DE102024116408B3

DE102024116408B3 - Test device for impact tests in a cockpit of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102024116408B3
Application number: DE102024116408.5A
Authority: DE
Inventors: Bernt Wallrabe; Simon Lüning; Dominik Riedel; Adrian Rybinski; Lukas Runtsch
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2024-06-12
Filing date: 2024-06-12
Publication date: 2025-09-25
Anticipated expiration: 2044-06-13

Abstract

Testvorrichtung (1) für Aufschlagprüfungen, repräsentativ für den Aufschlag eines Kopfes eines Insassen in einem Cockpit (100) eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Prüfgestell (2) und eine Displayaufnahme (3) zur Aufnahme einer mit einem flächigen Displaybereich (6) ausgerüsteten Displaykomponente (5). Die Displaykomponente (5) ist an der Displayaufnahme (3) an dem Prüfgestell (2) aufgenommen, um eine Aufschlagprüfung eines Kopfes eines Insassen auf die Displaykomponente (5) durchzuführen. Die Displayaufnahme (3) ist über eine Mehrzahl an Displayanbindungen (7, 8) an dem Prüfgestell (2) abgestützt, wobei eine Displayanbindung (8) eine mit der Displayaufnahme (3) verbundene Stützeinheit (9) und eine Mehrzahl von benachbart zueinander in einer Gruppe (10) angeordneten Deformationsblechen (11-13) umfasst, auf welche die Stützeinheit (9) bei der Aufschlagprüfung einwirkt, um repräsentative Deformationsbedingungen bei einer Aufschlagprüfung auf eine Displaykomponente (5) in einem Kraftfahrzeugcockpit zur Verfügung zu stellen. Test device (1) for impact tests, representative of the impact of a passenger's head in a cockpit (100) of a motor vehicle, comprising a test frame (2) and a display holder (3) for receiving a display component (5) equipped with a flat display area (6). The display component (5) is mounted on the display holder (3) on the test frame (2) in order to perform an impact test of a passenger's head on the display component (5). The display holder (3) is supported on the test frame (2) via a plurality of display connections (7, 8), wherein a display connection (8) comprises a support unit (9) connected to the display holder (3) and a plurality of deformation plates (11-13) arranged adjacent to one another in a group (10), on which the support unit (9) acts during the impact test in order to provide representative deformation conditions during an impact test on a display component (5) in a motor vehicle cockpit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Testvorrichtung für Aufschlagprüfungen und insbesondere für Aufschlagprüfungen, die charakteristisch oder insbesondere repräsentativ für den Aufschlag zum Beispiel eines Kopfes eines Insassen in einem Cockpit eines Kraftfahrzeugs sind. Dabei umfasst die Testvorrichtung ein Prüfgestell mit einer Aufnahme für Cockpit-Einbaukomponenten (wie z.B. Displays), um eine Aufschlagprüfung zum Beispiel eines Kopfes eines Insassen auf die Einbaukomponente durchzuführen. Mit der Erfindung ist es möglich, die Konstruktion eines Cockpits eines Kraftfahrzeugs und auch insbesondere die Konstruktion und Abstützung eines Aufnahmebereiches einer Einbaukomponente zu verbessern, um mögliche Verletzungsgefahren zu reduzieren und Schäden insbesondere an Personen weitestgehend zu vermeiden.The present invention relates to a test device for impact tests, and in particular for impact tests that are characteristic or particularly representative of the impact, for example, of the head of an occupant in a cockpit of a motor vehicle. The test device comprises a test frame with a holder for cockpit components (such as displays) in order to conduct an impact test, for example, of the head of an occupant on the installed component. The invention makes it possible to improve the design of a cockpit of a motor vehicle and also, in particular, the design and support of a receiving area for an installed component in order to reduce potential risks of injury and to largely avoid damage, particularly to persons.

Die nachfolgenden Beschreibungen beziehen sich insbesondere auf das Beispiel eines Displays als Einbaukomponente.The following descriptions refer in particular to the example of a display as a built-in component.

Im Stand der Technik werden bei Fahrzeugcockpits Kopfaufschlag-Selbstzertifizierungsversuche durchgeführt. Dabei schlägt bei einem Pendelversuch eine Kugel im Cockpit auf, die innerhalb eines definierten Aufschlagfeldes liegen. Kriterien dabei sind die Einhaltung bestimmter Beschleunigungs-Zeit-Beziehungen und die Vermeidung von Insassenverletzungen durch Brüche zum Beispiel bei Display-Glasscheiben. Solche Kopfaufschlag-Versuche werden zunächst simuliert und danach in Realität durchgeführt. Bei den Prüfungen muss in der Regel immer - auch bei Vorversionen und Entwicklungsschleifen - ein komplettes Cockpit aufgebaut und geprüft werden. Dadurch entsteht ein erheblicher Zeit- und Kostenaufwand. Hinzu kommt, dass bei Projekten ohne Baustufen-Hardware in der Regel zwar Prototyp-Bauteile der Displays zur Verfügung stehen, aber keine Realbauteile der Cockpit Umgebung. Solche gibt es oftmals erst in der Vorserie, sodass in der Baustufe dafür der Kopfaufschlag zunächst nur simuliert werden kann. Das bedingt ein nicht unerhebliches Änderungsrisiko für die Serie.State-of-the-art head impact self-certification tests are conducted on vehicle cockpits. In a pendulum test, a ball impacts the cockpit within a defined impact field. The criteria are compliance with certain acceleration-time relationships and the avoidance of occupant injuries due to breakage, for example, in display glass panes. Such head impact tests are first simulated and then carried out in reality. For these tests, a complete cockpit must usually be constructed and tested – even for preliminary versions and development loops. This results in considerable time and expense. In addition, in projects without pre-production hardware, prototype components for the displays are usually available, but no real components for the cockpit environment. These are often only available in the pre-production phase, so that head impact can initially only be simulated during the production phase. This creates a significant risk of changes for the series production.

Die EP 4 056 429 A1 offenbart ein Cockpit in einem Kraftfahrzeug, in das ein Display eingebaut ist. Sowohl die konstruktive Ausführung des Displays, also auch die Anbindung in der Cockpitumgebung beeinflussen den Kraft- Weg-Verlauf beim Kopfaufschlagversuch auf das Display. Nachteilig ist dabei, dass daher Hardware-Prüfungen und rechnerische Simulationen immer mit dem Gesamtcockpit durchgeführt werden müssen.The EP 4 056 429 A1 shows a cockpit in a motor vehicle with a built-in display. Both the design of the display and its connection to the cockpit environment influence the force-displacement curve during a head impact test on the display. The disadvantage is that hardware tests and computational simulations must always be performed with the entire cockpit.

Die US 2023 0 322 083 A1 zeigt Glasartikel und z. B. Displays für Fahrzeuginnensysteme, welche in Bezug auf die Anforderungen von Kopfaufpralltests konfiguriert sind. Das Display weist eine Glasscheibe auf, welche über eine Klebeschicht einem Trägerelement befestigt ist. Das Trägerelement weist eine der Klebeschicht zugewandte erste Stützfläche und eine der ersten Stützfläche gegenüberliegende zweite Stützfläche auf. An der Stützfläche sind vier Montageelemente aus Stahl befestigt. Jede Montagehalterung ist U-förmig und weist einen ersten Arm, einen zweiten Arm und ein Querelement auf, das die Arme verbindet. Der erste Arm ist an der zweiten Stützfläche des Trägerelements befestigt. Der zweite Arm dient zur Befestigung an einer Mittelkonsole oder einem Armaturenbrett.The US 2023 0 322 083 A1 shows glass articles, such as displays for vehicle interior systems, which are configured with respect to the requirements of head impact tests. The display comprises a glass pane which is attached to a carrier element via an adhesive layer. The carrier element has a first support surface facing the adhesive layer and a second support surface opposite the first support surface. Four steel mounting elements are attached to the support surface. Each mounting bracket is U-shaped and has a first arm, a second arm, and a cross member connecting the arms. The first arm is attached to the second support surface of the carrier element. The second arm is used for attachment to a center console or dashboard.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Testvorrichtung für Aufschlagprüfungen insbesondere nur auf das Display (ohne Cockpitumgebung) zur Verfügung zu stellen, womit einfach und kostengünstig und relativ schnell zuverlässige Versuche durchgeführt werden können, welche die Entwicklung in der Prototypen-Baustufe vor der Vorserie vereinfachen. Vorteilhaft ist es, wenn die Kosten reduziert werden und das Änderungsrisiko für die Serie gesenkt wird.The object of the present invention is therefore to provide a test device for impact tests, particularly on the display only (without the cockpit environment), which allows reliable tests to be carried out simply, cost-effectively, and relatively quickly, thus simplifying development in the prototype construction phase prior to pre-production. It is advantageous if costs are reduced and the risk of changes for series production is lowered.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Testvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.This object is achieved by a test device having the features of claim 1. Preferred developments of the invention are the subject of the dependent claims. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the general description and the description of the exemplary embodiment.

Eine erfindungsgemäße Testvorrichtung dient für Aufschlagprüfungen und insbesondere für Aufschlagprüfungen, die repräsentativ für den Aufschlag zum Beispiel eines Kopfes eines Insassen in einem Cockpit eines Kraftfahrzeugs sind. Die Testvorrichtung umfasst (wenigstens) ein Prüfgestell insbesondere mit einer Aufnahme für Cockpit-Einbaukomponenten (wie z.B. Displays) und vorzugsweise (wenigstens) eine Displayaufnahme zur Aufnahme einer mit wenigstens einem flächigen Displaybereich ausgerüsteten Einbaukomponente und insbesondere Displaykomponente. Die Einbaukomponente (Displaykomponente) ist an der Aufnahme (Displayaufnahme) an dem Prüfgestell aufnehmbar, um eine Aufschlagprüfung zum Beispiel eines Kopfes eines Insassen auf die Einbaukomponente (Displaykomponente bzw. den Displaybereich der Displaykomponente) durchzuführen. Die Aufnahme (bzw. Displayaufnahme) verfügt über eine Mehrzahl an Anbindungen (Displayanbindungen), über die die Aufnahme (Displayaufnahme) an dem Prüfgestell abstützbar ist. Wenigstens eine Anbindung (Displayanbindung) umfasst eine mit der Aufnahme (Displayaufnahme) verbundene Stützeinheit und eine Mehrzahl von benachbart zueinander in einer Gruppe angeordneten Deformationsblechen. Auf die Deformationsbleche wirkt die Stützeinheit bei der Aufschlagprüfung ein, um charakteristische und insbesondere repräsentative Deformationsbedingungen bei einer Aufschlagprüfung auf eine Einbaukomponente (Displaykomponente) in einem Kraftfahrzeugcockpit zur Verfügung zu stellen. Die Stützeinheit stützt sich auf der Gruppe der Deformationsbleche ab.A test device according to the invention is used for impact tests, and in particular for impact tests that are representative of the impact, for example, of a passenger's head in a cockpit of a motor vehicle. The test device comprises (at least) one test frame, in particular with a holder for cockpit installation components (such as displays), and preferably (at least) one display holder for receiving an installation component, and in particular a display component, equipped with at least one flat display area. The installation component (display component) can be received on the holder (display holder) on the test frame in order to perform an impact test, for example, of an passenger's head on the installation component (display component or the display area of the display component). The holder (or display holder) has a plurality of connections (display connections) via which the holder (display holder) can be supported on the test frame. At least one connection (display connection) comprises a support unit connected to the holder (display holder) and a plurality of deformation plates arranged adjacent to one another in a group. The support unit acts on the deformation plates during the Impact testing is used to provide characteristic and, in particular, representative deformation conditions during an impact test on an installed component (display component) in a motor vehicle cockpit. The support unit rests on the group of deformation plates.

Die erfindungsgemäße Testvorrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Testvorrichtung besteht darin, dass die Testvorrichtung einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist. Änderungen an der Testvorrichtung sind schnell durchführbar. Es ist nicht erforderlich ein vollständiges Cockpit eines Kraftfahrzeugs aufzubauen, sondern es reicht aus, die Anbindung (Displayanbindung) zu modifizieren. Dabei kann sowohl die Stützeinheit verändert werden, als auch die Gruppe der Deformationsbleche oder auch nur ein einzelnes Deformationsblech oder die Stützeinheit, um die Anforderungen besser zu beschreiben und zu erfüllen.The test device according to the invention has many advantages. A significant advantage of the test device according to the invention is that it is simple to construct and inexpensive to manufacture. Modifications to the test device can be implemented quickly. It is not necessary to construct an entire vehicle cockpit; simply modifying the connection (display connection) is sufficient. This can involve modifying the support unit, the group of deformation plates, or even just a single deformation plate or the support unit to better describe and meet the requirements.

Mit der Erfindung können Kopfaufschlagprüfungen nach FMVSS201 (Federal Motor Vehicle Safety Standard - FMVSS) auf Displays durchgeführt werden. Es kann ein Ersatzversuch bzw. ein Kopfaufprall entsprechend der FMVSS 201 durchgeführt werden.The invention allows head impact tests according to FMVSS201 (Federal Motor Vehicle Safety Standard - FMVSS) to be conducted on displays. A substitute test or a head impact according to FMVSS 201 can be performed.

Die Testvorrichtung kann grundsätzlich auch als Testumgebung bezeichnet werden. Die Testvorrichtung kann auch wenigstens eine Displaykomponente umfassen. Die Testvorrichtung kann auch Teile eines Cockpits oder ein ganzes Cockpit umfassen.The test device can also be referred to as a test environment. The test device can also include at least one display component. The test device can also include parts of a cockpit or an entire cockpit.

In einer einfachen Ausgestaltung umfasst eine erfindungsgemäße Testvorrichtung für Aufschlagprüfungen, die repräsentativ für den Aufschlag z.B. eines Kopfes eines Insassen in einem Cockpit eines Kraftfahrzeugs sind, ein Prüfgestell mit einer Aufnahme für (Cockpit-) Einbaukomponenten (wie z.B. Displays), wobei die Einbaukomponente an der Aufnahme an dem Prüfgestell aufnehmbar ist, um eine Aufschlagprüfung z.B. eines Kopfes eines Insassen auf die Einbaukomponente durchzuführen. Die Aufnahme ist über eine Mehrzahl an Anbindungen an dem Prüfgestell abstützbar, wobei wenigstens eine Anbindung eine mit der Aufnahme verbundene Stützeinheit und eine Mehrzahl von benachbart zueinander in einer Gruppe angeordneten Deformationsblechen umfasst, auf welche die Stützeinheit bei der Aufschlagprüfung einwirkt, um repräsentative Deformationsbedingungen bei einer Aufschlagprüfung auf eine Einbaukomponente in einem Kraftfahrzeugcockpit zur Verfügung zu stellen.In a simple embodiment, a test device according to the invention for impact tests representative of, for example, the impact of a passenger's head in a cockpit of a motor vehicle comprises a test frame with a holder for (cockpit) installation components (such as displays), wherein the installation component can be received on the holder on the test frame in order to conduct an impact test, for example, of an passenger's head on the installation component. The holder can be supported on the test frame via a plurality of connections, wherein at least one connection comprises a support unit connected to the holder and a plurality of deformation plates arranged adjacent to one another in a group, on which the support unit acts during the impact test in order to provide representative deformation conditions during an impact test on an installation component in a motor vehicle cockpit.

Insbesondere ist die Einbaukomponente als Displaykomponente ausgebildet. Die Displaykomponente ist vorzugsweise mit wenigstens einem flächigen Displaybereich ausgerüstet. Vorzugsweise ist die Aufnahme als Displayaufnahme ausgebildet.In particular, the built-in component is designed as a display component. The display component is preferably equipped with at least one flat display area. The receptacle is preferably designed as a display receptacle.

In einer konkreteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Testvorrichtung dient die Testvorrichtung für Aufschlagprüfungen, repräsentativ für den Aufschlag z.B. eines Kopfes eines Insassen in einem Cockpit eines Kraftfahrzeugs. Die Testvorrichtung umfasst ein Prüfgestell und eine als Displayaufnahme ausgebildete Aufnahme zur Aufnahme einer mit einem flächigen Displaybereich ausgerüsteten und als Displaykomponente ausgebildeten Einbaukomponente, wobei die Displaykomponente an der Displayaufnahme an dem Prüfgestell aufnehmbar ist, um eine Aufschlagprüfung z.B. eines Kopfes eines Insassen auf die Displaykomponente durchzuführen. Dabei ist die Displayaufnahme über eine Mehrzahl an Displayanbindungen an dem Prüfgestell abstützbar, wobei wenigstens eine Displayanbindung eine mit der Displayaufnahme verbundene Stützeinheit und eine Mehrzahl von benachbart zueinander in einer Gruppe angeordneten Deformationsblechen umfasst, auf welche die Stützeinheit bei der Aufschlagprüfung einwirkt, um repräsentative Deformationsbedingungen bei einer Aufschlagprüfung auf eine Displaykomponente in einem Kraftfahrzeugcockpit zur Verfügung zu stellen.In a more specific embodiment of the test device according to the invention, the test device is used for impact tests, representative of the impact, for example, of the head of an occupant in a cockpit of a motor vehicle. The test device comprises a test frame and a holder designed as a display holder for receiving an installed component equipped with a flat display area and designed as a display component. The display component can be received on the display holder on the test frame in order to conduct an impact test, for example, of the head of an occupant on the display component. The display holder can be supported on the test frame via a plurality of display connections, wherein at least one display connection comprises a support unit connected to the display holder and a plurality of deformation plates arranged adjacent to one another in a group, on which the support unit acts during the impact test in order to provide representative deformation conditions during an impact test on a display component in a motor vehicle cockpit.

In bevorzugten Weiterbildungen aller Ausgestaltungen umfasst die Testvorrichtung wenigstens eine Sensoreinrichtung und/oder wenigstens eine Recheneinrichtung, um Daten bei einer Aufschlagprüfung aufzunehmen und gegebenenfalls direkt aufzuzeichnen und auszuwerten.In preferred developments of all embodiments, the test device comprises at least one sensor device and/or at least one computing device in order to record data during an impact test and, if necessary, to record and evaluate it directly.

Ebenso ist es bevorzugt, dass die Testvorrichtung wenigstens eine Prüfkugel oder dergleichen umfasst, mit welcher die Aufschlagprüfung (entsprechend der Standardtestanforderungen) definiert durchgeführt wird.It is also preferred that the test device comprises at least one test ball or the like with which the impact test is carried out in a defined manner (according to the standard test requirements).

In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst wenigstens eine Displayanbindung (wenigstens) eine als Stützblech ausgebildete Stützeinheit. Das Stützblech kann insbesondere aus einem metallischen Werkstoff bestehen oder einen solchen umfassen. Das Stützblech kann aber auch aus einem Verbundwerkstoff oder einem Kunststoff bestehen.In a preferred embodiment, at least one display connection comprises (at least) one support unit configured as a support plate. The support plate can, in particular, consist of or comprise a metallic material. However, the support plate can also consist of a composite material or a plastic.

Vorzugsweise sind (wenigstens zwei) untere und (wenigstens zwei) obere Displayanbindungen umfasst. Gegebenenfalls können auch seitliche Displayanbindungen vorgesehen sein.Preferably, (at least two) lower and (at least two) upper display connections are included. Side display connections may also be provided if necessary.

Vorzugsweise umfasst wenigstens eine Displayanbindung und insbesondere wenigstens eine obere Displayanbindung wenigstens zwei hintereinander angeordnete Deformationsbleche. Hintereinander bedeutet, dass eine Senkrechte an wenigstens einer Stelle auf einer Oberfläche eines Deformationsblechs das andere Deformationsblech schneiden würde. Bevorzugt sind die Deformationsbleche hintereinander und parallel zueinander angeordnet. Möglich ist es auch, dass drei oder vier oder mehr gleiche oder unterschiedliche Deformationsbleche hintereinander angeordnet sind.Preferably, at least one display connection and in particular at least one upper display connection comprises at least two deformation plates arranged one behind the other. One behind the other means that a vertical line is arranged at least at least one point on the surface of one deformation plate would intersect the other deformation plate. Preferably, the deformation plates are arranged one behind the other and parallel to each other. It is also possible for three or four or more identical or different deformation plates to be arranged one behind the other.

Erfindungsgemäß stützt sich die Stützeinheit (wenigstens bei der Aufschlagprüfung und/oder in einem Ruhezustand) auf der Gruppe der Deformationsbleche ab. According to the invention, the support unit rests (at least during the impact test and/or in a rest state) on the group of deformation plates.

Insbesondere liegt die Stützeinheit im Ruhezustand auf wenigstens einem Deformationsblech auf. Wenn die Stützeinheit im Ruhezustand auf einem Deformationsblech aufliegt, bewirkt das Deformationsblech unmittelbar bei Aufschlag eines Prüfkörpers einen entsprechenden Widerstand. Das ist für die Auslegung und die Berechnung der auftretenden Kräfte vorteilhaft.In particular, the support unit rests on at least one deformation plate when at rest. If the support unit rests on a deformation plate when at rest, the deformation plate immediately exerts a corresponding resistance upon impact of a test specimen. This is advantageous for the design and calculation of the forces occurring.

Vorzugsweise liegt die Stützeinheit bei der Aufschlagprüfung auf zwei seitlich voneinander beabstandeten Deformationsblechen auf. Dabei ist insbesondere ein Abstand der Deformationsbleche (in seitlicher Richtung) kleiner als eine Breite der Stützeinheit, die auf den seitlich voneinander beabstandeten Deformationsblechen aufliegt. Bei einer solchen Anordnung werden die Deformationsbleche bei dem Aufschlag durch die Stützeinheit belastet und die freistehenden Enden der Deformationsbleche verbiegen sich und senken sich ab. Dadurch vergrößert sich der lichte seitliche Abstand der seitlich voneinander beabstandeten Deformationsbleche, bis der seitliche Abstand der Breite der Stützeinheit entspricht. Dann kann die Stützeinheit zwischen den (gebogenen) Deformationsblechen hindurchtreten und trifft auf gegebenenfalls weitere Deformationsbleche auf.During the impact test, the support unit preferably rests on two laterally spaced-apart deformation plates. In particular, the distance between the deformation plates (in the lateral direction) is smaller than the width of the support unit resting on the laterally spaced-apart deformation plates. With such an arrangement, the deformation plates are loaded by the support unit upon impact, and the free-standing ends of the deformation plates bend and sink. As a result, the clear lateral distance between the laterally spaced-apart deformation plates increases until the lateral distance corresponds to the width of the support unit. The support unit can then pass between the (bent) deformation plates and, if necessary, impact other deformation plates.

Vorzugsweise ist ein Abstand zweier hintereinander angeordneter Deformationsbleche (senkrecht zur Oberfläche) im Ruhezustand größer als eine Dicke eines Deformationsblechs. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass zwei oder mehr (unterschiedlich gestaltete) Deformationsbleche unmittelbar hintereinander angeordnet sind und aneinander anliegen. Dadurch kann der Kraftverlauf individuell und genau eingestellt werden.Preferably, the distance between two deformation plates arranged one behind the other (perpendicular to the surface) is greater than the thickness of one deformation plate at rest. In principle, it is also possible for two or more (differently designed) deformation plates to be arranged directly behind one another and in contact with one another. This allows the force distribution to be individually and precisely adjusted.

In vorteilhaften Ausgestaltungen liegen zwei oder drei oder vier Deformationsbleche einer Displayanbindung im Wesentlichen hintereinander und parallel zueinander.In advantageous embodiments, two or three or four deformation plates of a display connection are arranged essentially one behind the other and parallel to each other.

Insbesondere sind wenigstens zwei benachbarte Deformationsbleche einer Displayanbindung in wenigstens einer Abmessung wie Breite, Länge und Dicke im Wesentlichen gleich ausgebildet. Es ist ebenso bevorzugt, dass wenigstens zwei benachbarte Deformationsbleche einer Displayanbindung in wenigstens einer Abmessung wie Breite, Länge und Dicke unterschiedlich ausgebildet sind. Besonders bevorzugt sind zwei hintereinander angeordnete Deformationsbleche in wenigstens einer Abmessung oder in wenigstens einer Eigenschaft unterschiedlich ausgebildet, während zwei seitlich benachbarte Deformationsbleche vorzugsweise im Wesentlichen gleich ausgebildet sind.In particular, at least two adjacent deformation plates of a display connection are designed substantially identically in at least one dimension, such as width, length, and thickness. It is also preferred that at least two adjacent deformation plates of a display connection are designed differently in at least one dimension, such as width, length, and thickness. Particularly preferably, two deformation plates arranged one behind the other are designed differently in at least one dimension or in at least one property, while two laterally adjacent deformation plates are preferably designed substantially identically.

In vorteilhaften Ausgestaltungen unterscheiden sich zwei Deformationsbleche einer Displayanbindung in ihrem Material und/oder weisen eine unterschiedliche Struktur auf. So kann ein Deformationsblech beispielsweise als ebener glatter Streifen ausgeführt sein, der im Grundsatz eine (sehr dünne) quaderförmige Struktur aufweist, während ein anderes Deformationsblech eine wellige, gebogene oder abgerundete Struktur aufweist. Möglich ist es auch, dass wenigstens ein Deformationsblech wenigstens eine Verstärkungsrippe umfasst. Durch die Anbringung von Verstärkungsrippen kann der Widerstand gegen Deformation sehr erheblich beeinflusst und modifiziert werden. Vorzugsweise ist ein Verhältnis einer Länge zu einer Dicke (und/oder einer Breite zu einer Dicke) eines Deformationsblechs größer 5 oder insbesondere größer 10 und kann auch größer 20 betragen.In advantageous embodiments, two deformation plates of a display connection differ in their material and/or have a different structure. For example, one deformation plate can be designed as a flat, smooth strip that essentially has a (very thin) cuboid-shaped structure, while another deformation plate has a wavy, curved, or rounded structure. It is also possible for at least one deformation plate to comprise at least one reinforcing rib. By providing reinforcing ribs, the resistance to deformation can be significantly influenced and modified. Preferably, a ratio of a length to a thickness (and/or a width to a thickness) of a deformation plate is greater than 5 or in particular greater than 10 and can also be greater than 20.

Es hat sich herausgestellt, dass mit einer Displayanbindung mit drei hintereinander angeordneten Deformationsblechen (bzw. jeweils zwei seitlich beabstandeten Deformationsblechen, die in drei Stufen hintereinander angeordnet sind), sehr vernünftige Testergebnisse erzielbar sind. Durch eine größere Anzahl von Deformationsblechen kann grundsätzlich das Testergebnis noch verbessert werden. Dafür steigt dabei aber der Aufwand, sodass eine Abwägung von erforderlicher Qualität des Testergebnisses und Aufwand für die Testvorrichtung sinnvoll ist.It has been shown that very reasonable test results can be achieved with a display connection with three deformation plates arranged one behind the other (or two laterally spaced deformation plates arranged one behind the other in three stages). A larger number of deformation plates can, in principle, improve the test results even further. However, this increases the effort required, so it is advisable to balance the required quality of the test result with the effort required for the test device.

In bevorzugten Ausgestaltungen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn eine untere Displayanbindung ein an dem Prüfgestell abgestütztes Scharnier bildet, um welche die Displaykomponente verschwenkbar ist. Besonders bevorzugt werden zwei oder mehr untere Displayanbindungen derart ausgestaltet. Die unteren Displayanbindungen sind dann vorzugsweise seitlich voneinander beabstandet.In preferred embodiments, it has proven advantageous if a lower display connection forms a hinge supported on the test frame, about which the display component can be pivoted. Particularly preferably, two or more lower display connections are configured in this way. The lower display connections are then preferably laterally spaced from one another.

In vorteilhaften Ausgestaltungen sind zwei obere Displayanbindungen mit jeweils drei hintereinander angeordneten Deformationsblechen und zwei untere Displayanbindungen mit jeweils einem Scharnier umfasst.In advantageous embodiments, two upper display connections, each with three deformation plates arranged one behind the other, and two lower display connections, each with a hinge, are included.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, das im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.Further advantages and features of the present invention will become apparent from the embodiment which will be explained below with reference to the accompanying figures.

In den Figuren zeigen:

1 eine stark schematische Ansicht eines Cockpits eines Kraftfahrzeugs;
2 eine stark schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung;
3 eine Detailansicht aus 2;
4 eine stark schematische Querschnittsansicht der Darstellung nach 3; und
5 Verläufe von Kraft und Weg bei einem Prüfversuch mit der erfindungsgemäßen Testvorrichtung.

The figures show:

1 a highly schematic view of a cockpit of a motor vehicle;
2 a highly schematic view of a test device according to the invention;
3 a detailed view 2 ;
4 a highly schematic cross-sectional view of the illustration according to 3 ; and
5 Force and displacement curves during a test using the test device according to the invention.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Cockpit 100 eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Displaykomponente 5 in dem Cockpit 100 eingebaut ist und über einen hier gebogenen Displaybereich 6 umfasst. Zur besseren Anschaulichkeit ist eine Prüfkugel 50 eingezeichnet, die hier kurz vor dem Aufprall auf den flächigen Displaybereich 6 der Displaykomponente 5 steht. 1 shows a section of a cockpit 100 of a motor vehicle, wherein a display component 5 is installed in the cockpit 100 and encompasses a curved display area 6. For clarity, a test sphere 50 is shown, which is here shortly before impacting the flat display area 6 of the display component 5.

Es geht dabei darum, über Versuche und Modifikationen an der Konstruktion mögliche Schäden und Verletzungen bei einem Aufprall eines Gegenstandes und insbesondere eines Kopfes eines Insassen auf das Cockpit und die Displaykomponente 5 zu reduzieren und Verletzungen des Insassen möglichst zu vermeiden. Ein Ziel dazu ist auch die Vermeidung von Brüchen zum Beispiel einer Glasscheibe einer Displaykomponente.The aim is to reduce potential damage and injuries in the event of an impact of an object, particularly the head of an occupant, on the cockpit and display component 5 through tests and design modifications, and to prevent injuries to the occupant as far as possible. One goal is also to prevent breakage, for example, of a glass pane in a display component.

Dazu wird eine erfindungsgemäße Testvorrichtung 1 eingesetzt, wie sie in 2 dargestellt ist. Die Testvorrichtung 1 dient für Aufschlagprüfungen. Die Aufschlagprüfung ist insbesondere repräsentativ für den Aufschlag zum Beispiel eines Kopfes eines Insassen in einem Cockpit eines Kraftfahrzeugs.For this purpose, a test device 1 according to the invention is used, as shown in 2 is shown. The test device 1 is used for impact tests. The impact test is particularly representative of the impact, for example, of the head of an occupant in the cockpit of a motor vehicle.

Die Testvorrichtung umfasst ein hier in 2 nicht dargestelltes Prüfgestell (vgl. 4). Die Testvorrichtung 1 umfasst eine Displayaufnahme 3 zur Aufnahme einer mit einem flächigen Displaybereich 6 ausgerüsteten Displaykomponente 5. Die Displaykomponente 5 ist dabei an der Displayaufnahme 3 (an dem hier nicht weiter dargestellten Prüfgestell) aufgenommen, um eine Aufschlagprüfung zum Beispiel eines Kopfes eines Insassen auf die Displaykomponente 5 durchzuführen.The test device comprises a 2 test frame not shown (see 4 ). The test device 1 comprises a display holder 3 for holding a display component 5 equipped with a flat display area 6. The display component 5 is mounted on the display holder 3 (on the test frame not shown in detail here) in order to carry out an impact test, for example of a passenger's head on the display component 5.

Die Displayaufnahme 3 ist über eine Mehrzahl an Displayanbindungen 7, 8 an dem Prüfgestell 2 (vergleiche 4) abgestützt. Wenigstens eine Displayanbindung 8 verfügt über eine mit der Displayaufnahme 3 verbundene Stützeinheit 9 und über eine Mehrzahl von benachbart zueinander in einer Gruppe 10 angeordneten Deformationsblechen 11-13, auf welche die Stützeinheit 9 bei der Aufschlagprüfung einwirkt. Dadurch werden repräsentative bzw. charakteristische Deformationsbedingungen bei einer Aufschlagprüfung auf eine Displaykomponente 5 in einem Kraftfahrzeugcockpit zur Verfügung gestellt.The display holder 3 is connected to the test frame 2 via a plurality of display connections 7, 8 (see 4 ). At least one display connection 8 has a support unit 9 connected to the display mount 3 and a plurality of deformation plates 11-13 arranged adjacent to one another in a group 10, on which the support unit 9 acts during the impact test. This provides representative or characteristic deformation conditions during an impact test on a display component 5 in a motor vehicle cockpit.

Die Stützeinheiten 9 bestehen hier jeweils aus einem (dünnen) Stützblech 19, das über eine Breite 9a verfügt. Im hier in 2 dargestellten Ruhezustand 20 liegt das Stützblech 19 an den hier obersten Deformationsblechen 11 (11a, 11b - vergleiche 4) an. Die Deformationsbleche 12 und 13 sind hier parallel zu den Deformationsblechen 11 angeordnet und befinden sich parallel jeweils dahinter. Die Deformationsbleche an einer Displayanbindung, die eine Stützeinheit 9 kontaktieren, bilden jeweils eine Gruppe 10.The support units 9 each consist of a (thin) support plate 19, which has a width 9a. In the 2 In the rest state 20 shown, the support plate 19 lies on the uppermost deformation plates 11 (11a, 11b - compare 4 ). The deformation plates 12 and 13 are arranged parallel to the deformation plates 11 and are located parallel behind each other. The deformation plates on a display connection that contact a support unit 9 each form a group 10.

In 2 ist ein einfaches Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem grundsätzlich die Deformationsbleche 11 (11a, 11b) und 12 (12a, 12b) und 13 (13a und 13b) jeweils über eine gleiche Länge und Breite verfügen. Gegebenenfalls ist auch die Dicke identisch. Die eingesetzten Materialien können unterschiedlich oder auch gleich sein.In 2 A simple embodiment is shown, in which the deformation plates 11 (11a, 11b) and 12 (12a, 12b) and 13 (13a and 13b) each have the same length and width. If necessary, the thickness is also identical. The materials used can be different or the same.

Durch die Auswahl eines lichten seitlichen Abstand 21 (vergleiche 4) zwischen den Deformationsblechen 11a, 11b und durch Auswahl der Breite 9b des Stützblechs 19 und durch die anderen Abmessungen und Eigenschaften kann eine individuelle und genaue Einstellung der Testbedingungen erfolgen. Der Aufbau, die Auswahl und Art und das Material der eingesetzten Deformationsbleche und der Stützbleche kann auch von dem geplanten Aufprallort der Prüfkugel 50 abhängen.By selecting a clear lateral distance of 21 (compare 4 ) between the deformation plates 11a, 11b and by selecting the width 9b of the support plate 19, as well as the other dimensions and properties, the test conditions can be individually and precisely adjusted. The design, selection, type, and material of the deformation plates and support plates used can also depend on the planned impact location of the test sphere 50.

3 zeigt ein vergrößertes Detail aus 2, wobei hier erkennbar ist, dass die Deformationsbleche 11, 12, 13 jeweils rechte Deformationsbleche 11a und linke Deformationsbleche 11b etc. umfassen. 3 shows an enlarged detail from 2 , whereby it can be seen here that the deformation plates 11, 12, 13 each comprise right deformation plates 11a and left deformation plates 11b etc.

4 zeigt eine einen stark schematischen Querschnitt durch eine Testvorrichtung 1, wobei eine beispielhafte Anbindung der Deformationsbleche 11a bis 13b an einem Prüfgestell 2 erkennbar ist. Hier liegt die Stützeinheiten 9 bzw. das Stützblech 19 der Stützeinheit 9 unmittelbar im Ruhezustand 20 auf den Deformationsblechen 11a, 11b auf. Die Stützeinheit weist eine Dicke 9b auf. 4 shows a highly schematic cross-section through a test device 1, showing an exemplary connection of the deformation plates 11a to 11b to a test frame 2. Here, the support units 9 or the support plate 19 of the support unit 9 rest directly on the deformation plates 11a, 11b in the resting state 20. The support unit has a thickness 9b.

Denkbar ist es aber auch, dass im Ruhezustand ein Abstand 9c zwischen der Stützeinheit 9 und den Deformationsblechen 11a, 11b besteht. Z. B. wenn die Dicke 9b der Stützeinheiten 9 einen reduzierten Wert aufweist, wie es durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Die Deformationsbleche 11, 12 und 13 weisen jeweils eine (unterschiedliche oder auch gleiche) Dicke 16 auf. Die Deformationsbleche 11, 12, 13 sind in Abständen 11c bzw. 12c zueinander und hintereinander angeordnet.However, it is also conceivable that in the resting state, a distance 9c exists between the support unit 9 and the deformation plates 11a, 11b. B. if the thickness 9b of the support units 9 has a reduced value, as shown by the dashed line. The deformation plates 11, 12, and 13 each have a (different or identical) thickness 16. The deformation plates 11, 12, and 13 are arranged at intervals 11c and 12c from each other and one behind the other.

Ein seitlicher Abstand 21 der freien Enden der Deformationsbleche 13a und 13b (und auch der Deformationsbleche 12a, 12b und 11a, 11b) ist kleiner als eine seitliche Breite 9a der Stützeinheit 9. Dadurch wird gewährleistet, dass die Stützeinheit 9 die jeweiligen Deformationsbleche kontaktiert und einen entsprechenden Widerstand bei der Deformation erfährt. Durch Variation der jeweiligen Dicke 16 sowie der Breite 14 und der Länge 15 sowie des eingesetzten Materials und der ausgebildeten Struktur der Deformationsbleche kann der zeitliche Verlauf bzw. die wegabhängige Kraft gezielt eingestellt werden.A lateral distance 21 between the free ends of the deformation plates 13a and 13b (and also the deformation plates 12a, 12b and 11a, 11b) is smaller than a lateral width 9a of the support unit 9. This ensures that the support unit 9 contacts the respective deformation plates and experiences appropriate resistance during deformation. By varying the respective thickness 16, the width 14, and the length 15, as well as the material used and the structure of the deformation plates, the temporal progression or the path-dependent force can be specifically adjusted.

Den Verlauf der Deformationskraft über dem Deformationsweg zeigt 5 beispielhaft. Dabei zeigt die Kurve 25 den Verlauf der Kraft über den Weg für die Testvorrichtung 1, während die Kurve 26 den Verlauf der Kraft über den Weg eines Cockpits 100 darstellt. Es ist erkennbar, dass sowohl der Ort als auch die Höhe des Kraftmaximums und des maximalen Deformationswegs für die meisten Zwecke hinreichend gut abgebildet werden. Das ist in vielen Fällen ausreichend. Wenn noch bessere Ergebnisse gefordert werden, kann zudem die Anzahl der Deformationsbleche auf jeweils vier oder mehr vergrößert werden.The course of the deformation force over the deformation path is shown 5 For example, curve 25 shows the force versus displacement curve for test device 1, while curve 26 represents the force versus displacement curve of a cockpit 100. It can be seen that both the location and height of the force maximum and the maximum deformation displacement are sufficiently well represented for most purposes. This is sufficient in many cases. If even better results are required, the number of deformation plates can be increased to four or more.

Insgesamt stellt die Erfindung eine vorteilhafte Testvorrichtung für Kopfaufschlagprüfungen zur Verfügung, mit der zeit- und kostengünstig gute Ergebnisse erzielbar sind. Damit ist es möglich, zum Beispiel einen KopfaufschlagVersuch auch ohne ein vollständiges Cockpit durchzuführen.Overall, the invention provides an advantageous test device for head impact tests that allows good results to be achieved quickly and cost-effectively. This makes it possible, for example, to conduct a head impact test even without a complete cockpit.

Durch die Erfindung können auch Simulationsmodelle verbessert werden, umso die Entwicklung insgesamt kostengünstiger und schneller voranzutreiben. Über die Maße der Deformationsbleche wie zum Beispiel Materialstärke, Materialart etc. und deren Abstand zueinander kann ein definierter Verlauf von Kraft über Weg bzw. Beschleunigung über Zeit eingestellt werden.The invention also allows for improved simulation models, making development more cost-effective and faster. A defined force versus displacement or acceleration versus time curve can be set by adjusting the dimensions of the deformation plates, such as material thickness, material type, etc., and their spacing.

Gegenüber der Verwendung von zum Beispiel Deformationsschäumen haben deformierbare Bleche den Vorteil einer besseren Abstimmbarkeit und einer besseren Simulierbarkeit. Schäume altern regelmäßig und die Materialeigenschaften können streuen und sind schwerer zu ermitteln. Mit Deformationsblechen haben sich auf einfache Art bessere Ergebnisse ergeben.Compared to the use of deformation foams, for example, deformable sheets offer the advantage of better tunability and better simulability. Foams age regularly, and material properties can vary and are more difficult to determine. Deformation sheets have been shown to produce better results in a simple way.

Claims

Test device (1) for impact tests, representative of the impact, e.g., of a passenger's head in a cockpit (100) of a motor vehicle, comprising a test frame (2) and a display holder (3) for receiving a display component (5) equipped with a flat display area (6), wherein the display component (5) can be received on the display holder (3) on the test frame (2) in order to carry out an impact test, e.g., of a passenger's head on the display component (5), wherein the display holder (3) can be supported on the test frame (2) via a plurality of display connections (7, 8), wherein at least one display connection (8) comprises a support unit (9) connected to the display holder (3) and a plurality of deformation plates (11-13) arranged adjacent to one another in a group (10), on which the support unit (9) acts during the impact test in order to determine representative deformation conditions during an impact test on a display component (5) in a motor vehicle cockpit and wherein the support unit (9) is supported on the group (10) of deformation plates (11-13).

Test device (1) according to Claim 1 , wherein at least one display connection (7, 8) comprises a support unit (9) designed as a support plate (19).

Test device (1) according to one of the preceding claims, wherein lower and upper display connections (7, 8) are included.

Test device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one display connection (8) comprises two deformation plates (11, 12) arranged one behind the other.

Test device (1) according to one of the preceding claims, wherein the support unit (9) rests on at least one deformation plate (11) in the rest state (20).

Test device (1) according to one of the preceding claims, wherein the support unit (9) rests on two laterally spaced-apart deformation plates (11a, 11b) during the impact test.

Test device (1) according to the preceding claim, wherein a distance (11c, 12c) of the deformation plates (11a, 12a, 12a, 13a) perpendicular to the surface in the rest state (20) is greater than a thickness (16) of a deformation plate (11a, 12a, 13a).

Test device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least two deformation plates (11a, 12a) of a display connection (8) extend substantially one behind the other and parallel to one another.

Test device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least two adjacent deformation plates (11a, 11b, 12a, 12b) of a display connection (8) are substantially identical in at least one dimension such as width (14), length (15) and thickness (16).

Test device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least two adjacent deformation plates (11a, 13) of a display connection (8) are designed differently in at least one dimension such as width (14), length (15) and thickness (16).

Test device (1) according to one of the preceding claims, wherein two deformation plates (11, 12, 13) of a display connection (8) differ in their material.

Test device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least two deformation plates of a display connection (8) have a different structure.

Test device (1) according to one of the preceding claims, wherein an upper display connection (8) comprises three or more deformation plates (11a, 11b, 12a, 12b, 13).

Test device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one lower display connection (7) forms a hinge (17) supported on the test frame (2), about which the display component (5) can be pivoted.

Test device (1) according to the two preceding claims, comprising two upper display connections (8) each with three deformation plates (11a, 12a, 13) arranged one behind the other and two lower display connections (7) each with a hinge (17).