DE3503577A1 - Anatomisches modell, insbesondere dummy zur simulation einer unfallwirkung auf den menschlichen koerper - Google Patents

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 16 221/4

Stuttgart-Untertürkheim EPT br-mk

01. Februar 1985

"Anatomisches Modell, insbesondere Dummy zur Simulation einer Unfallwirkung auf den menschlichen Körper"

Die Erfindung befaßt sich mit einem anatomischen Modell, insbesondere Dummy zur Simulation einer Unfalleinwirkung auf den menschlichen Körper, das mit einem Skelett versehen ist, das im Brustkorbbereich von mehreren Paaren rippenbogenartiger Blattfedern gebildet wird, die als Rippenbögen ein Rückgrat mit einer Brustplatte verbinden, wobei das Modell zum Messen einer mechanischen Größe mit einem mechanisch-elektrischen Wandler ausgerüstet ist.

Pkw-Insassen erleiden bei Unfällen häufig Rippenbrüche, die durch einen Aufprall des Oberkörpers auf das Lenkrad oder durch eine Überbeanspruchung des Brustkorbes durch den Sicherheitsgurt entstehen. Als Folge dieser Rippenbrüche kann es u.U. zu lebensbedrohenden Organverletzungen kommen.

Um derartige Verletzungen möglichst zu verhindern oder wenigstens zu reduzieren, bemüht man sich, die Ursachen solcher Veletzungen mit anatomischen Modellen des mensch-

Daira 16 221/4

lichen Körpers, den sogenannten Dummies, im Crash-Test näher zu ergründen. Diese Dummies entsprechen zwar im Gewicht, in den Abmessungen und im Aufbau weitgehend dem menschlichen Körper, müssen jedoch aus Gründen der mehrfachen Verwendungsfähigkeit aus bruchfesten Materialien konstruiert sein, so daß demzufolge auch keine Verletzungen auftreten können. Es lassen sich jedoch beim Crash-Test mechanische Größen, wie Kräfte, Beschleunigungen oder Verformungen, meßtechnisch erfassen, die Rückschlüsse auf das Ausmaß der Beanspruchung des entsprechenden Körperteils zulassen.

Bisher gilt der Brustkorb des Dummies als ein solches Körperteil, bei dem eine gemessene maximale Brustverzögerung des Dummies als maßgebendes Kriterium für das Verletzungsrisiko des Brustkorbes herangezogen wird. Diese maximale Brustverzögerung ergibt jedoch nur vage Anhaltspunkte für eine reale Bruchbeanspruchung der Rippen, da hierbei auch die Aufprallfläche sowie die Stoßrichtung von erheblicher Bedeutung sind. So führte beispielsweise die Verwendung eines dünnen Nylonseiles anstelle eines Sicherheitsgurtbandes üblicher Breite und gleicher Dehnung trotz gleicher Brustverzögerung zu einem wesentlich höheren Verletzungsrisiko.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Brustkorb eines dem Oberbegriff des Patentanspruchs entsprechenden anatomischen Modells meßtechnisch derart zu erfassen, daß realistische Aussagen über das Verleizungsrisiko des menschlichen Brustkorbes bei Unfällen möglich werden.

Dain,

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabenstellung ergibt sich dadurch, daß an einer der Blattfedern jedes Rippenbogenpaares ein Meßwertaufnshmer vorgesehen ist, mit dem eine auf jedes einzelne Rippenbogenpaar entfallende Krafteinwirkung durch Umwandlung eines Verformungsweges der Blattfeder in eine proportionale elektrische Kenngröße zu bestimmen ist. Die hierdurch meßbare Dehnung der Blattfeder im Meßbereich läßt exakte Aufschlüsse über die partielle Beanspruchung an dieser Meßstelle zu.

Die Gesamtbeanspruchung des Brustkorbes aus Blattfedern ergibt sich aus der Summe der Einzelbeanspruchungen der Rippenbogenpaare.

Sollen darüber hinaus die Anteile für frontale und seit liehe Beanspruchung ermittelt werden, so ist gemäß Anspruch 2 an beiden Blattfedern jedes Rippenbogenpaares jeweils mindestens ein Meßwertaufnehmer anzuordnen.

Eine bevorzugte Art der Meßwertaufnehmer und ihre vorteilhafte Anordnung ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 3 und 4.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert. Diese Darstellung zeigt in

Figur 1 eine Vorderansicht eines anatomischen

Modells des menschlichen Körpers, und in 35

Figur 2 einen Brustkorb des Modells gemäß Figur 1 als Einzelheit.

/ - ?S- Daim 16 221/4

Beim anatomischen Modell gemäß Figur 1 handelt es sich um einen sogenannten Test-Dummy 1, der zur Simulation einer Unfallwirkung auf den menschlichen Körper geeignet ist. Der Dummy 1 ist von seinem Gewicht, seinen Proportionen und von seinem Aufbau her auf den sogenannten Durchschnittsmann abgestimmt, so daß bei Crash-Tests grundsätzlich Rückschlüsse auf das Verletzungsrisiko des menschlichen Körpers möglich sind. Er ist in der Medianebene geschnitten dargestellt, so daß sein Aufbau erkennbar ist. Das Haut- und Muskelgewebe wird durch eine elastische Außenschale 2 simuliert, die in der rechten Körperhälfte des Dummies 1 sichtbar ist. Um eine dem menschlichen Körper vergleichbare Bewegungsfähigkeit des Dummies 1 zu erzielen, ist, wie auf der linken Körperseite zu erkennen, ein Skelett 3 aus Maschinenelementen vorgesehen. Hierbei ist ein Brustkorb 4 mit einem Rückgrat 5 starr verbunden. Der Brustkorb 4 ist in Figur 2 als Einzelheit vergrößert dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Er wird von sechs in unterschiedlichen Transyersalebenen aufgereihten Rippenbogenpaaren gebildet, die ventral mittels einer Brustplatte 6 miteinander verbunden sind. Die linken und rechten Rippenbögen bestehen aus Blattfedern 7, die jeweils von einer Ummantelung 8 umgeben und mit ihren freien Enden am Rückgrat 5 befestigbar sind. Im dorsalen Bereich der Rippenbögen ist aus der Ummantelung 8 jeweils ein kurzer Abschnitt herausgeschnitten, so daß die Blattfedern 7 hier unmittelbar zugänglich sind. Auf dem Innenumfang der Blattfedern 7 ist in diesem freigelegten Abschnitt auf jede Blattfeder 7 ein Dehnungsmeßstreifen 9 aufge-

Daim 16 221/4

klebt, wobei die Dehnungsmeßstreifen 9 über jeweils ein Kabel mit einer Widerstandmeßeinrichtung in Verbindung stehen. Mit dieser Meßanordnung läßt sich die auf jeden einzelnen Rippenbogen entfallende Krafteinwirkung durch Umwandlung des Verformungsweges der jeweiligen Blattfeder 7 in eine proportionale elektrische Kenngröße bestimmen.

Durch die differenzierte Messung der einzelnen Rippenbelastungen bei Crash-Tests ist es erstmalig möglich, unterschiedliche Rückhaltesysteme, wie z.B. Sicherheitsgurt und Airbag, im Hinblick auf das Verletzungsrisiko in Form von Rippenbrüchen bei Unfällen vergleichend zu untersuchen.

Claims (4)

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 16 221/4 Stuttgart-Untertürkheim EPT br-mk 01. Februar 1985 Patentansprüche "

1. Anatomisches Modell, insbesondere Dummy zur Simulation einer Unfalleinwirkung auf den menschlichen Körper, das mit einem Skelett versehen ist, das im Brustkorbbereich von mehreren Paaren rippenbogenartiger Blattfedern gebildet wird, die als Eippenbögen ein Rückgrat mit einer Brustplatte verbinden, wobei das Modell zum Messen einer mechanischen Größe mit einem mechanisch-elektrischen Wandler ausgerüstet ist,

da durch gekennzeichnet, daß an einer der Blattfedern (7) jedes Rippenbogenpaares ein Meßwertaufnehmer vorgesehen ist, mit dem eine auf jedes einzelne Rippenbogenpaar entfallende Krafteinwirkung durch Umwandlung eines Verformungsweges der Blattfeder (7) in eine proportionale elektrische Kenngröße zu bestimmen ist.

2. Anatomisches Modell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Blattfedern (7) jedes Rippenbogenpaares mindestens jeweils ein Meßwertaufnehmer angeordnet ist.

/3

f 20

25

30

Daim 16 221/4

3. Anatomisches Modell nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer von einem Dehnungsmeßstreifen (9) gebildet wird.

4. Anatomisches Modell nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertaufnehmer im Nahbereich des Rückgrates (5) fixiert sind.

15

35

■ /4