KR101395688B1 - 충돌 테스트 수행 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 물체, 특히 차량 또는 차량의 부분이 일반적으로 가속되는 테스트 슬라이드 상에 장착되는 충돌 테스트를 수행하는 방법에 관한 것으로, 가속력은 가압-가스 용기에 의해 생성되고, 특히 피스톤 및 푸쉬 로드를 거쳐 가속 물체에 적용되며, 한편 사이클 시간을 단축시키기 위해, 가압-가스 용기에서의 원하는 가스 압력은, 가스에 압력을 가하도록, 유압 유체에 자체적으로 노출된 피스톤의 이동에 의해 생성된다. 본 발명은 또한 대응하여 구현된 시스템에 관한 것이다.

Description

충돌 테스트 수행 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONDUCTING CRASH TESTS}
본 발명은, 물체, 특히 차량 또는 차량의 일부가 일반적으로 가속되는 테스트 슬라이드 상에 장착되는 충돌테스트를 수행하는 방법에 관한 것으로, 가속력은 가압-기체 용기에 의해 생성되고, 특히 피스톤 및 푸쉬 로드(push rod)를 통해 가속 물체에 적용된다.
본 발명은 또한, 물체, 특히 차량 또는 차량의 일부가 일반적으로 가속되는 테스트 슬라이드 상에 장착되는 충돌테스트를 수행하는 시스템에 관한 것으로, 가속력은 가압-기체 용기에 의해 생성되고, 특히 피스톤 및 푸쉬 로드를 통해 가속 몰체에 적용된다.
언급된 유형의 방법 및 시스템은 예를 들어 WO 00/79236 A1에서 이전에 기재되었다. 이러한 이전의 방법에 따라, 실제 충돌 테스트에서의 관성 감속은 테스트 물체를 가속시킴으로써 시뮬레이팅된다. 이것은, 장애물과의 충돌시 차량의 이동 질량에 작용하는 가속력이 테스트 물체에 대해 테스트 슬라이드를 가속시킴으로써 직접 적용된다는 것을 의미한다. 따라서, 실제 감속 곡선의 매우 우수한 복제물(replication)에 도달할 수 있다. 테스트 물체는 파괴되지 않는다. 그러나, 본 발명은 또한, 물체가 특정 속도로 가속되고 이 속도로 장애물과 충돌하도록 야기되는 종래의 충돌 테스트 뿐 아니라, 예를 들어 EP 1 750 112 A1에 기재된 바와 같이 차량의 부분만을 수반하는 충돌 테스트에 이용될 수 있다.
이러한 이전의 방법 및 시스템에서, 필요한 가스 압력은 컴프레서에 의해 가압-가스 용기에서 생성된다. 가압-가스 용기를 채우는데 비교적 오랜 시간이 걸리는데, 이것은 다시 충돌 테스트 사이클 사이에 비교적 긴 지연을 초래한다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 사이클 시간이 단축될 수 있는 전술한 유형의 방법 및 시스템을 도입하는 것이다.
본 목적은, 원하는 가스 압력이 유압 유체를 피스톤에 적용함으로써 가압-가스 용기에서 생성되는 전술한 유형의 방법에 의해 달성되며, 피스톤은 이동되고 피스톤의 부분 상에서 가스에 압력을 가한다.
더욱이, 언급된 목적은, 피스톤이 실린더를 가압 가스를 포함하는 제 1 피스톤 챔버와, 유압 유체를 수용하는 제 2 피스톤 챔버로 분리하는 피스톤-실린더 조립체를 병합하여, 제 2 피스톤 챔버가 피스톤을 이동시키기 위해 유압 유체로 채워질 수 있는 전술한 유형의 시스템을 통해 달성된다.
유압 동작 피스톤에 의해 필요한 가스 압력을 생성하는 것은 사이클 시간을 크게 단축시킬 수 있다. 유압 유체는 적절한 유압 펌프에 의해 공급되어, 이에 따라 가압-가스 용기를 채우는데 걸리는 시간을 상당한 단축시킨다. 이용된 유압 펌프에 따라, 15분 미만의 사이클 시간이 달성될 수 있다.
가스 공급부는 바람직하게 피스톤의 일측에 포함된 가스와 타측상의 유압 유체를 갖는 개별적인 피스톤 챔버에 제공된다. 유리하게, 이것은 상업적으로 이용가능한 유압 피스톤-유형의 축적기를 이용하여 달성될 수 있으며, 이것은 시스템의 비용을 감소시킬 것이다.
특히 본 발명의 바람직한 구성에서, 가스는 충돌 테스트의 완료시 가스 용기, 즉 피스톤-유형의 축적기로 피드백된다. 유리한 결과는 폐쇄된 가스 피드백 루프이며, 이것은 압축된 공기의 배출에 고유한 전형적인 잡음 문제를 제거한다. 더욱이, 가스의 팽창 및 압축에 의해 야기된 온도 변화의 문제는 크게 감소되어, 가해진 압력에 관해 가압-가스 용기의 더 정밀한 채움을 허용한다.
가스 재순환은 바람직하게 가압-가스 용기에 제공되고 다시 유압 유체에 의해 구동된 추가 피스톤에 의해 구현된다. 바람직하게, 이러한 유압 유체는 가스를 가압하기 위해 유압 유체를 전달하는 동일한 유압 펌프에 의해 이동된다. 이것은 가스 용기로의 가스 재순환을 크게 간략화한다.
가압-가스 용기가 채워지는 가스량의 변동, 및 이에 따라 가스 압력의 변동을 허용하기 위해, 바람직한 접근법은, 피스톤-실린더 조립체의 제 2 피스톤 챔버가 필요한 경우 채워질 수 있는 유압-유체 용기를 제공하는 것이다.
충돌 테스트의 완료시, 가압-가스 실린더에서의 추가 피스톤은 그 부분 상에서 푸쉬 로드의 후퇴에 의해 홈(home) 위치로 복귀되는데, 이것은 다시 특히 간단한 해결책을 구성한다.
주로 이용된 가스는 질소이며, 이것은 팽창 및 압축 특성 뿐 아니라 감소된 부식 위험의 견지에서 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은, 특히 실제 충돌에 직면하게 된 관성력이 단지 시뮬레이팅되는 충돌 테스트, 및 가스 압력에 의해 생성된 가속력이 실제로 필요한 힘보다 더 큰 프로세스에 적용되며, 제동 디바이스는 원하는 가속 곡선을 생성하는 작용을 한다.
상기 모든 방법-관련 진술은 본 발명에 따른 시스템에 그에 맞게 적용된다.
물체, 특히 차량 또는 차량의 부분이 가속되는 테스트 슬라이드(test slide) 상에 일반적으로 장착되는 충돌 테스트를 수행하는 방법으로서, 가속력은 가압-가스 용기(2)에 의해 생성되고, 특히 피스톤(3) 및 푸쉬 로드(push rod)(4)를 거쳐 가속 물체에 적용되는, 충돌 테스트를 수행하는 방법에 있어서,
원하는 가스 압력은, 가스에 작용하고 유압 유체의 압력에 자체적으로 노출된 피스톤(5)의 이동에 의해 가압-가스 용기(2)에서 생성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유압 유체는 유압 펌프에 의해 가해지는 것을 특징으로 한다.
필요한 가스 공급부는 특히 개별적인 피스톤 챔버(10)에 제공되며, 상기 개별적인 피스톤 챔버(10)는 피스톤(11)의 일측상에 가스를 포함하고, 타측상에 유압 유체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
충돌 테스트 완료시, 가스는 가스 용기, 즉 피스톤 챔버(9)로 복귀되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스는 가압-가스 용기(2)에 포함된 추가 피스톤(5)의 이동에 의해 복귀되고, 상기 이동은 유압 유체에 의해 발생되는 것을 특징으로 한다.
상기 유압 유체는 가스 압력을 생성하기 위해 유압 유체를 전달하는 동일한 유압 펌프(16)에 의해 가해지는 것을 특징으로 한다.
상기 추가 피스톤(5)은 푸쉬 로드(4)의 후퇴에 의해 홈(home) 위치로 복귀되는 것을 특징으로 한다.
가스 재순환은 폐쇄된 피드백 루프에서 발생하는 것을 특징으로 한다.
유압-유체 재순환은 폐쇄된 피드백 루프에서 발생하는 것을 특징으로 한다.
유압-유체 순환 시스템은 유압-유체 용기(16)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이용된 가스는 질소인 것을 특징으로 한다.
실제 충돌의 관성 감속력은 실제 관성 감속 곡선을 따라 테스트 물체를 가속시킴으로써 시뮬레이팅되는 것을 특징으로 한다.
테스트 슬라이드를 이용하는 충돌 테스트 동안, 실제 관성 감속 곡선에 대응하는 가속에 필요한 힘보다 더 큰 힘이 가속 방향으로 가해지고, 원하는 가속 곡선을 얻기 위해, 충돌 테스트 슬라이드, 또는 이를 구동하는 디바이스는 가속 방향에 반대인 벡터를 갖는 제동력에 노출되며, 상기 제동력은 결과적인 힘이 원하는 가속 곡선을 따라 상기 슬라이드를 가속시키기에 충분히 강한 것을 특징으로 한다.
물체, 특히 차량 또는 차량의 부분이 가속되는 테스트 슬라이드 상에 일반적으로 장착되는 충돌 테스트를 수행하는 시스템으로서, 상기 시스템은 피스톤(3) 및 푸쉬 로드(4)를 통해 가속 물체에 특히 가해지는 가속력을 생성하기 위한 가압-가스 용기(2)를 포함하는, 충돌 테스트를 수행하는 시스템에 있어서,
피스톤-실린더 조립체(10)에는, 실린더(12)를 가압된 가스를 수용하는 제 1 피스톤 챔버(9), 및 유압 유체를 수용하는 제 2 피스톤 챔버(13)로 세분하는 피스톤(11)이 제공되며, 제 2 피스톤 챔버(13)는 피스톤(11)을 이동시키도록 작용하는 유압 유체로 채워질 수 있는 것을 특징으로 한다.
제 2 피스톤 챔버(13)는 유압 펌프를 통해 유압-유체 용기에 연결되는 것을 특징으로 한다.
피스톤-실린더 조립체(10)는 개별적인 피스톤-유형의 축적기로서 구성되고, 제 1 피스톤 챔버(9)는 압력 도관(7)을 거쳐 가압-가스 용기(2)에 연결되는 것을 특징으로 한다.
가압-가스 용기(2)는, 가스가 가압-가스 용기(2)로부터 피스톤-챔버 가스 용기(9)로 복귀될 수 있는 추가 피스톤(5)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
추가 피스톤(5)은 가압-가스 용기(2)를 가스를 위한 제 1 피스톤 챔버(1)와, 피스톤(5)을 이동시키기 위해 유압 유체로 채워질 수 있는 제 2 피스톤 챔버(6)로 세분시키는 것을 특징으로 한다.
제 2 피스톤 챔버(6)는 동일한 유압 펌프를 거쳐 유압-유체 용기에 연결되는 것을 특징으로 한다.
푸쉬 로드(4)를 후퇴시킴으로써, 추가 피스톤(5)은 홈 위치로 복귀될 수 있는 것을 특징으로 한다.
가스는 폐쇄된 피드백 루프에서 재순환되는 것을 특징으로 한다.
유압 유체는 폐쇄된 피드백 루프에서 재순환되는 것을 특징으로 한다.
이용된 가스는 질소인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 한가지 구현 예는 첨부된 도면에 도시되고, 아래에 설명된다.
도 1은 충돌 테스트에 사용하기 위해 가압-가스 용기에서 가스 압력을 생성하도록 작용하는 본 발명에 따른 시스템의 개략도.
도시된 시스템은 이동가능 피스톤(3)을 포함하는 실린더(2)의 형태의 가스 압력 챔버(1)를 수용한다. 피스톤(3)은 푸쉬 로드(4)에 단단히 연결되며, 이러한 푸쉬 로드(4)는 실린더(2)의 일단부로부터 돌출되고, 충돌 테스트 슬라이드를 동작시킨다.
또한 제 2 피스톤(5)은 실린더(2)에 이동가능하게 포함된다. 제 2 피스톤(5)은 푸쉬 로드(4)로부터 멀어지는 쪽을 향하는 일측상의 제 1 피스톤(3)에 마주보게 위치되고, 피스톤(3)과 함께 가스 압력 챔버(1)를 형성하고, 실린더(2) 내의 타측상에, 추가 피스톤 챔버(6)를 형성한다. 제 2 피스톤(5)을 통해 지향성 제어 밸브(8)를 거쳐 연장하는 도관(7)에 의해, 가스 압력 챔버(1)는 개별적인 피스톤-실린더 조립체(10)의 제 1 피스톤 챔버(9)에 연결된다. 일반적으로, 전자기 수단에 의해, 지향성 제어 밸브(8)는 도관(7)을 차단하거나, 도시된 바와 같이 개방하도록 설정될 수 있다. 피스톤-실린더 조립체(10)는 피스톤(11)을 포함하는데, 이러한 피스톤(11)은 실린더(12) 내에서 이동하고, 실린더(12)를 제 1 피스톤 챔버(9) 및 제 2 피스톤 챔버(13)로 세분한다. 도관(14) 및 다른 지향성 제어 밸브(15)에 의해, 제 2 피스톤 챔버(13)는 유압 펌프 및 유압-유체 용기를 수용하는 유압 유닛(16)에 연결된다. 지향성 제어 밸브(15) 및 유압 공급기(feeder) 라인(17)에 의해, 유압 유닛(16)은 또한 가압-가스 용기(2)의 제 2 피스톤 챔버(6)에 연결된다.
지향성 제어 밸브(15)는 3개의 설정을 갖는데, 이러한 3개의 설정은 예시된 피스톤과 별도로, 가압-가스 용기(2)의 제 2 피스톤 챔버(6)로부터의 유체가 도관(17)을 거쳐 유압 유닛(16)으로 다시 흐를 수 있는 동안, 유압 유닛(16)의 유압 펌프가 피스톤-실린더 조립체(10)의 제 2 피스톤 챔버(13) 안으로 유압 유체를 펌핑하는 설정과, 피스톤-실린더 조립체(10)의 제 2 피스톤 챔버(13)로부터의 유체가 유압 유닛(16)의 유압-유체 용기로 다시 흐를 수 있는 동안, 유압 유닛(16)의 유압 펌프가 가압-가스 용기(2)의 제 2 피스톤 챔버(6) 안으로 유체를 펌핑하는 제 3 설정을 포함한다. 바람직하게, 제 2 지향성 제어 밸브(15)도 또한 전자기 수단에 의해 동작된다.
본 발명에 따른 시스템을 이용하는 충돌 테스트를 개시하기 위해, 지향성 제어 밸브(8)는 개방 위치로 설정되고, 지향성 제어 밸브(15)는 유압 유닛(16)의 유압 펌프를 피스톤-실린더 조립체(10)의 피스톤 챔버(13)에 연결시키도록 설정된다. 유압 유닛(16)의 유압 펌프를 작동시키는 것은 피스톤 챔버(13) 안으로 유체를 핌펑할 것이다. 이를 통해, 피스톤(11)은 양방향 화살표 Ⅲ로 표시된 바와 같이 좌측으로 이동되어, 피스톤 챔버(9)에 존재하는 가스를 지향성 제어 밸브(8) 및 피스톤(5)을 거쳐 가스 압력 챔버(1) 안으로 가한다. 이러한 프로세스는, 원하는 가스 압력이 가스 압력 챔버(1)에 도달할 때까지 계속된다. 도시되지 않은 제동 디바이 스는 피스톤에서 푸쉬 로드(4)를 통해 피스톤(3)을 유지하는 한편, 양방향 화살표 Ⅰ로 표시된 바와 같이, 피스톤(5)이 아직 마지막 위치에 있지 않은 경우 마지막 위치로 이동할 수 있다. 일단 원하는 압력이 확립되었으면, 2개의 지향성 제어 밸브(8 및 15)는 차단되어, 압력이 유압 펌프를 동작시키지 않고도 유지되도록 한다. 충돌 테스트는, 이제 도시되지 않은 제동 디바이스가 완화되는(released) 곳에서 발생할 수 있다. 이것은 피스톤(3)에 의해 구동된 푸쉬 로드(4)를 양방향 화살표 Ⅱ로 표시된 바와 같이 가압-가스 용기(2)로부터 우측으로 이동시켜, 테스트 물체를 원하는 방식으로 추진한다. 특히, 제동 디바이스는, 테스트 물체가 실제 관성 곡선을 따라 가속되는 방식으로 동작된다.
충돌 테스트의 완료시, 지향성 제어 밸브(8)는 재개방되고, 지향성 제어 밸브(15)는, 유압 유닛(16)의 유압 펌프를 가압-가스 용기(2)의 제 2 피스톤 챔버(6)에 연결시키는 제 2 개방 설정으로 전환되고, 유압-유체 용기는 피스톤-실린더 조립체(10)의 제 2 피스톤 챔버(13)에 연결된다. 유압 펌프를 작동시키는 것은 유압 유체를 피스톤 챔버(6) 안으로 펌핑하여, 피스톤(5)을 양방향 화살표 Ⅰ로 표시된 바와 같이 우측으로 이동시킨다. 그 결과, 피스톤(5)과 피스톤(3) 사이에 존재하는 가압된 가스, 즉 질소는 도관(7) 및 지향성 제어 밸브(8)를 통해 가스-압력부, 즉 피스톤 챔버(9) 안으로 다시 재순환될 것이다. 이것은 다시 피스톤(11)을 양방향 화살표 Ⅲ로 표시된 바와 같이 우측으로 이동시켜, 피스톤 챔버(13)로부터의 유체를 도관(14) 및 지향성 제어 밸브(15)를 통해 유압 유닛(16)의 유압-유체 용기 안으로 다시 밀어 넣을 것이다. 피스톤(5)이 피스톤(3)과 접촉하자마자, 가압된 가스 모두는 가스-압력부, 즉 피스톤 챔버(9)로 다시 되돌아갈 것이다. 양방향 화살표 Ⅱ로 표시된 바와 같이, 푸쉬 로드(4)는 좌측으로 이동하고 홈 위치로 복귀되어, 동시에 피스톤(5)이 자체 홈 위치 방향으로 양방향 화살표 Ⅰ로 표시된 바와 같이 좌측으로 이동하도록 할 것이다. 가스 압력 챔버(1)는 이제 전술한 바와 같이 재로딩될 수 있는 한편, 푸쉬 로드(4)는 제동 디바이스에 의해 다시 한번 적소에 유지되고, 가스 압력 챔버(1)에서 구축된 가스 압력은 피스톤(5)을 마지막 위치로 좌측으로 이동시킨다. 프로세스에서, 피스톤(5)이 푸쉬 로드(4)에 의해 이동될 때, 피스톤 챔버(6)에 존재하는 유체는 도관(17) 및 지향성 제어 밸브(15)를 거쳐 유압 유닛(16)의 유압-유체 용기로 복귀된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 원하는 가스 압력이 유압 유체를 피스톤에 적용함으로써 가압-가스 용기에서 생성되는 전술한 유형의 방법에 의해 달성되며, 피스톤은 이동되고 피스톤의 부분 상에서 가스에 압력을 가하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법 및 시스템에 이용가능하다.

Claims (13)

  1. 가속되는 테스트 슬라이드(test slide) 상에 물체를 장착하여 충돌 테스트를 수행하는 방법으로서, 가속력은 가압-가스 용기(2)에 의해 생성되고, 피스톤(3) 및 푸쉬 로드(push rod)(4)를 거쳐 가속 물체에 적용되는, 충돌 테스트를 수행하는 방법에 있어서,
    원하는 가스 압력은, 가스에 작용하고 유압 유체의 압력에 자체적으로 노출된 피스톤(5)의 이동에 의해 가압-가스 용기(2)에서 생성되는 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유압 유체는 유압 펌프에 의해 가해지는 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 필요한 가스 공급부는 개별적인 피스톤 챔버(10)에 제공되며, 상기 개별적인 피스톤 챔버(10)는 피스톤(11)의 일측상에 가스를 포함하고, 타측상에 유압 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 충돌 테스트 완료시, 가스는 가스 용기인 피스톤 챔버(9)를 포함하는 가스 용기로 복귀되는 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가스는 가압-가스 용기(2)에 포함된 추가 피스톤(5)의 이동에 의해 복귀되고, 상기 이동은 유압 유체에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유압 유체는 가스 압력을 생성하기 위해 유압 유체를 전달하는 동일한 유압 펌프(16)에 의해 가해지는 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 추가 피스톤(5)은 푸쉬 로드(4)의 후퇴에 의해 홈(home) 위치로 복귀되는 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 가스 재순환은 폐쇄된 피드백 루프에서 발생하는 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 유압-유체 재순환은 폐쇄된 피드백 루프에서 발생하는 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 유압-유체 순환 시스템은 유압-유체 용기(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 이용된 가스는 질소인 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  12. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 실제 충돌의 관성 감속력은 실제 관성 감속 곡선을 따라 테스트 물체를 가속시킴으로써 시뮬레이팅되는 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 테스트 슬라이드를 이용하는 충돌 테스트 동안, 실제 관성 감속 곡선에 대응하는 가속에 필요한 힘보다 더 큰 힘이 가속 방향으로 가해지고, 원하는 가속 곡선을 얻기 위해, 충돌 테스트 슬라이드, 또는 이를 구동하는 디바이스는 가속 방향에 반대인 벡터를 갖는 제동력에 노출되며, 상기 제동력은 결과적인 힘이 원하는 가속 곡선을 따라 상기 슬라이드를 가속시키기에 충분히 강한 것을 특징으로 하는, 충돌 테스트를 수행하는 방법.
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