SE507769C2 - Provanordning för krockprovning av delsystem till personbilar vid simulerad sidokollision - Google Patents

Description

lO lx) U\ 507 769 2 tidigt skede av arbetet med att utveckla en ny bilmodell är dessutom tillgången på färdiga bilar eller färdigmonterade karosser naturligt nog mycket begränsad.

För att man vid provning av material och komponenter/detaljer skall kunna slippa genomföra krockprov på kompletta bilar/karosser i orimligt antal behövs tillgång till effektiv provutrustning som möjliggör prov av delsystem på ett så verklighetsnära sätt som möjligt, så att provresultaten kan förväntas överensstämma med prov där delsystemet (materialet, komponenten, detaljen etc.) är monterat på sin rätta plats i ett mer eller mindre komplett fordon eller en hel kaross. En hittills använd teknik har inneburit att det aktuella provobjektet, exempelvis en personbilsdörr med sin närmast omgivande struktur, monterats på en rörlig vagn som löper på en krockbana. Den med dörren och dess omgivande struktur försedda vagnen körs sedan med hjälp av ett särskilt framdragningsverk mot en på krockbanan placerad bilstol med däri fast- spänd krockdocka. Detta förfarande innebär dock att hela krockbanan måste tas i anspråk för delsystemprovet som därigenom förhindrar annan verksamhet på krock- banan. Av bland annat säkerhetsskäl måste nämligen samma rutiner följas vid ett sådant delsystemprov som vid ett fullskaleprov med en komplett bil eller kaross.

Krockbanans hela personal och utrustning berörs alltså i sin helhet också vid prov- ning av ett jämförelsevis litet delsystem till ett fordon. Eftersom en sådan provning också oftast omfattar en serie av krockar blir denna teknik med vagnmonterat prov- objekt på en krockbana mycket kostnadskrävande. Dessutom är den rörliga vagnens massa svår att stoppa, och krockdockan utsätts för onödigt stort våld i ett ur prov- njngssynpunkt tärnligen ointressant sent skede av den sirnulerade krockhändelsen.

Det finns också provningsanläggningar där man i stället för framdragningsverk an- vänder någon typ av sk. slädkanon för att åstadkomma den mot provningsvagnen svarande provningsslädens rörelse utmed krockbanan. Provningsanläggningar med slädkanon är emellertid också komplicerade, dyra och unyrnmeskrävande anlägg- ningar vars drift erfordrar medverkan av ett avsevärt antal tekniker. 10 k) Ur 507 769 b) Det är också känt mindre utrymmeskrävarrde anläggningar som är speciellt avsedda för att endast prova komponenter eller mindre delsystem till fordon. Som exempel på detta slag av provningsutrustnjng kan hänvisas till den anordning som beskrivs i DE 4 407 256 C2. Det är därvid fiåga om en komponent-provstâllning för konstruk- tionssidodelar och stolar till motorfordon. Denna kända provställning, som är avsedd för krocksirnulering vid en sidokollision, omfattar en på en golvplåt fäst fordonsstol (med däri fastspänt sittande krockdocka), en förskjutbart fasthållen fordonssidodel (exempelvis en fordonsdörr) samt en med ett deforrnationselement försedd kolli- sionsdel, som kan simulera en del (exempelvis frampartiet) av ett från sidan pâ- körande fordon. Golvplåten är fritt rörligt anordnad i provställningen, fordonssido- delen är förskjutbart lagrad och styrd på styrbanor, och kollisionsdelen med tillhö- rande deformationselement är förskjutbart lagrad på styrbanor. Kollisionsdelen är kopplad till en kolv-cylinder-anordning som via en ledning och över en styrventil samt en Uyckackumulator står i förbindele med en fluidpump. Denna kända anord- ning kan endast åstadkomma krockkrafter inom ett fast förutbestämt område av den aktuella fordonssidodelen. Anordningen saknar helt medel för omställning av exem- pelvis kollisionsdelens höjd ovanför golvplåten som uppbär fordonsstolen.

Ett huvudändarnål med föreliggande uppfinning är att undvika de ovan berörda nack- delarna som vidlåder de kända typerna av komplicerade och utrymmeskrävande provutmstningar och provningsarrläggrringar. Syftet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en ny typ av konstruktivt enkel, och därmed prisbillig kompo- nentprovanordning, som är föga utrymmeskrävarrde jämfört med kända anordningar och vars drift endast erfordrar medverkan av säg två personer, exempelvis en meka- niker och en provningsingenjör. Provanordningen skall vidare vara så utförd att aktuellt provobjekt på enkelt sätt kan monteras på valfri höjd i förhållande till den med krockdocka försedda fordonsstolen. En provserie med stegvis ändring av exem- pelvis höjdrelationen eller krockintensiteten mellan provobjektet och fordonsstolen skall vara enkel att genomföra. lJu 10 25 507 769 4 Ovannämnda ändamål och syfte kan vid en komponentprovanordning av det inled- ningsvis angivna slaget enligt uppfinningen uppnås därigenom att anordningen upp- visar de i patentl som utmärker föredragna utföringsformer av komponentprovanordningen enligt kravet 1 framgår vidare av de osjälvständiga patentkraven.

Primätt utmärkande för en komponentprovanordning enligt uppfinningen är således att den omfattar: ett horisontellt provbord innefattande inbördes parallella balkar; en på provbordet anordnad fordonsstol vänd i rikming tvärs provbordets balkriktning, i vilken stol en krockdocka är fastspännbar medelst ett till stolen hörande bilbältes- system; ett på avstånd ovanför provbordet befintligt balksystem, exempelvis tak- balksystem; en i balksystemet svängbart upphängd pendelrigg omfattande en i ett vertikalplan mellan balksystemet och provbordet nedhägnande pendelstolpe vars övre änddel är ledförbunden med balksystemet och vars nedre ände är försedd med en styrfot styrd mellan ett par av provbordets balkar, en i nedre delen av pendel- stolpen fastsatt ram för montering av aktuellt provobjekt; ett på provbordet fast anbragt drivaggregat med snabbrörlig drivöverföringsdel; och ett mellan pendel- stolpens nedre del och drivöverföringsdelen inkopplat stångsystem för överförande av sidokrocksirnulerande krafter och rörelser till pendelstolpen.

När en personbil blir utsatt för en sidokollision orsakad av ett från sidan påkörande fordon blir inträngningshastigheten hos den påkörda bilens innerstrulctur högst i ett område långt ner på bilsidan, där det påkörande fordonets stötfångare träffar. Högre upp på bilsidan blir inträngningshastigheten läge och tidsmässigt något fördröjd i förhållande till det nämnda initiala kollisionsområdet där det påkörande fordonets stötfångare träffar. För att efterlikna denna hastighetsgradient, eller med andra ord hastighetsfördelning i vertikalled, är provanordningens pendelriggkonstruktion med vertikalt nedhängande pendelstolpe mycket lärnplig. Genom att ändra pendelstolpens verksamma pendellängd kan man styra den inbördes skillnaden mellan provobjektets (exempelvis fordonsdörrens) hastighet i ovankanten och underkanten, så att den överensstämmer med den tänkta bilmodellens uppförande. Pendelstolpens verk- 10 15 IQ U\ 5 507 769 samrna pendellängd kan enkelt ändras genom ändring av den punkt där pendelstol- pens övre änddel är ledlagrad i takbalksystemet.

I krav 2 och 3 anges särdrag för en utföringsform av komponentprovanordningen enligt uppfinningen, vilken utföringsfonn är särskilt ägnad att möjliggöra snabb änd- ring av den verksamma pendellängden.

Det mellan pendelstolpens nedre del och drivöverföringsdelen inkopplade stång- systemet, som svarar för överförandet av de sidokrocksimulerande krafterna och rörelserna till pendelstolpen, kan lämpligen uppvisa de i kravet 4 angivna särdragen.

Med en kraftöverföringsgaffel enligt detta krav uppnås att sidokrockkraften från drivaggregatet leds in mot monteringsramens motsatta ytterkanter på ett symmetriskt sätt varigenom man effektivt undviker risken för torsion av pendelstolpen när prov- objektet träffar stolen och krockdockan.

Drivaggregatet hos komponentprovanordningen enligt uppfinningen kan vara utfört på olika sätt. I kravet 5 anges ett utförande där drivaggregatet omfattar en hydraulisk maskin eller motor som åstadkommer såväl acceleration som efterföljande retarda- tion av pendelstolpens nedre del vid krocksimuleringen.

För att inte i onödan utsätta krockdockan och fordonsstolen för våldsamma krafter i ett ur provningssynpunkt ointressant sent skede av den simulerade sidokrocken kan det vara lämpligt att fordonsstolen är monterad på sätt som framgår av kravet 6.

För att säkerställa att pendelstolpens pendlingsrörelse, från ett från lodlinjen utvink- lat utgångsläge, verkligen sker i ett väldefinierat vertikalplan är det lämpligt att pen- delstolpens styrfotdel är utförd enligt kravet 7.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare nedan under hänvisning till ett på bifogade ritning visat utföringsexempel. För ritningsfigurema gäller därvid att: Ur 10 15 20 507 769 6 fig. 1 i vertikalprojektion visar en komponentprovanordning enligt uppfinningen; och fig. 2 i horisontalprojektion uppifrån visar anordningen enligt fig. 1.

Den i fig. 1 och 2 visade kornponentprovanordningen är avsedd för kollisionsprov- ning av delsystem till fordon, och då i synnerhet personbilar, vid sirnulerad sido- krock.

Komponentprovanordningen enligt uppfinningen har en basdel i form av ett horison- tellt provbord 2 omfattande ett antal inbördes parallella balkar 4 som är inbördes åt- skilda i sidled, så att mellan dem finns spalter eller springor 6. På en ovanpå prov- bordet 2 anordnad förskjutningsbana 8 (se fig. 1) som sträcker sig i provbordets 2 balkrikniing, är monterad en i sidled längs förskjutningsbanan 8 rörlig fordonsstol 10 som är vänd i riktning tvärs provbordets 2 balkriktning. I stolen 10 är placerad en sittande krockdocka 12 som är fastspänd i stolen med hjälp av ett konventionellt bil- bältessystem av rullbältetypen. Bältessystemet omfattar dels ett bältesband 14 som från det tänkta fordonets B-stolpe 16 sträcker sig snett ner över dockans bröstkorg till ett fäste vid stolens 10 högra sida, dels från sistnämnda fäste ett över höftkam- mama sig sträckande bältesband 18 som utgår från ett fäste längs ner på B-stolpen 16, vid stolens vänstra sida.

På ett avstånd av förslagsvis 3 m ovanför provbordet 2 finns ett till provanordningen hörande balksystem 20, som tex. kan vara ett takbalksystem. Detta balksystem kan omfatta två eller flera parallellt löpande balkar 22 inbördes förbundna genom tvär- gående fördelningsbalkar 24. I fig. 2 visas endast en balk 22 saint en fördelningsbalk 24.

Balksystemet 20 omfattar vidare en däri fäst lagringsplatta 26, som exempelvis kan vara 1 m lång och försedd med ett antal, tex. sju stycken, på olika avstånd ovanför provbordet 2 placerade upphängningshål 28. Provanordningen omfattar vidare en i balksystemet 20 svängbart upphängd pendelrigg 30. Pendelriggen omfattar en i ett vertikalplan mellan balksystemet 20 och provbordet 2 nedhångande pendelstolpe 32 10 20 k) Un 7 507 769 vars övre änddel är ledförbunden (vid ledstället 34, se ñg. 1) med balksystemet, och vars nedre ände är försedd med en styrfotdel 36. Styrfotdelen omfattar i sin tur en skivforrnad styrdel 38 som är glidbart upptagen i den i fig. 2 med 6” betecknade springan mellan två av provbordets 2 parallella balkar 4.

Såsom visas i fig. 1 har pendelstolpen 32, i sin övre änddel, ett mot upphängnings- hålen 28 i lagringsplattan 26 svarande antal monteringshål 40. Pendelstolpen 32 är upphängd i lagringsplattan 26 medelst en upphängningsbult (vid centrum av 34) som är insatt i ett av stolpens monteringshål 40 och ett mitt för detta hål beläget upphäng- ningshål 28 i lagringsplattan 26. Pendelstolpens 32 verksamma pendellängd kan allt- så ändras genom ändrat val av samverkande, bultupptagande hål 28 och 40 i lag- ringsplattan 26 respektive pendelstolpens övre änddel samt därefter insättning av upphängningsbulten i de sålunda valda, nya koaxiella hålen. Vid insättningen av den nya upphängiiingsbulten får den tidigare upphängningsbulten sitta kvar i sina koaxiella hål för att borttagas först när insättningen av den nya bulten är klar. Här- igenom uppbär den gamla bulten pendelriggens 30 hela tyngd under insättningen av den nya bulten, vilket avsevärt underlättar insättningsförfarandet. Genom ändring av pendelstolpens 32 verksamma pendellängd på det nu beskrivna sättet bibehålles ändå pendelstolpens styrfotdel 36 i oförändrat höjdläge i förhållande till provbordet 2.

I sin nedre del är pcndelstolpen 32 försedd med en fast anbragt ram eller inspän- niiigsanordning 42 för montering av aktuellt provobjekt, som i det visade fallet är en fordonsdörr 44 med fönsterruta 46. Monteringsramen 42 omfattar övre och nedre fasthållningsdelar för dörren 44, vilka fasthållningsdelar i fig. l är betecknade 48 respektive 50. Monteringsramens 42 bågformade rörelsebana (vid pendelstolpens 32 pendelrörelse) är således omställbar genom ändring av pendelstolpens 32 pendel- längd på det ovan beskrivna sättet.

För åstadkommande av pendelstolpens 32 pendelrörelse omfattar provanordningen ett på provbordet 2 fast anbragt drivaggregat 52 med en av aggregatets 52 drivaxel 54 snabbt svängbar drivöverföringsdel 56 mellan vars övre ände och pendelstolpens 10 15 20 25 507 769 8 32 nedre del är ledat inkopplat ett stångsystem 58. Detta stångsystem svarar för över- förandet av de sidokrocksimulerande krafterna och rörelserna fiån drivaggregatet 52 till pendelstolpen 32. Stångsystemet 58 omfattar en krafiöverföringsgaffel bestående av ett par bort från drivaggregatets drivöverfóringsdel 56 divergerande drivstänger 60 och 62 vilkas ändar är ledat förbundna med å ena sidan drivöverföringsdelen 56 och, å andra sidan, var sin ytterkant av monteringsranien 42, såsom tydligast framgår av ñg. 2. Stolen 10, krockdockan 12, banan 8 och organen 64, 66, 68 har för enkel- hets skull utelämnats i fig. 2.

Drivaggregatet 52 kan vara en hydraulisk maskin eller motor som via sin drivande vridaxel 54 är kopplad till drivöverföringsdelen 56. Via drivöverföringsdelen och stångsystemet 58 åstadkommer drivaggregatet 52 accelerationen och den efterföl- jande retardationen av pendelstolpens 32 nedre del och den där fastsatta monterings- ramen 42 med den däri inmonterade fordonsdörren 44. För att underlätta accelera- tionen av pendelriggen 30 (i dess pendelrörelse) är det lämpligt att tillverka pendel- stolpen, monteringsramen, styrfotdelen och stångsystemet av ett lätt material.

När fordonsstolen 10 utsättes för sidokollisionskrafterna från fordonsdörren 44, så kan stolen röra sig i sidled längs forskjutningsbanan 8. Vid slutet av banan finns en stoppbock 64 och ett av en ram 66 uppburet uppfángnjngsnät 68för uppfångande av den längs banan 8 förflyttbara stolen 10 med tillhörande krockdocka 12.

Som exempel på delsystem som lärnpligen kan provas medelst provanordningen en- ligt uppfinningen kan nämnas: fordonsdörrar med olika slag av däri ingående energi- absorbenter (såsom cellskiktsblock, bikaksblock, sandwichelement etc.); sidoajrbags monterade vid sidan av en fordonsstol; samt olika slag av andra material, komponen- ter och detaljer vilkas egenskaper kan påverka fordonets krocksäkerhet och -egenska- per.

Claims (7)

10 20 9 507 169 Patentkrav

1. l. Komponentprovanordning för kollisionsprovning av delsystem till fordon, spe- ciellt personbilar, vid simulerad sidokollision, kännetecknad av ett horisontellt provbord (2) innefattande inbördes parallella balkar (4), en på provbordet anordnad fordonsstol (10) vänd i riktning tvärs provbordets balk- rikming, i vilken stol en krockdocka (12) är fastspärmbar medelst ett till stolen hörande bilbältessystem ( 14, 18), ett på avstånd ovanför provbordet (2) befintligt balksystem (20), exempelvis takbalk- system, en i balksystemet svängbart upphängd pendelrigg (30) omfattande en i ett verti- kalplan mellan balksystemet och provbordet nedhängande pendelstolpe (32) vars övre änddel är ledförbunden med balksystemet (20) och vars nedre ände är försedd med en styrfotdel (36) styrd mellan ett par av provbordets balkar (4), en i nedre delen av pendelstolpen (32) fastsatt ram (42) för montering av aktuellt provobjekt (44), exempelvis en fordonsdörr, ett på provbordet fast anbragt drivaggregat (52) med en snabbrörlig drivöverförings- del (56), ett mellan pendelstolpens (32) nedre del och drivöverföringsdelen inkopplat stång- system (58) för överförande av sidokrocksimulerande krafter och rörelser till pen- delstolpen.

2. Anordning enligt krav l, kännetecknad av att balksystemet (20) omfattar en däri fast lagringsplatta (26) med ett antal på olika avstånd ovanför provbordet (2) placerade upphängningshål (28) för pendelstolpens (32) ledinfastriing, att i sin övre änddel har pendelstolpen ett motsvarande antal monteringshål (40), och att pendel- stolpen är upphängd i lagringsplattan (26) medelst en upphängningsbult insatt i ett av stolpens rnonteringshål (40) och ett mitt för detta beläget upphängningshål (28) i lagringsplattan. 10 507 769 10

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att monteringsramens (42) bågformade rörelsebana är omställbar genom ändring av pendelstolpens (32) pendellängd, vilken ändring sker genom ändrat val av samverkande, bultupptagande hål (28, 40) i lag- ringsplattan (26) och pendelstolpens övre änddel, samt insättning av upphängriings- bulten i de sålunda valda, koaxiella hålen.

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att stångsystemet (58) omfattar en lcraftöverforingsgaffel vari ingår ett par bort från drivaggregatets (52) drivöverföringsdel (56) divergerande stänger (60, 62) inkopplade mellan å ena sidan drivöverföringsdelen och, å andra sidan, var sin ytterkant av monteringsramen (42).

5. Anordning enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att drivaggregatet (52) omfattar en hydraulisk maskin eller motor som via en vridaxel (54) är kopplad till drivöverföringsdelen (56) för att via densamma och stångsystemet (58) åstadkomma acceleration och efterföljande retardation av pendelstolpens (32) nedre del och den där fastsatta monteringsramen (42) med inmonterat provobjekt (44).

6. Anordning enligt något av kraven l-5, kännetecknad av att fordonsstolen (10) är så monterad på en i provbordets (2) balkriktiiing förlöpande förskjutningsbana (8), att när stolen utsattes för sidokollisionskraft från provobjektet (44), så kan stolen röra sig i sidled utmed förskjutningsbanan, och att vid slutet av banan (8) finns stopporgan (64) och/eller uppfångrtingsorgan (66, 68) för den längs banan förflytt- bara fordonsstolen (10) med tillhörande krockdocka (12).

7. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att pendelstolpens (32) styrfotdel (36) omfattar en skivformad styrdel (38) som är förskjutbart styrd i en spalt eller springa (6°) mellan ett par bredvid varandra belägna balkar (4) i provbor- det (2).