DE2230907A1

DE2230907A1 - Testpuppe

Info

Publication number: DE2230907A1
Application number: DE19722230907
Authority: DE
Inventors: Samuel W. New York N. Y. Alderson (V.St.A.). GOIp 3-48
Original assignee: ALDERSON RESEARCH LAB Inc
Current assignee: ALDERSON RESEARCH LAB Inc
Priority date: 1971-06-23
Filing date: 1972-06-23
Publication date: 1972-12-28
Also published as: IT942856B; FR2142906A1; US3707782A; FR2142906B1; GB1313276A

Description

DIPL.-PHYS. F. ENDLICH ao34 unterpfaffenhofen 20. Juni 1972

PATENTANWALT 2230907 ^POSTFACH E/Ei

TELEFON : (MÜNCHEN) 84 36 38

TELEGRAMMADRESSE: PATENDLICH MÜNCHEN

CABLE ADDRESS : PATENDLICH MUNICH

Meine Akte: A-2937

Anmelder: Alder son Research «Laboratories, Inc., Stamford,
Connecticut, USA

Testpuppe

Die Erfindung betrifft eine Testpuppe, deren Kopf und Rumpf gelenkig miteinander verbunden sind.

Testpuppen finden insbesondere bei Sicherheitsversuchen mit Kraftfahrzeugen oder bei der Erprobung von Schleudersitzen für
Flugzeuge Verwendung. Derartige Testpuppen sollen die Eigenschaften eines menschlichen Körpers im Hinblick auf Größe, Umriß, Massenverteilung, Schwerpunkt, Trägheitsmomente, Gliederbau und Bewegungsbereich simulieren.

Einige dieser Anforderungen schließen sich gegenseitig aus, weil kein Konstruktionsmaterial für derartige Testpuppen verfügbar ist, de-ssen Eigenschaften mit den Eigenschaften des menschlichen Fleisches hinsichtlich der Beweglichkeit vergleichbar sind. Ein Mensch kann Bewegungen durchführen, bei denen beträchtliche
Verbiegungen oder Drehungen möglich sind, wobei sich das Fleisch verlängert, zusammengedrückt wird oder sonstwie in geeignete Relativlägen bewegt wird. Gummistrukturen ermöglichen zwar gute Verlängerungen, ermöglichen aber keine Kompression ohne Ausbauchung und sind in jedem Fall zu wenig widerstandsfähig für Testversuche

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mit starken Beschleunigungen. Dagegen sind dauerhaftere Materialien weniger dehnbar und ermöglichen auch nicht die Simulation des menschlichen Fleisches bei stärkeren Bewegungen.

Es wurde deshalb bisher versucht, fleischige Gelenke mehr oder weniger koaxial oder konzentrisch zu den Skelettgelenken der Testpuppe auszubilden. Es wurde beispielsweise für das Knie, den Ellbogen, das Fuß- und Handgelenk versucht. Alle bekannten Konstruktionen dieser Art ermöglichen jedoch nicht die Ausbildung von Gelenken zur Simulation des Halsgeleriks, weshalb bei allen bekannten Testpuppen Fleischbereichen entsprechende Bereiche fehlen, wenn extreme Bewegungen von Kopf und Hals möglich sein sollen. Derartige Zwischenräume sind aber besonders nachteilig, beispfelsweise bei der Prüfung eines Schleudersitzes, bei dem die Testpuppe Luftgeschwindigkeiten bis zu 1100 km/h (600 Knoten) ausgesetzt werden soll, wobei derartige Zwischenräume einen Aufbläheffekt verursachen. Ferner kann es bei Sicherheitsversuchen mit Kraftfahrzeugen vorkommen, daß das Fleischpolster im Nacken ohne weiteres weggeschoben wird, so daß die Kopfstützen durch die Skelettstruktur des Halses beaufschlagt werden.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Testpuppe der genannten Art so auszubilden, daß sie möglichst weitgehend den Umriß eines menschlichen Körpers innerhalb des normalerweise möglichen Bewegungsbereiches des Kopfs relativ zu dem Rumpf beibehält.

Diese Aufgabe wird bei einer Testpuppe der eingangs genannten Art durch den Gegenstand der Erfindung dadurch gelöst, daß ein rohrförmiger Halsabschnitt aus simuliertem Fleisch das Gelenk zwischen Kopf und Rumpf umgibt, dessen Enden als Rotationskörper ausgebildet sind. Ein erster Sockel wird durch den Kopf gebildet und nimmt den einen Rotationskörper auf. Der Rumpf bildet einen zveLten Sockel, der den anderen Rotationskörper aufnimmt.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Kopf, den Hals und Oberkörper einer Testpuppe gemäß der Erfindung; und

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Pig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig.

In den Figuren ist der Oberteil des Oberkörpers IO einer Testpuppe dargestellt. Die Außenfläche besteht aus simuliertem Fleisch 12 aus einem geeigneten Kunststoff wie Vinyl. In dem Oberkörper ist ein Stützarm 14 vorgesehen, der das untere Ende eines Gelenks 16 trägt. Das Gelenk enthält eine Anzahl von Gelenkgliedern, welche die Funktion von Rückenwirbeln ausüben. Die Reibung jedes Gelenkglieds ist unabhängig durch ein Werkzeug wie einen Schraubenzieher einstellbar. (Eine Konstruktion dieser Art ist Gegenstand der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung A-2936) . Der untere Wirbel 18 ermöglicht eine Beugung und Hypertonie des Nackens relativ zu dem Rumpf. Daran befestigt ist ein zweiter Wirbel 20, der eine seitliche Verbiegung des Halses zu jeder Seite des Rumpfs ermöglicht. Der dritte Wirbel 22 ermöglicht eine Drehung des Halses und der obere Wirbel 24 ermöglicht eine Beugung des Kopfs relativ zu dem Hals.

Der obere Wirbel 24 trägt zwei getrennte Tragarme 26, an welchen ein metallischer Schädel 28 durch Schrauben 30 befestigt ist. Der Schädel 28 ist mit simuliertem Kopffleisch 32 bedeckt. Eine Schädeldecke 34 ist an dem Schädel 28 durch Schrauben 36 befestigt und ebenfalls durch eine simulierte Fleischkappe 38 bedingt.

Die Gelenkanordnung 16 ist von einem Hals 40 umgeben, der ebenfalls aus simuliertem Fleisch besteht. Das obere Ende des Halses 40 ist ein Rotationskörper 42, dessen Zentrum in der Mitte der Rotationsachse des Wirbels 24 liegt. Das Kopffleisch 32 begrenzt einen Sockel 44, der dem Rotationskörper 42 eng angepaßt ist. Das untere Ende des Halses 40 ist ebenfalls ein Rotationskörper 46, dessen Zentrum in der Schnittstelle der Rotationsachse der Wirbel 18 und 20 liegt. An der Oberseite des Rumpfs 10 ist ein entsprechend ausgebildeter Sockel 48 vorgesehen. Kanäle 50, 52 und 54 sind in dem Fleisch von Hals und Kopf ausgeformt, um die Wirbel für die Einstellung der Friktionsgelenke zugänglich zu machen. Ein direkter axialer Zugang zu dem Wirbel 24 kann durch den Kanal 54 erfolgen, und ein entsprechender Zugang zu dem

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Wirbel 20 durch den Kanal 50, wenn der Hals etwas gebeugt und gedehnt wird. Eine axiale Einstellung des Wirbels 22 erfolgt durch den Kanal 52 mit. Hilfe des Winkelhebels 56, so daß es unnötig ist, den Kopf bei Durchführung einer Einstellung abzuheben. Meßinstrumente können in dem Kopf in dem Bereich 58 angeordnet werden.

Durch die Erfindung wurde deshalb eine Testpuppe mit einem das Fleisch imittierenden Halsabschnitt geschaffen, welchermit den imittierten Fleischabschnitten des Kopfs und des Rumpfs zusammenarbeitet, um kontinuierliche Umrisse zu bilden. Jedes Ende dieses fleischigen Halsteils ist als Rotationskörper ausgebildet. Das Gelenk mit dem Kopffleisch ist ein Sockel, dessen Ausbildung dem Rotationskörper des Halses entspricht. Deshalb kann sich der Kopf biegen und entlang des normalen Bewegungsbereichs überdehnen, ohne daß Zwischenräume an diesen Fleischverbindungen entstehen. Der Innenraum des Schädels ist so ausgebildet, daß derartige Bewegungen möglich sind. Die Fleischverbindung hat einen kreisförmigen Querschnitt, so daß der Kopf relativ zu dem Hals gedreht werden kann, ohne daß Zwischenräume in dem Fleisch gebildet werden. In entsprechender Weise ist der Fleischabschnitt am unteren Ende des Halses als Rotationskörper in Richtung der Überdehnung und als Rotationskörper in Richtung der seitlichen Ausbiegung ausgebildet. Der entsprechend ausgebildete Sockel an dem Rumpf hat ähnliche Umrisse, um die Ausbildung von Zwischenräumen während einer Bewegung zu verhindern. Die relativen Bewegungsbeträge nach vorne und hinten wurden zwischen den Wirbeln 18 und 24 unterteilt, um die maximalen Bewegungsmöglichkeiten dieser Fleischverbindungen anzupassen.

Als Folge dieser besonderen Konstruktion dieser Testpuppe können Köpfteile und Halsteile wirklichkeitsgetreue Reaktionsbewegungen bei hohen mechanischen Beanspruchungen durchführen. Dabei ist besonders wichtig, daß die Verbindungsstellen des Halses glatt und geschlossen bleiben, so daß keine Zwischenräume auftreten können, welche die aerodynamischen Verhältnisse stören.

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Claims

Patentansprüche '

/1. Testpuppe mit einem Gelenk zur Verbindung des Rumpfteils mit dem Kopf im Bereich des Halses, dadurch gekennze ichnet , daß ein rohrförmiger Halsabschnitt aus simu-r liertem Fleisch das Gelenk umgibt und an beiden Enden als Rotationskörper ausgebildet ist, daß durch den Kopf ein erster Sockel gebildet ist, der den einen Rotationskörper aufnimmt, und daß durch den Rumpf ein zweiter Sockel gebildet ist, der den anderen Rotationskörper aufnimmt.
2. Testpuppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibung des Gelenks einstellbar ist.
3. Testpuppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die simulierten Fleisch teile der Testpuppe Kanäle zum Zugang zu dem Gelenk zur Einstellung der Reibung mit Hilfe eines Werkzeugs aufweisen.
4. Testpuppe nach Anspruch 1, dadurch gekenn ze ichn e t , daß das Gelenk aus einer Anzahl von verbundenen Gelenkeinheiten besteht.

5. Testpuppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibung dieser Gelenkeinheit unabhängig einstellbar ist.

6. Testpuppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelerikeinheiten eine vertikale wirbelähnliche Säule bilden.

7. Testpuppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Gelenkeinheit an dem Rumpf und die oberste Gelenkeinheit an dem Kopf befestigt ist.

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8. Testpuppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem simulierten Fleisch des Halses und des Kopfes Kanäle vorgesehen sind, um die Gelenkeinheiten durch Werkzeuge zur Einstellung der Reibung zugänglrh zu machen.

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