WO2014180883A1 - Prüfvorrichtung zur durchführung von untersuchungen an einem testkörper - Google Patents

Prüfvorrichtung zur durchführung von untersuchungen an einem testkörper Download PDF

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Klaus Matlschweiger
Michael ROLLER
Bernhard Glaser
Helmut Ruoff
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Klaus Matlschweiger
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Definitions

  • Test device for carrying out examinations on a test body
  • the invention relates to a test device for carrying out tests on a test body, comprising a rail guide with a slide unit coupled to a drive unit for acceleration on which the test body is arranged, wherein the drive unit is connected to a control unit and at least one image acquisition unit for acquiring image data of the Test body is provided
  • a device for examining a test body has a receiving unit for fixed arrangement of
  • an electric drive unit for driving the receiving unit with the test body and a control unit for controlling the electric drive unit for accelerating the arranged on the receiving unit test body.
  • the device is designed such that the
  • Receiving unit and the test body located thereon are mechanically driven only by means of the electric drive unit, wherein the electric drive unit comprises a linear electric motor. Furthermore, the device has an analysis unit, which has a camera for capturing images or videos for subsequent evaluation.
  • the invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved test apparatus for performing studies on a test body.
  • a test apparatus for carrying out examinations on a test body comprises a rail guide with a slide unit coupled to a drive unit for acceleration, on which the test body is arranged, wherein the drive unit is connected to a control unit and at least one
  • Imaging unit is provided for detecting image data of the test body.
  • the at least one image acquisition unit is at another
  • Carriage unit of the test body extending further rail guide is arranged, wherein the further slide unit of the at least one image acquisition unit has a separate drive unit connected to the control unit for accelerating the further slide unit.
  • the at least one image acquisition unit is arranged on the further slide unit, which can be driven by means of the separate drive unit, it is possible in a particularly advantageous manner to have a weight on the slide for accelerating the test body by the weight of one known from the prior art moving rack on which the image capture unit is attached to reduce.
  • a weight on the slide for accelerating the test body by the weight of one known from the prior art moving rack on which the image capture unit is attached to reduce.
  • Fig. 1 shows schematically a perspective view of a testing device according to the
  • Fig. 2 shows a perspective view of a separate camera slide
  • Fig. 3 shows a schematic perspective view of the test apparatus with the
  • FIG. 1 shows a test device for carrying out tests on a test object according to the prior art, not shown in more detail.
  • the testing device comprises a rail guide 1, a carriage unit 2 arranged on the same, which is coupled to a drive unit, not shown.
  • the carriage unit 2 is movable on the rail guide 1, wherein the carriage unit 2 by means of the drive unit can be accelerated and braked.
  • the drive unit is connected to a control unit, whose generated control signals can be supplied to the drive unit, so that the slide unit 2 is accelerated or decelerated.
  • a frame 3 is laterally arranged and fixed, wherein on the respective frame 3, two image capture units 4 are attached.
  • Such a test apparatus is provided for collision simulation of a vehicle body, wherein the test body arranged on the carriage unit 2 is a vehicle body with at least one crash test dummy which represents a dummy of a vehicle occupant.
  • the test body can be accelerated with an inverse crash pulse in order to simulate the same procedure for vehicle occupants in the event of a collision of a vehicle.
  • the movement of the at least one crash test dummy resulting from the simulation of the crash pulse can be detected by means of the image acquisition units 4, which are designed as high-speed video cameras.
  • the racks 3 are arranged and fixed on the carriage unit 2, so that the image capturing units 4 move with the carriage unit 2.
  • These racks 3 have a weight, which in addition to the weight of the carriage unit 2 and the test body must be accelerated, so that it is at least partially not possible to simulate specific vehicle crash pulses due to the thus relatively high total weight. In other words, a performance of the test apparatus for the high mass to be accelerated is insufficient.
  • Rail guide 5 is provided for the image acquisition units 4.
  • a section of the further rail guide 5 is in Figure 2 and the entire
  • Test device with the other rail guide 5 is shown in Figure 3.
  • Figure 2 shows a perspective view of the further rail guide 5 for a further slide unit 6, on which an image detection unit 4 is arranged.
  • the further slide unit 6 serves as a carrier of the image detection unit 4 and is coupled with a separate drive unit 7 for acceleration thereof.
  • This separate drive unit 7 is an electromagnetic drive.
  • the further rail guide 5 is parallel to the
  • Rail guide 1 of the test body arranged, which can be achieved that the test body and the image detection unit 4 are at a same level and corresponding image data can be detected.
  • a sampling of a signal on the carriage unit 2 with the test body arranged thereon preferably takes place via a high-resolution incremental encoder and / or laser.
  • a predetermined simulated crash pulse in digital form, that is, in data form, in a control software of the further carriage unit 6.
  • the control software of the further carriage unit 6 is then supplied with a triggering signal from the control software for accelerating the carriage unit 2 of the test body for synchronization.
  • two further rail guides 5 are provided, each with a further slide unit 6, a further rail guide 5 is arranged parallel to the rail guide 1 of the slide unit 2 of the test body, so that the rail guide 1 of the test body between the two further rail guides. 5 for the image capture units 4 is located.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zur Durchführung von Untersuchungen an einem Testkörper, welche eine Schienenführung (1) mit einer mit einer Antriebseinheit zur Beschleunigung gekoppelten Schlitteneinheit (2), an welcher der Testkörper angeordnet ist, umfasst, wobei die Antriebseinheit mit einer Steuereinheit verbunden ist und zumindest eine Bilderfassungseinheit (4) zur Erfassung von Bilddaten des Testkörpers vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist die zumindest eine Bilderfassungseinheit (4) an einer weiteren Schlitteneinheit (6) angeordnet, die auf einer parallel zur Schienenführung (1) der Schlitteneinheit (2) des Testkörpers verlaufenden weiteren Schienenführung (5) angeordnet ist, wobei die weitere Schlitteneinheit (6) der zumindest einen Bilderfassungseinheit (4) eine mit der Steuereinheit verbundene separate Antriebseinheit (7) zur Beschleunigung der weiteren Schlitteneinheit (6) aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung einer solchen Prüfvorrichtung.

Description

Prüfvorrichtung zur Durchführung von Untersuchungen an einem Testkörper
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zur Durchführung von Untersuchungen an einem Testkörper, umfassend eine Schienenführung mit einer mit einer Antriebseinheit zur Beschleunigung gekoppelten Schlitteneinheit, an der der Testkörper angeordnet ist, wobei die Antriebseinheit mit einer Steuereinheit verbunden ist und zumindest eine Bilderfassungseinheit zur Erfassung von Bilddaten des Testkörpers vorgesehen ist
Aus der WO 2011/020868 A2 ist eine Vorrichtung zur Untersuchung eines Testkörpers bekannt. Die Vorrichtung weist eine Aufnahmeeinheit zur festen Anordnung des
Testkörpers während der gesamten Untersuchung, eine elektrische Antriebseinheit zum Antrieb der Aufnahmeeinheit mit dem Testkörper und eine Steuereinheit zur Steuerung der elektrischen Antriebseinheit zur Beschleunigung des auf der Aufnahmeeinheit angeordneten Testkörpers auf. Die Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass die
Aufnahmeeinheit und der sich darauf befindende Testkörper ausschließlich mittels der elektrischen Antriebseinheit mechanisch angetrieben werden, wobei die elektrische Antriebseinheit einen elektrischen Linearmotor umfasst. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Analyseeinheit auf, die eine Kamera zur Erfassung von Bildern oder Videos zur anschließenden Auswertung aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Prüfvorrichtung zur Durchführung von Untersuchungen an einem Testkörper anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine Prüfvorrichtung zur Durchführung von Untersuchungen an einem Testkörper umfasst eine Schienenführung mit einer mit einer Antriebseinheit zur Beschleunigung gekoppelten Schlitteneinheit, an welcher der Testkörper angeordnet ist, wobei die Antriebseinheit mit einer Steuereinheit verbunden ist und zumindest eine
Bilderfassungseinheit zur Erfassung von Bilddaten des Testkörpers vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß ist die zumindest eine Bilderfassungseinheit an einer weiteren
Schlitteneinheit angeordnet, die auf einer parallel zur Schienenführung der
Schlitteneinheit des Testkörpers verlaufenden weiteren Schienenführung angeordnet ist, wobei die weitere Schlitteneinheit der zumindest einen Bilderfassungseinheit eine mit der Steuereinheit verbundene separate Antriebseinheit zur Beschleunigung der weiteren Schlitteneinheit aufweist.
Dadurch, dass die zumindest eine Bilderfassungseinheit an der weiteren Schlitteneinheit angeordnet ist, die mittels der separaten Antriebseinheit antreibbar ist, ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, ein Gewicht zur Beschleunigung des Testkörpers um das Gewicht eines aus dem Stand der Technik bekannten, an dem Schlitten mitfahrenden Gestelles, an dem die Bilderfassungseinheit befestigt ist, zu reduzieren. Durch diese Gewichtsreduzierung ist eine zusätzliche Leistung der Prüfvorrichtung verfügbar, so dass spezifische auf ein Fahrzeug wirkende Crashimpulse simulierbar sind. Dadurch ist es möglich, die Sicherheit von sich in der Entwicklung befindenden Fahrzeugen,
insbesondere für Fahrzeuginsassen, zu verbessern.
Durch den Wegfall des Gewichtes des Gestelles für die Bilderfassungseinheit können sich außerdem eine Simulationsgüte und eine Reproduzierbarkeit der Prüfvorrichtung erhöhen, da durch die angegebene Lösung in die Prüfvorrichtung eingebrachte
Schwingungen durch das mitfahrende Gestell mit der Bilderfassungseinheit entfallen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Prüfvorrichtung nach dem
Stand der Technik, Fig. 2 schematisch in perspektivischer Ansicht einen separaten Kameraschlitten und
Fig. 3 schematisch in perspektivischer Ansicht die Prüfvorrichtung mit dem
separaten Kameraschlitten.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt eine Prüfvorrichtung zur Durchführung von Untersuchungen an einem nicht näher dargestellten Testkörper nach dem Stand der Technik.
Die Prüfvorrichtung umfasst eine Schienenführung 1 , eine auf derselben angeordnete Schlitteneinheit 2, die mit einer nicht gezeigten Antriebseinheit gekoppelt ist. Mittels der Antriebseinheit ist die Schlitteneinheit 2 auf der Schienenführung 1 bewegbar, wobei die Schlitteneinheit 2 mittels der Antriebseinheit beschleunigbar und abbremsbar ist. Die Antriebseinheit ist mit einer Steuereinheit verbunden, deren erzeugte Steuersignale der Antriebseinheit zuführbar sind, so dass die Schlitteneinheit 2 beschleunigt oder abgebremst wird.
An der Schlitteneinheit 2 ist jeweils ein Gestell 3 seitlich angeordnet und fixiert, wobei an dem jeweiligen Gestell 3 zwei Bilderfassungseinheiten 4 befestigt sind.
Eine solche Prüfvorrichtung ist zur Kollisionssimulation einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen, wobei es sich bei dem an der Schlitteneinheit 2 angeordneten Testkörper um eine Fahrzeugkarosserie mit zumindest einem Crashtest-Dummy, der eine Attrappe eines Fahrzeuginsassen darstellt, handelt. Mittels der Schlitteneinheit 2 ist der Testkörper mit einem inversen Crashimpuls beschleunigbar, um für Fahrzeuginsassen den gleichen Vorgang bei einer Kollision eines Fahrzeuges zu simulieren. Die aus der Simulation des Crashimpulses resultierende Bewegung des zumindest einen Crashtest-Dummys ist mittels der Bilderfassungseinheiten 4, die als Hochgeschwindigkeits-Videokameras ausgebildet sind, erfassbar.
Wie oben beschrieben, sind die Gestelle 3 an der Schlitteneinheit 2 angeordnet und fixiert, so dass sich die Bilderfassungseinheiten 4 mit der Schlitteneinheit 2 mitbewegen. Diese Gestelle 3 weisen ein Gewicht auf, welches zusätzlich zu dem Gewicht der Schlitteneinheit 2 und des Testkörpers mit beschleunigt werden muss, so dass es aufgrund des somit vergleichsweise hohen Gesamtgewichtes zumindest teilweise nicht möglich ist, spezifische Fahrzeug-Crashimpulse zu simulieren. Mit anderen Worten ist eine Leistung der Prüfvorrichtung für die hohe zu beschleunigende Masse nicht ausreichend.
Um diese spezifischen Fahrzeug-Crashimpulse simulieren zu können und dadurch Untersuchungen an dem Testkörper vornehmen zu können, ist eine weitere
Schienenführung 5 für die Bilderfassungseinheiten 4 vorgesehen.
Ein Ausschnitt der weiteren Schienenführung 5 ist in Figur 2 und die gesamte
Prüf Vorrichtung mit der weiteren Schienenführung 5 ist in Figur 3 dargestellt.
Im Detail zeigt die Figur 2 in perspektivischer Ansicht die weitere Schienenführung 5 für eine weitere Schlitteneinheit 6, an welcher eine Bilderfassungseinheit 4 angeordnet ist. Die weitere Schiitteneinheit 6 dient als Träger der Bilderfassungseinheit 4 und ist zur Beschleunigung derselben mit einer separaten Antriebseinheit 7 gekoppelt. Bei dieser separaten Antriebseinheit 7 handelt es sich um einen elektromagnetischen Antrieb. Wie in Figur 3 gezeigt ist, ist die weitere Schienenführung 5 parallel neben der
Schienenführung 1 des Testkörpers angeordnet, wodurch erreicht werden kann, dass sich der Testkörper und die Bilderfassungseinheit 4 auf einer gleichen Höhe befinden und dementsprechende Bilddaten erfassbar sind.
Zur Realisierung, dass die Schlitteneinheit 2 mit dem Testkörper und die weitere
Schlitteneinheit 6 mit der Bilderfassungseinheit 4 synchron beschleunig bar und abbremsbar sind, also synchron ansteuerbar sind, ist die separate Antriebseinheit 7 ebenfalls mit der Steuereinheit zur Ansteuerung der Antriebseinheit, mittels welcher die Schlitteneinheit 2 des Testkörpers ansteuerbar ist, verbunden.
Eine Abtastung eines Signals an der Schlitteneinheit 2 mit dem darauf angeordneten Testkörper erfolgt bevorzugt über einen hochauflösenden Inkrementalgeber und/oder Laser. Zudem ist es möglich, einen vorgegebenen simulierten Crashimpuis in digitaler Form, also in Datenform, in eine Steuersoftware der weiteren Schlitteneinheit 6 zu implementieren. Der Steuersoftware der weiteren Schlitteneinheit 6 wird dann ein Auslösesignal von der Steuersoftware zur Beschleunigung der Schlitteneinheit 2 des Testkörpers zur Synchronisation zugeführt. In einer möglichen Ausbildung sind zwei weitere Schienenführungen 5 mit jeweils einer weiteren Schlitteneinheit 6 vorgesehen, Dabei ist jeweils eine weitere Schienenführung 5 parallel neben dem Schienenführung 1 der Schlitteneinheit 2 des Testkörpers angeordnet, so dass sich die Schienenführung 1 des Testkörpers zwischen den zwei weiteren Schienenführungen 5 für die Bilderfassungseinheiten 4 befindet. Dadurch kann eine Bewegung des Testkörpers mittels der Bilderfassungseinheiten 4 von beiden Seiten des Testkörpers erfasst werden.
Mittels einer derart ausgebildeten Führung der Bilderfassungseinheiten 4 zur Erfassung einer aus der simulierten Fahrzeugkollision resultierenden Bewegung des Testkörpers, insbesondere der Fahrzeugkarosserie mit einem Crashtest-Dummy, ist es möglich spezifische Crashimpulse zu simulieren, da das Gewicht der Prüfvorrichtung zur Beschleunigung des Testkörpers um das Gewicht des Gestelles 3 zur Anordnung der Bilderfassungseinheiten 4 reduziert ist. Durch die Gewichtsreduzierung ist eine Leistung der Prüfvorrichtung für eine zu beschleunigende Masse, die aus der Schlitteneinheit 2 und dem Testkörper gebildet ist, ausreichend.

Claims

Patentansprüche
1. Prüfvorrichtung zur Durchführung von Untersuchungen an einem Testkörper,
umfassend eine Schienenführung (1 ) mit einer mit einer Antriebseinheit zur Beschleunigung gekoppelten Schlitteneinheit (2), an welcher der Testkörper angeordnet ist, wobei die Antriebseinheit mit einer Steuereinheit verbunden ist und zumindest eine Bilderfassungseinheit (4) zur Erfassung von Bilddaten des
Testkörpers vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Bilderfassungseinheit (4) an einer weiteren Schlitteneinheit (6) angeordnet ist, die auf einer parallel zur
Schienenführung (1) der Schlitteneinheit (2) des Testkörpers verlaufenden weiteren Schienenführung (5) angeordnet ist, wobei die weitere Schlitteneinheit (6) der zumindest einen Bilderfassungseinheit (4) eine mit der Steuereinheit verbundene separate Antriebseinheit (7) zur Beschleunigung der weiteren Schlitteneinheit (6) aufweist.
2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die separate Antriebseinheit (7) ein
elektromagnetischer Antrieb ist.
3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die separate Antriebseinheit (7) derart steuerbar ist, dass eine Bewegung der weiteren Schlitteneinheit (6) synchron zur Bewegung der Schlitteneinheit (2) des Testkörpers durchführbar ist.
4. Verwendung einer Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
Simulation und Auswertung einer Fahrzeugkollision.
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