DE8532913U1

DE8532913U1 - Einrichtung zur Simulation von Witterungsbedingungen

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Publication number: DE8532913U1
Application number: DE19858532913
Authority: DE
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1985-11-22
Filing date: 1985-11-22
Publication date: 1987-07-02

Description

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Ingolstadt, den 19. November 1985
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Einrichtung zur Simulation von Witterungsbedingungen

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Die E betrifft eine Einrichtung zur Simulation von Witterungsbedingungen für die Untersuchung von PrüfObjekten, insbesondere zur Prüfung von Kraftfahrzeugen oder Baugruppen davon.

Bestandteil der Entwicklung von Kraftfahrzeugen ist unter anderem deren Prüfung als ganzes oder von Aggregaten und Baugruppen davon auf Tauglichkeit für unterschiedliche Witterungsbedingungen. Diese ergeben sich aus den jeweiligen Jahreszeiten sowie aus zum Teil extrem voneinander abweichenden Klimazonen auf der Erde.

Insbesondere in sonnenreichen Klimazonen wird der Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges thermisch stark belastet, wobei es darüber hinaus erforderlich ist, daß z. B. Schalttafeln, Hutablagen, Türbrüstungen und Sitze gerade gegen den Einfluß des UV-Lichtes eine ausreichende Beständigkeit haben.

Wegen der Cyj-Wert-Minimierung werden durch die entsprechende Schrägstellung die Fensterflächen immer größer, was eine, für den Fahrzeuginsassen als sehr unangenehm empfundene Überhitzung des Fahrgastraurnes zur Folge hat. Praxisnahe Erkenntnisse ergeben sich bei der Fahrzeugentwicklung aufgrund von darauf ausgerichteten Sommererprobungsfahren. Geometrische Abmessungen, Einbaulage, Größe, Material und ähnliche Parameter sind Einflußgrößen, die einer Optimierung zugeführt werden müssen.

Diesbezüglich erfolgt häufig, wie bereits erwähnt, eine Untersuchung bzw. Erprobung vor Ort aber auch über die Simulation solcher Klima-/Witterungsbedingungen in eigens dafür einzurichtenden Klimakammern. Darin lassen sich z. B. die Einflüsse unterschiedlich starker Sonnenbestrahlung, unterschiedlicher Umgebungstemperaturen und Luftfeuchtigkeiten auf die vorstehend genannten Einrichtungen und Aggre-

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gate ermitteln. Häufig werden derartige Untersuchungen auch in Windkapälen durchgeführt, wobei dort aber der Einfluß der natürlichen Sonneneinstrahlung oft unberücksichtigt bleibt.

Aus wirtschaftlichen Gründen heraus sollte ein dynamischer Windkanal in entsprechenden Abmessungen, der beispielsweise der Gestaltung einer c_w-Wert-optimierten Fahrzeugkarosserie dient, nicht für statische Versuche für die vorstehend erwähnten Zwecke verwendet werden. Deshalb wäre es stets sinnvoll, eine zusätzliche Klimakammer einzurichten, um diese speziellen Prüfungen, auch Bauteileprüfungen, vornehmen zu können.

Dabei treten aber vielfältige Probleme bei der Realisierung auf. Für den Bau eines entsprechend klimatisierten Klimaraumes inclusive Feuchteregelung mit den dazugehörigen Einrichtungen wie Sonnensimulation, Kälteanlage usw. sind in bereits vollständig belegten und verplanten Industriegebäuden außerordentlich aufwendige Baumaßnahmen erforderlich. Soll hingegen eine bereits vorhandene Räumlichkeit genutzt werden, so sind die erforderlichen Aggregate sowie verschiedene Versorgungs- und Entsorgungsanschlüsse meist zu weit entfernt. Ein eventuell doch letztendlich geschaffener Klimarauin ist dann an den gewählten Standort gebunden, sodaß eine in dieser Hinsicht flexible Nutzung nicht gewährleistet werden kann.

Von vorstehenden Ausführungen ausgehend liegt der vorliegenden ■g die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Simulation von Witterungsbedingungen zur Untersuchung von Prüfobjekten, insbesondere zur Prüfung von vollständigen Kraftfahrzeugen und/oder deren Baugruppen zu schaffen, die als in sich geschlossene Einheit kostengünstig herstellbar und betreibbar und flexibel einsetzbar ist.

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Diese Aufgabe wird egemäß durch eine Vorgehensweise gelöst, wie sie dem kennzeichnenden Merkmal des anspruches 1 zu entnehmen ist.

Damit ist eine Einrichtung geschaffen, die frei von jeglichpn Platzzwängen ist und außerdem nicht ständig an einen bestimmten Standort gebunden ist. Die vorzugsweise Integration eines Klimafaumes mit den, die verschiedenen Klimabedingungen herstellenden Aggregaten, Und eines Kontrollraumes mit den, der Steuerung dienenden elektrischen und elektronischen Baugruppen in den transportablen Großbehälter führt zu einer ausgesprochen kostengünstigen Lösung.

Der transportable Großbehälter ist dabei in einer besonders vorteil haften Ausführung als quaderförmiger Container ausgeführt, der in seinen Abmessungen beispielsweise entsprechenden Normgrößen von Schiffscontainern entspricht.

Weitere Vorteile sind der nachstehenden Figurenbeschreibung sowie den Unteransprüchen entnehmbar. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform dargestellt, dabei zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht eines sgemäß ausgestatteten Großbehälters in Schnittdarstellung gemäß Pfeile I in Figur 2,

Figur 2 eine Draufsicht auf den transportablen Großbehälter (Schnittdarstellung gemäß Pfeile II in Fig., 1) und

Figur 3 eine Schnittdarstellung gemäß Pfeile III in Figur-1.

Ein in Figur 1 dargestellter Container 1 (LxBxH = ca. 9x3x3 m), d. h. dessen Seitenwände 2, 3, Stirnwände h, 5 sowie Boden- und Dachfläcne 6, 7 sind vorzugsweise zweischalig aus Stahlblech bzw. Aluminiumblech hergestellt und weisen neben zwischenliegenden Verstärkungseinlagen (nicht dargestellt) eine der Wärmeisolierung &igr;

s dienende Füllung 8 auf. Der Container 1 ist im wesentlichen in

!' zwei Hauptkammern unterteilt, wobei eine, etwa 2/3 des gesamten

,. Raumangebotes einnehmende Hauptkammer als Klimaraum (Meßraum) 9

jjjh dient, während eine zweite, als Kontrollraum 10 vorgesehene §[ Hauptkammer der Steuerung dienende elektrische und elektronische Baugruppen 11, 12 mit den Einrichtungen zur MeSwertermittlung und

Auswertung und außerdem einen Beobachtungs- und Bedienplatz 13 ]

für eine Bedienungsperson aufweist. Der Kontrollraum 10 ist durch j

einen Zwischenboden 14 abgegrenzt, wobei unter diesem als Haupt !

aggregate eine Kälteanlage 15 sowie zwei Gebläse 16 mit nachstehend j noch zu beschreibender Funktion untergebracht sind.

Der Container 1 ist auf gleichmäßig verteilt angeordneten Fundamenten 17 aufgestellt und weist an der einen Stirnwand 4 eine ausreichend bemessene Türöffnung 18 mit zugehöriger Rampe 19 auf, damit ein zu prüfendes Kraftfahrzeug 20 in den Klimaraum 9 einfahren kann.

Darin sind, wie auch die weiteren Figuren 2 und 3 zeigen, zunächst Beleuchtungseinheiten 23 und im oberen Bereich des Klimaraumes 9 beidseitig des Kraftfahrzeuges 20 je vier Sonnensimulationslampen 24 vorgesehen, die jeweils einzeln für sich horizontal auf entsprechenden Führungen 25 verschiebbar sind, und deren Licht bezüglich Energie und Spektralverteilung soweit als möglich der natürlichen Sonnenbestrahlung entspricht und dabei einstellbar ist. Jeder Sonnensimulationslampe 24 sind zwei Reflektoren 26, 27 derart zugeordnet, daß dadurch eine optimale und wirklichkeitsnahe Bestrahlung des Kraftfahrzeuges 20 erreicht werden kann.

Zumindest an einer Seitenwand 2 des Containers 1 sind entsprechende Meßleitungen 29 verlegt, an die diverse Meßelenente (hier nicht dargestellt) zur Kontrolle der eingestellten Betriebsbedingungen angeschlossen sind.

Über Treppe 30 und Tür 33 ist der Kontrollraum 10 erreichbar. Dort befindet sich ein Kontrollpult 34 sowie ein Beobachtungsfenster 35 zur Überwachung der Vorgänge im Klimaraum 9. Hier befindet sich auch die elektronische Baugruppe 11 zur Steuerung und zumindest teilweisen Auswertung der Meßvorgängr . ie die elektrische Baugruppe 12» die beispielsweise mittels einer in der Dachfläche 7 mündenden Energieleitung 36 mit der notwendigen Energie zum Betrieb der einzelnen Aggregate versorgt wird. Der KontroÜraum ist außerdem über eine weitere Außentreppe 37 mit Tür 38 zugänglich.

Die Anordnung der Baugruppen in einem unterhalb des Kontrollraumes 10 sich befindenden Belüftungsraum 28 läßt &zgr;. B. je nach Außentemperatur zwei Betriebsweisen zu. Dies dient vor allem dem Zweck, die durch die Sonnensimulationslampen 24 entstandene Wärme abzuführen bzw. im Klimaraum 9 die gewünschte Temperatur zu erreichen.

Dabei wird im ersten Fall Frischluft 39 über ein an der Stirnwand 5 vorgesehenes Einlaßgitter 40, ein Filter 41 und eine in dieser Betriebsstellung geöffnete Klappe 42 den bereits genannten Gebläsen 16 zugeführt und von dort aus nach Durchströmen eines Wärmetauschers 43 in den Klimaraum 9 gebracht, von wo aus sie durch ein Abluftgitter 53 wieder nach außen gelangen kann. (Die Türöffnung 18 sollte stets geschlossen sein).

Im anderen Fall sind Einlaßgitter 40, Klappe 42 und Abluftgitter 53 verschlossen, während zwei bis dahin geschlossene, beidseitig der Gebläse 16 angeordnete Luftklappen 44, 45 nun geöffnet sind. Dadurch ergibt sich ein Belüftungskreislauf durch Umluft 52 und zwar über, im Deckenbereich des Klimaraumes 9 beidseitig angeordnete Belüfungskammern 46 mit entsprechenden in die Gebläseausgangsöffnungen mündenden Belüfungskanälen 48, 49.

Die dem Klimaraum 9 zugeführte Luft bzw. deren Temperatur wird durch den Wärmetauscher 43 bestimmt, der über hier nicht näher dargestellte Leitungen mit der bereits vorbeschriebenen Kälteanlage 15 gekoppelt ist.

Über an den Seitenwänden 2, 3 weiterhin vorgesehene Abluftventilatoren 50, 51 kann beispielsweise die aus der gesamten Energiebilanz der Kälteanlage 15 und den Verlustleistungen der elektronischen und elektrischen Baugruppen 11, 12 sich ergebende Uberschußwärme nach außen abgeführt werden.

Die gesamte Anlage bildet somit eine in sich geschlossene, funktionsfähige Einheit und kann überall dort, wo eine Versorgung mit elektrischer Energie sichergestellt werden kann aufgestellt und betrieben werden. Dies geschieht mittels Kran und Transportfahrzeug*

Die Installation von Kontroll- und Überwachungseinrichtungen, die einen unbeaufsichtigten Betrieb zulassen (z. B. bei Lanzeitversuchen) ist denkbar und ohne weiteres möglich. Ebenso ist denkbar und im Rahmen der , andere Formen und Abmessungen von transportablen Großbehältern zu wählen.

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Claims

1. Einrichtung zur Simulation von Witterungsbedingungen für die Untersuchung von PrüfObjekten, insbesondere zur Prüfung von Kraftfahrzeugen oder Baugruppen davon, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung in einen transportablen Großbehälter (1) integriert ist und dabei im wesentlichen einen der Aufnahme des Prüfobjektes (20) dienenden Klimaraum (9), diesem zugeordnete Sonnensimulationseinrichtungen (24 - 27) und Einrichtungen (15, 16, 43) zum Erreichen und Aufrechterhalten einer vorbestimmbaren Klimararmtemp^ratur sowie einen der Aufnahme elektrischer und elektronischer Baugruppen (11, 12) zur Meßwertermittlung und Auswertung dienenden Kontrollraum (10) umfaßt.

2. Einrichtung nach Petefit/Jnspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als transportabler Großbehälter ein quaderförmiger Container (1) mit zweischaligen Außenwänden (2 bis 7) und einer jeweils dazwischenliegenden, der Wärmeisolierung dienenden Füllung (8) vorgesehen ist, daß der Kontrollraum (10) einen Beobachtungs- und Bedienplatz (13) umfaßt und der Container (1) so im wesentlichen in zwei Hauptkamnern unterteilt ist, wobei eine, etwa 2/3 des gesamten Raumangebotes einnehmende Hauptkammer durch den Klimaraum (9) gebildet wird, in den eine, an der einen Stirnwand (4) des Containers (1) vorgesehene Türöffnung (18) führt.

3. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß im oberen Bereich des Klimaraumes (9), beidseitig des Prüfobjektes (20) je eine Anzahl

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Sonnensirnulationslampen (24) auf Führungen (25) horizontal verschiebbar angeordnet sind, denen weiterhin Reflektoren (26, 27) zur Bestrahlung des Prüfobjektes (20) zugeordnet sind.

A. Einrichtung nach nspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Sonnensimulationslampen (2A) bezüglich Energie und Spektralverteilung des abgestrahlten Lichtes einstellbar sind.

5. Einrichtung nach Panspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dem Klimaraum (9) ein zusätzlicher, mit Kälteanlage (15), Wärmetauscher (A3) und Gebläsen (16) ausgestatteter Belüftungsraum (28) zugeordnet und dieser unterhalb des Kontrollraumes (10) angeordnet ist, der zumindest zwei Betriebsweisen, nämlirh einen offenen und einen geschlossenen Belüftungskreislauf ermöglicht.

6. Einrichtung nach Peteetflnspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Kälteanlage (15) mit dem Wärmetauscher (A3) gekoppelt ist, wobei letzterer zwischen _ tei Gebläsen (16) und Klimaraum (9) angeordnet ist und von der, von den Gebläsen (16) geförderten Luft (39, 52) durchströmt wird.

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7. Einrichtung nach anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Gebläse (16) über stirnwandseitige Einlaßgitter (AO), Filter (Al) unc¹ durch eine geöffnete hintere Klappe (A2) Fiischiuft (39) in den Klimaraum (9) fördern, die nach Durchströmen des Klimaraumes (9) über ein stirnwandseitiges Abluftgitter (53) wieder nach außen gelangt.

8. Einrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zwei, beidseitig der Gebläse (16) angeordnete Luftklappen (AA, A5) in geöffneter Stellung

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Belüftungskanäle (48, 49) freigeben, die in, im Deckenbereich des Klimaraumes (9) beidseitig angeordneten Belüftungskammern (46) münden und von Umluft (52) durchströmt sind.

9» Einrichtung nach Patefi^anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Köntroli- und Überwachungseinrichtungen für einen unbeaufsichtigten Betrieb einsetzbaf und an entsprechenden Stellen des Großbehälters (l) installierbar sind.