stand der Technik von der Gestalt, beide Fahrzeuge zu bewegen. Eine Möglichkeit hierbei eine Differenzgeschwindigkeit zu simulieren ist, das Hindernisfahrzeug zu schleppen.
• Um das Kollisionsfahrzeug im Falle einer Kollision nicht zu beschädigen, sind derartige Hindernisfahrzeuge gut gepolstert, oder es wird eine Abbildung des Fahrzeugs als Hindernis verwendet.
• Bewegte Abbilder von Fahrzeugen können außerdem flattern und gepolsterte Fahrzeugkarossen reflektieren den Radarstrahl der Sensoren nicht hinreichend gut.
• Ab einem Flattern der äußeren Kontur von ca. 15 mm erkennen die Sensoren Körper nicht mehr als Fahrzeuge.
• In beiden Fällen werden daher die Sensoren eines Kollisionsfahrzeugs in einem solchen Test nicht mit realitätsnahen Daten konfrontiert.
• Die bei den Tests gewonnenen Daten sind daher nur eingeschränkt auf reale Gegebenheiten übertragbar. Außerdem handelt es sich bei ACC-Systemen um selbstlernende Systeme. Fehlerhaft aufgesetzte Systeme können daher Schwierigkeiten haben, wenn sie mit der Realität, wie sie wirklich ist, konfrontiert werden.
• Weiterhin ist im Fall, daß das Fahrzeughindernis durch ein Abbild repräsentiert wird, nur ein Direktaufprall simulierbar, da die Kamera und Sensoren des kollidierenden Fahrzeugs das Abbild auf welches sie zusteuern bei einer Schräganfahrt überhaupt nicht als Fahrzeug erkennen würden.
• Auch in diesen Fällen ist, da entweder die Silhouette vom kollidierenden Fahrzeug weggeklappt wird, oder da das sich auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeug zur Vermeidung einer tatsächlichen Kollision abbremsen muß, der Zeitraum ab dem „point of no return”, also dem Zeitpunkt ab dem eine Kollision zwangsläufig ist, bis zum tatsächlichen Aufprall bei der Messung im Test unbrauchbar, da der Zustand bis zum tatsächlichen Aufprall künstlich verändert wird.
• Um jedoch auch Tests durchführen zu können, welche Anforderungen an sicherheitsrelevante Systeme gerecht werden, sind Versuche bei voller Fahrt ebenso notwendig, wie Versuche die das Verhalten nach dem Point of no Return bis zu einem tatsächlichen Zusammenstoß einbeziehen und es sind Versuche bei voller Manövrierfähigkeit notwendig.
• Daher ist es Aufgabe eine Vorrichtung bereitzustellen, welche diese Nachteile vermeidet.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Ausgestaltungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
• Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch einen: Tragwerkverband, umfassend mindestens eine mit einem Fluid befüllbare flexible Kammer, wobei die Kammer aus einem flexiblen fluiddichten Material besteht und die Kammer über mehr als die Hälfte ihre Länge mit einem festen Körper mindestens einem Kontakt aufweist.
• In dieser Ausgestaltungsform dient die Kombination aus einer eine mit einem Fluid befüllbare flexiblen Kammer (z. B. einer Druckluftröhre) mit einem festen Körper dazu, gemeinsam im Sinne eines Verbandes einen neuen Körper mit neuen Eigenschaften zu bilden, bei dem die Festigkeitswerte größer gleich den Festigkeitswerten der Summe der Einzelkörper sind. Hierdurch wird die Steigerung mindestens eines Festigkeitswerts (Biegefestigkeit, Knickfestigkeit, Torsionsfestigkeit etc.) in dem Ausmaß erreicht, daß aufgrund der Festigkeitslehre der Festigkeitswert des Gesamtkörpers größer ist, als die Summe der einzelnen Festigkeitswerte in zumindest einer Belastungsrichtung.
• Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch einen:
  Tragwerkverband, umfassend mindestens drei mit einem Fluid befüllbare flexible Kammern, wobei die Kammern aus einem flexiblen fluiddichten Material bestehen und jede der Kammern an mindestens zwei Stellen pro Kammer mit einer jeweils anderen Kammer in Kontakt steht.
• Hierbei kann in den Kammern in befülltem Zustand ein Druck herrschen, der größer als der Umgebungsdruck ist.
• Unter dem Merkmal „Tragwerkverband” wird ein Verband von im gefüllten Zustand statisch belastbaren Elementen verstanden, welche in diesem Zustand geeignet sind, Kräfte aufzunehmen und/oder weiterzuleiten.
• Diese Kräfte können Druckkräfte, Biegekräfte, Scherkräfte, Momente etc. sein.
• Das Tragwerk ist im gefüllten Endzustand statisch belastbar, weil die Elemente mit einem Fluid gefüllt werden und es hierdurch in die Lage versetzt wird, Kräfte aufzunehmen und Kräfte zu leiten.
• Unter dem Merkmal „befüllbare, flexible Kammern”, werden Kammern, vorzugsweise Kammern in Röhrengestalt, verstanden, welche ohne Fluid angefüllt zu sein einen minimal möglichen Raum einnehmen, weil sie beispielsweise zusammenfaltbar sind, und welche sich in ihrem Volumen vergrößern, wenn sie mit Fluid befüllt werden.
• Derartige Röhren können eine beliebige geometrische Form aufweisen. Sie können im Durchmesser z. B. rund, elliptisch, n-eckig etc. sein.
• Die Durchmesser können beispielsweise bei 2–2,5 cm pro Röhre liegen.
• Mindestens eine der Kammern kann intern auch in Unterkammern unterteilt sein, wobei die Unterkammern beispielsweise über Ventile miteinander kommunizieren.
• Alternativ, z. B. für kurzzeitige Belastungssituationen könnte auch eine Art Drossel (od. auch Ventil), z. B. in Gestalt eines kleinen Lochs in Richtung der äußeren Umgebung der Kammer zur Anwendung kommen. Das gilt auch für den weiter unten beschriebenen Fall, dass eine Verbindung zwischen Kammern herrscht und Druck von der einen in die andere Kammer übertragen werden kann. Hierdurch können insbesondere kurzfristige Belastungsspitzen abgebaut werden, da in einer entsprechend kurzen Belastungszeit (z. B. kurzzeitige Spitzenlasten) so die Luft kontrolliert entweichen kann. In diesem Fall steht das so entwichene Fluid dem Tragwerkverband nicht mehr zur Verfügung.
• Im Fall, daß das flexible Material der Kammern nicht dehnbar ist, können die Kammern nach der Befüllung mit einem Fluid eine definierte äußere Endgestalt und/oder ein definiertes Endvolumen annehmen.
• Im Fall, daß das flexible Material der Kammern hingegen dehnbar ist, können die Kammern eine variable äußere Gestalt annehmen und/oder ein variables äußeres Volumen annehmen.
• Vorzugsweise ist das flexible Material resistent gegen den Austritt von Fluiden, vorausgesetzt, daß ein dichtes Material gewünscht ist. Vorausgesetzt, also, daß kein kontrolliertes Entweichen von Fluiden gewünscht ist, was bei dem angestrebten Einsatz als Tragwerkverband in den weit überwiegenden Fällen unterstellt wird.
• Bei den zu verwendenden Materialien kann es sich auch um mehrschichtige Materialien handeln, wie beispielsweise luftdichte Stoffmaterialien.
• Diese Materialien können auch beschichtet sein, um beispielsweise Radarstrahlen reflektieren zu können. Aus einem solchen Material kann dann beispielswiese zumindest teilweise ein Kraftfahrzeug aufgebaut werden, welches als Silhouette für Crashversuche dienen kann.
• Im Falle, daß es sich bei den Kammern um Röhren handelt, bilden sie einen Verband von mit Fluid gefüllten Röhren.
• Die Röhren können hierbei eine beliebige Außengestalt haben, sollten jedoch länger sein als ihr Durchmesser.
• Außerdem kann eine jede Röhre auch einen anderen Durchmesser haben.
• Weiterhin können sie stabförmig, gebogen, gewinkelt oder geschlossen in Ringform ausgestaltet sein.
• Auch Verbände von Röhren bestehend aus Röhren mit jeweils unterschiedlichen Gestalten sind möglich.
• Vorzugsweise sind die Achsen der einzelnen Kammern parallel. Hierbei müssen diese parallelen Achsen nicht gerade sein, sondern können auch eine beliebige Kurvenform aufweisen, beispielswiese um eine nicht gerade Kontur abzubilden oder nachzuvollziehen. Nicht parallele Achsen können jedoch unter bestimmten Umständen Vorteile bieten, beispielsweise um Kräfte definiert in eine Richtung zu leiten.
• Indem jede Kammer „an mindestens zwei Stellen pro Kammer mit der jeweils anderen Kammer in Kontakt steht”, bilden die Summe der Kammern einen Kammernverband.
• Um „in Kontakt zu stehen” können sich die Kammern entweder lediglich berühren, und/oder stoffschlüssig, und/oder kraftschlüssig, und/oder formschlüssig miteinander in Kontakt stehen.
• Beispielswiese kann ein derartiger Tragwerkverband aus drei mit Fluid prall gefüllten Kammern bestehen, wobei jede Kammer aus einem fluiddichten Stoff besteht und wobei jede der Kammern die jeweils andere Kammer berührt und hierdurch einen Kammernverband bildet. Diese an sich voneinander unabhängigen Kammern bilden einen erfindungsgemäßen Tragwerkverband, wenn sie gemeinsam eine an ihnen angreifende Kraft aufnehmen und leiten. Hierbei kann neben dem darin enthaltenen Druckbetrag über die Dimensionierung der einzelnen Kammern der Kraftbetrag, welchen die jeweilige Kammer überträgt festgelegt werden.
• Zur besseren Übertragung von Kräften können die Kammern durch äußere Mittel, wie z. B. durch Haltemittel (z. B. Bandage) zusammengehalten werden. Der Fall, daß sie mit einem Haltemittel zusammengehalten werden, wird dann im Weiteren auch als ”Kammernverbund” bezeichnet.
• Auf diese Weise bildet der Kammernverband ein „Tragwerk”. Dieses Tragwerk dient der Weiterleitung von Kräften. Die Kammern, welche Röhren bzw. Schläuche sein können, weisen (z. B. durch ihre Kammerngestalt) beim Befüllen keine Vorzugsrichtung auf, sondern das Befüllen wirkt dann gleichartig in alle Richtungen.
• Ein derartiger Tragwerkverband zeichnet sich dadurch aus, daß jede der Röhren die Funktion hat, eine Kraft zu leiten. Eine an einen bestehenden Tragwerkverband angeheftete zusätzliche Kammer wird erfindungsgemäß nur dann als Teil des Tragwerkverbands angesehen, wenn sie mit den anderen Kammern nicht nur in Kontakt steht, sondern auch einen Teil der insgesamt angreifenden Kräfte leitet.
• Insbesondere ist dies der Fall, wenn sie plus-minus 30% die Kraft leitet, die ihr aufgrund des arithmetischen Mittels zum Leiten zukommen würde.
• Bei Röhren unterschiedlichen Durchmessers gilt Vergleichbares, wobei der Fachmann die unterschiedlichsten Berechnungsmethoden zugrunde legen kann, also entweder auf einen gemittelten Durchmesser bezogen, oder auf den durchmesserspezifischen Anteil bezogen etc.
• Ein derartiger Kammernverband von Röhren erscheint insbesondere für Kräfte geeignet, welche an den Enden der Kammern anliegen und insbesondere in Achsrichtung weitergeleitet werden sollen.
• Ein derartiger Tragwerkverband aus Kammern/Röhren kann aber auch z. B. in einer Ausgestaltung um als Balken zu wirken in der Mitte belastet werden und somit auf Biegung beansprucht werden.
• Derartige Tragwerkverbände können somit auf Druck und/oder Schub, und/oder Biegung und/oder Torsion, also auf Kräfte und Momente belastet werden.
• Darüber hinaus ist das Tragwerk dauerhaft/konstant mit einem Fluid gefüllt und hierdurch dauerhaft versteift, und nicht nur situativ.
• Diese Versteifung wird auch durch den Umstand erreicht, daß erfindungsgemäß mehr als zwei Röhren Verwendung finden.
• Das Ergebnis ist eine dauerhaft formstabile, wieder verwendbare und durch den darin herrschenden Druck nach Deformation automatisch reversible Struktur.
• Diese Struktur ist erfindungsemäß gerade nicht nur kurzfristig bewirkt (z. B. durch schnelles Aufblähen) und sie ist damit nicht nur zur kurzfristigen Energieabsorbtion ausgestattet und gerade nicht auf einen einmaligen Einsatz hin konzipiert. Der erfindungsgemäße Tragwerkverband ist insbesondere auf dauerhafte Kraftüberragung/Momentenübertragung hin ausgerichtet. So bilden derartig ausgestaltete Röhren letztendlich eine universell einsetzbare Tragstruktur.
• Eine derartige Tragstruktur kann darüber hinaus fachgebietübergreifend immer dann eingesetzt werden, wenn dauerhaft stabile Strukturen bei geringer Masse und engem ggf. nicht immer definierbarem Raum von Nöten sind.
• Unter einem „Fluid” wird eine Flüssigkeit und/oder ein Gas verstanden.
• Fluide können auch mit Feststoffen ergänzt/angereichert werden. So kann ein Fluid mit der Zeit auskristallisieren oder es kann zusätzlich zum eigentlichen Fluid einer bzw. meherere Stoffe, z. B. in kleiner Gestalt (z. B. Styroporkugeln) eingebracht werden.
• Fluid und Feststoff können auch miteinander interagieren, z. B. um einen zusätzlichen Druck aufzubauen, bzw. um einen bestehenden Druck aufrechtzuerhalten.
• Derartige Feststoffe können auch die Funktion erfüllen, Leckagen der Kammern abzudichten.
• In den Kammern herrscht in befülltem Zustand ein Druck, der größer als der Umgebungsdruck der Kammern ist. Hierbei kann der Druck von Kammer zu Kammer aber auch unterschiedlich sein. Dies kann den Zweck haben, daß der Tagwerkverband auf diese Weise auf bekannte Lastsituationen präzise eingestellt werden kann.
• Der in der Silhouette herrschende Druck kann durch eine Drucküberwachungsvorrichtung auch überwacht werden und ggf. mit einer Möglichkeit versehen werden, eine Rückantwort nach außen über die Druckverhältnisse zu liefern
• Werden die Kammern von einem Haltemittel zusammengehalten, dann herrscht in den Kammern definitionsgemäß ein Druck der größer ist, als außerhalb der Kammern und innerhalb des Haltemittels, oder der größer ist als außerhalb der Kammern und außerhalb des Haltemittels.
• Mit Hilfe des (einstellbaren bzw. definierten) Durchmessers einer Kammer bzw. mit Hilfe des einstellbaren Druckes in einer Kammer können die Kammern für die durch sie zu übertragende Kraft/Moment individuell und zielgerichtet eingestellt werden.
• Darüber hinaus können die Eigenschaften der Kammern auch durch Druckdifferenzen unter ihnen bzw. durch unterschiedliche Außenformen bzw. Außenradien für die durch sie zu übertragende Kraft/Moment eingestellt werden.
• Alternativ, z. B. für kurzzeitige Belastungssituationen könnte auch eine Art Drossel, z. B. in Gestalt eines kleinen Lochs von einer zur anderen Kammer dem Zweck dienen, um kurzfristige Belastungsspitzen abzubauen, da in einer entsprechend kurzen Belastungszeit (z. B. kurzzeitige Spitzenlasten) die Luft kontrolliert in eine andere Kammer ausweichen kann. In diesem Fall steht das so entwichene Fluid dem Tragwerkverband weiterhin zur Verfügung.
• Alternativ, kann z. B. für derartige kurzzeitige Belastungssituationen auch eine Art Drossel, z. B. in Gestalt eines kleinen Lochs von einer Kammer zur Umgebung (insbesondere nach außerhalb eines eingesetzten Haltemittels) genügen um eine vergleichbare Wirkung zu erreichen, wobei in diesem Fall dann das so entwichene Fluid dem Verband nicht mehr zur Verfügung steht.
• Derartige Drosseln oder alternative Mittel mit gleicher Wirkung können verhindern, daß kurzfristige Belastungsspitzen, die einen derart hohen punktuellen Druck bewirken, daß diese eine Kammer zerstören könnten gezielt abgebaut werden.
• Vorzugsweise weisen die Kammern aber untereinander keinen Fluidaustausch auf (von Ausnahmen s.o. abgesehen).
• So ist der Einsatz eines derartigen Tragwerkverbands bestehend aus z. B. mit Druckluft befüllten Röhren usw., nicht nur auf die im Weiteren beschriebene Ausgestaltungsform innerhalb eines Crashmatiksystems beschränkt.
• Ein Einsatz eines derartigen erfindungsgemäßen Tragwerkverbands kommt insbesondere immer dann in Betracht, wenn geringe Massen bei hoher Belastbarkeit und gleichzeitig geringen Volumen angestrebt werden.
• So kommen derartige Tragwerkverbände auch für den Einsatz in Bereichen in Frage, wie z. B. (nicht einschränkend aufgezählt) im Flugzeugbau, z. B. bei den Flügeln eines Ultraleichtflugzeuges, im Schiffsbau, in der Raumfahrttechnik und in sonstigen Fällen von Stabilisierungen, insbesondere wenn diese auf engem oder begrenztem Raum zu erfolgen haben.
• Derartige Tragwerkverbände können auch in solchen Sicherheitsrelevanten Bereichen eingesetzt werden, die z. B. für Menschen nicht zugänglich sind, aber tragende/belastbare Elemente (Träger) aufweisen, wie z. B. bei Stabilisierung oder bei Verschiebung von Objekten (z. B. nach Erdbeben, Einsturzgefahr von z. B. Räumen, Gebäuden, im Tunnelbau, bei der Auskleidung mit einer großen Röhre deren Wand u. a. aus solch einem Tragwerkverband aufgebaut werden kann).
• Dies ist beispielsweise auch der Fall bei Tragstrukturen von Notrutschen eines Flugzeugs (nicht unbedingt die Rutschfläche selbst), bei aufblasbaren Stangen eines Zelts ggf. auch bei den Flächen eines Zelts, bei einem Boot, bei Luftschiffen, in der Medizintechnik, im Fall, wenn Ausrichtfunktionen angestrebt werden, um einen Gegenstand auszurichten etc.
• Dieser Tragwerkverband kann auch Teil eines Airbags sein. Gängige Airbags weisen zwar Kammern auf, welche miteinander in Verbindung stehen. Airbags unterscheiden sich jedoch erstens dadurch von den erfindungsgemäßen Tragwerkverband dadurch, daß Airbags nicht jede der Airbagkammern mit einer weiteren Kammern in Verbindung steht, weil z. B. die auen angebrachten Kammern eines Airbags gerade nicht mit mindestens zwei weiteren Kammern in Verbindung stehen, sondern wenn überhaupt, mit nur einer Kammer. Weiterhin bilden die Kammern eines Airbag keinen Tragwerkverband, da sie ja nicht dem Zweck des Tragens einer z. B. Last dienen, sondern dem Bereitstellen einer Aufprallzone zum Zweck des Abfederns einer situativ aufscheinenden und nicht zum Zweck des kontinuierlichen Tagens seiner Last. Aus diesem Grund ist eben ein erfindungsgemäßer Tragwerkverband auch über einen längeren Zeitraum mit Fluid gefüllt, als ein Airbag, der seine aufprallhemmende Wirkung nur Sekundenbruchteile bereitstellen muß und nicht über einen längeren Zeitraum, wie es bei Tragwerkverbänden der Fall ist.
• Dem widerspricht aber nicht, daß erfindungsgemäße Tragwerkverbünde in einen Airbag integriert werden können, beispielswiese wenn der Airbag neben seiner kurzen aufprallhemmenden Wirkung noch eine zweite, dauerhafte Wirkung bereitstellen soll, die darin gesehen werden könnte, den Insassen dauerhaft vor den Splittern einer Scheibe zu schützen. Ein derartiger erfindungsgemäßer Airbag umfasst neben den kurzfristig mit Luft befüllten und den Befülldruck nicht haltenden aufprallkompensierenden Elementen auch noch zusätzliche, auf die erfindungsgemäße Weise gestaltete Elemente, welche den Druck halten und somit als Tragwerk wirken und als Tragwerk einen z. B. Schutzschirm aufspannen, um den Betroffenen z. B. dauerhaft vor Glassplittern zu schützen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welchem der Tragwerksverband außerdem bei mindestens einem der Kontakte der Kammern eine kraftschlüssige Verbindung aufweist, können Kräfte, z. B. im Falle von Röhren, nicht nur in z. B. axialer Richtung übertragen werden, sondern es darüber hinaus auch Kräfte zwischen den einzelnen Kammern übertragen werden, wodurch eine Kammer vor zu hohen Lastspitzen entlastet wird.
• Dies ist in besonderem Maße dann der Fall, wenn zwischen den Kammern kein Fluidaustausch möglich ist.
• In erster Linie ist diese Verbindung abhängig vom zu verbindenden Material und je nach Material können die Kammern auch durch Kleben, Nähen etc. miteinander verbunden werden.
• Vorzugsweise werden diese kraftschlüssigen Verbindungen durch einen Stoffschluß, wie z. B. durch eine Schweißnaht bereitgestellt.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem jede Kammer mit jeder benachbarten Kammer verbunden ist, wird ein besonders stabiler Tragwerkverband gebildet.
• Ein derartiger Tragwerkverband kann beispielsweise aus einer zentralen röhrenförmigen Kammer bestehen, welche von einer Vielzahl von z. B. gleichartigen röhrenförmigen Kammern umgeben ist. Der Durchmesser der zentralen Kammer ist hierbei vorzugsweise so bemessen, daß sie mit einer jeden der äußeren Kammern in Verbindung steht. Hierbei kann die zentrale Kammer eine beliebige geometrische Gestalt aufweisen (z. B. rund, n-eckig etc.).
• Im Fall, daß z. B. eine zentrale röhrenförmige Kammer von fünf weiteren röhrenförmigen Kammern umgeben wird, hätte die zentrale röhrenförmige Kammer fünf Kontakte und jede der sie umgebenden röhrenförmigen Kammern drei Kontakte.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband bei mindestens einer Kammer mindestens eine ihrer Verbindungen zur benachbarten unter 5 Prozent der Oberfläche dieser Kammer umfasst grenzt sich der erfindungsgemäße Tragwerksverband noch weiter z. B. von Röhren ab, welche gemeinsame Wände besitzen.
• Unter dem Merkmal, daß „jede Kammer mit jeder benachbarten Kammer verbunden ist” kann auch der Fall abgebildet werden, daß zwei Kammern eine gemeinsame Wand besitzen. Um hierzu eine weitere Abgrenzung zu ermöglichen werden Tragwerkverbünde bevorzugt, bei welchen eine Kammer zu einer benachbarten Kammer unter 10% der Oberfläche der einen Kammer beträgt. Noch weiter bevorzugt sind unter 50% und unter 1% der Oberfläche der einen Kammer. Gang besonders bevorzugt ist, daß eine Kammer zu einer benachbarten Kammer lediglich eine gemeinsame Nahtstelle aufweist. Je geringer die Fläche ist, welche eine Kammer zu einer benachbarten Kammer an gemeinsamer Fläche hat, desto höher ist die Fähigkeit, daß sich beide Kammern unabhängig voneinander bewegen lassen, wie z. B. parallel zueinander versetzen lassen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband mindestens eine Verbindung einer Kammer mit mindestens einer benachbarten Kammer aus einer Verbindungsstrecke besteht wird der Tragwerksverband von punktuellen Verbindungen abgegrenzt.
• Unter dem Merkmal, daß „eine Verbindung einer Kammer mit einer benachbarten Kammer aus einer Verbindungsstrecke besteht” wird verstanden, daß zwischen diesen Kammern eine Verbindungslinie und nicht nur ein Verbindungspunkt besteht. Diese Verbindungslinie ist bevorzugt parallel zur Mittelachse der Kammer und erstreckt sich über eine gewisse Länge und kann sich natürlich auch über die gesamte Länge der Kammer erstrecken. Diesem Merkmal steht nicht entgegen, wenn diese Verbindung an mindestens einer Stelle unterbrochen ist, beispielsweise um eine Schlaufe für eine Haltevorrichtug zu bilden..
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welchem die Verbindung eines derartigen Tragwerksverbands außerdem keinen Fluidaustausch zwischen den Kammern zur benachbarten Kammer erlaubt, wird die Stabilität des Tragwerkverbands noch weiter erhöht, indem der Druck in den Kammern, der auch von Kammer zu Kammer unterschiedlich sein kann konstant gehalten wird. Hierbei muss aber der konstante Druck nicht unbedingt die einzige Ursache einer höheren Belastbarkeit sein:
  So kann es bei Belastung einer einzelnen Kammer der Fall sein, dass bei einer „geringen” Deformation ein relativ großer Druckanstieg stattfindet und damit der Belastung, z. B. Biegung eines Tragwerkverband-Balkens mehr Widerstand entgegengesetzt wird. Dies kann beispielswiese der Fall sein, wenn Kammern z. B. eines Balkens, bei welchem die Kammerachsen parallel zur Balkenachse verlaufen (insbes. die bei Biegung eines Balkens hoch belastete, kritische, äußere, auf Druck belastete Röhre (z. B. bei Gefahr des Einknickens)) deformiert werden; in diesem Fall steigt der Druck in einer einzelnen abgeschlossenen Röhre stärker an, als bei einem System mit verbundenen Röhren, da in diesem Fall die Verringerung des Raumes prozentual stärker ausfällt und somit zu einem deutlich höheren Druckanstieg führt.
• Je kleiner also das Volumen einer Röhre, desto höher der Druckanstieg bei gleicher Deformation und desto geringer die Deformation bei gleicher Belastung (gegenüber einem System mit verbundenen Röhren).
• Rein exemplarisch sei folgender Extremfall dargestellt:
  Eine einzige große Röhre mit gleichbleibenden Außenabmessungen wird auf Biegung beansprucht.
• Bei gleicher Deformation erfolgt in diesem Fall nur ein geringer Anstieg des Druckes, also weniger Widerstand.
• Bzw. anders: Bei gleicher Belastung stellt sich hier eine größere Deformation ein.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welcher außerdem mindestens ein Teil des Tragwerkverbands parallel zu den Kammerachsen mit einem Hüllmaterial (z. B. allseitig) umwickelt ist, wird die Stabilität des Tragwerkverbands noch weiter erhöht.
• Als Hüllmaterial kommen insbesondere reißfeste flexible Materialien in Frage, wie beispielsweise Stoffe, flexible Verbundmaterialien etc... .
• Um Stich- und Schnittfestigkeit zu erhöhen, können diese reißfesten flexiblen Materialien auch eine Schicht aus Kevlar oder vergleichbaren Materialien aufweisen.
• Im Falle, daß es sich bei den umhüllten Kammern um gefüllte runde Röhren handelt und das Hüllmaterial diesen Verband von runden Röhren ummantelt, bewirkt das Hüllmaterial, daß durch das Hüllmaterial Kräfte in Richtung der zentralen Achse des Gesamtverbands aufgebaut werden. Durch diese durch das Hüllmaterial bewirkten Kräfte wird der Kammernverband zu einem Kammernverbund. Ein Kammernverbund unterscheidet sich durch einen Kammernverband dadurch, daß bei einem Kammernverbund die Verteilung der zu übertragenden Kräfte durch die durch das Hüllmaterial bewirkten Kräfte gleichmäßiger verteilt ist.
• Ein solcher Kammernverbund zeichnet sich daher insbesondere dadurch aus, daß durch ihn nicht nur Kräfte z. B. in Achsrichtung von z. B. Kammerröhren weitergeleitet werden, sondern dadurch, daß durch das Hüllmaterial zusätzlich Kräfte in Richtung des Zentrums des Gesamtverbunds aufgebracht werden, wodurch die Kammern miteinander verpresst werden.
• Das Hüllmaterial kann hierbei dehnbar sein, oder auch nicht. Ist es dehnbar, so kann durch die Dehnung die Kraft des Hüllmaterials auf die Kammern flexibler eingestellt werden und Kräfte in den Kammern können im Falle einer punktuellen Überlastung leichter abgebaut werden, was Beschädigungen vermeiden hilft.
• Durch diese zusätzlich aufgebrachten Kräfte und durch das Verpressen wird die Stabilität des Tragwerkverbunds noch weiter erhöht, da sich im Falle von Stoffen, diese Stoffe sich gegenseitig aufgrund der gegeneinander wirkenden Zugspannungen verspannen und hierdurch steif werden und untereinander einen Schubverband bilden der an sich nicht mehr deformierbar ist. Bei einem Aufbau von Schubspannungen zwischen den einzelnen Röhren/Kammern aufgrund der Haftwirkung oder festen Verbindung zu den Nachbarröhren/-kammern ist eine höhere Belastbarkeit auf Knickung und Biegung gegeben.
• Dies ist jedoch nicht der Fall, wenn die Röhren an den Kontaktstellen gegeneinander Relativbewegungen ausführen könnten sollen, also z. B. gleiten könnten.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welcher außerdem das Hüllmaterial fluiddicht ist, wird hierdurch die Knicksteifigkeit erhöht. Darüber hinaus werden die Kammern durch das Hüllmaterial geschützt.
• Darüber hinaus wirkt das Hüllmaterial in diesem Fall als zusätzliche Kammer. Im Fall, daß eine erste Kammer undicht sein sollte, würde das Fluid von dieser zweiten Kammer daran gehindert in die Umgebung zu entweichen. Im Fall, dass zwischen erster Kammer und Hüllmaterial eine Absorbtionsvorrichtung angebracht ist, könnte entwichenes Fluid kontrolliert absorbiert werden.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem der minimale Innenradius des Hüllmaterials kleiner ist, als der maximale Außenradius der Summe der Kammern, bewirkt das Hüllmaterial aufgrund dieser beiden Radiendifferenzen eine zusätzliche stabilisierende Kraft und eine zusätzliche Verpressung. Mit diesem Radienunterschied ist ein Parameter gegeben, mit welchem die wechselseitige Verspannung zwischen Hüllmaterial und den sich darin befindlichen Kammern festgelegt werden kann.
• Neben dem Druck in jeder der Kammern ist somit mit dieser Radiendifferenz ein zweiter Parameter gegeben, mit dessen Hilfe die Tragfähigkeit dieses Verbunds definierbar ist.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem der Druck innerhalb von mindestens einer der Kammern höher ist, als im Bereich zwischen dieser Kammer und dem Hüllmaterial, wird durch diese Druckdiffernenzen eine zusätzliche Verspannung der Kammern untereinander und mit dem Hüllmaterial bewirkt. Hierdurch kann die Stabilität des Tragwerkverbunds noch weiter gesteigert werden.
• Im Bereich zwischen dem Außenradius der Kammern und dem Hüllmaterial kann darüber hinaus auch ein Unterdruck herrschen. Diese Druckdifferenzen haben einen erheblichen Einfluss auf die Stabilität des Verbands/Verbunds.
• Wird eine Kammer eingedrückt bzw. geknickt, erhöht sich der in ihr befindliche Druck erheblich. Dieser Druck könnte aber durch einen entsprechend angepassten Druck im Bereich außerhalb dieser Kammer und innerhalb des Hüllmaterials zumindest teilweise aufgefangen werden.
• Mit Hilfe der beschriebenen Druckdifferenzen wird abhängig vom Betrag dieser Druckdifferenz die Knicksteifigkeit und die Torsionssteifigkeit signifikant erhöht.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem die Kammern mit demselben Druck angefüllt sind, wird eine leichtere Befüllbarkeit bewirkt.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher die Kammern eines derartigen Tragwerksverbands außerdem einen Druck zwischen 0,1 bar und 10 bar aufweisen, wird der bevorzugte Arbeitsbereich definiert.
• Dies schließt nicht aus, dass der Fachmann unter besonderen Umständen auch andere Drücke auswählt. Beispielsweise wird er bei einem Einsatz bei geringeren Umgebungsdrücken (z. B. beim Bergsteigen) oder im Vakuum (z. B. in der Weltraumfahrt, oder Luftfahrt) geringere Drücke, oder bei einem Einsatz in der Tiefsee höhere Drücke wählen.
• In jedem Fall wird der Fachmann auch in Erwägung ziehen, Drücke situativ steigen oder sinken zu lassen. Beispielswiese wenn während des Transports in die Tiefsee oder in das All sich der Umgebungsdruck verändert.
• In diesem Fall wird durch einen einstellbaren Druck über- oder unter das gewohnte Maß hinaus erfindungsgemäß bewirkt, dass die Stabilität des Tragwerks diesen besonderen Umgebungsbedingungen präzise angepasst werden kann.
• Besonders gute Ergebnisse wurden mit einem Druckbereich zwischen um die 1,5 und um die 3 Bar und insbesondere von um die zwei Bar gemacht. Dieser Druck ist besonders geeignet, weil im Falle einer Knickbeanspruchung der hierdurch örtlich auftretende Druck erheblich größer sein kann und nicht zur Zerstörung führen darf. Versuchaufbauten haben ergeben, daß ein Röhrenverbund von Röhren aus Luftmatratzenstoff mit einem Durchmesser von 20 mm (als Durchmesser einer Röhre, der Durchmesser des Verbundes beträgt dann z. B. um die ca. 250 mm bis 300 mm) und einem internen Druck von 2 bar mit 900 Newton belastet werden konnte, ohne zu knicken. Letztendlich ist die Höhe des maximal sinnvollen Drucks ein Parameter des zu verwendenden Materials und des Stressszenarios für die Kammer.
• Eine weitere Ausgestaltungsform, in welcher bei einem solchen Tragwerkverband die Differenz des Drucks innerhalb der Kammern im Vergleich zum Druck außerhalb der Kammern zwischen um die zehn Bar und um ein Bar liegt eröffnet einen Einsatz erfindungsgemäßer Tragwerke sowohl in der Tiefsee, wo extrem hohe Drücke von außen auf diese Kammern wirken als auch in im Weltraum, wo die Drücke signifikant geringer sind, als der Umgebungsdruck auf der Erdoberfläche.
• Entscheidend ist, dass der die Kammern von außen belastende Differenzdruck die maximale Festigkeit des Hüllmaterials nicht übersteigt. Daraus folgt, daß der absolute Druck in den Kammern in der Tiefsee bei z. B. 2000 m Tiefe 200 Bar + 10 Bar Überdruck betragen kann, also den Außendruck des Wassers, plus dem Kammerüberdruck. Im Weltraum ist der Sachverhalt entgegengesetzt, wobei der maximale Außendruckabfall ja nur 1 Bar betragen kann (Atmosphäre und Weltraumvakuum), also eine Steigerung des Differenzdruckes von 1 Bar.
• Damit sind im Vakuum bzw. bei Unterdruck, da der Druck in den Kammern immer höher sein muß, als in seiner Umgebung, um Lasten aufnehmen zu können, Kammerdrücke oberhalb dieses Unterdrucks geeignet, da bei Unterdruck in der Umgebung sonst keine Druckdifferenz mehr zustande käme.
• Weiterhin sind bei Überdruck, da der Druck in den Kammern auch in diesem Fall immer höher sein muß, als in seiner Umgebung, um Lasten aufnehmen zu können, Kammerdrücke oberhalb dieses Überdrucks in der Umgebung geeigent, da bei Überdruck in der Umgebung sonst keine Druckdifferenz mehr zustande käme.
• Der Betrag des Überdrucks beginnt knapp oberhalb des Kammerdrucks und reicht bis zum Versagen des Kammermaterials. Besonders gute Ergebnisse werden mit einem Betrag von um die einem Bar bis um die 10 Bar erzielt.
• Eine weitere Ausgestaltungsform, in welcher das Fluid in mindestens einer Kammer eines derartigen Tragwerksverbands außerdem ein Gas ist, bewirkt, daß die Kammern leichter befüllbar sind.
• Bevorzugte Gase sind neben Luft auch Gase mit einem Gewicht, welches leichter ist als Luft, wodurch das Gewicht der Gesamtkonstruktion weiter reduziert werden kann. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, auch das Gewicht z. B. eines Hindernisfahrzeugs bei ACC-Crashsimmulationen zu reduzieren
• Denkbar sind aber auch Fluide, welche schwerer als Luft sind, um die Masse an definierten Stellen des Hindernisfahrzeugs bei ACC-Crashsimmulationen (z. B. der Radbereich) zu erhöhen, um z. B ein Flattern zu reduzieren/zu vermeiden bzw. einen Kontakt eines simulierten Rads mit der Fahrbahn sicherzustellen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher mindestens eine der Kammern ein festes Füllmaterial enthält, wird bewirkt, daß die physikalischen Eigenschaften dieser Kammer präziser definiert werden können. So ist es möglich eine Kammer beispielsweise mit kleinen Kugeln, wie z. B. Styroporkugeln zu füllen. Hierdurch wird eine derart ausgestaltete Kammer stoßunempfindlicher ohne hierdurch signifikant an Gewicht zuzulegen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher das flexible fluiddichte Material eines derartigen Tragwerksverbands außerdem ein luftdichtes Stoffmaterial ist, wird bewirkt, dass die Kammern aufgrund der Flexibilität von Stoffmaterialen leichter befüllbar sind und raumsparender lagerbar sind und in verwinkelten Räumen einsetzbar sind.
• Prinzipiell sind für die Kammern alle Materialien, geeignet, welche flexibel und fluiddicht sind, wie z. B. technische Stoffe. Die Kammern können daher aus einem Stoff bestehen, wie beispielsweise einem Luftmatratzenstoff der sich dadurch auszeichnet, daß er nur eine geringe Dehnung aufweist. Bevorzugte Stoffe sind in den Materialgruppen der Airbagstoffe zu finden, sowie in denen der Verbundwerkstoffe, wie z. B. Nylonverbundwerkstoffe, die den zusätzlichen Vorzug der Schweißbarkeit aufweisen. Alternativ ist auch die Verwendung von Folien denkbar. Um Kammern schnittfest zu machen, kann auch (z. B. eine Schicht) Kevlar zum Einsatz kommen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, umfasst ein derartiger Tragwerksverband außerdem mindestens eine Füllvorrichtung für mindestens eine der Kammern.
• In diesem Fall können die Kammern schnell und effektiv befüllt werden. Darüber hinaus können situative Druckänderungen unmittelbar eingestellt werden, um den Verband beispielsweise schnell auf veränderte Rahmenbedingungen umzustellen. So kann auf diese Weise der Druck z. B. in Folge starker Sonneneinstrahlung auf die Kammer und dadurch bedingter Druckerhöhung situativ auf den Ursprungsdruck reduziert werden, um den Druck auf diese Weise konstant zu halten. Alternativ kann der Druck auf diese Weise auch gezielt verändert werden um durch den veränderten Druck einen neuen physikalischen Zustand einzustellen. Die Füllvorrichtung und/oder der Tragwerkverband können eine Steuervorrichtung umfassen, welche das Befüllen und/oder den Druck in mindestens einer der Kammern überwachen. Wird z. B. die Silhouette eines Hindernisfahrzeugs bei einem ACC-Crashaufbau permanent mit dem Fluid/Gas versorgt, ist hierdurch die Reversibilität eines mit einer solchen Silhouette ausgestatteten Versuchsaufbaus gewährleistet, was für Versuche im Sicherheitsbereich ein großer Vorteil ist. Hierbei kann ein aktives Drucksteuersystem eingesetzt werden, um diese Reversibilität sicherzustellen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, hält die Füllvorrichtung den Druck in jeder der Kammern auf dem definierten Zustand. Dies bedeutet, daß der Druck zweckgebunden variabel, gezielt gesteuert, bzw. konstant sein kann.
• Hierdurch wird z. B. bewirkt, daß mögliche Leckagen oder Diffusionen keinen Einfluß auf den Verband und seine Fähigkeit Kräfte zu übertragen haben.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem zumindest Teile des Tragwerkverbands in ihrem Verlauf mindestens eine richtungsmäßige Auslenkung aufweisen und/oder aus einem einzigen Verband kommend sich in mindestens zwei Stränge des Verbandes teilen, können durch diese Abzweigungen Kräfte an definierte Orte geleitet werden.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher ein derartiger Tragwerksverband außerdem ein Fachwerk bildet oder zumindest Teile eines derartigen Fachwerks umfasst, können aus derartigen Verbänden stabile Trag-Konstruktionen gebildet werden. Darüber hinaus können auch Körpergebildet werden, die aus mehreren übereinander gelegten Schichten bestehen, wobei eine jede Schicht aus erfindungsgemäßen Tragwerkverbänden besteht die (bis auf die äußerste Kammer) mit ihrem jeweiligen nachbar zu beiden Seiten verbunden ist. Durch das Überienanderlegen der Schichten erhält jede Kammer ihre mindestens dritte Verbindung.
• Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch einen Airbag, Zelt, Haus, Boot, Möbel, Luftfahrzeug etc. umfassend einen derartigen Tragwerkverband. Prinzipiell kann jedes dreidimensionale Objekt einen derartigen Tragwerkverband umfassen. Da der erfindungsgemäße Tragwerkverband in erster Linie eine hohe Festigkeit bei geringem Volumen aufweist, wird er immer dort zum-Einsatz kommen können, wo eine derartige Eigenschaft gefordert wird. Dies können auch Strukturelemente eines Airbag, beispielswiese eines Frontairbag sein, wenn diesem die Aufgabe zukommen soll, über einen längeren Zeitraum eine feste Struktur aufrecht zu erhalten. Das kann bei einem Frontairbag der Fall sein, wenn er z. B. zum Schutz der Passanten den Raumzwischen Stoßstange und Fahrbahn schließen soll, um ein Überfahren eines Passanten zu verhindern. Dies könnte außerdem im Innenraum eines Fahrzeugs immer dann der Fall sein, wenn die Struktur fest sein muß und dauerhaft fest sein muß. In Abgrenzung zu aktuellen Airbags, welche die Insassen schützen und die weder fest, noch dauerhaft (fest) sein sollen, kann diese Eigenschaft dazu genutzt werden, z. B. die Fahrgastzelle bei Unfällen (wie z. B. bei Überschlägen) zu stabiliseren um deren Deformierung bzw. Zerstörung zu vermeiden.
• Auch Häuser, Zelte, Möbel können einen erfindungsgemäßen Tragwerkverband umfassen. So könnten Häuser, Zelte, Möbel z. B. für den Katastropheneinsatz für die Lagerung und Transport auf engstem Raum untergebracht werden und vor Ort aufgeblasen werden und nach dem Aufblasen eine bisher nicht gekannte Stabilität aufweisen.
• Auch Boote können durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Tragwerkverbands eine erhöhte Stabilität erhalten. So könnte ein derart ausgestattetes Schlauchboot auch eine mit aufblasbare Sitzgelegenheit oder einen Boden aus einem erfindungsgemäßen Tragwerkverbund umfassen. Anderseits könnten wesentliche Teile des Rahmens eines Boots aus dem erfindungsgemäßen Tragwerkverband bestehen und dessen Außenwand spannen helfen, wodurch es durch diese aufgespannte und zumindest teilweise nicht aufgeblasene Außenwand schwimmfähig wird. Als Vorbild für eine derartige Struktur könnte ein indianisches Kajak sein, bei welchem die Äste durch einen erfindungsgemäßen Tragwerkverband ersetzt werden und die Außenhaut durch einen wasserabweisenden Stoff oder ein anderes Material von vergleichbarer Wirkung.
• Das gleiche gilt auch für Luftfahrzeuge, wie z. B. Ultraleichtflugzeuge, Ballons, Zeppeline.
• Auch alle sonstigen denkbaren Fahrzeuge können zumindest Elemente aus dem erfindungsgemäßen Tragwerkverband umfassen. So können Achsen in einen derartigen Tragwerkverband eingebettet werden und mit weiteren Tragwerkverbänden verbunden werden, mit einem z. B. Elektromotor ausgestattet werden und so Verkehrsabläufe simulieren, wenn sie außerdem z. B. ferngesteuert sind. Da derart ausgestattete Fahrzeuge relativ crashunempfindlich sind, können derart autonom bewegliche Fahrzeuge z. B. komplexe Verkehrssituationen nachstellen und Massenunfälle realitätsnah durchführen. Hierdurch können für derartige Unfälle wichtige Daten gewonnen werden.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher ein derartiger Tragwerkverband die Struktur einer Fahrzeugsilhouette bereitstellt, weist eine derartige Silhouette zwei Funktionsgruppen auf. Einmal die Funktionsgruppe der Struktur und zum zweiten die Funktionsgruppe der Außengestalt.
• Vorteilhafterweise bildet ein derartiger Verbund/Verband den Torso/das Grundgerüst/das Gerippe/den Rahmen eines zu gestaltenden dreidimensionalen Körpers, der beispielsweise ein Fahrzeug darstellt.
• Weiterhin weist ein derartig aufgebauter Körper eine durch die Drücke des Verbunds/Verbands definierbare Härte/Stabilität auf und damit die Möglichkeit, auf dieser Struktur weitere Anbauten anzubringen, um so eine angestrebte dreidimensionale Gestalt zu bewirken.
• So kann die Struktur daraufhin ausgelegt werden, daß sie eine hinreichende Stabilität aufwiest, um das Gesamtkonstrukt zu tragen.
• Die Außenkontour kann dann wiederum mit der Struktur verbunden werden, aber andere Eigenschaften aufweisen, wie z. B. die Außengestalt eines KFZ, die Reflexionseigenschaften eines echten KFZ für z. B. Radarstrahlen.
• Das Selbe gilt natürlich auch für andere Fahrzeuge, als KFZ, wie z. B. Flugzeuge, Boote etc.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher eine derartige Fahrzeugsilhouette einen Tragwerkverband umfasst, die in befülltem Zustand zumindest Teile der äußeren Kontur eines Fahrzeugs nachbilden können ganze Fahrzeuge derart aufgebaut werden. Fahrzeuge können hierbei sowohl Landfahrzeuge, als auch Luftfahrzeuge als auch Fahrzeuge zu Wasser sein. Hierbei ist der erfindungsgemäße Tragwerkverband/Tragwerkverbund mit weiteren befüllbaren Bereichen verbunden. Ausgehend von dem erfindungsgemäßen Tragwerkverbund kann durch das Anbringen weiterer befüllbarer Bereiche an diesen Verbund und durch deren Auffüllen mit einem Fluid eine dreidimensionale Silhouette aufgebaut werden, deren äußere Gestalt durch diese dort zusätzlich anzubringenden Kammern beliebig ausformbar ist.
• Ein derartiges Gerippe aus z. B. Hochdruckschläuchen/röhren (z. B. befüllt mit ca. 1,5 bis ca. 4 bar), umgeben von Bereichen mit Niederdruck von z. B. um die 0,5 Bar baut dann die Struktur/die dreidimensionale Gestalt eines Fahrzeugs auf. Ein derartiger Aufbau zeichnet sich durch eine gute Dämpfung, eine gute Aerodynamik und eine stabile Form auf.
• Vorzugsweise ist der Druck des Fluids innerhalb dieser zusätzlichen Bereiche geringer, als der Druck in einer der Kammern des Tragwerkverbundes.
• Einer der befüllbaren Bereiche kann in befülltem Zustand zumindest Teile der äußeren Kontur eines Kraftfahrzeugs nachbilden.
• Derartig nachgebildete Kraftfahrzeuge können real z. B. auf die Straße gestellt werden, sodaß zwischen den Rädern des nachgebildetem Fahrzeug und der Straße kein Zwischenraum bleibt, wodurch die Sensoren eines ACC-Systems dieses Hindernis auch sicher als Kraftfahrzeug erkennen können.
• Darüber hinaus wirft eine derartig aufgebaute Silhouette auch einen realen Schatten, der vom Echtfahrzeug nicht zu unterscheiden ist.
• Diese Merkmale sind maßgebliche Parameter für die Sensoren, um ein Hindernisfahrzeug als Fahrzeug erkennen zu können. So kann beispielsweise der mit Niederdruck und Luft befüllte Bereich des Stoßfängerraums auf diverse Kollisions-Szenarien abgestimmt werden.
• Für extrem hohe Differenzgeschwindigkeiten, bei welchen bei einem Aufprall das Platzen eines der befüllten Bereiche, welche die äußere Kontur des Fahrzeugs nachbilden, zu erwarten ist, kann dieser Bereich auch mit einem leichten, stabilen Schaum befüllt werden, der ein solches Platzen verhindert und zugleich verhindert, dass das Kollisionsfahrzeugs beschädigt wird.
• Auf diese Weise können durch das Kammernsystem und durch die befüllbaren Bereiche die Zonen des Fahrzeugs und ihre Steifigkeit auf die Geschwindigkeit des Kollisionsfahrzeugs abgestimmt werden, was wesentliche Vorzüge im Vergleich zu einem einfachen, einzigen, lediglich mit einem Gas befüllten Volumen aufweist.
• In jedem Fall ist die Kollisionsmasse des Hindernisfahrzeugs auf die erfindungsgemäße Weise signifikant reduziert, um durch den Auffahrimpuls keinen Schaden am Kollisionsfahrzeug zu bewirken.
• So kann mit Hilfe einer derartigen Silhouette ein Hindernisfahrzeug so realitätsnah aufgebaut werden, daß die Sensoren eines kollidierenden Fahrzeugs dieses Hindernisfahrzeug als Fahrzeug erkennen und entsprechend reagieren.
• Auf diese Weise kann daher auf diese Weise auch die äußere Gestalt auch eines Oberklassefahrzeugs so täuschend echt aufgebaut werden, daß die Sensoren eines ACC-Systems eines Fahrzeugs auf Kollisionskurs diese Gestalt als reales Fahrzeug interpretieren.
• Weiterhin kann die Annäherung und das Verhalten der Sensoren auch nach überschreiten des „Point of no Return” weiter gemessen werden. Dies ist besonders wichtig, da ab diesem Punkt z. B. die Rückhaltesysteme aktiviert werden. So ist erfindungsgemäß die Interaktion zwischen den Sensoren und den Rückhaltesystemen, sowie die Wirkung der Rückhaltesysteme in die Tests einbeziehbar.
• Weiterhin kann auf diese Weise das Verhalten des Fahrzeugs bei automatischer Reduktion der Energie eines zu erwartenden Aufpralls geprüft und reduziert werden.
• Bisher weist kein Serienfahrzeug die Option bzw. ein System auf, das vor und/oder nach dem Point of no Return selbständig, ohne Zutun des Fahrers eingreift.
• Darüber hinaus konnten derartige Systeme bisher nicht geprüft werden, da hierfür ein Fahrzeug mit Fahrer zwangsweise einen Zusammenstoß mehrfach hätte durchführen müssen.
• Erfindungsgemäß kann nun auch nach dem Passieren des Point of no Return ein ACC-System umfassend mit einem Fahrer auf einem Kollisionskurs in einem Hindernisfahrzeug geprüft werden und das auch für Situationen, in denen dem Fahrer Eingriffsmöglichkeiten auf sein Fahrzeug entzogen werden und an seine Stelle Entscheidungen der Sicherheitselektronik des Fahrzeugs gesetzt werden, wie z. B. ein automatisches Einleiten einer Vollbremsung nach Passieren des Point of no Return.
• Dies gilt gleichermaßen für den Fall, dass das derart aufgebaute Hindernisfahrzeug steht, oder bewegt wird.
• Darüber hinaus können mit Hilfe einer derartigen Silhouette auch Annäherungen eines Kollisionsfahrzeugs aus beliebigen Winkeln untersucht werden, da die Sensoren bei einem realitätsnah nachgebauten Fahrzeug aus allen Positionen realitätsnahe Messwerte liefern können.
• Darüber hinaus ist eine derartig aufgebaute Silhouette unempfindlich gegen Kollisionen und kann daher auch für echte Kollisionen als Hindernisfahrzeug verwendet werden, ohne daß das Kollisionsfahrzeug bzw. dessen Fahrer hierbei Schaden nehmen würde, da ein erfindungsgemäß aufgebautes Hindernisfahrzeug in der Größe einer Oberklassenlimousine idR unter 15 kg wiegt.
• Darüber hinaus kann eine derartige Silhouette mehrfach verwendet werden. Gängige Erfahrungen haben gezeigt, daß eine derartige Silhouette nach 300 tatsächlichen Kollisionen mit unterschiedlichen, auch hohen Geschwindigkeiten noch immer einsatzfähig ist.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher eine derartige Silhouette Teil eines Crashmatiksystems, umfassend eine an einem Ausleger mittelbar oder unmittelbar befestigte Fahrzeugsilhouette ist, kann eine derartige Silhouette auch bewegt werden und es kann das Verhalten der Sensoren bei Relativgeschwindigkeiten realitätsnah getestet werden.
• Ein Crashmatiksystem, umfassend ein derartiges Auslegerstabilisierungssystem ermöglicht auch die Simulation von Kollisionen bei Kurvenfahrten, da auf die erfindungsgemäße Weise die Silhouette nun auch bei Kurvenfahrt in ”quasi” konstantem Abstand zum Boden geführt werden kann und hierdurch nun erst die Erkennung des Hindernisfahrzeugs durch die Fahrzeugsensoren, wie z. B. die Videosensoren sicher möglich ist.
• Da Crashmatiksysteme des Standes der Technik zweidimensionale und damit dünne und flatternde oder schwere und damit unbewegliche dreidimensionale Silhouetten verwendeten, konnten diese von den Sensoren nicht zuverlässig erkannt werden und damit keine hinreichenden Messergebnisse abgeben.
• Bei der Verwendung von schweren Hindernisfahrzeugen sind hingegen Kollisionen ausgeschlossen, da diese die Fahrzeuge beschädigen und bei der Verwendung von zweidimensionalen Attrappen konnten die Sensoren bzw. das Videosystem des ACC-Systems diese Daten aufgrund flatternder oder schwebender Räder nicht zuverlässig verarbeiten.
• Das erfindungsgemäße Crashmatiksystem kann daher hinsichtlich der unterbrechungslosen Erkennung zum Test von ACC-System, insbesondere auch bei Kurvenfahrt, durch z. B. Radar, Video, Lidar usw. oder Kombinationen daraus eingesetzt werden.
• Das heißt, es muss bei solchen Tests nicht zwangsläufig zur Kollision kommen, da der Point of no Return präzise ermittelt werden kann und insbesondere das Zusammenspiel zwischen ACC-System und Fahrzeugelektrik/-elektronik, wie z. B. Gurtstraffer, Gasabregelung, Einleitung des Bremsvorgangs, automatische Lenk- und Ausgleichsbewegungen, Wegziehen des Lenkrads etc.
• Kommt es hingegen zwangsläufig zur Kollision, so kann auf die erfindungsgemäße Weise auch die Zuverlässigkeit des Ersetzens von Fahrerreaktionen durch Fahrzeugssysteme geprüft und insbesondere auch eingestellt werden. Die gilt insbesondere für das Einleiten und Prüfen des Zusammenspiels zwischen ACC-System und Fahrzeugelektrik/-elektronik, wie z. B. Gurtstraffer, Gasabregelung, Einleitung des Bremsvorgangs, automatische Lenk- und Ausgleichsbewegungen, Wegziehen des Lenkrads etc.
• So zeichnet dieses erfindungsgemäße System auch aus, dass man auch das Verhalten bei Kollisionen in Kurvenfahrt überprüfen kann, d. h. das Crashmatiksystem wird beispielsweise auf einer ebenen Kreisbahn bewegt und das folgende Erprobungsfahrzeug fährt mit den darin angeordneten Sensoren diese Kurve nach und es kommt zur kontrollierten Kollision während der Kurvenfahrt.
• Die Aufgabe wird darüber hinaus auch durch ein Crashmatikverfahren gelöst, umfassend mindestens ein Testfahrzeug, ausgerüstet mit ACC-Systemen, sowie mindestens die eine, insbesondere dreidimensionale, Silhouette eines Hindernisfahrzeugs, wobei insbesondere diese Silhouette Teil eines zuvor geschilderten Crashmatiksystems sein kann und wobei sich das Testfahrzeug auf Kollisionskurs mit dem der Silhouette befindet und wobei das ACC-System auch nach Passieren des ”Point of no Return” ohne Unterbrechung bis zur Kollision und/oder darüber hinaus weiterhin seine ACC-Daten aufnimmt.
• Die Aufgabe wird darüber hinaus auch durch ein Verfahren gelöst, umfassend ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug ein ACC-System umfasst und wobei das ACC-System Sensoren zur Aufnahme der Umgebung dieses Fahrzugs aufweist und mit Hilfe der Sensoren in der Lage ist andere Fahrzeuge zu erkennen, wobei unter den anderen Fahrzeugen auch Hindernisfahrzeuge sind, zu welchen das Fahrzeug sich auf Kollisionskurs befindet, und wobei die durch die Sensoren aufgenommenen Daten geeignet sind Fahrereingaben durch Eingaben auf Basis der aufgenommenen Sensordaten anzureichern oder völlig zu ersetzen, indem sie in einem ersten Schritt vor Passieren des Point of no Return nicht sicherheitsrelevante Fahrereingaben durch Eingaben auf Basis der aufgenommenen Sensordaten anreichern oder völlig ersetzen, aber nach Passieren des Point of no Return Fahrereingaben durch Eingaben auf Basis der aufgenommenen Sensordaten anreichern oder völlig ersetzen.
• Dieses Fahrzeug kann außerdem Teil eines Crashmatiksystems in einer der zuvor geschriebenen Ausgestaltungsformen sein.
• Als ”Fahrereingaben” werden insbesondere Eingaben verstanden, welche bewirken, daß vor einem Unfall die Kollisionsenergie reduziert wird, wie z. B. das Einleiten einer Bremsung.
• Als ”Fahrereingaben” werden weiterhin Eingaben verstanden, welche bewirken, daß mindestens einer der Insassen des sich auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeugs vor Verletzungen geschützt wird. Hierzu gehören beispielsweise die an Bord befindlichen ”Restraint-Systeme”, wie z. B. Airbags, Rückhaltesysteme, das Einfahren des Lenkrads etc.
• Auf diese Weise ist es nun erstmals möglich verlässliche ACC-Daten nach dem Point of no Return bis zum Aufprall zu gewinnen und insbesondere auch verlässliche Daten über das Zusammenspiel von ACC-basierten Daten und den Sicherheitssystemen des Fahrzeugs. Dies ist besonders vor dem Hintergrund wichtig, daß diese ACC-Systeme selbstlernende Systeme sind und daher auf den Zufluß belastbarer Daten angewiesen sind.
• Bisher gibt es kein System auf dem Markt, welches ohne den Willen des Fahrers in das System des Fahrzeugs selbst eingreift, da es für ein solches System auch keine Testmöglichkeiten für alle real vorkommenden Zusammenstoßkonstellationen gab, also auch solche mit einer vrel von über 60 Kmh. Die einzige Möglichkeit dies zu testen war bisher reale Fahrzeuge zu verwenden, was aber unpraktikabel, teuer und für die Fahrer mit Verletzungsrisiken verbunden ist.
• Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren wird eine Testvorrichtung für ACC-Systeme für den Zeitraum auch nach Passieren des Point of no Return bereitgestellt
• Auf diese Weise sind nun auch Precrashsysteme testbar. Bei Precrashsystemen handelt es sich um Systeme, welche die Funktion haben, vor einem schwerem Unfall Energie aus dem Fahrzeug herauszunehmen. Dies geschieht beispielsweise durch eine selbständig rein auf Basis der Daten des ACC-Systems von der Elektronik eingeleitete Vollbremsung.
• Bisher wurde das Meiste mit dem Computer simuliert. Hierdurch erst können Daten generiert und zur Verfügung gestellt werden, um ein derartiges System zu entwickeln, zu erproben und sein Verhalten zu verstehen, eben, mit Daten, welche in der Realität erst nach dem Passieren des Point of no Return generiert werden.
• Derartige mit Hilfe der Erfindung nun real generierbare und erlebbare Daten können so auch erstmalig zu Schulungszwecken herangezogen werden, da sie eine ungefährliche Auskunft über das Verhalten eines Fahrzeugs nach dem Point of no Return liefern
• Auf diese Weise ist nun auch testbar, ob ein Fahrzeug überhaupt sicher erkannt wird. Bisherige Assistenzsysteme waren nicht in der Lage alle Elemente einer Umgebung und nicht alle Fahrzeuge sicher zu erkennen. Um jedoch eine Abnahme im Sicherheitsbereich erhalten zu können, muß die Erkennbarkeit zu 100% sichergestellt sein. Eine sichere Erkennung umfasst z. B. dass die Größe eines Fahrzeugs sicher erkannt wird. Diese ist jedoch vom Abstand abhängig. Im Zusammenspiel mit Video, Radar etc. gibt es eine derartige Testmöglichkeit praktisch nicht zerstörungsfrei
• Auf diese Weise ist nun auch versetztes Kollidieren bei einer vrel von über 40 Kmh erstmals möglich.
• Auch eine bereits bekannte so genannte „Pre-Crash-Funktion”, welche bereits durch den Fahrer eingeleitete Handlungen unterstützt, diese jedoch nicht ersetzt, bzw. ohne Handlungen des Fahrers selbsttätig in das Fahrzeug/Fahrverhalten eingreift, konnte bisher nur unzureichend getestet werden! Wegen dieser bisher unzureichenden Tests geben die Hersteller auf derartige existierende „Pre-Crash-Funktion” auch keine Garantie auf diese Systeme.
• Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems können nun auch „Pre-Crash-Funktionen” umfangreich und reversibel getestet werden.
• Nicht zuletzt auch weil mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems auch ein tatsächliches Kollidieren bei Geschwindigkeiten über 40 Kmh und insbesondere über 60 Kmh vrel nun erstmals testbar ist.
• Erfindungsgemäß bleibt die Silhouette bis zur tatsächlichen Kollision vor Ort stehen oder wird bewegt. Sie muss aber gerade nicht durch einen besonderen Eingriff vor der Kollision aus dem Weg geräumt werden, um das kollidierende Fahrzeug passieren zu lassen.
• In einer besonderen Ausgestaltungsform dieses Verfahrens werden diese durch das ACC-System aufgenommenen Daten auch nach dem Point of no Return an die Fahrzeugelektrik/-elektronik weitergegeben. Bei bisherigen Kollisionssimmulationen musste die Messung vor dem Passieren des Point of no Return abgebrochen werden, weil eine Kollision vermieden werden musste (Verletzungsgefahr des Fahrers, Zerstörung der Fahrzeuge). Die Messung wurde z. B. durch Wegklappen des Hindernisfahrzeuges abgebrochen,. Dies war bisher insbesondere bei Differenzgeschwindigkeiten über 60 Km/h und in noch stärkerem Maße bei Differenzgeschwindigkeiten über 80 Km/h und 100 Km/h der Fall.
• In den wenigen Fällen, in welchen eine Kollision nicht vermieden werden sollte, musste außerdem bisher mit der Beschädigung des ACC-Systems bei der Kollision gerechnet werden.
• Bei Simulationen von Kollisionen mit Hilfe von Abbildern von Fahrzeugen waren bisher Tests auf die direkte Auffahrt begrenzt (Tests in Kurvenfahrten waren also nicht möglich) und die Funktion der Sensoren war nicht sichergestellt, da die Silhouetten entweder nicht den Boden berührten oder flatterten.
• Das gleiche gilt für den Fall, daß ein Hindernisfahrzeug über einen Tragarm an einem Querausleger des Crashmatiksystems angeordnet ist.
• Das Gleiche gilt darüber hinaus auch für ein Crashmatiksystem, umfassend eine an einem Tragarm befestigte Fahrzeugsilhouette, wobei über den Tragarm die beschriebene Füllvorrichtung die Kammern mit Druck/Fluid versorgen kann und wobei die Füllvorrichtung den Kammern, den Zwischenräumen zwischen den Kammern und dem Hüllmaterial und den Bereichen das Fluid unter dem jeweils definierten Druck zuführt und/oder den zugeführten Druck hält.
• Ein derartiges Crashmatiksystem umfasst mindestens einen erfindungsgemäßen Tragwerkverbund/Tragwerkverband und bildet hierdurch einen Teil einer Stabilisiervorrichtung für Fahrzeuge, umfassend ein Verbindungselement, an welchem mittelbar oder unmittelbar die ersten Enden mindestens zweier Stützen angeordnet sind und wobei die zweiten Enden dieser Stützen an einer Achse angeordnet sind, welche mit dem Fahrzeug verbunden ist und welche zu einer der Fahrzeugachsen parallel oder identisch ist. In jedem Fall müssen die Achsen in einer zueinander definierten Geometrie stehen, also geometrisch zusammenwirken. Bevorzugt sind die Fahrzeugachse und die beschriebene Achse parallel. „Parallel” bedeutet hierbei, daß sich die Ebene in welcher sich diese Achse befindet und die Ebene in welcher sich die Fahrzeugachsen befinden, parallel sind.
• Unter dem Merkmal „Stabilisiervorrichtung” wird eine Vorrichtung verstanden, welche geeignet ist, Kräfte und/oder Momente aufzunehmen und abzuleiten.
• Beispielswiese kann dieses Verbindungselement Teil eines Querträgers/Querauslegers sein, wie er bei Crash-Versuchsaufbauten gängig und bekannt ist und zur Bewegung von Fahrzeugsilhouetten Verwendung findet.
• An einem derartigen Verbindungselement kann eine Fahrzeugsilhouette oder das Abbild eines Fahrzeugs befestigt sein. Diese beiden (Fahrzeugsilhouette oder Abbild) können darüber hinaus mit einem weiteren Fahrzeug, welches als ”Trägerfahrzeug” dient über den Querträger/Querausleger verbunden sein, wobei das Trägerfahrzeug die Fahrzeugattrappe bewegt, indem auf dem Trägerfahrzeug der Querträger (bzw. eine Schleppvorrichtung o. ä.) befestigt ist, und wobei der Querträger mit den Kernstücken der Stabilisiervorrichtung, nämlich dem Verbindungselement verbunden ist und das Verbindungselement auf die erfindungsgemäße Weise mit Hilfe mindestens zweier Stützen mit einem Fahrzeug verbunden ist, wobei das Fahrzeug durch die beschriebene Fahrzeugsilhouette dargestellt werden kann.
• Die Fahrzeugattrappe kann in diesem Aufbau dem Zweck dienen Kollisionsversuche durchzuführen.
• Durch die Verbindung der Stützen mit dem Verbindungselement können Kräfte bzw. Momente welche auf die Stützen wirken über das Verbindungselement abgeleitet werden und es können Kräfte bzw. Momente des Verbindungselements über die Stützen geleitet werden. Der Kraftfluss kann also in beide Richtungen erfolgen.
• Indem die zweiten Enden dieser Stützen an einer Achse angeordnet sind, welche mit dem Fahrzeug verbunden ist und welche zu einer Fahrzeugachse parallel ist, kann über diese Stützen, über diese Achse und über dieses Fahrzeug eine Kraft auf die Straße übertragen werden.
• Unter ”Fahrzeug” werden Fahrzeuge mit Achsen verstanden, unabhängig davon, ob bzw. wie sie angetrieben werden. Hierunter können daher Kraftfahrzeuge, Anhänger, etc. verstanden werden.
• Wenn an Stelle dieser Achse eine bereits vorhandene KFZ-Achse eines Fahrzeugs Verwendung findet, wenn also die zweiten Enden dieser Stützen an der Drehachse von mindestens einer der KFZ-Achsen angeordnet sind und/oder am Ende der Drehachse von mindestens einer der KFZ-Achsen angeordnet sind, kann bei einer z. B. Hinterachse über diese Verbindung an der z. B. rechten und linken Radnabe der Hinterachse eine Kraft über die Stützen direkt in diese Radnabe und von dieser Radnabe direkt auf die Straße überragen werden.
• Durch diese Verbindung ist das Verbindungselement und sind die Stützen in besonderem Maße statisch belastbar. Weiterhin eignet sich ein derart ausgestattetes Fahrzeug in besonderem Maße zur Bewegung von Hindernisfahrzeugen für Crashversuche, Kollisionsversuche. Aufgrund der erfindungsgemäß bewirkten besonderen Stabilität des (Träger-)Fahrzeugs und damit der erfindungsgemäß bewirkten hohen Stabilität des mit dem (Träger-)Fahrzeug zusammenwirkenden Hindernisfahrzeugs, sind die mit einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführten Crashversuche in hohem Maße reversibel und ergeben in hohem Maße reversible Daten. Diese Daten erfüllen aufgrund ihrer hohen Reversibilität auch die strengen Anforderungen für Prüfungen von Sicherheitssystemen an Stelle der geringeren Anforderungen von Prüfungen für Komfortsysteme.
• Die Stabilisiervorrichtung (umfassend Stützen und Verbindungselement) kann unmittelbar mit einem Ausleger, z. B. einem Querausleger verbunden sein (z. B. indem das Verbindungselement ein Teil des Querauslegers ist, oder mit diesem z. B. fest verbunden ist) oder das Verbindungselement kann mittelbar mit einem Ausleger, z. B. einem Querausleger verbunden sein (z. B. indem es z. B. über ein Gelenk/Lager mit diesem beweglich verbunden ist).
• In beiden Fällen muss jedoch sichergestellt werden, dass Querausleger und Verbindungselement so fest miteinander verbunden sind, dass sie exakt die gleiche Bewegung durchführen, wie z. B. Wippen. Insbesondere gibt das Verbindungselement keine Drehmomente um die X-Achse an die Karosserie des Trägerfahrzeuges weiter. Hierbei ist die X-Achse auf die im Fahrzeugbau übliche Weise definiert.
• Dies bedeutet: Das Verbindungselement kann auf Grund seiner Lagerung durch das Hauptlager keine Drehmomente um die X-Achse des Hauptlagers an die Karosserie oder dem zwischengeschalteten Rahmen weitergeben. Diese Drehmomente werden vielmehr über die Stützen zur Achse des Fahrzeuges oder über zusätzliche Achsen weitergegeben.
• Randbedingungen eines derartigen Querauslegers können, ohne einschränkend zu wirken, sein:
• – Der Grundaufbau erfolgt als Leichtbauweise
• – Der Ausleger ist schwenkbar auf dem Grundrahmen montiert und in der entsprechenden Position,
• – Der Ausleger ist links oder rechts vom Fahrzeug, fest mit dem Grundrahmen arretierbar
• Bevorzugt stehen die Stützen vertikal. In besonderen Situationen kann jedoch eine nicht vertikale Stellung der Stützen eine stabilisierende/ausgleichende/entkoppelnde Wirkung haben.
• Durch eine besondere Anbindung der Stützen mit Hilfe von Ausgleichselementen am Querausleger und/oder an den Radnaben, sowie einer Ausführung der linken und rechten Stütze als Federdämpferbeine/-stützen kann verhindert werden, dass plötzlich auftretende Kräfte (Fz) am Ende des Querauslegers und/oder Drehmomente um dessen X-Achse den Querausleger hoch belasten, und es kann verhindert werden, dass ein Kraft- oder Momenteneintrag in/auf das Trägerfahrzeug erfolgt. Hierbei ist die Z-Achse auf die im Fahrzeugbau übliche Weise definiert:
  Mit Hilfe dieser Ausgleichsmaßnahme/-Gewicht besteht darüber hinaus auch die Möglichkeit, den Ausleger auch bei Kurvenfahrten in der Balance zu halten.
• Der Ausleger kann auch derart (z. B. mit einem Schlitten) auf dem Trägerfahrzeug befestigt werden, dass er in Fahrzeuglängsrichtung (X) verschiebbar und/oder von diesem lösbar ist.
• Ein derart im Gesamtsystem integriertes Ausgleichssystem entkoppelt den Querausleger vom Trägerfahrzeug dahingehend, dass dieser die Wankbewegung des Trägerfahrzeuges bei Kurvenfahrt nicht durchführt und in seiner Ausgangslage/-Neigung (= Solllage/-Neigung) bezogen auf die Fahrbahn, verbleibt. Dies ist auch bereits bei senkrechten Stützen der Fall. Eine zusätzliche Schrägstellung der Stützen bewirkt eine zusätzliche Lagekorrektur wenn es zwischen den Reifen und dem Fahrzeugaufbau bedingt durch die Zentrifugalkraft zu einer Relativbewegung in Querrichtung kommt.
• Die Stützen werden bevorzugt derart schräg gestellt, dass sich der Querträger bei Kurvenfahrten aufgrund der hierdurch bewirkten Fahrzeugneigung zwar auch verlagert, er sich bei dieser Verlagerung aber lediglich parallel verschiebt und nicht bei dieser Verlagerung einen Winkel (zwischen vor der Verlagerung und nach der Verlagerung) bildet.
• Dadurch befindet sich dann auch das am Querträger befestigte Crashobjekt immer in einer nahezu konstanten vertikalen Position.
• Weitere Merkmale können sein:
• • Die Achse ist steckbar ausgeführt und auf Umschlag li/re verwendbar
• • An der Achse befindet sich auch eine Endlagendämpfung
• • Eine Dämpfung bzw. ein Anschlag verhindern das Durchdrehen des Crashobjektes
• In einer Ausgestaltungsform, in welcher diese Stabilisiervorrichtung gefederte und/oder gedämpfte Stützen umfasst, können Kräfte, welche in der Stütze wirken zusätzlich von dem darin integrierten Federmechanismus aufgenommen/kompensiert werden.
• Pro Stütze können hierbei auch mehrere Federn in Gestalt eines Federsystems angeordnet werden.
• Mit der Verbindung der zweiten Enden der Stützen mit der Drehachse/Rotationsachse des Hindernisfahrzeugs können Kräfte, welche in den Stützen wirken durch die Federung verringert und direkt über diese Anbindung über die z. B. Radnabe in die Straße abgeleitet werden.
• Indem die Federung des Trägerfahrzeuges umgangen wird, weist das Crashobjekt/Silhouette/Hindernisfahrzeug hierdurch ein vom Trägerfahrzeug Hindernisfahrzeug ein für den Fahrer dieses Fahrzeugs nicht erkennbar beeinflußtes/anderes und damit eindeutig reversibles Fahrverhalen auf.
• Besonders bevorzugt ist daher eine Federdämpferkombination unter Verwendung eines Dämpfungselements.
• Ausgehend von der Ruhelage eines Querauslegers können hierbei die Federkräfte positiv, negativ oder 0 sein, je nachdem ob das Fahrzeug durch das den Aufbau des Crashmatiksystems entlastet, belastet oder unbelastet sein soll. Die Kräfte des linken und rechten Federbeines sind bevorzugterweise im Ruhezustand gleich groß.
• Im Fall, dass ein z. B. wegklappbares Hindernisfahrzeug an einem Querausleger des Verbindungselements befestigt ist, wird hierdurch eine Dämpfung der Rotation(-senergie) des Querauslegers durch auftretende Drehmomente auf Grund von einwirkenden/auftretenden Kräften am Querausleger in Richtung +/–Z beim Einklappen einer Silhouette eines Hindernisfahrzeugs, bzw. beim Abbremsen der einklappenden Silhouette eines Hindernisfahrzeugs bewirkt.
• Die wesentlichen Vorteile dieses erfindungsgemäßen Auslegersystem/Querträgersystems umfassend die erfindungsgemäße Stabilisiervorrichtung gegenüber einer starren Auslegeranbindung an die Karosserie des sind:
• 1. Geringere Belastung des Auslegersystems und dadurch auch die Möglichkeit für eine geringere Masse des Auslegers
• 2. Ein längerer Ausleger ist möglich und damit ein größerer y- und x-Versatz von der Fahrzeugattrappe zum Trägerfahrzeug.
• 3. Eine verbesserte Lagestabilität des Auslegers (und damit einer am Querträger bzw. am Ende des Querträgers (auch Tragarm genannt) geführten Silhouette)
• 4. Eine verbesserte Fahrstabilität des Trägerfahrzeuges (Sicherheit)
• 5. Eine verbesserter Niveauausgleich des Fahrzeuges durch zusätzliche Federn
• In einer Ausgestaltungsform, in welcher diese Stabilisiervorrichtung ein Verbindungselement umfasst, wobei das Verbindungselement Teil einer vorzugsweise bodenparallelen Rahmenkonstruktion ist, bilden die Stützen und diese Rahmenkonstruktion gemeinschaftlich eine Aufnahmevorrichtung.
• Diese Aufnahmevorrichtung kann vorzugsweise so gestaltet werden, dass Fahrzeuge unterschiedlicher Typen auf die erfindungsgemäße Weise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden werden können.
• Eine derart ausgestattete Stabilisiervorrichtung bewirkt, dass die Fahrzeugkarosserie des Trägerfahrzeugs unbeeinflusst bleibt, bzw. dient zum Ableiten von Kräften, welche am Querausleger auftreten. Dies gilt für Kräfte die vom Hindernisfahrzeug in Richtung Trägerfahrzeug wirken ebenso wie für Kräfte in der umgekehrten Richtung.
• Vorzugsweise kann diese Rahmenkonstruktion zwischen der Stabilisiervorrichtung und dem Querträger angeordnet werden.
• Um noch mehr Flexibilität zu erhalten kann noch zusätzlich ein Grundrahmen zwischengeschaltet werden.
• Ein solcher Grundrahmen, umfassend z. B. steckbare Räder, wird z. B. von einem Anhänger gerollt und wird über ein z. B. absenkbares Trägerfahrzeug geschoben und z. B. wie folgt am Trägerfahrzeug montiert:
• • Der Grundrahmen wird an die am Trägerfahrzeug fest montierten Aufnahmekonsolen montiert
• • Das Trägerfahrzeug wird mit Hilfe einer höheneinstellbaren Federung in Fahrposition gebracht und
• • die Räder am Grundrahmen werden demontiert
• • Der Querausleger wird in die entsprechende Position geschwenkt.
• • Für den Transport des Grundrahmens auf dem Anhänger wird ggf. eine Versteifung in dem Rahmen montiert
• Randbedingungen eines derartigen Rahmens können, ohne einschränkend zu wirken, sein:
• • Der Grundaufbau besteht aus Aluminium und ist an der Außenseite des SUV montiert.
• • Die vordere Anbindung erfolgt direkt an die Karosseriestruktur, vorderhalb der Türen
• • Die hintere Anbindung erfolgt direkt an die Karosseriestruktur, hinter den Türen
• • Zusätzlich ist der Grundrahmen an der Dachreling befestigt
• • Der Zugang und die Benutzung des Kofferraumes bleibt gewährleistet.
• In einer Ausgestaltungsform, in welcher erfindungsgemäß auch die zweiten Enden dieser Stützen an dem jeweiligen Ende der Drehachse von mindestens einer der KFZ-Achsen an deren Radnabe angeordnet sind, ist es möglich bereits am Kraftfahrzeug vorhandene Befestigungsvorrichtungen des Fahrzeugs mit zu nutzen. Eine alternative Befestigungsweise könnte auch über einen Aufsatz auf den Felgen erfolgen.
• In einer Ausgestaltungsform, in welcher diese bodenparallele Rahmenkonstruktion, die Kräfte der Stabilisiervorrichtung mittelbar oder unmittelbar an den Querträger überträgt, ist die Möglichkeit einer flexiblen Anbindung gegeben, beispielsweise um Trägerfahrzeuge schnell austauschen zu können.
• Beispielsweise kann mit Hilfe eines Befestigungshauptlagers auf dessen einer Seite die Stabilisiervorrichtung (mit oder ohne Rahmen) und auf dessen anderer Seite mittelbar oder unmittelbar der Ausleger/Querträger befestigt sein.
• So kann außerdem z. B. zur Befestigung dieses Befestigungshauptlagers dieses auf einem Drehschemel befestigt werden und dieser wiederum mittels eines Aufbaus auf der Ladefläche eines Pick-up.
• So kann die Position des Querauslegers und damit die Position der am Querausleger angebrachten Silhouette eines Hindernisfahrzeugs angeordnet werden durch:
• a) ein Schienen-Schlittensystem, welches das Verschieben des Auslegersystems in Richtung +/–X ermöglicht, und/oder durch
• b) einen Drehschemel, mit welchem der Querausleger (hier eigentlich nur Ausleger, da er auch diagonal zum Fahrzeug stehen kann) um Z gedreht (und fixiert) werden kann. Die Funktion der erfindungsgemäßen Stabilisierung, d. h. immer eine waagerechte Position bei allen Fahrmanövern zu gewährleisten, ist dadurch sichergestellt, dass ein Ausgleichsgewicht eine Einheit mit dem Ausleger bildet und entsprechen mit gedreht wird.
• Ergänzend bzw. alternativ kann die Silhouette auch mit Hilfe eines (z. B. schwenkbaren) Querauslegers am Trägerfahrzeug befestigbar sein.
• In einer Ausgestaltungsform, in welcher diese Stabilisiervorrichtung, formschlüssig mit dem Querträger verbunden ist, ist eine besonders effiziente Ableitung von Kräften möglich, wobei aber dennoch die Flexibilität für Anpassungsbewegungen bleibt. Bei einer formschlüssigen Verbindung verhindert ein Verbindungspartner die Bewegung des anderen. Solche ”Sperrungen” kommen in mindestens einer Richtung vor. Formschluss in der Ebene in allen Richtungen wird durch Zusammenstecken hergestellt und ist wieder lösbar.
• Vorliegend ist es vorteilhaft, wenn der Formschluss über einen z. B. Querträger eine Bewegung der Silhouette in Richtung der Bewegung des Trägerfahrzeugs zulässt aber nicht verhindert, dass das Trägerfahrzeug wanken kann, also dass das Befestigungshauptlager eine Bewegung um die Fahrzeuglängsachse mit einem definierten Moment zulässt.
• Durch eine Ausgestaltungsform, in welcher bei dieser Stabilisiervorrichtung die jeweilige Federkraft so gewählt ist, dass die Stabilisiervorrichtung das Hindernisfahrzeug während Kurvenfahrten und/oder während positiven bzw. negativen Beschleunigungen bodenparallel hält, wird erreicht, dass wenn das Fahrzeug wankt und nickt, die Rahmenkonstruktion hierbei aber dennoch bodenparallel gehalten wird.
• Hierdurch wird dann auch der Querträger stabil gehalten und hierdurch wird letztendlich das Hindernisfahrzeug stabil gehalten, und zwar auch bei Kurvenfahrten.
• Hierdurch wird erreicht, dass durch diese erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Fahrzeugsilhouette reversible Kurvenfahrten durchgeführt werden können, weil die Silhouette trotz Kurvenfahrt stabil gehalten werden kann.
• Durch eine Ausgestaltungsform, in welcher bei dieser Stabilisiervorrichtung die jeweilige Federkraft einstellbar ist, ist es möglich, das Trägerfahrzeug zu nivellieren. Durch eine derartige Einstellung der Federkraft über z. B. Federteller oder über die Länge von Federbeinstangen kann dies praktisch umgesetzt werden. Besonders bevorzugt ist hierbei eine Einstellbarkeit der Länge der Federbeine. Dies ist insbesondere von Vorteil bei Fahrzeugen ohne Niveauausgleich.
• Durch eine Ausgestaltungsform, in welcher die Stabilisiervorrichtung derart ausgestaltet ist, dass bei einem Wanken des Fahrzeugs sich die bodenparallele Rahmenkonstruktion und/oder der Querausleger mit den gefederten Stützen und mit der damit verbundenen Achse des Fahrzeugs von einer abstrahiert quadratischen Gestalt zu einer abstrahiert rhombischen Gestalt verzerrt wird eine besonders ruhige Fahrt des Trägerfahrzeugs insbesondere bei Kurvenfahrten und damit eine hohe Reversibilität bei Kurvenfahrten bewirkt
• Durch eine Ausgestaltungsform, bei welcher eine derartige Stabilisiervorrichtung und/oder der Querträger ein Fachwerk umfassen, können bei geringem Gewicht und geringer Windempfindlichkeit große Kräfte gezielt geleitet werden. Vorzugswiese weist auch der Querausleger eine Fachwerkgestalt auf.
• Ein Crashmatiksystem, umfassend einen Querausleger, sowie eine am Querausleger angeordnete Stabilisiervorrichtung bewirkt, dass mit Hilfe eines derart aufgebauten Crashmatiksystems auch Crashs getestet werden können, bei welchen die Hindernisfahrzeuge hohe Geschwindigkeiten aufweisen und/oder Kurvenfahrten tätigen. Hierbei wird auf die beschriebene Weise der Querausleger von einem Trägerfahrzeug getragen.
• Insbesondere können auf diese Weise aufgrund der hierdurch möglichen besonders reversiblen Messungen (auch bei extremen Fahrsituationen, wie z. B. wankenden Trägerfahrzeugen) ACC-Systeme reversibel getestet werden.
• Dies ist insbesondere deswegen möglich, weil erstens die Hindernisfahrzeuge aufgrund der erfindungsgemäß kompensierten Wankung des Trägerfahrzeugs die Räder auf dem Boden haben und behalten und/oder nicht flattern, was eine der grundlegenden Bedingungen für eine Aufnahme zuverlässiger und verwertbarer Daten der Sensoren von ACC-Systemen ist, um Hindernisfahrzeuge als solche zu erkennen.
• Ein Crashmatiksystem, umfassend einen am Querausleger angeordneten Tragarm und eine am Tragarm befestigte Fahrzeugsilhouette bewirkt, dass mit Hilfe eines derart aufgebauten Crashmatiksystems Crashs aufgrund der Silhouette reversibel und ohne Gefahr der Beschädigung von Fahrzeugen bzw. ohne der Gefahr der Verletzung eines der Fahrer durchgeführt werden können.
• Hierfür kann eine derartige Silhouette aus einem Gerüst von Hochdruckkammern (z. B. zwischen 1,5 und 4 bar) bestehen, mit welchen Niederdruckkammern (z. B. unter 1,5 bar) verbunden sind. Silhouette und Auslösesignal können hierbei folgende Bedingungen erfüllen:
• • Das Grundgerüst des Crashobjektes ist ein selbsttragendes, aus mehreren Luftkammern bestehendes System, das mit Hilfe von Luftdrücken in der Form gehalten wird
• • Die Außenhülle besteht aus einem Überzug, auf dem bildlich ein Fahrzeug dargestellt ist
• • Um die Crashobjekte wartungsfreundlich zu gestalten, erfolgt der Aufbau in Modulbauweise
• • Der Aufprallbereich (Stoßfänger) ist als wechselbares Montageteil gefertigt
• • Der Stoßfänger vorne und hinten werden als Gleichteil angefertigt => günstige Wechselteile
• • Die Räder werden z. B. mit am Boden schleifenden PE-Elementen simuliert
• • Vor der Inbetriebnahme müssen die so gestalteten Silhouetten von Hindernisfahrzeugen mit Luft befüllt werden
• • Für deren laufenden Betrieb ist nicht unbedingt ein Kompressor notwendig
• • Im Aufprallbereich befindet sich eine Einlage aus Metallgewebe
• • Das Auslösesignal wird mit Hilfe einer Kontaktleiste am Versuchsfahrzeug ausgelöst und in das
• • Fahrzeuginnere des Versuchsfahrzeug übertragen.
• • Das Crashobjekt wird beim Aufprall nach oben, um die Aufnehmerachse, gedreht
• • Eine Rasterung im Schwenklager verhindert ein Zurückschlagen des Crashobjektes
• • Durch Lösen der Verriegelung kann das Crashobjekt wieder in die Ursprungsposition zurückgestellt werden.
• • In der Ausgangposition wir das Crashobjekt mit einer Arretiervorrichtung in Position gehalten.
• Ein Crashmatiksystem, in welcher diese Stabilisiervorrichtung mit einem Wegklappmechanismus zum Wegklappen der Silhouette eines Hindernisfahrzeugs verbunden ist und wobei beim Einklappen der Silhouette, bzw. beim Abbremsen der einklappenden Silhouette eine Dämpfung der Rotationsenergie des Querauslegers erfolgt, bewirkt, eine Verringerung der um die Hauptlagerachse durch die herbei auftretenden Drehmomente auf Grund von einwirkenden/auftretenden Kräften am Querausleger in Richtung +/–Z.
• Ein solches Crashmatiksystem ist geeignet, auch Daten nach dem Point of no Return aufzunehmen.
• Als Point of no Return ist gängig der Zeitpunkt gemeint, ab welchem ein Crash unausweichlich erscheint.
• Nach diesem Zeitpunkt kann jedoch noch für eine begrenzte Zeit lang das Hindernisfahrzeug entfernt (z. B. automatisch weggeklappt werden).
• Zwischen dem Point of no Return und diesem Zeitpunkt des letztmöglichen Entfernens des Hindernisses sind Messergebnisse nach bisherigen Methoden wenig realistisch, da das Entfernen des Hindernisses in der Praxis nicht vorkommt.
• Nach diesem Zeitpunkt des letztmöglichen Entfernens des Hindernisses sind Messergebnisse nach bisherigen Methoden überhaupt nicht verfügbar, weil Aufbauten, welche verlässlich reversible Versuche sicherstellen hierfür fehlen.
• Die erfindungsgemäße Stabilisiervorrichtung ist geeignet diesen Mangel zu beseitigen, da sie durch die Stabilisierung des Fahrzeugs reversible Versuche in allen sicherheitsrelevanten Kollisionsszenarien ermöglicht (z. B. Schrägauffahrten, Fahrten mit zwei bewegten Fahrzeugen, Kollisionen bei vrel über 50 KmH etc.).
• Dies kann einerseits dadurch geschehen, dass als Hindernisfahrzeug eine (einmal verwendbare) Silhouette zum Einsatz kommt, welche beim Aufprall an mindestens einer Sollbruchstelle zerbricht. Der Einsatz derartiger Silhouetten wird insbesondere bei Aufprallgeschwindigkeiten von über ca. 50 KmH bevorzugt.
• Dies kann anderseits aber auch dadurch geschehen, dass als Hindernisfahrzeug eine Silhouette, aufgebaut aus mit einem Fluid gefüllten Kammern zum Einsatz kommt, wobei die einzelnen Kammern unterschiedliche Drücke haben können. Der Einsatz derartiger wiederverwendbarer Silhouetten wird insbesondere bei Aufprallgeschwindigkeiten von bis zu ca. 70 KmH bevorzugt.
• In beiden Fällen werden diese Silhouetten bevorzugt am Querträger befestigt, welcher auf die erfindungsgemäße Weise durch die Stabilisiervorrichtung stabilisiert wird.
• Eine solche Silhouette, welche mit der erfindungsgemäßen Stabilisiervorrichtung verbunden ist, umfasst einen Tragwerkverband aus mindestens drei mit einem Fluid befüllbaren flexible Kammern, wobei die Kammern aus einem flexiblen fluiddichten Material bestehen und jede der Kammern an mindestens zwei Stellen pro Kammer mit einer jeweils anderen Kammer in Kontakt steht
• Unter dem Merkmal „Tragwerkverband” wird ein Verband von im gefüllten Zustand statisch belastbaren Elementen verstanden, welche in diesem Zustand geeignet sind, Kräfte aufzunehmen und/oder weiterzuleiten.
• Diese Kräfte können Druckkräfte, Biegekräfte, Scherkräfte, Momente etc. sein.
• Das Tragwerk ist hierdurch im gefüllten Endzustand statisch belastbar, weil die Elemente mit einem Fluid gefüllt werden und es wird hierdurch in die Lage versetzt, Kräfte aufzunehmen und Kräfte zu leiten.
• Unter dem Merkmal „befüllbare, flexible Kammern”, werden Kammern, vorzugsweise Kammern in Röhrengestalt, verstanden, welche ohne mit Fluid angefüllt zu sein einen minimal möglichen Raum einnehmen, weil sie beispielsweise zusammenfaltbar sind, und welche sich in ihrem Volumen vergrößern, wenn sie mit Fluid befüllt werden.
• Derartige Röhren können eine beliebige geometrische Form aufweisen. Sie können im Durchmesser z. B. rund, elliptisch, n-eckig etc. sein.
• Die Durchmesser können beispielsweise bei 2–2,5 cm pro Röhre liegen.
• Mindestens eine Kammer kann intern auch in Unterkammern unterteilt sein, wobei die Unterkammern beispielsweise über Ventile miteinander kommunizieren.
• Alternativ, z. B. für kurzzeitige Belastungssituationen könnte auch eine Art Drossel, z. B. in Gestalt eines kleinen Lochs in Richtung der äußeren Umgebung der Kammer genügen um kurzfristige Belastungsspitzen abzubauen, da in einer entsprechend kurzen Belastungszeit (z. B. kurzzeitige Spitzenlasten) so die Luft kontrolliert entweichen kann. In diesem Fall steht das so entwichene Fluid dem Tragwerkverband nicht mehr zur Verfügung.
• Im Fall, dass das flexible Material der Kammern nicht dehnbar ist, können die Kammern eine definierte äußere Gestalt und/oder ein definiertes Volumen annehmen.
• Im Fall, dass das flexible Material der Kammern dehnbar ist, können die Kammern eine variable äußere Gestalt annehmen und/oder ein variables äußeres Volumen annehmen.
• Vorzugsweise ist das flexible Material resistent gegen den Austritt von Fluiden, vorausgesetzt, dass ein dichtes Material gewünscht ist. Vorausgesetzt, also, dass kein kontrolliertes Entweichen von Fluiden gewünscht ist, was bei dem angestrebten Einsatz als Tragwerkverband in den weit überwiegenden Fällen vorausgesetzt wird.
• Bei den zu verwendenden Materialien kann es sich auch um mehrsichtige Materialien handeln, wie beispielsweise luftdichte Stoffmaterialien.
• Im Falle, dass es sich bei den Kammern um Röhren handelt, bilden sie einen Verband von mit Fluid gefüllten Röhren.
• Die Röhren können hierbei eine beliebige Außengestalt haben, sollten jedoch länger sein als ihr Durchmesser.
• Außerdem kann eine jede Röhre auch einen anderen Durchmesser haben.
• Weiterhin können sie stabförmig, gebogen, gewinkelt oder geschlossen in Ringform ausgestaltet sein.
• Auch Verbände von Röhren bestehend aus Röhren mit jeweils unterschiedlichen Gestalten sind möglich.
• Vorzugsweise sind die Achsen der einzelnen Kammern parallel. Nicht parallele Achsen können jedoch unter bestimmten Umständen Vorteile bieten, beispielsweise um Kräfte definiert in eine Richtung zu leiten.
• Indem jede Kammer „an mindestens zwei Stellen pro Kammer mit der jeweils anderen Kammer in Kontakt steht”, bilden die Summe der Kammern einen Kammernverband.
• Um „in Kontakt zu stehen” können sich die Kammern entweder lediglich berühren, oder stoffschlüssig, kraftschlüssig, oder formschlüssig miteinander in Kontakt stehen.
• Beispielswiese kann ein derartiger Tragwerkverband aus drei mit Fluid prall gefüllten Kammern bestehen, wobei jede Kammer aus einem fluiddichten Stoff besteht und wobei jede der Kammern die jeweils andere Kammer berührt und hierdurch einen Kammernverband bildet. Diese an sich voneinander unabhängigen Kammern bilden einen erfindungsgemäßen Tragwerkverband, wenn sie gemeinsam eine an ihnen angreifende Kraft aufnehmen und leiten. Hierfür können sie durch äußere Mittel, wie z. B. durch Haltemittel (z. B. Bandage) zusammengehalten werden. Der Fall, dass sie mit einem Haltemittel zusammengehalten werden, wird dann im Weiteren auch als ”Kammernverbund” bezeichnet.
• Auf diese Weise bildet der Kammernverband ein „Tragwerk”. Dieses Tragwerk dient der Weiterleitung von Kräften. Die Kammern, welche Röhren bzw. Schläuche sein können, weisen (z. B. durch ihre Kammerngestalt) beim Befüllen keine Vorzugsrichtung auf, sondern das Befüllen wirkt gleichartig in alle Richtungen.
• Ein derartiger Tragwerkverband zeichnet sich dadurch aus, dass jede der Röhren die Funktion hat, eine Kraft zu leiten. Eine an einen bestehenden Tragwerkverband angeheftete zusätzliche Kammer wird erfindungsgemäß nur dann als Teil des Tragwerkverbands angesehen, wenn sie mit den anderen Kammern nicht nur in Kontakt steht, sondern auch einen Teil der insgesamt angreifenden Kräfte leitet.
• Insbesondere ist dies der Fall, wenn sie plus-minus 30% die Kraft leitet, die ihr aufgrund des arithmetischen Mittels zum Leiten zukommen würde.
• Bei Röhren unterschiedlichen Durchmessers gilt Vergleichbares, wobei der Fachmann die unterschiedlichsten Berechnungsmethoden zugrunde legen kann, also entweder auf einen gemittelten Durchmesser bezogen, oder auf den durchmesserspezifischen Anteil bezogen etc.
• Ein derartiger Kammernverband von Röhren erscheint insbesondere für Kräfte geeignet, welche an den Enden der Kammern anliegen und insbesondere in Achsrichtung weitergeleitet werden sollen.
• Ein derartiger Tragwerkverband aus Kammern/Röhren kann aber auch z. B. in einer Ausgestaltung um als Balken zu wirken in der Mitte belastet werden und somit auf Biegung beansprucht werden.
• Derartige Tragwerkverbände können somit auf Druck und/oder Schub, und/oder Biegung und/oder Torsion, also auf Kräfte und Momente belastet werden.
• Darüber hinaus ist das Tragwerk dauerhaft/konstant mit einem Fluid gefüllt und hierdurch dauerhaft versteift, und nicht nur situativ.
• Diese Versteifung wird auch durch den Umstand erreicht, dass erfindungsgemäß mehr als zwei Röhren Verwendung finden.
• Das Ergebnis ist eine dauerhaft formstabile, wieder verwendbare und durch den darin herrschenden Druck nach Deformation automatisch reversible Struktur.
• Diese Struktur ist erfindungsemäß gerade nicht nur kurzfristig bewirkt (z. B. durch schnelles Aufblähen) und sie ist damit nicht nur zur kurzfristigen Energieabsorbtion ausgestattet und gerade nicht auf einen einmaligen Einsatz hin konzipiert. Der erfindungsgemäße Tragwerkverband ist insbesondere auf dauerhafte Kraftüberragung/Momentenübertragung hin ausgerichtet. So bilden derartig ausgestaltete Röhren letztendlich eine universell einsetzbare Tragstruktur.
• Eine derartige Tragstruktur kann darüber hinaus fachgebietübergreifend immer dann eingesetzt werden, wenn dauerhaft stabile Strukturen bei geringer Masse und engem ggf. nicht immer definierbarem Raum von Nöten sind.
• Unter einem „Fluid” wird eine Flüssigkeit und/oder ein Gas verstanden.
• Fluide können auch mit Feststoffen ergänzt/angereichert werden. So kann ein Fluid mit der Zeit auskristallisieren oder es kann zusätzlich zum Fluid ein Feststoff, z. B. in kleiner Gestalt (z. B. Styroporkugeln) eingebracht werden.
• Fluid und Feststoff können auch miteinander interagieren, z. B. um einen zusätzlichen Druck aufzubauen, bzw. um einen bestehenden Druck aufrechtzuerhalten.
• Derartige Feststoffe können auch die Funktion erfüllen, Leckagen der Kammern abzudichten.
• In den Kammern herrscht in befülltem Zustand ein Druck, der größer als der Umgebungsdruck der Kammern ist. Hierbei kann der Druck von Kammer zu Kammer auch unterschiedlich sein. Dies kann den Zweck haben, dass der Tagwerkverband auf diese Weise auf bekannte Lastsituationen präzise eingestellt werden kann.
• Der in der Silhouette herrschende Druck kann auch überwacht werden und ggf. mit einer Möglichkeit versehen werden, eine Rückantwort nach außen über die Druckverhältnisse zu liefern Werden die Kammern von einem Haltemittel zusammengehalten, dann herrscht in ihnen definitionsgemäß ein Druck der größer ist, als außerhalb der Kammern und innerhalb des Haltemittels, oder der größer ist als außerhalb der Kammern und außerhalb des Haltemittels.
• Mit Hilfe des (einstellbaren bzw. definierten) Durchmessers der Kammer bzw. mit Hilfe des einstellbaren Druckes in der Kammer können die Kammern für die durch sie zu übertragende Kraft/Moment eingestellt werden.
• Darüber hinaus können die Eigenschaften der Kammern auch durch Druckdifferenzen unter ihnen bzw. durch unterschiedliche Außenformen bzw. Außenradien für die durch sie zu übertragende Kraft/Moment eingestellt werden.
• Alternativ, z. B. für kurzzeitige Belastungssituationen könnte auch eine Art Drossel, z. B. in Gestalt eines kleinen Lochs von einer zur anderen Kammer dem Zweck dienen, um kurzfristige Belastungsspitzen abzubauen, da in einer entsprechend kurzen Belastungszeit (z. B. kurzzeitige Spitzenlasten) die Luft kontrolliert in eine andere Kammer ausweichen kann. In diesem Fall steht das so entwichene Fluid dem Tragwerkverband weiterhin zur Verfügung.
• Alternativ, kann z. B. für derartige kurzzeitige Belastungssituationen auch eine Art Drossel, z. B. in Gestalt eines kleinen Lochs von einer Kammer zur Umgebung (insbesondere nach außerhalb eines eingesetzten Haltemittels) genügen um eine vergleichbare Wirkung zu erreichen, wobei in diesem Fall dann das so entwichene Fluid dem Verband nicht mehr zur Verfügung steht.
• Derartige Drosseln oder alternative Mittel mit gleicher Wirkung können verhindern, dass kurzfristige Belastungsspitzen, die einen derart hohen punktuellen Druck bewirken, dass diese eine Kammer zerstören könnten gezielt abgebaut werden.
• Vorzugsweise weisen die Kammern aber untereinander keinen Fluidaustausch auf (von Ausnahmen s. o. abgesehen).
• So ist der Einsatz eines derartigen Tragwerkverbands bestehend aus z. B. mit Druckluft befüllten Röhren usw., nicht nur auf die im Weiteren beschriebene Ausgestaltungsform innerhalb eines Crashmatiksystems beschränkt.
• Ein Einsatz eines derartigen erfindungsgemäßen Tragwerkverbands kommt insbesondere immer dann in Betracht, wenn geringe Massen bei hoher Belastbarkeit und gleichzeitig geringen Volumen angestrebt werden.
• So kommen derartige Tragwerkverbände auch für den Einsatz in Bereichen in Frage, wie z. B. (nicht einschränkend aufgezählt) im Flugzeugbau, z. B. bei den Flügeln eines Ultraleichtflugzeuges, im Schiffsbau, in der Raumfahrttechnik und in sonstigen Fällen von Stabilisierungen, insbesondere wenn diese auf engem oder begrenztem Raum zu erfolgen haben.
• Dies ist beispielsweise auch der Fall bei Tragstrukturen einer Notrutschen eines Flugzugs (nicht unbedingt die Rutschfläche selbst), bei aufblasbaren Stangen eines Zelts ggf. auch bei den Flächen eines Zelts, bei einem Boot, bei Luftschiffen, in der Medizintechnik, im Fall, wenn Ausrichtfunktionen angestrebt werden, um einen Gegenstand auszurichten etc.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welchem der Tragwerksverband außerdem bei mindestens einem der Kontakte der Kammern eine kraftschlüssige Verbindung aufweist, können Kräfte, z. B. im Falle von Röhren, nicht nur in z. B. axialer Richtung übertragen werden, sondern es darüber hinaus auch Kräfte zwischen den einzelnen Kammern übertragen werden, wodurch eine Kammer vor zu hohen Lastspitzen entlastet wird.
• Dies ist in besonderem Maße dann der Fall, wenn zwischen den Kammern kein Fluidaustausch möglich ist.
• In erster Linie ist diese Verbindung abhängig vom zu verbindenden Material und je nach Material können die Kammern auch durch Kleben, Nähen etc. miteinander verbunden werden.
• Vorzugswiese werden diese kraftschlüssigen Verbindungen durch-einen Stoffschluß, wie z. B. durch eine Schweißnaht bereitgestellt.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem jede Kammer mit jeder benachbarten Kammer verbunden ist, wird ein besonders stabiler Tragwerkverband gebildet.
• Ein derartiger Tragwerkverband kann beispielsweise aus einer zentralen röhrenförmigen Kammer bestehen, welche von einer Vielzahl von z. B. gleichartigen röhrenförmigen Kammern bestehen kann. Der Durchmesser der zentralen Kammer ist hierbei vorzugsweise so bemessen, dass sie mit einer jeden der äußeren Kammern in Verbindung steht. Hierbei kann die zentrale Kammer eine beliebige geometrische Gestalt aufweisen.
• Im Fall, dass z. B. eine zentrale röhrenförmige Kammer von fünf weiteren röhrenförmigen Kammern umgeben wird, hätte die zentrale röhrenförmige Kammer fünf Kontakte und jede der sie umgebenden röhrenförmigen Kammern drei Kontakte.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welchem die Verbindung eines derartigen Tragwerksverbands außerdem keinen Fluidaustausch zwischen den Kammern zur benachbarten Kammer erlaubt, wird die Stabilität des Tragwerkverbands noch weiter erhöht, indem der Druck in den Kammern, der auch von Kammer zu Kammer unterschiedlich sein kann konstant gehalten wird.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welchem außerdem mindestens ein Teil des der Tragwerkverbands parallel zu den Kammerachsen mit einem Hüllmaterial allseitig umwickelt ist, wird die Stabilität des Tragwerkverbands noch weiter erhöht. Als Hüllmaterial kommen insbesondere reißfeste flexible Materialien in Frage, wie beispielsweise Stoffe, flexible Verbundmaterialien etc... .
• Im Falle, dass es sich bei den umhüllten Kammern um gefüllte runde Röhren handelt und das Hüllmaterial diesen Verband von runden Röhren ummantelt, bewirkt das Hüllmaterial, dass durch das Hüllmaterial Kräfte in Richtung der zentralen Achse des Gesamtverbands aufgebaut werden. Durch diese durch das Hüllmaterial bewirkten Kräfte wird der Kammernverband zu einem Kammernverbund. Ein Kammernverbund unterscheidet sich durch einen Kammernverband dadurch, dass bei einem Kammernverbund die Verteilung der zu übertragenden Kräfte durch die durch das Hüllmaterial bewirkten Kräfte gleichmäßiger verteilt ist.
• Ein solcher Kammernverbund zeichnet sich daher insbesondere dadurch aus, dass durch ihn nicht nur Kräfte z. B. in Achsrichtung von z. B. Kammerröhren weitergeleitet werden, sondern dadurch, dass durch das Hüllmaterial zusätzlich Kräfte in Richtung des Zentrums des Gesamtverbunds aufgebracht werden, wodurch die Kammern miteinander verpresst werden.
• Das Hüllmaterial kann hierbei dehnbar sein, oder auch nicht. Ist es dehnbar, so kann durch die Dehnung die Kraft des Hüllmaterials auf die Kammern flexibler eingestellt werden und Kräfte in den Kammern können im Falle einer punktuellen Überlastung leichter abgebaut werden, was Beschädigungen vermeiden hilft.
• Durch diese zusätzlich aufgebrachten Kräfte und durch das Verpressen wird die Stabilität des Tragwerkverbunds noch weiter erhöht, da sich im Falle von Stoffen, diese Stoffe sich gegenseitig aufgrund der gegeneinander wirkenden Zugspannungen verspannen und hierdurch steif werden und untereinander einen Schubverband bilden der an sich nicht mehr deformierbar ist.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welcher außerdem das Hüllmaterial fluiddicht ist, wird hierdurch die Knicksteifigkeit erhöht. Darüber hinaus werden die Kammern durch das Hüllmaterial geschützt.
• Darüber hinaus wirkt das Hüllmaterial in diesem Fall als zweite Kammer. Im Fall, dass eine erste Kammer undicht sein sollte, würde das Fluid von dieser zweiten Kammer daran gehindert in die Umgebung zu entweichen. Im fall, dass zwischen erster Kammer und Hüllmaterial eine Absorbtionsvorrichtung angebracht ist, könnte entwichenes Fluid kontrolliert absorbiert werden.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem der maximale Innenradius des Hüllmaterials kleiner ist, als der maximale Außenradius der Summe der Kammern, bewirkt das Hüllmaterial aufgrund dieser beiden Radiendifferezen eine zusätzliche stabilisierende Kraft und eine zusätzliche Verpressung. Mit dem Radienunterschied ist ein Parameter gegeben, mit welchem die wechselseitige Verspannung zwischen Hüllmaterial und den sich darin befindlichen Kammern festgelegt werden kann.
• Neben dem Druck in jeder der Kammern ist somit mit dieser Radiendifferenz ein zweiter Parameter gegeben, mit dessen Hilfe die Traglast dieses Verbunds definierbar ist.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem der Druck innerhalb von mindestens einer der Kammern höher ist, als im Bereich zwischen dieser Kammer dem Hüllmaterial, wird durch diese Druckdiffernenzen eine zusätzliche Verspannung der Kammern untereinander und mit dem Hüllmaterial bewirkt. Hierdurch kann die Stabilität des Tragwerkverbunds noch weiter gesteigert werden.
• Im Bereich zwischen dem Außenradius der Kammern und dem Hüllmaterial kann darüber hinaus auch ein Unterdruck herrschen. Diese Druckdifferenzen haben einen erheblichen Einfluss auf die Stabilität des Verbands/Verbunds.
• Wird eine Kammer eingedrückt bzw. geknickt, erhöht sich der in ihr befindliche Druck erheblich. Dieser Druck könnte aber durch einen entsprechend angepassten Druck im Bereich außerhalb dieser Kammer und innerhalb des Hüllmaterials zumindest teilweise aufgefangen werden.
• Mit Hilfe der beschriebenen Druckdifferezen wird abhängig vom Betrag dieser Druckdiffernez die Knicksteifigkeit und die Torsionssteifigkeit signifikant erhöht.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem die Kammern mit dem selben Druck angefüllt sind, wird eine leichtere Befüllbarkeit bewirkt.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher die Kammern eines derartigen Tragwerksverbands außerdem einen Druck zwischen 0,1 Bar und 10 Bar aufweisen, wird der bevorzugte Arbeitsbereich definiert.
• Dies schließt nicht aus, dass der Fachmann unterbesonderen Umständen auch andere Drucke auswählt. Beispielsweise wird er bei einem Einsatz bei geringeren Drücken (z. B. beim Bergsteigen) oder im Vakuum (z. B. in der Weltraumfahrt, oder Luftfahrt) geringere Drücke, oder bei einem Einsatz in der Tiefsee höhere Drücke wählen.
• Alternativ wird er bei einem Einsatz im einer Umgebung mit hohem Druck (z. B. in der Tiefsee) höhere Drücke wählen.
• In jedem Fall wird der Fachmann auch in Erwägung ziehen, Drücke situativ steigen oder sinken zu lassen. Beispielswiese wenn während des Transports in die Tiefsee oder in das All sich der Umgebungsdruck bewirkt, dass die Stabilität des Tragwerkverbunds genau definierbar ist.
• Besonders gute Ergebnisse wurden mit einem Druck von um die zwei Bar gemacht. Dieser Druck ist besonders geeignet, weil im Falle einer Knickbeanspruchung der hierdurch örtlich auftretende Druck erheblich größer sein kann und nicht zur Zerstörung führen darf. Versuchaufbauten haben ergeben, dass ein Röhrenverbund von Röhren aus Luftmatratzenstoff mit einem Durchmesser von 20 mm und einem internen Druck von 2 Bar mit 900 Newton belastet werden konnte, ohne zu knicken. Letztendlich ist die Höhe des maximal sinnvollen Drucks ein Parameter des zu verwendenden Materials und des Streßszenarios für die Kammer
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher das Fluid in mindestens einer Kammer eines derartigen Tragwerksverbands außerdem ein Gas ist, bewirkt, dass die Kammern leichter befüllbar sind.
• Bevorzugte Gase sind neben Luft auch Gase mit einem Gewicht, welches leichter ist als Luft, wodurch das Gewicht der Gesamtkonstruktion weiter reduziert werden kann.
• Denkbar sind aber auch Fluide, welche schwerer als Luft sind, um die Masse an definierten Stellen des Hindernisfahrzeugs (z. B. der Radbereich) zu erhöhen, um z. B ein Flattern zu reduzieren/zu vermeiden bzw. einen Kontakt eines simulierten Rads mit der Fahrbahn sicherzustellen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher mindestens eine der Kammern ein festes Füllmaterial enthält, wird bewirkt, dass die physikalischen Eigenschaften dieser Kammer präziser definiert werden können. So ist es möglich eine Kammer beispielsweise mit kleinen Kugeln, wie z. B. Styroporkugeln zu füllen. Hierdurch wird eine derart ausgestaltete Kammer stoßunempfindlicher ohne hierdurch signifikant an Gewicht zuzulegen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher das flexible fluiddichte Material eines derartigen Tragwerksverbands außerdem ein luftdichtes Stoffmaterial ist bewirkt, dass die Kammern aufgrund ihrer Flexibilität leichter befüllbar sind und bewirkt, daß nicht nur einfach gestaltete Räume mit Hilfe eines solchen Materials ausgefüllt werden können, sondern auch komplex gestaltete Räume mit z. B. Unebenheiten.
• Prinzipiell sind für die Kammern alle Materialien, geeignet, welche flexibel und fluiddicht sind, wie z. B. technische Stoffe. Die Kammern können daher aus einem Stoff bestehen, wie beispielsweise einem Luftmatratzenstoff mit wenig Dehnung. Bevorzugte Stoffe sind in den Materialgruppen der Airbagstoffe zu finden, sowie in denen der Verbundwerkstoffe, wie z. B. Nylonverbundwerkstoffe, die den zusätzlichen Vorzug der Schweißbarkeit aufweisen. Alternativ ist auch die Verwendung von Folien denkbar.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, umfasst ein derartiger Tragwerksverband außerdem mindestens eine Füllvorrichtung für mindestens eine der Kammern.
• In diesem Fall können die Kammern schnell und effektiv befüllt werden. Darüber hinaus können situative Druckänderungen unmittelbar eingestellt werden, um den Verband beispielsweise schnell auf veränderte Rahmenbedingungen umzustellen. So kann auf diese Weise der Druck z. B. in Folge starker Sonneneinstrahlung auf die Kammer und dadurch bedingter Druckerhöhung situativ auf den Ursprungsdruck reduziert werden, um den Druck auf diese Weise konstant zu halten. Alternativ kann der Druck auf diese Weise auch gezielt verändert werden um durch den veränderten Druck einen neuen physikalischen Zustand einzustellen.
• Wird z. B. die Silhouette eines Hindernisfahrzeugs bei einem ACC-Crashaufbau permanent mit dem Fluid/Gas versorgt, ist hierdurch die Reversibilität eins Versuchsaufbaus gewährleistet, was für Versuche im Sicherheitsbereich eine Grundvoraussetzung ist. Hierbei kann ein eingesetztes aktives Drucksteuersystem eingesetzt werden, um diese Reversibilität sicherzustellen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, hält die Füllvorrichtung den Druck in jeder der Kammern auf dem definierten Zustand. Dies bedeutet, dass der Druck zweckgebunden variabel, gezielt gesteuert, bzw. konstant sein kann.
• Hierdurch wird z. B. bewirkt, dass mögliche Leckagen oder Diffusionen keinen Einfluß auf den Verband und seine Fähigkeit Kräfte zu übertragen haben.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem zumindest Teile des Tragwerkverbands in ihrem Verlauf mindestens eine richtungsmäßige Auslenkung aufweisen und/oder aus einem einzigen Verband kommend sich in mindestens zwei Stränge des Verbandes teilen, können durch diese Abzweigungen Kräfte an definierte Orte geleitet werden.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher ein derartiger Tragwerksverband außerdem ein Fachwerk bildet, können aus derartigen Verbänden stabile Trag-Konstruktionen gebildet werden.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher ein derartiger Tragwerkverband die Struktur einer Fahrzeugsilhouette bereitstellt, weist eine derartige Silhouette zwei Funktionsgruppen auf. Einmal die Funktionsgruppe der Struktur und zum zweiten die Funktionsgruppe der Außengestalt.
• Vorteilhafterweise bildet ein derartiger Verbund/Verband den Torso/das Grundgerüst/das Gerippe/den Rahmen eines zu gestaltenden dreidimensionalen Körpers, der beispielsweise ein Fahrzeug darstellt.
• Weiterhin weist ein derartig aufgebauter Körper eine durch die Drücke des Verbunds/Verbands definierbare Härte/Stabilität auf und damit die Möglichkeit, auf dieser Struktur weitere Anbauten anzubringen, um so eine angestrebte dreidimensionale Gestalt zu bewirken.
• So kann die Struktur daraufhin ausgelegt werden, dass sie eine hinreichende Stabilität aufwiest, um das Gesamtkonstrukt zu tragen.
• Die Außenkontour kann dann wiederum mit der Struktur verbinden werden, aber andere Eigenschaften aufwiesen, wie z. B. die Außengestalt eines KFZ, die Reflexionseigenschaften eines echten KFZ für z. B. Radarstrahlen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher eine derartige Fahrzeugsilhouette einen Tragwerkverband umfasst, die in befülltem Zustand zumindest Teile der äußeren Kontur eines Fahrzeugs nachbilden. Fahrzeuge können hierbei sowohl Kraftfahrzeuge, als auch Luftfahrzeuge als auch Fahrzeuge zu Wasser sein. Hierbei ist der Tragwerkverband/Tragwerkverbund mit weiteren befüllbaren Bereichen verbunden. Ausgehend von dem Tragwerkverbund kann durch das Anbringen weiterer befüllbarer Bereiche an diesen Verbund und durch deren Auffüllen mit einem Fluid eine dreidimensionale Silhouette aufgebaut werden, deren äußere Gestalt durch diese dort zusätzlich anzubringenden Kammern beliebig gestaltbar ist.
• Ein derartiges Gerippe aus z. B. Hochdruckschläuchen/röhren (z. B. befüllt mit ca. 1,5 bis ca. 4 bar), umgeben von Bereichen mit Niederdruck von z. B. um die 0,5 Bar baut dann die Struktur/die dreidimensionale Gestalt eines Fahrzeugs auf.
• Ein derartiger Aufbau zeichnet sich durch eine gute Dämpfung, eine gute Aerodynamik und eine stabile Form auf.
• Vorzugsweise ist der Druck des Fluids innerhalb dieser zusätzlichen Bereiche geringer, als der Druck in einer der Kammern. Einer der befüllbaren Bereiche kann in befülltem Zustand zumindest Teile der äußeren Kontur eines Kraftfahrzeugs nachbilden.
• Derartig nachgebildete Kraftfahrzeuge können real auf die Straße gestellt werden, sodass zwischen den Rädern des nachgebildetem Fahrzeug und der Straße kein Zwischenraum bleibt, wodurch die Sensoren eines ACC-Systems dieses Hindernis auch sicher als Kraftfahrzeug erkennen können.
• Darüber hinaus wirft eine derartig aufgebaute Silhouette einen realen Schatten.
• Diese Merkmale sind maßgebliche Parameter für die Sensoren, um ein Hindernisfahrzeug als Fahrzeug erkennen zu können.
• So kann beispielsweise der mit Niederdruck und Luft befüllte Bereich des Soßfängerraums auf diverse Kollisions-Szenarien abgestimmt werden.
• Für extrem hohe Differenzgeschwindigkeiten, bei welchen bei einem Aufprall das Platzen eines der befüllten Bereiche, welche die äußere Kontur des Fahrzeugs nachbilden, zu erwarten ist, kann dieser Bereich auch mit einem leichten, stabilen Schaum befüllt werden, der ein solches Platzen verhindert und zugleich verhindert, dass das Kollisionsfahrzeugs beschädigt wird.
• Auf diese Weise können durch das Kammernsystem und durch die befüllbaren Bereiche die Zonen des Fahrzeugs und ihre Steifigkeit auf die Geschwindigkeit des Kollisionsfahrzeugs abgestimmt werden, was wesentliche Vorzüge im Vergleich zu einem einfachen, einzigen, lediglich mit einem Gas befüllten Volumen aufweist.
• In jedem Fall ist die Kollisionsmasse des Hindernisfahrzeugs auf die erfindungsgemäße Weise signifikant reduziert, um durch den Auffahrimpuls keinen Schaden am Kollisionsfahrzeug zu bewirken.
• So kann mit Hilfe einer derartigen Silhouette ein Hindernisfahrzeug so realitätsnah aufgebaut werden, dass die Sensoren eines kollidierenden Fahrzeugs dieses Hindernisfahrzeug als Fahrzeug erkennen und entsprechend reagieren.
• Auf diese Weise kann daher auf diese Weise auch die äußere Gestalt auch eines Oberklassefahrzeugs so täuschend echt aufgebaut werden, dass die Sensoren eines ACC-Systems eines Fahrzeugs auf Kollisionskurs diese Gestalt als reales Fahrzeug interpretieren.
• Weiterhin kann die Annäherung und das Verhalten der Sensoren auch nach überschreiten des „Point of no Return” weiter gemessen werden. Dies ist besonders wichtig, da ab diesem Punkt z. B. die Rückhaltesysteme aktiviert werden. So ist erfindungsgemäß die Interaktion zwischen den Sensoren und den Rückhaltesystemen, sowie die Wirkung der Rückhaltesysteme in die Tests einbeziehbar.
• Weiterhin kann auf diese Weise das Verhalten des Fahrzeugs bei automatischer Reduktion der Energie eines zu erwartenden Aufpralls geprüft und reduziert werden.
• Bisher weist kein Serienfahrzeug die Option auf, dass nach dem Point of no Return der Einfluß des Fahrers auf den weiteren Ablauf der Fahrt reduziert wird und an Stelle der Reaktionen des Fahrers automatische Reaktionen des Fahrzeugs eingeleitet werden.
• Darüber hinaus konnten derartige Systeme bisher nicht geprüft werden, da hierfür ein Fahrzeug mit Fahrer zwangsweise einen Zusammenstoß mehrfach hätte durchführen müssen.
• Erfindungsgemäß kann nun auch nach dem Passieren des Point of no Return ein ACC-System umfassend einen Fahrer auf einem Kollisionskurs in einem Hindernisfahrzeug geprüft werden und das auch noch für Situationen, in dem Fahrer Eingriffsmöglichkeiten auf sein Fahrzeug entzogen werden und an seine Stelle Entscheidungen der Sicherheitselektronik des Fahrzeugs gesetzt werden, wie z. B. ein automatisches Einleiten einer Vollbremsung nach Passieren des Point of no Return.
• Dies gilt gleichermaßen für den Fall, dass das derart aufgebaute Hindernisfahrzeug steht, oder bewegt wird.
• Darüber hinaus können mit Hilfe einer derartigen Silhouette auch Annäherungen eines Kollisionsfahrzeugs aus beliebigen Winkeln untersucht werden, da die Sensoren bei einem realitätsnah nachgebauten Fahrzeug sicher ansprechen.
• Darüber hinaus ist eine derartig aufgebaute Silhouette unempfindlich gegen Kollisionen und kann daher auch für echte Kollisionen als Hindernisfahrzeug verwendet werden, ohne dass das Kollisionsfahrzeug bzw. dessen Fahrer hierbei Schaden nehmen würde, da ein erfindungsgemäß aufgebautes Hindernisfahrzeug in der Größe einer Oberklassenlimousine unter 15 Kg wiegt.
• Darüber hinaus kann eine derartige Silhouette mehrfach verwendet werden. Gängige Erfahrungen haben gezeigt, dass eine derartige Silhouette nach 300 tatsächlichen Kollisionen mit unterschiedlichen, auch hohen Geschwindigkeiten noch immer einsatzfähig ist.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher eine derartige Silhouette Teil eines Crashmatiksystems, umfassend eine an einem Ausleger mittelbar oder unmittelbar befestigte Fahrzeugsilhouette ist, kann eine derartige Silhouette auch bewegt werden und es kann das Verhalten der Sensoren bei Relativgeschwindigkeiten realitätsnah getestet werden.
• Ein Crashmatiksystem, umfassend ein derartiges Auslegerstabilisierungssystem ermöglicht auch die Simulation von Kollisionen bei Kurvenfahrten, da auf die erfindungsgemäße Weise die Silhouette nun auch bei Kurvenfahrt in ”quasi” konstantem Abstand zum Boden geführt werden kann und hierdurch nun erst die Erkennung der Hindernisfahrzeugs durch die Fahrzeugsensoren, wie z. B. die Videosensoren sicher möglich ist.
• Da Crashmatiksysteme des Standes der Technik zweidimensionale und damit dünne und flatternde oder schwere und damit unbewegliche dreidimensionale Silhouetten verwendeten, konnten diese von den Sensoren nicht zuverlässig erkannt werden und damit keine zuverlässigen Messergebnisse abgeben.
• Bei der Verwendung von schweren Hindernisfahrzeugen sind hingegen Kollisionen ausgeschlossen, da diese die Fahrzeuge beschädigen und bei der Verwendung von zweidimensionalen Attrappen konnten die Sensoren bzw. das Videogerät Video des ACC-Systems diese Daten aufgrund flatternder oder schwebender Räder nicht zuverlässig verarbeiten.
• Das erfindungsgemäße Crashmatiksystem kann daher hinsichtlich der unterbrechungslosen Erkennung zum Test von ACC-System, insbesondere auch bei Kurvenfahrt, durch z. B. Radar, Video, Lidar usw. oder Kombinationen daraus eingesetzt werden.
• Das heißt, es muss bei solchen Tests nicht zwangsläufig zur Kollision kommen, da der Point of no Return präzise ermittelt werden kann und insbesondere das Zusammenspiel zwischen ACC-System und Fahrzeugelektrik/-elektronik, wie z. B. Gurtstraffer, Gasabregelung, Einleitung des Bremsvorgangs, Wegziehen des Lenkrads etc.
• Kommt es hingegen zwangsläufig zur Kollision, so kann auf die erfindungsgemäße Weise auch die Zuverlässigkeit des Ersetzens von Fahrerreaktionen durch Fahrzeugssysteme geprüft und insbesondere auch eingestellt werden. Die gilt insbesondere für das Einleiten und Prüfen des Zusammenspiels zwischen ACC-System und Fahrzeugelektrik/-elektronik, wie z. B. Gurtstraffer, Gasabregelung, Einleitung des Bremsvorgangs, Wegziehen des Lenkrads etc.
• So zeichnet dieses erfindungsgemäße System auch aus, dass man auch das Verhalten bei Kollisionen in Kurvenfahrt überprüfen kann, d. h. das Crashmatiksystem wird beispielsweise auf einer ebenen Kreisbahn bewegt und das folgende Erprobungsfahrzeug fährt mit den darin angeordneten Sensoren diese Kurve nach und es kommt zur kontrollierten Kollision während der Kurvenfahrt.
• Die Aufgabe wird darüber hinaus auch durch ein Crashmatikverfahren gelöst, umfassend mindestens ein Testfahrzeug, ausgerüstet mit ACC-Systemen, sowie mindestens die eine, insbesondere dreidimensionale, Silhouette eines Hindernisfahrzeugs, wobei insbesondere diese Silhouette Teil eines zuvor geschilderten Crashmatiksystems sein kann und wobei sich das Testfahrzeug auf Kollisionskurs mit dem der Silhouette befindet und wobei das ACC-System auch nach Passieren des ”Point of no Return” ohne Unterbrechung bis zur Kollision und/oder darüber hinaus weiterhin seine ACC-Daten aufnimmt.
• Die Aufgabe wird darüber hinaus auch durch ein Verfahren gelöst, umfassend ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug ein ACC-System umfasst und wobei das ACC-System Sensoren zur Aufnahme der Umgebung dieses Fahrzugs aufweist und mit Hilfe der Sensoren in der Lage ist andere Fahrzeuge zu erkennen, wobei unter den anderen Fahrzeugen auch Hindernisfahrzeuge sind, zu welchen das Fahrzeug sich auf Kollisionskurs befindet, und wobei die durch die Sensoren aufgenommenen Daten geeignet sind Fahrereingaben durch Eingaben auf Basis der aufgenommenen Sensordaten anzureichern oder völlig zu ersetzen, indem sie in einem ersten Schritt vor Passieren des Point of no Return keine sicherheitsrelevanten Fahrereingaben durch Eingaben auf Basis der aufgenommenen Sensordaten anreichern oder völlig ersetzen, aber nach Passieren des Point of no Return Fahrereingaben durch Eingaben auf Basis der aufgenommenen Sensordaten anreichern oder völlig ersetzen.
• Dieses Fahrzeug kann außerdem Teil eines Crashmatiksystems in einer der zuvor geschriebenen Ausgestaltungsformen sein.
• Als ”Fahrereingaben” werden insbesondere Eingaben verstanden, welche bewirken, dass vor einem Unfall die Kollisionsenergie reduziert wird, wie z. B. das Einleiten einer Bremsung.
• Als ”Fahrereingaben” werden weiterhin Eingaben verstanden, welche bewirken, dass mindestens einer der Insassen des sich auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeugs vor Verletzungen geschützt wird. Hierzu gehören beispielsweise die an Bord befindlichen ”Restraint-Systeme”, wie z. B. Airbags, Rückhaltesysteme, das Einfahren des Lenkrads etc.
• Auf diese Weise ist es nun erstmals möglich verlässliche ACC-Daten nach dem Point of no Return bis zum Aufprall zu gewinnen und insbesondere auch verlässliche Daten über das Zusammenspiel von ACC-basierten Daten und den Sicherheitssystemen des Fahrzeugs. Dies ist besonders vor dem Hintergrund wichtig, dass diese ACC-Systeme selbstlernende Systeme sind und daher auf den Zufluß belastbarer Daten angewiesen sind.
• Bisher gibt es kein System auf dem Markt, welches ohne den Willen des Fahrers in das System des Fahrzeugs selbst eingreift, da es für ein solches System auch keine Testmöglichkeiten für alle real vorkommenden Zusammenstoßkonstellationen gab, also auch solche mit einer vrel von über 60 Kmh. Die einzige Möglichkeit dies zu testen war bisher reale Fahrzeuge zu verwenden, was aber unpraktikabel, teuer und für die Fahrer mit Verletzungsrisiken verbunden ist.
• Durch das erfindungsgemäße Vorrichtung und Verfahren wird eine Testvorrichtung für ACC-Systeme für den Zeitraum auch nach Passieren des Point of no Return bereitgestellt
• Auf diese Weise sind nun auch Precrashsysteme testbar. Bei Precrashsystemen handelt es sich um Systeme, welche die Funktion haben, vor einem schwerem Unfall Energie aus dem Fahrzeug herauszunehmen. Dies geschieht beispielsweise durch eine selbständig rein auf Basis der Daten des ACC-Systems von der Elektronik eingeleitete Vollbremsung.
• Hierdurch erst können Daten generiert und zur Verfügung gestellt werden, um ein derartiges System zu entwickeln, zu erproben und sein Verhalten zu verstehen, eben, mit Daten, welche nach dem Passieren des Point of no Return erst generiert werden.
• Derartige mit Hilfe der Erfindung generierte Daten können auch erstmalig zu Schulungszwecken herangezogen werden, da sie eine sichere Auskunft über das Verhalten eines Fahrzeugs nach dem Point of no Return liefern.
• Auf diese Weise ist nun auch testbar, ob ein Fahrzeug überhaupt sicher erkannt wird. Bisherige Assistenzsystme waren nicht in der Lage alle Elemente einer Umgebung und nicht alle Fahrzeuge sicher zu erkennen. Um jedoch eine Abnahme im Sicherheitsbereich erhalten zu können, muß die Erkennbarkeit zu 100% sichergestellt sein. Zum sicher zu erkennen muß z. B. die Größe eines Fahrzeugs sicher erkannt werden. Diese ist jedoch vom Abstand abhängig. Im Zusammenspiel mit Video, Radar etc. gibt es eine derartige Testmöglichkeit praktisch nicht Zerstörungsfrei ohne Zerstörung
• Auf diese Weise ist nun auch versetztes Kollidieren bei einer vrel von über 40 Kmh erstmals möglich.
• Nicht zuletzt ist hierdurch erstmals ein tatsächliches Kollidieren bei Geschwindigkeiten über 40 Kmh und insbesondere über 60 Kmh vrel testbar.
• Erfindungsgemäß bleibt die Silhouette bis zur tatsächlichen Kollision vor Ort stehen oder wird bewegt. Sie wird aber gerade nicht durch einen besonderen Eingriff vor der Kollision aus dem Weg geräumt, um das kollidierende Fahrzeug passieren zu lassen.
• In einer besonderen Ausgestaltungsform dieses Verfahrens werden diese durch das ACC-System aufgenommenen Daten auch nach dem Point of no Return an die Fahrzeugelektrik/-elektronik weitergegeben. Bei bisherigen Kollisionssimmulationen musste die Messung vor dem Passieren des Point of no Return abgebrochen werden, weil eine Kollision vermieden werden musste (Verletzungsgefahr des Fahrers, Zerstörung der Fahrzeuge). Die Messung wurde z. B. dadurch abgebrochen, indem das Hindernisfahrzeug weggeklappt werden musste. Dies war bisher insbesondere bei Differenzgeschwindigkeiten über 60 Km/h und in noch stärkerem Maße bei Differenzgeschwindigkeiten über 80 Km/h und 100 Km/h der Fall.
• In den wenigen Fällen, in welchen eine Kollision nicht vermieden werden sollte, musste außerdem bisher mit der Beschädigung des ACC-Systems bei der Kollision gerechnet werden.
• Bei Simulationen von Kollisionen mit Hilfe von Abbildern von Fahrzeugen waren bisher Tests auf die direkte Auffahrt begrenzt (Tests in Kurvenfahrten waren also nicht möglich) und die Funktion der Sensoren war nicht sichergestellt, da die Silhouetten entweder nicht den Boden berührten oder flatterten.
• Das gleiche gilt für den Fall, dass ein Hindernisfahrzeug über einen Tragarm an einem Querausleger des Crashmatiksystems angeordnet ist.
• Das gleiche gilt darüber hinaus auch für ein Crashmatiksystem, umfassend eine an einem Tragarm befestigte Fahrzeugsilhouette, wobei über den Tragarm die beschriebene Füllvorrichtung die Kammern mit Druck/Fluid versorgen kann und wobei die Füllvorrichtung den Kammern, den Zwischenräumen zwischen den Kammern und dem Hüllmaterial und den Bereichen das Fluid unter dem jeweils definierten Druck zuführt und/oder den zugeführten Druck hält.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird durch die Fig. dargestellt. Hierbei zeigen
• 1. den Verbund mehrerer, ummantelter Röhren in Draufsicht, Queransicht; Abbildung eines Berechnungsmodells, daher kantige Röhren
• 2. die Kraft-Weg-Kurve eines derartigen Verbunds mehrerer, ummantelter Röhren in Querrichtung zur Achse 3. den skizzierten Verbund mehrerer, ummantelter Röhren in Draufsicht;
• 4. an einem Schwenklager befestigte Luftkammern mit verschiedenen Drücken; (Längsschnitt einer Druckluftsilhouette)
• 5a eine hintere Draufsicht einer dreidimensionalen Silhouette und 5b Ansicht derselbigen Silhouette von schräg hinten oben einen Schnitt durch dieselbe.
• 6 eine zerstörbare Silhouette, welche bei Kollision in viele kleine (leichte) Teile zerbricht einen Schwenkmechanismus zum Befestigen und Wegschwenken von erfindungsgemäßen Silhouetten
• 7 Heckansicht eines Crashmatiksystem mit Trägerfahrzeug rechts und Silhouette links zum Befestigen und Bewegen einer dreidimensionalen Fahrzeugsilhouette.
• Insbesondere zeigt 1 den Querschnitt eines Tragwerkverbandes umfassend mit 2 bar Druck beaufschlagte Röhren und einen Röhrendurchmesser von 20 mm. Das zugehörige Kraftwegdiagramm, zeigt 2 mit einer max. Belastbarkeit von 500 N, wobei auch eine Belastung von 900 N getestet wurde und eine zu dieser Kurve der 2 qualitativ identische Kurve zeigt. 2 zeigt jedoch nur einen Ausschnitt der zugehörigen Kraft-Wegkurve. Die Messung wurde bei 500 N abgebrochen, hätte aber noch weiter fortgeführt werden können und zeigt daher die axiale Belastbarkeit eines solchen Druckluftbalkens. 1 zeigt weiterhin als technische Erläuterung, daß die hohe Festigkeit durch den Verbund mehrerer, unter Druck (vorliegend 2–5 bar) stehender Röhren erzeugt wird. Die Wände der einzelnen Rohre sind an den Kontaktstellen fest miteinander verbunden.
• 3 folgend stehen die Räume um die Rohre unter atmosphärischen Druck. Durch diesen Druckunterschied zwischen mit Druck befüllten Röhren und unter Umgebungsdruck stehenden Zwischenräumen kommt die Wirkung jedes einzelnen Rohres zum Tragen. Dieses Rohrpaket ist vorzugsweise mit einer Stoffhaut umhüllt. Die Kontaktstellen der Rohre und der Umhüllung sind vorzugsweise ebenfalls fest miteinander verbunden.
• Die Räume der einzelnen Rohre sind in diesem Fall nicht miteinander verbunden. Jede Röhre wird vorzugsweise über ein eigenes Ventil mit Druckluft versorgt. Der Durchmesser eines Rohres beträgt in diesem Fall um die 20 mm. Der Rohrquerschnitt ist unter Druck vorzugsweise kreisrund.
• 4. zeigt an einem Schwenklager befestigte Luftkammern mit verschiedenen Drücken. Die bildliche Darstellung des Fzg.-Hecks kann durch Farb-Auftrag oder durch zusätzliche Folien erfolgen. An der erfindungsgemäß aufgebauten Struktur eines Fahrzeugs können auch zusätzliche Dämpfungskammern angeordnet sein, wobei diese zusätzlichen Dämpfungskammern in diesem Fall drei Funktionen aufweisen können, nämlich erstens die äußere Gestalt eines z. B. KFZ täuschend ähnlich nachzubilden und zweitens einen Aufprallraum zu bilden, auf welchen dann die sich auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeuge prallen und drittens das Gewicht des Hindernisfahrzeugs auf ein Minimum zu reduzieren.
• Weiterhin kann innerhalb einer derartigen Fahrzeugsnachbildung auch mindestens ein Hohlraum vorhanden sein. Dieser kann eine definierte Öffnung aufweisen, um Überdruck nach einer Kollision gezielt abzubauen. Die Silhouette muß daher nicht rundum geschlossen sein, sondern kann vielmehr an definierten Stellen Öffnungen oder ganze Bereiche (z. B. Unterboden/Dach) offen haben.
• Hierdurch ist es möglich, die Masse des Hindernisfahrzeugs bei maximaler Realitätstreue auf ein Minimum zu begrenzen, wodurch bei einer tatsächlichen Kollision die Verletzungsgefahr des Fahrers in dem kollidierenden Fahrzeug auf ein Minimum reduziert ist.
• An diese Kammern sind ggf. mehrere z. B. schwenkbare Radimitationen, sowie Überdruckventile befestigt, die ein schlagartiges Entweichen der Luft aufgrund Überdrucks bei Kollision erlauben, sowie z. B. Schnüre zur Stabilisierung der Silhouette bei Anströmung, und z. B. eine stabile vertikale Hochdrucksäule bzw. ein Tragwerkverband, der Versorgungsleitungen enthält, um die Kammern mit den angestrebten Drücken zu versorgen. Hierbei können einzelne Elemente der Silhouette auch aus zerstörbarem Material bestehen. Je höher die Geschwindigkeiten, mit welchen ein Fahrzeug mit der Silhouette kollidiert, desto mehr zerstörbare Elemente (z. B. eine Fahrzeugkontour aus Styropor) wird eine derartige Silhouette aufweisen. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei Aufprallgeschwindigkeiten von oberhalb ca. 60 Km/h die Impulse derart hoch werden, daß die Insassen des kollidierenden Fahrzeugs gefährdet werden könnten. Diese Impulse können reduziert werden, wenn Kammern mit leichtem, zerstörbarem Material ersetzt werden, z. B. um Kontouren eines Fahrzeugs nachzubilden. Diese aus zerstörbarem Material gebildeten Konturen können aber dennoch an einem Rahmen befestigt (z. B. formschlüssig, wie z. B. eingehakt) werden, der zumindest teilweise aus einem erfindungsgemäßen Tragwerkverbund besteht.
• 5a zeigt eine hintere Draufsicht einer dreidimensionalen Silhouette und 5b Ansicht von links hinten oben einen Schnitt durch dieselbe.
• Erfindungsgemäß erfüllte Anforderungen an eine Silhouette sind u. a.:
• – Möglichst geringe Masse
• – Silhouettengeschwindigkeit (Vabs) ab 60 km/h
• – Radimitationen der Silhouette am Boden
• – Stabile Lage der Silhouette bei allen Fahrszenarien, kein Zittern,
• – kein Wackeln, kein Schwingen
• – Kollisionsgeschwindigkeit (Vrel) auch ab 60 km/h
• – Realitätsnahe Darstellung von Fahrzeugheck und Fahrzeugfront, sowie Motorrad Heck und Motorrad Front (Video-Eigenschaften)
• – Gute Reflexion von Radarstrahlung (Radar-Eigenschaften)
• Erfüllt werden diese Anforderungen durch eine in 5 abgebildete Silhouette bestehend z. B. aus hoch reißfestem, flexiblen Materialien (z. B. Airbagstoff). Die Steuerung der unterschiedlichen Kammerdrücke erfolgt hierbei über Schläuche und Ventile und die Druckluftversorgung erfolgt über einen z. B. Kompressor. Als Medien in den Kammern kommen Gase (Luft), sowie Schaum in Frage. Dem Original gleicht die derartig aufgebaute Silhouette in der aerodynamischen Formgebung und entspricht diesem weitgehend durch den Einsatz mehrerer Kammern mit unterschiedlichen Drücken.
• Hierbei werden insbesondere Niederdruckbereiche für die Elastizität der Silhouette eingesetzt und Hochdruckbereiche zur Stabilisierung der Form der Silhouette.
• Außerdem dient eine Dämpfungskammer mit atmosphärischem Druck zur Dämpfung des Stoffes.
• Die Drücke (Überdruck) liegen hierbei insbesondere im Bereich von 0 bis 5 bar.
• 7 zeigt ein Crashmatiksystem zum Befestigen und Bewegen einer derartigen dreidimensionalen Fahrzeugsilhouette.
• 6 zeigt einen Schwenkmechanismus zum Befestigen und Wegschwenken von erfindungsgemäßen Silhouetten zum einmaligen Gebrauch, also für ein Szenario, in welchem die Wiederverwertung des Hindernisses nicht im Vordergrund steht. Diese können prinzipiell auch zumindest teilweise zweidimensional sein, aber die erfindungsgemäßen Kammern umfassen.
• In diesem Fall weisen sie als Material z. B. eine Sandwichplatte mit Kartonaußenlage und geschäumten PU als Zwischenschicht, (Cappa-Line) auf, haben beispielsweise eine Dicke von t = 10 mm, ein Flächengewicht von 0,87 kg/m² und eine angeströmte Fläche: A = 2,1 m² (z. B. Audi A8). Die Gesamtmasse einer derartigen 2-D-Silhouette beträgt 5,5 kg (bis 2,6 m Höhe) und der Luftwiderstand liegt bei 90 km/h: ca. 800 N. Das verwendete Material ist wasserresistent, direkt bedruckbar, statisch sehr stabil, sowie bei Schlag zerbrechlich (Spitzenlast).
• Der Vertikalträger ist hierbei das zentrale Bauteil für eine stabile Führung der Silhouette und das Halten der Silhouette bei der Kollision.
• Bezugszeichenliste
• Zu Fig. 4

401

Prinzipdarstellung einer Druckluftsilhouette im Längsschnitt

402

Fahrbahn

403

Halte- und Spannseile

404

Radimitation

405

Theoretische Wankachse der Karosserie des Trägerfahrzeuges

406

Rotationsachse

407

Tragwerkverband aus mehreren Röhren (vertikale Hochdrucksäule)

408

Luftkammern

Zu Fig. 7

701

Höhe Hauptlagerachse

702

Kompressor und Ausgleichsgewichte

Claims (27)

1. Tragwerkverband, umfassend mindestens eine mit einem Fluid befüllbare flexible Kammer, wobei die Kammer aus einem flexiblen fluiddichten Material besteht und die Kammer über mehr als die Hälfte ihre Länge mit einem festen Körper mindestens einem Kontakt aufweist.
2. Tragwerkverband, umfassend mindestens drei mit einem Fluid befüllbare flexible Kammern, wobei die Kammern aus einem flexiblen fluiddichten Material bestehen und jede der Kammern an mindestens zwei Stellen pro Kammer mit einer jeweils anderen Kammer in Kontakt steht.
3. Tragwerkverband nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens einer der Kontakte der Kammern mit einer jeweils anderen Kammer eine kraftschlüssige Verbindung aufweist.
4. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei, jede Kammer mit jeder benachbarten Kammer verbunden ist.
5. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei mindestens eine Verbindung jeder Kammer mit einer benachbarten Kammer unter 10 Prozent der Oberfläche der Kammer umfasst.
6. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei mindestens eine Verbindung einer Kammer mit einer benachbarten Kammer aus einer Verbindungsstrecke besteht.
7. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die Verbindung zur benachbarten Kammer keinen Fluidaustausch zwischen den Kammern erlaubt.
8. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei mindestens ein Teil des Tragwerkverbands mit einem Hüllmaterial umwickelt ist.
9. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei das Hüllmaterial fluiddicht ist.
10. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei der minimale Innenradius des Hüllmaterials kleiner ist, als der maximale Außenradius der Summe der Kammern.
11. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei der Druck innerhalb von mindestens einer der Kammern höher ist, als im Bereich zwischen dieser Kammer und dem Hüllmaterial.
12. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die Kammern mit demselben Druck angefüllt sind.
13. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei der Druck zwischen 0,1 Bar und 10 Bar liegt.
14. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüchen, wobei die Differenz des Drucks innerhalb der Kammern im Vergleich zum Druck außerhalb der Kammern zwischen um die 10 Bar und um ein Bar liegt.
15. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei das Fluid ein Gas ist.
16. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei mindestens eine der Kammern ein festes bzw. flüssiges Füllmaterial enthält.
17. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei das flexible fluiddichte Material ein luftdichtes Stoffmaterial ist.
18. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, umfassend mindestens eine Füllvorrichtung für mindestens eine der Kammern.
19. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die Füllvorrichtung den Druck in mindestens einer der Kammern definiert hält.
20. Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei zumindest Teile des Tragwerkverbands in ihrem Verlauf mindestens eine richtungsmäßige Auslenkung aufweisen und/oder aus einem Verband kommend sich in mindestens zwei Stränge des Verbandes teilen.
21. Fachwerk und/oder Mehrschichtkörper bestehend aus einem Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche.
22. Airbag, Zelt, Haus, Boot, Möbel, Fahrzeuge, Luftfahrzeuge umfassend einen Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche.
23. Fahrzeugsilhouette umfassend einen Tragwerkverband nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei der Tragwerkverband die Struktur der Fahrzeugsilhouette bereitstellt.
24. Fahrzeugsilhouette nach Anspruch 18, wobei der Tragwerkverband mit weiteren befüllbaren Bereichen verbunden ist, die in befülltem Zustand zumindest Teile der äußeren Kontur eines Fahrzeugs nachbilden.
25. Crashmatiksystem, umfassend eine an einem Ausleger befestigte Fahrzeugsilhouette nach einem der zuvor genannten Ansprüche.
26. Crashmatiksystem, umfassend eine an einem Ausleger befestigte Fahrzeugsilhouette einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei der Ausleger Teil eines Crashmatiksystems ist und wobei der Ausleger mit Hilfe eines weiteren Vehikels bewegt werden kann.
27. Crashmatiksystem, umfassend eine an einem Tragarm befestigte Fahrzeugsilhouette nach einem der Ansprüche 17–19, wobei der Tragarm die Füllvorrichtung aus Anspruch 14 oder 15 ist und wobei die Füllvorrichtung den Kammern, den Zwischenräumen zwischen den Kammern und dem Hüllmaterial und den Bereichen das Fluid unter dem jeweils definierten Druck zuführt und/oder den zugeführten Druck hält.

Images