DE2932316C2 - Vorrichtung zur Abbremsung einer Masse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vor. ichtung zur Abbremsung einer Masse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um die Wirkung von Verzögerungen auf Menschen oder Geräte untersuchen zu können, ist es erforderlich, einen Versuchsträger mit bestimmten, vorgegebenen Verzögerungen abzubremsen. Dieses Problem stellt sich insbesondere bei der Untersuchung von Unfallwirkungen auf die Insassen eines Kraftfahrzeugs. Aus Crash-Versuchen, bei denen mit kompletten Fahrzeugen Unfälle gewollt durchgeführt werden, sind die Verzögerungswerte für spezielle Unfallbedingungen und Fahrzeugtypen durch Messungen bekannt. Für viele Sicherheitsversuche ist es ausreichend, diese Verzögerungen mit abgebremsten Rollböcken zu simulieren, so daß nicht für jeden Versuch ein Fahrzeug zerstört werden muß.

Für die gezielte Abbremsung eines Rollbocks ist bekannt, einen mit einer Austrittsöffnung versehenen Zylinder stationär zu montieren, in welchem Zylinder ein Kolben mit einer in Richtung auf den auflaufenden Rollbock vorstehenden Kolbenstange verschiebbar ist. Der Zylinder wird vor dem Versuch mit Flüssigkeit gefüllt, die nach dem Auftreffen des Rollbocks durch den Kolben aus der Austrittsöffnung gepreßt wird. Je nach Dimensionierung des Zylinders, des Kolbens und der Austrittsöffnung lassen sich mit dieser Einrichtung die in Crash-Versuchen gemessenen und damit vorgegebenen Verzögerungsabläiife angenähert realisieren. Der Verzögerungsablauf ist dabei jedoch nur sehr grob in seinem allgemeinen Verlauf nachzuvollziehen. Spitzen im Verzögerungsverlauf, wie sie beispielsweise bei einem Frontalaufprall auf ein festes Hindernis bei der ersten Berührung des Motorblocks mit diesem Hindernis auftreten, können nicht nachgebildet werden. Eine weitere Eigenart einer derartigen Anordnung besteht darin, daß diese jeweils für einen bestimmten Verzögerungsablauf ausgelegt ist und nicht oder nur schwierig zur Simulierung anderer Verzögerungsabläufe umrüstbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur gezielten Abbremsung einer Masse zu schaffen, mit der vorgegebene Verzögerungsabläufe genau nachvollzogen werden können und die auf einfache Weise an unterschiedliche, vorgegebene Verzögerungsabläufe anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Durch geeignete Veränderung des Strömungswider-Standes des Auslasses in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder kann der Verzögerungsablauf, d.h. die Abbiemsung der abzubremsenden Masse, derart erfolgen, daß sie den beim Aufprall eines Fahrzeugs vorherrschenden Bedingungen entspricht.

Die Ansprüche 2 bis 4 kennzeichnen drei verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgtniäßen Vorrichtung.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird erreicht, daß zu Beginn der Abbremsung der Masse kein Verzögerungssprung auftritt.

Als weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind Anordnungen mit mehreren Kolben-Zylindereinheiten und mehreren Auslässen oder Anordnungen, bei denen der Zylinder gegen den mit dem Rollbock verbundenen Kolben gedrückt wird, denkbar und je nach vorgegebenem Problem ausführbar.

Zum Stand der Technik sei ergänzend auf die DE-OS 22 34 850 verwiesen, in der ein hydraulisch oder pneumatisch gesteuertes Ventil beschrieben ist, das beispielsweise an Schock-Prüfständen verwendbar ist. Dabei ist nach Ansteuerung des Ventils eine sehr rasche Öffnung erforderlich. Dieses bekannte Ventil weist einen Ventilkegel auf, dessen Schaft in einem umströmten Körper gelagert und mit dem Ventilteller eines Steuerventils starr verbunden ist, wobei der Ventilteller eine im umströmten Körper ausgebildete Kammer unterteilt. Zum Öffnen und Schließen des Ventils sind zwei Vorsteuerventile vorgesehen, welche jeweils mit

so einer der in der Kammer ausgebildeten Volumina verbunden sind. Durch Betätigen eines der Vorsteuerventile kann das Ventil sehr rasch geöffnet werden, wodurch ein mit dem Schock-Prüfstand verbundener Kolben sehr rasch unter Druck gesetzt wird. Eine im Hinblick auf den Erfindungsgegenstand relevante Lehre ist der DE-OS 22 34 850 nicht entnehmbar.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten beschrieben.

F i g. 1 zeigt den Prinzipaufbau einer Verzögerungseinrichtung mit einer Steuerkulisse und einem Steuerventil,

F i g. 2 zeigt den Prinzipaufbau einer Verzögerungseinrichtung mit einem Kolben mit Steuerstange.

Mit einem Rollbock 2 ist ein mit Flüssigkeit gefüllter 2!ylinder 4 fest verbunden. Ein Kolben 6 mit Kolbenstange 8 ist im Zylinder 4 beweglich angeordnet. Die Kolbenstange 8 trägt eine Aufprallplatte 10 an ihrer

dem Hindernis 12 zugewandten Seite. Ober ein Gestänge 14 ist eine Steuerkulisse 16 mit der Kolbenstange 8 verbunden und in einer Führung 18 beweglich gehalten. In der Führungsnut 20 und in der mit dem Rollbock fest verbundenen Führung 21 ist der Kegel 22 eines Steuerventils 24 geführt. Das Steuerventil 24 hat über eine Leitung 26 Verbindung mit einer Austrittsöffnung 28 am Zylinder 4.

Die Anordnung funktioniert wie folgt:

Der Rollbock 2 trifft mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf das Hindernis 12 mit der Aufprallplatte 10 auf. Durch die in Richtung Hindernis drängende träge Masse des Rollbocks und dessen Aufbauten schiebt die vorstehende Kolbenstange 8 den Kolben 6 in den Zylinder 4 und verdrängt Flüssigkeit durch das Steuerventil 24.

Der Querschnitt zwischen Ventilsitz und Ventilkegel bestimmt den Widerstand für die ausströmende Flüssigkeit und damit den Wert, mit dem der Rollbock verzögert wird. Der Ausströmwiderstand wird während der Abbremsung dadurch verändert, daß die Steuerkulisse 16, durch die Verbindung mit der Kolbenstange zwangsgesteuert, durch die Führung 18 läuft und entsprechend der Führungsnut 20 den Kegel 22 des Steuerventils 24 auf- und abbewegt.

In dein in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit dem Kolben 6 eine Steuerstange 30 mit unterschiedlichen Durchmessern und Gummikappe 32 verbunden, die durch die Ausströmöffnung 28 durchreicht und diese mit der Gummikappe 32 abdeckt.

Die Gummikappe 32 dichtet die Austrittsöffnung 28 vor dem Aufprall gegen das vorzeitige Auslaufen von Flüssigkeit ab. Nach dem Aufprall bewegt sich die Steuerstange 30 mit dem Kolben 6 und schiebt sich mit den unterschiedlichen Durchmessern durch die Ausströmöffnung 28. Dadurch wird der Ausströmwiderstand in Abhängigkeit des Verzögerungsweges geändert. Durch entsprechende Anordnungen der Verdikkungen und Verdünnungen an der Steuerstange ist die Einrichtung an vorgegebene Verzögerungsabläufe anpaßbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Abbremsung einer Masse, insbesondere eines Rollbocks für einen Crash-Versuch, mit einer Kolben-Zylinder-Einheit, deren Kolben beim Abbremsen relativ zum Zylinder verschoben wird und deren Arbeitsraum mit Flüssigkeit füllbar ist und einen den Austritt der Flüssigkeit drosselnden Auslaß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand des Auslasses (24, 26, 28) sich bei einer Relativbewegung zwischen Kolben (6) und Zylinder (4) verändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß durch eine Austrittsöffnung (28) gebildet ist, in welche eine mit dem Kolben (6) verbundene Steuerstange (30) einragt, deren Durchmesser sich längs ihrer Länge ändert (F i g. 2).

J. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaß ein Steuerventil (24) mit einem Ventilglied (Ventilkegel 22) angeordnet ist, dessen Stellung mittels einer mit dem Kolben (6) verbundenen Steuerkulisse (16) veränderbar ist (Fig. 1).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaß ein Steuerventil angeordnet ist, dessen Durchströmquerschnitt mittels einer Zeitsteuereinrichtung veränderbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (4) mit der abzubremsenden Masse verbunden ist und daß mit dem Kolben (6) eine Kolbenstange (8) verbunden ist, welche in Richtung auf ein starres Hindernis (12) vorsteht.