DE102013018531A1

DE102013018531A1 - Ersatzeinrichtung für eine in einem Kraftfahrzeug auf einem Fahrzeug-Sitzsystem anordbare Menschenattrappe

Info

Publication number: DE102013018531A1
Application number: DE201310018531
Authority: DE
Inventors: Björn Büchling; Manuel Franz
Original assignee: Rheinmetall MAN Military Vehicles GmbH
Current assignee: Rheinmetall MAN Military Vehicles GmbH
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2015-04-30

Abstract

Um eine in einem Kraftfahrzeug anordbare Menschenattrappe zur Simulierung der Auswirkungen von Verkehrsunfällen oder Minenexplosionen auf den menschlichen Körper durch eine preisgünstigere Ersatzeinrichtung (4) anzugeben, schlägt die Erfindung vor, die Ersatzeinrichtung (4) im Wesentlichen nur aus einem dem Oberkörper eines Menschen ähnlichen Oberkörperteil (5) und einem dem Gesäßbereich eines Menschen ähnlichen Gesäßbereichsteil (6) zusammenzusetzen, wobei das Oberkörperteil (5) und das Gesäßbereichsteil (6) über eine Drehgelenkstange (7) miteinander verbunden sind. Dabei ist die Drehgelenkstange (7) mit ihrem ersten Ende (8) in einem ersten Drehgelenk (9) des Oberkörperteiles (5) und mit ihrem zweiten (10) Ende in einem zweiten Drehgelenk (11) des Gesäßbereichsteiles (6) drehbar gelagert. In dem Gesäßbereichsteil (6) ist eine Messeinrichtung (13) angeordnet, mit deren Hilfe im Bedarfsfall die Belastungen während eines Crashtestes oder einer Minenexplosion gemessen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ersatzeinrichtung für eine in einem Kraftfahrzeug auf einem Fahrzeug-Sitzsystem mit Sitzfläche und Rückenlehne anordbare Menschenattrappe zur Simulierung der Auswirkungen von Verkehrsunfällen oder Minenexplosionen auf den menschlichen Körper.
Menschenattrappen (im Folgenden auch als Dummys bezeichnet) sind lebensgroße Puppen, mit denen die Auswirkungen von Verkehrsunfällen (Crashtest-Dummys oder ATDs: Anthropomorphic Test Devices) sowie, im Falle militärischer Fahrzeuge, auch von Minenexplosionen auf den menschlichen Körper simuliert werden. Dazu sind die Attrappen mit einer mehrere Sensoren umfassenden Messeinrichtung ausgerüstet, die die Belastungen während eines Crashtestes misst.
Bekannte Dummys sind in der Anschaffung relativ teuer und bedürfen einer aufwendigen Wartung. Insbesondere bei risikobehafteten Grundlagenversuchen, bzw. bei Overmatchversuchen, können Dummys schnell zerstört werden, so dass der Bedarf nach einem billigeren Ersatz für Dummys besteht.
Einen Belastungsdummy für ein Fahrzeug mit einem beschwerbaren torso-ähnlichen Körper offenbart die DE 10 2006 029 045 B4 . Mit diesem wird ein Belastungsdummy zur Verfügung gestellt, der einfach und flexibel zu handhaben und mit unterschiedlichem einstellbarem Gewicht einzusetzen ist.
Einen Dummykörper zur Erprobung von Sitz-, Liege und Stützpolstern von gepolsterten Sitz- und Liegemöbeln offenbart die DE 10 2006 030 345 B4 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber bekannten Dummys preisgünstigere Ersatzeinrichtung anzugeben, in der die erforderliche Messeinrichtung zur Ermittlung der bei einem Crash oder einer Minenexplosion auftretenden Kräfte und Beschleunigungen etc. integriert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, eine in einem Kraftfahrzeug anordbare Menschenattrappe zur Simulation der Auswirkungen von Verkehrsunfällen oder Minenexplosionen auf den menschlichen Körper eine preisgünstigere Ersatzeinrichtung zu realisieren. Die Ersatzeinrichtung setzt sich im Wesentlichen nur aus einem dem Oberkörper eines Menschen ähnlichen Oberkörperteiles und einem dem Gesäßbereich eines Menschen ähnlichen Gesäßbereichsteiles zusammen. Das Oberkörperteil und das Gesäßbereichsteil sind ihrerseits über eine Drehgelenkstange miteinander verbunden. Dabei ist die Drehgelenkstange mit ihrem ersten Ende in einem ersten Drehgelenk des Oberkörperteiles und mit ihrem zweiten Ende in einem Drehgelenk des Gesäßbereichsteiles drehbar gelagert. In dem Gesäßbereichsteil ist eine in der Regel mehrere Sensoren umfassende Messeinrichtung angeordnet, mit deren Hilfe im Bedarfsfall die Belastungen während eines Crashtestes oder einer Minenexplosion gemessen werden.
Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Ersatzeinrichtung können Insassenbelastungen bei Grundlagen- und Fahrzeugversuchen im „Overmatch”-Bereich erfasst werden. Vor allem können die auf das Gesäß und die Lendenwirbelsäule bei einem Crash bzw. einer Minenexplosion wirkenden Kräfte erfasst und untersucht werden.
Das Gesäßbereichsteil dient zur Positionierung der Ersatzeinrichtung auf dem Fahrzeug-Sitzsystem des zu testenden Fahrzeuges bzw. des zu testenden Aufbaus. Es sollte der Geometrie des Dummys entsprechen, das für derartige Versuche üblicherweise verwendet wird. Außerdem sollte die gesamte Ersatzeinrichtung eine dem Gesäßbereichsteil und dem Oberkörperteil des vergleichbaren Testdummys vergleichbare Masse aufweisen.
Durch die Drehgelenke und den Rückenbereich des Oberkörperteiles (Rotationsellipsoid) kann die Einrichtung exakt in unterschiedlichen Sitzsystemen integriert und an deren Rückenlehne festgeschnallt werden, um das Zusammenspiel zwischen Sitzbeschleunigung und Rückhaltesystem zu testen. Dabei kann mit Hilfe der Drehgelenke das Oberkörperteil relativ zu dem Gesäßbereichsteil (bevorzugt eine Walze) derart verändert werden, dass die Ersatzeinrichtung sowohl einer vertikal sitzenden Position als auch einer etwa liegenden Position, aber auch aller Zwischenpositionen eines Insassens in einem entsprechenden Fahrzeug entspricht. Der Gesäßbereich bzw. das Gesäßbereichsteil sollten bevorzugt genau der Geometrie des normalen (und zu ersetzenden) Testdummys entsprechen.
Vorzugsweise sind die Drehgelenke jeweils mit einer Fixiervorrichtung versehen, um die eingestellte Position zwischen Gesäß und Rücken exakt zu arretieren. Weiterhin kann in vorteilhafter Weise zwecks besserer Auflage auf dem Sitz am Oberkörperteil eine Planfräsung vorgenommen werden.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Oberkörperteil und/oder das Gesäßbereichsteil aus Aluminium bestehen. Der besondere Vorteil von Aluminium liegt darin, dass Aluminium nicht magnetisch ist, gute Werte von Streckgrenze, Zugfestigkeit etc. aufweist und dass das Material nicht rostet. Natürlich sind aber auch andere Materialien verwendbar. Das Oberkörperteil als auch das Gesäßbereichsteil sind bevorzugt als Hohlkörper ausgeführt. Das garantiert das Einhalten bzw. Erreichen von gleichen Massen für das Oberkörperteil und das Gesäßbereichsteil, vergleichbar mit denen eines zu ersetzenden Testdummys (95-Perzentiler). Die Drehgelenke sind zur Aufnahme der Gelenkstange ihrerseits im Gesäß und Oberkörperteil durch eine Aufnahme angebunden, z. B. verschweißt, und arretierbar.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Fahrzeug-Sitzsystems mit einem herkömmlichen Crashtest-Dummy,
2 eine Seitenansicht eines vereinfacht dargestellten Fahrzeug-Sitzsystems mit einer darauf befindlichen erfindungsgemäßen Ersatzeinrichtung,
3 eine perspektivische Darstellung des Chrashtest-Dummy aus 2,
4 eine Darstellung für eine optimalere Anpassung der Ersatzeinrichtung an das Fahrzeug-Sitzsystem.
In 1 ist mit 1 ein nur schematisch dargestelltes Fahrzeug-Sitzsystem bezeichnet, welches mit einer Sitzfläche 2 und einer Rückenlehne 3 versehen ist. Auf dem Sitzsystem 1 befindet sich eine üblicherweise verwendete Menschenattrappe 14 zur Simulation der Auswirkungen von Verkehrsunfällen oder Minenexplosionen auf einen menschlichen Körper.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Ersatzeinrichtung 4 für die üblicherweise verwendete Menschenattrappe. Die Ersatzeinrichtung 4 setzt sich aus einem dem Oberkörper eines Menschen ähnlichen Oberkörperteiles 5 aus Aluminium und einem dem Gesäßbereich eines Menschen ähnlichen Gesäßbereichsteiles 6, ebenfalls aus Aluminium, zusammen. Das Oberkörperteil 5 und das Gesäßbereichsteil 6 sind über eine Drehgelenkstange 7 miteinander verbunden. Dabei ist die Drehgelenkstange 7 mit ihrem ersten Ende 8 in einem ersten Drehgelenk 9 des Oberkörperteiles 5 und mit ihrem zweiten Ende 10 in einem zweiten Drehgelenk 11 des Gesäßbereichsteiles 6 gelagert.
Sowohl das erste Drehgelenk 9 als auch das zweite Drehgelenk 11 sind mit einer Fixiervorrichtung (nicht dargestellt) zur Arretierung der Position zwischen dem Gesäßbereichsteil 6 und dem Rückenbereich 12 des Oberkörperteiles 5 verbunden. Nach Anpassung der Ersatzeinrichtung 4 an das jeweilige Sitzsystem 1 können daher die Drehgelenke 9 und 11 in dieser Position arretiert und dann beispielsweise das Zusammenspiel zwischen Sitzbeschleunigung und einem Rückhaltesystem (nicht näher dargestellt, da bekannt) getestet werden.
Hierzu ist in dem Gesäßbereichsteil 6 auf der der Sitzfläche 2 zugewandten Seite eine ein oder mehrere Sensoren umfassende Messeinrichtung 13 zur Messung der Belastungen des Gesäßes und des Lendenwirbelbereiches bei einem Crashtest und/oder einer simulierten Minenexplosion angeordnet. Gemessen werden Größen wie Kraft, Beschleunigung etc.
3 zeigt die Ersatzeinrichtung 4 in einer perspektivischen Darstellung. Das Oberkörperteil 5 ist bevorzugt ein Rotationsellipsoid, d. h., besitzt die Form eines Rotationsellipsoides, und das Gesäßbereichsteil 6 bevorzugt die einer Walze. Beides sind herkömmliche und damit einfache Formen, was die Ersatzeinrichtung 4 einfach und preiswert macht.
4 zeigt eine verbesserte Einbindung der Ersatzeinrichtung 4 am Sitz 1 bzw. an der Rückenlehne 3. Um eine plane Auflagefläche an den Sitz 1 zu ermöglichen, kann ein Frässchnitt 15 am Oberkörper vorgenommen werden, wobei zu beachten bleibt, dass die geforderte Masse bzw. das geforderte Gewicht beibehalten wird.
Bezugszeichenliste

1: (Fahrzeug-)Sitzsystem
2: Sitzfläche
3: Rückenlehne
4: Ersatzeinrichtung
5: Oberkörperteil
6: Gesäßbereichsteil
7: Drehgelenkstange
8: erstes Ende
9: erstes Drehgelenk
10: zweites Ende
11: zweites Drehgelenk
12: Rückenbereich
13: Messeinrichtung
14: Menschenattrappe, Crashtest-Dummy
15: Frässchnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006029045 B4 [0004]
DE 102006030345 B4 [0005]

Claims

Ersatzeinrichtung (4) für eine in einem Kraftfahrzeug auf einem Fahrzeug-Sitzsystem (1) mit Sitzfläche (2) und Rückenlehne (3) anordbare Menschenattrappe zur Simulierung der Auswirkungen von Verkehrsunfällen oder Minenexplosionen auf den menschlichen Körper, mit den Merkmalen: a) die Ersatzeinrichtung (4) setzt sich aus einem dem Oberkörper eines Menschen ähnlichen Oberkörperteil (5) und einem dem Gesäßbereich eines Menschen ähnlichen Gesäßbereichsteil (6) zusammen, b) das Oberkörperteil (5) und das Gesäßbereichsteil (6) sind über eine Drehgelenkstange (7) miteinander verbunden, wobei die Drehgelenkstange (7) mit ihrem ersten Ende (8) in einem ersten Drehgelenk (9) des Oberkörperteiles (5) und mit ihrem zweiten Ende (10) in einem zweiten Drehgelenk (11) des Gesäßbereichsteiles (6) gelagert ist, und c) in dem Gesäßbereichsteil (6) ist eine Messeinrichtung (13) zur Messung der Belastungen der Ersatzeinrichtung (4) während eines Crashtestes oder einer Minenexplosion angeordnet.
Ersatzeinrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberkörperteil (5) und/oder das Gesäßbereichsteil (6) aus Aluminium bestehen.
Ersatzeinrichtung (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehgelenk (9) und/oder das zweite Drehgelenk (11) jeweils mit einer Fixiervorrichtung zur Arretierung der Position zwischen Oberkörperteil (5) und Gesäßbereichsteil (6) verbunden sind.
Ersatzeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberkörperteil (5) und/oder das Gesäßbereichsteil (6) als Hohlkörper ausgeführt sind.
Ersatzeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehgelenke (9, 11) arretierbar sind.
Ersatzeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Frässchnitt (15) am Oberkörperteil (5) vorhanden sein kann.
Ersatzeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberkörperteil (5) bevorzugt die Form eines Rotationsellipsoid und das Gesäßbereichsteil (6) bevorzugt die einer Walze nachbilden.