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Die Erfindung betrifft eine Fangvorrichtung, mit deren Hilfe ein sich nach einem Aufprall auf ein Kraftfahrzeug frei bewegender Prüfkörper aufgefangen und gehalten werden kann.
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Die Durchführung von Tests zur Fußgängersicherheit von Kraftfahrzeugen umfasst beispielsweise das Testen von Fronthauben von Personenkraftwagen. Hierbei werden Prüfkörper, beispielsweise Kopfimpaktoren, die einen menschlichen Kopf simulieren sollen, mittels einer Schussvorrichtung in eine Schussrichtung beschleunigt. Die Prüfkörper treffen dann in freiem Flug auf einen Zielkörper, beispielsweise die Fronthaube eines Personenkraftwagens, auf und prallen anschließend in eine Abprallrichtung ab und können beispielsweise mit einer Fangvorrichtung aufgefangen werden. Eine derartige Fangvorrichtung ist beispielsweise in
DE 10 2005 040 134 B3 beschrieben, die Haltevorrichtungen aufweist, um mit Hilfe von Sicherungsseilen den abgeprallten Prüfkörper entgegen der Schussrichtung auf die Fangvorrichtung zu einzuholen.
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Nachteilig bei einer derartigen Fangvorrichtung sind die hohen mechanischen Belastungen der einzelnen Bauteile, die beim Einholen des Prüfkörpers auftreten.
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Aus der
DE 9 212 703 U1 ist ein fahrbares Hebezeug zum Be- und Entladen von Fahrzeugen sowie zum Transportieren einer Last bekannt.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Fangvorrichtung zu schaffen, bei der die beim Einholen auftretenden Belastungen verringert sind und welche flexibler auf verschiedene Versuchsaufbauten eingerichtet werden kann und leichter zu lagern ist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Fangvorrichtung, mit deren Hilfe ein insbesondere sich nach einem Aufprall frei bewegender Prüfkörper aufgefangen und gehalten werden kann, umfasst eine Schussvorrichtung zum Beschleunigen des Prüfkörpers in einer Schussrichtung, sowie ein Einholmittel zum Einholen des Prüfkörpers in einer Einholrichtung. Erfindungsgemäß ist die Einholrichtung unter einem Winkel zur Schussrichtung angeordnet.
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Dadurch, dass die Einholrichtung des Prüfkörpers unter einem vorher bestimmten Winkel zur Schussrichtung angeordnet ist, wird die Bewegung des Prüfkörpers in Abprallrichtung zunächst unterstützt und anschließend mit geringem Kraftaufwand umgelenkt, so dass der Prüfkörper mit geringeren mechanischen Belastungen der Fangvorrichtung aufgefangen und gehalten werden kann. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Prüfkörper nicht orthogonal auf den Zielkörper trifft, das heißt wenn die Schussrichtung nicht orthogonal zu einer Aufprallfläche des Zielkörpers angeordnet ist, wie dies insbesondere zur Simulation von Unfällen von Fußgängern mit Kraftfahrzeugen der Fall ist. Dadurch, dass es möglich ist die Bewegung des Prüfkörpers in Abprallrichtung nur geringfügig beeinflussen zu müssen, sind die zum Auffangen benötigten Kräfte verringert, was einen einfacheren konstruktiven Aufbau der Fangvorrichtung ermöglicht. Dadurch kann die Fangvorrichtung kompakter gebaut werden, so dass die Fangvorrichtung den gesamten Versuchsaufbau möglichst wenig stört und flexibler aufgestellt und ausgerichtet werden kann. Die Fangvorrichtung kann beispielsweise in Form ähnlich eines Werkstattkranes ausgeführt sein. Die Fangvorrichtung ist dadurch nicht auf die Verwendung zusammen mit einer bestimmten Schussvorrichtung festgelegt, sondern kann je nach Versuchsaufbau mit unterschiedlichen Schussvorrichtungen verwendet werden. Durch den einfacheren konstruktiven Aufbau kann die Fangvorrichtung auch leichter gebaut werden, so dass die Handhabung verbessert wird. Es ist vorgesehen, dass die Schussvorrichtung getrennt zum Einholmittel und unverbunden zum Einholmittel angeordnet ist, so dass die Fangvorrichtung flexibler auf verschiedene Versuchsaufbauten eingerichtet werden kann und leichter zu lagern ist. Die Fangvorrichtung ist daher besonders zur Simulation von Fußgängerunfällen und/oder Motorradfahrerunfällen mit Kraftfahrzeugen geeignet.
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Vorzugsweise ist die Fangvorrichtung derart ausgestaltet, dass sich der Prüfkörper nach dem Aufprall auf den Zielkörper frei in eine Rückprallrichtung bewegt, wobei die Rückprallrichtung zur Einholrichtung einen Winkel α aufweist. Der Winkel α beträgt –90° ≤ α ≤ +90°, insbesondere –45° ≤ α ≤ +45°, vorzugsweise –30° ≤ α ≤ +30°, und besonders bevorzugt –10° ≤ α ≤ +10°. Durch diese Wahl des Winkels α wird vermieden entgegen der Rückprallrichtung des Prüfkörpers Kräfte aufzubringen, so dass sich geringere mechanische Belastungen der Fangvorrichtung ergeben. Dadurch, dass der Winkel α zwischen der Rückprallrichtung und der Einholrichtung beim Ausrichten der Fangvorrichtung möglichst klein gewählt wird, bewegt sich der Prüfkörper nach dem Aufprall bereits weitestgehend in die Einholrichtung. Je kleiner der Winkel α zwischen Rückprall- und Einholrichtung ist, desto geringer sind die zum Auffangen des Prüfkörpers nötigen Kräfte.
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Es ist vorgesehen, dass die Fangvorrichtung einen Ausleger aufweist, der zur Führung eines mit dem Prüfkörper und dem Einholmittel verbundenen Zugmittels, beispielsweise Seil oder Kabel, dient. Das Zugmittel wird insbesondere entlang des Auslegers bis zu dessen distalen Ende geführt, so dass der Endpunkt des Auslegers auch der Punkt ist, durch den die Einholrichtung verläuft und an dem der Prüfkörper nach dem Auffangen gehalten wird. Dadurch kann die gewünschte, beispielsweise vorher berechnete, Einholrichtung des Prüfkörpers sehr präzise eingestellt werden. Die Verbindung des Zugmittels mit dem Prüfkörper kann dabei beispielsweise über einen Karabinerhaken erfolgen, der mit einer Öse lösbar verbunden werden kann.
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Besonders bevorzugt kann der Ausleger fachwerkartig aufgebaut sein. Hierzu kann der Ausleger beispielsweise aus mehreren einzelnen Stäben und/oder Profilen zusammengesetzt sein, die insbesondere unter Vermeidung eines rechten Winkels miteinander verbunden sind. Der fachwerkartige Aufbau ermöglicht dabei eine leichte und stabile Bauweise, die darüber hinaus flexibel genug ist, um die Konstruktion des Auslegers gegebenenfalls an räumliche Besonderheiten des Versuchsaufbaus anzupassen. Der Ausleger ist an einer mit dem Ausleger verbundenen Basis abgestützt, wobei die Basis ein stabiles und insbesondere bewegliches Grundgerüst ausbilden kann, um die am Ausleger auftretenden Kräfte aufzunehmen und abzuleiten.
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Vorzugsweise weist der Ausleger Führungsmittel zur Umlenkung und/oder radialen Begrenzung der Bewegung des Zugmittels auf. Dadurch wird sichergestellt, dass das Zugmittel beim Einholen des Prüfkörpers zuverlässig ohne Herausspringen geführt wird und dadurch der Prüfkörper in Einholrichtung bewegt wird. Die Führungsmittel können beispielsweise in Form von Ösen ausgestaltet sein. Gegebenenfalls vorgesehene Umlenkrollen, die als Führungsmittel dienen, können so gestaltet sein, dass ein Herausspringen des Zugmittels aus der Umlenkrolle vermieden ist.
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In einer besonders bevorzugt Ausführungsform der Fangvorrichtung kann der Ausleger mit der Basis individuell positionierbar und arretierbar ausgeführt sein, wodurch ein präzises und dem jeweiligen Prüfvorgang angepasstes Einstellen der Einholrichtung ermöglicht wird. Vorzugsweise kann dabei der Ausleger in einem Winkel β zwischen dem Ausleger und der Basis eingestellt werden. So kann beispielsweise der Ausleger präzise in eine vorher berechnete Position ausgerichtet werden, um eine möglichst geringe Abweichung von der Rückprallrichtung zu erreichen
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Vorzugsweise kann die Basis der Fangvorrichtung ein Positionierungsmittel umfassen, das eine sichere Ausrichtung und Positionierung. auf einem Untergrund ermöglichen. Besonders bevorzugt umfasst das Positionierungsmittel eine Bremsvorrichtung, die eine Bewegung der Fangvorrichtung während des Fangens des Prüfkörpers verhindert. Zur Bewegung der Fangvorrichtung kann die Bremsvorrichtung gelöst werden, so dass einfach zwischen einem bewegbaren und einem unbewegbaren Zustand der Fangvorrichtung gewechselt werden kann.
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Vorzugsweise weist die Fangvorrichtung ein Einholmittel auf, das ein Zugelement umfasst. Das Zugelement ist besonders bevorzugt als insbesondere pneumatisch betätigbarer Zylinder ausgestaltet. Durch die Verwendung eines Pneumatikzylinders sind kurze Stellzeiten möglich, die ein schnelles Einholen des Zugmittels und damit des Prüfkörpers ermöglichen. Darüber hinaus kann der Pneumatikzylinder über eine elektronische Steuerung angesteuert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Prüfkörper und/oder das Zugmittel ein lackschonendes Material auf. Geeignete Materialien sind insbesondere elastische Materialien, beispielsweise Elastomere, natürlicher oder künstlicher Kautschuk, Baumwolle und dergleichen. Das Zugmittel kann beispielsweise mit einem lackschonenden Material beschichtet oder aus diesem hergestellt sein, beispielsweise in Form eines geflochtenen in radialer Richtung elastischen Bandes. Dadurch können Beschädigungen von noch nicht genutzten Flächen des Zielkörpers vermieden werden, die eine spätere Auswertung der Versuche erschweren könnten. Der Prüfkörper kann ebenfalls mit lackschonenden Materialien beschichtet, umhüllt oder aus diesen aufgebaut sein. Dadurch wird die Aufprallenergie beim Versuch sicher übertragen und gleichzeitig ein unbeabsichtigtes Beschädigen von weiteren Flächen des Zielkörpers vermieden. Insbesondere kann durch das lackschonende Material die Nachgiebigkeit und/oder Elastizität menschlicher Körperteile simuliert werden.
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Vorzugsweise umfasst die Fangvorrichtung eine Signalverarbeitungseinheit, die insbesondere zur Verarbeitung von Eingangssignalen einer Testanlage vorgesehen ist. Als Eingangssignal kann beispielsweise das Auslösesignal der Schussvorrichtung verwendet werden. Die Signalverarbeitungseinheit empfängt das Auslösesignal und verarbeitet dieses entsprechend den voreingestellten Parametern, beispielsweise einer bestimmten Zeitverzögerung, und löst dann beispielsweise das Zugelement aus. Insbesondere kann an die vorhandene Schussvorrichtung mit dem Einholmittel gekoppelt werden, wodurch der Einstellaufwand reduziert werden kann und ein autonomer Auslösemechanismus eingespart werden kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Fangvorrichtung ein Schaltelement zum Freigeben des Zugmittels auf. Durch dessen Betätigung ist ein festgehaltener Prüfkörper, der nach dem Aufprall auf dem Zielkörper gefangen wurde, freigebbar, indem das gegebenenfalls unter Spannung stehende Zugmittel entspannt und gelöst werden kann. Insbesondere kann sich das Zugmittel dabei etwas abwickeln, so dass der Prüfkörper auf einer geeigneten Höhe bequem vom Zugmittel getrennt werden kann. Durch dieses Schaltelement kann der Prüfkörper zu einem vom Bediener bestimmten Zeitpunkt freigegeben werden und wird bis dahin sicher gehalten, so dass eine unkontrollierte Bewegung des Prüfkörpers vermieden werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen:
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1: eine schematische perspektivische Ansicht einer Schussvorrichtung mit einem Zielkörper sowie einem Prüfkörper und
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2: eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Fangvorrichtung.
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Eine in 1 dargestellte Schussvorrichtung 26 einer Fangvorrichtung 10 beschleunigt einen Prüfkörper 12 in einer Schussrichtung 30 in Richtung eines Zielkörpers 28. Nach dem Aufprall des Prüfkörpers 12 auf dem Zielkörper 28 bewegt sich der Prüfkörper 12 weiter in einer Abprallrichtung 32. In einem Winkel α zur Abprallrichtung 32 ist die Einholrichtung 34 angeordnet. Ein mit dem Prüfkörper 12 verbundenes Zugmittel 18 wird in Richtung einer Einholrichtung 34 eingeholt, so dass der Prüfkörper 12 aufgrund des nach dem Aufprall schnell eingezogenen Zugmittels 18 im Wesentlichen in die Einholrichtung 34 bewegt wird.
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Die Fangvorrichtung 10 weist zum Einziehen des Zugmittels 18 und des mit dem Zugmittel 18 verbundenen Prüfkörpers 12 ein Einholmittel 14 auf (2), das einen Pneumatikzylinder umfasst. Das Einholmittel 14 zieht auf ein entsprechendes Auslösesignal hin das Zugmittel 18 ein, so dass der mit dem Zugmittel 18 verbundene Prüfkörper 12 entlang der Einholrichtung 34 eingezogen wird. Das Einziehen des Prüfkörpers 12 kann insbesondere bis zum Berühren des Prüfkörpers 12 mit einem Ausleger 16 erfolgen, so dass der Prüfkörper 12 in dieser Endlage bewegungslos gehalten ist. Der Ausleger 16 umfasst eine Mehrzahl von Führungselementen 22, die als Umlenkrollen und Ösen ausgestaltet sind, um das Zugmittel 18 sicher zu führen und am Herausspringen zu hindern. Der Ausleger 16 ist dabei in einem Winkel β zu einer Basis 20 angeordnet, die einen sicheren Stand gewährleistet. An der Basis 20 ist ein Schaltelement 24 angebracht, das ein vom Bediener kontrolliertes Freigeben des aufgefangenen Prüfkörpers 12 ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fangvorrichtung
- 12
- Prüfkörper
- 14
- Einholmittel
- 16
- Ausleger
- 18
- Zugmittel
- 20
- Basis
- 22
- Führungsmittel
- 24
- Schaltelement
- 26
- Schussvorrichtung
- 28
- Zielkörper
- 30
- Schussrichtung
- 32
- Abprallrichtung
- 34
- Einholrichtung
