DE19908739A1 - Testeinrichtung zur Bestimmung der Schutzwirkung von Verkleidungsteilen - Google Patents

Abstract

Es wird eine Testeinrichtung zur Bestimmung der Schutzwirkung von Verkleidungsteilen beschrieben. Die Testeinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Gestell (4) mit einem Testschlitten (5), an dessen Vorderseite ein Beindummy (6) befestigt ist. Dieses Gestell (4) ist auf einem Beschleunigungsschlitten (1) gegenüber einer Armaturentafel (2) mit einem zu testenden Verkleidungsteil befestigt. Der Beschleunigungsschlitten (1) wird entweder gegen ein Hindernis gefahren und dort über Verformungselemente verzögert oder in geeigneter Weise in entgegengesetzter Richtung beschleunigt. Der Testschlitten (5) bewegt aufgrund seiner Trägheit den Beindummy (6) gegen das zu testende Fahrzeugelement, wobei sein Gewicht die auftretende Belastung simuliert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Testein­ richtung zur Bestimmung der Schutzwirkung von Verklei­ dungsteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um die Verletzungen der Extremitäten von Fahr­ zeuginsassen bei Kollisionen möglichst gering zu halten, sollen die Verkleidung der Armaturentafel oder der Lenk­ säule ein bestimmtes Verformungsverhalten aufweisen. Be­ sonders verletzungsgefährdet sind die Knie der Fahrzeug­ insassen. Es wurde daher schon vorgeschlagen, besondere Schutzmaßnahmen, nämlich sogenannte Kniepads an/in der Armaturentafel bzw. vor der Lenksäule anzuordnen. Diese Kniepads müssen einem gesonderten Testverfahren unterwor­ fen werden, um ihre Wirksamkeit zu bestimmen. Die bishe­ rigen Testverfahren bestanden darin, mittels eines Hy­ draulikzylinders ein fest mit der Zylinderstange verbun­ denes Dummybein gegen ein solches Kniepad zu verfahren, wobei die dabei auftretenden Kräfte gemessen und bewertet wurden. Es hat sich gezeigt, daß es mit einer üblichen Hydraulikanlage nicht möglich ist eine realitätsnahe Kol­ lisionssituationen nachzustellen, wodurch die ermittelten Daten keinen hinreichend genauen Schluß auf die Schutz­ wirkung der Kniepads zuließen. Insbesondere ist es bei dieser Methode nicht möglich, eine genügend große Auf­ prallgeschwindigkeit darzustellen. Dazu wären sehr große, für diesen Zweck nicht wirtschaftlich zu betreibende Hy­ draulikanlagen notwendig.

Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, eine Testeinrichtung darzustellen, bei der mit geringem Aufwand eine Aufprallsituation simuliert werden kann, de­ ren Auswertung eine hinreichend genaue Bewertung der Schutzwirkung von Verkleidungsteilen erlaubt. Die Test­ einrichtung soll weiterhin so aufgebaut sein, daß die Testergebnisse reproduzierbar sind. Außerdem soll sie eine Simulation ermöglichen, die stark den wirklichen Verhältnissen angenähert ist.

Dazu wird vorgeschlagen, daß das Aufschlagele­ ment an einem Testschlitten befestigt ist, der in einem an dem Beschleunigungsschlitten befestigbaren Gestell in Schienen geführt ist, wobei das Aufschlagelement an der Stirnseite des Testschlittens befestigt ist.

Um eine Simulation zu erhalten, die nahe an den tatsächlichen Verhältnissen liegt, wird vorgeschlagen, daß als Aufschlagelement ein Beindummy mit mindestens einem das Kniegelenk darstellenden Gelenk vorgesehen ist wobei das Gestell in bezug auf das Verkleidungsteil so ausgerichtet ist, daß das Knie auf das Verkleidungsteil aufschlägt.

Um verschiedene Belastungen darstellen zu kön­ nen, ist der Testschlitten so ausgelegt, daß dort pro­ blemlos Zusatzmassen befestigt werden können. Diese simu­ lieren zusammen mit der Masse des Testschlitten, die beim Aufprall wirksame Körpermasse des Fahrzeuginsassen (reduzierte Masse).

Der Fuß des Dummys wird je nach Versuchsaufbau am Boden des Verzögerungsschlitten befestigt oder frei beweglich gelassen.

Um die notwendigen Daten zur Bewertung der Wirksamkeit des Kniepads zu erhalten, ist der Testschlit­ ten mit einem Wegsensor und das Kniegelenk mit einem Kraftsensor versehen, der die Aufschlagkräfte mißt.

Um die Simulation weiter zu verfeinern, wird vorgeschlagen, den Beindummy über ein das Hüftgelenk si­ mulierendes Kugelgelenk an dem Testschlitten zu befesti­ gen, wobei die Klemmkraft des Kugelgelenks einstellbar ist, um verschiedene Gelenkwiderstände einstellen zu kön­ nen.

Die Führung des Testschlittens erfolgt mittels zweier Schienen im Gestell, wobei der Testschlitten ge­ genüber den Schienen sowohl nach oben als auch nach unten sowie zur Seite abgestützt ist.

Vorzugsweise erfolgt die Abstützung über dreh­ bar gelagerte Rollen, die jeweils in Tripeln zur beiden Seiten des Testschlittens jeweils im vorderen als auch im hinteren Bereich angeordnet sind. Diese stellen sicher, daß keine Verkantungen oder Verdrehungen des Beindummys beim Aufschlag auftreten. Dadurch wird eine hohe Reprodu­ zierbarkeit der Meßergebnisse erreicht.

Um den Erfindungsgedanken näher zu erläutern, wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel in vier Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtübersicht des Versuchsauf­ baus,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Gestell mit einem Testschlitten,

Fig. 3 eine Vorderansicht dieses Gestells und

Fig. 4 eine Draufsicht auf den vergrößert dargestellten Testschlitten.

Wie die Fig. 1 zeigt, besteht der Versuchsauf­ bau aus einem Beschleunigungsschlitten 1, auf dem einer­ seits eine Armaturentafel 2 mit dem zu testenden Kniepad 3 und andererseits ein Gestell 4 mit einem Testschlitten 5, an dessen Vorderseite das Aufschlagelement, in diesem Fall ein Beindummy 6, befestigt ist. Die Anordnung er­ folgt so, daß beim Vorfahren des Testschlittens 5 das Knie des Beindummys 6 auf das zu testende Kniepad auf­ trifft.

Um die Kollision zu simulieren, wird der Be­ schleunigungsschlitten 1 an seiner Vorderseite mit zwei Profilrohren 7 versehen, die in definierter Weise ge­ staucht werden können. Zusammen mit den Profilrohren 7 wird der Beschleunigungsschlitten 1 mit der gewählten Testgeschwindigkeit von z. B. 50 km/h gegen eine Wand ge­ fahren, wobei auf den Beschleunigungsschlitten 1 Verzöge­ rungskräfte wirken, wie sie auch in einem Realunfall an einer Fahrgastzelle angreifen. Auf Grund seiner Trägheit fährt der Testschlittens 5 nach vorne in Richtung auf die Armaturentafel 2, wobei der Beindummy 6 mit dem Knie ge­ gen das Kniepad schlägt. Die dabei auftretenden Kräfte werden im Knie gemessen und mit den jeweils zurückgeleg­ ten Wegen des Testschlittens 5 in Beziehung gesetzt. Dazu in dem Knie ein Kraftsensor 8 eingesetzt und mit dem Testschlitten 5 ein Wegsensor 9 verbunden.

Die Beschleunigung des Testschlittens kann in äquivalenter Weise auch durch eine definierte Beschleuni­ gung des Beschleunigungsschlittens 1 entgegen der Bewe­ gungsrichtung des Testschlittens 5 mittels einer dazu eingerichteten Hydraulikanlagen erfolgen. Welche Verzöge­ rungen wirksam wird, wird entweder durch die Wahl der Profilrohre 7 oder aber durch eine geeignete Steuerung der Hydraulik zur Beschleunigung des Beschleunigungs­ schlittens 1 bestimmt.

Des weiteren wird auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen, die das Gestell 4 mit dem Testschlitten 5 zei­ gen. Das Gestell 4 besteht aus zwei parallel angeordneten Rahmen 10, 11, die über mehrere Querstreben 12 miteinan­ der verbunden sind. An den Innenseiten der Rahmen 10, 11 befindet sich jeweils eine Schiene 13a, 13b an einem Längsträger 14a, 14b. Bei dem Testschlitten 5 handelt es sich um einen aus mehreren Quer- und Längsstreben 16 zu­ sammengesetzten Kasten, der mittels mehrerer Laufräder 17, 18, 19 an den Schienen 13a, 13b geführt ist. Die Laufräder 17, 18, 19 sind jeweils zu Tripeln zusammenge­ faßt und befinden sich zu beiden Seiten des Testschlit­ tens 5 jeweils am vorderen und hinteren Ende. Zwei Räder 17, 18 laufen jeweils ober- und unterhalb der Schiene 13a, 13b und sorgen dafür, daß der Testschlitten 5 weder nach oben, noch nach unten ausweichen kann. Ein drittes Laufrad 19 ist waagerecht angeordnet und stützt sich an einer nach innen gerichteten Stirnseite der Schiene 13a, 13b ab. Damit ist der Testschlitten 5 auch seitlich fi­ xiert.

An der Vorderseite des Testschlittens 5 befin­ det sich auf der Höhe des sogenannten H-Punktes ein Ku­ gelgelenk 20, dessen Kugelkopf 23 von Schrauben zusammen­ gehalten sind, so daß die Anpreßkraft, mit der der Kugel­ kopf 23 in den Lagerschalen 21, 22 gehalten wird, einge­ stellt werden kann. Das Kugelgelenk 20 dient zur Simula­ tion des Hüftgelenks des Menschen. Am Kugelkopf 23 befin­ det sich am vorderen Ende eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des Beindummys 6, hierbei handelt es sich um das Bein eines sogenannten 50%-Hybrid III-Dummys, gemäß der von der Europäischen Gemeinschaft festgesetzten Defini­ tion in den ECE-Regeln. Das Bein wird für die Zwecke des hier vorgestellten Versuchs unterhalb des Hüftgelenks vom Dummykörper getrennt.

Die Schienen 13a, 13b sind verstellbar am Rah­ men 10, 11 befestigt, so daß verschiedene Höhen aber auch verschiedene Schräglagen eingestellt werden können. Der Wegsensor 9 ist am hinteren Teil des Gestells 4 befestigt und ist über einen abwickelbaren Draht 24 mit dem Test­ schlitten 5 verbunden. Die Verschiebung des Testschlit­ tens 5 wird damit in eine Drehbewegung einer Spindel um­ gesetzt, deren Auswertung eine entsprechende Weginforma­ tion liefert.

Des weiteren kann der Testschlitten 5, was hier ebenfalls nicht dargestellt ist, durch Bänder bzw. Gurte mit dem Gestell 4 über eine Lose verbunden werden, die die Wirkung eines Rückhaltegurtes simulieren.

Fig. 4 zeigt den Testschlitten 5 in Draufsicht.

An der Vorderseite befindet sich das schon erwähnte Ku­ gelgelenk 20, dessen Kugel mit einer Befestigungsaufnahme für den Beindummy 6 versehen ist. Der Schlitten ist als Gittergestell ausgeführt. Dadurch ist er einerseits aus­ reichend stabil und verwindungssteif und andrerseits leicht genug, damit beim Aufprall keine zu hohe Träg­ heitskräfte wirken. An der Innenseite der Stirnseite mit dem Kugelgelenk 20 befindet sich ein Aufnahme 25 für ein Hydraulikstößel, mit dem ggf. der Schlitten beschleunigt werden kann. Die Aufnahme 25 ist so gestaltet, daß sich der Stößel kurz vor dem Aufprall des Dummys auf das zu testende Verkleidungsteil aus der Aufnahme löst, so daß der Schlitten die letzte Wegstrecke frei zurücklegt.

Claims (8)

1. Testeinrichtung zur Bestimmung der Schutzwirkung von Verkleidungsteilen im Fahrgastraum, insbesondere der Schutzwirkung von sogenannten Kniepads, mit einem Beschleunigungsschlitten, auf dem das zu testende Fahrzeugteil sowie ein auf das dieses Teil zufahrba­ res Aufschlagelement montiert ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufschlagelement an einem Test­ schlitten (5) befestigt ist, der in einem am Be­ schleunigungsschlitten (1) befestigten Gestell (4) in Schienen (13a, 13b) geführt ist, wobei das Auf­ schlagelement an der vorderen Stirnseite des Test­ schlittens (5) befestigt ist.

2. Testeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufschlagelement ein Beindummy (6) mit mindestens einem Gelenk ist, das ein Kniegelenk simuliert.

3. Testeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Beindummy (6) am Testschlitten (5) über ein Kugelgelenk (20) befestigt ist, das ein Hüftgelenk simuliert.

4. Testeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuspannkraft der Lagerschalen (21, 22) des Kugelgelenks (20) verstellbar ist, um den Widerstand des Kugelgelenks (20) gegen eine Verstel­ lung zu verändern.

5. Testeinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Testschlittens (5) an den Schienen (13a, 13b) durch mehrere Laufräder (17, 18, 19) erfolgt, wobei die Abstützung in vertikaler Richtung sowohl nach oben als auch nach unten erfolgt.

6. Testeinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wegsensor (9) vorgesehen ist, der die Bewegung des Testschlit­ tens (5) erfaßt.

7. Testeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Kniegelenk ein Kraftsensor (8) vor­ gesehen ist, um die beim Auftreffen auf das zu te­ stende Verkleidungsteil auftretenden Kräfte zu er­ fassen.

8. Testeinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (4) mit dem Testschlitten (5) als Baueinheit ausgeführt und mit dem Beschleunigungsschlitten (1) verbindbar ist.