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Die Erfindung betrifft eine Testanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Beschleunigung eines Kraftfahrzeuges in einer derartigen Testanlage.
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Kraftfahrzeuge und deren Komponenten werden vor ihrer Serieneinführung umfangreichen Tests unterzogen, die für die Qualität und die Sicherheit des Endproduktes von entscheidender Bedeutung sind oder die wertvolle Informationen über die Eigenschaften der getesteten Objekte liefern. Bei der Durchführung derartiger Kraftfahrzeugtests geht das Bestreben zunehmend zu einer weitgehenden Automatisierung, wodurch menschliche Fehler auf ein Mindestmaß reduziert oder sogar gänzlich ausgeschlossen werden können. Mit zunehmender Automatisierung erhöht sich folgerichtig die Reproduzierbarkeit der Testergebnisse und deren Genauigkeit. Daher haben sich fahrerlose Kraftfahrzeuge bewährt, die mit einem Schlitten verbunden werden, der während des Testlaufs entlang mindestens einer Schiene geführt ist. Der Einsatz eines kompletten Kraftfahrzeugs für Testzwecke bietet den entscheidenden Vorteil, dass die durchgeführten Tests unter annähernd realen Bedingungen möglich sind. Hieraus können sehr genaue Erkenntnisse abgeleitet werden, wie sich das reale Kraftfahrzeug beispielsweise bei einem Unfall (Crash), bei seiner Beschleunigung beziehungsweise beim Bremsen verhält. Bisher bereits bekannte und in Anwendung befindliche Testanlagen bringen angetriebene Schlitten zum Einsatz, die über ein Schleppseil mit dem Kraftfahrzeug verbunden sind und das Kraftfahrzeug hierüber in Bewegung versetzen. Als ein Beispiel wird in diesem Zusammenhang auf die
US 6,997,036 B2 Bezug genommen, die eine Lösung offenbart, bei der front- und heckseitig des Kraftfahrzeugs je ein mit einem Schlepphaken ausgestatteter Schlitten in einer Führung des Fahrbahnuntergrundes vorgesehen ist. Der jeweilige Schlepphaken rückt automatisiert in ein am Heck beziehungsweise an der Front des Kraftfahrzeuges befestigtes Schleppseil ein, um auf diese Weise das Kraftfahrzeug mit dem entsprechenden Schlitten zu verbinden. Im Anschluss daran versetzen die angetriebenen Schlitten das Kraftfahrzeug entlang der Teststrecke in Bewegung, so dass zum Beispiel Beschleunigungs- oder Bremsentests durchgeführt werden können. Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch, dass der Aufwand für die Testanlage insgesamt erheblich ist, was allein aus der Tatsache herrührt, dass zwei Schlitten zum Einsatz kommen, die das Kraftfahrzeug in Bewegung versetzen. Ein weiterer, nachteiliger Aspekt besteht darin, dass hier nur die Bewegung des Kraftfahrzeugs zwischen einem Anfangspunkt und einem Endpunkt möglich ist. Es existiert zudem keine Möglichkeit, aktiv in das Verhalten des Kraftfahrzeugs einzugreifen. Ferner ist eine seitliche Führung des Kraftfahrzeugs im Rahmen einer Testanlage nach der
US 6,997,036 B2 nahezu unmöglich. Daraus ergeben sich jedoch Ungenauigkeiten in den Messergebnissen, die es zu vermeiden gilt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Testanlage sowie ein Verfahren zur Beschleunigung eines Kraftfahrzeuges in einer derartigen Testanlage bereitzustellen, wobei die Testanlage auf einfache Weise mit dem Kraftfahrzeug koppelbar und eine zügige Umrüstung der Testanlage möglich sein sollte.
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Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 21. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der sich anschließenden Unteransprüche.
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Eine Testanlage zur Durchführung von Tests mit einem mit wenigstens einer Schiene gekoppelten und entlang dieser Schiene führbaren, fahrerlosen Kraftfahrzeug wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass die Testanlage eine mit einem an einer Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs befestigten Adapter korrespondierende Beschleunigungsvorrichtung aufweist. Ein Kraftfahrzeug mit einer Anhängerkupplung auszustatten, stellt eine einfache technische Maßnahme dar und bietet erfindungsgemäß die Möglichkeit, das Kraftfahrzeug über den an der Anhängerkupplung angesetzten Adapter mittels der Beschleunigungsvorrichtung in Bewegung zu versetzen. Bevorzugt wird dabei die Beschleunigungsvorrichtung dazu genutzt, einen Impuls auf den Adapter des Kraftfahrzeugs zu übertragen, der ausreichend ist, nach der Trennung der Beschleunigungsvorrichtung vom Adapter eine selbstständige Fortführung der Bewegung des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Zwar ist eine permanente Bewegungsübertragung von der Beschleunigungsvorrichtung auf das Kraftfahrzeug ebenfalls möglich, jedoch nicht in jedem Fall erforderlich oder gewünscht. Der Adapter bietet eine Ansatz- oder Anlagemöglichkeit für die Beschleunigungsvorrichtung. Mit einer erfindungsgemäßen Testanlage können auf sehr wirtschaftliche und flexible Weise beispielsweise Crashtests, Bremstests oder Beschleunigungstests durchgeführt werden. Die Kosten für derartige Testverfahren reduzieren sich erheblich, weil die Umrüstung auf ein anderes Fahrzeug ohne spürbare Verzögerungen erfolgen kann. Der Aufbau der Testanlage insgesamt und ihre Umrüstung auf unterschiedliche Fahrzeugtypen ist folglich vergleichsweise einfach, so dass hiermit ein hohes Maß an Flexibilität und Wirtschaftlichkeit erreichbar ist.
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Eine erste Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Adapter eine form- und/oder kraftschlüssige Befestigungseinrichtung aufweist. Mit Hilfe der form- und/oder kraftschlüssigen Befestigungseinrichtung des Adapters wird ein Schnelllösemechanismus zwischen Adapter und Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Mit anderen Worten wird der Adapter über die Befestigungseinrichtung an der Anhängerkupplung angesetzt und fixiert, ohne dass es hierzu aufwändiger Montagearbeiten bedarf. Eine werkzeuglose Montage ist mit dieser Maßnahme möglich und liegt im Sinne der Erfindung.
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So geht ein weiterführender Gedanke dieses Vorschlags dahin, dass die Befestigungseinrichtung eine elektromagnetische, pneumatische oder hydraulische Kupplung darstellt. Neben diesen Möglichkeiten ist es jedoch ebenso vorteilhaft, eine einfache mechanische Verbindung zwischen Adapter und Anhängerkupplung zu wählen. So kann demgemäß die Befestigungseinrichtung des Adapters ein einen Steg der Anhängerkupplung aufnehmendes Klemmelement und einen die Kugel der Anhängerkupplung aufnehmenden Flansch aufweisen. Die Montage des Adapters erfolgt dabei über die Befestigungseinrichtung in denkbar einfacher Weise. Zunächst wird der Flansch auf die Kugel der Anhängerkupplung aufgesetzt und anschließend durch eine kreisbogenförmige Bewegung um die Kugel eine Verbindung zwischen dem Klemmelement und dem Steg der Anhängerkupplung hergestellt, wobei das Klemmelement auf den Steg aufgeschoben beziehungsweise an dem Steg angesetzt wird.
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Eine andere, jedoch konstruktiv etwas aufwändigere Möglichkeit der Verbindung zwischen Adapter und Anhängerkupplung ist darin zu sehen, dass das Klemmelement und der Flansch relativ zueinander bewegbar ausgeführt werden, so dass das Klemmelement und der Flansch insgesamt eine Klemm- oder Schnappverbindung bilden die eine lösbare, jedoch fest sitzende Fixierung des Adapters an der Anhängerkupplung ermöglicht. Zur Umsetzung einer derartigen Klemm- oder Schnappverbindung ist beispielsweise eine einfache mechanische Hebelkonstruktion verwendbar.
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Die Relativbewegung zwischen Klemmelement und Flansch kann jedoch ebenso mit Hilfe einer Spanneinrichtung umgesetzt werden. Die Spanneinrichtung dient dabei dazu, beispielsweise mittels einer Federkraft eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Anhängerkupplung und dem Adapter herzustellen. Dabei wird der Flansch auf die Kugel der Anhängerkupplung zu bewegt und anschließend verspannt, so dass ein fester Sitz des Adapters an der Anhängerkupplung gewährleistet ist.
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Um die von der Beschleunigungsvorrichtung erzeugte Beschleunigungskraft auf das Kraftfahrzeug zu übertragen, ohne dabei Schäden am Kraftfahrzeug selbst hervorzurufen, geht eine Ausgestaltung der Erfindung dahin, an dem Adapter ein Kraftübertragungselement zur zeitlich begrenzten Anlage der Beschleunigungsvorrichtung vorzusehen. Das Kraftübertragungselement dient folglich dem Anschlag beziehungsweise der Anlage der Beschleunigungsvorrichtung für die Dauer der Kraftübertragung. Anders ausgedrückt wird durch die Beschleunigungsvorrichtung eine Beschleunigungskraft erzeugt, die bis zur Ablösung der Beschleunigungsvorrichtung von dem Adapter auf das Kraftfahrzeug übertragen wird. Letztlich kann das Kraftübertragungselement hierfür auch eine separate Kontaktfläche an dem Kraftübertragungselement oder am Adapter selbst aufweisen.
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Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, besteht ein wesentliches Ziel der Erfindung darin, die Testanlage möglichst flexibel für unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen und/oder Fahrzeugreifengrößen anwenden zu können. Da es einen Unterschied ausmacht, ob beispielsweise ein Kleinwagen oder ein Kraftfahrzeug aus der Oberklasse getestet wird, ist auch vorstellbar, dass die Anhängerkupplungen verschiedener Kraftfahrzeuge mitunter erhebliche Höhenunterschiede aufweisen. Aus diesem Grund ist es von Vorteil, wenn auf einfache Weise eine Höhenverstellung des Adapters möglich ist. Eine sehr vorteilhafte Möglichkeit, einer derartigen Höhenverstellung besteht gemäß einer weiteren Lösung nach der Erfindung darin, dass der Adapter mindestens eine Führungsschiene aufweist, in der wenigstens eine erste Rolle und an der mindestens eine weitere Rolle geführt ist. Mit Hilfe dieser Rollenführung aus wenigstens zwei, um versetzt zueinander angeordnete Achsen drehbare Rollen wird es möglich, den Adapter sehr flexibel an verschiedene Kraftfahrzeuge oder ihn an unterschiedliche Fahrzeugreifengrößen anzupassen. Darüber hinaus kann das Kraftübertragungselement des Adapters an einem die Rollen aufnehmenden Bügel angeordnet oder der Bügel einstückig mit dem Kraftübertragungselement ausgeführt werden. Diese sehr kompakte Variante einer Rollenführung ermöglicht eine freie Bewegung in vertikaler Richtung, was eine konstante Positionierung des Adapters zur Beschleunigungsvorrichtung unterstützt und einen Ausgleich der Neigung des Hecks des Kraftfahrzeugs während der Beschleunigungsphase gewährleistet. Die Achsen der wenigstens zwei Rollen sind in einer bevorzugten Ausführungsvariante senkrecht zueinander angeordnet. Dabei läuft eine der Rollen innerhalb der Führungsschiene ab, während die andere Rolle an einer der Außenflächen der Führungsschiene entlang rollt. Wie bereits ausgeführt wurde, dient der Bügel dabei gleichzeitig zur Lagerung der Rollen. Durch diese Höhenverstellung besteht die Möglichkeit, auf einfache Weise eine Anpassung an unterschiedliche, zu testende Kraftfahrzeuge vorzunehmen und dieselbe Beschleunigungsvorrichtung ohne Umbauten an verschiedenen Kraftfahrzeugen einzusetzen. Auch dadurch besteht die Möglichkeit, die Testanlage sehr effektiv und ohne längere Stillstandszeiten zu nutzen.
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Um die Bewegung des Bügels mit dem daran befestigten Kraftübertragungselement zu dämpfen und zu begrenzen, ist es von Vorteil, wenn zwischen Bügel und Führungsschiene wenigstens ein Dämpfer angeordnet ist. Mit dieser Maßnahme lässt sich auf einfache und vorteilhafte Weise eine unerwünschte Kollision des Kraftübertragungselementes mit dem Boden oder der Beschleunigungsvorrichtung verhindern und somit der Verschleiß des Adapters beziehungsweise der Beschleunigungsvorrichtung reduzieren, wobei eine Anpassung zwischen Adapter und Beschleunigungsvorrichtung, insbesondere bei ihrem Einsatz an unterschiedliche Kraftfahrzeuge, vereinfacht wird. Als Dämpfer kann hierbei zum Beispiel ein Gasdruckdämpfer zum Einsatz kommen, wobei selbstverständlich auch eine Feder für diesen Zweck geeignet wäre.
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Zur Realisierung der Höhenverstellung des Adapters kann gemäß einem weiterführenden Vorschlag nach der Erfindung ferner ein Kurbel- oder Spindeltrieb an dem Adapter genutzt werden. Der Kurbel- oder Spindeltrieb dient folglich dazu, die mindestens eine Führungsschiene relativ zum Bügel zu bewegen oder umgekehrt und stellt eine einfach umzusetzende, mechanische Lösung dar.
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Um die Höhenverstellbarkeit des Adapters dabei möglichst optimal zu gestalten, ist es von besonderem Vorteil, wenn der Kurbel- oder Spindeltrieb stufenlos verstellbar und in mindestens einer Position arretierbar ausgeführt ist. Die Arretierung ist dabei erforderlich, um eine unerwünscht selbstständige Verstellung des Kurbel- oder Spindeltriebs zu vermeiden. Auf diese Weise ist zu jeder Zeit gewährleistet, dass die Beschleunigungsvorrichtung an der am Kraftübertragungselement vorgesehenen Angriffsfläche angreift. Die stufenlose Verstellbarkeit des Kurbel- oder Spindeltriebs hat den Vorzug, dass auch geringe Höhenunterschiede, wie sie sich beispielsweise durch am Kraftfahrzeug ausgetauschte Fahrzeugreifen ergeben können, mit hoher Präzision ausgleichbar sind.
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Eine sehr einfache, mechanische Ausführungsvariante einer derartigen Höhenverstellung des Adapters besteht darin, dass der Kurbel- oder Spindeltrieb eine Rastierscheibe und einen in der Arretierungsposition in eine Verzahnung dieser Rastierscheibe eingreifenden Arretierbolzen aufweist. Die Rastierscheibe kann einerseits mit dem Kurbel- oder Spindeltrieb drehbar sein oder feststehend montiert werden. Dabei ist es ferner für die Ausführbarkeit der Erfindung unerheblich, ob der Arretierbolzen gegen die Kraft einer Feder in die Verzahnung der Rastierscheibe einrückbar beziehungsweise einschiebbar oder über ein Gewinde in die Verzahnung der Rastierscheibe einschraubbar ist. Eine besonders einfache Variante der Arretierung besteht in einer Steckverbindung zwischen Rastierscheibe und Arretierbolzen.
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Je nach gewünschtem Aufwand und Automatisierungsgrad besteht weiterhin die Möglichkeit, den Kurbel- oder Spindeltrieb manuell, elektrisch oder elektromagnetisch zu bedienen. Maßgeblich ist hierfür eine Erleichterung und Vereinfachung der Montage des Adapters an der Anhängerkupplung und damit eine Vereinfachung der Handhabung des Adapters am Kraftfahrzeug.
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In Abhängigkeit von der Anzahl der mit dem Adapter durchzuführenden Testläufe kann es vorkommen, dass das Kraftübertragungselement Abnutzungserscheinungen aufweist. Darüber hinaus ist es sinnvoll, in Anpassung an die Größe des Kraftfahrzeugs unterschiedliche Kraftübertragungselemente zur Verfügung zu haben, die mit dem Adapter verbunden werden. Deshalb geht ein weiterführender Vorschlag nach der Erfindung dahin, dass das Kraftübertragungselement austauschbar an dem Adapter befestigt ist.
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Das Kraftübertragungselement hat jedoch nicht nur die Aufgabe, die Beschleunigungskraft von der Beschleunigungsvorrichtung auf das Kraftfahrzeug zu übertragen. Vielmehr dient das Kraftübertragungselement auch dazu, die Beschleunigungsvorrichtung mit dem Adapter zu koppeln, wenn das Kraftfahrzeug auf die Testanlage gebracht wird. Hierzu weist das Kraftübertragungselement an seiner der Fahrbahnoberfläche zugewandten Unterseite eine Schrägfläche auf.
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Diese Schrägfläche kommuniziert mit einer korrespondierenden und ebenfalls schräg ansteigenden Gleitfläche an der Beschleunigungsvorrichtung. Durch die Schrägfläche und die korrespondierende Gleitfläche kann in Kombination mit der Möglichkeit einer Vertikalbewegung ein automatisiertes Ineinandergleiten der Beschleunigungsvorrichtung und des Adapters umgesetzt werden. So ist beispielsweise vorgesehen, dass bei Annäherung der Beschleunigungsvorrichtung an das in der Testanlage aufgestellte und mit einem Adapter an der Anhängerkupplung ausgestattete Kraftfahrzeug die Gleitfläche der Beschleunigungsvorrichtung an der Schrägfläche des Kraftübertragungselementes entlang gleitet, bis ein oberer Todpunkt der Gleitfläche erreicht ist und das Kraftübertragungselement bei einer Fortsetzung der Bewegung in eine Vertiefung eindringt, die in Fahrtrichtung betrachtet vor einem Druckelement der Beschleunigungsvorrichtung angeordnet ist. Dieses Druckelement dient allgemein der Kraftübertragung von der Beschleunigungsvorrichtung auf das Kraftübertragungselement des an der Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs befestigten Adapters und liegt in dieser ausgerückten Position des Kraftübertragungselementes, also nach Überschreitung des oberen Totpunktes, an der Rückseite des Kraftübertragungselementes an.
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Bevorzugt wird dieses Druckelement abnehmbar und/oder um eine Achse drehbar ausgeführt. Insbesondere die drehbare Ausführung hat den Vorteil, dass das Druckelement einen erheblich reduzierten Verschleiß aufweist. Die Abnehmbarkeit beziehungsweise Demontierbarkeit des Druckelementes ermöglicht den Austausch für den Fall, dass eine Beschädigung oder Abnutzung eingetreten ist.
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Da von dem Kraftübertragungselement zunächst ein oberer Totpunkt der Gleitfläche der Beschleunigungsvorrichtung überwunden werden muss, folgt daraus, dass das Druckelement am Ende der Gleitfläche der Beschleunigungsvorrichtung angeordnet ist.
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Um die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zu optimieren und möglichst Beeinflussungen während des Testlaufs ausschließen zu können, ist es ferner vorteilhaft, wenn wenigstens ein Antrieb der Beschleunigungsvorrichtung unterhalb der geodätischen Höhe der Fahrbahnoberfläche angeordnet ist. Die Anordnung der Beschleunigungsvorrichtung unterhalb der geodätischen Höhe der Fahrbahnoberfläche ermöglicht auch eine Annäherung der Beschleunigungsvorrichtung an den Adapter in der zuvor beschriebenen Weise.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschleunigung eines Kraftfahrzeuges in einer Testanlage ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- – Zusammenführung des an mindestens einer Schiene seitlich geführten Kraftfahrzeuges mit der Beschleunigungsvorrichtung, wobei die an dem Kraftübertragungselement vorhandene Schrägfläche an der korrespondierenden Gleitfläche der Beschleunigungsvorrichtung entlang gleitet und das Kraftübertragungselement nach Überwindung der Gleitfläche vertikal in Richtung Fahrbahnoberfläche in eine in Fahrtrichtung offene Vertiefung der Beschleunigungsvorrichtung hinein bewegt wird, sodass das an der Beschleunigungsvorrichtung vorhandene Druckelement an der Rückseite des Kraftübertragungselementes zur Anlage kommt,
- – Beschleunigung der Beschleunigungsvorrichtung bei gleichzeitiger Übertragung der aufgebrachten Beschleunigungskraft auf das Kraftfahrzeug und
- – Freigabe des Kraftfahrzeugs durch Abbremsung der Beschleunigungsvorrichtung.
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Das Verfahren führt dazu, dass ein Kontakt zwischen der Beschleunigungsvorrichtung und dem Adapter des Kraftfahrzeugs nur solange gegeben ist, wie der Beschleunigungsvorgang stattfindet. Anschließend kann das Kraftfahrzeug entlang seiner seitlichen Führung weiterbewegt werden, so dass in diesem Zyklus die erforderlichen Tests durchführbar sind. Die seitliche Führung des Kraftfahrzeug hat den wesentlichen Vorzug, dass sich hiermit eine sehr stabile Führung ausbildet, die wenig seitliche Bewegungen des Kraftfahrzeugs zulässt. Damit erhöht sich auch die Qualität der Messergebnisse und deren Reproduzierbarkeit in entscheidendem Maße. Die seitliche Führung kann jedoch auch weggelassen werden, wenn dies beispielsweise bei Crashtests, also bei Tests zur Ermittlung der Unfalleigenschaften eines Kraftfahrzeugs, erforderlich oder gewünscht ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Das gezeigte Ausführungsbeispiel stellt dabei keine Einschränkung auf die dargestellte Variante dar, sondern dient lediglich der Erläuterung eines Prinzips der Erfindung. Gleiche oder gleichartige Bauteile werden stets mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind.
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Es zeigt:
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1: einen schematisch stark vereinfachten Aufbau einer Testanlage mit einem zu testenden Kraftfahrzeug,
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2: ausschnittsweise eine perspektivische Ansicht eines Adapters,
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3: den Adapter aus 2 in einer Seitenansicht,
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4: ausschnittsweise einen Kurbel- oder Spindeltrieb eines Adapters,
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5: einen ausschnittsweisen Teilschnitt durch den Adapter,
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6: einen Stadienplan, der den Bewegungsablauf zur Kopplung einer Beschleunigungsvorrichtung mit dem Adapter zeigt.
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Aus der 1 geht ein Beispiel für eine Testanlage in einer schematisch stark vereinfachten Darstellung hervor. Die Testanlage besteht zunächst aus einem System mehrerer Schienen 1, wobei hier zwei übereinander angeordnete und parallel zueinander verlaufende Schienen 1 vorhanden sind. An den Schienen 1 ist eine in der 1 nicht erkennbare Seitenführung, beispielsweise in Form eines Schlittens angeordnet, die mit dem Kraftfahrzeug 2 verbunden ist und dieses entlang der Schienen 1 führt. Durch diese spezielle Art der Führung wird das Kraftfahrzeug 2 zuverlässig und spurstabil gehalten. Der besondere Vorzug einer derartigen Testanlage besteht zunächst darin, dass hierbei Tests am realen Kraftfahrzeug 2, unter realen Bedingungen und zudem auf einer herkömmlichen Fahrbahnoberfläche 23 durchgeführt werden können. Geeignet ist die Testanlage beispielsweise zur Durchführung von Unfall- oder Crashtests, von Beschleunigungstests oder Bremsentests.
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Die Besonderheit der in der 1 gezeigten Testanlage besteht nun darin, dass das Kraftfahrzeug 2 an seinem Heck mit einer Anhängerkupplung 3 ausgerüstet ist, deren Steg 7 abschnittsweise einen leicht gekrümmten Verlauf aufweist und endseitig über eine Kugel 9 verfügt. Hierbei kann jede handelsübliche Anhängerkupplung 3 zum Einsatz kommen, was die Kosten der Testanlage und den Aufwand für den Test verringert und dessen Durchführbarkeit vereinfacht. An der Anhängerkupplung 3 ist ein insgesamt mit 4 bezeichneter Adapter befestigt, der zumindest über ein Klemmelement 8 mit der Anhängerkupplung 3 verbunden ist. Darüber hinaus weist der Adapter 4 einen Bügel 21 sowie ein Kraftübertragungselement 14 auf, wobei auf die einzelnen Bestandteile des Adapters 4 nachfolgend noch näher eingegangen wird.
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Hierzu gestattet die 2 ausschnittsweise einen Blick auf einen derartigen Adapter 4 in einer perspektivische Ansicht. Zur Anbringung des Adapters 4 an der Anhängerkupplung 3 verfügt dieser über das Klemmelement 8, dass auf den Steg 7 der Anhängerkupplung 3 aufgesetzt wird. Da der Adapter 4 für Kraftfahrzeuge unterschiedlicher Größe und Bauweise eingesetzt werden kann, verfügt er über eine Höhenverstellmöglichkeit. Hierzu sind zwei im Querschnitt U-förmig ausgeführte Führungsschienen 15 und 16 vorhanden, in denen jeweils eine an einem Bügel 21 gelagerte Rolle 17 beziehungsweise 18 geführt ist. An einer der Außenoberflächen der Führungsschienen 15, 16 ist darüber hinaus jeweils eine weitere, ebenfalls in dem Bügel 21 gelagerte Rolle 19 beziehungsweise 20 angesetzt, die entlang dieser Außenoberfläche der Führungsschienen 15, 16 abrollt. Die Rotationsachsen der Rollen 17, 18 verlaufen dabei senkrecht zu den Rotationsachsen der Rollen 19 und 20. Auf diese Weise erfolgt eine Führung und Abstützung in mehreren Richtungen. Auf der dem Kraftfahrzeug 2 abgewandten Seite des Adapters 4 ist an dem Bügel 21 ein Kraftübertragungselement 14 befestigt. Das Kraftübertragungselement 14 dient als Angriffsfläche für eine Beschleunigungsvorrichtung 5 der Testanlage. Aus diesem Grund handelt es sich bei dem Kraftübertragungselement 14 im vorliegenden Fall um einen massiven Stahlblock, der lösbar an den Bügel 21 angeschraubt ist. Um die Höhenverstellung umsetzen zu können, weist der Adapter 4 ferner einen Kurbel- oder Spindeltrieb 11 auf. Dieser besteht im wesentlichen aus einer Kurbelstange 34, die bei dem gezeigten Beispiel mit Hilfe einer Kurbel 29 angetrieben wird. Um die Kurbel 29 in Richtung des Doppelpfeils „A“ drehen zu können, verfügt die Kurbel 29 über einen Griff 33, dessen ergonomische Gestaltung gleichzeitig eine optimale manuelle Handhabung des Kurbel- oder Spindeltriebs 11 gewährleistet. Da der Kurbel- oder Spindeltrieb 11 der Einstellung der korrekten Höhe des Bügels 21 in Relation zu den Führungsschienen 15 und 16 dient und damit eine wesentliche Bedeutung für eine optimale Kraftübertragung der mit dem Adapter 4 kontaktierenden Beschleunigungsvorrichtung 5 auf das Kraftfahrzeug 2 hat, muss verhindert werden, dass sich die Höheneinstellung während eines Testlaufs selbsttätig verändert. Hierzu weist der Kurbel- oder Spindeltrieb 11 auf der Kurbelstange 34 eine Rastierscheibe 12 auf, zu der korrespondierend ein Arretierbolzen 13 vorhanden ist. Der Arretierbolzen 13 kann in einer für das ordnungsgemäße Zusammenwirken zwischen Adapter 4 und Beschleunigungsvorrichtung 5 korrekt eingestellten Höhe in eine Verzahnung 30 der Rastierscheibe 12 einrücken und damit eine ungewollte Verdrehung des Kurbel- oder Spindeltriebs 11 wirksam verhindern.
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Aus der 3 geht erneut der Adapter 4, hier jedoch in einer Seitenansicht hervor. Hieraus wird erkennbar, dass das Klemmelement 8 eine im Querschnitt annähernd U-förmige Kontur aufweist. Oberhalb des Klemmelementes 8 befindet sich weiterhin ein Flansch 10, der an seiner Unterseite eine korrespondierend zu der Kugel 9 der Anhängerkupplung 3 ausgeführte Mulde oder Ausnehmung aufweist, so dass der Flansch 10 auf die Kugel 9 der Anhängerkupplung 3 aufgesetzt und anschließend das Klemmelement 8 an dem Steg 7 der Anhängerkupplung 3 festgesetzt werden kann. Der Flansch 10 und das Klemmelement 8 bilden zusammen eine Befestigungseinrichtung 6 des Adapters 4. Durch den Doppelpfeil „B“ ist in der 3 alternativ hierzu angedeutet, dass der Flansch 10 und das Klemmelement 8 aufeinander zu bewegt werden können, um damit die Fixierung an der Anhängerkupplung 3 zusätzlich zu verbessern. Die Möglichkeit einer Relativbewegung zwischen Flansch 10 und Klemmelement 8 kann, muss jedoch nicht gegeben sein. Von Bedeutung ist in der Darstellung der 3 außerdem, dass an der der Fahrbahnoberfläche 23 zugewandten Unterseite des Kraftübertragungselementes 14 eine Schrägfläche 24 ausgebildet ist, auf deren Bedeutung im Zusammenhang mit der 6 noch näher eingegangen wird.
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Die 4 zeigt ausschnittsweise einen vergrößerten Teil des Kurbel- oder Spindeltriebs 11 des Adapters 4. Hieraus geht deutlicher, als aus den 1–3 der Aufbau der Rastierscheibe 12 hervor. Diese zahnradartig gestaltete Rastierscheibe 12 verfügt an ihrem Außenumfang über eine Verzahnung 30, in deren Zahnlücken der Arretierbolzen 13 einrücken kann, um auf diese Weise eine weitere Verstellung des Kurbel- oder Spindeltriebs 11 zu verhindern. Zum Lösen des in dem Steg 31 gelagerten Arretierbolzens 13 wird dieser aus der Verzahnung 30 der Rastierscheibe 12 herausbewegt. Im Anschluss daran kann die Kurbel 29 um die Kurbelstange 34 verdreht werden, wozu der Griff 33 von Hand erfasst wird. Nach Einstellung der korrekten Höhenposition des Kraftübertragungselementes 14 wird der Arretierbolzen 13 erneut in die Verzahnung 30 eingeführt und fixiert damit den Kurbel- oder Spindeltrieb 11. Die Bewegungsrichtungen des Arretierbolzens 13 sind durch den Doppelpfeil „C“ in 3 verdeutlicht.
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Um die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Bügel 21 und Führungsschienen 15, 16 zu reduzieren, ist zwischen dem Bügel 21 und wenigstens einer der Führungsschienen 15 beziehungsweise 16 ein Dämpfer 22 angeordnet, bei dem es sich vorliegend um einen Gasdruckdämpfer handelt. In der Schnittdarstellung in 5 ist nur ein Dämpfer 22 an der Führungsschiene 16 befestigt, dessen gegenüberliegendes Ende mit einem Winkel 32 des Bügels 21 verbunden ist. Durch den Dämpfer 22 kann ein hartes Aufschlagen des Kraftübertragungselementes 14 auf der Fahrbahnoberfläche 23 verhindert und zudem der Verschleiß der Bauteile reduziert werden.
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In dem Stadienplan der 6 ist der Ablauf der Kopplung zwischen einer Beschleunigungsvorrichtung 5 und dem Adapter 4 dargestellt. Nach der Ausrüstung des Kraftfahrzeugs 2 mit dem Adapter 4 an der Anhängerkupplung 3 findet zunächst eine Relativbewegung zwischen dem Kraftfahrzeug 2 und der Beschleunigungsvorrichtung 5 statt. Das Beispiel in 6 geht davon aus, dass die Beschleunigungsvorrichtung 5 unter dem Kraftfahrzeug 2 entlang bewegt wird und das Kraftfahrzeug 2 in der Testanlage steht. Es bedarf keiner besonderen Erwähnung, dass auch der umgekehrte Fall möglich ist.
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Wie im Bildteil a) zu erkennen ist, verfügt das Kraftübertragungselement 14 des Adapters 4 an seiner der Fahrbahnoberfläche 23 zugewandten Unterseite über eine Schrägfläche 24, zu der korrespondierend an der Beschleunigungsvorrichtung 5 eine schräge Gleitfläche 25 ausgebildet ist. Die Beschleunigungsvorrichtung 5 wird zunächst in Richtung des Pfeils „D“ auf das Kraftübertragungselement 14 zu bewegt, so dass die Schrägfläche 24 und die Gleitfläche 25 miteinander in Kontakt treten. Im Anschluss daran gleiten bei einer Weiterführung der Bewegung der Beschleunigungsvorrichtung 5 die Schrägfläche 24 und die Gleitfläche 25 aneinander entlang, wobei das am Bügel 21 befestigte Kraftübertragungselement 14 in vertikaler Richtung nach oben bewegt wird, es also ausweicht. In Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 2 betrachtet, am Ende der Gleitfläche 25, ist ein oberer Totpunkt 28 der Beschleunigungsvorrichtung 5 vorhanden. Im Bereich des oberen Totpunktes 28 weist die Beschleunigungsvorrichtung 5 ferner ein Druckelement 26 auf, bei dem es sich hier um eine um eine Achse drehbar gelagerte Scheibe handelt. Vor diesem Druckelement 26 geht die Beschleunigungsvorrichtung 5 in eine Vertiefung 27 über, die in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 2 betrachtet offen ist.
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Der Bildteil b) zeigt eine weitere Stufe der Bewegung der Beschleunigungsvorrichtung 5 relativ zu dem Adapter 4 mit dessen Kraftübertragungselement 14. Hier ist erkennbar, dass das Kraftübertragungselement 14 eine Bewegung in Richtung des Pfeils „E“ vollzogen hat und gleichzeitig entlang der Gleitfläche 25 weiter in Richtung oberer Todpunkt 28 verfahren wurde.
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Im Bildteil c) hat das Kraftübertragungselement 14 den oberen Totpunkt 28 nahezu erreicht.
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Wie dies aus dem Bildteil d) hervorgeht, fällt, nachdem das Kraftübertragungselement 14 den oberen Todpunkt 28 überwunden hat, das Kraftübertragungselement 14 nach unten, also in Richtung der Fahrbahnoberfläche 23 ab, wobei diese Bewegung durch den Dämpfer 22 in ihrer Intensität gedämpft wird. Das Druckelement 26 kommt dabei an der Rückseite des Kraftübertragungselementes für 14 zur Anlage, während das untere Ende des Kraftübertragungselementes 14 einen Spaltabstand zu der eine Vertiefung 27 aufweisenden Oberfläche der Befestigungsvorrichtung 5 aufweist. Diese Vertiefung 27 ist in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges 2 offen, was dazu führt, dass eine über die Beschleunigungsvorrichtung 5 auf das Kraftübertragungselement 14 übertragene Beschleunigungskraft über den Adapter 4 unmittelbar an das Kraftfahrzeug 2 weitergeleitet wird. Auf diese Weise kann das Kraftfahrzeug 2 beschleunigt werden, bis die gewünschte Maximalgeschwindigkeit erreicht ist. Im Anschluss daran erfolgt eine Abbremsung der Beschleunigungsvorrichtung 5, so dass das Kraftfahrzeug 2 freigegeben wird und das Kraftübertragungselement durch die in Fahrtrichtung offene Vertiefung 27 aus der Beschleunigungsvorrichtung 5 heraus geführt wird. In diesem Augenblick beginnt die eigentliche Testphase des Kraftfahrzeugs 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schiene
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Anhängerkupplung
- 4
- Adapter
- 5
- Beschleunigungsvorrichtung
- 6
- Befestigungseinrichtung
- 7
- Steg
- 8
- Klemmelement
- 9
- Kugel
- 10
- Flansch
- 11
- Kurbel- oder Spindeltrieb
- 12
- Rastierscheibe
- 13
- Arretierbolzen
- 14
- Kraftübertragungselement
- 15
- Führungsschiene
- 16
- Führungsschiene
- 17
- Rolle
- 18
- Rolle
- 19
- Rolle
- 20
- Rolle
- 21
- Bügel
- 22
- Dämpfer
- 23
- Fahrbahnoberfläche
- 24
- Schrägfläche
- 25
- Gleitfläche
- 26
- Druckelement
- 27
- Vertiefung
- 28
- Totpunkt
- 29
- Kurbel
- 30
- Verzahnung
- 31
- Steg
- 32
- Winkel
- 33
- Griff
- 34
- Kurbelstange
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6997036 B2 [0002, 0002]