DE29910483U1

DE29910483U1 - Prüfstand für Fahrzeugteile

Info

Publication number: DE29910483U1
Application number: DE29910483U
Authority: DE
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2009-06-16
Also published as: US6609409B1; DE10028099A1

Description

PRINZ & PARTNER

GbR

PATENTANWÄLTE Manzingenveg 7

EUROPEANPATENTATTORNEYS D-81241 München

EUROPEAN TRADEMARK ATTORNEYS Tel. +49 89 89 69 80

15. Juni 1999

TRW Occupant Restraint Systems GmbH
& Co. KG

Industriestraße 20

D-73553 Alfdorf

Unser Zeichen: T 8814 DE
HD/Hc

Prüfstand für Fahrzeugteile

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Fahrzeugteile wie Innenraumteile, Bedienteile und Komponenten eines Insassen-Rückhaltesystems.

In modernen Fahrzeugen finden Insassen-Rückhaltesysteme verschiedenster Art Anwendung. Dazu zählen neben Gurtsystemen mit oder ohne Gurtstraffer insbesondere aufblasbare Schutzkissen, Polsterungen und energieabsorbierend deformierbare Auskleidungs- und Bedienteile. Zur Optimierung der Schutzwirkung werden die verschiedenen Komponenten von Insassen-Rückhaltesystemen umfangreichen Überprüfungen unterzogen. Auch zur Sicherung einer gleichbleibenden Qualität in der Serienproduktion sind systematische Überprüfungen erforderlich.

Um bei der Überprüfung alle für die Schutzwirkung maßgeblichen Parameter zu erfassen, sind komplexe dynamische Tests erforderlich, die derzeit als sogenannte Schlittenversuche oder Real-Crashversuche durchgeführt werden. Bei einem Schlittenversuch wird eine Fahrzeugkarosse oder Fahrzeugattrappe mit dem darin installierten Rückhalte-

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system und einer Prüfpuppe (Dummy) mittels eines Beschleunigungsschlittens auf eine definierte Aufprallgeschwindigkeit beschleunigt und gegen ein definiertes Hindernis gefahren. Durch Sensoren verschiedenster Art können während des Aufprallvorgangs alle interessierenden Parameter abgeleitet werden.

Schlittenversuche dieser Art sind zwar sehr aufwendig, werden aber als notwendig angesehen, weil mit ihnen die häufigsten Aufprallabläufe realistisch simuliert werden können.

Durch die Erfindung wird ein Prüfstand für die dynamische Prüfung von Fahrzeugteilen, insbesondere von Komponenten eines Insassen-Rückhaltesystems, zur Verfügung gestellt, der bei drastisch verringertem Aufwand, insbesondere einer gegenüber Schlittenversuchen reduzierten Anzahl von Bauteilen, gleichfalls eine realistische Simulation von Aufprallvorgängen und Interaktionen ermöglicht. Gemäß der Erfindung ist das zu prüfende Fahrzeugteil an einem ortsfesten Gestell abgestützt und angeordnet, und ein Stoßkörper wird auf einer Führungsbahn gegen die Komponente bewegt. Bei dem erfindungsgemäßen Prüfstand wird somit das zu testende Fahrzeugteil ortsfest gehalten, und nur der Stoßkörper wird bewegt. Der Stoßkörper ist repräsentativ für Form und Masse des auf dem Fahrzeugteil auf treffenden Insassen. Durch Variation von Masse, Größe und Form des Stoßkörpers ist eine ausreichend realistische Simulation der häufigsten Aufprallabläufe möglich.

Mit dem erfindungsgemäßen Prüfstand können die wichtigsten Funktionen aktiver Rückhaltesysteme und energieabsorbierender Elemente geprüft werden. Bei aufblasbaren Schutzkissen können insbesondere geprüft werden:

- Die Festigkeit der Hülle des Schutzkissens;

- kontrolliertes Abströmverhalten durch Abströmöffnungen oder gasdurchlässige Wandung der Hülle des Schutzkissens;

- verschiedene Fangbandanordnungen;

- verschiedene Gassackfaltungen;

* * mit» ·*

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- Rückhaltewirkung in Abhängigkeit von der Druckgasquelle, z.B. mehrstufiger Gasgenerator.

Ferner können mit dem erfindungsgemäßen Prüfstand verschiedenste Fahrzeugteile auf ihr energieabsorbierendes Verhalten geprüft werden, insbesondere:

- Lenkräder und Lenkanlagen;
- Kniepolster;

- Fahrzeuginnenraumteile;

- Konstruktion- und Werkstoffvarianten zur Optimierung der Schutzwirkung.

Schließlich sind auch systematische Untersuchungen über kritische

Relativpositionen zwischen Insassen und Rückhaltesystemen (OOP für Out-of-Position) möglich:
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Anschußversuche auf verschiedene Simulationseinrichtungen

(Kopf, Rumpf oder sonstige Körperteile);

- Ermittlung der auftretenden Anschußenergie; 25

- Untersuchung verschiedener Gassack-Volumina;

- Begutachtung verschiedener Faltvarianten und Fangbandanordnungen.

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Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Prüfstandes ist der Stoßkörper auswechselbar am freien Ende einer Führungsstange befestigt, die ihrerseits in einem Beschleunigungsschlitten linear frei verschiebbar geführt ist. Der auf einer Beschleunigungsbahn angetriebene Schlitten nimmt den Stoßkörper mit Führungsstange mit, bis er nach Erreichen der vorgegebenen Geschwindigkeit an einem Anschlag kontrolliert abgebremst wird. Stoßkörper und

Führungsstange werden nun durch ihre Massenträgheit weiterbewegt und sind von dem Beschleunigungsschlitten entkoppelt, so daß der Stoßkörper unabhängig von der Abbremsung des Beschleunigungsschlittens gegen die zu testende Komponente bewegt wird und auf dieser aufprallt. Durch eine Anzahl geeigneter Sensoren werden während des Aufprallvorgangs alle relevanten Parameter abgenommen und an ein Erfassungsund Auswertesystem weitergegeben.

Wenn die zu testende Komponente ein aktives System wie ein aufblasbares Schutzkissen ist, erfolgt mittels eines weiteren Sensors, der die Bewegung des Stoßkörpers, die zurückgelegte Wegstrecke und den Abstand von der zu testenden Komponente erfaßt, eine Aktivierung dieses Systems.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Die Figuren 1, 2 und 3 Seitenansichten des Prüfstandes im Ruhezustand, im Beschleunigungszustand und nach Beschleunigung eines Stoßkörpers; und

Figur 4 eine vergrößerte Seitenansicht des Prüfstandes beim Aufprall des Stoßkörpers auf einem aufgeblasenen Schutzkissen.

Der in Figur 1 schematisch gezeigte Prüfstand für Fahrzeugteile wie Innenraumteile, Bedienteile und Komponenten eines Insassen-Rückhaltesystems besteht im wesentlich aus einer Beschleunigungsbahn 10, einem ortsfesten Gestell 12 am einen Ende der Beschleunigungsbahn 10 und einem Beschleunigungsschlitten 14, der auf der Beschleunigungsbahn 10 verfahrbar ist. Auf dem Beschleunigungsschlitten 14 ist ein Führungsbock 16 montiert, der eine Linearführung für eine Führungsstange 18 aufweist. Die in dieser Linearführung frei verschiebbar angeordnete Führungsstange 18 trägt an ihrem dem Gestell 12 zugewandten Ende einen Halter 20, an dem ein Stoßkörper 22 auswechselbar befestigt ist, und an ihrem anderen Ende einen Anschlag 24. Der Beschleunigungsschlitten 14 ist an einen Antriebsstrang 26, insbesondere Riemen, Kette oder Seil, angekoppelt, der über zwei Umlenkrollen

28, 30 gespannt ist. Die Umlenkrolle 30 wird durch einen Servomotor 32

angetrieben. Unmittelbar hinter der Umlenkrolle 30 ist ein Anschlag 34

für den Beschleunigungsschlitten 14 angeordnet. Der Anschlag 34 ist

über einen Dämpfungszylinder 36 am Aufbau der Beschleunigungsbahn 10 abgestützt.

Figur 1 zeigt den Beschleunigungsschlitten 14 mit dem Stoßkörper 22 in einer Ausgangsstellung an dem vom Gestell 12 abgewandten Ende der Beschleunigungsbahn 10. Für die Durchführung eines Versuchs wird der Beschleunigungsschlitten 14 durch den Servomotor 22 auf das Gestell 12 zu beschleunigt, an dem in noch näher zu beschreibender Weise ein zu prüfendes Fahrzeugteil angeordnet und abgestützt ist.

Figur 2 zeigt den Beschleunigungsschlitten 14 etwa in der Mitte der Beschleunigungsbahn 10. Bei der Beschleunigung wird der Halter 20 mit Stoßkörper 22 und Führungsstange 18 mitgenommen, wobei der Halter 20 in Anlage an den Führungsbock 16 gedrückt wird. Am Ende der Beschleunigungsbahn 10 (Fig. 3) wird der Beschleunigungsschlitten 14 von dem Antriebsstrang 26 abgekoppelt und fährt gegen den Anschlag 34, der aufgrund seiner Abstützung mittels des Dämpfungszylinders 36 energieabsorbierend nachgibt. Der Stoßkörper 22 mit Halter 20 und in dem Führungsbock 16 frei verschiebbarer Führungsstange 18 bewegt sich aber durch Massenträgheit unabhängig von der Abbremsung des Beschleunigungsschlittens 14 weiter auf das Gestell 12 zu. Der Stoßkörper 22 ist somit in der Beschleunigungsphase an den Beschleunigungsschlitten 14 gekoppelt, beim Abbremsen des Beschleunigungsschlittens jedoch kinematisch von diesem entkoppelt.

Die letzte Phase des Aufprallversuchs ist in Figur 4 detailliert dargestellt. Bestandteil des Gestells 12 ist eine Aufspannwand 12A, an der das zu prüfende Fahrzeugteil angeordnet und befestigt wird. Insbesondere ist für den gezeigten Versuch eine aktive Komponente 40 eines Insassen-Rückhaltesystems an der Aufspannwand 12A aufgebaut. Sie enthält einen Gasgenerator und einen durch diesen aufblasbaren Gassack 42, der in Figur 4 im aktivierten Zustand dargestellt ist. Die Aktivierung erfolgt durch Zünden des Gasgenerators zu einem Zeitpunkt, der durch die Bewegung des Stoßkörpers 22a bestimmt wird, beispielsweise indem dieser einen Näherungsschalter betätigt. Für jeden Versuch wird

der passende Stoßkörper ausgewählt. Der in Figur 4 gezeigte Stoßkörper 22a ist verschieden von dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Stoßkörper 22. Die in Figur 4 gestrichelt gezeigte Stellung des Stoßkörpers 22a entspricht im wesentlichen der des Stoßkörpers 22 in Figur 3. Daran anschließend bewegt sich der Stoßkörper 22a weiter und dringt in den aufgeblasenen Gassack 42 ein. Bei diesem Aufprallvorgang werden über eine Reihe von (nicht dargestellten) Sensoren alle interessierenden Parameter erfaßt, insbesondere:

- Die Verzögerung des Stoßkörpers, woraus rechnerisch Wegstrecke und Geschwindigkeitsverlauf bestimmt werden können;

- die zeitabhängige Funktion des Gassack-Innendrucks;
- der exakte Zündzeitpunkt des Gasgenerators;

- die Reaktionskräfte am ortsfesten Gestell.

Der gesamte Vorgang wird vorzugsweise zusätzlich mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen.

Durch den Anschlag 24 am Ende der Führungsstange 18 wird verhindert, daß der Stoßkörper 22a den Gassack 42 durchschlägt und Zerstörungen im Bereich des ortsfesten Gestells 12 verursacht. Da der Anschlag 24 in diesem Fall gegen den Lagerbock 16 prallt, der mit dem Beschleunigungsschlitten 14 verbunden ist, welcher seinerseits an dem Anschlag 34 in Anlage ist, wird die Bewegung des Stoßkörpers letztlich durch den Dämpfungszylinder 36 kontrolliert abgebremst.

Je nach Art der zu prüfenden Fahrzeugteile wird der Prüfstand mit zusätzlichen Einrichtungen ausgestattet. In Figur 4 ist beispielshalber eine schräg geneigte Stützwand 44 gezeigt, durch welche die Ausdehnung des Gassacks 42 nach oben begrenzt wird, ähnlich wie durch eine Windschutzscheibe im Fahrzeug. Ferner ist schematisch eine Haube 46 gezeigt, die an eine Absauganlage angeschlossen wird, um die von pyrotechnischen Gasgeneratoren freigesetzten toxischen Gase abzusaugen.

Claims

1. Prüfstand für Fahrzeugteile wie Innenraumteile, Bedienteile und Komponenten eines Insassen-Rückhaltesystems, dadurch gekennzeichnet, daß das zu prüfende Teil an einem ortsfesten Gestell abgestützt angeordnet ist und ein Stoßkörper auf einer Führungsbahn gegen das Teil bewegbar ist.

2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßkörper durch einen Linearantrieb auf eine definierte Aufprallgeschwindigkeit beschleunigbar ist.

3. Prüfstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßkörper an einer Führungsstange befestigt ist, die ihrerseits in einem Führungsbock über ihre Länge frei längsverschiebbar geführt ist, und der Führungsbock auf einer Beschleunigungsbahn verschiebbar angeordnet ist.

4. Prüfstand nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb den Führungsbock beschleunigt und die Führungsstange mit dem Stoßkörper an ihrem freien Ende während der Beschleunigung an dem Führungsbock in Anlage verbleibt sowie bein Abbremsen des Führungsbocks in definiertem Abstand von dem ortsfesten Gestell durch Massenträgheit gegen das zu prüfende Teil weiterbewegt wird.

5. Prüfstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbock auf einem auf der Beschleunigungsbahn horizontal verfahrbaren Schlitten montiert ist.

6. Prüfstand nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Abbremsvorrichtung, die den Schlitten am Ende der Beschleunigungsbahn kontrolliert abbremst.

7. Prüfstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abbremsvorrichtung, die den Stoßkörper bei Unterschreitung eines vorbestimmten Abstandes von dem Gestell zum Stillstand bringt.

8. Prüfstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßkörper an einem Halter auswechselbar angebracht ist.

9. Prüfstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auslöseeinrichtung, die in Abhängigkeit der vom Stoßkörper zurückgelegten Wegstrecke und/oder seiner Geschwindigkeit ein Aktivierungssystem einer aktiven Rückhaltekomponente auslöst.

10. Prüfstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mit Sensoren zur Erfassung wenigstens eines der folgenden Parameter ausrüstbar ist:

1. Beschleunigung des Stoßkörpers;

2. Wegstrecke des Stoßkörpers;

3. Innendruck eines Gassacks;

4. Aktivierungszeitpunkt einer Druckgasquelle;

5. Reaktionskräfte am ortsfesten Gestell;

6. Aktivierungszeitpunkt einer Energiequelle.

11. Prüfstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Hochgeschwindigkeitskamera zur Aufnahme des Aufprallvorgangs.