DE4012691A1 - Testpuppe fuer das simulieren von motorrad-unfaellen - Google Patents
Testpuppe fuer das simulieren von motorrad-unfaellenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Testpuppe (Dummy) für das Simulie
ren von Motorrad-Unfällen. Insbesondere befaßt sich die Erfin
dung mit einer Testpuppe zum wirksamen und realistischen Simu
lieren von Unfallverletzungen, die bei einem Motorrad-Unfall
auftreten können.
Das Gebiet der Erfindung sind anthropomorphische Vorrichtungen
und Techniken zum Simulieren der Situationen und Folgen, die
sich bei Motorrad-Unfällen ergeben.
Die Entwicklung von Testpuppen für die Unfallsimulation läßt
sich am besten der U.S.-Patentliteratur entnehmen, wobei auf
folgende U.S.-Patente hinzuweisen ist:
35 57 471, 36 48 489, 36 64 038, 37 07 782,
37 22 103, 37 40 871, 37 53 301, 37 53 302,
37 54 338, 37 55 920, 37 57 431, 37 62 069,
37 62 070, 38 41 163, 38 77 156, 38 90 723,
39 62 801, 40 00 564, 41 61 874, 42 35 025,
42 61 113, 42 76 032, 43 49 339, 43 95 235,
44 09 835, 44 88 433, 46 91 556, 47 01 132,
47 08 836.
Unter den aufgeführten Patentschriften beziehen sich die Pa
tente 35 57 471, 37 22 103, 41 61 874, 43 95 235, 46 91 556
und 47 08 836 auf anthropomorphische Vorrichtungen unter be
sonderer Berücksichtigung des Kopfs, wobei das Patent Nr.
47 08 836 auf die Simulation von Motorrad-Unfällen gerichtet
ist.
Die Patentschriften 35 57 471, 37 55 920, 40 00 564, 42 35 025,
42 61 113, 42 76 032, 43 49 339 und 44 88 433 sind hier des
halb von Interesse, weil sie sich mit Gelenken und/oder simu
lierten Kniegelenken befassen, die in anthropomorphische Vor
richtungen eingebaut sind. Weiterhin befassen sich die US-Pa
tentschrift 35 57 471, 37 22 103, 37 55 920, 42 61 113,
43 49 339 und 44 88 433 mit anthropomorphischen Einheiten, die
Gliedmaßen aufweisen. Die U.S.-Patentschriften 35 57 471,
36 48 389, 36 48 389, 36 64 038, 37 22 103, 43 49 339 und
47 01 132 schließlich betreffen Aufbauten in anthromorphischen
Vorrichtungen, die mit einem Brustkorb und/oder mit einem Rumpf
ausgerüstet sind.
Selbstverständlich gibt es noch weitere Literatur zu diesem
Gebiet, insbesondere auch Fachzeitschriften sowie Patentlite
ratur außerhalb der Vereinigten Staaten, wobei nur beispiels
weise auf die in den obigen Patentschriften aufgeführten Entge
genhaltungen verwiesen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, den genannten Stand der Technik
in Richtung auf eine realistischere Simulierung der biologi
schen Gegebenheiten zu verbessern, und zwar bezüglich der Ge
nauigkeit der Messung von Zug- und Druckbelastungen sowie ei
ner realistischeren Simulierung der Bewegungs-Freiheitsgrade
bezüglich einer direkten Feststellung möglicher Verletzungen,
insbesondere der Gliedmaßen und der Gelenke, und schließlich
bezüglich der Unterbringung der Datenermittlungs-Einrichtungen
vollständig innerhalb der Testpuppe, um so zu Fehlern führen
de Krafteinwirkungen auszuschalten, die durch äußere Datensta
tionen verursacht werden können, und zwar durch Verbindungska
beln.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Testpuppe zum Simulieren
von Motorrad-Unfällen geschaffen, die einen Rumpf, Gliedmaßen,
und zwar zumindest einen Arm und ein Bein, eine Hand und Ge
lenke aufweist, die eine gelenkige Verbindung zwischen zumin
dest einem Teil des Beins und zumindest einem anderen Teil
des Beins oder dem Rumpf herstellt. Die erfindungsgemäße Aus
gestaltung der Testpuppe ergibt sich aus den kennzeichnenden
Merkmalen der Patentansprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher
erläutert. Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht der Test
puppe, die bei der Simulation von Motor
radunfällen verwendet werden soll, wobei
die Testpuppe ohne die sonst übliche, die
menschliche Haut simulierende Abdeckung
dargestellt ist;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Test
puppe von Fig. 1 auf einem Test-Motorrad,
wobei die Testpuppe mit einer die Haut si
mulierenden Abdeckung, mit Kleidung usw.
versehen ist;
Fig. 3 eine schematische Explosionszeichnung der
Datenempfangs- und Gehäusemodule, die voll
ständig in den Brustabschnitt der Testpuppe
von Fig. 1 eingebaut sind, wobei die Signal
einheit davon getrennt dargestellt ist;
Fig. 4 eine schematische Teilansicht des Unterkörpers
der Testpuppe von Fig. 1, wobei das linke Bein
mit, das rechte Bein ohne die Haut simulieren
de Abdeckung dargestellt ist;
Fig. 5 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß nach
gebauten, zerbrechlichen Schienbeins;
Fig. 6 schematisch eine perspektivische Ansicht der
ausrenkbaren Hüftgelenks-Simulation;
Fig. 7 einen Querschnitt durch die Gelenks-Simulation
von Fig. 6;
Fig. 8 eine Vorderansicht einer Kniegelenks-
Simulation für die Testpuppe von Fig. 1;
Fig. 9 einen Querschnitt durch die Anordnung
von Fig. 8 längs der Linie A-A;
Fig. 10 eine Seitenansicht der Anordnung von
Fig. 8;
Fig. 11 einen Querschnitt durch die Anordnung
von Fig. 10 längs der Linie B-B von Fig. 10.
Fig. 1 zeigt eine im ganzen mit 1 bezeichnete Testpuppe zur
Simulation von Motorradunfällen. Diese Testpuppe wird gemäß
der Erfindung hergestellt und kann zusammen mit einer übli
chen Testanlage 2 zur Simulation von Motorradunfällen verwen
det werden, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird die für die Simulation
eines Motorradunfalls bestimmte Testpuppe 1 lösbar auf einem
Testmotorrad 3 angebracht, das Teil der Testanlage 2 ist. Die
Hände der Testpuppe umklammern lösbar die Lenkstange des Mo
torrads, wohingegen der Rest der Testpuppe frei auf dem Motor
rad sitzt, wie dies auch bei einem richtigen Fahrer der Fall
ist.
In der Anlage 2 ist das Motorrad lösbar an einem Rahmen 4 mon
tiert, und zwar für eine Bewegung nach vorne. Der Rahmen 4 ist
auf einer Trägerfläche oder einem Zugelement 5 gelagert und
kann durch nicht dargestellte Bewegungselemente nach vorne ge
zogen werden, also in Fig. 2 nach links. Die Elemente zum Er
zeugen der Bewegung können Kabel oder andere Antriebselemente
sein.
Bei einem mit der Anordnung von Fig. 2 in üblicher Weise
durchgeführten Test wird der Rahmen 4 nach links beschleu
nigt und trifft dann auf seiner Bewegungsbahn auf einen
Anschlag. An dieser Stelle beendet dann der Rahmen 4 seine
Bewegung schlagartig, und das Motorrad 3 mit der darauf
befindlichen Testpuppe 1 bewegt sich weiter, so daß also
die Bewegung eines freien Motorrads mit Fahrer simuliert
wird. Abhängig von der Art des durchzuführenden Tests wer
den das Motorrad und die Testpuppe einer gewünschten Unfall-
Simulation unterworfen, d.h., gegen ein anderes Fahrzeug
oder ein anderes Hindernis geschleudert. Die an der Puppe
auftretenden Beschädigungen sowie die auftretenden Zug- und/
oder Spannungsbelastungen und/oder die Beschleunigungen wer
den während des Tests ermittelt bzw. beobachtet und liefern
Hinweise darauf, was bei einem tatsächlichen Unfall gesche
hen würde, liefern also vor allem Hinweise über Verletzungen,
denen ein Motorradfahrer bei einer solchen Situation unter
worfen wird.
Zurückkommend auf Fig. 1 wird nun der grundlegende Innenauf
bau der Testpuppe 1 erläutert, wobei zur Sichtbarmachung des
Innenaufbaus, der jedoch nur schematisch dargestellt ist, die
Abdeckung 6, welche die Haut simuliert, weggelassen ist.
Ein Teil einer solchen flexiblen, die menschliche Haut simu
lierenden Abdeckung 6 ist jedoch beispielsweise in Fig. 4
dargestellt, wobei die Abdeckung den Unterkörper und das linke
Bein der Testpuppe abdeckt, wohingegen von dem rechten Bein
die Abdeckung entfernt ist, ähnlich wie in Fig. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Testpuppe 1 zur Simulation von Mo
torradunfällen weist einen Kopf 7, einen Hals 8 und einen
Rumpf 9 mit einem die Rippen andeutenden Brustkorb 10 auf.
Die Gliedmaßen 11 bestehen aus zwei Armen 12 und 13, zwei Bei
nen 14 und 15 und zwei Händen 16 und 17. Gelenke stellen ge
lenkige Verbindungselemente 18 zwischen Teilen der Gliedmaßen
und entweder anderen Teilen der Gliedmaßen oder dem Rumpf dar.
Diese Verbindungselemente 18 sind zwei Ellbogengelenke 19,
ausrenkbare Hüftgelenke 20, zerbrechbare Kniegelenke 21 und
Schultergelenke 22.
Gemäß Fig. 1 weist der linke Arm 12 einen Oberarm 12 a auf, der
drehbar durch ein Ellbogengelenk 33 mit dem Unterarm 12 b ver
bunden ist. Einen entsprechenden Aufbau hat der rechte Arm.
Jedes der Beine weist eine Gelenkanordnung auf, Gemäß Fig. 1
weist das linke Bein 14 einen Oberschenkelknochen 14 a auf,
der mit dem Schienbein 14 b durch ein zerbrechliches Kniegelenk
15 verbunden ist.
Es wird davon ausgegangen, daß einige oder alle Gliedmaßen,
etwa die Beinabschnitte 14 a und 14 b, aus einem zerbrechlichen
Material hergestellt sind, also aus einem Material, das bre
chen kann und beim Bruch visuell erkennen läßt, welche Art
von Brüchen bei Motorradfahrern auftreten können, wenn diese
einen solchen Unfall erleiden.
Die ausrenkbaren Hüftgelenke, die zerbrechlichen Kniegelenke
und die zerbrechlichen Beinabschnitte sind so ausgebildet,
daß sie gewissen Kräften zu widerstehen vermögen und erst
dann letztlich zerbrechen. Damit werden realistisch Unfaller
gebnisse simuliert, d.h., es ergeben sich visuell sichtbare
Brüche, Ausrenkungen usw., was erlaubt, die Art der Bewegungs
freiheit festzustellen, die sich bei solchen Unfällen nach
den erwähnten Brüchen oder Ausrenkungen ergibt.
Nachdem der Grundaufbau solcher Testpuppen einschließlich
der relativen Beweglichkeit der einzelnen Teile zueinander
allgemein bekannt ist, wie dies bereits vorab erwähnt wurde,
ist es nicht erforderlich, alle Einzelheiten der üblichen Me
chanismen zu beschreiben, die hier Anwendung finden oder fin
den können.
Der Fachmann auf dem Gebiet der Durchführung von Unfalltests
und der Herstellung von Testpuppen ist mit geeigneten Gelen
ken und gelenklosen Strukturen vertraut, wie sie zum Aufbau
einer Testpuppe erforderlich sind.
Weiterhin ist darauf hinzuweisen, daß es zur Erforschung von
Verletzungen von Vorteil ist, Belastungszellen, Beschleuni
gungsmesser und Spannungsmesser zu verwenden, wobei diese
Meßgeräte dann an geeigneten Stellen der Testpuppe angebracht
werden. Die Literatur auf dem Gebiet der Unfalltests kann da
zu herangezogen werden, geeignete Sensoren und Aufzeichnungs
geräte zu finden, die den jeweiligen Umständen der Tests an
gemessen sind.
Die in Fig. 1 dargestellte Testpuppe wird mit einer Vielzahl
von Sensoren versehen, die an den in Fig. 1 gezeigten Stellen
angebracht werden. Dabei handelt es sich um:
- a) ein Linearbeschleunigungs-Meßgerät für den Kopf,
- b) ein Winkelbeschleunigungs-Meßgerät für den Kopf,
- c) eine Belastungszelle für den Hals,
- d) ein Ablenkungspotentiometer für die Brust,
- d) ein Beschleunigungs-Meßgerät für die Brust,
- f) ein Beschleunigungs-Meßgerät für die Hüfte,
- g) eine Belastungszelle für den Oberschenkel,
- h) einen Spannungsmesser für den Oberschenkel,
- i) einen Spannungsmesser für das Knie,
- j) einen Spannungsmesser für den oberen Teil des Schienbeins,
- k) einen Spannungsmesser für den unteren Teil des Schienbeins.
Die Testpuppe 1 weist die Lenkstange des Motorrads erfassende
Elemente 17 a auf, die in den Händen 17 untergebracht sind. Es
kann sich dabei um innere, nachgiebige Greifsegmente in der
Hand handeln, wie etwa biegsame Metallstäbe, Drähte, Fe
dern und dergleichen. Derartige Greifelemente sind bekannt
und werden beispielsweise in einer Veröffentlichung der
JAMA (Vereinigung der japanischen Automobilhersteller) be
schrieben. Die Greifelemente 17 a stellen eine lösbare Ver
bindung zwischen der Testpuppe und der Lenkstange des Motor
rads 3 dar, derart, daß die Wirkung eines Festhaltens durch
einen Menschen simuliert wird, wobei das Greifelement die
einzige Verbindung, die aber lösbar ist, zwischen der Test
puppe und dem Motorrad darstellt, so wie dies auch in Wirk
lichkeit der Fall ist.
Aufgrund der nachgiebigen Haltewirkung arbeitet das Greifele
ment 17 a zum Festhalten der Lenkstange des Motorrads so, daß
die Testpuppe dann von der Lenkstange freigegeben wird, wenn
die vom Greifelement 17 a gelieferte Haltekraft von den Träg
heitskräften übertroffen wird, die bei der Unfall-Simulation
auf die Puppe einwirken. Wenn das Motorrad 3 auf ein Hinder
nis auftrifft, dann wird die auf die Puppe 1 einwirkende Träg
heitskraft versuchen, die Puppe über die Lenkstange hinweg
nach vorne zu bewegen, womit dann die Hände 17 die Lenkstange
loslassen.
Ein erster Sensor 23 ermittelt den Zug und/oder die Deforma
tion, ausgeübt auf die Gliedmaßen. Dieser Sensor kann bei
spielsweise Belastungsmesser 23 a und 23 b aufweisen, die am
Schienbein 14 b angebracht sind, wie dies aus Fig. 5 hervor
geht. Diese bekannten Sensoren, deren Position in Fig. 1 mit
j und k bezeichnet ist, erzeugen erste elektrische Datensig
nale, und zwar in Abhängigkeit von den auf das Schienbein ein
wirkenden und vom Sensor 23 ermittelten Belastungen. Jeder
Schienbeinknochen ist mit einem derartigen Belastungs-Meßgerät
versehen. Ähnliche Sensoren sind für den Oberschenkelbereich
vorgesehen.
Ein zweiter Sensor 24 ermittelt den Zug und/oder die Belastung,
ausgeübt auf die Gelenke. So kann beispielsweise der Sensor 24
einen Belastungsmesser i für das Kniegelenk aufweisen.
Der zweite Sensor 24 erzeugt ein zweites Datensignal in Ab
hängigkeit von der auf das Kniegelenk ausgeübten und vom zwei
ten Sensor festgestellten Belastung.
Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, weist die Testpuppe 1
eine kastenartige Einrichtung 25 zur Aufnahme und Speicherung
von Daten auf, wobei diese Einrichtung 25 die Daten der ersten
und zweiten Sensoren 23, 24 aufnimmt und diese Daten im Torax
bereich 10 speichert. Einzelheiten dieser Einrichtung werden
später beschrieben. Dabei ist die gesamte Einrichtung innerhalb
des Toraxbereiches 10 von einem steifen Gehäuse 10 stoßgesichert
umgeben. Das steife und zähe Gehäuse 26, das zweckmäßigerweise
stoßgedämpft ist, schützt die Datenaufnahme-Einrichtung gegen
die Kräfte, die auf die Puppe während der Unfall-Simulation
einwirken, wobei die Einrichtung an der Wirbelsäule der Puppe 1
befestigt sein kann, nämlich als Verlängerung des Halses 8 nach
unten.
Ferner sind Signal-Übertragungselemente vorgesehen, nämlich
Sensorleitungen oder Übertragungsdrähte für elektrische Signa
le, wie etwa die Leitungen 28 von Fig. 5. Diese Leitungen 28
übertragen die ersten und zweiten Datensignale von den ersten
und zweiten Sensoren zur Datenaufnahme- und -Speichereinrich
tung 25. Diese Bindungseinrichtung für die Signal-Übertragungs
elemente, die in Fig. 3 aus dem Boden einer mittleren Ausneh
mung der Einrichtung 25 herausgezogen ist, wird später im ein
zelnen noch erläutert werden.
Die Signal-Übertragungselemente 27 sind vollständig in die
Puppe 1 eingebaut, und es existieren keine sich nach außen er
streckenden Übertragungselemente, etwa Kabel. Ein solches
äußeres Kabel würde nämlich mechanisch mit irgendwelchen
Elementen außerhalb der Puppe verbunden werden müssen, was
die freie Bewegung der Puppe während der Unfall-Simulation
beeinträchtigen würde.
Die Beine 11 enthalten zerbrechliche, zerstörbare Simula
tionselemente, wie etwa den Oberschenkel 14 a und das Schien
bein 14 b. Diese zerbrechlichen Elemente können infolge der
Trägheitsbelastung oder infolge äußerer Kräfte brechen, die
auf die Puppe während der Unfall-Simulation einwirken. Diese
zerbrechlichen Simulationselemente weisen brechbare und vi
suell zugängliche Grundelemente auf, die in Abhängigkeit von
den beim Unfall auftretenden Kräften brechen. Dabei ist die
Einrichtung mit visuellen Indikatoren versehen, die eine vi
suelle Simulation eines Beinbruchs ermöglichen. Es sind auch
Elemente vorgesehen, welche eine Relativbewegung zwischen ge
brochenen Knochenteilen ermöglichen, um so die relative Bewe
gungsfreiheit gebrochener Beine während des Unfalls zu simu
lieren. In anderen Worten, der simulierte Bruch kann besich
tigt werden (nach Entfernung der die Haut simulierenden Ab
deckung 6 mittels Reißverschlüssen, Klettverschlüssen oder
dergleichen) und erlaubt eine Relativbewegung der gebroche
nen Knochenteile gegeneinander.
Wie beschrieben, wird vorausgesetzt, daß einer oder mehrere
der in der Puppe 1 enthaltenen Knochenteile zerbrechlich ist,
um so zum einen den simulierten Bruch sehen zu können und zum
anderen eine Relativbewegung zwischen den gebrochenen Knochen
teilen zu ermöglichen, womit die Dynamik beispielsweise ge
brochener Beinteile simuliert wird, wie sie bei einem tatsäch
lichen Unfall erwartet werden muß.
Als Beispiel soll nun der zerbrechliche bzw. brechbare Teil 14 b
des Schienbeins, dargestellt in Fig. 5, näher erläutert wer
den. Selbstverständlich weist aber jedes der beiden Beine
einen solchen zerbrechlichen Schienbein-Teil auf, und es exi
stieren auch Oberschenkel-Teile, die zerbrechlich ausgebil
det sind. Darüber hinaus können auch andere Teile oder Seg
mente so hergestellt werden, daß sie ähnlich der Wirklich
keit brechen können.
Wie gesagt, wird nun Bezug genommen auf das zerbrechliche
Schienbein 14 b.
Das Schienbein 14 b des Puppenbeins weist einen aus mehreren
Schichten bestehenden Zylinder auf, wobei die Schichten ein
zeln kontrollierbare, unterschiedlich spannungsorientierte
(Bruchfestigkeit) Eigenschaften besitzen.
Ein erster zerbrechlicher zylindrischer Schichtkörper 14 c
weist erste Faserverstärkungen 14 d auf, die sich in Längs
richtung des Teils 14 b erstrecken. Diese Verstärkung wird
bestimmt durch die Lage und die Größe der Fasern und derglei
chen, so daß in Längsrichtung des Schienbeins 14 b ein vorge
gebener Verstärkungsgrad erreicht wird.
Ein zweiter zerbrechlicher zylindrischer Schichtkörper 14 e
weist eine zweite Verstärkung 14 f auf, die sich im wesentli
chen schraubenförmig um die Längsachse des Schienbeins 14 b
erstreckt. Die Umwicklung 14 e schafft eine Verstärkung in
einer Richtung, die sich im wesentlichen schraubenförmig um
die Längsachse des Schienbeins erstreckt.
Die sich in Längsrichtung erstreckende und die sich schrau
benförmig erstreckende erste bzw. zweite Verstärkung 14 e bzw.
14 f führt zu einem gesondert orientierten Verstärkungsmuster,
womit die unterschiedlich orientierten verschiedenen Charakte
ristiken tatsächlicher Knochen simuliert werden. Dies ermög
licht eine realistische Simulation von Querbrüchen und Spiral
brüchen, die dann ausgewertet werden können.
Die zwei Laminatschichten 14 c und 14 e können auf einen Kern
14 g aufgewickelt werden, der von innen her gehalten wird, und
zwar durch innere Ringe 14 h, die in Längsrichtung mit Abstand
zueinander angeordnet sind.
Die Laminatschichten 14 c und 14 e weisen also einen zusammenge
setzten zerbrechlichen, zylindrischen Grundkörper in Form ei
nes Rohres auf, der vorzugsweise aus Fiberglaskörpern herge
stellt ist, nämlich einem Fiberglasgewebe und einem Harz-
Grundkörper. Weiterhin ist es sehr zweckmäßig, wenn das Grund
rohr auf einen stabilisierenden Kern aufgeschichtet wird, der
eine vergleichsweise dünne Wand 14 g besitzt, wobei das Innere
des Kerns durch einen oder mehrere im Abstand zueinander ange
ordnete Verstärkungsringe getragen wird, etwa den Aluminium
ringen 14 h von Fig. 5.
Bei Versuchen wurden folgende Materialien verwendet:
Für das zerbrechliche Grundrohr: 4 Stäbe aus vorimpräg niertem Fiberit MXB7701/120 (2 oz./sq.yd. bzw. 560 g/m2 vollgewebtes Fiberglasgewebe, mit bei 250° gehärtetem Epoxyharz imprägniert), die unter einem Winkel von ±30° zur Rohrachse gewickelt sind, sowie zusätzlich 2 Stäbe aus 3M Scotchply SP-250E mit Vorimprägnierung (in einer Richtung ausgerichtetes Owens Corning 456 Glas, das mit bei 250° gehärtetem Epoxyharz imprägniert ist), das so aufgewickelt ist, daß die Fasern längs zur Rohrachse ver laufen;
Stabilisierender Kern: 6061-T6 Aluminium-Ringe, 6 mm dick, 3 mm Wandstärke, mit einem Abstand von 3 mm, 12pcf, Schaum scheiben von Clark.
Für das zerbrechliche Grundrohr: 4 Stäbe aus vorimpräg niertem Fiberit MXB7701/120 (2 oz./sq.yd. bzw. 560 g/m2 vollgewebtes Fiberglasgewebe, mit bei 250° gehärtetem Epoxyharz imprägniert), die unter einem Winkel von ±30° zur Rohrachse gewickelt sind, sowie zusätzlich 2 Stäbe aus 3M Scotchply SP-250E mit Vorimprägnierung (in einer Richtung ausgerichtetes Owens Corning 456 Glas, das mit bei 250° gehärtetem Epoxyharz imprägniert ist), das so aufgewickelt ist, daß die Fasern längs zur Rohrachse ver laufen;
Stabilisierender Kern: 6061-T6 Aluminium-Ringe, 6 mm dick, 3 mm Wandstärke, mit einem Abstand von 3 mm, 12pcf, Schaum scheiben von Clark.
Die Funktion der inneren Stabilisierungsringe 14 h besteht da
rin, eine innere Verstärkung zu bilden, die ein unerwünschtes
Brechen oder Zerbrechen des zylindrischen Rohrs verhindert,
um so dem an und für sich zerbrechlichen Knochen vom Stand
punkt der Testauswertung her eine Grundstabilität zu geben.
Die Endpositionen 14 k der Beinabschnitte, also die Bereiche,
wo sie mit anderen Bestandteilen der Testpuppe, etwa Gelen
ken verbunden sind, können vergrößert oder verstärkt sein,
wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, und außerdem können sie
mit geeigneten Verbindungselementen versehen sein, etwa der
Verbindungsöffnung 14 j von Fig. 5. Diese Anordnungen erlau
ben eine Steckverbindung der Beinabschnitte mit Gelenkösen,
wie dies aus Fig. 8 hervorgeht.
Die Verbindungsenden 14 k können, wie gesagt, vergrößert und
verstärkt sein, und zwar mit zusätzlichen Fiberglasschichten,
um so die gewünschte Festigkeit an den Verbindungsstellen mit
den Gelenken herzustellen.
Einen wesentlichen Vorteil erbringt die Erfindung bezüglich
der Schaffung eines zerbrechlichen Kniegelenks.
Insbesondere stellt die Erfindung bezüglich des Kniegelenks
einen wesentlichen Vorteil gegenüber dem US Patent 14 88 433
dar.
Gemäß Fig. 10 weist das Kniegelenk 21 (121) einen oberen
Gleitteil 121 a auf. Dieser Gleitteil 121 a entspricht demjeni
gen des Kniegelenks nach der erwähnten US PS 14 88 433, so daß
sich eine nähere Erläuterung erübrigt.
Die Erfindung ist nun auf den unteren Teil mit Mehrfachrich
tung des Kniegelenks gerichtet, wobei dieser untere Teil aus
zwei Anordnungen besteht, deren jede einer Bewegung einen
elastischen Widerstand entgegensetzt, trotzdem aber letzt
lich an einer Stelle bricht, wo auch bei einem menschlichen
Knie die Bruchstelle zu erwarten ist, so daß die Dynamik ei
ner tatsächlichen Unfall-Situation gut simuliert wird.
Gemäß den Fig. 8 bis 11 weist diese zusammengesetzte Anord
nung eine Anordnung 121 auf, die ein seitliches Ausschwingen
der Testpuppe um das Kniegelenk erlaubt. Die andere mit der
ersten Anordnung 121 integrierte Anordnung 122 erlaubt eine
Drehbewegung zwischen Oberschenkel und Schienbein.
Die Gelenkverbindung 21 simuliert somit ein menschliches
Kniegelenk und weist gemäß den Fig. 8 bis 11 eine erste Anord
nung 121 und eine zweite Anordnung 122 auf. Die Anordnung 121
erlaubt eine seitliche Kippbewegung, also eine Varus-Valgus-
Rotation, während die Anordnung 122 eine Torsions-Rotation er
möglicht, wie dies aus den Fig. 8 und 10 hervorgeht.
Beide Anordnungen 121 und 122 weisen den gleichen Grundaufbau
auf, wobei nun nachfolgend die Anordnung 121 im einzelnen be
schrieben wird, wobei, wie gesagt, die Anordnung 122 äquiva
lente Teile besitzt.
Die Anordnung 121 weist einen ersten beweglichen Körper 121 a
und einen zweiten beweglichen Körper 121 b auf. Ein gebogener
Schlitz 121 c am Körper 121 a und ein zerbrechlicher Stift 121 d,
der drehbar am Körper 121 b sitzt (Fig. 11), verbinden den
ersten und zweiten beweglichen Körper 121 a, 121 b miteinander
und ermöglichen eine begrenzte bogenförmige seitliche Bewe
gung zwischen diesen beiden Körpern, wobei sich der Stift 121 d
bogenförmig durch den Schlitz 121 c bewegt.
Ein Körper 121 e aus einem Elastomer sitzt im Schlitz 121 c
zwischen den Schlitzrändern des Körpers 121 a und dem Stift 121 d,
und zwar an dessen beiden Seiten, und dieser Körper 121 e
dient dazu, den Widerstand der Schwenkbewegung des Körpers
121 b um den unteren Stift 121 x relativ zum Körper 121 a in
Abhängigkeit von der gekrümmten Bewegung des Stifts 121 d
durch den Schlitz 121 c hindurch elastisch und fortschrei
tend zu erhöhen. Wenn ein Belastungspegel erreicht ist,
welcher der Bruchbelastung menschlicher Knochen entspricht,
bricht ein Scherstift 121 f, welcher den Stift 121 d mit dem
Körper 121 b verbindet. Dies simuliert dann den Bruch des
menschlichen Kniegelenks.
Die beiden Anordnungen 121 und 122 sind so gerichtet, daß
die Anordnung 121 mit ihrer Drehachse in Längsrichtung des
Motorrads 3 zeigt, womit ein seitliches Ausschwingen der
Testpuppe 1 relativ zum Motorrad 3 möglich ist.
Die Schwenkachse der anderen Anordnung 122 erstreckt sich
vertikal, womit eine Torsionsbewegung der Testpuppe 1 um
die Vertikale relativ zum Motorrad 3 möglich ist.
Die Testpuppe 1 nach der Erfindung schafft außerdem ein aus
renkbares Hüftgelenk 20, das in den Fig. 6 und 7 dargestellt
ist.
Die Gelenkverbindung besteht aus dem simulierten Hüftgelenk
20, das eine Hüftpfanne 20 d, die in einem Grundkörper 20 a
sitzt, einen Oberschenkelhals 20 c und eine Gelenkkugel 20 e
aufweist. Die Hüftkugel 20 e wird durch den Oberschenkelhals
20 c getragen und sitzt lösbar in der konkaven Hüftpfanne 20 d.
Die Kugel verbindet in beweglicher Weise die Hüftpfanne 20 d
mit dem Oberschenkelhals 20 c bzw. dem Oberschenkel 14 a in Art
eines natürlichen Hüftgelenks.
Ein zerbrechlicher Klemmring 20 f stellt einen selektiv zer
störbaren Haltekörper dar, der dazu dient, die Hüftkugel 20 e
in der Hüftpfanne 20 d zu halten und die Freigabe des Ober
schenkelhalses 20 c aus der Hüftpfanne 20 d in Abhängigkeit
von einer vorgegebenen Trennkraft zu erlauben, die auf das
simulierte Hüftgelenk 20 hinwirkt. Tritt diese Kraft auf,
dann bricht ein die trennbaren Enden des Klemmrings 20 f
haltender Scherstift 20 g, mit der Folge, daß der Klemmring
die in der Pfanne 20 d befindliche Kugel 20 e freigibt.
Sowohl an der Hüftkugel 20 b als auch an der Hüftpfanne 20 d
befinden sich bandartige Verankerungselemente, etwa Befesti
gungsplatten oder Streifen 20 h und 20 i, die teilweise um
die betreffenden Elemente herumgeführt sind, wie dies aus
Fig. 6 ersichtlich ist.
Weiterhin sind langgestreckte, elastische, bandartige Simu
lationselemente vorgesehen, die aus nachgiebigem Draht oder
Schnur 20 k bestehen und dazu dienen, eine Kontraktionskraft
zwischen den Verankerungsbändern 20 h und 20 i auszuüben, wo
bei diese Drähte 20 k sich zwischen Kugel und Pfanne erstrec
ken und von diesen Elementen getragen werden. Die Drähte die
nen dazu, die Kugel lösbar in der Pfanne 20 d zu halten, und
zwar durch eine gewisse Druckkraft, welche die Kugel in die
Pfanne drückt. Der Draht kann aus einem endlosen Stück beste
hen, das um die Verankerungsbänder 20 h und 20 i herum zwischen
diesem gespannt ist, wie auch den Fig. 6 und 7 ersichtlich
ist. Die Drähte können aus Elastikmaterial, Kunststoff, Metall,
Fiberglas oder einem zusammengesetzten Fasermaterial bestehen,
je nach der gewünschten Haltekraft.
Das in den Fig. 6 und 7 dargestellte linke Hüftgelenk 20 ist
so gestaltet, daß es die Möglichkeit einer Ausrenkung der Hüf
te simuliert, wie dies bei einem tatsächlichen Motorradunfall
geschehen kann, wobei jedoch der Ausrenkung entgegenwirkende
Elemente vorgesehen sind, vergleichbar den Bändern des mensch
lichen Hüftgelenks.
Das Hüftgelenk 20 der Fig. 6 und 7 weist einen plattenför
migen Grundkörper 20 a auf, der mit dem Unterkörper der Test
puppe 1 verbunden ist, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht. Die
voneinander trennbare Anordnung aus Gelenkpfanne und Gelenk
kugel und das den abgewinkelten Oberschenkelhals simulieren
de Element 20 c schaffen eine Verbindung zwischen der Kugel
20 e der Verbindung 20 b und dem Oberschenkel 14 a.
Wesentlich ist auch der Schutz der empfangenen und gespeicher
ten Daten. Die Fig. 1 und 3 zeigen eine Anordnung, welche den
Datenteil der Testpuppe 1 schützt.
Die Datenempfangsmodule 25 sind mittels ihrer rauhen Außenge
häuse 26 im Brustkorb 10 der Testpuppe 1 befestigt, so daß
sie vollständig eingeschlossen und abgeschirmt sind und für
die eigentlichen Dateneinheiten einen Stoßschutz gewährleisten.
Die Befestigung kann dabei die Anbringung des Gehäuses 26 an
der Wirbelsäule der Testpuppe beinhalten.
Gemäß Fig. 3 weist die Anordnung 25 aufrechtstehende Reihen
von Datenspeichern 25 a und 25 b auf, die an gegenüberliegenden
Seiten einer mittleren vertikalen Ausnehmung 25 befestigt sind.
Eine Signalübertragungsstation 27 weist eine Vielzahl von Sig
nalverarbeitungsplatten 27 a auf, die mit Sensorleitungen 28
verbunden sind, die sich von den verschiedenen Sensormeßgerä
ten in die Puppe hinein erstrecken. Wie schematisch in Fig. 3
angedeutet ist, sind die Ausgänge der Datenverarbeitungsplat
ten 27 a durch übliche elektrische Verbindungsstecker 27 b mit
geeigneten Modul-Verbindungssteckeraufnahmen verbunden, die
sich in den Bereichen 25 a und 25 b für die Aufnahme und Spei
cherung der Daten befinden.
Die Station 27 c der Signalübertragungs-Einheit 27 kann bei
dieser Anordnung nach oben in die Höhlung 25 c und eine Grund
platte 27 d, die im Basisbereich 25 d am unteren Ende des Ge
häuses 26 befestigt ist, hineingeschoben werden. Die Signal
übertragungsstation ist damit durch das sehr widerstandsfähi
ge Gehäuse 26 der seitlichen Abschirmung der Datenempfangs-
und -Speichermodule 25 a und 25 b geschützt, d.h., die Schal
tungsplatten und die Station 27 a werden seitlich durch das
Außengehäuse 26 abgeschirmt.
Das stoßsichere Gehäuse 25 beinhaltet somit eine erste Anord
nung 25 a aus im wesentlichen aufrechtstehenden Datenempfangs
modulen, wobei diese Anordnung sich vollständig innerhalb des
Brustkorbs 10 der Puppe befindet, und eine zweite Anordnung
25 b aus im wesentlichen aufrechtstehenden Datenempfangsmodulen,
die ebenfalls sich vollständig innerhalb des Brustkorbs 20 be
finden und durch das Gehäuse 26 geschützt werden.
Die Signalübertragungseinheit 27 weist Verbindungselemente 27 a
auf, die zu einem Bündel vereinigt und zwischen den ersten und
zweiten aufrechtstehenden Datenempfangsmodulen 25 a und 25 b an
geordnet sind, und zwar innerhalb des Brustkorbs 10. Diese er
sten und zweiten, aufrechtstehenden Datenempfangsmodule 25 a
und 25 b dienen somit zum seitlichen Schutz der Signalübertra
gungseinheit 27 a, die sich zwischen den beiden Modulanordnungen
befindet.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind insbesondere be
züglich der Module für den Datenempfang und die Datenspeiche
rung, die Datenverarbeitungsplatten und die Verbindungselemente
zahlreiche Abwandlungen möglich, ohne den Bereich der Erfindung
zu verlassen.
Nachfolgend soll nun erläutert werden, wie mit der beschriebe
nen Testpuppe 1 ein Motorradunfall simuliert werden kann.
Vorab soll nochmals aufgezählt werden, aus welchen Bauelemen
ten die Testpuppe 1 besteht, nämlich aus einem Kopf 7, einem
Hals 8, einem Rumpf 9 mit Brustkorb 10, Gliedmaßen 11 mit Ar
men 12, 13 und Beinen 14, 15 sowie Händen 16, 17 und schließ
lich gelenkigen Verbindungselementen 18 zwischen zumindest ei
nem Teil der Gliedmaßen und zumindest einem anderen Teil der
Gliedmaßen 11 oder dem Rumpf 9.
Das Verfahren zur Simulierung eines Motorradunfalls besteht
aus folgenden Verfahrensschritten:
In der Testpuppe werden Elemente 17 a zum Festhalten der Lenk stange des Motorrads vorgesehen;
diese Elemente sind in der Hand 17 b untergebracht und verbinden die Testpuppe 1 lösbar mit der Lenkstange des Motor rads;
das Greifelement 17 a für die Motorrad-Lenkstange wird so aus gebildet, daß die Lenkstange festgehalten, die Testpuppe 1 je doch dann von der Lenkstange freigegeben wird, wenn die Klemm kraft der Greifelemente 17 a an der Lenkstange durch die Träg heitskräfte übertroffen wird, die während der Unfallsimulation auf die Testpuppe einwirken; es werden in der Puppe 1 erste Sensoren vorgesehen, welche zumindest eine der Belastungskompo nenten ermitteln, die auf die Gliedmaßen 11 ausgeübt werden,
wobei die ersten Sensoren 23 ein erstes Datensignal in Abhängig keit der von ihnen vorgenommenen Ermittlungen abgeben; es wer den in der Puppe 1 zweite Sensoren 24 vorgesehen, die zumindest eine Belastungskomponente ermitteln, die auf die Gelenke 14 ausgeübt werden,
wobei die zweiten Sensoren zweite Datensignale aussenden, und zwar in Abhängigkeit von den von den Sensoren 24 ermittelten Werten;
es werden Elemente 25 in der Puppe 1 zur Aufnahme und Spei cherung von Daten vorgesehen, welche die von den ersten und/ oder zweiten Sensoren 23, 24 ankommenden Signale empfangen und innerhalb des Brustkorbbereichs 10 speichern,;
es werden die Datenempfangselemente 25 mit ihrem Gehäuse 26 im Brustkorb untergebracht und durch den Brustkorb 10, 26 gegenüber Einwirkungen abgeschirmt, die während der Unfall simulation auf die Testpuppe einwirken;
es werden Signalübertragungselemente 27 vorgesehen, welche die Daten der ersten und/oder der zweiten Sensoren 23, 24 zur Einheit 25 für die Aufnahme und Speicherung der Daten über tragen,
wobei sich die Signalübertragungselemente vollständig inner halb der Puppe 1 befinden und frei von sich nach außen erstrec kenden Übertragungselementen sind, welche mechanisch mit irgend welchen Bauteilen außerhalb der Testpuppe verbunden sind;
in den Gliedmaßen der Testpuppe werden zerbrechliche Simula tionselemente 14 a, 14 b untergebracht, welche dann brechen,
wenn während der Unfallsimulation übermäßige Trägheitskräfte oder andere äußere Kräfte auf die Puppe einwirken, wobei die se Simulationselemente aus dem nachfolgend aufgeführten Ele ment bestehen, nämlich,
aus Elementen 14 a, 14 b, die derart brechen können, daß damit eine sichtbare Simulation eines Knochenbruchs erfolgt und
aus Elementen 14 a, 14 b, die ebenfalls brechen können und dann eine Relativbewegung zwischen gebrochenen Teilen der Glied maßen zulassen, womit die relative Bewegungsfreiheit gebroche ner Knochen während des Unfalls simuliert wird.
In der Testpuppe werden Elemente 17 a zum Festhalten der Lenk stange des Motorrads vorgesehen;
diese Elemente sind in der Hand 17 b untergebracht und verbinden die Testpuppe 1 lösbar mit der Lenkstange des Motor rads;
das Greifelement 17 a für die Motorrad-Lenkstange wird so aus gebildet, daß die Lenkstange festgehalten, die Testpuppe 1 je doch dann von der Lenkstange freigegeben wird, wenn die Klemm kraft der Greifelemente 17 a an der Lenkstange durch die Träg heitskräfte übertroffen wird, die während der Unfallsimulation auf die Testpuppe einwirken; es werden in der Puppe 1 erste Sensoren vorgesehen, welche zumindest eine der Belastungskompo nenten ermitteln, die auf die Gliedmaßen 11 ausgeübt werden,
wobei die ersten Sensoren 23 ein erstes Datensignal in Abhängig keit der von ihnen vorgenommenen Ermittlungen abgeben; es wer den in der Puppe 1 zweite Sensoren 24 vorgesehen, die zumindest eine Belastungskomponente ermitteln, die auf die Gelenke 14 ausgeübt werden,
wobei die zweiten Sensoren zweite Datensignale aussenden, und zwar in Abhängigkeit von den von den Sensoren 24 ermittelten Werten;
es werden Elemente 25 in der Puppe 1 zur Aufnahme und Spei cherung von Daten vorgesehen, welche die von den ersten und/ oder zweiten Sensoren 23, 24 ankommenden Signale empfangen und innerhalb des Brustkorbbereichs 10 speichern,;
es werden die Datenempfangselemente 25 mit ihrem Gehäuse 26 im Brustkorb untergebracht und durch den Brustkorb 10, 26 gegenüber Einwirkungen abgeschirmt, die während der Unfall simulation auf die Testpuppe einwirken;
es werden Signalübertragungselemente 27 vorgesehen, welche die Daten der ersten und/oder der zweiten Sensoren 23, 24 zur Einheit 25 für die Aufnahme und Speicherung der Daten über tragen,
wobei sich die Signalübertragungselemente vollständig inner halb der Puppe 1 befinden und frei von sich nach außen erstrec kenden Übertragungselementen sind, welche mechanisch mit irgend welchen Bauteilen außerhalb der Testpuppe verbunden sind;
in den Gliedmaßen der Testpuppe werden zerbrechliche Simula tionselemente 14 a, 14 b untergebracht, welche dann brechen,
wenn während der Unfallsimulation übermäßige Trägheitskräfte oder andere äußere Kräfte auf die Puppe einwirken, wobei die se Simulationselemente aus dem nachfolgend aufgeführten Ele ment bestehen, nämlich,
aus Elementen 14 a, 14 b, die derart brechen können, daß damit eine sichtbare Simulation eines Knochenbruchs erfolgt und
aus Elementen 14 a, 14 b, die ebenfalls brechen können und dann eine Relativbewegung zwischen gebrochenen Teilen der Glied maßen zulassen, womit die relative Bewegungsfreiheit gebroche ner Knochen während des Unfalls simuliert wird.
Von besonderer Bedeutung sind beim erfindungsgemäßen Testver
fahren das ausrenkbare Hüftgelenk 20 und das zerbrechliche
Kniegelenk 21.
Wie erwähnt, ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen
und gezeichneten Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr
sind zahlreiche Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich.
Claims (12)
1. Testpuppe (Dummy) zum Simulieren von Motorrad-
Unfällen mit
einem Rumpf (9, 10),
Gliedmaßen (11) einschließlich zumindest einem Arm (12, 13) und einem Bein (14, 15),
Händen (16, 17) und
Gelenken, die gelenkige Verbindungen (18) zwischen zu mindest einem Teil der Gliedmaßen (11) und zumindest einem anderen Teil der Gliedmaßen (11) oder dem Rumpf (10) darstellen,
gekennzeichnet durch Greifelemente (17 a) zum Festhalten der Motorrad-Lenk stange, die in den Händen (17) untergebracht sind und dazu dienen, die Testpuppe (1) mit der Lenkstange des Motorrads lösbar zu verbinden, wobei die Greifelemente (17 a) die Testpuppe (1) dann von der Lenkstange des Mo torrads freigeben, wenn die von den Greifelementen (17 a) auf die Lenkstange ausgeübte Greifkraft durch die Träg heitskräfte übertroffen wird, die während der Unfall- Simulation auf die Testpuppe (1) einwirken,
Sensoren (23 und/oder 24), die dazu dienen, die auf die Gliedmaßen ausgeübten Bedingungen des simulierten Un falls festzustellen, wobei die Sensoren (23 und/oder 24) in Abhängigkeit von ihren Feststellungen Datensignale erzeugen,
Datenaufnahme- und Datenspeicherelemente (25), die dazu dienen, die von den Sensoren (23 und/oder 24) abgegebe nen Datensignale aufzunehmen und diese Daten inner halb des Rumpfes (10) zu speichern,
Gehäuse- und Stoßschutzelemente (26), welche die Da tenaufnahmeelemente innerhalb des Rumpfes (10) voll ständig umschließen und dazu dienen, die Datenaufnah meelemente (25) gegenüber Kräften abzuschirmen, die während der Unfall-Simulation auf die Testpuppe (1) einwirken,
Signalübertragungselemente (27), die dazu dienen, die Datensignale von den Sensoren (23 und/oder 24) auf die Datenempfangs- und Datenspeicherelemente (25) zu über tragen, wobei die Signalübertragungselemente (27) sich vollständig innerhalb der Testpuppe (1) befinden und frei von sich nach außen erstreckenden Übertragungs elementen sind, welche mechanisch mit Elementen verbun den sind, die sich außerhalb der Testpuppe befinden,
Gliedmaßen (11) mit zerbrechlichen, Brüche simulieren den Elementen (14 a, 14 b) , die dazu dienen, in Abhängig keit von Trägheitskräften oder äußeren Kräften zu bre chen, die während der Unfall-Simulation auf die Test puppe einwirken, wobei die zerbrechlichen Bruch-Simula tionselemente (14 a, 14 b) sowohl visuelle Indikatoren (14 a, 14 b) enthalten, die eine visuelle Simulation ei nes Gliedmaßen-Bruchs ermöglichen, als auch Elemente (14 a, 14 b), die eine relative Bewegung zwischen gebro chenen Gliedmaßenteilen ermöglichen, um so die relative Bewegungsfreiheit von während der Unfall-Simulation ge brochenen Gliedmaßen darzustellen.
einem Rumpf (9, 10),
Gliedmaßen (11) einschließlich zumindest einem Arm (12, 13) und einem Bein (14, 15),
Händen (16, 17) und
Gelenken, die gelenkige Verbindungen (18) zwischen zu mindest einem Teil der Gliedmaßen (11) und zumindest einem anderen Teil der Gliedmaßen (11) oder dem Rumpf (10) darstellen,
gekennzeichnet durch Greifelemente (17 a) zum Festhalten der Motorrad-Lenk stange, die in den Händen (17) untergebracht sind und dazu dienen, die Testpuppe (1) mit der Lenkstange des Motorrads lösbar zu verbinden, wobei die Greifelemente (17 a) die Testpuppe (1) dann von der Lenkstange des Mo torrads freigeben, wenn die von den Greifelementen (17 a) auf die Lenkstange ausgeübte Greifkraft durch die Träg heitskräfte übertroffen wird, die während der Unfall- Simulation auf die Testpuppe (1) einwirken,
Sensoren (23 und/oder 24), die dazu dienen, die auf die Gliedmaßen ausgeübten Bedingungen des simulierten Un falls festzustellen, wobei die Sensoren (23 und/oder 24) in Abhängigkeit von ihren Feststellungen Datensignale erzeugen,
Datenaufnahme- und Datenspeicherelemente (25), die dazu dienen, die von den Sensoren (23 und/oder 24) abgegebe nen Datensignale aufzunehmen und diese Daten inner halb des Rumpfes (10) zu speichern,
Gehäuse- und Stoßschutzelemente (26), welche die Da tenaufnahmeelemente innerhalb des Rumpfes (10) voll ständig umschließen und dazu dienen, die Datenaufnah meelemente (25) gegenüber Kräften abzuschirmen, die während der Unfall-Simulation auf die Testpuppe (1) einwirken,
Signalübertragungselemente (27), die dazu dienen, die Datensignale von den Sensoren (23 und/oder 24) auf die Datenempfangs- und Datenspeicherelemente (25) zu über tragen, wobei die Signalübertragungselemente (27) sich vollständig innerhalb der Testpuppe (1) befinden und frei von sich nach außen erstreckenden Übertragungs elementen sind, welche mechanisch mit Elementen verbun den sind, die sich außerhalb der Testpuppe befinden,
Gliedmaßen (11) mit zerbrechlichen, Brüche simulieren den Elementen (14 a, 14 b) , die dazu dienen, in Abhängig keit von Trägheitskräften oder äußeren Kräften zu bre chen, die während der Unfall-Simulation auf die Test puppe einwirken, wobei die zerbrechlichen Bruch-Simula tionselemente (14 a, 14 b) sowohl visuelle Indikatoren (14 a, 14 b) enthalten, die eine visuelle Simulation ei nes Gliedmaßen-Bruchs ermöglichen, als auch Elemente (14 a, 14 b), die eine relative Bewegung zwischen gebro chenen Gliedmaßenteilen ermöglichen, um so die relative Bewegungsfreiheit von während der Unfall-Simulation ge brochenen Gliedmaßen darzustellen.
2. Testpuppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gliedmaßen (11) in zumindest einem Teil (14 b) des
Arms oder des Beins erste Laminatkörper (14 c) aufweisen, die
mit ersten Verstärkungselementen (14 d), die sich in Längsrich
tung des Gliedmaßenteils (14 b) erstrecken und in Längsrich
tung dieses Gliedmaßenteils einen vorgegebenen Grad der Ver
stärkung gewährleisten, versehen sind, und zweite Laminatkör
per (14 e) aufweisen, die mit zweiten Verstärkungselementen
(14 f) versehen sind, die sich im wesentlichen schraubenförmig
zur Längsrichtung erstrecken und in einer Richtung im wesent
lichen schraubenförmig zur Längsrichtung eine Verstärkung
darstellen, wobei die sich in Längsrichtung und schraubenför
mig erstreckenden ersten bzw. zweiten Verstärkungselemente
(14 d und 14 f) voneinander gesondert gerichtete Verstärkungen
gewährleistet, um so Belastungen simulieren zu können, die
in mehrere unterschiedliche Richtungen gerichtet sind.
3. Testpuppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die gelenkigen Verbindungselemente (18) Kniege
lenke (21) simulieren und aus einer ersten (121) und einer
zweiten (122) Anordnung bestehen, deren jede einen ersten be
weglichen Körper (121 a), einen zweiten beweglichen Körper
(121 b) sowie einen Schlitz (121 c) und einen Stift (121 d) auf
weist, mit deren Hilfe der erste und der zweite bewegliche
Körper miteinander verbunden wird, um so eine begrenzte Bewe
gung zwischen den beiden beweglichen Körpern zu ermöglichen,
und zwar durch die Bewegung des Stifts (12 b) durch den Schlitz
(121 c) hindurch, und daß Elastomerkörper (121 e) im Schlitz
(121 c) zwischen einem der erwähnten beweglichen Körper und
dem Stift zwischengeschaltet sind, die einen elastischen und
fortschreitend ansteigenden Widerstand der Bewegung des je
weils anderen beweglichen Körpers relativ zum erstgenannten
beweglichen Körper entgegensetzen, und zwar in Abhängigkeit
von der Bewegung des Stifts durch den Schlitz, daß die eine
Anordnung (121) eine Drehachse aufweist, die sich in Längs
richtung des Motorrads erstreckt und dazu dient, eine seitli
che Ausschwenkung der Testpuppe relativ zum Motorrad zuzulas
sen, und daß die andere Anordnung (122) eine Drehachse auf
weist, die sich in Vertikalrichtung erstreckt und eine auf
rechte Torsionsbewegung der Testpuppe relativ zum Motorrad
zuläßt.
4. Testpuppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das gelenkige Verbindungselement (18) ein
Hüftgelenk (20) simuliert, das aus mehreren Teilen besteht,
nämlich einer Hüftpfanne (20 d), einem Oberschenkel (20 c),
einer Hüftkugel (20 e), die lösbar an der Pfanne (20 d) anliegt
und eine bewegliche Verbindung zwischen Hüftpfanne und Ober
schenkelhals darstellt, selektiv brechbaren Halteelementen
(20 f), welche die Hüftkugel (20 c) an der Hüftpfanne (20 d) hal
ten und die Freigabe des Oberschenkelhalses (20 c) von der
Hüftpfanne (20 d) in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Trenn
kraft erlauben, welche auf das simulierte Hüftgelenk einwirkt,
Verankerungsbänder (20 h, 20 i), die jeweils sowohl von der Hüft
pfanne als von der Hüftkugel gehalten werden, und schließlich
langgestreckten elastischen, menschliche Bänder simulierende
Elemente (20 k), welche eine Kontraktion zwischen den an der
Kugel bzw. der Pfanne angebrachten Verankerungsbändern (20 h,
20 i) bewirken, um so Kugel und Pfanne lösbar gegeneinander zu
pressen.
5. Testpuppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoren aus ersten Sensoren (23) und zwei
ten Sensoren (24) bestehen, daß die ersten Sensoren (23) dazu
dienen, den Zug und/oder den Druck auf die Gliedmaßen festzu
stellen, wobei die ersten Sensoren (23) erste Datensignale in
Abhängigkeit von den von ihnen gemachten Feststellungen abge
ben und daß die zweiten Sensoren (24) zumindest den Zug und/
oder Druck auf die Gelenke (18) feststellen, wobei die zweiten
Sensoren (24) zweite Datensignale in Abhängigkeit von den von
ihnen gemachten Feststellungen abgeben.
6. Testpuppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gehäuse- und Stoßschutzelemente aus ersten,
im wesentlichen aufrecht stehenden Datenaufnahmemodulen (25 a),
die vollständig innerhalb des Brustkorbs (10) des Rumpfs (9)
eingeschlossen sind, und aus zweiten, im wesentlichen aufrecht
stehenden Datenaufnahmemodulen (25 b), welche vollständig inner
halb des Brustkorbs (10) enthalten sind, bestehen, wobei die
Signalübertragungselemente (27) Verbindungselemente (27 a) auf
weisen, die gebündelt sind und sich zwischen den ersten und
zweiten aufrecht stehenden Datenaufnahmemodulen innerhalb des
Brustkorbs befinden, und wobei die ersten und zweiten, aufrecht
stehenden Datenempfangsmodule (25 a, 25 b) dazu dienen, die sich
zwischen ihnen befindenden Signalübertragungselemente (27 a)
seitlich abzuschirmen.
7. Verfahren zum Simulieren von Motorrad-Unfällen mit
tels einer Testpuppe (Dummy), die mit
einem Rumpf (9, 10) ,
Gliedmaßen (11) einschließlich zumindest einem Arm (12, 13) und einem Bein (14, 15)
Händen (16, 17) und
Gelenken, die gelenkige Verbindungen (18) zwischen zumin dest einem Teil der Gliedmaßen (11) und zumindest einem anderen Teil der Gliedmaßen (11) oder dem Rumpf (10) dar stellen, versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Testpuppe mit
Greifelementen (17 a) zum Festhalten der Motorrad-Lenk stange, die in den Händen (17) untergebracht sind und dazu dienen, die Testpuppe (1) mit der Lenkstange des Motorrads lösbar zu verbinden, wobei die Greif elemente (17 a) die Testpuppe (1) dann von der Lenk stange des Motorrads freigeben, wenn die von den Greif elementen (17 a) auf die Lenkstange ausgeübte Greifkraft durch die Trägheitskräfte übertroffen wird, die während der Unfall-Simulation auf die Testpuppe (1) einwirken,
Sensoren (23 und/oder 24), die dazu dienen, die auf die Gliedmaßen ausgeübten Bedingungen des simulierten Unfalls festzustellen, wobei die Sensoren (23 und/oder 24) in Abhängigkeit von ihren Feststellungen Datensig nale erzeugen,
Datenaufnahme- und Datenspeicherelementen (25), die da zu dienen, die von den Sensoren (23 und/oder 24) abge gebenen Datensignale aufzunehmen und diese Daten inner halb des Rumpfes (10) zu speichern,
Gehäuse- und Stoßschutzelementen (26), welche die Da tenaufnahmeelemente innerhalb des Rumpfes (10) vollstän dig umschließen und dazu dienen, die Datenaufnahmeele mente (25) gegenüber Kräften abzuschirmen, die während der Unfall-Simulation auf die Testpuppe (1) einwirken,
Signalübertragungselementen (27), die dazu dienen, die Datensignale von den Sensoren (23 und/oder 24) auf die Datenempfangs- und Datenspeicherelemente (25) zu über tragen, wobei die Signalübertragungselemente (27) sich vollständig innerhalb der Testpuppe (1) befinden und frei von sich nach außen erstreckenden Übertragungsele menten sind, welche mechanisch mit Elementen verbunden sind, die sich außerhalb der Testpuppe befinden, und
Gliedmaßen (11) mit zerbrechlichen, Brüche simulieren den Elementen (14 a, 14 b) versehen sind, die dazu dienen, in Abhängigkeit von Trägheitskräften oder äußeren Kräften zu brechen, die während der Unfall-Simulation auf die Testpuppe einwirken, wobei die zerbrechlichen Bruch-Simulationselemente (14 a, 14 b) sowohl visuelle Indikatoren (14 a, 14 b) enthalten, die eine visuelle Simulation eines Gliedmaßen-Bruchs ermöglichen, als auch Elemente (14 a, 14 b), die eine relative Bewegung zwischen gebrochenen Gliedmaßenteilen ermöglichen, um so die relative Bewegungsfreiheit von während der Un fall-Simulation gebrochenen Gliedmaßen darzustellen.
einem Rumpf (9, 10) ,
Gliedmaßen (11) einschließlich zumindest einem Arm (12, 13) und einem Bein (14, 15)
Händen (16, 17) und
Gelenken, die gelenkige Verbindungen (18) zwischen zumin dest einem Teil der Gliedmaßen (11) und zumindest einem anderen Teil der Gliedmaßen (11) oder dem Rumpf (10) dar stellen, versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Testpuppe mit
Greifelementen (17 a) zum Festhalten der Motorrad-Lenk stange, die in den Händen (17) untergebracht sind und dazu dienen, die Testpuppe (1) mit der Lenkstange des Motorrads lösbar zu verbinden, wobei die Greif elemente (17 a) die Testpuppe (1) dann von der Lenk stange des Motorrads freigeben, wenn die von den Greif elementen (17 a) auf die Lenkstange ausgeübte Greifkraft durch die Trägheitskräfte übertroffen wird, die während der Unfall-Simulation auf die Testpuppe (1) einwirken,
Sensoren (23 und/oder 24), die dazu dienen, die auf die Gliedmaßen ausgeübten Bedingungen des simulierten Unfalls festzustellen, wobei die Sensoren (23 und/oder 24) in Abhängigkeit von ihren Feststellungen Datensig nale erzeugen,
Datenaufnahme- und Datenspeicherelementen (25), die da zu dienen, die von den Sensoren (23 und/oder 24) abge gebenen Datensignale aufzunehmen und diese Daten inner halb des Rumpfes (10) zu speichern,
Gehäuse- und Stoßschutzelementen (26), welche die Da tenaufnahmeelemente innerhalb des Rumpfes (10) vollstän dig umschließen und dazu dienen, die Datenaufnahmeele mente (25) gegenüber Kräften abzuschirmen, die während der Unfall-Simulation auf die Testpuppe (1) einwirken,
Signalübertragungselementen (27), die dazu dienen, die Datensignale von den Sensoren (23 und/oder 24) auf die Datenempfangs- und Datenspeicherelemente (25) zu über tragen, wobei die Signalübertragungselemente (27) sich vollständig innerhalb der Testpuppe (1) befinden und frei von sich nach außen erstreckenden Übertragungsele menten sind, welche mechanisch mit Elementen verbunden sind, die sich außerhalb der Testpuppe befinden, und
Gliedmaßen (11) mit zerbrechlichen, Brüche simulieren den Elementen (14 a, 14 b) versehen sind, die dazu dienen, in Abhängigkeit von Trägheitskräften oder äußeren Kräften zu brechen, die während der Unfall-Simulation auf die Testpuppe einwirken, wobei die zerbrechlichen Bruch-Simulationselemente (14 a, 14 b) sowohl visuelle Indikatoren (14 a, 14 b) enthalten, die eine visuelle Simulation eines Gliedmaßen-Bruchs ermöglichen, als auch Elemente (14 a, 14 b), die eine relative Bewegung zwischen gebrochenen Gliedmaßenteilen ermöglichen, um so die relative Bewegungsfreiheit von während der Un fall-Simulation gebrochenen Gliedmaßen darzustellen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gliedmaßen (11) in zumindest einem Teil (14 b) des
Arms oder des Beins erste Laminatkörper (14 c) aufweisen, die
mit ersten Verstärkungselementen (14 d), die sich in Längsrich
tung des Gliedmaßenteils (14 b) erstrecken und in Längsrichtung
dieses Gliedmaßenteils einen vorgegebenen Grand der Verstär
kung gewährleisten, versehen sind, und zweite Laminatkörper
(14 e) aufweisen, die mit zweiten Verstärkungselementen (14 f)
versehen sind, die sich im wesentlichen schraubenförmig zur
Längsrichtung erstrecken und in einer Richtung im wesentlichen
schraubenförmig zur Längsrichtung eine Verstärkung darstellen,
wobei die sich in Längsrichtung und schraubenförmig erstrecken
den ersten bzw. zweiten Verstärkungselemente (14 d und 14 f) von
einander gesondert gerichtete Verstärkungen gewährleistet, um
so Belastungen simulieren zu können, die in mehrere unterschied
liche Richtungen gerichtet sind.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die gelenkigen Verbindungselemente (18) Kniegelenke
(21) simulieren und aus einer ersten (121) und einer zweiten
(122) Anordnung bestehen, deren jede einen ersten beweglichen
Körper (121 a), einen zweiten beweglichen Körper (121 b) sowie
einen Schlitz (121 c) und einen Stift (121 d) aufweist, mit deren
Hilfe der erste und der zweite bewegliche Körper miteinander
verbunden wird, um so eine begrenzte Bewegung zwischen den
beiden beweglichen Körpern zu ermöglichen, und zwar durch die
Bewegung des Stifts (12 b) durch den Schlitz (121 c) hindurch,
und daß Elastomerkörper (121 e) im Schlitz (121 c) zwischen ei
nem der erwähnten beweglichen Körper und dem Stift zwischen
geschaltet sind, die einen elastischen und fortschreitend an
steigenden Widerstand der Bewegung des jeweils anderen bewegli
chen Körpers relativ zum erstgenannten beweglichen Körper ent
gegensetzen, und zwar in Abhängigkeit von der Bewegung des
Stifts durch den Schlitz, daß die eine Anordnung (121) eine
Drehachse aufweist, die sich in Längsrichtung des Motorrads
erstreckt und dazu dient, eine seitliche Ausschwenkung der
Testpuppe relativ zum Motorrad zuzulassen, und daß die andere
Anordnung (122) eine Drehachse aufweist, die sich in Vertikal
richtung erstreckt und eine aufrechte Torsionsbewegung der
Testpuppe relativ zum Motorrad zuläßt.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das gelenkige Verbindungselement (18) ein Hüft
gelenk (20) simuliert, das aus mehreren Teilen besteht, näm
lich einer Hüftpfanne (20 d), einem Oberschenkel (20 c) einer
Hüftkugel (20 e), die lösbar an der Pfanne (20 d) anliegt und
eine bewegliche Verbindung zwischen Hüftpfanne und Oberschenkel
hals darstellt, selektiv brechbaren Halteelementen (20 f), wel
che die Hüftkugel (20 c) an der Hüftpfanne (20 d) halten und die
Freigabe des Oberschenkelhalses (20 c) von der Hüftpfanne (20 d)
in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Trennkraft erlauben,
welche auf das simulierte Hüftgelenk einwirkt, Verankerungs
bänder (20 h, 20 i), die jeweils sowohl von der Hüftpfanne als
von der Hüftkugel gehalten werden, und schließlich langgestreck
ten elastischen, menschliche Bänder simulierende Elemente (20 k),
welche eine Kontraktion zwischen den an der Kugel bzw. der
Pfanne angebrachten Verankerungsbändern (20 h, 20 i) bewirken, um
so Kugel und Pfanne lösbar gegeneinander zu pressen.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoren aus ersten Sensoren (23) und zwei
ten Sensoren (24) bestehen, daß die ersten Sensoren (23) dazu
dienen, den Zug und/oder Druck auf die Gliedmaßen festzustel
len, wobei die ersten Sensoren (23) erste Datensignale in Ab
hängigkeit von den von ihnen gemachten Feststellungen abgeben
und daß die zweiten Sensoren (24) zumindest den Zug und/oder
Druck auf die Gelenke (18) feststellen, wobei die zweiten
Sensoren (24) zweite Datensignale in Abhängigkeit von den von
ihnen gemachten Feststellungen abgeben.
12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gehäuse- und Stoßschutzelemente aus ersten,
im wesentlichen aufrecht stehenden Datenaufnahmemodulen (25 a),
die vollständig innerhalb des Brustkorbs (10) des Rumpfs (9)
eingeschlossen sind, und aus zweiten, im wesentlichen aufrecht
stehenden Datenaufnahmemodulen (25 b), welche vollständig inner
halb des Brustkorbs (10) enthalten sind, bestehen, wobei die
Signalübertragungselemente (27) Verbindungselemente (27 a) auf
weisen, die gebündelt sind und sich zwischen den ersten und
zweiten aufrecht stehenden Datenaufnahmemodulen innerhalb des
Brustkorbs befinden, und wobei die ersten und zweiten, auf
recht stehenden Datenempfangsmodule (25 a, 25 b) dazu dienen,
die sich zwischen ihnen befindenden Signalübertragungselemente
(27 a) seitlich abzuschirmen.
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8181 | Inventor (new situation) |
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