DE19541318C2

DE19541318C2 - Kollisionsbeschleunigungs-Simulationsanordnung

Info

Publication number: DE19541318C2
Application number: DE19541318A
Authority: DE
Inventors: Katsuaki Toda; Tadahiro Ohtsuka; Osamu Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2015-11-07
Also published as: KR960018556A; KR0163106B1; DE19541318A1; US5614656A

Description

Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung für ein Verbindungsteil zwischen einem Betätigungsglied für einen Fahrzeug-Kollisionsbeschleunigungssimulator und einer Fahr zeugattrappe bzw. einem Fahrzeugmodell.

Ein herkömmlicher Fahrzeug-Kollisionsbeschleunigungssimulator (G-Simulator) be sitzt den Aufbau gemäß Fig. 16. Dabei ist ein Betätigungsglied 121 so angeordnet, daß es sich an einer fest auf einem Boden aufgebauten Gegenwirkkraft-Wand 120 abstützt, während ein Druckteil 123 eines Fahrzeugmodells 122 einem Ausgangsschaft 121a des Betätigungsglieds gegenüberstehend angeordnet ist.

Eine Nachbildung eines menschlichen Körpers 124 befindet sich auf einem Sitz im Fahrzeugmodell. Mit dem Betätigungsglied 121 ist eine (Druck-)Luftquelle 125 über ein Öffnungs-/Schließ- bzw. Absperrventil 126 und eine pneumatische Rohrleitung 127 ver bunden.

Wenn mittels dieser Anordnung eine Aufprallsimulation durchgeführt werden soll, wird durch schnelles Öffnen des Ventils 126 von der Luftquelle 125 über die Rohrleitung 127 Druckluft dem Betätigungsglied 121 zugespeist, so daß dessen Ausgangsschaft 121a gegen den Druckteil 123 des Fahrzeugmodells zum Aufprallen gebracht wird. Die Ge genwirkkraft wird dabei durch die Wand 120 aufgefangen.

Als herkömmliche Trennvorrichtung bei einer Einrücktyp-Kupplung eines Fahr zeugaufprall-Beschleunigungssimulators ist eine in den Fig. 17(A) und 17(B) dargestellte Sprengmittel-Trennmuttervorrichtung 01 bekannt, die am Vorderende eines Schraubbol zens 06 angebracht ist, der unter Zwischenfügung einer vorderen und einer hinteren Zwi schenscheibe 05 eine Bohrung 04 durchsetzt, die ihrerseits in den Achsverbindungsflä chen zweier verbundener Elemente 02, 03 ausgebildet ist.

Die genannte Trennmuttervorrichtung 01 ist mit dem Bolzen 06 mittels eines Stifts 07 verbunden und umfaßt eine an einem Betätigungsgliedkörper 08 angebrachte geteilte oder geschlitzte Mutter 09, ein im Betätigungsgliedkörper 08 enthaltenes Sprengmittel 010 und eine mit der Außenseite verbundene Verdrahtung bzw. Draht-Leitung 011.

Bei dieser Trennmuttervorrichtung 01 wird durch Anlegen von elektrischem Strom an die Leitung 011 das Sprengmittel 010 zur Explosion gebracht, wodurch der Betäti gungsgliedkörper 08 nach vorn getrieben oder gesprengt und dadurch von der ge schlitzten Mutter 09 abgezogen wird. Dadurch verliert die Mutter ihre Spannfunktion, und die verbundenen Elemente 02, 03 trennen sich mit hoher Geschwindigkeit voneinander.

Da bei dem herkömmlichen (im folgenden einfach als Simulator bezeichneten) Fahrzeugkollisions-Beschleunigungssimulator gemäß Fig. 16 der Betätigungsglied- Ausgangsschaft 121a und das Fahrzeugmodell 122 voneinander getrennt werden und dabei eine Methode angewandt wird, nach welcher der Betätigungsglied Ausgangsschaft 121 zum Aufprallen auf den Druckteil des Fahrzeugmodells 122 gebracht wird, kann höchstens eine Simulation der Grundbeschleunigungswellen (basic G waves) erreicht werden.

Bei Verwendung einer Verbindungsart, bei der ein Betätigungsglied-Ausgangs schaft 121a und ein Fahrzeugmodell 122 miteinander verbunden sind, kann möglicher weise durch Betätigung eines hydraulischen Servoventils eine Zielbeschleunigung (target G) erreicht werden; dabei wird jedoch der Hub des Betätigungsglieds länger, wodurch das Ansprechverhalten beeinträchtigt wird und infolgedessen eine Zielbeschleunigung nicht erreicht werden kann.

Die Vorrichtung nach Fig. 17 ist mit folgenden Mängeln behaftet:

1. Da die Vorrichtung den Vorschriften von Sprengstoffkontrollgesetzen und dgl. un terliegt, sind ein berechtigter Arbeiter und ein den gesetzlichen Vorschriften genügender Sprengstofflagerplatz erforderlich, so daß sich für den praktischen Einsatz zahlreiche Ein schränkungen ergeben.
2. Da die Vorrichtung höchst zuverlässig sein muß und dennoch von einem Ein mal(benutzungs)typ ist, erfordert sie in unwirtschaftlicher Weise einen hohen Kostenauf wand.
3. Bei Auslösung der Explosion in der Vorrichtung wird der Betätigungsgliedkörper 08 gesprengt (scatters); hieraus ergeben sich Probleme bezüglich der Sicherheit von Arbei tern und der Erhaltung der Vorrichtung.

Im Hinblick auf die geschilderten Mängel des Stands der Technik bezweckt damit die Erfindung die Schaffung einer Kollisionsbeschleunigungssimulator-Trennvorrichtung, die nicht unter die Vorschriften eines Sprengstoffkontrollgesetzes oder dgl. fällt, wiederholt benutzbar ist, dabei keine Gefahr für ein Bersten von Bauteilen aufwirft und demzufolge bezüglich praktischem Nutzwert, Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und Erhaltbarkeit ausge zeichnet ist.

Gegenstand der Erfindung ist eine Kollisionsbeschleunigungs- Simulations anordnung, die gekennzeichnet ist durch eine hydraulischen Trennkupplungsvorrichtung zum Verbinden einer Seite eines hydraulischen Betätigungsglieds mit einer Seite eines Fahrzeugmodells und zum Trennen der beiden Seiten nach Maßgabe eines Trennsteuer signals, eine Hydraulikdruckquelle für das hydraulische Betätigungsglied und die hy draulische Trennkupplungsvorrichtung sowie einen Hydraulikkreis zum Erzeugen einer Ziel beschleunigung am hydraulischen Betätigungsglied nach Maßgabe eines Beschleuni gungssteuersignals in einem Zustand, in welchem das hydraulische Betätigungsglied und das Fahrzeugmodell miteinander verbunden sind.

In spezieller Ausgestaltung ist diese Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Trennkupplungsvorrichtung einen Schraubbolzen, der durch je eine Kupp lung an der Seite des hydraulischen Betätigungsglieds und an der Seite des Fahrzeugmo dells hindurch eingeführt ist, eine geteilte oder geschlitzte Mutter, die zusammen mit ei nem eine Drehung verhindernden Stift in einen konkaven Spitzenabschnitt eines Mutter halteelements, das in der Achsrichtung des Schraubbolzens (gleitend) verschiebbar ist, eingesetzt ist und die beiden Kupplungen in Eingriff mit dem Schraubbolzen verbindet, einen an der Kupplung an der Seite des Fahrzeugmodells befestigten Betätigungs gliedkörper, einen in letzterem angeordneten und in der Achsrichtung des Schraubbol zens verschiebbaren Kolben, ein Verbindungselement zum Verbinden von Mutterhalte element und Kolben sowie einen mit einer Kammer an der Seite des Verbindungsele ments des Kolbens verbundenen Hydraulikdruckspeisedurchgang umfaßt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die hydraulische Trennkupplungsvorrichtung umfaßt: einen durch je eine Kupplung an der Seite eines hy draulischen Betätigungsglieds und an der Seite eines Fahrzeugmodells hindurch einge führten Schraubbolzen, eine geteilte oder geschlitzte Mutter, die zusammen mit einem eine Drehung verhindernden Stift in einen konkaven Spitzenabschnitt eines Mutterhalte elements, das in der Achsrichtung des Schraubbolzens (gleitend) verschiebbar ist, einge setzt ist und die beiden Kupplungen in Eingriff mit dem Schraubbolzen verbindet, einen an der Kupplung an der Seite des Fahrzeugmodells befestigten Betätigungsgliedkörper sowie ein zwischen dem Mutterhalteelement und dem Betätigungsgliedkörper angeord netes Trägheitskraft-Betätigungsglied mit einem an der Kupplung an der Seite des Fahr zeugmodells befestigten und an mindestens einer Stelle eine durchgehende Bohrung aufweisenden zylindrischen Halteelement, einem im Halteelement in Richtung der Achse des Schraubbolzens (gleitend) verschiebbar angeordneten Gewichtselement, das an einer der durchgehenden Bohrung gegenüberliegenden Stelle eine zur Seite des Schraubbolzens hin schräggestellte und mit dem Mutterhalteelement mit einem Spiel- Zwischenraum dazwischen in Eingriff stehende Nut aufweist, einem das Mutterhalteele ment und einen Ausgangsschaft des Betätigungsgliedkörpers mit einem Spiel-Zwischen raum dazwischen verbindenden Verbindungselement sowie einem mit einer Preßkraft von der durchgehenden Bohrung her in die Nut eingeführten Anschlag- oder Stopper element, das eine an dem Schrägflächenabschnitt der Nut anliegende gekrümmte Oberfläche aufweist.

In noch weiterer Ausgestaltung ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Trennkupplungsvorrichtung je eine Kupplung an der Seite des hydraulischen Betätigungsglieds und an der Seite eines Fahrzeugmodells mit einer solchen Ausgestal tung, daß eine (der Kupplungen) mit einem dazwischen festgelegten Zwischenraum in die andere einsetzbar ist, einen elastischen Mantel, der zwischen sich und der Außenum fangsfläche des eingesetzten Abschnitts der eingesetzten Kupplung einen geschlossenen Raum festlegt, eine den geschlossenen Raum mit einer außenseitigen Öffnung oder Bohrung verbindende Ölbohrung und ein an der außenseitigen Öffnung oder Bohrung montiertes Wechselventil zum Umschalten der Ölzuspeisung und der Ölabfuhr zwischen der Hydraulikdruckquelle und dem geschlossenen Raum aufweist.

Noch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Trennkupplungsvorrichtung einen durch je eine Kupplung an der Seite des hydraulischen Betätigungsglieds und an der Seite des Fahrzeugmodells hindurchge führten Schraubbolzen, eine geteilte oder geschlitzte Mutter, die zusammen mit einem eine Drehung verhindernden Stift in einen konkaven Spitzenabschnitt eines Betätigungs gliedkörpers, der in der Achsrichtung des Schraubbolzens (gleitend) verschiebbar ist, ein gesetzt ist und die beiden Kupplungen in Eingriff mit dem Schraubbolzen verbindet, einen im Betätigungsgliedkörper vorgesehenen und in der Achsrichtung des Schraubbolzens (gleitend) verschiebbaren Kolben und einen Hydraulikdruckspeisedurchgang, der mit einer Kammer am Vorderendabschnitt des Kolbens verbunden ist, aufweist.

Schließlich ist noch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekenn zeichnet, daß die hydraulische Trennkupplungsvorrichtung einen durch je eine Kupplung an der Seite des hydraulischen Betätigungsglieds und an der Seite des Fahrzeugmodells hindurchgeführten Schraubbolzen, eine geteilte oder geschlitzte Mutter, die zusammen mit einem eine Drehung verhindernden Stift in einen konkaven Spitzenabschnitt eines Mutterhalteelements, das in der Achsrichtung des Schraubbolzens (gleitend) verschieb bar ist, eingesetzt ist und die beiden Kupplungen in Eingriff mit dem Schraubbolzen verbindet, einen mit dem Mutterhalteelement verbundenen Betätigungsgliedkörper, der unter der Führung eines an der fahrzeugmodellseitigen Kupplung befestigten Lagerele ments in der Achsrichtung des Schraubbolzens (gleitend) verschiebbar ist, einen im Betä tigungsgliedkörper vorgesehenen und in der Achsrichtung des Schraubbolzens (gleitend) verschiebbaren Kolben sowie einen Hydraulikdruckspeisedurchgang, der mit einer Kam mer am Vorderendabschnitt des Kolbens verbunden ist, aufweist.

Im folgenden sind Funktionen bzw. Wirkungsweisen der Erfindung beschrieben.

Gemäß Fig. 5 wird bei einem Kollisionsbeschleunigungstest ein Zeitpunkt für Start des Betätigungsglieds als die Grundzeit 0 (Null) eingestellt.

Während der Zeit bis zu einem Zeitpunkt ΔT₁ erfolgt eine Betätigung zum Errei chen einer Zielbeschleunigung mittels eines Servosystems A5 für ein Fahrzeugmodell A15 (Δt₁ = etwa 0,1 s).

Nach dem Zeitpunkt Δt₁ ist keine Betätigung mittels des Servosystems nötig; an diesem Punkt wird die Verbindung zwischen einem Betätigungsglied-Ausgangsschaft A8 und dem Fahrzeugmodell A15 getrennt.

Ein Trennbefehlssignal wird zum Zeitpunkt Δt_F ausgegeben, welcher Zeitpunkt sich wie folgt bestimmen läßt:

Δt_F = t₁ - (Δ1 + Δ2)

Darin bedeuten:
Δ1 = Arbeits- bzw. Betätigungszeit von einem Prozessor A1-10 in einer Steuervorrichtung A1 zu einer Muttertrenn-Steuervorrichtung A3;
Δ2 = Arbeits- bzw. Betätigungszeit von einem elektromagnetischen Ven til A4-7 und einem Muttertrenn-Betätigungsglied A4-2 zu einer Trennmutter A4-3.

Auf dieser Grundlage arbeitet die Muttertrenn-Steuervorrichtung A3. Eine Trenn mutter A4-3, die einen Schraubbolzen A4-5 verspannt, wird getrennt bzw. löst sich auf, wodurch die Verbindung mittels des Schraubbolzens A4-5 aufgehoben wird. Der Betäti gungsglied-Ausgangsschaft (oder -stempel) A8 stoppt am Ende seines Hubs, und das Fahrzeugmodell A15 bewegt sich unter der Trägheitskraft.

Gemäß Fig. 7 wird durch Zuspeisung von Drucköl über einen Ölspeise-Durchgang B2-4 in einer ortsfesten Betätigungsgliedeinheit B2-1 ein Kolben B2-2 in Richtung einer X-Achse bewegt.

Der Kolben B2-2 ist über ein Verbindungselement B9 mit einem Verbindungsschaft B7 verbunden, der seinerseits an einem Mutterhalteelement B1-3 befestigt ist.

Dabei wird das Mutterhalteelement B1-3 von einer Trennmutter B1-1 abgezogen. Die ihre Verspannung verlierende Trennmutter B1-1 löst sich auf (scatters), wobei ein die beiden verbundenen Elemente B4-1, B4-2 verbindender (Schraub-)Bolzen B3 seine Funkti on verliert und damit die Verbindung aufgehoben wird.

Im folgenden ist anhand von Fig. 8 und Fig. 11 die Wirkungsweise der erfindungs gemäßen Anordnung anhand eines Beispiels von Fahrzeugaufprall-Beschleunigungstests beschrieben.

Wenn eine Trennkupplung C3 nicht rechtzeitig oder überhaupt nicht arbeitet, muß zur Verhinderung einer Kollision eines Schwingungserzeugers C1-1, während dieser einen angeschlossenen Abschnitt C2 am Hubende in Schwingung versetzt hat, die Geschwin digkeit durch einen am Schwingungserzeuger C1 vorgesehenen Dämpfer oder Puffer und dgl. herabgesetzt werden.

Um dabei einen Geschwindigkeitsreduktions- bzw. Verzögerungshub zum Errei chen einer solchen Beschleunigung einzustellen, daß die einzelnen Bauteile des in Schwingung versetzten Abschnitts C2, der ein Gewicht von etwa 1 t besitzt und sich mit einer Geschwindigkeit von 16 m/s bewegt, nicht beschädigt werden, wird angenom menerweise eine gleichmäßige (equal) Beschleunigungsgeschwindigkeitsreduktion auf eine Geschwindigkeit 0 (Null) mit einer Länge von 5 cm (als Verzögerungshub des Schwingungserzeugers vorausgesetzt) realisiert, wobei eine Verzögerung von etwa 260G während 6 ms einwirkt.

Dabei wirkt eine Beschleunigung von 260G auf ein Gewicht C5-1 eines Trägheits kraft(typ)-Betätigungsglieds C5 ein. Wenn das Gewicht C5-1 26 kg beträgt, tritt an einem Mutterhalteelement C6-3 eine Zugkraft von 5200 kg auf.

Wenn die zum Abziehen des Mutterhalteelements C6-3 erforderliche Kraft zu 1000 kg vorausgesetzt wird, muß das Gewicht C5-1 in der Zugrichtung mit einer Beschleu nigung von

a = (5200 - 1000)/20G = 210G

bewegt werden.

Unter der Annahme, daß das Mutterhalteelement C6-3 die Funktion und Ver spannleistung einer Mutter verliert, wenn es über eine Hälfte der Länge (etwa 1 cm) ab gezogen ist oder wird, bestimmt sich eine für das Herausziehen um 1 cm erforderliche Zeit wie folgt:

t₂ = 2/210G, t = 3 × 10 10^-13 s = 3 ms < 6 ms

Bevor der Schwingungserzeuger C1-1 das Hubende erreicht, kann damit die Wirkung der Mutter aufgehoben werden.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer hydraulischen Trennkupplung bei der ersten Ausführungsform,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Trennkupplungseinheit bei der ersten Ausführungsform,

Fig. 4 eine schematisierte Darstellung eines Hydrauliksystems bei der ersten Ausführungsform,

Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung einer Meßmethode bei der ersten Ausführungsform,

Fig. 6 eine schematische Darstellung von Hauptfunktionen einer Steuervor richtung bei der ersten Ausführungsform,

Fig. 7 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 eine Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9 eine schaubildliche (explanatory) Darstellung eines Stopperelements eines Gewichthalteelements bei der dritten Ausführungsform,

Fig. 10 eine schaubildliche bzw. graphische Darstellung von auf das Stopper element bei der dritten Ausführungsform einwirkenden Kräften,

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugkollisions-Beschleunigungs simulators gemäß der dritten Ausführungsform,

Fig. 12 eine teils schematische und teils graphische Darstellung des Arbeits- oder Betriebszustands einer Trennkupplung bzw. von Datenerfassungen bei der dritten Ausführungsform,

Fig. 13 eine Teilschnittdarstellung einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 14 eine Darstellung einer fünften Ausführungsform der Erfindung, wobei die Fig. 14(A), 14(B) und 14(C) jeweils eine Seitenansicht, eine Längsschnitt ansicht bzw. eine Vorderansicht sind,

Fig. 15 eine Längsschnittansicht einer sechsten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 16 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Anordnung und

Fig. 17 eine Darstellung einer herkömmlichen Sprengmittel(typ)-Trennmutter vorrichtung, wobei die Fig. 17(A) und 17(B) jeweils eine Längsschnittansicht bzw. eine Teilseitenansicht sind.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 6 darge stellt. Fig. 1 zeigt ein Beispiel der Gesamtanordnung eines Fahrzeugkollisions-Beschleu nigungssimulators (vehicle colliding G simulator). Dieser Simulator erteilt einem Fahrzeug modell A15 eine Zielbeschleunigung (target G); dabei werden verschiedene, an einer Nachbildung eines menschlichen Körpers A16 auftretende Größen gemessen.

Gemäß Fig. 5 ist eine Zielbeschleunigung eine G- oder Beschleunigungsgrundwel le (G basic wave) mit zu dieser addierter bzw. dieser überlagerter hochfrequenter schwingungsartiger Beschleunigung bis zu einem Zeitpunkt Δt₁; anschließend folgt ein Zustand einer Nullbeschleunigung bis zu einem Zeitpunkt Δt₂, welcher dem Ende des Tests entspricht. Während dieser Zeit werden die nötigen Datenmessungen bzw. -erfassungen vorgenommen.

Als Mittel zum Simulieren dieses Zustands werden ein Fahrzeugmodell A15 und ein Ausgangsschaft (oder -stempel) A8 eines Betätigungsglieds A6 miteinander verbunden und durch eine hydraulische Trennkupplung A4 sowie einen Verbindungsschaft A14 bis zum Erreichen des Zeitpunkts Δt₁ betätigt. Danach wird das Fahrzeugmodell A15 mittels der hydraulischen Trennkupplung A4 getrennt.

Damit wird der Betätigungsglied-Hub verkürzt, wobei die Verhinderung einer Her absetzung einer (eines) Ansprechleistung oder -verhaltens aufgrund von Kompressibilität usw. möglich wird.

Im folgenden ist zunächst ein Beispiel eines Falls beschrieben, in welchem eine Trennmutter A4-3 (vgl. Fig. 2) in einer hydraulischen Trennkupplung A4 verwendet wird.

Bei Verwendung einer Anzahl von Trennmuttern A4-3 werden eine entsprechende Anzahl von Trennmutter-Betätigungsgliedern A4-2, elektromagnetischen Ventilen A4-7, Trennsignalleitungen A4-4 und Hydraulik-Rohrleitungen A4-8, A4-9 für Steuerung bzw. Kontrolle derselben eingesetzt.

Gemäß Fig. 2 dient die Trennmutter A4-3 zusammen mit einem Schraubbolzen A4-5 zur festen Verbindung von Kupplungskörpern A4-1, die Übermaßbohrungen aufweisen, so daß damit eine geringfügige Abweichung der Mittelachsen der linken und rechten Kupplungskörper A4-1 ausgeglichen werden kann.

Um dabei eine übermäßige Biegebeanspruchung oder dgl. am Bolzen A4-5 zu vermeiden, ist bei diesem Beispiel an der Betätigungsgliedseite ein von einem Schildzap fenlager A10 mit einem selbstjustierenden Lager gelagerter Schildzapfen A9 vorgesehen, während an der Fahrzeugmodellseite eine nach rechts und links drehbare Achse A13 mit einem selbstjustierenden Lager vorgesehen ist. (Es können aber auch andere Mechanis men verwendet werden, welche die Wirkungsweise (work) der Trennmutter A4-3 und des Trennmutter-Betätigungsgliedes A4-2 nicht beeinträchtigen.)

Die genannte Achse A13 ist je nach Fall mit einem Anschlag oder Stopperverse hen, damit sich die Verbindungsachse nicht zu weit nach rechts und links drehen kann.

Im folgenden ist anhand von Fig. 1 der Fortgang eines Kollisionsbeschleunigungs- Simulationstests vom Test-Beginn bis zum -Ende beschrieben.

Wenn dem Simulator gemäß Fig. 1 ein Teststartsignal an bzw. von einer System steuereinheit A1 eingegeben wird (beispielsweise ein Startschalter geschlossen wird), wird ein in Fig. 6 gezeigter Prozessor A1-10 wirksam; zu einem bestimmten, vorgeschriebenen Zeitpunkt wird ein Kollisionsbeschleunigungs-Befehlssignal von einem (einer) Servome chanismus-Befehlssignal(einheit) A1-11 zu einem Servomechanismus A5 ausgegeben.

Der Zeitpunkt des Test-Starts ist als 0 (Null) auf der Zeitbasis vorgegeben. Das Signal wird über eine Servomechanismus-Befehlssignalleitung A1-1 einer Servomechanismus- Steuereinheit A2 und über eine Steuerleitung A2-1 einem Servoventil A7 eingespeist (wie dargestellt, weist die Steuerleitung A2-1 eine für Servomechanismussteuerung bzw. -rege lung nötige Rückkopplungsleitung auf).

Das Servoventil A7 regelt die Ölzufuhr von einem Ölvorrat A11 über eine Hydrau lik(rohr)leitung A12 und realisiert in Fig. 5 gezeigte Beschleunigungs-Grundwellenformen.

Während der Betriebszeit Δ1 (Fig. 5) einer Muttertrenn-Steuereinheit A3 werden andererseits ein elektromagnetisches Ventil A4-7 und ein Muttertrenn-Betätigungsglied A4-2 wirksam bzw. betätigt. Wenn dabei mit Δt₂ eine Zeit bis zum Trennen der Trennmut ter A4-3 bezeichnet wird, liefert zu einem Zeitpunkt Δt_F

Δt_F = Δt₁ - (Δ1 + Δ2)

ab der Zeitbasis 0 (Null) der Prozessor A1-10 gemäß Fig. 6 ein Trennbefehlssignal für die Trennmutter A4-3.

Dieser Befehl wird der Muttertrenn-Steuereinheit A3 über eine Trennbefehl-Signalleitung A1-2 eingegeben. Auf der Grundlage dieses Befehls wird das elektromagnetische Ventil A4-7 über eine Trennbefehl-Signalleitung A4-4 betätigt.

Fig. 4 veranschaulicht schematisch ein Hydrauliksystem der Trennkupplung.

Das unter Druck in einem Druckspeicher A17 gespeicherte Öl wird dem elektro magnetischen Ventil A4-7 über eine Öl(speiserohr)leitung A4-9 und dem Muttertrenn- Betätigungsglied A4-2 über eine Öldruckleitung A4-8 zugespeist.

Ein Absperrventil A4-12 (Fig. 4) dient zum Druckablassen, wenn die Ölzufuhr vom Druckspeicher beendet oder das Hydrauliksystem des Trenn-Betätigungsglieds A4-2 ent lüftet wird. Die im Muttertrenn-Betätigungsglied A4-2 angesammelte Luft wird zusammen mit dem Öl über einen Luftablaßdurchgang A4-29 nach außen abgelassen; nach dem Entlüften wird ein Blindstopfen A4-30 zum Verschließen des Systems eingesetzt.

Ein Manometer A4-14 zeigt einen Restöldruck im Druckspeicher A17 an. Ein Rück schlagventil A4-13 dient für Ölzufuhr zum Druckspeicher A17. Wenn dem elektromagneti schen Ventil A4-7 über die Trennsignalleitung A4-4 ein Trennsignal zugespeist wird, wird das elektromagnetische Ventil A4-7 gemäß Fig. 4 aus einer Neutralstellung in eine Öl druckzufuhrstellung (abwärts) umgeschaltet, wobei Hochdrucköl aus dem Druckspeicher A17 dem Muttertrenn-Betätigungsglied A4-2 zugespeist wird.

Im folgenden sind anhand von Fig. 3 die Arbeitsvorgänge des Muttertrenn- Betätigungsglieds A4-2 und der Trennmutter A4-3 beschrieben.

Die Trennmutter A4-3 ist mit Hilfe von Muttern und Zwischenscheiben A4-33 sicher auf Stehbolzen A4-32 eines Körpers A4-21 des Betätigungsglieds A4-2 befestigt. Dabei ist ein Körperlagerabschnitt A4-24 an einem Kupplungskörper A4-1 angebracht, der mittels eines Schraub-Bolzens A4-11 in einer Übermaßbohrung A4-38 geringfügig bewegbar oder verschiebbar ist. Der Kupplungskörper A4-1 ist mit der Trennmutter A4-3 verbunden, mit der ein Schraub-Bolzen A4-5, eine Zwischenscheibe A4-6 und der Körper A4-21 verbun den sind.

Wenn auf den Körper A4-21 keine unzulässige Kraft einwirkt, sind der Bolzen A4-11 arretiert und der Körperlagerabschnitt A4-24 am Kupplungskörper A4-1 fixiert. Wenn da bei aufgrund einer Schrägstellung zwischen den Verbindungsflächen des Körperlagerab schnitts A4-24 und des Kupplungskörpers A4-1 ein Zwischenraum oder Spalt entsteht, wird eine sichere Fixierung mittels einer Distanzscheibe A4-34 hergestellt.

Das vom elektromagnetischen Ventil A4-7 zum Muttertrenn-Betätigungsglied A4-2 zugespeiste Öl wird über die Rohr-Leitung A4-8 zu einem Ölspeiseeinlaß A4-26 geleitet und tritt dann über einen Ölspeisedurchgang A4-25 in den Körper A4-21 ein, um einen Kolben A4-20 mit Druck zu beaufschlagen. Der Kolben A4-20 wird durch den Öldruck ge ringfügig verpreßt oder verschoben, so daß er an dem Bolzen A4-5 andrückt. Da der Bol zen A4-5 durch die Trennmutter A4-3 sicher fixiert und dabei mittels eines Fixierelements A4-23 am Körper A4-21 fixiert oder festgelegt ist, wirkt auf das Betätigungsgliedende A4-22, das mittels des Fixierelements A4-23 am Körper A4-21 festgelegt ist, eine Kraft ein, durch welche der Körper A4-21 nach rechts verschoben wird. Der Körper A4-21 wird zu einem Gleitabschnitt A4-27 des Körperlagerabschnitts A4-24 geführt und verschiebt sich in einer Richtung im Sinne eines Herausziehens der Trennmutter A4-3. Der Gleitabschnitt A4-27 ist für Schmierungszwecke mit einem Lager versehen, so daß sich der Körper A4-21 praktisch reibungsfrei verschieben kann, und er dient zum Führen des Körpers A4-21 bei seiner Bewegung in der Achsrichtung. Das Betätigungsgliedende (Zylinderende) A4-22 weist gemäß Fig. 3 im zentralen Bereich einen Öldurchgang für Verbindung mit dem Öl speisedurchgang A4-25 des Körperlagerabschnitts A4-24 auf, und fungiert zum Einstellen der Länge des Öldurchgangs entsprechend der Verschiebung des Körpers A4-21.

Der Berührungs- oder Kontaktabschnitt des Kolbens A4-20 ist so ausgelegt, daß die Kontaktfläche klein ist; in letzterer sind Ölrillen zum Zuführen von Öl für leichte Tren nung ausgebildet. Der Kolben A4-20 ist mit einer Kappendichtung A4-35 oder dgl. zur Verringerung der Reibung und zum Führen des Kolbens verstehen. Der Betätigungsglie dend-(zylinderend)abschnitt besitzt ebenfalls eine Ausgestaltung zur Verringerung der Reibung.

Der Körper A4-21 ist mit einer Luftablaßöffnung oder -bohrung A4-31 versehen, so daß in einer Kammer an der Ausgangsschaftseite des Kolbens A4-20 enthaltene Luft beim Verschieben des Körpers A4-21 nach rechts entweichen kann. Ebenso ist der Kör perlagerabschnitt A4-24 mit einer Luftablaßbohrung A4-31 versehen, so daß in diesem Abschnitt enthaltene Luft bei Verschiebung des Körpers A4-21 nach rechts entweichen kann.

Ein durch eine Anschlagaufnahmebohrung A4-37 hindurchgeführter Stopper oder Anschlag A4-28 verhindert ein Herausrutschen des Körpers A4-21 aus dem Körperla gerabschnitt A4-24.

Zur Verhinderung eines Ölaustritts sind das Betätigungsgliedende (Zylinderende) A4-22 und der Ölspeisedurchgang A4-20 mit Dichtungen A4-36 versehen.

In der Trennmutter A4-3 ist eine geschlitzte Mutter A4-40 in eine geschlitzte Mutter büchse A4-39 eingesetzt. Um bei Einwirkung eines Drehmoments auf die Mutter eine Gleitbewegung zwischen diesen beiden Teilen zu verhindern, ist ein Stift A4-41 vorgese hen. Die geschlitzte Mutterbüchse A4-39 weist einen Flansch auf und ist über eine Über maßbohrung am Körper A4-21 angebracht.

Die geschlitzte Mutterbüchse A4-39 ist so ausgestaltet, daß sie abgezogen wird (to get out), wenn sie einem Zug in Achsrichtung unterworfen wird. Wenn sie abgezogen wird, birst (scatters) die geschlitzte Mutter A4-40 bzw. sie spreizt sich auf, so daß sie ihre Funktion als Mutter verliert.

Nach Abschluß der Tests wird das elektromagnetische Ventil A4-7 so umgeschal tet, daß der Öldruck im Muttertrenn-Betätigungsglied A4-2 über eine Ölaustrag(rohr) leitung A4-10 auf den Atmosphärendruck gesenkt wird. Die die Trennmutter A4-3 mit dem Körper A4-21 verbindende Mutter A4-33 wird (dann) gelöst bzw. abgeschraubt und herausgenommen.

Da der Körper A4-21 in der Achsrichtung verschiebbar und um die Achse dreh bar ist, kann die Trennmutter A4-3 zu einer Stelle verschoben werden, an welcher die Arbeit einfach ausgeführt werden kann. Dabei ist oder wird das Absperrventil A4-12 geschlossen.

Für die Durchführung eines nächsten Tests wird der Schraub-Bolzen A4-5 zur Ver bindung mit dem Körper A4-21 mittels einer neuen Trennmutter A4-3 verriegelt bzw. ver spannt. Dabei ist der Kolben A4-20 zum Betätigungsgliedende A4-22 zurückgezogen. Das elektromagnetische Ventil A4-7 wird so umgeschaltet, daß dem Trenn-Betätigungs glied A4-2 Öl zugespeist wird. Der Blindstopfen A4-30 für Luftablassung wird entfernt, das Absperrventil A4-12 wird allmählich bzw. langsam geöffnet, und nach dem Entlüften wird der Blindstopfen A4-30 wieder eingesetzt.

Das elektromagnetische Ventil A4-7 wird in eine Neutralstellung (eine Stellung gemäß Fig. 4) umgeschaltet, und das Absperrventil A4-12 wird voll geöffnet. Daraufhin sind das Muttertrenn-Betätigungsglied A4-2 und die Trennmutter A4-3 für einen Test bereit.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. Fig. 7 veran schaulicht ein Beispiel eines Verbindungszustands von Elementen B4-1, B4-2, die mittels einer hydraulischen, geschlitzten Mutter des Kolbenverbindungstyps miteinander ver bunden sind. Die letztere besteht aus einer Trennmutter B1 und einem Betätigungsglied B2 sowie einem Schaft B7 und einem Verbindungselement B9, die zwischen ersteren an geordnet sind.

Die Trennmutter B1 besteht aus einer geschlitzten Mutter B1-1, einem Zapfen oder Stift B1-2 und einem Mutterhalteelement B1-3. Letzteres dient als Halteelement, durch welches der in z. B. vier Teile unterteilten geschlitzten Mutter B1-1 ihre Funktion und Lei stung als Mutter erteilt wird. Der Stift B1-2 ist so angeordnet, daß dann, wenn die Trenn mutter B1 einen Schraub-Bolzen B3 verspannt, die geschlitzte Mutter B1-1 und das Mut terhalteelement B1-3 sich nicht um die X-Achse drehen und das Mutterhalteelement B1-3 in der Richtung der X-Achse verschiebbar ist, um von der geschlitzten Mutter B1 abgezogen zu werden.

Das Betätigungsglied B2 besteht aus einem Betätigungsgliedkörper B2-1, einem Kolben B2-2 und einem Endelement B2-3. Der Körper B2-1 ist gemäß Fig. 7 mit Hilfe von Obermaß besitzenden Schraubenbohrungen an seiner Außenseite bzw. einem außensei tigen Bauteil befestigt.

Das Verbindungselement B9 besteht aus einem Elementkörper B9-1, Schraub- Bolzen B9-2, Muttern B9-3 und Zwischenscheiben B9-4; es stellt die Verbindung zwischen dem Schaft B7 und dem Kolben B2-2 her.

Ein Ende des Schafts B7 ist in das Mutterhalteelement B1-3 eingeschraubt; eine Sicherung gegen ein Lockern wird durch eine Mutter B6 gewährleistet. Am anderen Ende ist ein selbstjustierendes Lager B8 vorgesehen. Andererseits ist am Ende eines Ausgangs schafts des Kolbens B2-2 des Betätigungsglieds B2 ebenfalls ein selbstjustierendes Lager B8 vorgesehen; auch wenn dabei ein geringfügiger Versatz der Achse gegenüber der X-Achse zwischen dem Schaft B7 und dem Kolben B2-2 auftritt oder vorhanden ist, wird durch das Verbindungselement B9 eine feste Verbindung zwischen diesen Teilen gewähr leistet. Wie dargestellt, sind die Schraub-Bolzen B9-2 des Verbindungselements B9 parallel zueinander angeordnet; wenn sie jedoch unter einem Winkel von 90° zueinander an geordnet sind, ist auch ein Phasenversatz möglich.

Für die Montage der Trennmutter B1 werden die verbundenen oder zu verbin denden Elemente B4-1, B4-2 mittels des Schraub-Bolzens B3 und einer Zwischenscheibe BS miteinander verbunden. Der Schaft B7 wird mittels der Mutter B6 an der Trennmutter B1 befestigt.

Am Kolben B2-2 des Betätigungsglieds B2 wird der Elementkörper B9-1 des Verbin dungselements B9 mittels des Schraub-Bolzens B9-2 und der Mutter B9-3 befestigt. Zur Verbindung des Schafts B7 mit dem Elementkörper B9-1 nach erfolgter Montage der Anordnung aus der Trennmutter B1 werden der Elementkörper B9-1 in Richtung der X-Achse verschoben und um die X-Achse gedreht und der bzw. die Bolzen B9-2 zur Herstel lung der Verbindung in das bzw. die selbstjustierende(n) Lager B8 eingesetzt. (Bei der Verschiebung des Elementkörpers B9-1 verschiebt und dreht sich der Kolben B2-2 ent sprechend, so daß der Elementkörper B9-1 und das bzw. jedes selbstjustierende Lager B8 des Schafts B7 zweckmäßig miteinander verbunden werden können.)

Dem Körper B2-1 wird über einen Öldruck- bzw. Druckölspeisedurchgang B2-4 Öldruck bzw. Drucköl zugeführt; dabei entsteht eine Kraft zum Verschieben des Kolbens B2-2 in Richtung der X-Achse. Das Mutterhalteelement B1-3 wird dabei über das Verbin dungselement B9 und den Schaft B7 abgezogen (drawn out), so daß die den Schraub- Bolzen B3 verspannende Trennmutter B1 ihre Wirkung verliert. Eine Ölkammer innerhalb des Körpers B2-1 ist mit einem Luftablaßdurchgang B2-5 zum Entlüften von eingeschlos sener Luft versehen; der Durchgang wird nach der Entlüftung mittels eines Blindstopfens B2-6 verschlossen. Ferner ist eine Luftbohrung B2-7 so angeordnet, daß bei der Verschie bung des Kolbens B2-2 in der Richtung der X-Achse die Luft ohne weiteres an der Seite der Ölzuspeisung und an der gegenüberliegenden Seite ein- und ausströmen kann.

Zum Abdichten der hydraulischen Bauteile sind eine Gleitabschnitt-Kappen dichtung B2-8, eine Fixierabschnitt-Dichtung B2-11 und eine Staubdichtung B2-9 an Ein laß- und Auslaßseite des Kolbens B2-2 vorgesehen.

Die Trennmutter B1 kann ausgewechselt werden, indem die Spannmutter B6 ge lockert und das Mutterhalteelement B1-3 vom Schaft B7 abgezogen werden, oder indem der den Schaft B7 mit dem Elementkörper B9-1 verbindende Schraub-Bolzen B9-2 ent fernt und das Mutterhalteelement B1-3 zusammen mit dem daran befestigten Schaft B7 herausgenommen werden.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 8 bis 12 dargestellt.

Gemäß Fig. 11 ist diese Anordnung so ausgestaltet, daß eine durch einen Schwingungsgenerator oder -erzeuger C1-1 herbeigeführte Beschleunigung zu einem Kollisionszeitpunkt mit einem Fahrzeugmodell C2-1 simuliert wird; nach etwa 0,1 s wird ein in Schwingung versetztes Element C2 im Bereich einer Trennkupplung C3 getrennt.

Dabei besitzt das in Schwingung versetzte Element C2 eine Geschwindigkeit von etwa 16 m/s. Wenn hierbei keine Trennung stattfindet, wird der Schwingungserzeuger C1-1 durch das ein Gewicht von etwa 1 t besitzende und sich mit der angegebenen Geschwindigkeit bewegende genannte Element C2 belastet.

Gemäß Fig. 8 besteht die Trennkupplung C3 aus einem Trägheitskraft- Betätigungsglied C5 (für eine geteilte oder geschlitzte Mutter) für Verbindungsaufhebung des Verbindungsabschnitts zum Verbinden entsprechender Abschnitte (eines Schwin gungsabschnitts C1 und des in Schwingung versetzten Abschnitts oder Elements C2) mit tels eines Schraub-Bolzens C4, einer Zwischenscheibe C4-1, einer Trennmutter C6 zum Abziehen eines Mutterhalteelements C6-3 sowie einem auf ein Befehlssignal hin arbei tenden Betätigungsglied C8.

Das Trägheitskraft-Betätigungsglied C5 ist nachstehend beschrieben.

Ein Gewicht C5-1 wird durch ein Halteelement C5-2 so gehalten, daß es wirksam wird, wenn eine Beschleunigung in Richtung der X-Achse einwirkt.

Zum Heraus- bzw. Abziehen des Mutterhalteelements C6-3 ist ein Schaft C5-4 (für diesen Zweck) am Mutterhalteelement C6-3 mittels einer Kontermutter C5-13 befestigt.

Am anderen Ende des Schafts C5-4 ist ein selbstjustierendes Lager für Verbindung mit einem Verbindungselement C5-3 mittels eines Zapfens C5-6 über ein Lager C5-7 vor gesehen.

Die beiden Enden des Zapfens C5-6 vermögen eine Zugkraft vom Gewicht C5-1 in Richtung der X-Achse zu übertragen.

Im anderen Ende des Verbindungselements C5-3 ist ein Langloch C5-11 vorge sehen, so daß ein Zapfen C5-10 die Bewegung oder Verschiebung des Verbindungse lements C5-3 in Richtung der X-Achse nicht behindert, wenn das Mutterhalteelement C6-3 durch einen Ausgangsschaft C8-1 des Betätigungsglieds C8, das auf ein Befehlssignal hin aktiviert wird, abgezogen wird.

Das Gewicht C5-1 und das Halteelement C5-2 umfassen einen Stopperabschnitt C7, der eine Bewegung des Gewichts C5-1 bei einer Beschleunigung in der Richtung der X-Achse zuläßt, eine Bewegung bei einer Beschleunigung in der Gegenrichtung aber verhindert. Nachdem das Gewicht C5-1 das Mutterhalteelement C6-3 abgezogen hat, stößt ein Stopper oder Anschlag C5-9 unter Stoppen der Bewegung am Halteelement C5-2 an.

Auf ein Befehlssignal hin verschiebt das Betätigungsglied C8 den Ausgangsschaft C8-1; dabei wird das Verbindungselement C5-3 in Richtung der X-Achse gezogen, um das Mutterhalteelement C6-3 abzuziehen. Damit in diesem Augenblick das Gewicht C5-1 das Stellglied C8 nicht belastet, ist im Gewicht C5-1 ein Langloch C5-8 vorgesehen, in welchem sich der Zapfen C5-6 ungehindert in Richtung der X-Achse bewegen kann.

Der unter einem rechten Winkel zum Zapfen C5-6 angeordnete Zapfen C5-10 ist mit einem am Ausgangsschaft C8-1 des Betätigungsglieds C8 vorgesehenen selbstjustie renden Lager verbunden. Das Halteelement C5-2 des Gewichts C5-1 und das durch ein Befehlssignal aktivierbare Betätigungsglied C8 sind fest mit dem in Schwingung versetz ten Abschnitt C2 verbunden.

Im folgenden ist Fig. 9 näher beschrieben. Wenn das Gewicht C5-1 in Richtung der X-Achse mit einer Beschleunigung, die eine bestimmte Grundgröße übersteigt, beauf schlagt wird, wird ein Stopperelement C7-1 des Stopperabschnitts C7, das an einer Schrägfläche einer Nut C5-12 im Gewicht C5-1 anliegt, derart mit einer Kraft beauf schlagt, daß es aus dem Gewicht C5-1 in das Halteelement C5-2 hineingedrückt wird.

Das Stopperelement C5-1 wird durch eine Feder C7-3 und einen Bolzen C7-4 mit einer bestimmten Federkraft in die Nut C4-12 des Gewichts C5-1 hineingedrückt. Der Bol zen C7-4 ist am Halteelement zu C5-2 mittels eines Arretierstoppers C7-5 befestigt. Eine Führung C7-2 bewirkt, daß sich das Stopperelement C7-1 nicht drehen, aber aufwärts und abwärts bewegen kann. Im Halteelement C5-2 sind (für diesen Zweck) Führungsnu ten oder -rillen C5-14 vorgesehen.

Damit das Stopperelement C7-1 nicht mit einer Hochdrückkraft beaufschlagt werden kann, wenn auf das Gewicht C5-1 entgegengesetzt zur X-Achse (zur linken Seite in Fig. 9 hin) eine Beschleunigung einwirkt, liegen die Nut C5-1 und das Stopperelement C7-1 in der Richtung der X-Achse über senkrechte Flächen aneinander an.

Aus Fig. 10 geht folgendes hervor: Wenn mit θ ein Winkel der Schrägfläche der Nut C5-12 im Gewicht C5-1, mit r ein Radius des an der Schrägfläche anliegenden Ab schnitts des Stopperelements C7-1, mit F_O eine Einwirkkraft (accruing force) des Ge wichts, mit F_N eine Zug kraft des Mutterhalteelements C6-3 und mit F_M eine auf das Gewicht C5-1 wirkende Kraft bezeichnet sind, gilt folgendes:

F_M = F_O - F_N
F_MV = F_M sin θ · cos θ
F_MH = F_M sin² θ

Wenn ein Reibbeiwert zwischen dem Stopperelement C7-1 und dem Halteele ment C5-2 mit µ und eine Hochdrückkraft des Stopperelements C7-1 mit F_MV bezeich net sind, gilt folgendes:

F_MV = F_MV + µF_MH = F_M (sin θ · cos θ + µsin² θ)

Andererseits sei angenommen, daß sich das Gewicht C5-1 in Richtung der X-Achse verschiebt, wenn die das Stopperelement C7-1 mit Druck beaufschlagende Feder C7-3 über eine Länge von r entsprechend dem Radius des Kopfteils des Stopperele ments C7-1 zusammengedrückt ist oder wird, wobei F_MV eine Hochdrückkraft und K eine Federkonstante (F_M < F_O) bedeuten; dabei gilt folgendes:

K_r = F_MV
∴ K = F_MV/r

Allgemein gesagt, wird folgendes Ergebnis erzielt:
Es sei angenommen, daß der in Schwingung versetzte Abschnitt C2 eine gleich mäßige (equal) Beschleunigungsgeschwindigkeitsverringerung von V = 16 m/s auf V = 0 m/s über eine Länge von 5 cm erfährt (wobei der Schwingungserzeuger C1 einen Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus mit der erwähnten Eigenschaft aufweist und die Länge des Hubendes des Schwingungserzeugers zu 5 cm vorausgesetzt ist) und daß eine Beschleunigung zu diesem Zeitpunkt wie folgt ist:

a′ = {1,6 × 10³ (cm/s)}²/2 × 5 cm
= 2,6 × 10⁵ cm/s
= 260G

In diesem Fall ist die erforderliche Zeit bis zum Stillstand gleich

t = (1,6 × 10³)/(2,6 × 10⁵) = 0,006 s

Wenn das Gewicht C5-1 20 kg wiegt und einer Beschleunigung von 260G unter worfen ist, entspricht eine auf das Gewicht C5-1 in Richtung der X-Achse einwirkende Kraft:

20 kg × 260G = 5200 kg

Wenn eine Abziehkraft F_N des Mutterhalteelements C6-3 1900 kg beträgt, ent spricht die auf dieses Gewicht einwirkende Beschleunigung a:

5200 kg - 1000 kg (20/G) · a
∴ a = (4200/20)G = 210G

Unter der Voraussetzung, daß das Mutterhalteelement C6-3 seine Funktion als Mutter verliert, wenn es bei dieser Beschleunigung über die Hälfte seiner Länge abgezo gen worden ist, bestimmt sich die für das Abziehen erforderliche Zeit t zu:

t₂ = 2/(210G)
t = 0,003 s < 0,006 s

Eine Trennung erfolgt dabei, bevor der Kolben des Schwingungserzeugers das Ende des Hubs erreicht.

Andererseits bestimmt sich die Federkonstante K der Feder C7-3 zum Herab drücken des Stopperelements C7-1 zu:

K × 10 mm = 10 kg
∴ K = 1 kg/mm

Dabei betragen der Radius des Kopfteils des Stopperelements C7-1 10 mm und die Preß kraft 10 kg.

Wenn die effektive Windungszahl der Feder gleich 10 ist, und der Drahtdurch messer der Feder 1 mm beträgt, besitzt die Feder einen mittleren Durchmesser von etwa 11 mm.

Unter der Voraussetzung, daß der Winkel der Nut θ = 45° und der Reibbeiwert µ = 0 betragen, bestimmt sich-eine für das Hochdrücken des Stopperelements C7-1 er forderliche Kraft zu:

F_M = 10 kg/(sin 45° · cos 45°) = 20 kg

Diese Kraft ist von vernachlässigbarer Größe im Vergleich zu einer auf das Gewicht wir kenden Kraft von:

F_O - F_N = 4200 kg

Im folgenden ist Fig. 12 im einzelnen beschrieben:
Fig. 12(a) veranschaulicht einen Zustand eines Kolbens des Schwingungserzeugers C1-1 zum Zeitpunkt des Schwingungsbeginns. Der Kolben befindet sich am linken Ende, und die Trennkupplung C3 ist gekoppelt. Nach Abschluß des Tests wird der Kolben in die se Stellung zurückgeführt und mit dem in Schwingung versetzten Element oder Abschnitt C2 verbunden. Fig. 12(b) zeigt einen Zustand, in welchem der Schwingungserzeuger C1-1 eine Schwingung (vibration) innerhalb des Steuerhubs beendet und die Trennkupp lung C3 eine vollständige Trennung bewirkt hat. Der vom Fahrzeugmodell C2-1 getrenn te Schwingungserzeuger C1-1 geht auf einen Geschwindigkeitsreduktionshub über, so daß die Geschwindigkeit am Ende des Hubs zu Null wird. (Dieser Geschwindigkeitsreduk tionsmechanismus vermag auch dann zu arbeiten, wenn das Fahrzeugmodell C2-1 an geschlossen ist.) Fig. 12(c) zeigt verschiedene qualitative Größen des Zustands (Beschleunigung, Geschwindigkeit, Verschiebung) zu dem Zeitpunkt, zu dem das Fahr zeugmodell C2-1 mit Schwingung beaufschlagt wird, einen Steuerhub des Betätigungs glieds, einen Geschwindigkeitsreduktionshub, einen Zustand der Trennkupplung C3 sowie Beziehungen der Datenmessungen oder -erfassungen.

Wenn eine normale Trennung erfolgt ist, ändern sich eine Beschleunigung X′′, eine Geschwindigkeit X′ und eine Verschiebung X, die auf das Fahrzeugmodell C2-1 einwirken, auf die in ausgezogenen Linien angegebene Weise; damit ist eine Bedingung für die Datengewinnung bis zum Ablauf einer bestimmten Zeit nach dem Trennen der Trennkupplung C3 gut erfüllt.

Es sei jedoch ein Fall angenommen, in welchem die Trennkupplung C3 nicht ein wandfrei arbeitet, speziell ein Fall, in welchem überhaupt keine Trennung stattfindet. In einem solchen Fall beginnt der in einen Geschwindigkeitsreduktionshub eintretende Schwingungserzeuger C1-1 eine Geschwindigkeitsreduktion oder -verringerung.

Ein Zustand, in welchem eine gleichmäßige Beschleunigungsreduktion stattfindet und die Geschwindigkeit am Ende des Hubs die Größe Null erreicht, ist in einer gestri chelten Linie angegeben. In diesem Fall können keine Planungsdaten gewonnen wer den.

Wenn bei angeschlossenem Fahrzeugmodell C2-1 keine einwandfreie Geschwin digkeitsreduktion erfolgt und der Kolben am Hubende des Schwingungserzeugers C1-1 anstößt, besteht die Gefahr, daß die Trennkupplung C3 und ihr Umgebungsbereich oder eine kostenaufwendige Nachbildung eines menschlichen Körpers C2-2 für Kollisi onstests beschädigt wird.

In Fig. 13 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei den Tei len und Elementen vom Fig. 17 entsprechende Teile bzw. Elemente mit den gleichen Bezugsziffern wie dort bezeichnet sind. Die Ziffer 1 steht für einen (im folgenden als "Innenkupplung" bezeichneten) Innenkupplungskörper in Form eines dickwandigen Zy linders, dessen eines Ende geschlossen ist, während an seinem hinteren Endabschnitt koaxial dazu ein dünnerer Abschnitt 2 mit einer Stufe angeformt ist. Ein (im folgenden als "Außenkupplung" bezeichneter) Außenkupplungskörper 3 besitzt eine Säulenform. Im Vorderabschnitt dieses Körpers ist eine zylindrische Bohrung 5 ausgebildet, derart, daß der hintere Endabschnitt des den größeren Durchmesser besitzenden bzw. dickeren Ab schnitts 4 der Innenkupplung 1 lose bzw. mit Spiel koaxial zu diesem Körper einführbar ist.

Ein zylindrischer, elastischer Mantel (shell) 6 mit einer dünnen Wand ist koaxial zwischen den dünneren Abschnitt 2 der Innenkupplung 1 und die zylindrische Bohrung 5 der Außenkupplung 3 eingesetzt. Die Ziffern 7, 8 stehen für einen umlaufenden Füh rungsring bzw. einen O-Ring, die an der Außenumfangsfläche bzw. an der Innenum fangsfläche des Vorderendabschnitts bzw. des hinteren Endabschnitts des elastischen Mantels 6 vorgesehen sind.

Die Ziffern 9, 10 bezeichnen einen Innengewindeabschnitt bzw. einen Außen gewindeabschnitt, die jeweils an der Innenumfangsfläche des Mantels 6 bzw. an der Außenumfangsfläche des vorderen Endabschnitts des dünneren Abschnitts 2 mit einer Stufe der Innenkupplung 1 vorgesehen sind. Zwischen dem dünneren Abschnitt 2, der Innenkupplung 1 und dem elastischen Mantel 6 ist eine zylindrische Öldruck- bzw. Druckölkammer gebildet.

Ein Blindstopfen 12 ist in den äußeren Endabschnitt einer Luftablaßbohrung 13 eingeschraubt, welche den hinteren Endabschnitt des weiteren Abschnitts 4 der Innen kupplung 1 mit der Öldruckkammer 11 verbindet. Mit der Ziffer 14 ist ein Wechselventil bezeichnet, das einen Ölspeiseeinlaß 16 und einen Ölaustragauslaß 17 zu bzw. vom Au ßenendabschnitt einer Ölbohrung 15 aufweist, welche den hinteren Teil des weiteren Abschnitts 4 der Innenkupplung 1 mit der Öldruckkammer 11 verbindet.

Mit den Ziffern 18, 19 sind eine Ölbohrung bzw. ein ringförmiges Paßelement be zeichnet, die am hinteren Endabschnitt der Bohrung 5 bzw. am hinteren Endteil des ela stischen Mantels 6 vorgesehen sind.

Bei dieser Vorrichtung werden an ihrer betreffenden Seite, mit welcher die Innen kupplung 1 oder die Außenkupplung 3 verbunden ist, die Lage und Neigung der Achse eingestellt und die Vorrichtung auf die in Fig. 13 gezeigte Weise zusammengesetzt. Nach Entlüftung des Hydrauliksystems der Innenkupplung 1 wird zur Herstellung einer nötigen Verbindungskraft der Kupplungen über das Wechselventil 14 Drucköl der Öldruck- oder Druckölkammer 11 zugespeist.

Durch das zugespeiste Drucköl dehnt sich der elastische Mantel 6 hauptsächlich in Richtung seines Radius aus, um sich innig an die Innenfläche der Außenkupplung 3 anzulegen. Da diese Ausdehnung durch eine Spannung oder Beanspruchung innerhalb des elastischen Bereichs erfolgt, nimmt der elastische Mantel 6 bei Aufhebung des Drucks wieder seine ursprüngliche Form an.

Wenn die Kupplungen getrennt sind oder werden, wird das Wechselventil 14 auf "Austragen" umgeschaltet, und das Öl wird aus der Öldruckkammer 11 abgeführt; dabei fällt der Öldruck ab, der elastische Mantel 6 schrumpft bzw. zieht sich zusammen, die enge Anlage an der Außenkupplung 3 wird aufgehoben, und die Verbindungskraft der beiden Kupplungen wird beseifigt.

Dabei tritt Außenluft über die Luftbohrung 18 in die Außenkupplung 3 ein, so daß das Trennen leicht erfolgen kann. Die Verbindung zwischen dem elastischen Mantel 6 und der Innenkupplung 1 ist an der einen bzw. zur einen Seite verschiebbar, so daß sich der Mantel 6 bei einer Ausdehnung desselben in Richtung der X-Achse verschieben kann.

In Fig. 14 ist eine fünfte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Fig. 14(A), 14(B) und 14(C) sind dabei eine Seitenansicht, eine in teilweise vergrößertem Maßstab gehaltene Längsschnittansicht bzw. eine Vorderansicht. Eine hydraulische Trennmutter 20 dient zum Verbinden zweier zu verbindender Elemente 02 bzw. 03 über einen Schraub- Bolzen 06.

Gemäß Fig. 14(B) wird der hydraulischen Trennmutter 20 über einen Ölspeiseein laß 21 Öl zugespeist, um die vordere Stirnfläche eines Kolbens 22 mit Druck zu beauf schlagen. Der Kolben 22 verschiebt sich dabei in Rückwärtsrichtung, bis der Kolbenbo den 23 am Bolzen 06 anstößt. Der Kolbenboden (oder -kopf) 23 besteht aus einem Werkstoff, der ausreichende Festigkeit und Steifheit für die Kollision mit dem Bolzen 06 bietet, und er ist bei Deformation, Verschleiß usw. austauschbar.

Nach dem Auftreffen des Kolbenkopfes auf den Bolzen 06 wirkt aufgrund eines Drucks, der ein am Betätigungsgliedkörper 24 befestigtes Endelement 25 beaufschlagt, eine Kraft in Richtung der X-Achse (Vorwärtsrichtung) ein.

Eine geteilte oder geschlitzte Mutter 09 ist in einen Rohrspannerteil am hinteren Ende des Betätigungsgliedkörpers 24 eingesetzt und mittels eines Stifts oder Bolzens 07 fixiert. Wenn diese geschlitzte Mutter den Schraub-Bolzen 06 verspannt, ist sie nicht in Drehrichtung, aber in Richtung der X-Achse gegenüber dem Betätigungsgliedkörper 24 bewegbar.

Wenn somit der Betätigungsgliedkörper 24 durch ein Endelement 25 in Richtung der X-Achse gezogen wird, wird er von der geschlitzten Mutter 09 abgezogen, so daß diese aus ihrer Verspannung freigegeben wird und vom Bolzen 06 abspringt. Hierdurch wird die Verbindung zwischen den verbundenen Elementen 02 und 03 aufgehoben.

Der Kolben 22 ist durch eine Kappendichtung 26 abgedichtet, die einen geringen Gleitwiderstand bietet. Das Endelement 25 weist einen Anschlag 27 auf, der ein Ver schließen eines Ölspeisezulasses 28 durch den Kolben 22 verhindert, wenn sich letzterer in Richtung der X-Achse verschiebt.

Im Spitzenendteil des Anschlags 27 sind Ölrillen oder dgl. vorgesehen, um die Anlagefläche gegen den Kolben 22 zu verkleinern. Zwischen dem Endelement 25 und dem Betätigungsgliedkörper 24 ist weiterhin eine Dichtung zur Verhinderung eines Ölaus tritts vorgesehen.

In einer Kolbenkammer im Betätigungsgliedkörper 24 ist eine Luftbohrung 30 so angeordnet, daß ein Ausströmen oder Einströmen von Luft bei Verschiebung des Betäti gungsgliedkörpers 24 in Rückwärts- oder Vorwärtsrichtung nicht behindert wird.

Zur Verhinderung eines Staubeintritts von Außenseite her ist zudem in der Luftboh rung 30 ein Filter 31 vorgesehen.

Wenn die hydraulische Trennmutter 20 mit dem Schraub-Bolzen 06 verschraubt wird, muß der Betätigungsgliedkörper 24 gedreht werden. Dabei kann eine auf diesen Körper 24 aufgesetzte Drehkupplung den Winkel des Ölspeisezulasses 21 unabhängig von der Drehbewegung des genannten Körpers 24 konstant halten.

Die Ausgestaltung ist dabei derart, daß auch bei der Drehung des Betätigungs gliedkörpers 24 um dessen Umfang und den Umfang der Drehkupplung 32 Ölrillen vor gesehen sind, so daß das Drucköl unabhängig von der Stellung des Ölspeisezulasses 21 der Kolben 22 zugeführt wird. Ferner sind an mehreren Stellen in den Rillen des Betäti gungsgliedkörpers 24 Ölspeisezulässe 28 vorgesehen.

Die in den Betätigungsgliedkörper 24 eindringende Luft sammelt sich in den Ölril len und wird nach Herausschrauben eines Blindstopfens 34 mit einer Dichtung 35 zur Verhinderung eines Ölaustritts über eine Luftablaßbohrung 33 abgeführt.

Die mittels einer Dichtung 36 abgedichtete Drehkupplung 32 ist um die X-Achse drehbar, jedoch durch das Endelement 25 über ein Abstandstück 37 in Richtung der X-Achse in einer (bestimmten) Stellung gegenüber dem genannten Körper 24 gehalten. Ein Stopper oder Anschlag 38 dient zur Führung des Kolbens 22 und Begrenzung seines Hubs.

Sobald die hydraulische Trennmutter 20 zum Trennen der Verbindung arbeitet, wird die Druckölzuspeisung zum Ölspeisezulaß 21 durch das Wechselventil beendet. Nach Öffnen des Wechselventils fällt der im Betätigungsgliedkörper 24 herrschende Öl druck auf den Atmosphärendruck ab.

In einem Zustand, in welchem der Kolben 22 in Anlage an den Stopper 27 des Endelements 25 verschoben ist, wird der Betätigungsgliedkörper 24 mit der geteilten oder geschlitzten Mutter 09 und dem Stift 07 zusammengesetzt, so daß er mit dem Schraub-Bolzen 06 verbunden und für einen erneuten Trennvorgang bereit ist.

Bei dieser Vorrichtung wird durch Zuführung von Drucköl zum bzw. über den Öl speisezulaß 21 eine Kammer am Vorderendabschnitt des Kolbens 22 unter Druck gesetzt. Der Kolben 22 beaufschlagt dabei den Bolzen 06, wobei gleichzeitig der Betätigungs gliedkörper 24 durch einen auf das Endelement 25 einwirkenden Druck mit einer Kraft zur Verschiebung in Richtung der X-Achse beaufschlagt wird.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Hauptkraft, die in der Richtung der X-Achse zwischen dem Betätigungsgliedkörper 24 und der geteilten oder geschlitzten Mutter 09 wirkt, eine Reibungskraft; wenn die betreffenden Teile mit einer größeren Kraft beaufschlagt werden, verschiebt sich der Betätigungsgliedkörper 24 in Vorwärtsrichtung, und die Mut ter 09 sowie der Stift 07 werden abgezogen und die Verbindungs- bzw. Spannfunktion am Schraub-Bolzen 06 wird aufgehoben.

Für erneute Benutzung wird der Betätigungsgliedkörper 24 wieder mit der ge schlitzten Mutter 09 und dem Stift 07 zusammengesetzt und erneut als hydraulische Trennmutter 20 benutzt.

Im Gegensatz zur vierten Ausführungsform bietet die fünfte Ausführungsform einen Vorteil, daß aufgrund des verwendeten Schraub-Bolzens 06 und der geschlitzten Mutter 09 die Verbindungsanordnung einfach ist und eine Trennung der Verbindungsabschnitte infolge eines Ölaustritts nicht vorkommt.

In Fig. 15 ist eine sechste Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dabei besteht eine hydraulische Trennmutter 39 für Betätigungsglied-Verbindung aus einem Betäti gungsglied 40, das hauptsächlich an einem verbundenen oder angeschlossenen Ele ment 03 befestigt ist, und einer Trennmutter 41, die mittels eines Schraub-Bolzens und einer Mutter koaxial dazu unmittelbar mit dem Betätigungsglied verbunden ist.

Die Trennmutter 41 besteht aus einer geteilten oder geschlitzten Mutter 09, einem Stift oder Zapfen 07 und einem Mutterhalteelement 42. Letzteres hält die in z. B. vier Teile unterteilte Mutter 09 zur Gewährleistung ihrer Funktion als Mutter zusammen. Der Stift 07 ist dabei so angeordnet, daß dann, wenn die Trennmutter 41 den Schraub-Bolzen 06 ver spannt, die Mutter 09 und das Mutterhalteelement 42 sich nicht um die X-Achse bewegen können, das Mutterhalteelement 42 aber in Richtung der X-Achse verschiebbar ist, um von der Mutter 09 abgezogen werden zu können.

Das Betätigungsglied 40 besteht aus einem Betätigungsglied-Körper 43, einem Kolben 44, einem Endelement 45 und einem Lagerelement 46. Der Körper 43 ist um die X-Achse drehbar und in Richtung der X-Achse nach vorn und rückwärts verschiebbar.

Das Lagerelement 46 bewirkt die Lagerung in der Weise, daß beim Abziehen der Trennmutter 41 von der Zugkraft verschiedene Kräfte oder Momente, wie das Gewicht des Körpers 43, oder aber Kräfte oder Momente usw., die durch die hydraulischen Hochdruck-Gummischläuche oder -rohrleitungen hervorgerufen werden, nicht auf die Trennmutter 41 einwirken. Außerdem wird dadurch nach dem Abziehen der Körper 43 in einem zurückgezogenen Zustand gehalten oder gelagert. Durch oder nach Auswechs lung der Trennmutter 41 kann das Lagerelement 46 wiederholt benutzt werden.

Wenn die Trennmutter 41 und der Betätigungsglied-Körper 43 unter Nutzung von Übermaßbohrungen 47, 48 miteinander verbunden sind, werden zwei zu verbindende Elemente oder Anschlußelemente 02, 03 mittels des Schraub-Bolzens 06 unter Zwischenfü gung von Zwischenscheiben 05 miteinander verbunden.

Dabei wird der befestigte Teil des Lagerelements 46 gelockert, so daß er inner halb des Bereichs von Übermaßbohrungen 49 bewegbar ist. Wenn dabei am befestigten Teil des Lagerelements 46 ein Spalt auftritt, erfolgt vor der Befestigung eine Einstellung mittels einer Distanzscheibe 50.

Wenn zur Befestigung des Lagerelements 46 ein Schildzapfenlager mit einem selbstjustierenden Lager verwendet wird, wird die Notwendigkeit für die Verwendung einer Distanzscheibe 50 zum Ausgleichen einer schrägen Verbindungsfläche herabge setzt.

Bei dieser Anordnung wird bei Zuspeisung von Drucköl über einen Ölspeisedurch gang 51 des Lagerelements 46 eine Kammer am vorderen Endabschnitt das Kolbens 44 unter Druck gesetzt. Der Kolben 44 legt sich demzufolge an den Schraub-Bolzen 06 an und beendet seine Verschiebung, wobei sich das Endelement 45 entgegengesetzt zur Richtung der X-Achse verschiebt.

Da dabei das Endelement 45 mittels des Stoppers 52 fest mit dem Betätigungs glied-Körper 43 verbunden ist, verschiebt sich der Körper 43 in der Richtung der X-Achse; das Mutterhalteelement 42 der Trennmutter 41 wird abgezogen, die geteilte oder ge schlitzte Mutter 41 spreizt sich unter Aufhebung ihrer Spannfunktion als Mutter auf, so daß infolgedessen die Verbindung zwischen den Anschlußelementen 02 und 03 aufgehoben wird.

Das Endelement 45 weist einen verschiebbaren bzw. variablen Öldurchgang auf, so daß das Drucköl auch bei Verschiebung des Körpers 43 in Richtung der X-Achse oder bei einer Drehung um die X-Achse zugespeist werden kann.

Der Körper 43 ist mit einem Luftablaßdurchgang 53 und einem Blindstopfen 54 zum Ablassen von im Inneren angesammelter Luft sowie mit einer Luftbohrung 55 versehen, über welche Luft entsprechend der Verschiebung des Kolbens 44 in den Betätigungs glied-Körper 43 einströmen und aus ihm ausströmen kann.

Zur Abdichtung des Hydrauliksystems sind eine Kappendichtung (cap seal) 56 für den gleitenden Abschnitt sowie Dichtungen 57 für feststehende Abschnitte vorgesehen.

Das Lagerelement 46 lagert den Betätigungsglied-Körper 43 mittels eines Lagers 58, beispielsweise eines ölimprägnierten Lagers oder dgl., so daß der Körper 43 in Rich tung der X-Achse verschiebbar und um diese drehbar ist.

Für Luftein- und -austritt ist im Lagerelement 46 eine Luftbohrung 59 vorgesehen. Um zu verhindern, daß der Betätigungsglied-Körper 43 aus dem Lagerelement 46 her ausgezogen wird und herabfällt, ist eine Stopper-Einsetzbohrung 61 zur Aufnahme eines Stoppers oder Anschlags 60 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform ist das Lagerelement 46 von einem anschraubbaren oder anflanschbaren Typ mit Übermaßbohrungen 49 für (Schrauben-) Befestigung.

Bei Zuspeisung von Drucköl über einen Ölspeisedurchgang 51 des Lagerelements 46 verschiebt sich bei dieser Vorrichtung der Kolben 44 in der Rückwärtsrichtung gemäß Fig. 15; bei Anlage an den Schraub-Bolzen 06 beendet er seine Verschiebung, und das Endelement 45 bewegt sich entgegengesetzt in der Vorwärtsrichtung (in Richtung der X-Achse).

Da dabei das Endelement 45 mit dem Körper 43 fest verbunden ist, verschiebt sich letzterer in Vorwärtsrichtung, wobei er das Mutterhalteelement 42 von der geteilten oder geschlitzten Mutter 09 abzieht und letztere somit ihre Spannwirkung verliert und sich aufspreizt. Damit wird die Verbindung zwischen den Anschlußelementen 02 und 03 auf gehoben.

Der Betätigungsglied-Körper 43 ist durch das Lagerelement 46 gehaltert oder gelagert. Vom Gewicht des Körpers 43 oder vom Gewicht der Hochdruck- Hydraulikschläuche oder dem hohen Druck derselben usw. herrührende Kräfte wirken damit nicht auf den Körper 43 ein.

Nach dem Abziehen des Mutterhalteelements 42 bleibt der Betätigungsglied- Körper 43 in einem in das Lagerelement 46 zurückgezogenen Zustand. Durch Aufsetzen einer neuen Trennmutter 41 auf den Betätigungsglied-Körper 43 kann die Anordnung wieder betriebsbereit gemacht werden.

Gegenüber der fünften Ausführungsform bietet die sechste Ausführungsform auf grund der Anordnung des Mutterhalteelements 42, eines Lagerelements 46 usw. die fol genden Vorteile:

(1) Bei der Verschiebung des Betätigungsglied-Körpers 43 in Richtung der X-Achse wirkt eine kleinere, der Verschiebung entgegenwirkende Kraft ein; die Querschnittsflä che des Kolbens 44 kann kleiner sein, so daß auch die Ölmenge kleiner sein und damit eine noch schnellere Trennung erfolgen kann.
(2) Das Auswechseln der geteilten oder geschlitzten Mutter 09 kann in Form einer Ein heit der Trennmutter 41 bewerkstelligt werden; infolgedessen läßt sich der Arbeitsvorgang wirtschaftlich durchführen, so daß auch die Wirtschaftlichkeit bei wiederholter Verwen dung verbessert sein kann.
(3) Da der Betätigungsglied-Körper 43 durch das Lagerelement 46 stabil gehaltert oder gelagert ist, wird ein sicheres Abziehen des Mutterhalteelements 42 von der Mutter 09 gewährleistet und auch die Zuverlässigkeit weiter verbessert.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung bietet die Erfindung fol gende Nutzeffekte:

(1) Durch die Verwendung einer hydraulischen Trennkupplung, einer Öldruck- bzw. Druckölquelle und einer Muttertrenn-Steuervorrichtung wird eine Einwirkung einer Kolli sionsbeschleunigung mit derartigen Hochfrequenzwellen, wie sie bisher nicht realisierbar waren, möglich, wodurch eine praktisch günstigere Durchführung von Kollisionsbe schleunigungssimulationen und Auswertung und dgl. von Kollisions- bzw. Aufprall- Sicherheitsvorrichtungen mit höherer Genauigkeit möglich werden.
(2) Während die herkömmlichen Sprengmitteltyp- oder elektrischen Trennmutteran ordnungen nahezu keinen Abschnitt enthalten, der wiederholt verwendbar ist, ist die er findungsgemäße Anordnung wiederholt einsetzbar, indem lediglich die Trennmutter aus gewechselt wird; dies erweist sich bei Langzeitbenutzung als äußerst wirtschaftlich.
(3) Mittels einer Trennkupplung unter Verwendung einer hydraulischen Trennmutter eines Kolbenverbindungstyps wird das einen wesentlichen Einfluß auf das Ansprechver halten besitzende Gewicht der bewegbaren Abschnitte beträchtlich verringert, so daß eine Trennkupplung einer hohen Ansprechgeschwindigkeit (responseability) realisiert werden kann.
(4) Da der Betätigungsglied-Körper unmittelbar fixiert bzw. befestigt werden kann, wird ein Trag- bzw. Lagerelement oder dgl. unnötig, und die Anordnung kann kompakter ausgestaltet sein.
(5) Da die Zahl der Gleitabschnitte minimiert ist, wird die Herstellung einfacher.
(6) Auch wenn bei einer Trägheitskraft-Trennmutter eine Trennung durch ein Befehls signal einer (für eine) Trennkupplung verzögert ist, bewirkt das Trägheitskraft-Betätigungs glied im Geschwindigkeitsreduktionshub eines Schwingungserzeugers eine Geschwindig keitsreduktionsbeschleunigung (bzw. -verzögerung), welche die Wirkungsweise des Betä tigungsglieds begünstigt. Bevor der Kolben sein Hubende erreicht, wird die Trennkupp lung getrennt bzw. ausgerückt, so daß die Zeit verkürzt sein kann, in welcher der Schwin gungsabschnitt, die Trennkupplung und der in Schwingung versetzte Abschnitt Bedin gungen einer schnellen Geschwindigkeitsreduktionsbeschleunigung (bzw. -Verzögerung) unterworfen sind. Hierdurch kann ein Bruch der betreffenden Bauteile vermieden werden.
(7) Wenn die Trennkupplung mittels des Betätigungsglieds nicht getrennt wird und der Geschwindigkeitsreduktion innerhalb des Geschwindigkeitsreduktionshubs des Schwin gungserzeugers voll unterworfen ist, während sie mit den verbundenen Abschnitten ver bunden ist, oder wenn die Geschwindigkeitsreduktion nicht voll(ständig) stattfindet und eine Kollision mit dem bzw. am Hubende des Schwingungserzeugers auftritt, arbeitet der Schwingungserzeuger im Geschwindigkeitsreduktionshub, wobei eine Trennung erfolgt, bevor der Kolben mit dem bzw. am Hubende des Schwingungserzeugers kollidiert. Hier durch kann ein Bruch der einzelnen Bauteile vermieden werden.
(8) Da die Kupplung bei hoher Geschwindigkeit durch Abführen des Drucköls aus der innerhalb des elastischen Mantels geformten geschlossenen Kammer oder aber durch Zuspeisen von Drucköl in die Kammer am Vorderendabschnitt des im Betätigungsglied körper angeordneten Kolbens und durch Aufheben der Verbindungsfunktion der geteil ten oder geschlitzten Mutter durch Verschiebung des Kolbens und des Betätigungsglieds in die (zueinander) entgegengesetzten Richtungen oder aber auf gleiche Weise, wie oben angegeben, durch den mit einem Mutterhalteelement versehenen Betätigungs gliedkörper getrennt wird, unterliegt die Anordnung keinen Vorschriften eines Spreng stoffgesetzes o. dgl.; zudem ist die Anordnung wiederholt einsetzbar, und es erfolgt kein Bersten oder Sprengen von Bauteilen. Infolgedessen wird eine hydraulische Hochge schwindigkeit-Trennvorrichtung eines Einsteckkupplungstyps bereitgestellt, die bezüglich praktischem Nutzwert, Wirtschaftlichkeit, Sicherheit, Erhaltbarkeit usw. ausgezeichnet ist und einen hervorragenden industriellen Nutzeffekt gewährleistet.

Claims

1. Kollisionsbeschleunigungs-Simulationsanordnung, gekennzeichnet durch eine hydraulische Trennkupplungsvorrichtung (A4) zum Verbinden einer Seite ei nes hydraulischen Betätigungsglieds (A6) mit einer Seite eines Fahrzeugmodells (A15) und zum Trennen der beiden Seiten nach Maßgabe eines Trennsteuersignals, eine Hydraulik druckquelle (A11) für das hydraulische Betätigungsglied (A6) und die hydraulische Trenn kupplungsvorrichtung (A4) sowie einen Hydraulikkreis zum Erzeugen einer Zielbeschleuni gung am hydraulischen Betätigungsglied (A6) nach Maßgabe eines Beschleunigungs steuersignals in einem Zustand, in welchem das hydraulische Betätigungsglied (A6) und das Fahrzeugmodell (A15) miteinander verbunden sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrauli sche Trennkupplungsvorrichtung einen Schraub-Bolzen (B3), der durch je eine Kupplung an der Seite des hydraulischen Betätigungsglieds und an der Seite des Fahrzeugmodells hindurch eingeführt ist, eine geteilte oder geschlitzte Mutter (B1-1), die zusammen mit einem eine Drehung verhindernden Stift in einen konkaven Spitzenabschnitt eines Mut terhalteelements, das in der Achsrichtung des Schraub-Bolzens (gleitend) verschiebbar ist, eingesetzt ist und die beiden Kupplungen in Eingriff mit dem Schraub-Bolzen verbindet, einen an der Kupplung an der Seite des Fahrzeugmodells befestigten Betätigungs gliedkörper (B2), einen in letzterem angeordneten und in der Achsrichtung des Schraub- Bolzens verschiebbaren Kolben (B2-2), ein Verbindungselement (B9) zum Verbinden von Mutterhalteelement und Kolben sowie einen mit einer Kammer an der Seite des Verbin dungselements des Kolbens verbundenen Hydraulikdruckspeisedurchgang umfaßt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrauli sche Trennkupplungsvorrichtung umfaßt: einen durch je eine Kupplung an der Seite eines hydraulischen Betätigungsglieds und an der Seite eines Fahrzeugmodells hindurch einge führten Schraub-Bolzens (C4), eine geteilte oder geschlitzte Mutter (C6-1), die zusammen mit einem eine Drehung verhindernden Stift in einen konkaven Spitzenabschnitt eines Mutterhalteelements, das in der Achsrichtung des Schraub-Bolzens (gleitend) verschieb bar ist, eingesetzt ist und die beiden Kupplungen in Eingriff mit dem Schraub-Bolzen ver bindet, einen an der Kupplung an der Seite des Fahrzeugmodells befestigten Betäti gungsgliedkörper (C8) sowie ein zwischen dem Mutterhalteelement und dem Betäti gungsgliedkörper angeordnetes Trägheitskraft-Betätigungsglied (C5) mit einem an der Kupplung an der Seite des Fahrzeugmodells befestigten und an mindestens einer Stelle eine durchgehende Bohrung aufweisenden zylindrischen Halteelement (C5-2), einem im Halteelement in Richtung der Achse des Schraub-Bolzens (gleitend) verschiebbar ange ordneten Gewichtselement (C5-1), das an einer der durchgehenden Bohrung gegen überliegenden Stelle eine zur Seite des Schraub-Bolzens hin schräggestellte und mit dem Mutterhalteelement mit einem Spiel-Zwischenraum dazwischen in Eingriff stehende Nut aufweist, einem das Mutterhalteelement und einen Ausgangsschaft des Betätigungs gliedkörpers mit einem Spiel-Zwischenraum dazwischen verbindenden Verbindungsele ment (C5-3) sowie einem mit einer Preßkraft von der durchgehenden Bohrung her in die Nut eingeführten Anschlag- oder Stopperelement (C7), das eine an dem Schrägflächen abschnitt der Nut anliegende gekrümmte Oberfläche aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrauli sche Trennkupplungsvorrichtung je eine Kupplung an der Seite des hydraulischen Betäti gungsglieds und an der Seite eines Fahrzeugmodells mit einer solchen Ausgestaltung, daß eine (der Kupplungen) mit einem dazwischen festgelegten Zwischenraum in die andere einsetzbar ist, einen elastischen Mantel (6), der zwischen sich und der Außenumfangsflä che des eingesetzten Abschnitts der eingesetzten Kupplung einen geschlossenen Raum festlegt, eine den geschlossenen Raum mit einer außenseitigen Öffnung oder Bohrung verbindende Ölbohrung (15) und ein an der außenseitigen Öffnung oder Bohrung mon tiertes Wechselventil (14) zum Umschalten der Ölzuspeisung und der Ölabfuhr zwischen der Hydraulikdruckquelle und dem geschlossenen Raum aufweist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrauli sche Trennkupplungsvorrichtung einen durch je eine Kupplung an der Seite des hydrauli schen Betätigungsglieds und an der Seite des Fahrzeugmodells hindurchgeführten Schraub-Bolzen (06), eine geteilte oder geschlitzte Mutter (09), die zusammen mit einem eine Drehung verhindernden Stift in einen konkaven Spitzenabschnitt eines Betätigungs gliedkörpers, der in der Achsrichtung des Schraub-Bolzens (gleitend) verschiebbar ist, eingesetzt ist und die beiden Kupplungen in Eingriff mit dem Schraub-Bolzen verbindet, einen im Betätigungsgliedkörper vorgesehenen und in der Achsrichtung des Schraub- Bolzens (gleitend) verschiebbaren Kolben (22) und einen Hydraulikdruckspeisedurch gang, der mit einer Kammer am Vorderendabschnitt des Kolbens verbunden ist, aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrauli sche Trennkupplungsvorrichtung einen durch je eine Kupplung an der Seite des hydrauli schen Betätigungsglieds und an der Seite des Fahrzeugmodells hindurchgeführten Schraub-Bolzen (06), eine geteilte oder geschlitzte Mutter (09), die zusammen mit einem eine Drehung verhindernden Stift in einen konkaven Spitzenabschnitt eines Mutterhalte elements, das in der Achsrichtung des Schraub-Bolzens (gleitend) verschiebbar ist, einge setzt ist und die beiden Kupplungen in Eingriff mit dem Schraub-Bolzen verbindet, einen mit dem Mutterhalteelement verbundenen Betätigungsgliedkörper (43), der unter der Führung eines an der fahrzeugmodellseitigen Kupplung befestigten Lagerelements in der Achsrichtung des Schraub-Bolzens (gleitend) verschiebbar ist, einen im Betätigungs gliedkörper vorgesehenen und in der Achsrichtung des Schraub-Bolzens (gleitend) ver schiebbaren Kolben (44) sowie einen Hydraulikdruckspeisedurchgang (51), der mit einer Kammer am Vorderendabschnitt des Kolbens verbunden ist, aufweist.