DE69408143T2

DE69408143T2 - Vorrichtung und methode zum aufpralltesten von fahrzeugkomponenten mittels einer wiederverwendbaren modellstruktur

Info

Publication number: DE69408143T2
Application number: DE69408143T
Authority: DE
Inventors: Re Mario Da
Original assignee: Fiat Auto SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1994-06-21
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2014-06-22
Also published as: BR9407272A; EP0705423A1; JPH08511626A; DE69408143D1; EP0705423B1; US5652375A; IT1261307B; ITTO930451A0; WO1995000828A1; JP3331473B2; ITTO930451A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufpralltestvorrichtung für des mechanischen Verhaltens von Fahrzeugkomponenten, insbesondere der vorderen tragenden Komponenten einer Fahrzeugkarosserie oder -konstruktion wie des vorderen Querträgers, des Motorhalterahmens und dergleichen, jedoch ohne vollständige Zerstörung des Fahrzeugs.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Testverfahren unter Verwendung der obigen Vorrichtung und auf eine wiederverwendbare, zusammendrückbare Modellkonstruktion, die einen Hauptbestandteil der Vorrichtung bildet und so beschaffen ist, daß sie die Testkomponente aufnimmt und mit der an ihr angebrachten Komponente durch genaue Simulation des dynamischen Verhaltens aller vorkommenden vorderen Fahrzeugkarosserie-Baueinheiten Standard-Aufpralltests ermöglicht.

STAND DER TECHNIK

Bevor ein neues Modell auf den Markt gebracht wird oder wann immer Verbesserungen oder Änderungen an den tragenden Komponenten der vorhandenen Modelle vorgenommen werden, führen alle Automobilhersteller "Live"-Aufpralltests durch, um die mechanische Reaktion der Fahrzeugkarossene und der inneren Fahrgastraum-Komponenten auf dynamische Beanspruchung zu bestimmen. Gegenwärtig werden die Kosten zum großen Teil einfach dadurch verursacht, daß bei der Bestimmung der Reaktion einer Komponente (z. B. des Motorhalterahmens, des vorderen Querträgers, der Stoßstange, der Sitzführung, der Sicherheitsgurtverschlüsse usw.) Fahrzeuge, die identisch mit den zur Vermarktung vorgesehenen sind, völlig zerstört werden. Während das Deformationsverhalten der Gesamt-Fahrzeugkonstruktion leicht und billig mit für andere Zwecke (z. B. Fahrgast-Sicherheitstests mit einer Testpuppe) durchgeführten Aufpralltests für vollständige Fahrzeuge bestimmt werden kann, reicht dies nicht aus, um auf das Verhalten der Einzelkomponenten zu schließen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für "Live"-Aufpralltests von Fahrzeugkomponenten, insbesondere von einzelnen vorderen Fahrzeugkarossene-Komponenten, ohne Zerstörung des gesamten Fahrzeugs zu schaffen.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mechanische "Modell"-Konstruktion zur zerstörungsfreien Simulation des Aufprallverhaltens einer beliebigen vorderen Fahrzeugeinheit zu schaffen, so daß diese in zahlreichen Tests wiederverwendet werden kann, um in Verbindung mit der obenbeschriebenen Vorrichtung die Festigkeit der Fahrzeugkarosserie und der inneren Fahrgastraum-Komponenten zu bestimmen, so daß sich die Kosten der gegenwärtigen Testverfahren drastisch reduzieren.
Schließlich ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Testverfahren zu schaffen, das die obenbeschriebene Vorrichtung verwendet und bei dem die obenbeschriebene Modellkonstruktion anstelle des vollständigen Fahrzeugs verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für Aufpralltests von Fahrzeugkomponenten geschaffen, die eine wiederverwendbare Bock-Modellkonstruktion umfaßt, die beim Aufprall mit dem gleichen dynamischen Verhalten wie eine simulierte vordere Fahrzeugkarosserie-Baueinheit aus der ausgefahrenen in die zusammengedrückte Konfiguration übergeht, wobei die Modellkonstruktion eine Anzahl von im wesentlichen starren, tragenden Elementen enthält, die durch Reibelemente mit einstellbarem Gleitdrehmoment angelenkt sind; wobei die Vorrichtung außerdem eine Einrichtung zum Tragen der Modellkonstruktion; eine Einrichtung zum wahlweisen Kalibrieren des Gleitelements jedes Reibelements auf einen vorgegebenen Wert, oberhalb dessen das Reibelement eine relative Drehung der durch es verbundenen tragenden Elemente und daher ein Zusammendrücken der Modellkonstruktion ermöglicht; sowie wenigstens ein Betätigungselement zum Wiederherstellen der Modellkonstruktion nach dem Aufprall aus der zusammengedrückten Konfiguration in die gleiche ausgefahrene Konfiguration wie vor dem Aufprall enthält; wobei die Modellkonstruktion wenigstens in der ausgefahrenen Konfiguration so beschaffen ist, daß sie wenigstens eine Fahrzeugtestkomponente aufnimmt.
Anstatt ein teures Produktionsfahrzeug zu verwenden und damit zu zerstören, sieht die Testvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer billigen Modellkonstruktion vor, die während der Tests in keiner Weise beschädigt wird und damit für eine beliebige Anzahl von Tests wiederverwendet werden kann.
Die obenbeschriebene Vorrichtung wird bei einem Fahrzeugkomponenten-Aufpralltestverfahren verwendet, das die folgenden Schritte umfaßt:
- Errichten einer wiederverwendbaren Modellkonstruktion für die Simulation des dynamischen Zusammendrückverhaltens des Fahrzeugs, wovon die Testkomponente einen Teil bildet; wobei die Modellkonstruktion durch Anlenken einer Anzahl von im wesentlichen starren, tragenden Elementen über Reibelemente mit einstellbarem Gleitdrehelement gebildet wird;
- Kalibrieren der Modellkonstruktion in der Weise, daß sie bei einem Aufprall mit dem gleichen dynamischen Verhalten wie die simulierte vordere Fahrzeugkarosserie- Baueinheit von einer ausgefahrenen in eine zusammengedrückte Konfiguration übergehen kann; wobei der Kalibrierungsschritt durch Versuch und Irrtum ausgeführt wird, indem die Modellkonstruktion einem vorgegebenen Betrag einer dynamischen Beanspruchung unterworfen wird, die das dynamische Zusammendrückverhalten der Konstruktion bestimmt, die Konstruktion in die ausgefahrene Konfiguration wiederhergestellt wird und das Gleitdrehmoment jedes Reibelements separat eingestellt wird, bis das dynamische Zusammendrückverhalten der Modellkonstruktion dem bekannten Verhalten der simulierten Karosseriebaueinheit entspricht;
- Befestigen der Testkomponente an der ausgefahrenen Modellkonstruktion und Ausführen eines normalen Aufpralltests unter Verwendung der Modellkonstruktion anstelle des Fahrzeugs, an dem die Testkomponente angebracht werden soll.
Das bekannte Deformationsverhalten jedes Fahrzeugs als Ganzes wird damit zur entsprechenden Kalibrierung einer einzelnen Modellkonstruktion verwendet, die, sobald sie kalibriert ist, die genaue Simulation des Deformationsverhaltens der vorderen Baueinheit eines gegebenen Fahrzeugmodells ermöglicht. Auf diese Weise gestatten eine Modellkonstruktion und eine Testvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein umfassendes Testen nahezu aller existierenden Fahrzeugmodelle.
Insbesondere wird eine wiederverwendbare Modellkonstruktion mit einem ersten und einem zweiten Bock- Seitenelement verwendet, die wie ein Akkordeon zusammendrückbar und zueinander parallel angeordnet sind, wovon jedes eine Anzahl von Armen, die durch entsprechende Gelenkeinrichtungen hintereinander angelenkt sind, sowie eine Anzahl von Hydraulik-Reibverbindungen, die wenigstens einige der Gelenkeinrichtungen bilden, enthält.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nun wird eine nichtbeschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 und 2 eine Seitenansicht und eine Draufsicht der Testvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 3 und 4 eine vergrößerte Rückansicht des Vorderteils sowie ein vergrößertes, teilweise geschnittenes Detail einer an der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 betriebenen Modellkonstruktion zeigen;
Fig. 5 und 6 eine Seitenansicht und eine Draufsicht der Modellkonstruktion nach Fig. 3 und 4 im Gebrauch zeigen.

BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In den Fig. 1, 2, und 5, 6 bezeichnet das Bezugszeichen 1 in dem gezeigten nichtbeschränkenden Beispiel eine Vorrichtung für zerstörende Aufpralltests von Fahrzeugkomponenten, wobei der Vorderrahmen 2 den Motor 3 des Fahr zeugs 4 trägt (Fig. 5, 6), von dem das dynamische Deformationsverhalten zumindest der vorderen Karosseriebauemheit 5 bekannt ist.
Gemäß dem Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung enthält die Vorrichtung 1 eine Doppelbock-Modellkonstruktion 6, die so beschaffen ist, daß sie die Testkomponente 2 aufnehmen und während der normalen Aufpralltests das bekannte dynamische Zusammendrückverhalten der vorderen Karosseriebaueinheit 5 des Fahrzeugs 4 simulieren kann. Dadurch können die bekannten Aufpralltests zur Bestimmung des mechanischen Verhaltens der Komponente 2 am Fahrzeug, die darin bestehen, das Fahrzeug 4 einschließlich der Komponente 2 als Ganzes mit einer gegebenen Geschwindigkeit gegen ein festes Hindernis zu fahren, statt mit dem Fahrzeug 4 mit der Modellkonstruktion 6, die die vordere Karosseriebaueinheit 5 in jeder Hinsicht mechanisch zu simulieren vermag, durchgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Modellkonstruktion 6 so beschaffen, daß sie einerseits während der Aufpralltests keine Beschädigungen erfährt und daher, wie im folgenden gezeigt wird, in beliebig vielen Tests wiederverwendet werden kann; und daß sie andererseits wahlweise das Verhalten der vorderen Karosseriebaueinheit von Fahrzeugen 4 unterschiedlichen Typs und Modells durch einfaches "Einstellen" oder Kalibrieren der Modellkonstruktion 6 an der Vorrichtung 1 vor dem Test simulieren kann.
Wie auch in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, enthält die Modellkonstruktion oder der mechanische Simulator 6 gemäß der vorliegenden Erfindung zwei Seitenteile 8, 9 in Form dreidimensionaler Bock-Konstruktionen, die der Länge nach (d. h. in Richtung der Achsen A und B - Fig. 6) wie ein Akkordeon zusammengedrückt werden können; und zwei starre Vorder- und Hinterquerträger 10, 11, die durch tragende Grundelemente in Form einer Platte definiert sind. Die Querträger 10, 11 dienen dazu, die Modellkonstruktion 6 selbst dann als Ganzes zusammenzuhalten, wenn diese von der Vorrichtung 1 abgetrennt ist, sowie dazu, die Seitenteile 8,9 während des Aufpralls zu schützen, sie sind aber für die Funktion der Vorrichtung 6 nicht zwingend erforderlich.
Genauer sind die Seitenteile 8, 9 und die Querträger 10, 11 jeweils parallel zueinander angeordnet, so daß die Konstruktion 6 von oben gesehen die Gestalt eines Vierecks hat; sie sind an den Ecken der Viereckkonstruktion 6 durch Gelenkglieder miteinander verbunden, die an dem Querträger 10 durch ein Paar von beweglichen vertikalen Bolzen 12 und an dem Querträger 11 durch ein Paar von bekannten hydraulischen Reibverbindungen 13 definiert sind, deren Drehachsen parallel zu denen der Bolzen 12 sind, so daß die Modellkonstruktion 6 von oben ein Gelenkviereck definiert.
Jedes der völlig gleichen Seitenteile 8, 9 enthält eine Anzahl von durch Paare von parallelen Armen definierten, im wesentlichen starren, tragenden Elementen 16, 18, die zickzackartig aneinander angelenkt sind, so daß die Drehachsen der Gelenke parallel zueinander angeordnet und senkrecht zu den Achsen A, B und den Drehachsen der Bolzen 12 und der Reibverbindungen 13 sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen diese Gelenkeinrichtungen alternierend aus entsprechenden beweglichen Bolzen 19 und einer Anzahl hydraulischer Reibverbindungen 20, die vom selben Typ wie die Verbindungen 13 sind, sich vom Modell her aber von jenen unterscheiden.
Um die Verbindungen 20 zu tragen und die konstruktive Festigkeit der Seitenteile 8,9 zu gewährleisten, enthalten letztere auch eine Anzahl starrer rechteckiger Rahmen 21, die z. B. aus gebogenen, geschweißten rohrförmigen Metallelementen bestehen, deren Größe vom Querträger 10 bis zum Querträger 11 zunimmt (Fig. 3 und 6) und deren horizontale Unter- und Oberteile 22 ganz an den hydraulischen Reibverbindungen 20 befestigt, d. h. mit Hilfe der Klammern 23 entweder angeschweißt oder durch weitere Verbindungen 25 so angeschlossen sind, daß sich beiderseits jedes Rahmens 21 zwei Paare von Armen 18 (eines von dem unteren Horizontalteil 22 und eines von dem oberen Horizontalteil 22) zum Querträger 11 und zwei Paare von Armen 16 zum Querträger 10 erstrecken. An den Enden können die Seitenteile 8, 9 über die Armpaare 16, 18 mittels der Bolzen 26 parallel zu den Bolzen 19 und mittels der Bolzen 12, und der zuvor beschriebenen Reibverbindungen 13 an den Querträgern 10, 11 angelenkt werden.
Wie insbesondere in Fig. 4 gezeigt ist, bieten die bekannten hydraulischen Reibverbindungen 20 - z. B. von dem als SAFEST bekannten und von MONDIAL, Mailand, vermarkteten Typ - ein einstellbares Gleitdrehmoment, unterhalb dessen jede Relativbewegung der verbundenen Arme 16, 18 verhindert wird und oberhalb dessen die Arme 16 sich relativ zueinander mit einem vorgegebenen Reibungsbetrag relativ zu den Armen 18 und um ihre gegenseitigen Gelenkachsen D (Fig. 3 und 4) parallel zu den Achsen der Bolzen 19 drehen können.
Bei dem gezeigten Beispiel enthält jede Verbindung 20 einen Bolzen 30, der in einem abgedichteten Gehäuse 31 freiläuft und an dem jeweiligen Rahmen 21 befestigt ist. Die Arme 16, 18 sind angewinkelt an dem Bolzen 30 befestigt und arbeiten beiderseits mit entsprechenden Reibscheiben 32 zusammen, die innerhalb und zusammen mit dem Gehäuse 31 und deshalb angewinkelt befestigt, axial aber in bezug auf den Bolzen 30 gleitfähig sind. Auf die Reibscheiben 32 und die Arme 16, 18 wirkt ein durch den hydraulischen Druck in einer Kammer 34 innerhalb des Gehäuses 31 getriebener Kolben 33, der über eine Leitung 35 an eine mit Druck beaufschlagte Fluidquelle, z. B. eine Ölquelle angeschlossen ist. Die Reibscheiben 32 üben deshalb auf die Arme 16, 18 ein zum hydraulischen Druck in der Kammer 34 und deshalb zum axialen, von dem Kolben 33 ausgeübten Druck proportionales rückstellendes Drehmoment aus. Das Gleitdrehmoment auf die Verbindung ist um soviel größer als das von den Armen 16, 18 auf die Bolzen 30 ausgeübte rückstellende Drehmoment, daß die Reibscheiben 32 gleiten und sich die Arme 16, 18 deshalb in bezug auf das Gehäuse 31 drehen.
Die Konstruktion 6 verhält sich damit wie eine statisch feste Konstruktion, solange die (z. B. durch den Querträger 10) auf die Arme 16, 18 übertragenen Drehmomente geringer als das durch die Reibscheiben 32 ausgeübte rückstellende Drehmoment auf jede Verbindung sind. Dagegen wird sie zu einer Netzkonstruktion mit mindestens einigen schwachen Knoten, wenn die Belastung derart ist, daß das übertragene Drehmoment auf zumindest einen der Arme 16, 18 größer als das rückstellende Drehmoment der Reibscheibe 32, d. h. größer als das Gleitdrehmoment auf die Verbindung 20 sind. Da letzteres Drehmoment proportional zum hydraulischen Druck in der Kammer 34 ist, lassen sich durch geeignetes Einstellen dieses Drucks von Verbindung zu Verbindung unterschiedliche Reaktionen der gleichen Konstruktion 6 auf das gleiche System von auf ihn ausgeübter äußerer mechanischer Belastung erzielen.
Das gleiche gilt auch für die (nicht im Detail gezeigten) Verbindungen 13, in diesem Fall jedoch in bezug auf die Achsen, die senkrecht zu den Achsen D und parallel zu den Bolzen 12 sind. Überträgt demnach ein Seitenteil 8, 9 als Ganzes auf die jeweilige Verbindung 13 ein Drehmoment, das größer als das Gleitdrehmoment der Verbindung ist, wird das durch die Seitenteile 8, 9 und die Querträger 10, 11 definierte Viereck statisch schwach, was zu einer Drehung um die Achsen der Bolzen 12 und Verbindungen 13 führt. Auf diese Weise kann die Modellkonstruktion 6 wahlweise zwei Konfigurationen annehmen: eine ausgefahrene Konfiguration (Fig. 1, 2 und 5, 6), bei der die Arme 16, 18 in einem Winkel zueinander stehen und bei der die Größe der Konstruktion 6 als Ganzes vergleichbar mit der der simulierten vorderen Karosseriebaueinheit ist (Fig. 5, 6) und bei der die Konstruktion an mindestens einer Fahrzeugtestkomponente (in diesem Fall dem Rahmen 2) befestigt werden kann; und eine (nicht abgebildete) zusammengedrückte Konfiguration, bei der die Konstruktion 6 wie ein Akkordeon längs der Achsen A, B zusammengedrückt und möglicherweise darüber hinaus infolge einer zusätzlichen Verdrehung um die Verbindungen 13 und die Bolzen 12 auch schräg in bezug auf die Achsen A, B angeordnet ist.
Um die Konstruktion 6 aus der zusammengedrückten wieder in die ausgefahrene Stellung zurückzuführen, enthält sie eine Anzahl hydraulischer Betätigungselemente 38, die in dem gezeigten Beispiel zwischen dem oberen und dem unteren Armpaar 16, 18 jeder Verbindung 20 an den Verbindungsbolzen 19 angebracht sind und die durch Einziehen/Ausstrecken das Bewegen der an den entgegengesetzten Enden jedes Betätigungselements befestigten Arme 16, 18 relativ zueinander ermöglichen.
Es muß hervorgehoben werden, daß die obenbeschriebene Modellkonstruktion 6 nur zu Veranschaulichung dient und bezüglich der Konstruktion ohne Auswirkungen auf die Leistung wesentlich verändert sein kann. So können zum Beispiel bei hier nicht gezeigten Varianten die Betätigungselemente 38 durch ein einziges an den entgegengesetzten Enden der Querträger 10 und 11 angebrachtes Betätigungselement oder durch eines oder mehrere Betätigungselemente, die Bestandteil der Konstruktion 1 sind, ersetzt sein; die vierarmigen Reibelemente 20 können durch doppelt soviel hydraulische Reibelemente ersetzt sein, von denen jedes mit einem Arm 16 und einem Arm 18 paarweise Seite an Seite an jedem Teil 22 des Rahmens 21 angeordnet sind; um eine noch höhere Gelenkigkeit der Konstruktion 6 zu erzielen, können die Verbindungen 25 der Klammern 23 ähnlich den Verbindungen 20 ebenfalls die Form hydraulischer Reibverbindungen (Fig. 4) haben, so daß sich die Armpaare 16, 18 in jedem Satz um die Achsen E (Fig. 3) senkrecht zu den jeweiligen Drehachsen D der Verbindung 20 drehen können.
Um die Modellkonstruktion 6 besser nutzen zu können, enthält die Vorrichtung 1 darüber hinaus Einrichtungen zum Tragen der Konstruktion 6, die in dem gezeigten Beispiel durch eine rahmenartige Führung 40 (Fig. 1 und 2) bezeichnet ist, die fest (oder nach Lösen von Sperreinrichtungen gleitfähig) an einem Stützbett 41 angebracht ist; eine Einrichtung zum selektiven Kalibrieren des Gleitdrehmoments jeder Reibscheibe 32 der Verbindungen 20 und 13; und, falls die Modellkonstruktion 6 darüber nicht verfügt, zumindest ein Betätigungselement zum Wiederherstellen der Konstruktion 6 nach dem Aufprall aus der zusammengedrückten Konfiguration in die gleiche ausgefahrene Konfiguration vor dem Aufprall.
Insbesondere enthält die Kalibrierungseinrichtung jeweils bekannte Ventile 42 zum Einstellen des Hydraulik-Eingangsdrucks jedes der Hydraulik-Reibelemente 13, 20 zwischen einem minimalen Null-Wert und einem Maximalwert, die zum Beispiel zum Kopf einer Pumpe 43 führen, die mit Druck beaufschlagtes Öl zum Aktivieren der Reibelemente 13, 20 liefert; z. B. Einrichtungen, die aus bekannten (nicht gezeigten) Spiralrohren bestehen und das von der Pumpe 43 erzeugte mit Druck beaufschlagte Öl über die Ventile 42 an die hydraulischen Reibelemente 13, 20 fördern und so eine hydraulische Verbindung bereitstellen und gleichzeitig die Bewegung der verschiedenen Komponenten der Konstruktion 6 relativ zueinander ermöglichen; eine Stoßvorrichtung 46 zum "Schlagen", und um so eine vorgegebene dynamische Beanspruchung auf die Konstruktion 6 auszuüben; und eine Einrichtung zum Anzeigen einer zum Gleitdrehmoment jedes der Reibelemente 13, 20 proportionalen Größe - im angegebenen Beispiel eine Reihe von Meßgeräten 47 zur Anzeige des Förderdrucks jeder Reibverbindung 13, 20, die gemeinsam mit den Ventilen 42 an einem auf dem Stützbett 41 befestigten Steuerpult 48 angebracht sind.
In dem gezeigten Beispiel ist die Vorrichtung 46 (möglicherweise in abnehmbarer Weise) ganz an dem Stützbett 41 befestigt und besteht aus einem Hammer oder Rammbock 49, der durch eine bekannte, z. B. hydraulische Antriebseinheit 50 betrieben wird, die über die Tragführung 40 an dem Stützbett 41 befestigt ist und über den Hammer oder Rahmen 49 die Modellkonstruktion 6 einer dynamischem Beanspruchung unterwirft, die derjenigen beim Aufprall der Konstruktion 6 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit auf ein festes Hindernis ähnelt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Vorrichtung 1 und die Konstruktion 6 in einem Verfahren zum zerstörenden Aufpralltest von Fahrzeugkomponenten wie dem Rahmen 2 durch Simulation tatsächlicher Aufprallbedingungen der Testkomponenten an Bord des Fahrzeugs eingesetzt. Der erste Verfahrensschritt besteht darin, daß die wiederverwendbare Modellkonstruktion 6 in der ausgefahrenen Position am Stützbett 41 befestigt wird. Danach werden die Verbindungen 13, 20 der Konstruktion 6 unter Verwendung der wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ebenfalls an dem Stützbett 41 befestigten Vorrichtung 46 kalibriert. Genauer besteht der Kalibrierungsschritt aus dem Einstellen der Ventile 42, so daß diese die geforderte Menge Öl mit einem vorgegebenen Druck an die Reibelemente 13, 20 fördern. Danach wird durch den Hammer oder Rammbock 49 auf die Konstruktion 6 ein Schlag auf den Querträger 10 ausgeübt, der einen ausreichenden Aufprall erzeugt, um dieses zusammenzudrücken, während gleichzeitig unter Verwendung einer (nicht gezeigten) bekannten, z. B. optischen und/oder elektromechanischen Einrichtung das dynamische Zusammendrückverhalten der Konstruktion 6 als Folge des Aufpralls bestimmt wird. Schließlich wird die Konstruktion 6 durch Einstellen der Reibscheiben 32 in der Weise, daß jede dieser Reibscheiben ein Null-Gleitdrehmoment aufweist (d. h., daß der Förderdruck der Verbindungen 13, 20 durch vollständiges Schließen der Ventile 42 oder eines Hauptventils zum Abschalten der Förderpumpe 43 zu Null gemacht wird) und durch sofortiges Bedienen der Betätigungselemente 38 in die ursprüngliche ausgefahrene Konfiguration wiederhergestellt.
An dieser Stelle werden die obigen Tätigkeiten durch Versuch und Irrtum wiederholt, wobei jedesmal der Förderdruck jeder Verbindung 13, 20 mit Hilfe der entsprechenden Ventile 42 einzustellen ist, bis der Übergang der Konstruktion 6 von der ausgefahrenen in die zusammengedrückte Konfiguration im Ergebnis des durch den Hammer 49 zugefügten Schlages mit dem bekannten Verhalten der zu simulierenden vorderen Karosseriebaueinheit 5 übereinstimmt. Wenn dies der Fall ist, ist die Konstruktion 6 nach dem Anbringen der Testkomponente gebrauchsfertig.
Der eigentliche Aufpralltest kann an der Vorrichtung 1 unter Verwendung des Hammers 49 oder in herkömmlicher Weise vorgenommen werden, indem die Konstruktion 6 gegen ein festes Hindernis gefahren wird. Zum Beispiel wird die Konstruktion 6, die, um die Verbindungen 13, 20 unter Druck zu halten, weiter durch dehnbare Schläuche an die Ventile 42 und die Pumpe 43 angeschlossen ist, von der festen Tragführung 40 abgenommen und auf einer (nicht gezeigten) völlig gleichen Tragführung, die entlang des Stützbetts 41 beweglich ist, oder an einem ähnlichen Stützbett eines herkömmlichen Teststands an der Seite der Vorrichtung 1 befestigt; die Tragführung mit der Konstruktion 6 mit der daran befestigen Testkomponente wird mit vorgegebener Geschwindigkeit gegen einen bekannten festen Anschlag (nicht gezeigt) gefahren, so daß die Konstruktion 6 zusammengedrückt wird; die Testkomponente wird abgenommen und untersucht; gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Konstruktion 6 (durch Nullstellen des Förderdrucks der Verbindungen 13, 20 und Bedienen der Betätigungselemente 38) in die ursprüngliche ausgefahrene Konfiguration wiederhergestellt, so daß diese bereit zum Test einer weiteren ähnlichen oder anderen Komponente ist.
Einer Eigenschaft des obigen Testverfahrens entsprechend sind die Verbindungen 13, 20 so beschaffen, daß das maximale Gleitdrehmoment der Reibscheiben 32 immer geringer als der Minimalwert ist, der während des Aufpralltests oder sogar während des Kalibrierungsschritts die tragenden Elemente 10, 11, 16, 18, 21 der Konstruktion 6 über deren Fließgrenze belasten würde, um jegliche Möglichkeit der Beschädigung der Modellkonstruktion 6 während der Aufpralltests zu verhindern und so deren beliebig häufige Wiederverwendung zu ermöglichen. Darüber hinaus kann die Modellkonstruktion 6 durch einfaches Wiederholen des Kalibrierungsschritts zur Simulation des Verhaltens unterschiedlicher Fahrzeugkarosserie-Konstruktionen 5 verwendet werden, was die Vielseitigkeit des Verfahrens der vorliegenden Erfindung weiter erhöht und die Kosten reduziert.

Claims

1. Vorrichtung (1) für Aufpralltests von Fahrzeugkomponenten (2), mit einer wiederverwendbaren Bock-Modellkonstruktion (6), die so beschaffen ist, daß sie bein Aufprall mit demselben dynamischen Verhalten wie eine simulierte vordere Fahrzeugkarosserie-Baueinheit von einer ausgefahrenen in eine zusammengedrückte Konfiguration wechselt, wobei die Modellkonstruktion (6) eine Anzahl von im wesentlichen starren, tragenden Elementen (16, 18) enthält, die durch Reibelemente (20) mit einstellbarem Gleitdrehmoment angelenkt sind; wobei die Vorrichtung (1) außerdem eine Einrichtung (40) zum Tragen der Modellkonstruktion (6); eine Einrichtung (42) zum wahlweisen Kalibrieren des Gleitelements jedes Reibelements (20) auf einen vorgegebenen Wert, oberhalb dessen das Reibelement eine relative Drehung der durch es verbundenen tragenden Elemente (16, 18) und daher ein Zusanmendrücken der Modellkonstruktion (6) ermöglicht; sowie wenigstens ein Betätigungselement (38) zum Wiederherstellen der Modellkonstruktion (6) nach dem Aufprall aus der zusammengedruckten Konfiguration in die gleiche ausgefahrene Konfiguration wie vor den Aufprall enthält; wobei die Modellkonstruktion (6) wenigstens in der ausgefahrenen Konfiguration so beschaffen ist, daß sie wenigstens eine Fahrzeugtestkomponente (2) aufnimmt.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der die Reibelemente hydraulische Reibelemente (20) sind; und bei der die Kalibrierungseinrichtungen jeweils Ventile (42) zum Einstellen des Hydraulik-Eingangsdrucks jedes der Hydraulik-Reibelemente (20) der Modellkonstruktion zwischen einem minimalen Null-Wert und einem Maximalwert; sowie Einrichtungen (43) zum Fördern von mit Druck beaufschlagtem Fluid über die Ventile an die Hydraulik-Reibelemente (20) enthalten.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Kalibrierungseinrichtungen eine Stoßvorrichtung (46), die die Modellkonstruktion (6), die an der Trageinrichtung (40) befestigt ist, einer vorgegebenen dynamischen Beanspruchung des aus dem Aufprall sich ergebenden Typs unterwirft; sowie eine Einrichtung (47) zum Anzeigen einer Größe, die zum Gleitdrehmonent jedes der Reibelemente (20) proportional ist, enthalten.

4. Verfahren für Aufpralltests von Fahrzeugkomponenten (2), mit den folgenden Schritten:

- Errichten einer wiederverwendbaren Modellkonstruktion (6) für die Simulation des dynamischen Zusammendrückverhaltens des Fahrzeugs, wovon die Testkomponente einen Teil bildet; wobei die Modellkonstruktion (6) durch Anlenken einer Anzahl von im wesentlichen starren, tragenden Elementen (10, 11; 16, 18) über Reibelemente (13, 20) mit einstellbaren Gleitdrehmoment gebildet wird;

- Kalibrieren der Modellkonstruktion (6) in der Weise, daß sie bei einem Aufprall mit dem gleichen dynamischen Verhalten wie die simulierte vordere Fahrzeugkarosserie- Baueinheit von einer ausgefahrenen in eine zusammengedrückte Konfiguration wechseln kann; wobei der Kalibrierungsschritt durch Versuch und Irrtum ausgeführt wird, indem die Modellkonstruktion (6) einem vorgegebenen Betrag einer dynamischen Beanspruchung unterworfen wird, die das dynamische Zusammendrückverhalten der Konstruktion (6) bestimmt, die Konstruktion in die ausgefahrene Konfiguration wiederhergestellt wird und das Gleitdrehmoment jedes Reibelements (13, 20) getrennt eingestellt wird, bis das dynamische Zusammendrückverhalten der Modellkonstruktion dem bekannten Verhalten der simulierten Karosseriebaueinheit entspricht;

- Befestigen der Testkomponente (2) an der ausgefahrenen Modellkonstruktion (6) und Ausführen eines normalen Aufpralltests unter Verwendung der Modellkonstruktion anstelle des Fahrzeugs, an dem die Testkompontente (2) angebracht werden soll.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem nach einem Aufpralltest die Modellkonstruktion (6) für einen weiteren Test in die ausgefahrene Konfiguration zurückgestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die ausgefahrene Konfiguration dadurch wiederhergestellt wird, daß die Reibelemente (13, 20) so eingestellt werden, daß jedes ein Null-Gleitdrehmoment aufweist, und daß auf wenigstens zwei einander gegenüberliegende der tragenden Elemente (10, 11; 16, 18) mittels eines Betätigungselements (38) eingewirkt wird, um so eine relative Bewegung der beiden tragenden Elemente hervorzurufen.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, bei dem die Reibelemente (13, 20) so eingestellt werden, daß sie ein maximales Gleitdrehmoment unterhalb des Wertes aufweisen, der während des Aufpralltests die tragenden Elemente (10, 11; 16, 18) über ihre Elastizitätsgrenze hinaus überbeanspruchen würde.

8. Wiederverwendbare Modellkonstruktion (6) zum Simulieren des dynamischen Zusammendrückverhaltens einer vorderen Fahrzeugkarosserie-Baueinheit bei einen Aufpralltest; mit einem ersten (8) und einem zweiten (9) Bock-Seitenelement, die wie ein Akkordeon zusammendrückbar und zueinander parallel angeordnet sind, wovon jedes eine Anzahl von Armen (16, 18), die durch entsprechende Gelenkeinrichtungen (19, 20) hintereinander angelenkt sind, sowie eine Anzahl von Hydraulik-Reibverbindungen (20), die wenigstens einige der Gelenkeinrichtungen bilden, enthält.

9. Modellkonstruktion (6) nach Anspruch 8, bei der jede der Hydraulikverbindungen (20) über ein entsprechendes Druckeinstellventil (42) mit einer Fördereinrichtung (43) für mit Druck beaufschlagtes Fluid verbunden ist, so daß jede ein einstellbares Gleitdrehmoment besitzt, unterhalb dessen jede Relativbewegung der verbundenen Arme (16, 18) verhindert wird und oberhalb dessen die Arme (16, 18) sich relativ zueinander mit einem vorgegebenen Reibungsbetrag um ihre gegenseitigen Gelenkachsen drehen können.