DE4305901A1

DE4305901A1 - Sonnenlichtsimulations-Vorrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4305901A1
Application number: DE19934305901
Authority: DE
Inventors: Johann Richter
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Richter Johann 85301 Schweitenkirchen De
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-09-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sonnenlicht simulations-Vorrichtung für Kraftfahrzeuge nach dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus VDI Berichte 1991, Seite 315 bis 335 bekannt. Das Kraftfahrzeug steht dabei in einem Windkanal, über den die bei der Bestrahlung des Kraftfahrzeugs auftretende Wärme abgeführt wird. Abgese hen von der enormen Baugröße eines üblichen Windkanals ist für den Wärmetransport eine Luftströmung erforder lich, die ihrerseits eine Kühlwirkung für die Oberfläche des Kraftfahrzeugs entwickelt. Die Kühlwirkung ihrerseits ist über die Oberfläche unterschiedlich und beeinflußt mehr oder weniger stark das gewünschte Ergebnis, nämlich Rückschlüsse auf die Auswirkung der Bestrahlung des Kraftfahrzeugs durch die Strahlungsquelle zu ziehen. Diese Auswirkungen machen sich in einem Alterungsprozeß des Fahrzeuglacks bemerkbar.

Bedingt durch das große Volumen eines Windkanals ist dar über hinaus ein erheblicher Energieaufwand für die Auf rechterhaltung der Luftströmung erforderlich, was insbe sondere unter ökonomischen Gesichtspunkten äußerst nach teilig ist. Nur am Rande erwähnt ist auch der Umstand, daß durch den in der Regel hohen Luftdurchsatz eines Windkanals auch Einschränkungen in der Versuchsdurchfüh rung vorgegeben sind. Es ist beispielsweise nicht mög lich, den Boden aus Sand oder einem anderen abtragbaren Material zu gestalten, da dann keine gleichbleibenden Versuchsbedingungen gewährleistet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit geringem Energieaufwand eine realistische Durchführung einer Sonnenlichtsimulation möglich ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnen den Merkmale des Patentanspruchs 1.

Das Gehäuse kann die Gestalt einer Kugeloberfläche besit zen. Ebenso möglich sind beispielsweise die Oberfläche einer Tonne oder eines Zylinders. Allen diesen Bauformen gemeinsam ist ein relativ kleines Volumen, innerhalb des sen sich das Kraftfahrzeug befindet. Die durch die Strah lungsguelle direkt oder durch die Aufheizung des Kraft fahrzeugs gelieferte Wärme wird in jedem Fall praktisch vor Ort, d. h. im Bereich der Gehäuseoberfläche, abge führt. Hierzu dient die Wärmeträgerschicht, die vorzugs weise aus Wasser besteht und die eine Temperatur besitzt, die der gewünschten Innentemperatur des Gehäuses gleich ist. über die Wärmeträgerschicht wird die Überschußener gie an den Wärmetauscher abgeleitet, der sich vorzugs weise an der Außenseite des Gehäuses befindet und eine Kühlflüssigkeit enthält. Mit Hilfe der Kühlflüssigkeit wird es möglich, über die Oberfläche des Gehäuses die Temperatur im Innenraum einzustellen.

Da das Wärmeträgermedium vorzugsweise dieselbe Temperatur wie die gewünschte Temperatur im Innenraum besitzt, wird der Taupunkt aus dem Innenraum ausgesperrt. Eine Konden satbildung innerhalb des Prüfraums ist dann nicht mehr möglich. Dadurch kann ohne besondere Luftbewegung die Temperatur im Prüfraum konstant gehalten und es können damit zumindest annähernd realistische Verhältnisse her gestellt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung dargestellt. Die einzige Figur zeigt schematisch eine Sonnensimulations-Vorrichtung, die ein haubenartiges Gehäuse 1 besitzt. Das Gehäuse 1 besitzt eine kugelför mige Gestalt. Alternativ ist es beispielsweise auch mög lich, die Gestalt tonnenförmig auszubilden. Die dann ent stehenden Vorder- und Rückseiten - in der Figur dann als ebene Flächen 1′ parallel zur Zeichenebene ausgebildet - können beispielsweise einen zumindest teilweise einheit lichen Aufbau besitzen und aus durchsichtigem Material, beispielsweise Glas, bestehen.

Die beiden Schichten des Gehäuses 1 sind eine Wärmeträ gerschicht 1 ₂ sowie eine Kühlschicht 1 ₃. Die Schicht 1 ₂ besteht beispielsweise aus Wasser, das sich in dem Raum befindet, der durch zwei halbkugelförmige Gehäuseteile 1 ₂′ bzw. 1₂′′ gebildet ist. Die Kühlschicht 1 ₃ ihrerseits besteht im wesentlichen aus einer Kühlflüssigkeit, die sich in dem Raum zwischen zwei halbkugelförmigen Gehäuse teilen 1 ₂′′ und 1 ₃′ befindet.

Innerhalb des Raums, der durch das Gehäuse 1 und den Bo den 2 gebildet ist, befindet sich ein Kraftfahrzeug 3 als Prüfobjekt. An der Innenseite des Gehäuses 1 sitzt eine Strahlungsguelle 4, die eine Strahlung aussendet, die in ihrer Intensität und spektralen Zusammensetzung dem Son nenlicht zumindest annähernd gleich ist. Die Strahlungs guelle 4 ist über ein angedeutetes Gestell 5 in ihrer Orientierung bezüglich des Kraftfahrzeugs 3 verstellbar - angedeutet durch einen Doppelpfeil 4′. Ergänzend ist in der Figur eine Hebebühne 6 sowie eine Schleuse 7 angedeu tet, über die das Kraftfahrzeug 3 positioniert bzw. aus dem Raum 1 entfernt werden kann. Auf demselben Weg ist es beispielsweise auch möglich, den Raum 1 für Untersu chungszwecke zu betreten und anschließend zu verlassen.

Der Boden 2 kann beliebig gestaltet werden, beispiels weise aus Sand bestehen und damit die klimatischen und strahlungstechnischen Verhältnisse einer entsprechenden Umgebung simulieren.

Zur Untersuchung des Kraftfahrzeugs und seiner Teile bei Sonnenlichtbestrahlung kann die Strahlungsguelle 4 bei spielsweise in der gezeigten Lage bezüglich des Kraft fahrzeugs 1 justiert werden. Die ausgesandte Strahlung 8 trifft auf das Kraftfahrzeug 1 auf und wird teilweise von diesen reflektiert. Die reflektierte Strahlung 9 wird durch das Gehäuseteil 1 ₂′ und im Wärmeträgermedium 1 ₂ aufgenommen und an das Kühlmedium 1 ₃ weitergeleitet. Die Temperatur des Wärmeträgermediums kann durch eine ent sprechende Energieabfuhr mit Hilfe des Kühlmediums 1 ₃ konstant auf dem Wert gehalten werden, der innerhalb des Raumes gewünscht ist. Hierzu wird auch die durch das Kraftfahrzeug und durch die Absorption der auftreffenden Strahlung 8 gebildete Wärme ebenfalls über das Wärme trägermedium 1 ₂ aufgenommen und an das Kühlmedium 1 ₃ ab geführt. Damit lassen sich innerhalb des Raumes 1 ther misch stabile Verhältnisse einstellen. Durch die Verlage rung des Taupunkts aus dem Prüfraum heraus kann innerhalb des Prüfraums keine Kondensatbildung erfolgen. Damit er geben sich auch hinsichtlich der Luftfeuchtigkeit stabile Verhältnisse innerhalb des Prüfraums.

Nicht dargestellt sind zusätzliche Einrichtungen, bei denen sich die Luftfeuchtigkeit innerhalb des Prüfraums verändern und in der gewünschten Weise einstellen läßt. Ebenfalls nicht einzeln dargestellt, jedoch angedeutet, ist eine freitragende Trägerkonstruktion 10, mit der die Strahlungsquelle 4 an der gewünschten Stelle positioniert werden kann. Mit entsprechender Einstellung der Orientie rung der Strahlungsquelle 4 und ggf. auch durch zusätzli che Leistungssteuerung der Strahlungsguelle 4 ist es mög lich, die thermische Belastung des Kraftfahrzeugs 3 im Laufe eines Tages bei wechselnden Sonnenständen und ta geszeitabhängig unterschiedlicher Energieabgabe zu simu lieren.

Ebenfalls nicht dargestellt ist die Ausbildung der Hebe bühne 6 als Drehbühne, mit der das Kraftfahrzeug in sei ner Drehlage bezüglich der Strahlungsguelle 4 veränderbar ist.

Damit ergibt sich eine Simulationsvorrichtung, die mit kleinem Bauraum und geringem Energieaufwand eine reali stische Simulation der Sonnenlichtbestrahlung eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.

Claims

1. Sonnenlichtsimulations-Vorrichtung für Kraftfahr zeuge mit einem Gehäuse für das Kraftfahrzeug, mit einer Strahlungsquelle auf der Innenseite des Gehäu ses und mit Mitteln zum Entfernen von Wärme aus dem Bereich des Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse das Kraftfahrzeug haubenartig um schließt und daß an der Haube eine Wärmeträger- Schicht angeordnet ist, die die Wärme aufnimmt und an einen Wärmetauscher weitergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht Wasser als Wärmeträgermedium ent hält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß ei Wärmetauscher auf der Außenseite der Haube in wärmeleitendem Kontakt mit der Schicht angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher eine Kühlflüssigkeit enthält.