DE4106929A1

DE4106929A1 - Impact testing e.g. for motor vehicle crash investigation - using deformation element on pendulum carriage unambiguously buckling when permissible tension is exceeded

Info

Publication number: DE4106929A1
Application number: DE19914106929
Authority: DE
Inventors: Herbert Schernhammer; Burkhard Wangenheim
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1991-03-05
Filing date: 1991-03-05
Publication date: 1992-09-10

Abstract

A striking mechanism, pref. in the form of an impacting pendulum, imposes an acceleration process on a test piece (1) by intermediate switching in of a pulse transmitter (4). The latter assumes a definite final form differing from its original shape by bending in or out. The bending deformation of the pulse transmitter can be reversible. At least one unambiguously bending deformation element (9) is installed on one of the impact sides (8a) of a pendulum carriage (4). The deformation element can be multiple angled, plate-shaped or a hollow disc. Recesses or apertures can be provided in the deformation element. ADVANTAGE - Several acceleration pulses can be sequentially defined in rapid succession by the striking mechanism.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stoßprüfverfahren, bei dem ein Schlagwerk, insbesondere ein Schlagpendel, unter Zwi schenschaltung eines Impulsüberträgers einem Prüfkörper einen Beschleunigungsverlauf aufprägt. Desweiteren be trifft die Erfindung eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a shock test method in which a Percussion, especially a pendulum, between two circuit of a pulse transmitter a test specimen impresses a course of acceleration. Furthermore be the invention meets an advantageous device for Execution of the procedure.

Beispielsweise in der DE 35 41 562 A1 ist ein Schlagpen del zur Erzeugung von Halbsinusimpulsen für ein Stoßprüf verfahren beschrieben. Bei derartigen Stoßprüfverfahren werden die Prüfkörper exakt und reproduzierbar genau de finierten Belastungen ausgesetzt. Mit dem bekannten me chanischen Schlagpendel können jedoch nur Halbsinusim pulse oder halbsinusähnliche Impulsformen erzeugt werden. Zwar sind beispielsweise aus der DE-PS 20 20 396 Impuls wandler bekannt, jedoch kann mit derartigen Impulswand lern mit beispielsweise hydraulischen Impulsüberträgern lediglich die Form des stets einzigen Impulses variiert werden, nicht möglich ist es hingegen, zwei oder mehrere Impulse in kurzer Folge auf den Prüfkörper einwirken zu lassen.For example, in DE 35 41 562 A1 there is a percussion pen del for generating half-sine pulses for a shock test procedure described. With such shock test methods the test specimens will be precise and reproducible exposed loads exposed. With the well-known me chanic pendulum can only semisinusim pulse or semi-sine-like pulse shapes are generated. Although are for example from DE-PS 20 20 396 impulse converter known, but can with such a pulse wall learn with hydraulic pulse transmitters, for example only the shape of the only single pulse varies it is not possible, however, two or more Impact the test specimen in short succession to let.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit Hilfe derer die Erzeu gung mehrerer, kurz aufeinanderfolgender definierter Be schleunigungsimpulse durch ein Schlagwerk möglich ist.The object of the invention is therefore a method and to show a device by means of which the ore supply of several, briefly successive defined Be acceleration impulses from a hammer mechanism is possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Impuls überträger ausgehend von seiner Ursprungsform durch Ab knicken oder Einknicken eine definierte Endform annimmt. Bei einer vorteilhaften Vorrichtung mit einem Schlagpen del und einem Pendelschlitten ist hierzu an einer der An schlagseiten des Pendelschlittens zumindest ein eindeutig knickendes Deformationselement angeordnet. Bei einer Rei henschaltung mehrerer Deformationselemente sind mehrere aufeinanderfolgende Impulse möglich. Liegt das Deformati onselement zwischen dem Schlagwerk sowie zwischen dem Prüfkörper bzw. dem Pendelschlitten, so ist ein abgestuf ter positiver Beschleunigungsverlauf möglich. Bei einer Anordnung zwischen dem Prüfkörper bzw. dem Pendelschlit ten und einem ortsfesten Anschlag hingegen kann ein nega tiver Beschleunigungsverlauf, d. h. eine abgestufte Ver zögerung erzielt werden.To solve this problem it is provided that the pulse transmitter based on its original form by Ab kinking or kinking assumes a defined final shape. In an advantageous device with a percussion pen del and a pendulum slide is on one of the An striking sides of the pendulum sled at least one clearly kinking deformation element arranged. With a row Connection of several deformation elements are several successive impulses possible. Is the deformity onselement between the striking mechanism and between the Test specimen or the pendulum slide, so is a graded ter positive acceleration curve possible. At a Arrangement between the test specimen or the pendulum slide ten and a fixed stop, however, a nega tive acceleration curve, d. H. a graded ver hesitation can be achieved.

Erfindungsgemäß wird die kinetische Energie des Schlag werkes durch den Impulsüberträger zunächst nur teilweise übertragen, bis dessen zulässige Knickspannung über schritten ist. Während des Knickvorganges wird die Im pulsübertragung unterbrochen, solange bis der Impulsüber träger bzw. das separat vorgesehene Deformationselement seine Endform angenommen hat, wonach eine weitere Impuls übertragung möglich ist. Mit diesem Verfahren ist es bei spielsweise möglich, die Anfangsphase eines Beschleunigungsverlaufes bei einem Fahrzeugcrash nach zubilden. Auch dabei tritt nämlich ein Doppelimpuls mit einem zwischenzeitlichen Beschleunigungseinbruch auf. According to the kinetic energy of the blow works by the pulse transmitter initially only partially transmitted until its permissible buckling stress is above is stepped. During the buckling process, the Im Pulse transmission interrupted until the pulse over carrier or the separately provided deformation element has reached its final form, after which another impulse transmission is possible. With this procedure it is at possible for example, the initial phase of a Acceleration course after a vehicle crash to build. A double pulse also occurs here an intermittent drop in acceleration.

Ist die Knickverformung des Impulsüberträgers reversibel, so kann nach Beendigung eines Stoßprüf-Versuches der Im pulsüberträger wieder in seine Ursprungsform gebracht und somit für einen neuerlichen Versuch zum Einsatz kommen. Eine derartige reversible Knickverformung ist beispiels weise mit Hilfe von unter Federkraft verspannten Gelenken erzielbar. Ein eindeutig knickendes, einfaches Deforma tionselement ist schließlich in Anspruch 4 beschrieben. Daneben sind Beispiele für solche Deformationselemente auch in den im folgenden erläuterten Prinzipskizzen ge zeigt.If the kink deformation of the pulse transmitter is reversible, after completing a shock test attempt, the Im pulse transmitter brought back to its original shape and can therefore be used for a new attempt. Such a reversible buckling deformation is an example wise with the help of spring-loaded joints achievable. A clearly kinking, simple deforma tion element is finally described in claim 4. There are also examples of such deformation elements also in the basic sketches explained below shows.

Im einzelnen zeigtIn detail shows

Fig. 1 einen prinzipiellen Versuchsaufbau für ein er findungsgemäßes Stoßprüfverfahren, Fig. 1 shows a basic experimental set-up for it according to the invention surge testing,

Fig. 2 einen beispielshaften zeitlichen Beschleuni gungsverlauf, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden kann, sowie die Fig. 2 shows an exemplary temporal acceleration course that can be generated with the inventive method, and the

Fig. 3a, 3b perspektivisch dargestellte Beispiele von De formationselementen. Fig. 3a examples shown in perspective, 3b of De formation elements.

Ein Prüfkörper 1 soll einem definierten Beschleunigungs verlauf ausgesetzt werden. Hierzu ist der Prüfkörper 1 auf einem Impulsüberträger 4 (sog. Pendelschlitten) einer in ihrer Gesamtheit mit 2 bezeichneten Prüfvorrichtung aufgespannt. Neben dem Impulsüberträger 4 weist diese Prüfvorrichtung als wesentliche Elemente Schienen 3 für den Impulsüberträger 4, ein als Schlagpendel ausge bildetes Schlagwerk 5, sowie einen Anschlag 10 für den Pendelschlitten auf. Das Schlagwerk 5 wird gegen Pfeil richtung 6 in eine definierte Höhe ausgelenkt und trifft nach einem Versuchsstart gemäß Pfeilrichtung 6 auf die Anschlagseite 8a des Impulsüberträgers 4 auf. Dieser wird hierdurch gemäß Pfeilrichtung 7 beschleunigt und mit ihm auch der Prüfkörper 1.A test specimen 1 is to be exposed to a defined acceleration course. For this purpose, the test specimen 1 is clamped on a pulse transmitter 4 (so-called pendulum slide) of a test device designated in its entirety by 2 . In addition to the pulse transmitter 4 , this test device has, as essential elements, rails 3 for the pulse transmitter 4 , a striking mechanism 5 formed as a pendulum, and a stop 10 for the pendulum slide. The striking mechanism 5 is deflected towards the arrow direction 6 to a defined height and, after a test start according to the direction of the arrow 6 , strikes the stop side 8 a of the pulse transmitter 4 . This accelerates it in the direction of the arrow 7 and with it the test specimen 1 .

Das Diagramm nach Fig. 2 zeigt den gewünschten Verlauf der Beschleunigung a des Prüfkörpers 1 bzw. des Impuls überträgers 4 - aufgetragen auf der Ordinate - über der Zeit t - aufgetragen auf der Abszisse -. Man möchte somit einen Doppelimpuls mit dazwischenliegendem Beschleuni gungseinbruch erzeugen. Hierzu ist an der Anschlagseite 8a des Impulsüberträgers 4 ein eindeutig knickendes De formationselement 9 angeordnet (vgl. Fig. 1). Auf dieses Deformationselement 9 wirkt das Schlagwerk 5 ein.The diagram according to FIG. 2 shows the desired course of the acceleration a of the test specimen 1 or of the pulse transmitter 4 - plotted on the ordinate - over time t - plotted on the abscissa -. So you want to generate a double pulse with intermediate acceleration slump. For this purpose, a clearly kinking deformation element 9 is arranged on the stop side 8 a of the pulse transmitter 4 (cf. FIG. 1). The striking mechanism 5 acts on this deformation element 9 .

In Fig. 2 sind unterhalb des Diagrammes zeitlich zugeord net die verschiedenen Formen eines möglichen Deforma tionselementes 9 während eines Versuchsablaufes darge stellt. In seiner Ursprungsform wird das Deformationsele ment 9 beispielsweise durch die vier Außenseiten eines rechteckigen Rohrstückes gebildet. Nach Auftreffen des Schlagwerkes 5 erfolgt zunächst ein Beschleunigungsan stieg (Phase I), bis die Knickspannung der einander ge genüberliegenden Rohrseiten b, c überschritten wird und das Rohrstück somit die in Phase II dargestellte Rauten form annimmt. Mit diesem definierten Ausknicken ergibt sich ein Beschleunigungseinbruch. Hat schließlich das De formationselement die in Phase III dargestellte verfor mungssteife Endform angenommen, so wird die verbleibende Restenergie des Schlagwerkes 5 in einen zweiten Beschleu nigungsimpuls umgesetzt. Mit eben diesem Beschleunigungs verlauf wird auch der Prüfkörper 1 beaufschlagt.In Fig. 2, below the diagram, the various forms of a possible deformation element 9 are assigned in time during a test sequence. In its original form, the Deformationsele element 9 is formed, for example, by the four outer sides of a rectangular piece of pipe. After striking the striking mechanism 5 there is first an acceleration (phase I) until the buckling stress of the opposite pipe sides b, c is exceeded and the piece of pipe thus assumes the diamond shape shown in phase II. This defined buckling results in a drop in acceleration. Finally, the deformation element has adopted the deformation-resistant final shape shown in phase III, the remaining energy of the striking mechanism 5 is converted into a second acceleration pulse. With this acceleration course is also applied to the test specimen 1 .

Die Fig. 3a, 3b zeigen mögliche Ausführungsbeispiele für das Deformationselement 9. Im wesentlichen sind diese De formationselemente 9 aus einem Hohlkörper herausgearbei tet (Fig. 3a) oder haben eine im wesentlichen plattenför mige Gestalt (Fig. 3b). Mehrfache Abwinkelungen stellen sicher, daß nach Einwirkung eines gewissen Impulses auf eine Anschlagseite ein definiertes Abknicken oder Ein knicken erfolgt, wonach das so deformierte Deformations element 9 eine im wesentlichen definierte Endform an nimmt, in der ein weiterhin einwirkender Impuls wieder im wesentlichen unverändert übertragen wird. Die Knickeigen schaften des Deformationselementes 9 können an die ge wünschte Impulsform durch Veränderung von Werkstoff und/oder Geometrie, insbesondere durch Schwächung des knickenden Querschnittes, beispielsweise durch Löcher 11 oder Kerben 12, angepaßt werden. Insgesamt ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. einer derartigen Vor richtung somit möglich, Doppelimpulse mit einem Beschleu nigungseinbruch zu erzeugen, wobei der Beschleu nigungseinbruch während des Knickvorganges auftritt. FIGS. 3a, 3b show possible embodiments of the deformation element 9. Essentially, these De formation elements 9 out of a hollow body tet ( Fig. 3a) or have a substantially plattenför shaped shape ( Fig. 3b). Multiple bends ensure that after a certain impulse on a stop side a defined kinking or kinking occurs, after which the deformed deformation element 9 assumes a substantially defined final shape, in which a further impulse is transmitted again essentially unchanged. The kink properties of the deformation element 9 can be adapted to the desired pulse shape by changing the material and / or geometry, in particular by weakening the kinking cross section, for example through holes 11 or notches 12 . Overall, it is thus possible with the method according to the invention or such a device to generate double pulses with an acceleration drop, the acceleration drop occurring during the buckling process.

Claims

1. impact test method in which a striking mechanism ( 5 ), in particular a pendulum, with the interposition of a pulse transmitter ( 4 ) impresses a test specimen ( 1 ) on an acceleration curve, characterized in that the pulse transmitter ( 4 ) starting from its original shape by kinking or buckling assumes a defined final shape.

2. The method according to claim 1, characterized in that the buckling deformation of the Impulse transmitter is reversible.

3. Device for performing the method according to claim 1 or 2 with a striking pendulum ( 5 ) and a pendulum slide ( 4 ), characterized in that on one of the impact sides ( 8 a) of the pendulum slide ( 4 ) at least one clearly kinking deformation element ( 9 ) is arranged.

4. The device according to claim 3, characterized in that a multi-angled, plate-shaped or machined from a hollow body is used as the deformation element ( 9 ).

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that buckling surfaces (b, c) of the deformation element ( 9 ) have notches ( 12 ), recesses, or holes ( 11 ).