WO2019052608A1 - Dummy for accident research and forensic science - Google Patents

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WO2019052608A1
WO2019052608A1 PCT/DE2018/100787 DE2018100787W WO2019052608A1 WO 2019052608 A1 WO2019052608 A1 WO 2019052608A1 DE 2018100787 W DE2018100787 W DE 2018100787W WO 2019052608 A1 WO2019052608 A1 WO 2019052608A1
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WO
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dummy
bone
elements
shoulder
group
Prior art date
Application number
PCT/DE2018/100787
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German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Schimmelpfennig
Michael WEYDE
Original Assignee
Crashtest-Service.Com Gmbh
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30Anatomical models
    • G09B23/32Anatomical models with moving parts

Definitions

  • the invention relates to a dummy for accident research and forensics, with the features of the preamble of claim 1.
  • Such a dummy is a test dummy which is reproduced as biofidelistically as possible on a human body and which is used in particular for trauma research, for example for researching and reconstructing traffic accidents involving pedestrians.
  • crash test dummies are placed in the vehicles to measure the impact of an accident on the occupants.
  • These dummies such as the "Hybrid III" type, which is required for crash tests and therefore widely used, are equipped with extensive sensors to measure accelerations or decelerations, but they are not in their external dimensions or in terms of mass and mass distribution to the human body A skeletal and tissue structure is completely absent, so that in view of significantly different properties of the body surface as well as the internal structure of the dummy no realistic experiments are possible if such a dummy would be used for testing outside a vehicle.
  • test dolls z.
  • Simple dolls that are made from Bags or bags exist and are filled to increase the weight of sand or water, have no realistic fall, flight and fall behavior.
  • the object of the present invention is thus to approximate the movement behavior of the dummy even more to the human body during the trial and in particular to approximate the skeletal injury pattern as far as the human body, that it can be checked whether an imitated in the experiment accident with the assumed real accident events or that an expected pattern of injury becomes predictable.
  • Essential to the invention is the optimized material selection and composition for at least some of the bone elements that are assembled into a skeletal replica for the dummy.
  • the skeleton replica for the dummy comprises groups of bone elements, each of which is strongly modeled on the human model, without the individual bones represent detailed casts. Rather, each bone element is an individual constructional element, in terms of dimensions, geometric dimensions, positioning on the skeleton and the mechanical Resilience is similar to the natural model and in the overall concept of the skeleton allows similar movement patterns in accident testing.
  • a bone substitute material which consists of a curable epoxy resin mixture containing as an additional component metal powder, which is homogeneous and finely distributed in the resin matrix.
  • the metal powder is, in particular, aluminum powder having a particle size of less than or equal to 100 ⁇ m.
  • the epoxy-metal powder mixture may be poured into a casting mold where it is thermoset-cured so that more complex shapes are possible than with the prior-art wood-bone dumbbells.
  • the cast epoxy-metal powder mixture results in a bone element with isotropic mechanical properties, i. H. the strength values are not force direction dependent; unlike wood, where the properties in the fiber direction differ significantly from those across.
  • the resin structure is somewhat artificially embrittled by the embedded metal particles, thus reducing the tensile and flexural strength.
  • Bone elements made of epoxy resin alone would be too strong in a cross-section of the bone elements adapted to the human model, so that accident-related injuries would not result in realistic injuries to the skeletal reconstruction of the dumbbell.
  • the human bone tissue is not homogeneous, but hard outer layers, the so-called substantia corticalis and spongy, microporous inner layers (substantia spongiosa) and in many bones has tubular cavities.
  • the mechanical properties are favorably influenced in such a way that the dimensioning of the individual components for the artificial skeleton can be made very similar to the respective human model and thus also on the limbs, in addition to the bone elements also include bands and tissue elements, similar masses and center of gravity results.
  • the ductility of the invention simulated Bone elements is thus very similar to human bone with similar geometric dimensions, and correspondingly, a very similar fracture pattern on the dummy skeleton after a test is also shown.
  • the course of fractures including the detachment of bone fragments is very similar to the dream effects in human bone. Density and mechanical strength also resemble the human model in comparable cross-sections.
  • a likewise very significant effect of the mixed-in metal powder for the invention lies in the fact that the dummy according to the invention can be examined in a computer tomograph or a classical X-ray machine, wherein the additional special selection of a silicone material for the fabric elements according to the invention leads to them being problem-free can be irradiated through the imaging and a clear image of the underlying hidden bone elements is visible.
  • the incorporation of uniformly distributed in the resin matrix powder, in particular aluminum powder, in a volume mixing ratio of about 2: 1 results in that the X-radiation is not completely absorbed by the bone element according to the invention, so that not completely bright surfaces arise in the X-ray image, such as For solid metal, but also graded shades of gray are visible. Even the fractures resulting from the accident tests on the skeleton of the dumbbell are easily recognizable with the medical imaging procedures.
  • the invention thus provides a dummy which is suitable in particular for X-ray examinations and which can be examined after completion of an accident test without any prior dismantling in a computer tomograph.
  • the course of the fracture and the position of fractured bone elements are very close to the human model and allow the reconstruction of accidents to provide a statement as to whether the parameters adopted for the experiment were realistic and actually depict the real accident.
  • the material for the bone elements For realistic traumatization of the dummies, in addition to selecting the material for the bone elements, it is also important to select the material for the tissue elements that simulate the human tissue and completely or partially surround or rest on the bone elements. Because these are both to be elastically deformable to a degree as the human body, but also be plastically deformable on the other hand, because human tissue is viscoelastic, that is, shows only a very limited extent a really elastic behavior in the sense that sets a restoring spring force, and after a strain that exceeds about 2%, sets a plastic deformation.
  • silicone compounds of the RTV type are used for the fabric elements, ie 2-component mixtures which cure at room temperature and vulcanize at room temperature.
  • the fabric elements are preferably made of a silicone compound whose hardness is after a setting time of 24 hours and at a test temperature of 23 ° C after the suitable for very soft elastomers scale "Shore 00" 55 ⁇ 4 ShOO.
  • tissue elements present in the dummy according to the invention have mechanical properties independent of the storage time and that no post-curing or embrittlement processes take place during the intended storage and service life.
  • the compounds used are so elastic that even pronounced undercuts can be produced and demolded.
  • similar silicone compounds are prepared as for the production of the fabric elements also for the production of the molds, in which the liquid epoxy-metal powder mixture is poured to form the bone elements.
  • more or less hard silicone rubbers are used for mold making.
  • the hardness in the molds is preferably between 4 Shore A and 25 Shore A.
  • a variety of fabric elements are summarized in a set of fabric elements. Due to the subdivided fabric elements, the assembly is much easier. All fabric elements are optimized for easy plug-in mounting so they are easy to connect to the associated components of the skeleton.
  • tissue element set - By replacing the tissue element set - with the same skeletal size - different types of stature or gender can be mapped.
  • the shoulder-tissue element extends into the chest area and is preferably bisected into a rear and a front element, on the one hand the assembly on the other hand to make an adjustment to the female anatomy by replacing the front part of the element can.
  • the collarbone elements remain free, so are not covered by the tissue elements, but only later of serving as a skin substitute wetsuit.
  • the clavicle elements are heavily exposed as in humans.
  • An adaptation of the skeletal size can preferably be achieved in the dummy very simply by varying the number of vertebral bodies in the spine unit.
  • the bone elements which simulate the outer extremities of the human on the dummy, ie upper and lower legs and upper and lower arm, each formed so that the bone element has an elongated stem area, which can be significantly widened at one end to Example form a joint half. At the other end, however, preferably fixedly mounted widening is provided and the bone element runs with a constant or with a tapered cross-section.
  • the open, preferably undercut-free end of the bone element is inserted into a socket another skeleton component such as a condyle and connected to it or it is butt-butt screwed with another bone element.
  • a socket another skeleton component such as a condyle and connected to it or it is butt-butt screwed with another bone element.
  • the free end of the stem on the bone element is then preferably inserted into a receptacle on another joint element, so that the typical Bone shape of the large bones on the extremities with the two thickened ends yields.
  • the connection between the stem of the bone element and the joint element is preferably carried out by crosswise arranged, pin-shaped elements. In particular, in order not to hinder the X-ray imaging described above, it is intended to use non-metallic pins.
  • radial projections may be present; In this case, however, has an associated receiving socket on the counterpart but slit-shaped recesses, so that the stem area can be inserted into the receiving socket.
  • traction cables or straps are guided along the outer sides and over the entire length of the arm or leg. These extend along the bone elements.
  • the invention provides two groups of ropes or straps that are used together or alternatively. Both groups each extend closely along the bone elements or through internal cavities therein and / or are guided with them through cavities within the tissue elements.
  • a further advantageous embodiment of the knee joints of the dummy with inner and outer bands which are preferably formed of braided, textile bands.
  • the two joint elements of adjacent bone elements lie in front of each other. In their form, they are modeled on the human body so far that the same possibilities of movement arise but also limitations as in the human model.
  • the bone elements of the thigh and lower leg can be adjusted in one direction against each other and occupy an acute angle, but can not be pivoted in the other direction beyond a stretched position.
  • the lateral guidance in the joint takes place by textile tapes glued on the outside.
  • the further movement is influenced by 2 additional textile bands, which are suspended with a loop at one end to pin elements in the joint parts and are glued with their other end to the adjacent joint element.
  • the dummy according to the invention preferably has an elastic support at least in the torso region at all connection points of bone elements.
  • Chip-shaped rib members are bolted to a sternum member, again preferably using non-metallic screws.
  • the screw joint is covered with silicone discs on both sides so that the rib arches remain movable with each other and with respect to the sternum.
  • a preferred embodiment of the invention also provides a special shoulder construction of the dummy.
  • two elongated guide recesses are formed on a sternum element, which are straight or curved slots.
  • Bone elements representing the clavicles are slidably guided at their inner attachment point in said recesses and are hinged at their other end to a shoulder joint.
  • the guidance of the collarbone heads in the slot-shaped recesses allows the shoulders to rotate forward, which also leads to a realistic movement sequence, for example, when the dummy bounces on the ground after a collision with a vehicle.
  • the dummy In the dummy according to the invention, all bone elements and tissue elements are detachably connected to each other. Thus, the dummy is completely disassembled after trial and evaluation and can be quickly and inexpensively rebuilt by replacing damaged elements.
  • Large bone elements in particular the pelvic bone element, are preferably formed from a plurality of individual parts which are rigidly but detachably connected to one another. So z. B. a very often damaged in the experiments with the dummy one-sided pelvic shovel.
  • traction cables or straps are guided along the outer sides and over the entire length of the arm or leg. These extend along the bone elements.
  • the invention provides two groups of ropes or straps that are used together or alternatively. Both groups each extend closely along the bone elements or through internal cavities therein and / or are guided with them through cavities within the tissue elements.
  • a first set of ropes or straps are used to secure limbs that may have been torn off during an accident. It is a safety measure for the experimental setup or for any spectators located nearby and prevents a total loss for the demolished items. These safety devices are not intended to hinder the movement of the skeleton as far as it still corresponds to normal human movement patterns. Therefore, they pull very loose from the shoulder over the arm to the hand or from the pelvic bone element and / or the spinal unit on the leg to the foot. These bands are tightened only after a separation of parts of the dummy during the accident and thus effective.
  • the other group of ropes or straps simulates the tendons and ligaments present on the human body and accordingly restricts the mobility of individual skeletal parts to each other for natural movement possibilities. These straps are performed accordingly tight and z. B. held with clamps directly on the outside of the bone elements.
  • Figure 1, 2 each show a dummy in rear view.
  • Fig. 4 shows a skeleton of the dummy in rear view
  • FIG. 6 shows a forearm bone element in a perspective view
  • Figure 7 shows the mounting of a forearm in a schematic, side view.
  • Fig. 8 shows a shoulder group in front view
  • FIG. 10A shows a thorax group in perspective view
  • Fig. 10B parts of a spine group in a perspective view
  • Fig. 1 shoulder and neck spine in side view
  • Fig. 12 is a pool group from the front.
  • FIG. 1 shows a view of a dumbbell 100 from behind. This is almost completely finished, ie an inner, supporting skeleton structure is mounted and made of soft silicone fabric elements are placed on it. It is still missing a coating that simulates human skin tissue. For this purpose, the dummy shown in Figure 1 is dressed with a neoprene suit, which is coated with a latex paint.
  • FIG. 1 serves to name the most important assemblies:
  • Feet 1 and hands 3 are each designed as a complete assembly, but are not further subdivided in itself, d. H. Hand and foot bones are not simulated, as this would be very complex due to the number of tiny bones elements, but is initially of no importance for traffic accident research.
  • the head 2 is formed by an inner filling made of silicone, a skull replica of the bone substitute substance and a head skin made of silicone.
  • the foot 1 is connected to a lower leg 21, which is connected via a knee joint 22 with a thigh 23.
  • Lower leg 20, knee joint 22 and thigh 23 are part of a leg group 20, which interacts functionally as in the human model and can be pre-assembled at the dummy 100 as an assembly.
  • the two leg groups 20 are connected to a pool group 30. This is connected to a fuselage group 40 via an internal spinal column group 50, of which only an outwardly projecting hook for the suspension of the dumbbell 100 is visible in pendulum tests.
  • a shoulder group 60 is connected to the spine group 50.
  • arm groups 70 which are each pre-assembled and each containing an upper arm 73, an elbow joint 72 and a lower arm 71. This is the hand 3 is set.
  • Each of the abovementioned assemblies consists of an inner skeletal assembly with bone and cartilage imitations and ligaments and soft silicone tissue elements surrounding the bone elements and simulating human muscle and adipose tissue.
  • FIG. 2 shows the same dummy 100 in the same view as FIG. 1, wherein the individual fabric elements of a fabric element set 90 which surround the internal skeleton structure of the dummy 100 are designated herein.
  • a fabric element set 90 for the dummy 100 only a single lower leg fabric element 91 is provided on the lower leg 21. This has a tubular inner cavity.
  • the bone elements according to the invention are formed at least with a non-undercut stem area, so that not only the production by casting the silicone compound in a mold and the subsequent demolding are made easier, but also a quick assembly is possible because of the stem area through the cavity inserted in the fabric element 91 and can be secured from the opposite side.
  • the individual can be mounted.
  • the upper thigh tissue element 93.2 closes with its upper end at 45 ° to a pelvic tissue element 94.1. Due to the oblique parting plane, the leg group 20 is rotatable in the hip joint.
  • a second, left pelvic tissue element 94.2 is provided in addition to the right pelvic tissue element 94.1.
  • the pelvic tissue elements 94.1, 94.2 are pushed laterally due to the complex internal structure of the pelvis and then connected together by a circumferentially strained band.
  • the two fabric elements 94.1, 94.2 in the upper region have a constriction 94.3, in which a tension belt or an adhesive tape can be inserted without anything protruding beyond the outer contour of the dumbbell.
  • a circumferential groove is also provided with several other fabric elements of the fabric element set 90.
  • an outer trunk tissue element 95 connects above the two pelvic tissue elements 94.1, 94.2.
  • an inner trunk tissue element is provided above the two pelvic tissue elements 94.1, 94.2.
  • the inner trunk tissue element simulates the organs within the thorax and the outer trunk tissue element 95 simulates the muscle and fat layers above the ribs.
  • a shoulder tissue element 96 connects, which also has a neck extension 96.1, on which the head 2 is mounted.
  • the shoulder fabric element 96 does not extend laterally across the width of the body panel 95, but still remains somewhat behind it.
  • An upper upper arm tissue element 97.1 is provided on the upper arm 73, which likewise does not completely surround the area of the shoulder.
  • the gap formed between the shoulder fabric member 96 and the upper upper arm fabric member 97.1 serves to provide very good mobility of the arms 70 and not to hinder them by the fabric members.
  • the tissue elements on the upper arm 73 are divided into two parts.
  • a lower upper arm tissue element 97.2 connects, which receives the upper arm bone element in itself. At the transition between the lower humeral tissue element 97.2 and a forearm tissue element 98 again gaps remain to obtain the mobility of the elbow joint 72.
  • FIG. 3 shows the fabric element set 90 or the dummy 100 in a lateral view from the right.
  • the clearances between a lower leg tissue element 91 and a lower thigh tissue element 93. 1 become clear, which release the knee joint 22.
  • Recognizable here is also a band 322, which runs laterally over the knee joint 22 away.
  • the upper thigh tissue element 93.2 joins gap-free.
  • the pelvic tissue element 94.1 the outer trunk tissue element 95 and the shoulder tissue element 96, no gaps are provided so that the result is a uniform upper body.
  • the upper upper arm tissue element 97.1 and the lower upper arm tissue element 97.2 also complement each other without gaps.
  • the side view of FIG. 3 again clearly shows the recesses in the lower upper arm tissue element 97. 2 and in the lower arm tissue element 98 in the region of the elbow joint 72.
  • FIG. 4 shows a skeleton 200 of the dummy 100, wherein feet 1 and hands 3 are also attached to complete, although these are in the case of the invention Dummy have no internal bone elements and can be formed independently of the preferred according to the invention choice of material for the other bone elements and tissue elements. For example, they may be formed entirely from a silicone material that has a somewhat greater hardness than the elements of the fabric element set 90.
  • a skeletal leg group 220 each includes a lower leg bone member 221, a knee joint 222, and a femoral member 223.
  • the femoral member 223 faithfully includes only a pedicel portion in the human model, whereas the lower leg bone member 221 may have two pedicle portions to simulate calf and tibia.
  • Stem portions are cylindrical, tubular or other shaped cross-sectional portions on a dummy bone member having either a constant cross-section or a tapered cross-section from a thickened bone head to the other end and having no larger, outwardly projecting protrusions or undercuts could hinder the passage of such a stem portion through the tube channel in a tissue element.
  • a bipartition is also provided in a forearm bone member 271, which is shown enlarged in FIG.
  • the forearm bone element 271 is connected to upper arm bone elements 273, 274 via an elbow joint 272 as shown in FIG. these elements form the skeletal arm group 270.
  • the skeletal arm group 270 in turn is connected to a complex skeletal shoulder group 260, which will be explained in more detail below.
  • a shoulder central element 261 which is central to the skeletal shoulder group 260, connects to a spinal column assembly 250 and the thoracic cage assembly 240, which in turn is attached thereto.
  • the spine column group 250 is also connected to a pool group 230.
  • the skeleton 200 of the dumbbell 100 also comprises a plurality of traction ropes or bands, which at the same time bring about the cohesion of the articulated skeletal components, but also allow mobility in the joints, which is similar to that in humans pronounced.
  • the bands of the dummy 100 may also be elastic.
  • the thorax unit 240 In the thorax unit 240, a simplification has been made in comparison to the natural model that only four rib members 241 are provided in the skeleton 200 of the dummy 100, and these also have the same geometry for reasons of simplicity and cost.
  • the vertical positioning of the four exemplarily provided rib members 241 is chosen such that the lower ribs on the rib cage which are most at risk in the event of an accident and which are scarcely shielded from the shoulder girdle, are also present on the dummy 100.
  • the individual rib elements 241 of the thorax group 240 are dimensioned such that their stress and fracture behavior when using the material composition according to the invention of epoxy resin with finely dispersed aluminum powder, that of human bone is approximated.
  • An exact match between the model and the real role model is neither easy to implement nor necessary for the purposes of the Dummys 100.
  • the strength of human bones is very individual and, above all, decreases due to aging.
  • the skeleton 200 has rib members 241 on both sides as half-arches connected at one end to the spinal column assembly 250 and at the other end to a sternum plate 242.
  • the connection of the rib elements 241 takes place by screwing, with elastomeric elements interposed therebetween, so that no completely rigid, but rather a skeletal structure which can be moved in many ways arises.
  • Another departure from the human skeleton is the formation of the skeletal shoulder group 260.
  • the bony structure of the shoulder girdle and shoulder consists of the heads of the humerus, shoulder blades, and clavicles, which articulate the scapula and sternum.
  • the shoulder blade carries the pan of the shoulder joint. Since the shoulder area in the mobility is highly dependent on the surrounding muscles and the connection of the shoulder blades to the trunk takes place almost exclusively on muscle trains, a constructive imitation is very expensive.
  • dummy 100 replaces the shoulder blade and instead inserts a shoulder intermediate joint between the upper arm joint and the shoulder center, which realizes important movements of the dummy shoulder girdle, supports the acetabulum for the humerus, and ties the collarbone.
  • the dummy according to the invention therefore has a special skeleton shoulder group 260, which will be explained in more detail below with reference to Figures 8 and 9.
  • FIG. 5 shows the skeleton 200 in a lateral view.
  • the complex course of the various ligaments which are guided over the joints in such a way that a lifelike mobility of the limbs is achieved and, on the other hand, unnatural movement patterns are avoided, becomes visible.
  • a band 323 extends from the upper region of the femur element 223 via a connecting sleeve on a femoral neck bone element 224, then runs laterally on the surface of the femur element 223 via the knee joint 222 and the lower leg bone element 221 a lower attachment point in the area of an ankle.
  • another band 324 is initially laterally inward on the femur member 2223 along and from the knee joint 22 across the back of the lower leg bone member 221 to the ankle.
  • a front band 371 and a back band 372 are provided, each extending between the shoulder and wrist along the respective front and back sides of the skeletal arm group 270, respectively.
  • securing steel ropes may be provided, or securing straps not needed in connection with simulating human skeletal motility, but securing the individual limbs of the dumbbell 100 and avoiding their complete separation from the trunk during an attempt.
  • the shoulder central element 261 not only connects the shoulders to the spinal column group 250, but by an appropriate design of its upper side also predetermines an inclination of a cervical spine section 253 which adjoins above.
  • the dummy 100 Since the dummy 100 has no pretension as a passive test element, which would be comparable to a muscle tone, and since a great many connections of bone elements on the skeleton 200 are deliberately elastic and / or articulated in order not to restrict movements, the dummy 100 can not stand on its own , For the implementation of pedestrian accident tests, he is therefore hung on a rope 4.
  • a hook or loop element 259 serves to attach the rope 4 to the dummy 100.
  • FIG. 6 shows the forearm bone element 271, which is described here by way of example for the bone elements of the extremities provided in the dummy 100 according to the invention.
  • the forearm bone member 271 is designed to approximate the human model on the one hand, but is also a technical design element optimized from the model, which by no means is merely a casting of a natural one Bone with artificial materials should represent. Rather, the design element in the overall context of the skeleton 200 should allow for strengths, mass points and mobilities similar to the human model.
  • Two cylindrical stem portions 271.1, 271.2 simulate fibula and tibial bone and are connected to each other via a spreading head portion 271.6.
  • Both handle sections 271.1, 271.2 contain bores 271.3, 271.4, which are provided on inserted dowels, threaded sleeves or otherwise for receiving screws, so that a screw with a wrist element is possible.
  • a joint receptacle 271.5 is provided for receiving a cylindrical axis at the elbow joint 272.
  • Figure 7 shows, representative of the assembly of the other extremities, the possible insertion of a forearm 71 according to the invention.
  • the forearm bone element 271 is inserted with its stem sections 271.1, 271.2 into an inner channel 98.1 of the forearm tissue element 98.
  • a wrist element 74 is inserted into the channel 98.1, leaving enough space to pass through the bands 371, 372 (see FIG. 5) not shown here.
  • the wrist element 276 By screwing the wrist element 276 with the stem sections 271.1, 271.2, the forearm bone element 271 is completed and fixed within the forearm tissue element 98.
  • the respective bone elements can be easily and quickly connected to the associated tissue elements. Dismantling is also easily possible to make an accurate analysis of the damage to the bone elements after performing an experiment and can easily replace damaged parts in the subsequent rebuilding of the dummies.
  • FIG. 8 shows the shoulder group 260 with parts of the upper arm 73 in a perspective view from the outside in front.
  • Essential here is the shoulder central element 261, which carries both the left and the right shoulder, as well as part of the spinal column group.
  • the connection with a cervical spine portion 253 is provided; downwards, the main section of the Wrbel column group 250 connects.
  • a ball joint receptacle 262.4 is formed on the outside.
  • the upper arm is formed from a humerus element 273.1, of which only the stem region 273.1 is visible here, and a humerus head element 274.
  • the connection is made by inserting the end of the stem region 273.1 into a receiving tube section 274.1.
  • the end of the receiving tube portion 274.1 is slotted. Projections 273.3 on the outer circumference of the stem end 273.1 are inserted into the slots, so that the upper arm is secured against rotation to the upper arm joint head element 274. Via a hose clamp 275, the sections of the receiving tube section 274.1. pressed against the stem end 273.1.
  • each shoulder group 260 is in particular the subdivision of each shoulder into at least two mutually movable shoulder half elements 262.1, 262.2 and the coupling with the shoulder central element 261 via a respective collarbone element 264, which is movably connected to the other parts. This allows the outer part of the shoulder, as in humans, can be rotated by a small angle forward. In the dummy 100 according to the invention, the shoulder rotation is achieved by the two mutually separate shoulder half elements 262.1, 262.2, between which a lenticular, elastic shoulder intermediate joint 263 is arranged.
  • the spherical segment-convexly curved surfaces of the shoulder intermediate joint 263 bear on corresponding spherical-segment-shaped, concave surfaces on the inner sides of the shoulder half-elements 262.1, 262.2, so that mobility in different directions is provided.
  • the collarbone element 264 extends to a collarbone connection plate 265, which is connected via a horizontal pivot bearing 265.2 to the shoulder central element 261.
  • the collarbone element 264 is screwed at its two attachment points 264.1, 264.2 respectively via an inserted therebetween elastomeric sleeve, so that there is already a basic mobility in each connection point.
  • the collarbone 264 with its attachment point 264.2 is only loosely fastened in the oblong hole 265.1 of the collarbone connection plate 265, so that the attachment point 264.2 is displaceable therein. If a force is now exerted on the shoulder joint from behind, as indicated by the block arrow on the top right, the outer shoulder half element 262.2 can easily be rotated relative to the inner shoulder half element 26.1. In this case, the attachment point 264.2 of the collarbone 164 moves in the slot 265.1 inward.
  • the skeletal shoulder group 260 is shown from the same viewing direction as in FIG. 8 in a sectional view.
  • the steel cable 266 extends through an internal channel in the interior of the shoulder half-element 262.1, then through a channel in the shoulder intermediate joint 263, through a further bore in the outer shoulder half-element 262.2 and through a bore in the humerus head element 274.
  • the channel in the shoulder intermediate joint 263 is on both sides funnel-shaped extended so that the mobility of the shoulder is not limited by the inner steel cable 266.
  • FIG. 10A shows a portion of the spinal column assembly 250 having a plurality of vertebral bodies 251 and associated rib members 241, through which a thorax group 240 is formed.
  • the rib members 241 are, as the clavicle elements 264 (see Figure 8) also provided at their ends with a rubber bushing which receives and guides a screw, so that no rigid, but a movable connection is achieved.
  • the vertebral bodies 251 have projections with a threaded bore for connection to the rear ends of the rib members 241.
  • the other ends of the rib members 241 are connected to a sternum plate member 242. This in turn is connected with its overhead axis via the collarbloc connection plate 265 with the shoulder central element 261 (see Figure 8).
  • FIG. 10B shows an exploded view of two vertebral body elements 251 with an intervertebral disk element 252 made of a silicone material arranged therebetween.
  • the Wrbelissonowski 251 consist of the bone substitute according to the invention.
  • the Wrbelissonieri have a total of four outwardly facing extensions, with the front aligned flanges 251.4 have vertical through holes, for example, for attachment of sensor units, and the rearwardly disposed flanges 251.5 frontally each have a threaded bore, to which the rib members 241 are screwed.
  • All flanges 251.4, 251.5 have protruding hooks 251.3 on both sides, so that a total of four belt guides arise between adjacent flanges, which run along the vertebral bodies 251 and the elastomeric intervertebral disk elements 252 positioned therebetween.
  • FIG. 11 shows the area of the shoulder group 260 and the neck spine 253 from the side.
  • the cervical spine 253 is formed by three vertebral body elements 251 with intervertebral disk elements 252 interposed therebetween.
  • the vertebral body members are formed the same as in the main portion of the spine column group.
  • the disc elements 252 are also geometrically equal, but are formed of a somewhat softer silicone material.
  • a band 254 is guided over the cervical spine 253, which extends between an attachment point on the shoulder central element 261 to a head connection element 255 extends.
  • the head connection element 255 forms the upper end of the neck spine 253 and at the same time an abutment for the guided through the entire spine group steel cable which exits there with a threaded sleeve 256 and is biased by threaded nuts 257.
  • Mounting holes 258 serve to attach the head 2.
  • FIG. 12 shows the skeletal pool group 230 as part of the pool group 30 (see FIG. 1).
  • the replica of the pelvic bone includes a central plate 231 that provides various attachment options for the spine unit 250 and ligaments of the two leg assemblies 20.
  • Each side of a pelvic blade element 232 is screwed to the central plate 231.
  • the expansions of the pelvic blade elements 232 are similar to those of the human pelvic bone, as the pelvic bone is an exposed site in many accidents, especially in a side impact on a pedestrian which is particularly well reproducible using a dumbbell 100 of the present invention.
  • the femur elements 223 also consist of the bone substitute substance according to the invention and have a similar construction to the humeral bone elements explained in connection with FIG.
  • the actual thigh bone element is visible here only with a part of the upwardly directed stem portion 223.1.
  • a femoral neck bone member 224 has a receiving socket into which the stem portion 223.1 is inserted and fixed therein by at least one transversely inserted screw.
  • the actual femoral neck bone element 224 connects, which has a ball head 224.3 towards its angled end and engages in a corresponding ball joint socket on the pelvic blade elements 232.
  • a band 330 having two annular ends and extending between the two ball joint cups secures the two ball heads 224.3.
  • a plurality of fasteners for the total of four bands 253 are attached, which surround the vertebral body elements 251 on all sides.
  • the guidance of the front band 253 between the hook-shaped projections 251.3 of the lowermost vertebral body 251 is clearly recognizable.
  • the vertebral column group 250 is placed on the central plate 231 via a lower disc element 252.
  • an eyebolt 234 and two threaded nuts 235 are visible. These are screwed onto a threaded bolt which forms the end of a steel cable which extends from the pool group 230 through the spine group 250 to the head 3.
  • the steel cable can be biased. This leads to a bias of the elastomeric disc elements 252 and accordingly to a lighter or stronger flexibility of the spine, whereby different muscle stresses can be simulated.
  • the outboard steel cord prevents vertebral body members 251 from lifting off the disc members 252 and allowing the spinal column assembly 250 to be biased, the outboard four ligaments 253 serve to limit the possible pathways of the spine to the side and forward and backward.
  • the eyebolt 234 is used to connect other straps that extend along the leg assembly 20 to the ankle and also limit the mobility of the various elements in the leg group on the natural movement possibilities.
  • Wrbel body 251 and intervertebral disk elements 252 are alternately beaded onto a steel cable to form the main section of the group of vertebrae.
  • the shoulder central element 261 is inserted, and further vertebral bodies 251 and spinal disc elements 252 are inserted therearound to form the cervical spine portion.
  • the upper end forms a head connection element.
  • the provided with a threaded sleeve lower end of the steel cable is fixed to the central plate 231 of the pool group 230.
  • the straps 263 for fixing the spine are attached to the central plate 231 and threaded into the webbing receivers on the outer circumference of the Wrbel body elements 251.
  • the upper end 256 of the steel cable which is also provided with a threaded sleeve, is fixed to the head connection element 255.
  • the femoral neck bone element 224 are inserted with their ball heads 224.3 in the sockets 233 of the pool group 230.
  • the ligaments 321, 322 for the leg group are fixed in the pool group 230
  • the two pelvic tissue elements 94.1, 94.2 are attached to the side of the skeleton pool group 230 and held together by a revolving Velcro.
  • the inner trunk tissue element is inserted, thereby enclosing parts of the spinal column group. Subsequently, the rib members 241 are wrapped around the inner trunk tissue member and screwed to the vertebral bodies 251 and the sternum plate member 252. Between the shoulder central element 261 and the sternum plate element 252, the collarbone connection plate 265 is inserted. The thorax group 240 is thus fully assembled. Subsequently, the outer trunk tissue member 95 is slipped over the thorax group 240.
  • the skeletal shoulder group 260 is completed.
  • the arm assemblies 70 are attached, with at least the humerus head members 274 inserted into the ball joint receptacle 262.4.
  • the arm groups 70 can already be completely pre-assembled.
  • the bands provided for the arm groups 70 are guided over the outside of the shoulders and fastened to the shoulder central element 261
  • One half of the shoulder tissue element is attached from behind to the skeleton shoulder group 260, the other from the front.
  • the head 2 is placed on the head connection element at the top of the spinal column group.
  • the leg groups 20 are assembled. Initially, only the leg skeleton group 220 is prepared.
  • the ligaments attached to the pelvic group 230 are inserted through the lower femoral tissue element 93.1.
  • the femur member 223 is inserted through the hollow channel in the femoral tissue member 93. 1 in which the ligaments are already located, and is connected to the femoral neck bone member 224.
  • the upper thigh tissue element 93.2 is opened at a lateral cut and pushed from the side.
  • the ligaments are attached to the lower leg bone member 221 and the lower leg tissue member 91 is slipped onto the lower leg bone member 221 from below.
  • the foot 1 is mounted on the lower leg bone element 221.
  • the surface of the fabric elements is coated with a friction reducing agent such as vaseline or wrapped with plastic film.
  • a wetsuit is mounted on the dummy and this is provided with a bright latex paint, which simulates the upper skin layer and can be visible through its bright color resulting from the tests grinding marks.

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Abstract

The invention relates to a dummy (100) for accident research and forensic science, comprising an artificial skeleton formed from a plurality of interconnected bone elements, a plurality of which are surrounded by at least one tissue element and/or connected to a tissue element. At least one bone element is formed from a bone replacement substance comprising an epoxy resin mixed thoroughly with at least 20% of metal powder, and at least one tissue element is formed from a two-component silicone that cross-links at room temperature.

Description

Dummy für die Unfallforschung und Forensik  Dummy for accident research and forensics
Die Erfindung bezieht sich auf einen Dummy für die Unfallforschung und Forensik, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. The invention relates to a dummy for accident research and forensics, with the features of the preamble of claim 1.
Bei einem solchen Dummy handelt es sich um eine Testpuppe, die einem menschlichen Körper möglichst naturgetreu („biofidel") nachgebildet ist und die insbesondere zur Trauma-Forschung eingesetzt wird, beispielsweise zur Erforschung und Nachstellung von Verkehrsunfällen mit Fußgängern. Such a dummy is a test dummy which is reproduced as biofidelistically as possible on a human body and which is used in particular for trauma research, for example for researching and reconstructing traffic accidents involving pedestrians.
In der Automobilindustrie werden bei der Durchführung von standardisierten Crashtests Crashtest-Dummys in die Fahrzeuge gesetzt, um die Auswirkung eines Unfalls auf die Insassen messen zu können. Diese Dummys, wie beispielsweise der für Crashversuche vorgeschriebene und daher weit verbreitete Typ„Hybrid III" sind mit umfangreicher Sensorik ausgestattet, um Beschleunigungen bzw. Verzögerungen messen zu können. Sie sind jedoch weder in ihren äußeren Abmessungen noch hinsichtlich Masse und Masseverteilung an den menschlichen Körper angenähert. Eine Skelett- und Gewebestruktur fehlt völlig, sodass angesichts erheblich abweichender Eigenschaften der Körperoberfläche wie auch dem inneren Aufbau des Dummys keine realitätsnahen Versuche möglich sind, wenn ein solcher Dummy zu Tests außerhalb eines Fahrzeugs verwendet würde. In the automotive industry, when performing standardized crash tests, crash test dummies are placed in the vehicles to measure the impact of an accident on the occupants. These dummies, such as the "Hybrid III" type, which is required for crash tests and therefore widely used, are equipped with extensive sensors to measure accelerations or decelerations, but they are not in their external dimensions or in terms of mass and mass distribution to the human body A skeletal and tissue structure is completely absent, so that in view of significantly different properties of the body surface as well as the internal structure of the dummy no realistic experiments are possible if such a dummy would be used for testing outside a vehicle.
Auch in der Forensik besteht ein Bedarf an Testpuppen, z. B. um zur Verbrechensaufklärung Abstürze von Personen nachzustellen und darüber zu ermitteln, ob eine Fremdeinwirkung wahrscheinlich war oder nicht. Einfache Puppen, die aus verbundenen Beuteln oder Säcken bestehen und zur Erhöhung des Gewichts mit Sand oder Wasser gefüllt sind, weisen kein realitätsnahes Fall-, Flug- und Sturzverhalten auf. Also in forensics, there is a need for test dolls, z. For example, in order to reconstruct crimes of persons for the purpose of investigating crime and to determine whether a foreign influence was probable or not. Simple dolls that are made from Bags or bags exist and are filled to increase the weight of sand or water, have no realistic fall, flight and fall behavior.
Durch den Vortrag von Dr. M. WEYDE: "Construction and testing of a pedestrian dummy for realistic vehicle damage in experimental simulations of car vs. pedestrian collisions", gehalten auf der TRANSCOM 2013, Zilina (SK) am 26.6.2013, ist ein menschenähnlich ausgebildeter Dummy bekannt, der eine skelettähnliche Struktur besitzt, die von Silikonelementen umgeben ist, welche als Gewebeelemente dienen. Mit diesem Dummy kann aufgrund einer Größen- und Massenverteilung, die dem menschlichen Körper bereits sehr ähnlich ist, ein vergleichbares Verhalten bei Aufprall des Dummys auf ein Fahrzeug und Abwurf von dem Fahrzeug erzielt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die an den bekannten Dummys zu beobachtenden Verletzungsmuster nicht mit den Verletzungsmustern des menschlichen Körpers bei einer vergleichbaren Real-Unfallsituation korrelieren. Wegen der gewünschten starken Anlehnung an das naturgemäße Vorbild werden solche Testpuppen auch als„biofidele" Dummies bezeichnet. Through the lecture of Dr. med. M. WEYDE: "Construction and testing of a pedestrian dummy for realistic vehicle damage in experimental simulations of cars vs. pedestrian collisions", held at TRANSCOM 2013, Zilina (SK) on 26.6.2013, is a human-like trained dummy known has a skeletal structure surrounded by silicone elements which serve as tissue elements. With this dummy, due to a size and mass distribution, which is already very similar to the human body, a comparable behavior can be achieved upon impact of the dummy on a vehicle and ejection from the vehicle. However, it has been shown that the injury patterns observed on the known dummies do not correlate with the injury patterns of the human body in a comparable real-accident situation. Because of the desired strong reference to the natural example of such test dummies are also referred to as "biofidelic" dummies.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, das Bewegungsverhalten des Dummys beim Versuch noch mehr an den menschlichen Körper anzunähern und insbesondere die am Skelett entstehenden Verletzungsmuster soweit an den menschlichen Körper anzunähern, dass darüber nachgeprüft werden kann, ob ein im Versuch nachgestellter Unfall mit dem angenommenen Real-Unfallgeschehen übereinstimmt bzw. dass ein zu erwartendes Verletzungsmuster vorhersagbar wird. The object of the present invention is thus to approximate the movement behavior of the dummy even more to the human body during the trial and in particular to approximate the skeletal injury pattern as far as the human body, that it can be checked whether an imitated in the experiment accident with the assumed real accident events or that an expected pattern of injury becomes predictable.
Diese Aufgabe wird durch einen Dummy mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a dummy having the features of claim 1.
Erfindungswesentlich ist die optimierte Materialauswahl und -komposition für wenigstens einige der Knochenelemente, die zu einem Skelett-Nachbau für den Dummy zusammengesetzt werden. Essential to the invention is the optimized material selection and composition for at least some of the bone elements that are assembled into a skeletal replica for the dummy.
Der Skelett-Nachbau für den Dummy umfasst Gruppen von Knochenelementen, die jeweils stark an das menschliche Vorbild angelehnt sind, ohne dass die einzelnen Knochen detailgetreue Abgüsse darstellen. Vielmehr handelt es sich bei jedem Knochenelement um ein individuelles Konstruktionselement, das hinsichtlich der Maße, der geometrischen Abmaße, der Positionierung am Skelett sowie der mechanischen Belastbarkeit dem natürlichen Vorbild ähnelt und im Gesamtkonzept des Skeletts gleichartige Bewegungsmuster im Unfallversuch ermöglicht. The skeleton replica for the dummy comprises groups of bone elements, each of which is strongly modeled on the human model, without the individual bones represent detailed casts. Rather, each bone element is an individual constructional element, in terms of dimensions, geometric dimensions, positioning on the skeleton and the mechanical Resilience is similar to the natural model and in the overall concept of the skeleton allows similar movement patterns in accident testing.
Hinsichtlich der Knochenelemente wurde nach der Erfindung ein Knochenersatzmaterial ausgewählt, das auf einer aushärtbaren Epoxidharzmischung besteht, die als zusätzliche Komponente Metallpulver enthält, das homogen und fein verteilt in der Harzmatrix vorliegt. Bei dem Metallpulver handelt es sich insbesondere um Aluminiumpulver mit einer Partikelgröße von kleiner/gleich 100μηι. With regard to the bone elements, a bone substitute material was selected according to the invention, which consists of a curable epoxy resin mixture containing as an additional component metal powder, which is homogeneous and finely distributed in the resin matrix. The metal powder is, in particular, aluminum powder having a particle size of less than or equal to 100 μm.
Das Epoxidharz-Metallpulver-Gemisch kann in eine Gießform gegossen werden, wo es duroplastisch aushärtet, sodass komplexere Formgebungen möglich sind als bei dem im Stand der Technik bekannten Dummies mit Knochenelementen aus Holz. Im Gegensatz zu Holz führt das vergossene Epoxidharz-Metallpulvergemisch zu einem Knochenelement mit isotropen mechanischen Eigenschaften, d. h. die Festigkeitswerte sind nicht kraftrichtungsabhängig; anders als bei Holz, wo die Eigenschaften in Faserrichtung von denen quer dazu deutlich abweichen. The epoxy-metal powder mixture may be poured into a casting mold where it is thermoset-cured so that more complex shapes are possible than with the prior-art wood-bone dumbbells. In contrast to wood, the cast epoxy-metal powder mixture results in a bone element with isotropic mechanical properties, i. H. the strength values are not force direction dependent; unlike wood, where the properties in the fiber direction differ significantly from those across.
Durch die Einmischung von Metallpulver, werden zwei wesentliche Effekte erreicht: The interference of metal powder achieves two major effects:
Zum einen wird die Harzstruktur durch die eingebetteten Metallpartikel etwas künstlich versprödet, also die Zug- und Biegefestigkeit herabgesetzt. Knochenelemente aus Epoxidharz alleine wären bei einem dem menschlichen Vorbild angepassten Querschnitt der Knochenelemente zu stark belastbar, so dass bei Unfallversuchen keine realitätsnahen Verletzungen am Skelettnachbaus des Dummys entstehen würden. In diesem Zusammenhang muss auch berücksichtigt werden, dass das menschliche Knochengewebe nicht homogen ist, sondern harte Außenschichten, der sogenannten Substantia corticalis und schwammartige, mikroporöse Innenschichten (Substantia spongiosa) sowie in vielen Knochen röhrenförmige Hohlräume besitzt. On the one hand, the resin structure is somewhat artificially embrittled by the embedded metal particles, thus reducing the tensile and flexural strength. Bone elements made of epoxy resin alone would be too strong in a cross-section of the bone elements adapted to the human model, so that accident-related injuries would not result in realistic injuries to the skeletal reconstruction of the dumbbell. In this context, it must also be considered that the human bone tissue is not homogeneous, but hard outer layers, the so-called substantia corticalis and spongy, microporous inner layers (substantia spongiosa) and in many bones has tubular cavities.
Überraschenderweise werden durch die erfindungsgemäße Mischung von Epoxidharz mit Metallpulver, insbesondere Aluminiumpulver, die mechanischen Eigenschaften in einer Weise günstig beeinflusst, dass die Dimensionierung der einzelnen Bauteile für das künstliche Skelett sehr ähnlich zum jeweiligen menschlichen Vorbild vorgenommen werden kann und sich somit auch an den Gliedmaßen, die neben den Knochenelementen auch Bänder und Gewebeelemente umfassen, ähnliche Massen und Schwerpunktlagen ergeben. Die Duktilität der erfindungsgemäß nachgebildeten Knochenelemente ist somit bei ähnlichen geometrischen Dimensionen sehr ähnlich zu menschlichen Knochen, und entsprechend zeigt sich auch ein sehr vergleichbares Bruchbild am Dummy-Skelett nach einem Test. Der Verlauf von Frakturen einschließlich des Herauslösens von Knochensplittern ähnelt sehr stark den Traumwirkungen beim menschlichen Knochen. Auch Dichte und mechanische Belastbarkeit ähneln bei vergleichbaren Querschnitten dem menschlichen Vorbild. Surprisingly, by the inventive mixture of epoxy resin with metal powder, in particular aluminum powder, the mechanical properties are favorably influenced in such a way that the dimensioning of the individual components for the artificial skeleton can be made very similar to the respective human model and thus also on the limbs, in addition to the bone elements also include bands and tissue elements, similar masses and center of gravity results. The ductility of the invention simulated Bone elements is thus very similar to human bone with similar geometric dimensions, and correspondingly, a very similar fracture pattern on the dummy skeleton after a test is also shown. The course of fractures including the detachment of bone fragments is very similar to the dream effects in human bone. Density and mechanical strength also resemble the human model in comparable cross-sections.
Zum anderen liegt ein für die Erfindung ebenfalls sehr wesentlicher Effekt des eingemischten Metallpulvers darin, dass der erfindungsgemäße Dummy in einem Computertomografen oder einem klassischen Röntgengerät untersucht werden kann, wobei die nach der Erfindung zusätzliche besondere Auswahl eines Silikonwerkstoffs für die Gewebeelemente dazu führt, dass diese problemlos durchstrahlt werden können und durch die bildgebenden Verfahren ein klares Bild der darunter verborgenen Knochenelemente sichtbar wird. Die Einmischung von gleichmäßig in der Harzmatrix verteiltem Pulver, insbesondere Aluminiumpulver, in einem Volumen-Mischungsverhältnis von etwa 2:1 führt dazu, dass die Röntgenstrahlung nicht vollständig von dem erfindungsgemäß ausgebildeten Knochenelement absorbiert wird, sodass im Röntgenbild nicht vollständig helle Flächen entstehen, wie etwa bei massiven Metall, sondern dass auch abgestufte Grautöne sichtbar werden. Sogar die bei den Unfallversuchen am Skelett des Dummys entstehenden Frakturen sind mit den medizinischen Bildgebungsverfah- ren gut erkennbar. On the other hand, a likewise very significant effect of the mixed-in metal powder for the invention lies in the fact that the dummy according to the invention can be examined in a computer tomograph or a classical X-ray machine, wherein the additional special selection of a silicone material for the fabric elements according to the invention leads to them being problem-free can be irradiated through the imaging and a clear image of the underlying hidden bone elements is visible. The incorporation of uniformly distributed in the resin matrix powder, in particular aluminum powder, in a volume mixing ratio of about 2: 1 results in that the X-radiation is not completely absorbed by the bone element according to the invention, so that not completely bright surfaces arise in the X-ray image, such as For solid metal, but also graded shades of gray are visible. Even the fractures resulting from the accident tests on the skeleton of the dumbbell are easily recognizable with the medical imaging procedures.
Mit der Erfindung wurde also ein insbesondere für die Röntgenuntersuchung geeigneter Dummy geschaffen, der nach Durchführung eines Unfallversuchs ohne jede vorherige Demontage im Computertomografen untersucht werden kann. Frakturverlauf und Lage von gebrochenen Knochenelementen kommen dem menschlichen Vorbild sehr nah und erlauben bei der Nachstellung von Unfallgeschehen eine Aussage darüber, ob die für den Versuch angenommenen Parameter realitätsnah waren und tatsächlich den Realunfall abbilden. The invention thus provides a dummy which is suitable in particular for X-ray examinations and which can be examined after completion of an accident test without any prior dismantling in a computer tomograph. The course of the fracture and the position of fractured bone elements are very close to the human model and allow the reconstruction of accidents to provide a statement as to whether the parameters adopted for the experiment were realistic and actually depict the real accident.
Für eine realitätsnahe Traumatisierung des Dummys ist außer der Auswahl des Werkstoffs für die Knochenelemente auch die Werkstoffauswahl für die Gewebeelemente wichtig, die das menschliche Gewebe simulieren und die Knochenelemente vollständig oder teilweise umgeben oder sich daran anlegen. Denn diese sollen sowohl in einem Maße elastisch verformbar sein wie der menschliche Körper auch, andererseits aber auch plastisch verformbar sein, weil menschliches Gewebe viskoelastisch ist, das heißt, nur in sehr begrenztem Maße ein wirklich elastisches Verhalten in dem Sinne zeigt, dass sich eine rückstellende Federkraft einstellt, und sich nach einer Dehnung, die ca. 2% übersteigt, eine plastische Verformung einstellt. For realistic traumatization of the dummies, in addition to selecting the material for the bone elements, it is also important to select the material for the tissue elements that simulate the human tissue and completely or partially surround or rest on the bone elements. Because these are both to be elastically deformable to a degree as the human body, but also be plastically deformable on the other hand, because human tissue is viscoelastic, that is, shows only a very limited extent a really elastic behavior in the sense that sets a restoring spring force, and after a strain that exceeds about 2%, sets a plastic deformation.
Hierzu werden nach der Erfindung für die Gewebeelemente Silikonverbindungen des Typs RTV eingesetzt, also bei Raumtemperatur vernetzende 2-Komponenten-Mi- schungen, die bei Zimmertemperatur vulkanisieren. For this purpose, according to the invention, silicone compounds of the RTV type are used for the fabric elements, ie 2-component mixtures which cure at room temperature and vulcanize at room temperature.
Die Gewebeelemente bestehen vorzugsweise aus einer Silikonverbindung, deren Härte nach einer Abbindezeit von 24 Stunden und bei einer Prüftemperatur von 23° C nach der für sehr weiche Elastomere geeigneten Skala„Shore 00" 55 ± 4 ShOO beträgt. The fabric elements are preferably made of a silicone compound whose hardness is after a setting time of 24 hours and at a test temperature of 23 ° C after the suitable for very soft elastomers scale "Shore 00" 55 ± 4 ShOO.
Wesentlich ist auch, dass die bei dem erfindungsgemäßen Dummy vorhandenen Gewebeelemente von der Lagerungszeit unabhängige mechanische Eigenschaften besitzen und während der vorgesehenen Lagerungs- und Nutzungsdauer keine Nach- härtungs- oder Versprödungsprozesse stattfinden. It is also essential that the tissue elements present in the dummy according to the invention have mechanical properties independent of the storage time and that no post-curing or embrittlement processes take place during the intended storage and service life.
Die verwendeten Verbindungen sind so elastisch, dass damit auch ausgeprägte Hinterschnitte hergestellt und entformt werden können. Vorzugsweise werden deshalb ähnliche Silikonverbindungen wie für die Herstellung der Gewebeelemente auch für die Herstellung der Gießformen hergestellt, in welche das flüssige Epoxidharz-Metallpulver-Gemisch zur Bildung der Knochenelemente eingegossen wird. Je nachdem, ob Hinterschnitte entformt werden müssen oder nicht werden mehr oder weniger harte Silikonkautschuke für den Formenbau eingesetzt. Die Härte bei den Gießformen liegt vorzugsweise zwischen 4 Shore-A und 25 Shore-A. The compounds used are so elastic that even pronounced undercuts can be produced and demolded. Preferably, therefore, similar silicone compounds are prepared as for the production of the fabric elements also for the production of the molds, in which the liquid epoxy-metal powder mixture is poured to form the bone elements. Depending on whether or not undercuts have to be demolded, more or less hard silicone rubbers are used for mold making. The hardness in the molds is preferably between 4 Shore A and 25 Shore A.
Eine Vielzahl von Gewebeelemente werden in einem Gewebeelementesatz zusam- mengefasst. Durch die unterteilten Gewebeelemente wird die Montage wesentlich vereinfacht. Alle Gewebeelemente sind für eine einfache Steckmontage optimiert, um si einfach mit den zugehörigen Bauteilen des Skeletts verbinden zu können. A variety of fabric elements are summarized in a set of fabric elements. Due to the subdivided fabric elements, the assembly is much easier. All fabric elements are optimized for easy plug-in mounting so they are easy to connect to the associated components of the skeleton.
Durch Austausch des Gewebeelementesatzes können - bei gleicher Skelettgröße - verschiedenartige Staturen oder Geschlechter abgebildet werden. By replacing the tissue element set - with the same skeletal size - different types of stature or gender can be mapped.
Das Schulter-Gewebeelement erstreckt sich bis in den Brustbereich und ist vorzugsweise in ein hinteres und ein vorderes Element zweigeteilt, um zum einen die Montage zu erleichtern und zum anderen durch Austausch des vorderen Teilelements eine Anpassung an die weibliche Anatomie vornehmen zu können. The shoulder-tissue element extends into the chest area and is preferably bisected into a rear and a front element, on the one hand the assembly on the other hand to make an adjustment to the female anatomy by replacing the front part of the element can.
Zwischen den beiden Teilelementen des Schulter-Gewebeelements bleiben die Schlüsselbeinelemente frei, werden also von den Gewebeelementen nicht überdeckt, sondern nur später von dem als Hautersatz dienenden Neoprenanzug. Damit sind die Schlüsselbeinelemente wie beim Menschen stark exponiert. Between the two sub-elements of the shoulder tissue element, the collarbone elements remain free, so are not covered by the tissue elements, but only later of serving as a skin substitute wetsuit. Thus, the clavicle elements are heavily exposed as in humans.
Eine Anpassung der Skelettgröße kann bei dem Dummy bevorzugt sehr einfach dadurch erreicht werden, dass die Anzahl der Wirbelkörper in der Wirbelsäuleneinheit variiert wird. An adaptation of the skeletal size can preferably be achieved in the dummy very simply by varying the number of vertebral bodies in the spine unit.
Vorzugsweise sind die Knochenelemente, welche am Dummy die äußeren Extremitäten des Menschen simulieren, also Ober- und Unterschenkel sowie Ober- und Unterarm, jeweils so ausgebildet, dass das Knochenelement einen lang gestreckten Stielbereich aufweist, der an einem Ende deutlich verbreitert sein kann, um zum Beispiel eine Gelenkhälfte auszubilden. Am anderen Ende ist hingegen vorzugsweise fest angebrachte Verbreiterung vorgesehen und das Knochenelement läuft mit einem konstanten oder mit einem sich verjüngenden Querschnitt aus. Preferably, the bone elements which simulate the outer extremities of the human on the dummy, ie upper and lower legs and upper and lower arm, each formed so that the bone element has an elongated stem area, which can be significantly widened at one end to Example form a joint half. At the other end, however, preferably fixedly mounted widening is provided and the bone element runs with a constant or with a tapered cross-section.
Das offene, vorzugsweise hinterschnittfreie Ende wird des Knochenelements in eine Buchse ein weiteres Skelettbauteil wie einem Gelenkkopfelement gesteckt und damit verbunden oder es wird stumpf stoßend mit einem weiteren Knochenelement verschraubt. Hieraus ergibt sich der besondere Vorteil, bei der Montage des Dummys dass der lange Stiel des keulenartig ausgebildeten Knochenelements durch einen engen Hohlraum in einem zugehörigen Gewebeelement gesteckt werden kann. Es wird somit kaum Spiel zwischen Hohlraumbegrenzung und Knochenelement benötigt. Das Gewebeelement legt sich somit eng an den Abschnitt des Knochenbauteils. The open, preferably undercut-free end of the bone element is inserted into a socket another skeleton component such as a condyle and connected to it or it is butt-butt screwed with another bone element. This results in the particular advantage in the assembly of the dummy that the long handle of the club-like bone element can be inserted through a narrow cavity in an associated tissue element. It is thus hardly required clearance between cavity boundary and bone element. The tissue element thus fits tightly against the portion of the bone component.
Außerdem ergeben sich Vorteile bei der Herstellung, weil für eine möglichst realitätsnahe Ausbildung der angebundenen Gelenkhälfte die Trennebene eines Gießwerkzeugs zum Gelenk gelegt werden kann, um dort eine komplexe Formgebung zu ermöglichen, ohne dass auf die Entformung des Stielbereichs, der frei von Hinterschnitten ist, Rücksicht genommen werden muss. In addition, there are advantages in the production, because for a realistic as possible training of the tailed joint half, the parting plane of a casting tool can be placed to the joint to allow a complex shape there, without on the removal of the stem area, which is free of undercuts, consideration must be taken.
Das freie Ende des Stiels an dem Knochenelement wird dann vorzugsweise in eine Aufnahme an einem weiteren Gelenkelement eingeschoben, sodass sich die typische Knochenform der großen Knochen an den Extremitäten mit den beiden verdickten Enden ergibt. Die Verbindung zwischen dem Stiel des Knochenelements und dem Gelenkelement erfolgt bevorzugt durch kreuzweise angeordnete, stiftförmige Elemente. Um die oben beschriebene Bildgebung durch Röntgenstrahlen nicht zu behindern, ist insbesondere vorgesehen, nicht-metallische Stifte zu verwenden. The free end of the stem on the bone element is then preferably inserted into a receptacle on another joint element, so that the typical Bone shape of the large bones on the extremities with the two thickened ends yields. The connection between the stem of the bone element and the joint element is preferably carried out by crosswise arranged, pin-shaped elements. In particular, in order not to hinder the X-ray imaging described above, it is intended to use non-metallic pins.
Alternativ können zwar radiale Überstände vorhanden sein; in diesem Fall besitzt eine zugehörige Aufnahmebuchse am Gegenstück aber schlitzförmige Ausnehmungen, so dass der Stielbereich in die Aufnahmebuchse eingeschoben werden kann. Alternatively, although radial projections may be present; In this case, however, has an associated receiving socket on the counterpart but slit-shaped recesses, so that the stem area can be inserted into the receiving socket.
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn bei den Extremitäten Zugseile oder Gurtbänder entlang der Außenseiten und über die ganze Länge des Arms oder Beins geführt sind. Diese erstrecken sich entlang der Knochenelemente. Hierbei sieht die Erfindung zwei Gruppen von Seilen oder Gurtbändern vor, die zusammen oder alternativ eingesetzt werden. Beide Gruppen erstrecken sich jeweils dicht entlang der Knochenelemente oder durch innere Hohlräume darin und/oder sind mit diesen durch Hohlräume innerhalb der Gewebeelemente geführt. It is also advantageous if at the extremities traction cables or straps are guided along the outer sides and over the entire length of the arm or leg. These extend along the bone elements. Here, the invention provides two groups of ropes or straps that are used together or alternatively. Both groups each extend closely along the bone elements or through internal cavities therein and / or are guided with them through cavities within the tissue elements.
Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausbildung der Kniegelenke des Dummys mit Innen- und Außenbändern, die vorzugsweise aus geflochtenen, textilen Bändern gebildet sind. Dabei liegen die beiden Gelenkelemente benachbarter Knochenelemente voreinander. Sie sind in ihrer Form soweit dem menschlichen Körper nachgebildet, dass sich die gleichen Bewegungsmöglichkeiten, aber auch Beschränkungen wie beim menschlichen Vorbild ergeben. Beispielsweise können die Knochenelemente des Oberschenkels und des Unterschenkels in eine Richtung gegeneinander verstellt werden und einen spitzen Winkel einnehmen, können aber in die andere Richtung nicht über eine gestreckte Lage hinaus verschwenkt werden. Die Seitenführung in dem Gelenk erfolgt durch außenseitig angeklebte Textilbänder. Die weitere Bewegung wird durch 2 zusätzliche Textilbänder beeinflusst, welche mit einer Schlaufe an ihrem einem Ende an Stiftelementen in den Gelenkteilen aufgehängt sind und mit ihrem anderen Ende am benachbarten Gelenkelement angeklebt sind. A further advantageous embodiment of the knee joints of the dummy with inner and outer bands, which are preferably formed of braided, textile bands. The two joint elements of adjacent bone elements lie in front of each other. In their form, they are modeled on the human body so far that the same possibilities of movement arise but also limitations as in the human model. For example, the bone elements of the thigh and lower leg can be adjusted in one direction against each other and occupy an acute angle, but can not be pivoted in the other direction beyond a stretched position. The lateral guidance in the joint takes place by textile tapes glued on the outside. The further movement is influenced by 2 additional textile bands, which are suspended with a loop at one end to pin elements in the joint parts and are glued with their other end to the adjacent joint element.
Der erfindungsgemäße Dummy weist vorzugsweise zumindest im Torsobereich an allen Verbindungsstellen von Knochenelementen eine elastische Lagerung auf. Span- genförmige Rippenelemente sind mit einem Brustbeinelement verschraubt, wobei vorzugsweise wiederum nicht-metallische Schrauben verwendet werden. An der Verschraubungsstelle sind beidseitig Silikonscheiben untergelegt, sodass die Rippenbögen untereinander und gegenüber dem Brustbein beweglich bleiben. The dummy according to the invention preferably has an elastic support at least in the torso region at all connection points of bone elements. Chip-shaped rib members are bolted to a sternum member, again preferably using non-metallic screws. At the The screw joint is covered with silicone discs on both sides so that the rib arches remain movable with each other and with respect to the sternum.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht zudem eine besondere Schulterkonstruktion des Dummys vor. Hierbei sind an einem Brustbeinelement zwei längliche Führungsausnehmungen ausgebildet, wobei es sich um gerade oder gebogene Langlöcher handelt. Knochenelemente, welche die Schlüsselbeine repräsentieren, sind an ihrem inneren Befestigungspunkt in den genannten Ausnehmungen verschiebbar geführt und sind mit ihrem anderen Ende gelenkig an ein Schultergelenk angebunden. Die Führung der Schlüsselbeinköpfe in den langlochförmigen Ausnehmungen ermöglicht, dass die Schulterpartien nach vorne rotieren können, was auch zu einem realistischen Bewegungsablauf führt, beispielsweise wenn der Dummy nach einem Zusammenprall mit einem Fahrzeug auf den Boden prallt. A preferred embodiment of the invention also provides a special shoulder construction of the dummy. Here, two elongated guide recesses are formed on a sternum element, which are straight or curved slots. Bone elements representing the clavicles are slidably guided at their inner attachment point in said recesses and are hinged at their other end to a shoulder joint. The guidance of the collarbone heads in the slot-shaped recesses allows the shoulders to rotate forward, which also leads to a realistic movement sequence, for example, when the dummy bounces on the ground after a collision with a vehicle.
Bei dem erfindungsgemäßen Dummy sind alle Knochenelemente und Gewebeelemente lösbar miteinander verbunden. Somit ist der Dummy nach Versuchsdurchführung und Auswertung komplett demontierbar und kann durch Austausch beschädigter Elemente schnell und kostengünstig wiederaufgebaut werden. In the dummy according to the invention, all bone elements and tissue elements are detachably connected to each other. Thus, the dummy is completely disassembled after trial and evaluation and can be quickly and inexpensively rebuilt by replacing damaged elements.
Große Knochenelemente wie insbesondere das Beckenknochenelement sind vorzugsweise aus mehreren Einzelteilen gebildet, die starr, aber lösbar miteinander verbunden sind. So kann z. B. eine in den Versuchen mit dem Dummy sehr oft einseitig beschädigte Beckenschaufel ausgetauscht werden. Large bone elements, in particular the pelvic bone element, are preferably formed from a plurality of individual parts which are rigidly but detachably connected to one another. So z. B. a very often damaged in the experiments with the dummy one-sided pelvic shovel.
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn bei den Extremitäten Zugseile oder Gurtbänder entlang der Außenseiten und über die ganze Länge des Arms oder Beins geführt sind. Diese erstrecken sich entlang der Knochenelemente. Hierbei sieht die Erfindung zwei Gruppen von Seilen oder Gurtbändern vor, die zusammen oder alternativ eingesetzt werden. Beide Gruppen erstrecken sich jeweils dicht entlang der Knochenelemente oder durch innere Hohlräume darin und/oder sind mit diesen durch Hohlräume innerhalb der Gewebeelemente geführt. It is also advantageous if at the extremities traction cables or straps are guided along the outer sides and over the entire length of the arm or leg. These extend along the bone elements. Here, the invention provides two groups of ropes or straps that are used together or alternatively. Both groups each extend closely along the bone elements or through internal cavities therein and / or are guided with them through cavities within the tissue elements.
Eine erste Gruppe von Seilen oder Gurtbändern dient der Sicherung von Gliedmaßen, die beim Unfallversuch möglicherweise abgerissen worden sind. Es handelt sich um eine Sicherungsmaßnahme für den Versuchsaufbau oder für evtl. in der Nähe befindliche Zuschauer und verhindert für die abgerissenen Einzelteile einen Totalverlust. Diese Sicherungseinrichtungen sollen die Bewegung des Skeletts nicht behindern, soweit sie noch normalen menschlichen Bewegungsmustern entspricht. Daher ziehen sie sich sehr locker von der Schulter über den Arm bis zur Hand bzw. vom Beckenknochenelement und/oder der Wirbelsäuleneinheit über das Bein bis zum Fuß. Diese Bänder werden erst nach einer Abtrennung von Teilen des Dummys im Laufe des Unfallversuchs gestrafft und damit wirksam. A first set of ropes or straps are used to secure limbs that may have been torn off during an accident. It is a safety measure for the experimental setup or for any spectators located nearby and prevents a total loss for the demolished items. These safety devices are not intended to hinder the movement of the skeleton as far as it still corresponds to normal human movement patterns. Therefore, they pull very loose from the shoulder over the arm to the hand or from the pelvic bone element and / or the spinal unit on the leg to the foot. These bands are tightened only after a separation of parts of the dummy during the accident and thus effective.
Die andere Gruppe von Seilen oder Gurtbändern simuliert die am menschlichen Körper vorhandenen Sehnen und Bänder und schränkt entsprechend die Beweglichkeit einzelner Skelettteile zueinander auf natürliche Bewegungsmöglichkeiten ein. Diese Gurtbänder sind entsprechend straff geführt und werden z. B. mit Schellen unmittelbar an der Außenseite der Knochenelemente gehalten. The other group of ropes or straps simulates the tendons and ligaments present on the human body and accordingly restricts the mobility of individual skeletal parts to each other for natural movement possibilities. These straps are performed accordingly tight and z. B. held with clamps directly on the outside of the bone elements.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines Dummys anhand der Zeichnungen erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen: Hereinafter, an embodiment of a dummy will be explained with reference to the drawings. The figures show in detail:
Fig. 1 , 2 jeweils einen Dummy in Ansicht von hinten; Figure 1, 2 each show a dummy in rear view.
Fig. 3 einen Dummy in Seitenansicht;  3 shows a dummy in side view;
Fig. 4 ein Skelett des Dummys in Ansicht von hinten  Fig. 4 shows a skeleton of the dummy in rear view
Fig. 5 das Skelett in Seitenansicht;  5 shows the skeleton in side view;
Fig. 6 ein Unterarmknochenelement in perspektivischer Ansicht;  6 shows a forearm bone element in a perspective view;
Fig. 7 die Montage eines Unterarms in schematischer, seitlicher Ansicht; Figure 7 shows the mounting of a forearm in a schematic, side view.
Fig. 8 eine Schultergruppe in Ansicht von vorn; Fig. 8 shows a shoulder group in front view;
Fig. 9 die Schultergruppe in Schnittansicht;  9 shows the shoulder group in sectional view;
Fig. 10A eine Brustkorbgruppe in perspektivischer Ansicht;  10A shows a thorax group in perspective view;
Fig. 10B Teile einer Wirbelsäulengruppe in perspektivischer Ansicht;  Fig. 10B parts of a spine group in a perspective view;
Fig. 1 1 Schulter und Nackenwirbelsäule in Seitenansicht; und  Fig. 1 1 shoulder and neck spine in side view; and
Fig. 12 eine Beckengruppe von vorn.  Fig. 12 is a pool group from the front.
Figur 1 zeigt eine Ansicht eines Dummys 100 von hinten. Dieser ist nahezu vollständig fertiggestellt, d. h. eine innere, stützende Skelettstruktur ist montiert und aus weichem Silikon bestehende Gewebeelemente sind darauf aufgesetzt. Es fehlt lediglich noch ein Überzug, der zur Simulation des menschlichen Hautgewebes dient. Hierzu wird der in Figur 1 abgebildete Dummy mit einem Neopren-Anzug bekleidet, welcher mit einem Latex-Anstrich überzogen wird. FIG. 1 shows a view of a dumbbell 100 from behind. This is almost completely finished, ie an inner, supporting skeleton structure is mounted and made of soft silicone fabric elements are placed on it. It is still missing a coating that simulates human skin tissue. For this purpose, the dummy shown in Figure 1 is dressed with a neoprene suit, which is coated with a latex paint.
Figur 1 dient der Benennung der wichtigsten Baugruppen: FIG. 1 serves to name the most important assemblies:
Füße 1 und Hände 3 sind jeweils für sich als vollständige Baugruppe ausgebildet, aber sind in sich nicht weiter untergliedert, d. h. Hand- und Fußknochen werden nicht simuliert, da dies aufgrund der Anzahl kleinster Knochenelemente sehr aufwändig wäre, jedoch für die Verkehrsunfallforschung zunächst ohne Bedeutung ist.  Feet 1 and hands 3 are each designed as a complete assembly, but are not further subdivided in itself, d. H. Hand and foot bones are not simulated, as this would be very complex due to the number of tiny bones elements, but is initially of no importance for traffic accident research.
Der Kopf 2 wird durch eine Innenfüllung aus Silikon, eine Schädelnachbildung aus der Knochenersatzsubstanz und eine Kopfaußenhaut aus Silikon gebildet. Der Fuß 1 ist mit einem Unterschenkel 21 verbunden, der über ein Kniegelenk 22 mit einem Oberschenkel 23 verbunden ist. Unterschenkel 20, Kniegelenk 22 sowie Oberschenkel 23 sind Teil einer Beingruppe 20, die wie beim menschlichen Vorbild funktional zusammenwirkt und bei dem Dummy 100 als Baugruppe vormontiert werden kann.  The head 2 is formed by an inner filling made of silicone, a skull replica of the bone substitute substance and a head skin made of silicone. The foot 1 is connected to a lower leg 21, which is connected via a knee joint 22 with a thigh 23. Lower leg 20, knee joint 22 and thigh 23 are part of a leg group 20, which interacts functionally as in the human model and can be pre-assembled at the dummy 100 as an assembly.
Die beiden Beingruppen 20 sind mit einer Beckengruppe 30 verbunden. Diese ist über eine innenliegende Wirbelsäulengruppe 50, von der nur ein nach außen ragender Haken für die Aufhängung des Dummys 100 bei Pendelversuchen sichtbar ist, mit einer Rumpfgruppe 40 verbunden.  The two leg groups 20 are connected to a pool group 30. This is connected to a fuselage group 40 via an internal spinal column group 50, of which only an outwardly projecting hook for the suspension of the dumbbell 100 is visible in pendulum tests.
- Außerdem ist eine Schultergruppe 60 mit der Wirbelsäulengruppe 50 verbunden. In addition, a shoulder group 60 is connected to the spine group 50.
Beidseits der Schultergruppe 60 schließen sich Armgruppen 70 an, die jeweils vormontierbar sind und die jeweils einen Oberarm 73, ein Ellbogengelenk 72 und einen Unterarm 71 enthalten. Hieran ist die Hand 3 angesetzt.  On both sides of the shoulder group 60 join arm groups 70, which are each pre-assembled and each containing an upper arm 73, an elbow joint 72 and a lower arm 71. This is the hand 3 is set.
Die vorstehend benannten Baugruppen bestehen jeweils aus einer inneren Skelettbaugruppe mit Knochen- und Knorpelnachbildungen und Bändern sowie aus weichen Gewebeelementen aus Silikon, die die Knochenelemente umgeben und das menschliche Muskel- und Fettgewebe simulieren. Each of the abovementioned assemblies consists of an inner skeletal assembly with bone and cartilage imitations and ligaments and soft silicone tissue elements surrounding the bone elements and simulating human muscle and adipose tissue.
Figur 2 zeigt denselben Dummy 100 in derselben Ansicht wie Figur 1 , wobei hierin die einzelnen Gewebeelemente eines Gewebeelementsatzes 90 bezeichnet sind, welche die innenliegende Skelettstruktur des Dummys 100 umgeben. Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Gewebeelementsatzes 90 für den Dummy 100 ist am Unterschenkel 21 nur ein einzelnes Unterschenkel- Gewebeelement 91 vorgesehen. Dieses besitzt einen röhrenförmigen inneren Hohlraum. Zugleich sind die erfindungsgemäß ausgebildeten Knochenelemente zumindest mit einem nicht hinterschnittenen Stielbereich ausgebildet, so dass nicht nur die Fertigung durch Gießen der Silikonverbindung in einer Gießform und die anschließende Entformung daraus erleichtert sind, sondern auch eine schnelle Montage dadurch möglich ist, dass der Stielbereich durch den Hohlraum im Gewebeelement 91 durchgesteckt und von der Gegenseite her gesichert werden kann. FIG. 2 shows the same dummy 100 in the same view as FIG. 1, wherein the individual fabric elements of a fabric element set 90 which surround the internal skeleton structure of the dummy 100 are designated herein. In the illustrated preferred embodiment of a fabric element set 90 for the dummy 100, only a single lower leg fabric element 91 is provided on the lower leg 21. This has a tubular inner cavity. At the same time, the bone elements according to the invention are formed at least with a non-undercut stem area, so that not only the production by casting the silicone compound in a mold and the subsequent demolding are made easier, but also a quick assembly is possible because of the stem area through the cavity inserted in the fabric element 91 and can be secured from the opposite side.
Unter anderem wegen der großen Länge des Oberschenkels 23 sind dort zwei Gewebeelemente 93.1 , 93.2 vorgesehen, die einzelnen montierbar sind. Das obere Oberschenkel-Gewebeelement 93.2 schließt sich mit seinem oberen Ende unter 45° an ein Becken-Gewebeelement 94.1 an. Durch die schräge Trennebene ist die Beingruppe 20 im Hüftgelenk verdrehbar. Im Bereich des Beckens ist neben dem rechten Becken- Gewebeelement 94.1 ein zweites, linkes Becken-Gewebeelement 94.2 vorgesehen. Die Becken-Gewebeelemente 94.1 , 94.2 werden aufgrund des komplexen inneren Aufbaus des Beckens seitlich aufgeschoben und dann über ein umfänglich gespanntes Band miteinander verbunden. Dazu besitzen die beiden Gewebeelemente 94.1 , 94.2 im oberen Bereich eine Einschnürung 94.3, in die ein Spanngurt oder ein Klebeband eingelegt werden kann, ohne dass etwas über die Außenkontur des Dummys übersteht. Eine solche umlaufende Nut ist auch bei mehreren anderen Gewebeelementen des Gewebeelementsatzes 90 vorgesehen. Sollten sich z. B. Schwierigkeiten bei der Montage im Steckverfahren ergeben, insbesondere im Rumpfbereich, so können die sehr aus sehr weichem Silikon bestehenden Einzelteile des Gewebeelementsatzes 90 mit einem Messer einseitig bis zum inneren Hohlraum hin aufgeschnitten werden. Das aufgeschnittene Gewebeelement ist so leicht verformbar, dass es aufgeklappt und um die innere Skelettstruktur herumgelegt werden kann. Die Schnittlinie wird dann über die genannten Spannbänder oder Klebestreifen zusammengehalten, bis der Dummy 100 mit dem Neoprenanzug und der Latexschicht überzogen ist. Among other things, because of the large length of the thigh 23 there are two fabric elements 93.1, 93.2 provided, the individual can be mounted. The upper thigh tissue element 93.2 closes with its upper end at 45 ° to a pelvic tissue element 94.1. Due to the oblique parting plane, the leg group 20 is rotatable in the hip joint. In the area of the pelvis, a second, left pelvic tissue element 94.2 is provided in addition to the right pelvic tissue element 94.1. The pelvic tissue elements 94.1, 94.2 are pushed laterally due to the complex internal structure of the pelvis and then connected together by a circumferentially strained band. For this purpose, the two fabric elements 94.1, 94.2 in the upper region have a constriction 94.3, in which a tension belt or an adhesive tape can be inserted without anything protruding beyond the outer contour of the dumbbell. Such a circumferential groove is also provided with several other fabric elements of the fabric element set 90. Should z. B. difficulties in mounting in the plug method, especially in the trunk area, so the very soft silicone existing individual parts of the fabric element set 90 can be cut with a knife on one side to the inner cavity. The cut-up fabric element is so easily deformable that it can be unfolded and wrapped around the inner skeleton structure. The cut line is then held together over said straps or adhesive strips until the dummy 100 is coated with the wetsuit and the latex layer.
Oberhalb der beiden Becken-Gewebeelemente 94.1 , 94.2 schließt sich ein äußeres Rumpf-Gewebeelement 95 an. Zusätzlich ist ein nicht sichtbares inneres Rumpf-Gewebeelement vorgesehen. Für die Zweiteilung gibt es einerseits fertigungstechnische Gründe, da ein einziges kompaktes Rumpf-Gewebeelement zu große Massen und zu große Wandstärken nach sich ziehen würde und eine Durchhärtung des Zweikomponenten-Silikons deshalb zu lange dauern würde. Zum anderen simuliert das innere Rumpf-Gewebeelement die Organe innerhalb des Brustkorbs und das äußere Rumpf- Gewebeelement 95 die Muskel-und Fettschichten oberhalb der Rippen. Above the two pelvic tissue elements 94.1, 94.2, an outer trunk tissue element 95 connects. In addition, an invisible inner trunk tissue element is provided. For the division there are on the one hand manufacturing reasons, since a single compact hull fabric element too large masses and too large wall thicknesses would entail and hardening of the two-component silicone would therefore take too long. Second, the inner trunk tissue element simulates the organs within the thorax and the outer trunk tissue element 95 simulates the muscle and fat layers above the ribs.
Oberhalb schließt sich ein Schulter-Gewebeelement 96 an, das auch einen Halsfortsatz 96.1 besitzt, auf welchem der Kopf 2 montiert ist. Das Schulter-Gewebeelement 96 erstreckt sich zur Seite hin nicht über die Breite des Rumpf-Gewebeelement 95, sondern bleibt hinter dieser sogar noch etwas zurück. Am Oberarm 73 ist ein oberes Oberarm-Gewebeelement 97.1 vorgesehen, das ebenfalls den Bereich der Schulter nicht vollständig umschließt. Die zwischen dem Schulter-Gewebeelement 96 und dem oberen Oberarm-Gewebeelement 97.1 gebildete Lücke dient dazu, eine sehr gute Beweglichkeit der Arme 70 zu erhalten und diese nicht durch die Gewebeelemente zu behindern. Wie am Oberschenkel auch, sind die Gewebeelemente am Oberarm 73 zweigeteilt. Neben dem bereits genannten oberen Oberarm-Gewebeelement 97.1 , das die Schultergruppe 60 teilweise überdeckt, schließt sich ein unteres Oberarm- Gewebeelement 97.2 an, das das Oberarmknochenelement in sich aufnimmt. Am Übergang zwischen dem unteren Oberarm-Gewebeelement 97.2 und einem Unterarm-Gewebeelement 98 bleiben wiederum Lücken, um die Beweglichkeit des Ellbogengelenks 72 zu erhalten. Above, a shoulder tissue element 96 connects, which also has a neck extension 96.1, on which the head 2 is mounted. The shoulder fabric element 96 does not extend laterally across the width of the body panel 95, but still remains somewhat behind it. An upper upper arm tissue element 97.1 is provided on the upper arm 73, which likewise does not completely surround the area of the shoulder. The gap formed between the shoulder fabric member 96 and the upper upper arm fabric member 97.1 serves to provide very good mobility of the arms 70 and not to hinder them by the fabric members. As on the thigh, the tissue elements on the upper arm 73 are divided into two parts. In addition to the already mentioned upper upper arm tissue element 97.1, which partially covers the shoulder group 60, a lower upper arm tissue element 97.2 connects, which receives the upper arm bone element in itself. At the transition between the lower humeral tissue element 97.2 and a forearm tissue element 98 again gaps remain to obtain the mobility of the elbow joint 72.
Figur 3 zeigt den Gewebeelementsatz 90 bzw. den Dummy 100 in einer seitlichen Ansicht von rechts. Hier werden insbesondere die Freiräume zwischen einem Unterschenkel-Gewebeelement 91 und einem unteren Oberschenkel-Gewebeelement 93.1 deutlich, die das Kniegelenk 22 freilassen. Erkennbar ist hier auch ein Band 322, das seitlich über das Kniegelenk 22 hinweg läuft. Das obere Oberschenkel-Gewebeelement 93.2 schließt sich spaltfrei an. Auch zwischen dem Becken-Gewebeelement 94.1 , dem äußeren Rumpf-Gewebeelement 95 und dem Schulter-Gewebeelement 96 sind keine Spalte vorgesehen, sodass sich die Wrkung eines einheitlichen Oberkörpers ergibt. Spaltfrei ergänzen sich auch das obere Oberarm-Gewebeelement 97.1 und das untere Oberarm-Gewebeelement 97.2. Die Seitenansicht von Figur 3 zeigt wiederum deutlich die Aussparungen im unteren Oberarm-Gewebeelement 97.2 und im Unterarm-Gewebeelement 98 im Bereich des Ellenbogengelenks 72. FIG. 3 shows the fabric element set 90 or the dummy 100 in a lateral view from the right. Here, in particular, the clearances between a lower leg tissue element 91 and a lower thigh tissue element 93. 1 become clear, which release the knee joint 22. Recognizable here is also a band 322, which runs laterally over the knee joint 22 away. The upper thigh tissue element 93.2 joins gap-free. Also between the pelvic tissue element 94.1, the outer trunk tissue element 95 and the shoulder tissue element 96, no gaps are provided so that the result is a uniform upper body. The upper upper arm tissue element 97.1 and the lower upper arm tissue element 97.2 also complement each other without gaps. The side view of FIG. 3 again clearly shows the recesses in the lower upper arm tissue element 97. 2 and in the lower arm tissue element 98 in the region of the elbow joint 72.
Figur 4 zeigt ein Skelett 200 des Dummys 100, wobei zur Vervollständigung Füße 1 und Hände 3 ebenfalls angebracht sind, obwohl diese bei dem erfindungsgemäßen Dummy keine inneren Knochenelemente besitzen und unabhängig von der nach der Erfindung bevorzugten Materialwahl für die anderen Knochenelemente und Gewebeelemente ausgebildet sein können. Sie können beispielsweise vollständig aus einem Silikonwerkstoff gebildet sein können, der eine etwas größere Härte besitzt als die Elemente des Gewebeelementsatzes 90. FIG. 4 shows a skeleton 200 of the dummy 100, wherein feet 1 and hands 3 are also attached to complete, although these are in the case of the invention Dummy have no internal bone elements and can be formed independently of the preferred according to the invention choice of material for the other bone elements and tissue elements. For example, they may be formed entirely from a silicone material that has a somewhat greater hardness than the elements of the fabric element set 90.
Eine Skelett-Beingruppe 220 umfasst jeweils ein Unterschenkelknochenelement 221 , ein Kniegelenk 222 und ein Oberschenkelknochenelement 223. Das Oberschenkelknochenelement 223 umfasst getreu dem menschlichen Vorbild nur einen Stielabschnitt, wohingegen beim Unterschenkelknochenelement 221 zwei Stielabschnitte vorgesehen sein können, um Waden- und Schienbein zu simulieren. A skeletal leg group 220 each includes a lower leg bone member 221, a knee joint 222, and a femoral member 223. The femoral member 223 faithfully includes only a pedicel portion in the human model, whereas the lower leg bone member 221 may have two pedicle portions to simulate calf and tibia.
Stielabschnitte sind zylindrische, röhrenförmige oder mit sonstigem Querschnitt geformte Abschnitte an einem Dummy-Knochenelement, die von einem verdickten Knochenkopf ausgehend zum anderen Ende hin entweder einen konstanten Querschnitt oder einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen und keine größeren, nach außen ragenden Vorsprünge oder Hinterschnitte aufweisen, die das Durchstecken eines solchen Stielabschnitts durch den Röhrenkanal in einem Gewebeelement behindern könnten. Stem portions are cylindrical, tubular or other shaped cross-sectional portions on a dummy bone member having either a constant cross-section or a tapered cross-section from a thickened bone head to the other end and having no larger, outwardly projecting protrusions or undercuts could hinder the passage of such a stem portion through the tube channel in a tissue element.
Eine Zweiteilung ist auch bei einem Unterarmknochenelement 271 vorgesehen, das in Figur 6 vergrößert dargestellt ist. Das Unterarmknochenelement 271 ist gemäß Figur 3 über ein Ellenbogengelenk 272 mit Oberarmknochenelementen 273, 274 verbunden; diese Elemente bilden die Skelett- Armgruppe 270. A bipartition is also provided in a forearm bone member 271, which is shown enlarged in FIG. The forearm bone element 271 is connected to upper arm bone elements 273, 274 via an elbow joint 272 as shown in FIG. these elements form the skeletal arm group 270.
Die Skelett-Armgruppe 270 wiederum ist mit einer komplexen Skelett-Schultergruppe 260 verbunden, die nachfolgend noch näher erläutert werden wird. Ein Schulterzentralelement 261 , das zentraler Teil der Skelett-Schultergruppe 260 ist, stellt die Verbindung mit einer Wirbelsäulengruppe 250 und der daran wiederum befestigten Brustkorbgruppe 240 her. Die Wrbelsäulengruppe 250 ist außerdem mit einer Beckengruppe 230 verbunden. The skeletal arm group 270 in turn is connected to a complex skeletal shoulder group 260, which will be explained in more detail below. A shoulder central element 261, which is central to the skeletal shoulder group 260, connects to a spinal column assembly 250 and the thoracic cage assembly 240, which in turn is attached thereto. The spine column group 250 is also connected to a pool group 230.
Wie ein Vergleich eines menschlichen Skeletts mit der Abbildung des Dummy-Skeletts 200 in Figur 4 bei zeigt, sind fast alle Skelettbauteile des Skeletts 200 nah an das menschliche Vorbild angelehnt. Allerdings gibt es Einschränkungen. Beispielsweise sind Kugelgelenke des menschlichen Skeletts nicht mit einer technischen Kugelkopfgelenkverbindung vergleichbar, da beim Menschen der Kugelkopf und die Gelenkpfanne nur einen Lagerpunkt darstellen, an welchem sie aufeinanderliegen, bei welchem der Kugelkopf aber nicht formschlüssig in der Gelenkpfanne gehalten wird. Hierfür sind vielmehr zusätzliche Bänder und Sehnen erforderlich. Die Form der Knochen i, Gelenkbereich wie darüber hinweg laufenden Bänder und Sehen schränken die Beweglichkeit beim Menschen natürlicherweise auf bestimmte Bewegungsmöglichkeiten ein. Daher umfasst das Skelett 200 des erfindungsgemäßen Dummys 100 auch eine Vielzahl von Zugseilen oder Bändern, die zugleich den Zusammenhalt der gelenkig verbundenen Skelettbauteile bewirken, aber auch eine Beweglichkeit in den Gelenken erlauben, die ähnlich wie beim Menschen ausgeprägt ist. Die Bänder des Dummys 100 können auch elastisch ausgebildet sein. As a comparison of a human skeleton with the image of the dummy skeleton 200 in Figure 4 shows, almost all skeletal components of the skeleton 200 are closely modeled on the human model. However, there are limitations. For example, ball joints of the human skeleton are not technical Ball-and-socket joint comparable because in humans the ball head and the socket represent only one bearing point on which they rest on one another, but in which the ball head is not held positively in the socket. This requires additional ligaments and tendons. The shape of the bones, joint area, ligaments and vision naturally restrict man's mobility to certain movement possibilities. Therefore, the skeleton 200 of the dumbbell 100 according to the invention also comprises a plurality of traction ropes or bands, which at the same time bring about the cohesion of the articulated skeletal components, but also allow mobility in the joints, which is similar to that in humans pronounced. The bands of the dummy 100 may also be elastic.
Bei der Brustkorbeinheit 240 ist eine Vereinfachung gegenüber dem natürlichen Vorbild dahingehend vorgenommen worden, dass beim Skelett 200 des Dummys 100 nur vier Rippenelemente 241 vorgesehen sind, und diese aus Vereinfachungs- und Kostengründen auch jeweils die gleiche Geometrie aufweisen. Die vertikale Positionierung der vier exemplarisch vorgesehenen Rippenelemente 241 ist jedoch so gewählt, dass die im Falle eines Unfalls am stärksten gefährdeten unteren Rippen am Brustkorb, welche vom Schultergürtel und kaum abgeschirmt sind, auch am Dummy 100 vorhanden sind. Die einzelnen Rippenelemente 241 der Brustkorbgruppe 240 sind so dimensioniert, dass ihr Belastungs- und Bruchverhalten bei Verwendung der erfindungsgemäßen Materialzusammensetzung aus Epoxidharz mit fein eindispergiertem Aluminiumpulver an, das des menschlichen Knochens angenähert ist. Eine exakte Übereinstimmung zwischen Modell und realem Vorbild ist weder einfach umsetzbar noch für die Einsatzzwecke des Dummys 100 notwendig. Zudem ist zu berücksichtigen, dass die Festigkeit der menschlichen Knochen sehr individuell ist und vor allen Dingen alterungsbedingt abnimmt. In the thorax unit 240, a simplification has been made in comparison to the natural model that only four rib members 241 are provided in the skeleton 200 of the dummy 100, and these also have the same geometry for reasons of simplicity and cost. However, the vertical positioning of the four exemplarily provided rib members 241 is chosen such that the lower ribs on the rib cage which are most at risk in the event of an accident and which are scarcely shielded from the shoulder girdle, are also present on the dummy 100. The individual rib elements 241 of the thorax group 240 are dimensioned such that their stress and fracture behavior when using the material composition according to the invention of epoxy resin with finely dispersed aluminum powder, that of human bone is approximated. An exact match between the model and the real role model is neither easy to implement nor necessary for the purposes of the Dummys 100. In addition, it should be noted that the strength of human bones is very individual and, above all, decreases due to aging.
Um die Rippen nachzubilden, sind bei dem Skelett 200 an beiden Seiten Rippenelemente 241 als Halbbögen vorgesehen, die an einem Ende mit der Wirbelsäulengruppe 250 und am anderen Ende mit einer Brustbeinplatte 242 verbunden sind. Der An- schluss der Rippenelemente 241 erfolgt durch Verschraubung, wobei jeweils dazwischen elastomere Elemente eingefügt sind, so dass keine vollständig starre, sondern eine in vielfältiger Weise bewegliche Skelettstruktur entsteht. Eine weitere Abweichung vom menschlichen Skelett besteht in der Ausbildung der Skelett-Schultergruppe 260. Beim Menschen besteht die knöcherne Struktur des Schultergürtels und der Schulter aus den Köpfen der Oberarmknochen, den Schulterblättern und den Schlüsselbeinen, welche das Schulterblatt und das Brustbein gelenkig miteinander verbinden. Das Schulterblatt trägt dabei die Pfanne des Schultergelenks. Da der Schulterbereich in der Beweglichkeit stark abhängig ist von den umgebenen Muskeln und die Verbindung der Schulterblätter zum Rumpf fast ausschließlich über Muskelzüge stattfindet, ist eine konstruktive Nachahmung sehr aufwendig. To simulate the ribs, the skeleton 200 has rib members 241 on both sides as half-arches connected at one end to the spinal column assembly 250 and at the other end to a sternum plate 242. The connection of the rib elements 241 takes place by screwing, with elastomeric elements interposed therebetween, so that no completely rigid, but rather a skeletal structure which can be moved in many ways arises. Another departure from the human skeleton is the formation of the skeletal shoulder group 260. In humans, the bony structure of the shoulder girdle and shoulder consists of the heads of the humerus, shoulder blades, and clavicles, which articulate the scapula and sternum. The shoulder blade carries the pan of the shoulder joint. Since the shoulder area in the mobility is highly dependent on the surrounding muscles and the connection of the shoulder blades to the trunk takes place almost exclusively on muscle trains, a constructive imitation is very expensive.
Zur Vereinfachung der Skelett-Konstruktion wurde bei dem Dummy 100 auf die Nachbildung des Schulterblattes verzichtet und stattdessen ein Schulterzwischengelenk zwischen Oberarmgelenk und Schulterzentralstück eingefügt, welches wichtige Bewegungen des Dummy-Schultergürtels realisiert, die Gelenkpfanne für den Oberarmknochen trägt und das Schlüsselbein anbindet. Der Dummy nach der Erfindung besitzt daher eine besondere Skelett-Schultergruppe 260, die nachfolgend unter Bezug auf die Figuren 8 und 9 noch näher erläutert werden wird. To simplify the skeletal construction, dummy 100 replaces the shoulder blade and instead inserts a shoulder intermediate joint between the upper arm joint and the shoulder center, which realizes important movements of the dummy shoulder girdle, supports the acetabulum for the humerus, and ties the collarbone. The dummy according to the invention therefore has a special skeleton shoulder group 260, which will be explained in more detail below with reference to Figures 8 and 9.
Figur 5 zeigt das Skelett 200 in einer seitlichen Ansicht. Hierbei wird insbesondere der komplexe Verlauf der verschiedenen Bänder sichtbar, die derart über die Gelenke geführt sind, dass eine naturgetreue Beweglichkeit der Gliedmaßen erreicht wird und andererseits unnatürliche Bewegungsmuster vermieden werden. FIG. 5 shows the skeleton 200 in a lateral view. In particular, the complex course of the various ligaments, which are guided over the joints in such a way that a lifelike mobility of the limbs is achieved and, on the other hand, unnatural movement patterns are avoided, becomes visible.
Im Bereich des Beins 20 etwa verläuft ein Band 323 (siehe auch Figur 4) vom oberen Bereich des Oberschenkelknochenelements 223 über eine Verbindungsmuffe an einem Oberschenkelhalsknochenelement 224 hinweg, läuft dann seitlich an der Oberfläche des Oberschenkelknochenelements 223 über das Kniegelenk 222 und das Unterschenkelknochenelement 221 bis zu einem unteren Befestigungspunkt im Bereich eines Fußgelenks. In ähnlicher Weise ist ein weiteres Band 324 zunächst seitlich innen am Oberschenkelknochenelement 2223 entlang und ab dem Kniegelenk 22 über die Rückseite des Unterschenkelknochenelements 221 bis zu dem Fußgelenk. In the region of the leg 20, a band 323 (see also FIG. 4) extends from the upper region of the femur element 223 via a connecting sleeve on a femoral neck bone element 224, then runs laterally on the surface of the femur element 223 via the knee joint 222 and the lower leg bone element 221 a lower attachment point in the area of an ankle. Similarly, another band 324 is initially laterally inward on the femur member 2223 along and from the knee joint 22 across the back of the lower leg bone member 221 to the ankle.
Bei der Skelett-Armgruppe 270 sind ein vorderes Band 371 und ein rückseitiges Band 372 vorgesehen, welche sich jeweils zwischen Schulter und Handgelenk entlang der jeweiligen Vorder- bzw. Rückseite der Skelett-Armgruppe 270 erstrecken. Zusätzlich können Sicherungsstahlseile vorgesehen sein, oder Sicherungsgurte, die nicht im Zusammenhang mit der Nachbildung der Beweglichkeit des menschlichen Skeletts benötigt werden, jedoch die einzelnen Gliedmaßen des Dummys 100 sichern und deren völlige Abtrennung vom Rumpf während eines Versuchs vermeiden. In the skeletal arm group 270, a front band 371 and a back band 372 are provided, each extending between the shoulder and wrist along the respective front and back sides of the skeletal arm group 270, respectively. Additionally, securing steel ropes may be provided, or securing straps not needed in connection with simulating human skeletal motility, but securing the individual limbs of the dumbbell 100 and avoiding their complete separation from the trunk during an attempt.
Das Schulterzentralelement 261 verbindet nicht nur die Schultern mit der Wirbelsäulengruppe 250, sondern gibt durch eine entsprechende Gestaltung seiner Oberseite auch eine Neigung eines sich oberhalb anschließenden Halswirbelsäulenabschnittes 253 vor. The shoulder central element 261 not only connects the shoulders to the spinal column group 250, but by an appropriate design of its upper side also predetermines an inclination of a cervical spine section 253 which adjoins above.
Da bei dem Dummy 100 als passivem Testelement keinerlei Vorspannung vorliegt, die mit einem Muskeltonus vergleichbar wäre, und da sehr viele Verbindungen von Knochenelementen am Skelett 200 bewusst elastisch und/oder gelenkig ausgebildet sind, um Bewegungen nicht einzuschränken, kann der Dummy 100 nicht selbständig stehen. Für die Durchführung von Fußgängerunfallversuchen wird er daher an einem Seil 4 aufgehängt. Ein Haken- oder Ösenelement 259 dient der Befestigung des Seils 4 am Dummy 100. Since the dummy 100 has no pretension as a passive test element, which would be comparable to a muscle tone, and since a great many connections of bone elements on the skeleton 200 are deliberately elastic and / or articulated in order not to restrict movements, the dummy 100 can not stand on its own , For the implementation of pedestrian accident tests, he is therefore hung on a rope 4. A hook or loop element 259 serves to attach the rope 4 to the dummy 100.
Figur 6 zeigt das Unterarmknochenelement 271 , das hier exemplarisch für die bei dem erfindungsgemäßen Dummy 100 vorgesehenen Knochenelemente der Extremitäten beschrieben wird. Wie alle anderen Knochenelemente des Dummys 100 auch, ist das Unterarmknochenelement 271 so ausgebildet, dass es einerseits eine Annäherung an das menschliche Vorbild darstellt, andererseits aber auch ein von dem Vorbild losgelöst optimiertes, technisches Konstruktionselement ist, das auf keinen Fall lediglich einen Abguss eines natürlichen Knochens mit künstlichen Werkstoffen darstellen soll. Vielmehr soll das Konstruktionselement im Gesamtzusammenhang des Skeletts 200 Festigkeiten, Massepunkte und Beweglichkeiten ermöglichen, die dem menschlichen Vorbild ähneln. FIG. 6 shows the forearm bone element 271, which is described here by way of example for the bone elements of the extremities provided in the dummy 100 according to the invention. Like all other bone elements of the dumbbell 100, the forearm bone member 271 is designed to approximate the human model on the one hand, but is also a technical design element optimized from the model, which by no means is merely a casting of a natural one Bone with artificial materials should represent. Rather, the design element in the overall context of the skeleton 200 should allow for strengths, mass points and mobilities similar to the human model.
Zwei zylindrische Stielabschnitte 271.1 , 271.2 simulieren Wadenbein- und Schienbeinknochen und sind über einen sich verbreitenden Kopfabschnitt 271.6 miteinander verbunden. Beide Stielabschnitte 271.1 , 271.2 enthalten Bohrungen 271.3, 271.4, die über eingesetzte Dübel, Gewindehülsen oder in sonstiger Weise zur Aufnahme von Schrauben vorgesehen sind, sodass eine Verschraubung mit einem Handgelenkelement möglich ist. Eine Gelenkaufnahme 271.5 ist zur Aufnahme einer zylindrischen Achse am Ellenbogengelenk 272 vorgesehen. Figur 7 zeigt, stellvertretend für die Montage der anderen Extremitäten, die nach der Erfindung mögliche Steckmontage eines Unterarms 71. Das Unterarmknochenelement 271 wird mit seinen Stielabschnitten 271.1 , 271.2 in einen inneren Kanal 98.1 des Unterarm-Gewebeelements 98 eingeschoben. Von der anderen Seite her wird ein Handgelenkelement 74 in den Kanal 98.1 eingeschoben, wobei noch genug Platz zur Durchführung der hier nicht gezeichneten Bänder 371 , 372 (siehe Fig. 5) bleibt. Durch eine Verschraubung des Handgelenkelements 276 mit den Stielabschnitten 271.1 , 271.2 wird das Unterarmknochenelement 271 komplettiert und innerhalb des Unterarm-Gewebeelements 98 festgelegt. Durch die illustrierte Steckmontage können die jeweiligen Knochenelemente einfach und schnell mit den zugehörigen Gewebeelementen verbunden werden. Die Demontage ist ebenso einfach möglich, um nach Durchführung eines Versuchs eine genaue Analyse der aufgetretenen Schäden an den Knochenelementen vornehmen zu können und beim anschließenden Neuaufbau des Dummys beschädigte Teile leicht ersetzen zu können. Two cylindrical stem portions 271.1, 271.2 simulate fibula and tibial bone and are connected to each other via a spreading head portion 271.6. Both handle sections 271.1, 271.2 contain bores 271.3, 271.4, which are provided on inserted dowels, threaded sleeves or otherwise for receiving screws, so that a screw with a wrist element is possible. A joint receptacle 271.5 is provided for receiving a cylindrical axis at the elbow joint 272. Figure 7 shows, representative of the assembly of the other extremities, the possible insertion of a forearm 71 according to the invention. The forearm bone element 271 is inserted with its stem sections 271.1, 271.2 into an inner channel 98.1 of the forearm tissue element 98. From the other side, a wrist element 74 is inserted into the channel 98.1, leaving enough space to pass through the bands 371, 372 (see FIG. 5) not shown here. By screwing the wrist element 276 with the stem sections 271.1, 271.2, the forearm bone element 271 is completed and fixed within the forearm tissue element 98. Through the illustrated plug-in assembly, the respective bone elements can be easily and quickly connected to the associated tissue elements. Dismantling is also easily possible to make an accurate analysis of the damage to the bone elements after performing an experiment and can easily replace damaged parts in the subsequent rebuilding of the dummies.
Figur 8 zeigt die Schultergruppe 260 mit Teilen des Oberarms 73 in perspektivischer Ansicht von außen vorn. Wesentlich ist hierbei das Schulterzentralelement 261 , das sowohl die linke wie die rechte Schulter trägt, wie auch Teil der Wirbelsäulengruppe ist. Nach oben hin ist die Verbindung mit einem Halswirbelsäulenabschnitt 253 (vergleiche Figur 5) vorgesehen; nach unten schließt sich der Hauptabschnitt der Wrbel- säulengruppe 250 an. FIG. 8 shows the shoulder group 260 with parts of the upper arm 73 in a perspective view from the outside in front. Essential here is the shoulder central element 261, which carries both the left and the right shoulder, as well as part of the spinal column group. At the top, the connection with a cervical spine portion 253 (see FIG. 5) is provided; downwards, the main section of the Wrbel column group 250 connects.
An den Schultern ist außen jeweils eine Kugelgelenkaufnahme 262.4 ausgebildet. Der Oberarm ist aus einem Oberarmknochenelement 273.1 gebildet, von dem hier nur der Stielbereich 273.1 sichtbar ist, sowie einem Oberarmgelenkkopfelement 274. Die Verbindung erfolgt durch Einstecken des Endes des Stielbereichs 273.1 in einen Aufnahmerohrabschnitt 274.1. Das Ende des Aufnahmerohrabschnitts 274.1 ist geschlitzt. Vorsprünge 273.3 am Außenumfang des Stielendes 273.1 sind in die Schlitze eingeschoben, sodass der Oberarm verdrehsicher mit dem Oberarmgelenkkopfelement 274 verbunden ist. Über eine Schlauchschelle 275 werden die Sektionen des Aufnahmerohrabschnitt 274.1. an das Stielende 273.1 angepresst. Außerdem wird formschlüssig verhindert, dass das Oberarmknochenelement 273.1 nach unten abgezogen werden kann, da die Vorsprünge 273.3 nicht aus den Schlitzausnehmungen gezogen werden können, solange die Schelle 275 angelegt ist. Wesentlich bei der Gestaltung der Schultergruppe 260 ist insbesondere die Unterteilung jeder Schulter in wenigstens zwei zueinander bewegliche Schulterhalbelemente 262.1 , 262.2 und die Kopplung mit dem Schulterzentralelement 261 über je ein Schlüsselbeinelement 264, das beweglich mit den übrigen Teilen verbunden ist. Dadurch kann der äußere Teil der Schulter, wie beim Menschen auch, um einen kleinen Winkel nach vorn gedreht werden kann. Bei dem Dummy 100 nach der Erfindung wird die Schulterdrehung durch die beiden voneinander getrennten Schulterhalbelemente 262.1 , 262.2 erreicht, zwischen denen ein linsenförmiges, elastisches Schulterzwischengelenk 263 angeordnet ist. Die kugelabschnittsförmig konvex gewölbten Flächen des Schulterzwischengelenks 263 liegen an entsprechenden kugelab- schnittsförmigen, konkaven Flächen an den Innenseiten der Schulterhalbelemente 262.1 , 262.2 an, sodass eine Beweglichkeit in verschiedene Richtungen gegeben ist. Von einem äußeren Befestigungspunkt an dem zweiten Schulterhalbelement 262.2 erstreckt sich das Schlüsselbeinelement 264 zu einer Schlüsselbeinanschlussplatte 265, die über ein horizontales Schwenklager 265.2 an das Schulterzentralelement 261 angebunden ist. Das Schlüsselbeinelement 264 ist an seinen beiden Befestigungspunkten 264.1 , 264.2 jeweils über eine dazwischen eingefügte elastomere Buchse verschraubt, sodass sich in jeder Verbindungsstelle bereits eine Grundbeweglichkeit ergibt. Insbesondere ist das Schlüsselbein 264 mit seinem Befestigungspunkt 264.2 nur lose in dem Langloch 265.1 der Schlüsselbeinanschlussplatte 265 befestigt, sodass der Befestigungspunkt 264.2 darin verschiebbar ist. Wird nun von hinten eine Kraft auf das Schultergelenk ausgeübt, wie durch den Blockpfeil rechts oben angedeutet, kann das äußere Schulterhalbelement 262.2 gegenüber dem inneren Schulterhalbelement 26.1 leicht gedreht werde. Dabei wandert der Befestigungspunkt 264.2 des Schlüsselbeins 164 in dem Langloch 265.1 nach innen. At the shoulders, a ball joint receptacle 262.4 is formed on the outside. The upper arm is formed from a humerus element 273.1, of which only the stem region 273.1 is visible here, and a humerus head element 274. The connection is made by inserting the end of the stem region 273.1 into a receiving tube section 274.1. The end of the receiving tube portion 274.1 is slotted. Projections 273.3 on the outer circumference of the stem end 273.1 are inserted into the slots, so that the upper arm is secured against rotation to the upper arm joint head element 274. Via a hose clamp 275, the sections of the receiving tube section 274.1. pressed against the stem end 273.1. In addition, it is positively prevented that the humerus 273.1 can be pulled down, since the projections 273.3 can not be pulled out of the slot recesses as long as the clamp 275 is applied. Particularly important in the design of the shoulder group 260 is in particular the subdivision of each shoulder into at least two mutually movable shoulder half elements 262.1, 262.2 and the coupling with the shoulder central element 261 via a respective collarbone element 264, which is movably connected to the other parts. This allows the outer part of the shoulder, as in humans, can be rotated by a small angle forward. In the dummy 100 according to the invention, the shoulder rotation is achieved by the two mutually separate shoulder half elements 262.1, 262.2, between which a lenticular, elastic shoulder intermediate joint 263 is arranged. The spherical segment-convexly curved surfaces of the shoulder intermediate joint 263 bear on corresponding spherical-segment-shaped, concave surfaces on the inner sides of the shoulder half-elements 262.1, 262.2, so that mobility in different directions is provided. From an outer attachment point on the second shoulder half element 262.2, the collarbone element 264 extends to a collarbone connection plate 265, which is connected via a horizontal pivot bearing 265.2 to the shoulder central element 261. The collarbone element 264 is screwed at its two attachment points 264.1, 264.2 respectively via an inserted therebetween elastomeric sleeve, so that there is already a basic mobility in each connection point. In particular, the collarbone 264 with its attachment point 264.2 is only loosely fastened in the oblong hole 265.1 of the collarbone connection plate 265, so that the attachment point 264.2 is displaceable therein. If a force is now exerted on the shoulder joint from behind, as indicated by the block arrow on the top right, the outer shoulder half element 262.2 can easily be rotated relative to the inner shoulder half element 26.1. In this case, the attachment point 264.2 of the collarbone 164 moves in the slot 265.1 inward.
In Figur 9 ist die Skelett-Schultergruppe 260 aus der gleichen Blickrichtung wie in Figur 8 in einer Schnittansicht dargestellt. Der Zusammenhalt der Schulterhalbelemente 262.1 , 262.2, des dazwischen eingefügten elastischen Schulterzwischengelenke 263 und des Oberarmgelenkkopfelements 274 erfolgt durch ein Stahlseil 266 mit endseitig angebrachten Klemmelementen. Das Stahlseil 266 erstreckt sich durch einen innen liegenden Kanal im Inneren des Schulterhalbelements 262.1 , dann durch einen Kanal im Schulterzwischengelenk 263, durch eine weitere Bohrung im äußeren Schulterhalbelement 262.2 und durch eine Bohrung im Oberarmgelenkkopfelement 274. Der Kanal im Schulterzwischengelenk 263 ist zu beiden Seiten hin trichterförmig erweitert, sodass durch das innenliegende Stahlseil 266 die Beweglichkeit der Schulter nicht eingeschränkt ist. In FIG. 9, the skeletal shoulder group 260 is shown from the same viewing direction as in FIG. 8 in a sectional view. The cohesion of the shoulder half elements 262.1, 262.2, interposed between the elastic shoulder intermediate joints 263 and the Oberarmgelenkkopfelements 274 carried by a steel cable 266 with end-mounted clamping elements. The steel cable 266 extends through an internal channel in the interior of the shoulder half-element 262.1, then through a channel in the shoulder intermediate joint 263, through a further bore in the outer shoulder half-element 262.2 and through a bore in the humerus head element 274. The channel in the shoulder intermediate joint 263 is on both sides funnel-shaped extended so that the mobility of the shoulder is not limited by the inner steel cable 266.
Figur 10A zeigt einen Teil der Wirbelsäulengruppe 250 mit mehreren Wirbelkörpern 251 und damit verbundenen Rippenelementen 241 , durch welche eine Brustkorbgruppe 240 gebildet wird. Die Rippenelemente 241 sind, wie die Schlüsselbeinelemente 264 (vergleiche Figur 8) auch, an ihren Enden jeweils mit einer Gummibuchse versehen, welche eine Schraube aufnimmt und führt, sodass keine starre, sondern eine bewegliche Verbindung erreicht wird. Die Wirbelkörper 251 besitzen zur Verbindung mit den hinteren Enden der Rippenelementen 241 Vorsprünge mit einer Gewindebohrung. Die anderen Enden der Rippenelemente 241 sind mit einem Brustbeinplattenelement 242 verbunden. Dieses wiederum wird mit seiner obenliegenden Achse über die Schlüsselbeinanschlussplatte 265 mit dem Schulterzentralelement 261 (vergleiche Figur 8) verbunden. FIG. 10A shows a portion of the spinal column assembly 250 having a plurality of vertebral bodies 251 and associated rib members 241, through which a thorax group 240 is formed. The rib members 241 are, as the clavicle elements 264 (see Figure 8) also provided at their ends with a rubber bushing which receives and guides a screw, so that no rigid, but a movable connection is achieved. The vertebral bodies 251 have projections with a threaded bore for connection to the rear ends of the rib members 241. The other ends of the rib members 241 are connected to a sternum plate member 242. This in turn is connected with its overhead axis via the collarbloc connection plate 265 with the shoulder central element 261 (see Figure 8).
Figur 10B zeigt in einer Explosionsdarstellung zwei Wirbelkörperelemente 251 mit einem dazwischen angeordneten Bandscheibenelement 252 aus einem Silikonwerkstoff. Die Wrbelkörperelemente 251 hingegen bestehen aus der erfindungsgemäßen Knochenersatzsubstanz. Die Wrbelkörperelemente besitzen insgesamt vier nach außen weisende Fortsätze, wobei die nach vorn auszurichtenden Flansche 251.4 vertikale Durchgangsbohrungen besitzen, beispielsweise zur Anbringung von Sensoreinheiten, und die rückwärtig angeordneten Flansche 251.5 stirnseitig je eine Gewindebohrung aufweisen, an welche die Rippenelemente 241 angeschraubt werden. Alle Flansche 251.4, 251.5 besitzen zu beiden Seiten vorstehende Haken 251.3, sodass sich zwischen benachbarten Flanschen insgesamt vier Gurtführungen ergeben, die entlang der Wirbelkörper 251 und der dazwischen positionierten elastomeren Bandscheibenelemente 252 verlaufen. FIG. 10B shows an exploded view of two vertebral body elements 251 with an intervertebral disk element 252 made of a silicone material arranged therebetween. The Wrbelkörperelemente 251, however, consist of the bone substitute according to the invention. The Wrbelkörperelemente have a total of four outwardly facing extensions, with the front aligned flanges 251.4 have vertical through holes, for example, for attachment of sensor units, and the rearwardly disposed flanges 251.5 frontally each have a threaded bore, to which the rib members 241 are screwed. All flanges 251.4, 251.5 have protruding hooks 251.3 on both sides, so that a total of four belt guides arise between adjacent flanges, which run along the vertebral bodies 251 and the elastomeric intervertebral disk elements 252 positioned therebetween.
Figur 11 zeigt den Bereich der Schultergruppe 260 und der Nackenwirbelsäule 253 von der Seite her. Die Nackenwirbelsäule 253 ist durch drei Wirbelkörperelemente 251 mit dazwischen eingefügten Bandscheibenelementen 252 gebildet. Die Wirbelkörperelemente sind genauso wie im Hauptabschnitt der Wrbelsäulengruppe ausgebildet. Die Bandscheibenelemente 252 sind geometrisch ebenfalls gleich, sind aber aus einem etwas weicheren Silikonwerkstoff gebildet. An vier Seiten ist je ein Band 254 über die Nackenwirbelsäule 253 geführt, das sich zwischen einem Befestigungspunkt an dem Schulterzentralelement 261 bis zu einem Kopfanschlusselement 255 erstreckt. Das Kopfanschlusselement 255 bildet den oberen Abschluss der Nackenwirbelsäule 253 und zugleich ein Widerlager für das durch die gesamte Wirbelsäulengruppe hindurchgeführte Stahlseil, das dort mit einer Gewindehülse 256 austritt und über Gewindemuttern 257 vorspannbar ist. Befestigungsbohrungen 258 dienen der Anbringung des Kopfes 2. FIG. 11 shows the area of the shoulder group 260 and the neck spine 253 from the side. The cervical spine 253 is formed by three vertebral body elements 251 with intervertebral disk elements 252 interposed therebetween. The vertebral body members are formed the same as in the main portion of the spine column group. The disc elements 252 are also geometrically equal, but are formed of a somewhat softer silicone material. On each side a band 254 is guided over the cervical spine 253, which extends between an attachment point on the shoulder central element 261 to a head connection element 255 extends. The head connection element 255 forms the upper end of the neck spine 253 and at the same time an abutment for the guided through the entire spine group steel cable which exits there with a threaded sleeve 256 and is biased by threaded nuts 257. Mounting holes 258 serve to attach the head 2.
Figur 12 zeigt die Skelett-Beckengruppe 230 als Teil der Beckengruppe 30 (siehe Fig. 1). Die Nachbildung des Beckenknochens enthält eine Zentralplatte 231 , die verschiedene Befestigungsmöglichkeiten für die Wrbelsäuleneinheit 250 und die Bänder der beiden Beingruppen 20 bietet. Seitlich ist jeweils ein Beckenschaufelelement 232 an die Zentralplatte 231 angeschraubt. Die Ausdehnungen der Beckenschaufelelemente 232 sind an die des menschlichen Beckenknochens angelehnt, da der Beckenknochen eine exponierte Stelle bei vielen Unfallgeschehen darstellt, gerade bei einem Seitenaufprall auf einen Fußgänger, der unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Dummys 100 besonders gut in einem Unfallversuch darstellbar ist. FIG. 12 shows the skeletal pool group 230 as part of the pool group 30 (see FIG. 1). The replica of the pelvic bone includes a central plate 231 that provides various attachment options for the spine unit 250 and ligaments of the two leg assemblies 20. Each side of a pelvic blade element 232 is screwed to the central plate 231. The expansions of the pelvic blade elements 232 are similar to those of the human pelvic bone, as the pelvic bone is an exposed site in many accidents, especially in a side impact on a pedestrian which is particularly well reproducible using a dumbbell 100 of the present invention.
Die Oberschenkelknochenelemente 223 bestehen ebenfalls aus der erfindungsgemäßen Knochenersatzsubstanz und sind ähnlich aufgebaut wie die in Verbindung mit Figur 8 erläuterten Oberarmknochenelemente. Das eigentliche Oberschenkelknochenelement ist hier nur mit einem Teil des nach oben gerichteten Stielabschnitts 223.1 sichtbar. Ein Oberschenkelhalsknochenelement 224 besitzt eine Aufnahmebuchse, in die der Stielabschnitt 223.1 eingeschoben und über wenigstens eine quer eingefügte Schraube darin fixiert wird. The femur elements 223 also consist of the bone substitute substance according to the invention and have a similar construction to the humeral bone elements explained in connection with FIG. The actual thigh bone element is visible here only with a part of the upwardly directed stem portion 223.1. A femoral neck bone member 224 has a receiving socket into which the stem portion 223.1 is inserted and fixed therein by at least one transversely inserted screw.
Oberhalb der Aufnahmebuchse 224.1 schließt sich das eigentliche Oberschenkelhalsknochenelement 224 an, das zu seinem abgewinkelten Ende hin einen Kugelkopf 224.3 aufweist und in eine entsprechende Kugelgelenkpfanne an den Beckenschaufelelementen 232 eingreift. Ein Band 330, das zwei ringförmige Enden besitzt und sich zwischen den beiden Kugelgelenkpfannen erstreckt, sichert die beiden Kugelköpfe 224.3. Above the receiving socket 224.1, the actual femoral neck bone element 224 connects, which has a ball head 224.3 towards its angled end and engages in a corresponding ball joint socket on the pelvic blade elements 232. A band 330 having two annular ends and extending between the two ball joint cups secures the two ball heads 224.3.
Oben an der Zentralplatte 231 sind mehrere Befestigungen für die insgesamt vier Bänder 253 angebracht, welche die Wirbelkörperelemente 251 an allen Seiten umgeben. Gut erkennbar ist die Führung des vorderen Bands 253 zwischen den hakenförmigen Vorsprüngen 251.3 des untersten Wirbelkörper 251. Die Wirbelsäulengruppe 250 ist über ein unteres Bandscheibenelement 252 auf die Zentralplatte 231 aufgesetzt. Unterhalb der Zentralplatte 231 sind eine Ringschraube 234 und zwei Gewindemuttern 235 sichtbar. Diese sind auf einen Gewindebolzen geschraubt, der das Ende eines Stahlseils bildet, welches sich von der Beckengruppe 230 aus durch die Wirbelsäulengruppe 250 bis zum Kopf 3 erstreckt. At the top of the central plate 231, a plurality of fasteners for the total of four bands 253 are attached, which surround the vertebral body elements 251 on all sides. The guidance of the front band 253 between the hook-shaped projections 251.3 of the lowermost vertebral body 251 is clearly recognizable. The vertebral column group 250 is placed on the central plate 231 via a lower disc element 252. Below the central plate 231, an eyebolt 234 and two threaded nuts 235 are visible. These are screwed onto a threaded bolt which forms the end of a steel cable which extends from the pool group 230 through the spine group 250 to the head 3.
Über den Gewindebolzen und die Gewindemuttern 35 kann das Stahlseil vorgespannt werden. Dies führt zu einer Vorspannung der elastomeren Bandscheibenelemente 252 und dementsprechend zu einer leichteren oder stärkeren Biegsamkeit der Wirbelsäule, wodurch unterschiedliche Muskelspannungen simulierbar sind. Während also das innenliegende Stahlseil verhindert, dass Wirbelkörperelemente 251 von den Bandscheibenelementen 252 abheben und es ermöglichen, die Wirbelsäulengruppe 250 vorzuspannen, dienen die außenliegenden vier Bänder 253 dazu, die möglichen Verformungswege der Wirbelsäule zur Seite sowie nach vorn und nach hinten zu begrenzen. About the threaded bolt and the nuts 35, the steel cable can be biased. This leads to a bias of the elastomeric disc elements 252 and accordingly to a lighter or stronger flexibility of the spine, whereby different muscle stresses can be simulated. Thus, while the inboard steel cord prevents vertebral body members 251 from lifting off the disc members 252 and allowing the spinal column assembly 250 to be biased, the outboard four ligaments 253 serve to limit the possible pathways of the spine to the side and forward and backward.
Die Ringschraube 234 dient dem Anschluss weiterer Gurtbänder, die sich entlang der Beingruppe 20 bis zum Fußgelenk erstrecken und ebenfalls die Beweglichkeit der verschiedenen Elemente in der Beingruppe auf die natürlichen Bewegungsmöglichkeiten beschränken. The eyebolt 234 is used to connect other straps that extend along the leg assembly 20 to the ankle and also limit the mobility of the various elements in the leg group on the natural movement possibilities.
Abschließend wird ein bevorzugtes Montageverfahren für den Dummy 100 beschrieben: Finally, a preferred assembly method for the dummy 100 is described:
Wrbelkörper 251 und Bandscheibenelemente 252 werden abwechselnd perlenschnurartig auf ein Stahlseil aufgefädelt, um den Hauptabschnitt der Wrbelsäu- lengruppe. Nach Erreichen der gewünschten Länge des unteren Hauptabschnitts der Wrbelsäule wird das Schulterzentralelement 261 eingefügt und darüber weitere Wirbelkörper 251 und Bandscheibenelemente 252, um den Halswirbelsäulenabschnitt zu bilden. Den oberen Abschluss bildet ein Kopfanschlusselement. Das mit einer Gewindehülse versehene untere Ende des Stahlseils wird an der Zentralplatte 231 der Beckengruppe 230 festgelegt. Die Bänder 263 zur Festlegung der Wirbelsäule werden an der Zentralplatte 231 befestigt und in die Gurtbandaufnahmen am Außenumfang der Wrbelkörperelemente 251 eingefädelt. Das ebenfalls mit einer Gewindehülse versehene obere Ende 256 des Stahlseils wird an dem Kopfanschlusselement 255 festgelegt. Die Oberschenkelhalsknochenelement 224 werden mit ihren Kugelköpfen 224.3 in die Gelenkpfannen 233 der Beckengruppe 230 eingesetzt. Die Bänder 321 , 322 für die Beingruppe werden in der Beckengruppe 230 befestigt Wrbel body 251 and intervertebral disk elements 252 are alternately beaded onto a steel cable to form the main section of the group of vertebrae. After reaching the desired length of the lower main portion of the spine column, the shoulder central element 261 is inserted, and further vertebral bodies 251 and spinal disc elements 252 are inserted therearound to form the cervical spine portion. The upper end forms a head connection element. The provided with a threaded sleeve lower end of the steel cable is fixed to the central plate 231 of the pool group 230. The straps 263 for fixing the spine are attached to the central plate 231 and threaded into the webbing receivers on the outer circumference of the Wrbel body elements 251. The upper end 256 of the steel cable, which is also provided with a threaded sleeve, is fixed to the head connection element 255. The femoral neck bone element 224 are inserted with their ball heads 224.3 in the sockets 233 of the pool group 230. The ligaments 321, 322 for the leg group are fixed in the pool group 230
Die beiden Becken-Gewebeelemente 94.1 , 94.2 werden seitlich an die Skelett- Beckengruppe 230 angesetzt und über ein umlaufendes Klettband zusammengehalten. The two pelvic tissue elements 94.1, 94.2 are attached to the side of the skeleton pool group 230 and held together by a revolving Velcro.
Das innere Rumpfgewebeelement wird eingesetzt und umschließt dabei Teile der Wirbelsäulengruppe. Anschließend werden die Rippenelemente 241 um das innere Rumpfgewebeelement herum gelegt und mit den Wirbelkörpern 251 und der Brustbeinplattenelement 252 verschraubt. Zwischen dem Schulterzentralelement 261 und dem Brustbeinplattenelement 252 wird die Schlüsselbeinanschlussplatte 265 eingesetzt. Die Brustkorbgruppe 240 ist damit fertig montiert. Anschließend wird das äußeren Rumpfgewebeelement 95 über die Brustkorbgruppe 240 gestülpt.  The inner trunk tissue element is inserted, thereby enclosing parts of the spinal column group. Subsequently, the rib members 241 are wrapped around the inner trunk tissue member and screwed to the vertebral bodies 251 and the sternum plate member 252. Between the shoulder central element 261 and the sternum plate element 252, the collarbone connection plate 265 is inserted. The thorax group 240 is thus fully assembled. Subsequently, the outer trunk tissue member 95 is slipped over the thorax group 240.
Die Skelett-Schultergruppe 260 wird komplettiert. Die Armgruppen 70 werden angebracht, wobei zumindest die Oberarmgelenkkopfelemente 274 in die Kugelgelenkaufnahme 262.4 eingesetzt werden. Die Armgruppen 70 können auch bereits komplett vormontiert sein. Die für die Armgruppen 70 vorgesehenen Bänder werden über die Außenseite der Schultern geführt und am Schulterzentralelement 261 befestigt  The skeletal shoulder group 260 is completed. The arm assemblies 70 are attached, with at least the humerus head members 274 inserted into the ball joint receptacle 262.4. The arm groups 70 can already be completely pre-assembled. The bands provided for the arm groups 70 are guided over the outside of the shoulders and fastened to the shoulder central element 261
Die eine Hälfte des Schultergewebeelements wird von hinten an die Skelett- Schultergruppe 260 angesetzt, die andere von vorn.  One half of the shoulder tissue element is attached from behind to the skeleton shoulder group 260, the other from the front.
Der Kopf 2 wird auf das Kopfanschlusselement oben an der Wirbelsäulengruppe aufgesetzt.  The head 2 is placed on the head connection element at the top of the spinal column group.
Die Beingruppen 20 werden montiert. Dabei ist zunächst nur die Bein-Skelettgruppe 220 vorbereitet. Die an der Beckengruppe 230 angebundenen Bänder werden durch das untere Oberschenkelgewebeelement 93.1 gesteckt. Das Oberschenkelknochenelement 223 wird durch den hohlen Kanal im Oberschenkelgewebeelement 93.1 gesteckt, in dem sich bereits die Bänder befinden, und wird mit dem Oberschenkelhalsknochenelement 224 verbunden. Das obere Oberschenkelgewebeelement 93.2 wird an einem seitlichen Schnitt aufgeklappt und von der Seite aufgeschoben. Die Bänder werden unten am Unterschenkelknochenelement 221 befestigt und das Unterschenkelgewebeelement 91 wird von unten auf das Unterschenkelknochenelement 221 aufgeschoben. The leg groups 20 are assembled. Initially, only the leg skeleton group 220 is prepared. The ligaments attached to the pelvic group 230 are inserted through the lower femoral tissue element 93.1. The femur member 223 is inserted through the hollow channel in the femoral tissue member 93. 1 in which the ligaments are already located, and is connected to the femoral neck bone member 224. The upper thigh tissue element 93.2 is opened at a lateral cut and pushed from the side. The ligaments are attached to the lower leg bone member 221 and the lower leg tissue member 91 is slipped onto the lower leg bone member 221 from below.
Der Fuß 1 wird am Unterschenkelknochenelement 221 montiert.  The foot 1 is mounted on the lower leg bone element 221.
Die Oberfläche der Gewebeelemente wird mit einem reibungsmindernden Mittel wie Vaseline beschichtet oder mit Kunststofffolie umwickelt. The surface of the fabric elements is coated with a friction reducing agent such as vaseline or wrapped with plastic film.
Abschließend wird ein Neoprenanzug auf den Dummy aufgezogen und dieser wird mit einem hellen Latexanstrich versehen, welche die obere Hautschicht simuliert und durch seine helle Farbe bei den Versuchen entstehende Schleifspuren sichtbar werden lässt. Finally, a wetsuit is mounted on the dummy and this is provided with a bright latex paint, which simulates the upper skin layer and can be visible through its bright color resulting from the tests grinding marks.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Dummy (100) für die Unfallforschung und Forensik mit einem künstlichen Skelett (200), das aus einer Vielzahl miteinander verbundener Knochenelemente gebildet ist, von denen mehrere von wenigstens einem Gewebeelement (91 , .. 98) umgeben und/oder mit einem Gewebeelement (91 , .. 98) verbunden sind, wobei wenigstens ein Knochenelement aus einer Knochenersatzsubstanz gebildet ist, welche ein Epoxidharz umfasst,  A dummy (100) for accident research and forensics comprising an artificial skeleton (200) formed from a plurality of interconnected bone elements, several of which are surrounded by at least one tissue element (91, .. 98) and / or with a tissue element (91, .. 98), wherein at least one bone element is formed from a bone substitute substance which comprises an epoxy resin,
dadurch gekennzeichnet, dass das Epoxidharz mit wenigstens 20% Metallpulver durchmischt ist und dass wenigstens ein Gewebeelement (91 , .. 98) eines Gewebeelementsatzes (90) für den Dummy aus einem bei Raumtemperatur vernetzenden Zweikomponentensilikon gebildet,  characterized in that the epoxy resin is mixed with at least 20% metal powder and that at least one fabric element (91, .. 98) of a fabric element set (90) for the dummy is formed from a two-component silicone crosslinking at room temperature,
2. Dummy (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenersatzsubstanz Epoxidharz und Metallpulver im Volumenverhältnis 2:1 enthält. 2. Dummy (100) according to claim 1, characterized in that the bone substitute substance contains epoxy resin and metal powder in the volume ratio 2: 1.
3. Dummy (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gewebeelement (91, .. 98) aus einem Zweikomponentensilikon gebildet ist, das nach einer Vulkanisierung über wenigstens 24 Stunden und bei einer Prüftemperatur von 23°C eine Härte von 55 ± 5 Shore-00 besitzt. 3. Dummy (100) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one fabric element (91, .. 98) is formed from a two-component silicone, which after vulcanization for at least 24 hours and at a test temperature of 23 ° C a hardness of 55 ± 5 Shore-00 owns.
4. Dummy (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gewebeelement (91 , .. 98) aus einem Zweikomponentensilikon gebildet ist, das nach einer Vulkanisierung über wenigstens 24 Stunden und bei einer Prüftemperatur von 23°C eine Härte von 2 bis 10 Shore-A besitzt. 4. Dummy (100) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that at least one fabric element (91, .. 98) is formed from a two-component silicone, which after vulcanization for at least 24 hours and at a test temperature of 23 ° C. has a hardness of 2 to 10 Shore-A.
5. Dummy (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Unter- und Oberarmknochenelemente (221 , 223) und die Unterschenkel- und Oberschenkelknochenelemente (271 , 273) eines Skeletts (200) des Dummys (100) aus der Knochenersatzsubstanz bestehen. 5. Dummy (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least the lower and upper arm bone elements (221, 223) and the lower leg and femur elements (271, 273) of a skeleton (200) of the dummy (100) from the Consist of bone substitute substance.
6. Dummy (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenelemente (271 , 273, 221 , 223) der unteren und/oder der oberen Extremitäten jeweils wenigstens einen Stielabschnitt (223.1 , 271.1 , 271.2) aufweisen, der nur an einem Ende ein angeformtes, verdicktes Gelenkstück besitzt und mit seinem anderen Ende in eine Aufnahmebuchse (224.1 , 274.1) an einem weiteren Knochenelement (224, 274) lösbar eingesteckt ist und/oder über sein stirnseitiges Ende mit einem weiteren Knochenelement (276) verbunden ist. 6. dummy (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the bone elements (271, 273, 221, 223) of the lower and / or the upper extremities each have at least one stem portion (223.1, 271.1, 271.2), the only at one end a molded, thickened Has hinge piece and with its other end in a receiving socket (224.1, 274.1) on a further bone element (224, 274) is detachably inserted and / or connected via its frontal end with a further bone element (276).
Dummy (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Skelett (200) wenigstens umfasst: Dummy (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the skeleton (200) comprises at least:
eine aus mehreren Wirbelkörperelementen (251) und dazwischen eingefügten elastomeren Bandscheibenelementen (252) gebildete Wirbelsäulengruppe (250) mit einem unteren Hauptabschnitt, einem Schulterzentralelement (261) und einem oberen Nackenwirbelsäulenabschnitt (253) eine Skelett-Schultergruppe (260), die das Schulterzentralelement (261) sowie sich beidseits jeweils anschließende Schulterelemente umfasst, an deren äußeren Enden jeweils eine Kugelgelenkaufnahme (262.4) ausgebildet ist, in denen Oberarmgelenkkopfelemente 274 einer Skelett-Armgruppe (270) gelenkig gelagert sind;  a spinal column assembly (250) formed of a plurality of vertebral body members (251) and elastomeric disc members (252) interposed therebetween having a lower major portion, a shoulder central portion (261), and an upper cervical spine portion (253) a skeletal shoulder group (260) defining the shoulder central portion (261 ) and on both sides in each case subsequent shoulder elements comprises, at whose outer ends in each case a ball joint receptacle (262.4) is formed, in which Oberarmgelenkkopfelemente 274 of a skeletal arm group (270) are articulated;
eine Beckengruppe (230) mit beidseitig ausgebildeten Gelenkpfannen (233), in denen ein Oberschenkelhalsknochenelement (224) einer Skelett-Beingruppe (220) gelenkig gelagert ist.  a pelvic group (230) with double-sided sockets (233) in which a femoral neck bone element (224) of a skeletal leg group (220) is articulated.
Dummy (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brustkorbgruppe (240) mehrere Rippenbögen (241 ) umfasst, die sich zwischen den Wirbelkörperelementen (251) und einem Brustbeinelement (242) erstrecken. The dummy (100) of claim 7, characterized in that the thorax group (240) comprises a plurality of rib arcs (241) extending between the vertebral body members (251) and a sternum member (242).
Dummy (100) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, Dummy (100) according to claim 7 or 8, characterized
dass die Schultergruppe (260) an jeder Seite zwei Schulterhalbelemente (262.1 , 262.2) umfasst, zwischen denen ein elastisches Schulterzwischengelenk (263) angeordnet ist;  that the shoulder group (260) comprises on each side two shoulder half-elements (262.1, 262.2), between which an elastic shoulder intermediate joint (263) is arranged;
dass sich ein Schlüsselbeinelement (264) von einem Befestigungspunkt (264.1) an dem äußeren Schulterhalbelement (262.2) bis zu einem Befestigungspunkt (264.2) an einer Schlüsselbeinanschlussplatte (265) erstreckt, wobei der Befestigungspunkt (264.2) in einem Langloch (265.1) oder einer bogenförmigen Führungsbahn in der Schlüsselbeinanschlussplatte (265) verschiebbar gelagert ist. in that a collarbone element (264) extends from an attachment point (264.1) on the outer shoulder half element (262.2) to an attachment point (264.2) on a collarbone connection plate (265), the attachment point (264.2) being in a slot (265.1) or an arcuate one Guide track in the collarbone connection plate (265) is slidably mounted.
10. Dummy (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zugseil durch die Wirbelkörperelemente (251), die dazwischen eingefügten elastomeren Bandscheibenelemente (252) und durch das Schulterzentralelement (261) oder daran entlangläuft und dass das Zugseil an Lagerstellen an der Nackenwirbelsäuie und an der Beckengruppe (230) festgelegt und zwischen den Lagerstellen vorspannbar ist. 10. dummy (100) according to any one of claims 7 to 9, characterized in that at least one pull rope through the vertebral body elements (251), the interposed inserted elastomeric disc elements (252) and through the shoulder central element (261) or along it and that the pull rope fixed at bearing points on the neck and the pelvic floor (230) and can be prestressed between the bearing points.
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