用于碰撞模擬試驗的試驗設備的制作方法
【專利摘要】詳細闡述了一種用于碰撞模擬試驗的試驗設備(100)具有：軌道裝置(130)；第一運載裝置(110)，其沿軌道裝置(130)的縱向軸線可移位地設置；以及加速單元(120)，通過其將力傳遞至第一運載裝置(110)以加速運載裝置(110)。為了實現在試驗設備的外部準備待試驗部件、快速將其引入到試驗設備中并且保持包括將要試驗對象的運載裝置組成的低的整體質量的目標，試驗設備(100)還具有第二運載裝置(140)，其能夠安裝在軌道裝置(130)上且能夠沿其移位，并且設置成在碰撞模擬中支撐具有至少一個待試驗部件的待試驗上層結構(150)。第一運載裝置(110)還具有可拆式離合器(160)，用于通過第一運載裝置(110)將力從加速單元(120)傳遞至第二運載裝置(140)。
【專利說明】用于碰撞模擬試驗的試驗設備
[0001]本申請涉及根據權利要求1前序部分的用于碰撞模擬試驗的試驗設備。
[0002]因此，本申請涉及一種試驗設備，例如用于車輛部件、用于地面運輸系統(列車或機動車輛)的碰撞模擬，同時也用于諸如非地面運輸系統的部件，例如飛機座椅等。該試驗設備具有用于此目的的軌道裝置和運載裝置。運載裝置沿軌道裝置可移位地設置。試驗設備還具有加速單元，通過其能夠將力傳遞至運載裝置而使運載裝置加速。
[0003]這樣的試驗設備尤其是對于車輛工程通常是眾所周知的，并且其有助于考慮在車輛構造方面逐漸縮短研制時間以及更大的被動安全需求。這樣的試驗設備可用于實行翻轉碰撞測試。在這些例子中，在正常操作中或在發生碰撞情況下，影響所要測試的機動車輛部件的減速力不能夠出現。相反，在翻轉碰撞測試中，能夠出現的與減速力相對應的加速力被引入到所要測試的機動車輛部件中。
[0004]通常，在此情況下，所要測試的部件，尤其是機動車輛部件，諸如座椅、轉向柱和方向盤、擋風玻璃、儀表盤、安全帶及其鎖扣、氣囊系統和其他部件，以與各種事故情況相對應的控制方式被加速，其中，運載裝置位于強化的機動車輛車體中，所謂的裝甲體和破壞行為和/或部件可靠性都被測試。
[0005]在傳統的試驗設備中，例如，運載裝置在推力桿的幫助下加速，該推力桿屬于加速單元并且借助來自壓力容器的加壓介質通過液壓活塞而驅動。具體而言，所知道的是根據實際減速曲線從驅動缸的柱形管液壓地移動推力桿。為了能夠追蹤實際減速曲線，嘗試在這種情況下通過液壓閥而控制推力桿的液壓應用。
[0006]在該試驗設備上的單個試驗能夠在相對較短的時間內執行。然而，需要實質上較長的準備時間來準備待試驗元件。因此，在已知的試驗設備情況下，待試驗元件被準備在裝甲體中，裝甲體必須被提升到運載裝置上并且牢固地固定在其上。因為要發生很大的力，所以需要穩定的結構，因此也需要一定的時間將其安裝在運載裝置上。也可以將裝甲體安裝在托盤上，再將托盤固定在運載裝置上。這樣有助于更換，但是也提高了待加速的質量，因此降低了試驗設備的動態性能。
[0007]另外，也可以更換運載裝置。然而，由于后者包括用于連接至加速單元的部件以及測試整理，所以需要大量的成本支出用以提供多個這樣的運載裝置。
[0008]根據所述問題的表述，本發明的目的是開發一種用于上述碰撞模擬試驗類型的試驗設備，這樣，待試驗部件能夠在試驗設備之外準備然后快速地弓I入到試驗設備中。此目的在于使得由運載裝置和待試驗對象組成的總質量盡可能減小，同時使得試驗設備的成本盡可能降低。
[0009]對于試驗設備，由于其具有能夠沿軌道裝置可移位地設置的第二運載裝置，從而根據本發明而實現其目的。另外，試驗設備的第一運載裝置具有設計成與第二運載裝置相接合的可拆式離合器，這樣，施加到第一運載裝置的力至少一部分能夠從加速單元傳遞至
第二運載裝置。
[0010]因此，可能有利的是準備多個第二運載裝置，其上設置有各種待試驗的上層結構。為了將另一個待試驗的上層結構引入到試驗設備中，可能的是將已完全準備好的位于第二運載裝置上的待試驗的上層結構提升至試驗設備并且引入到軌道裝置中。由于可拆式離合器，第二運載裝置與第一運載裝置相接合，因此施加到第一運載裝置的加速力和制動力也被傳遞至第二運載裝置。此外，因為運載裝置被分為兩部分，所以可將待試驗的上層結構直接固定到第二運載裝置，也就是說在沒有托盤的情況下固定，并且因此節省了托盤的附加重量。無論如何，可行的是通過更換第二運載裝置而快速地更換待試驗的上層結構。
[0011]本發明的有利的發展列入在從屬權利要求中。
[0012]在優選實施例中所提供的是，加速單元相對于試驗設備固定設置。因此，加速單元的自身質量不需要被加速，只需要對較小質量的運載裝置進行加速。這樣，在碰撞模擬中有利于獲得更聞的動態性能。
[0013]此外，也可提供的是，第一運載裝置具有用于記錄測量值的一個或多個的傳感器。測量值在這種情況下為測量的加速度值。也可使用傳感器以獲得其他測量值，諸如正在運行中的力或速度。此外，也可借助這些測量值來控制加速單元從而允許所規定的加速度作用到待試驗的上層結構。
[0014]此處特別有利的是，因為待試驗的上層結構設置在能夠與第一運載裝置相對接的第二運載裝置上，所以不需要為了更換試驗上層結構而更換第一運載裝置。這樣，昂貴的測量設備只需要提供一次，而并不需要對每一個第二運載裝置都要提供。此外，當更換待試驗的上層結構時，不需要將傳感器重新電纜連接到加速單元。再者，不需要在每種情況下重新校準傳感器。
[0015]在試驗設備的一個實施例中，軌道裝置設計成通過在沿軌道裝置縱向軸線所在的平面移動地將第二運載裝置安裝在軌道裝置上。這是有利的，因為第二運載裝置和待試驗的上層結構的大部分質量不需要由平面上升，也就是在大部分情況下水平對齊。起重機和其他懸吊裝置可省略。
[0016]在一個實施例中，在加速單元反向的第一端部處，軌道裝置設置成開放形式，這樣，第二運載裝置能夠通過沿軌道裝置縱向軸線移動地被安裝在軌道裝置上。然后，第二運載裝置可通過運輸裝置上升至軌道裝置的端部，沿著軌道裝置縱向軸線的方向被引入。
[0017]也可能想到的是軌道裝置具有轉體單元，其設置成用于將軌道裝置的一部分轉出軌道裝置的縱向軸線。然后，其可能有利于將第二運載裝置在運輸裝置上移動升至軌道裝置的轉出部分，再將其引入到該部分中。該部分隨后又與第二運載裝置一起被轉入。
[0018]在本發明技術方案的一個實施例中，所提供的是，試驗設備具有被動式制動裝置，其設計成無需控制地將制動力施加在第一和/或第二運載裝置上，使得第一和/或第二運載裝置在加速單元反向的的軌道裝置端部之前停止不動。
[0019]當使用這樣的被動式制動裝置時，不需要提供在發生控制或電源故障時確保制動的其他制動系統。因此，例如，在沒有損失安全的情況下，在軌道裝置或試驗設備與加速單元相反的端部上無需安裝能源消耗體，并且這樣有利于簡化第二運載裝置的引入。
[0020]在一個實施例中，被動式制動裝置通過渦流制動器而運行，渦流制動器具有分別設置在運載裝置和試驗設備上的永磁鐵和金屬鰭狀物(fin)，這樣，在運載裝置沿軌道裝置移動時，金屬鰭狀物相對于永磁鐵且通過其磁場而移動。該相對移動在金屬鰭狀物中產生引起磁場的渦流，因此，在與永磁鐵磁場的相互作用下，渦流的磁場引起了與移動方向相反的力，對運載裝置進行制動。該制動發生在沒有摩擦的情況下，且因此不會磨損。[0021]由于該制動作用隨著磁鐵和金屬鰭狀物之間的相對速度而增加，這樣的制動在寬速度范圍內都是有效的。此外，相對于另一個的低速移動可用較小的力實現，從而，例如，第二運載裝置可以在無需移除制動的情況下緩慢地引入到軌道裝置中。
[0022]然而，也可以想到的另一種選擇是試驗設備具有傳統的(主動式)制動裝置，其可任選地以這種方式啟動，制動力施加在第一和/或第二運載裝置上，使得第一和/或第二運載裝置在加速單元反向的軌道裝置的端部之前停止不動。該實施例具有如下優點:在創造性方面，特別是提供了具有兩個能夠可彼此連接的運載裝置的試驗設備，也能夠在傳統軌道裝置的情況下運行。
[0023]以下將參照附圖詳細描述本發明試驗設備的一個示范性實施例，其中:
[0024]圖1示出了根據本發明試驗設備的側面示意圖。
[0025]圖1示出了根據本發明用于碰撞模擬試驗的試驗設備示范性實施例的側面示意圖。
[0026]試驗設備100具有固定在基座200上的軌道裝置130。加速單元120設置在軌道裝置130的一端。
[0027]此外，試驗設備100具有第一運載裝置110。第一運載裝置110沿軌道裝置130可移位地設置。另外，第一運載裝置Iio的一端具有離合器160。
[0028]試驗設備100還具有第二運載裝置140，其可安裝在軌道裝置130上并且能夠沿其移位。第二運載裝置140設計成支撐待試驗的上層結構150。該待試驗的上層結構150能夠固定連接到第二運載裝置140，從而待試驗的上層結構150隨著第二運載裝置140移動和加速。例如，待試驗的上層結構150可包括例如地面或非地面運輸系統的各種部件，它們將被測試其在極度加速下的行為。
[0029]第一運載裝置110的離合器160設計成與第二運載裝置140相接合，從而加速力能夠從第一運載裝置傳遞至第二運載裝置。離合器160是可拆卸的。這樣，第二運載裝置140可任選地以非形狀配合地連接到第一運載裝置110，或當離合器160被拆卸時，從第一運載裝置110單獨地移動。例如，離合器的可能實施例是安裝在第二運載裝置140上的凸起，并且與第一運載裝置110上的切口接合，該凸起通過螺栓相對縱向力固定。然而，此處可想到的是，能夠將力沿軌道裝置從第一運載裝置110傳遞至第二運載裝置140的任何離合器都是可行的。
[0030]試驗設備100具有與第一運載裝置相接合的推力桿121。推力桿121通過加速單元120借助加壓的液壓流體能夠沿軌道裝置130移動和/或加速。在這個過程中，與推力桿121相接合的第一運載裝置110同樣被加速。另外，當第二運載裝置通過離合器160接合到第一運載裝置110時，第二運載裝置140也由加速單元通過推力桿121被加速。
[0031]除了液壓加速單元120，加速單元的其他類型也被看作是加速單元。尤其可以是氣缸、電機或其他純機械的加速單元。例如，可以想到的是電磁直線型電機，或其借助由高度或轉矩驅動的飛輪塊機械作用在運載裝置上的其他機械單元。
[0032]試驗設備還具有制動裝置，其設計成由加速單元120引發的加速狀態之后再對第一運載裝置Iio和第二運載裝置140進行制動。在這種情況下，制動裝置以下述方式設計:使得兩個運載裝置110，140在加速單元反向的軌道裝置130的端部180之前停止不動。
[0033]當制動裝置是被動式制動裝置時，由于安全方面的原因，這是有利的，該被動式制動裝置在無需控制或無需從外部供給能源的情況下能夠制動運載裝置110，140。這樣，確保了即使在發生控制或供電系統故障時，運載裝置110，140能夠安全地在軌道裝置130的端部180之前停止不動。
[0034]在優選實施例中，被動式制動裝置是渦流制動器。這樣的渦流制動器具有分別設置在運載裝置和試驗設備上的永磁鐵和金屬鰭狀物，這樣，在運載裝置沿軌道裝置130移動時，金屬鰭狀物相對于永磁鐵且通過其磁場而移動。該相對移動在金屬鰭狀物中產生引起磁場的渦流，因此，渦流的磁場在與永磁鐵磁場的相互作用下，引起了與移動方向相對的力。運載裝置以這樣的方式得以制動。該制動在沒有摩擦的情況下執行，且因此不會磨損。渦流制動器的另一個優點是制動作用隨著速度而增加。因此，對于大范圍的質量和速度，渦流制動器能夠在所希望的范圍內可靠地制動運載裝置。此外，用較小的力以非常低的速度可以移動運載裝置110，140通過制動器。
[0035]因此，也可行的是，在本發明的試驗設備使軌道裝置的第一端部180保持打開狀態的情況下，運載裝置在該端部之前被可靠地制動。在軌道裝置的第一端部180處不需要任何沖擊體或其他能源消耗元件。因此，例如，也可通過使用運輸裝置190來使第二運載裝置140到達軌道裝置130的第一端部180。當運輸裝置與軌道裝置的延長方向上直接處于對齊布置時，第二運載裝置可直接推至軌道裝置130上。
[0036]然而，也可以想到的是能源消耗元件或其他緊急制動裝置設置在軌道裝置130的第一端部180處。在這種情況下，第二運載裝置也可以從上方提升到軌道上。也可以想到的是，軌道裝置的一部分可以側向轉出，使運輸裝置190和第二運載裝置140可以提升至軌道裝置130的該轉出部分。如上所述，第二運載裝置140然后能夠被安裝在軌道裝置130的該轉出部分上且與后者一起再被轉入。
[0037]然而，作為選擇，也可想到的是試驗設備具有傳統(主動式)制動裝置，其可任選地以這種方式啟動，制動力施加在第一和/或第二運載裝置110，140上，使得第一和/或第二運載裝置110，140在加速單元120反向的軌道裝置130端部之前停止不動。該實施例具有如下優點:在創造性方面，特別是提供了具有兩個可彼此連接的運載裝置的試驗設備，也能夠在傳統軌道裝置的情況下運行。
[0038]對于本發明的試驗設備100，提供有在第一運載裝置110上設置用于記錄測量的加速度值的加速度傳感器。在加速階段和制動階段期間由該加速度傳感器170記錄的測量值再現第一運載裝置110的加速度值。由于第二運載裝置140能夠對接到第一運載裝置110，加速度傳感器170的測量值也可再現第二運載裝置140和其上固定的待試驗的上層結構150的加速度值。因此，不需要在每一個第二運載裝置140上安裝此類傳感器。對于待試驗的上層結構150的測量值能夠通過單一的第一運載裝置110和其上設置的加速度傳感器170而記錄。另外，為了獲得測量值，在第一運載裝置110上安裝多個其他傳感器也是可行的。
[0039]加速度傳感器170的測量值也能夠用于控制加速單元120。這種情況的優點是:當更換第二運載裝置140時，第一運載裝置170保留在試驗設備中。例如，在這種情況下，不需要更換電纜，也不需要進行任何新的校準測量。
[0040]本發明不限于參照圖1所描述示例的試驗設備100的實施例，只要從其中所描述的所有特征和有益效果的結合中得出即可。
【權利要求】
1.一種用于碰撞模擬試驗的試驗設備(100)，所述試驗設備(100)具有: 軌道裝置(130)； 第一運載裝置(110)，沿所述軌道裝置(130)的縱向軸線可移位地設置，以及 加速單元(120)，通過其能夠將力傳遞至所述第一運載裝置(110)從而使所述運載裝置(110)加速； 其特征在于，所述試驗設備具有第二運載裝置(140)，所述第二運載裝置(140)能夠安裝在所述軌道裝置(130)上，并且能夠沿所述軌道裝置(130)的所述縱向軸線移動，且設計成在碰撞模擬中支撐具有至少一個待試驗部件的上層結構(150)，所述第一運載裝置(110)具有可拆式離合器(160)，所述可拆式離合器(160)設計成與所述第二運載裝置(140)這樣接合，使得所述力的至少一部分能夠通過所述第一運載裝置(110)從所述加速單元(120)傳遞至所述第二運載裝置(140)。
2.如權利要求1所述的試驗設備(100)，其中所述加速單元(120)相對于所述試驗設備(100)固定設置。
3.如權利要求1或2所述的試驗設備(100)，其中所述第一運載裝置(110)具有傳感器(170)，用于記錄已測出的所述第一運載單元的加速度值。
4.如前述權利要求任意一項所述的試驗設備(100)，其中軌道裝置(130)設計成將所述第二運載裝置(140)沿所述軌道裝置(130)的所述縱向軸線所在的平面移動地安裝在所述軌道裝置(130)上。
5.如權利要求4所述的試驗設備(100)，其中在與所述加速單元(120)反向的第一端部(180)處，所述軌道裝置(130)設計成開放形式，以使所述第二運載裝置(140)能夠沿所述軌道裝置(130)的所述縱向軸線移動地安裝在所述軌道裝置(130)上。
6.如權利要求4所述的試驗設備(100)，其中所述軌道裝置(130)具有轉體單元，設計成用于將所述軌道裝置(130)的一部分轉出所述軌道裝置(130)的所述縱向軸線。
7.如前述權利要求中任意一項所述的試驗設備(100)，其中所述試驗設備具有被動式制動裝置，設計成無需控制地將制動力施加在所述第一和/或第二運載裝置(110，140)上，使得所述第一和第二運載裝置(110，140)在與所述加速單元(120)反向的所述軌道裝置(130)的端部之前會停止不動。
8.如權利要求7所述的試驗設備(100)，其中所述制動裝置是渦流制動器。
9.如權利要求8所述的試驗設備(100)，其中所述渦流制動器具有設置在所述第一和/或第二運載裝置(110，140)和所述軌道裝置(130)上的永磁鐵和金屬鰭狀物，以在所述運載裝置(110，140)沿所述軌道裝置(130)移動時，使所述金屬鰭狀物通過所述永磁鐵的磁場而移動。
10.如以上權利要求中任意一項所述的試驗設備(100)，其中所述試驗設備具有主動式制動裝置，其能夠任選地以這種方式被啟動，使得制動力被施加在所述第一和/或第二運載裝置(110，140)上，以使所述第一和/或第二運載裝置(110，140)在與所述加速單元(120)反向的所述軌道裝置(130)的端部之前會停止不動。
11.如以上權利要求中任意一項所述的試驗設備(100)，其中所述加速單元(120)是液壓加速單元(120)，其設計成通過推力活塞(121)來施加所述第一運載裝置(110)的力。
12.如以上權利要求中任意一項所述的試驗設備(100)，其中所述第一和第二運載裝置(110，140)還具有導向元件， 所述導向元件設計成限制所述運載裝置(110，140)相對于所述軌道裝置的縱向軸線的橫向移動。
【文檔編號】G01M17/007GK103917855SQ201280053885
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年10月26日 優先權日:2011年11月4日
【發明者】馬里奧·科維奇, 尤爾根·克雷默 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司