PL238233B3 - Stanowisko do symulacyjnego badania naprężeń dynamicznych, zwłaszcza w elementach zabezpieczających kierowcę - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stanowisko do symulacyjnego badania naprężeń dynamicznych zwłaszcza w elementach zabezpieczających kierowcę.

Znane jest stanowisko do symulacyjnego badania naprężeń w elementach zabezpieczających kierowcę, w którym po pochyłej powierzchni na wózku zjeżdża osoba zapięta pasami bezpieczeństwa. Rozpędzanie wózka z fotelem kierowcy następuje w sposób bezwładnościowy. Wózek na pochyłej powierzchni rozpędza się samoczynnie a prędkość końcowa, jaką wózek osiąga przy zderzeniu ze ścianą oporową zależy od długości zjazdu wózka.

Znane jest stanowisko typu katapulta, w którym do rozpędzania wózka używa się elastycznych lin. Silnik elektryczny naciąga platformę z linami tak, aby możliwe było wprowadzenie całości w ruch. Po naciągnięciu lin zwalnia się blokadę i napięte liny wprowadzają w ruch wózek wraz z badanym obiektem. W takim rodzaju napędu zmianę prędkości można uzyskać przez zmianę siły wykorzystanej do napięcia lin. Silniej napięte liny spowodują wystąpienie większej prędkości końcowej, a słabsze naciągnięcie niższą prędkość. Dzięki wykorzystaniu takiego rodzaju napędu można uzyskiwać prędkości dochodzące do 60-70 km/h.

Znane jest też stanowisko o napędzie elektrycznym, które charakteryzuje się tym, że do wprowadzenia platformy w ruch wykorzystuje się silnik elektryczny. Prędkość jazdy regulowana jest za pomocą zmiany obrotów tego silnika. Liny lub łańcuch nawijane są na bęben z różnymi prędkościami, co powoduje posuw platformy i osiąganie żądanych prędkości podczas próby zderzenia. Platforma z fotelem zamocowana jest na torze poziomym, na którym następuje rozpędzanie wózka. Zakres osiąganych prędkości jest dość duży, co pozwala na dokonywanie zróżnicowanych badań.

Znane jest z opisu patentowego PL213074 stanowisko do symulacyjnego badania naprężeń dynamicznych, zwłaszcza w elementach zabezpieczających kierowcę, w którym profil bieżni utworzony jest z dwóch odcinków prostych połączonych promieniem, przy czym jeden koniec bieżni jest osadzony obrotowo na sworzniu, a drugi koniec bieżni jest podparty na wsporniku o regulowanej wysokości. Na bieżni jest zainstalowany wózek, na którym umocowane jest siedzisko z obiektem badań, umocowanym do siedziska pasami bezpieczeństwa. Wspornik stanowią dwie kolumny i posiada szereg otworów, przez które sworznie utrzymują położenie bieżni na zadanej wysokości, a bieżnia posiada wyprofilowane kanały.

Stanowisko do symulacyjnego badania naprężeń dynamicznych, zwłaszcza w elementach zabezpieczających kierowcę, zawierające profilowaną bieżnię utworzoną z dwóch odcinków prostych połączonych promieniem, przy czym jeden koniec bieżni jest osadzony obrotowo na sworzniu a drugi koniec bieżni jest podparty na wsporniku o regulowanej wysokości, a na bieżni ma zainstalowany wózek, na którym umocowane jest siedzisko z obiektem badań umocowanym do siedziska pasami bezpieczeństwa, według patentu PL213074, charakteryzuje się tym, że do platformy wózka za pomocą śrub poprzez otwory przymocowana jest obrotnica składająca się z podstawy z wykonanymi otworami odpowiadającymi otworom wózka. Do podstawy zamocowana jest górna pokrywa centrowana na otworze i ułożyskowana na łożysku poprzecznym oraz łożysku wzdłużnym i zabezpieczona śrubą. Pomiędzy górną pokrywą a podstawą zainstalowane są rolki obwodowe oraz rolki podpierające, zaś obrót pokrywy realizowany jest poprzez przekładnię stożkową sterowaną pokrętłem.

Korzystnie w górnej pokrywie wykonane są otwory do zamocowania platformy badawczej.

Rozwiązanie, według wynalazku, dzięki zainstalowanej obrotnicy stwarza możliwość dowolnego ustawienia siedziska pod dowolnym kątem, dzięki temu możliwe jest symulowanie różnych typów zderzeń np. narożnikowych, bocznych czy tylnych i badanie różnych elementów zabezpieczających, na przykład siedzenia wyposażonego w pasy bezpieczeństwa. W związku z tym, można w znacznie szerszym stopniu wykorzystać stanowisko i odwzorowywać zderzenia w różnorodnych sytuacjach drogowych. Jak wynika z danych Policji np. w roku 2018 udział wypadków pojazdów w ruchu wynosił 53,8% z czego zderzenia boczne to 9,8%, tylne 12,6%, zaś boczne aż 31,4%. W tych zderzeniach jednym z elementów bezpieczeństwa biernego mającego znaczenie w zapewnieniu pasażerom bezpieczeństwa są pasy bezpieczeństwa.

W dolnej części bieżni umocowane są włączniki zwierne reagujące na przejeżdżający po bieżni wózek umożliwiające na płaskiej części zjeżdżalni na wyznaczenie prędkości przedzderzeniowej a pasy bezpieczeństwa oraz uchwyty tych pasów wyposażone są w czujniki tensometryczne połączone z kartą A/C układu rejestrującego parametry jazdy wózka oraz naprężeń dynamicznych powstających w pasach bezpieczeństwa i uchwytach przy zderzeniu wózka ze zderzakiem.

PL 238 233 B3

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok boczny stanowiska do symulacyjnego badania naprężeń dynamicznych, fig. 2 - widok stanowiska z góry, fig. 3 - widok wózka z boku, fig. 4 - przekrój poprzeczny wózka, fig. 5 - przekrój poprzeczny obrotnicy, fig. 6 - widok górnej pokrywy obrotnicy od spodu, fig. 7a - widok platformy badawczej z góry, fig. 7b - widok tylnej płyty platformy badawczej, fig. 7c - widok platformy badawczej z boku, fig. 8 - widok boczny zmontowanego wózka, obrotnicy, platformy badawczej i siedzenia z pasami bezpieczeństwa, fig. 9 - widok z przodu zmontowanego wózka, obrotnicy, platformy badawczej i siedzenia, fig. 10 - widok mechanizmu blokady zwory elektromagnetycznej, fig. 11a i 11b - widok systemu blokady położenia bieżni, fig. 12a i 12b - widok mocowania silnika podnoszenia bieżni, a fig. 13 - widok mocowania nakrętki podnoszenia bieżni.

Stanowisko do symulacyjnego badania sił dynamicznych w elementach zabezpieczających kierowcę podczas zderzeń posiada podstawę 1. Utworzona jest z zamkniętych profili połączonych poprzeczkami 2, która wyposażona jest we wspornik 3, na którym obrotowo, na sworzniu 4 osadzona jest bieżnia 5 stanowiąca tor jazdy dla wózka 6. Na wózku tym umocowana jest obrotnica 7 wraz z platformą 8, na której zamocowane jest siedzisko z manekinem zapiętym pasami. Bieżnia 5 drugim końcem podparta jest na usytuowanym pionowo wsporniku 9. Bieżnia 5 w rzucie bocznym ma profil utworzony z dwóch odcinków prostych L1 i L2 połączonych promieniem R. Wspornik 9 posiada szereg otworów 10 umożliwiających podparcie bieżni 5 na różnych wysokościach względem powierzchni. Wspornik 9 stanowią dwie kolumny, a położenie bieżni ustalane i blokowane jest sworzniami 11 mocowanymi w otworach wykonanych we wspornikach 9. Bieżnia 5 posiada wyprofilowane kanały 12, przez które sworznie 11 utrzymują położenie bieżni 5 na zadanej wysokości. Dodatkowe wzmocnienie przednie 13 umożliwia kotwiczenie przedniej części stanowiska do podłoża celem uniknięcia jego przesuwania podczas uderzenia wózka 7 w element hamujący 14.

Na bieżni 5 utworzonej z zamkniętych profili o okrągłym przekroju i połączonych poprzeczkami 15 osadzony jest wózek 6, pokazany na fig. 3 i fig. 4. Wózek 6 posiada platformę 16, do której z obu stron zostały zamocowane wsporniki boczne 17, w których zamocowano osie 18 kółek tocznych 19 wraz z łożyskami 26. Wsporniki 17 są ze sobą po bokach połączone wzmocnieniem 20. Dodatkowy element 21 stanowi wzmocnienie zderzaka 22 wózka 6. Koła 18 zabezpieczają wózek 6 przed wypadnięciem z bieżni 5. Koła jezdne 19 są tak ukształtowane, że pewnie utrzymują wózek 6 na torze jezdnym. Do platformy 16 zamocowano wzmocnienie wzdłużne 23 oraz ukośne 24 podpierające mocowanie płytki elektromagnesu 25.

Do platformy 16 wózka za pomocą śrub poprzez otwory 29 przymocowana jest obrotnica 7 przedstawiona na fig. 5 i fig. 6. Składa się ona z podstawy 30, w której wykonano otwory 31 zgodne z otworami 29 wózka 6, służące do śrubowego połączenia obu elementów. Do podstawy 30 zamocowana jest górna pokrywa 32 centrowana na otworze 33. Pokrywa 32 jest ułożyskowana na łożysku poprzecznym 34 oraz wzdłużnym 35 i zabezpieczona śrubą 36. W celu zapewnienia idealnej współpracy górnej pokrywy 32 z podstawą 30 zastosowano rolki obwodowe 37 oraz rolki podpierające 38. Obrót pokrywy realizowany jest poprzez przekładnię stożkową 39 sterowaną pokrętłem 40. W górnej pokrywie wykonano szereg otworów 41 do zamocowania platformy badawczej 8. Stwarza to możliwość dowolnego ustawienia siedziska pod dowolnym kątem, dzięki temu możliwe jest symulowanie różnych typów zderzeń np. narożnikowych, bocznych czy tylnych.

Platforma 8 przedstawiona na fig. 7a-7c składa się z podstawy 42, w której wykonano otwory do mocowania do górnej pokrywy 41 obrotnicy 7 oraz otwory 43 służące do mocowania badanego siedziska 49 oraz otwory 44 do mocowania uchwytów 50 pasów dwu- i trójpunktowych pasów bezpieczeństwa 51. W tylnej części platformy 52 wykonano szereg otworów służących 46 do mocowania uchwytów pasów cztero- i pięciopunktowych 53 oraz dodatkowy słupek 45 służący do montażu zwijarki 54 pasa poprzez otwory 47 oraz górnego uchwytu pasa trójpunktowego 55 poprzez otwory 48. Uchwyty pasów przyłączone są do czujników tensometrycznych sił 56. Platforma posiada podnóżek 57 dla stóp manekina 58.

Na fig. 10 przedstawiono mechanizm ramy wózka 6, utrzymujący płytę 25 współpracującą ze zworą elektromagnetyczną 57, umocowaną do ramy wciągarki 58 zainstalowanej na bieżni 5. Do mechanizmu ramy zamocowany jest hak 59. Płyta 25 zainstalowana jest wahliwie do ramy mechanizmu 23 śrubą 27 z przeciwnakrętką 31 oraz sprężyną 60. Płyta 25 stabilizowana jest kołkami 61 osadzonymi suwliwie w otworach 28 ramy mechanizmu 23.

Na fig. 11a i fig. 11b, przedstawiono system blokady położenia bieżni, w którym koniec bieżni 5 osadzony jest na kolumnie 9 umożliwiającej regulację jej położenia. Blokada położenia bieżni 5 polega na wsunięciu sworznia 11 blokady w jeden z dostępnych otworów 10 poprzez kanał 12.

PL 238 233 B3

Do podstawy 1, poprzez wspornik 62 i panewki 63, w których osadzony jest obrotowo sworzeń 64 zespolona jest płyta 65 z zamocowanym do niej silnikiem 66. Wrzeciono 67 silnika 66 stanowi śruba, która współpracuje z nakrętką 68 osadzoną poprzez przegub 69 obrotowo do poprzeczki bieżni 5. Nakrętka 68 poprzez sworznie 69 osadzona jest obrotowo w tulejach 70 umocowanych do wspornika 71 zespolonego z poprzeczką 15 bieżni 5.

Do bieżni 5 na końcu odcinka L1, umocowane są czujniki 72 reagujące na przejeżdżający po bieżni 5 wózek 6. Pasy bezpieczeństwa i uchwyty tych pasów podłączone są do czujników tensometrycznych 56 połączonych z systemem akwizycji danych i z kartą A/C układu rejestrującego parametry jazdy wózka oraz naprężeń dynamicznych powstających w pasach bezpieczeństwa i uchwytach przy zderzeniu wózka 6 ze zderzakiem 14.

Wykaz oznaczeń:

1. podstawa stanowiska,

2. poprzeczki stanowiska,

3. wspornik stanowiska,

4. sworzeń wspornika,

5. bieżnia,

6. wózek,

7. obrotnica,

8. platforma,

9. wspornik,

10. otwory wspornika,

11. sworznie wspornika,

12. kanały bieżni,

13. wzmocnienie przednie,

14. element hamujący,

15. poprzeczki bieżni,

16. platforma wózka,

17. wsporniki boczne platformy wózka,

18. osie kółek tocznych,

19. kółka toczne,

20. wzmocnienia,

21. dodatkowy element (wzmocnienie zderzaka wózka),

22. zderzak wózka,

23. wzmocnienie wzdłużne,

24. wzmocnienie ukośne,

25. elektromagnes,

26. łożyska kółek tocznych,

27. śruba,

28. otwory ramy,

29. otwory platformy,

30. podstawa obrotnicy,

31. otwory podstawy obrotnicy,

32. pokrywa górna,

33. otwór górnej pokrywy,

34. łożysko poprzeczne pokrywy,

35. łożysko wzdłużne pokrywy,

36. śruba pokrywy,

37. rolki obwodowe,

38. rolki podpierające,

39. przekładania stożkowa,

40. pokrętło,

41. otwory górnej pokrywy,

42. podstawa platformy,

43. otwory do mocowania siedziska,

44. otwory do mocowania uchwytów,

PL 238 233 B3

45. słupek,

46. otwory do mocowania uchwytów pasów,

47. otwory zwijarki,

48. otwory górnego uchwytu pasa,

49. siedzisko,

50. uchwyt pasa bezpieczeństwa,

51. dwu- lub trójpunktowe pasy bezpieczeństwa,

52. platforma,

53. cztero- lub pięciopunktowe pasy bezpieczeństwa,

54. zwijarka,

55. uchwyt pasa trójpunktowego,

56. czujniki tensometryczne sił,

57. podnóżek,

58. manekin,

59. hak,

60. sprężyna,

61. kołki,

62. wspornik,

63. panewki,

64. sworzeń,

65. płyta,

66. silnik,

67. wrzeciono silnika,

68. nakrętka,

69. przegub,

70. tuleja,

71. wspornik zespolony z poprzeczką bieżni,

72. czujniki przejazdu wózka.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Stanowisko do symulacyjnego badania naprężeń dynamicznych, zwłaszcza w elementach zabezpieczających kierowcę, zawierające profilowaną bieżnię utworzoną z dwóch odcinków prostych połączonych promieniem, przy czym jeden koniec bieżni jest osadzony obrotowo na sworzniu a drugi koniec bieżni jest podparty na wsporniku o regulowanej wysokości, a na bieżni ma zainstalowany wózek, na którym umocowane jest siedzisko z obiektem badań umocowanym do siedziska pasami bezpieczeństwa, według patentu PL213074, znamienne tym, że do platformy (16) wózka za pomocą śrub poprzez otwory (29) przymocowana jest obrotnica (7) składająca się z podstawy (30) z wykonanymi otworami (31) odpowiadającymi otworami (29) wózka (6), przy czym do podstawy (30) zamocowana jest górna pokrywa (32) centrowana na otworze (33) i ułożyskowana na łożysku poprzecznym (34) oraz łożysku wzdłużnym (35) i zabezpieczona śrubą (36), przy czym pomiędzy górną pokrywą (32) a podstawą (30) zainstalowane są rolki obwodowe (37) oraz rolki podpierające (38), zaś obrót pokrywy realizowany jest poprzez przekładnię stożkową (39) sterowaną pokrętłem (40).
2. 2. Stanowisko, według zastrz. 1, znamienne tym, że w górnej pokrywie (32) wykonane są otwory (41) do zamocowania platformy badawczej (16).