ES3051108T3 - Test pendulum arrangement for carrying out neck certifications and method for operating a test pendulum arrangement - Google Patents

Abstract

Se describe un sistema de frenado (14, 18, 22) para un péndulo de prueba (2) destinado a la certificación de maniquíes de pruebas de choque. Este sistema de frenado (14, 18, 22) frena un péndulo móvil (4), sobre el cual se puede colocar el conjunto cabeza/cuello (10) del maniquí, en un rango de frenado inferior (B). El sistema de frenado (14) cuenta con un émbolo (30) accionado axialmente mediante un motor (32), diseñado para apoyarse en el péndulo (4) en un rango de frenado definido (B) y frenarlo mediante una fuerza de frenado (FB) ejercida por el émbolo (30). También se describe un péndulo de prueba (2) y un método para su funcionamiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Dispositivo de péndulo de ensayo para realizar certificaciones de cuello y procedimiento para el funcionamiento de un dispositivo de péndulo de ensayo

[0003] A continuación se describen un sistema de dispositivo de frenado para un dispositivo de péndulo de ensayo, un dispositivo de péndulo de ensayo para realizar certificaciones de cuello y un procedimiento para el funcionamiento del dispositivo de péndulo de ensayo. El dispositivo de péndulo de ensayo sirve para certificar maniquíes de ensayo de colisión.

[0004] Los maniquíes de ensayo de colisión son utilizados por la industria automovilística para comprobar la seguridad de los vehículos en lo que respecta a la protección de los ocupantes en caso de accidente. Para ello se realizan diferentes ensayos de colisión normalizados, por ejemplo, colisiones frontales, colisiones laterales, colisiones traseras y ensayos de vuelco. Los maniquíes de ensayos de colisión se colocan en los vehículos que se van a probar o se posicionan de otra manera y se realizan los ensayos de colisión correspondientes.

[0005] Los maniquíes de ensayos de colisión utilizados cuentan con una gran cantidad de sensores para poder medir el impacto del choque en el maniquí. En muchos casos, los sensores utilizados son sensores de fuerza, sensores de desplazamiento y sensores de aceleración. Durante la realización del ensayo de colisión, estos sensores miden y registran las aceleraciones, penetraciones y fuerzas que se producen. A continuación, se evalúan los datos de medición y se comprueba la carga.

[0006] Los maniquíes de ensayos de colisión deben simular las características de las personas. Esto se refiere a las dimensiones, la movilidad, el peso y similares. Por ello, los maniquíes de ensayos de colisión son difíciles de manejar.

[0007] Los maniquíes de ensayos de colisión deben certificarse periódicamente para garantizar que proporcionan valores fiables. La cadena de medición de los sensores mecánicos de los maniquíes de ensayos de colisión debe verificarse para su certificación. Para ello, es necesario realizar una serie de pruebas diferentes.

[0008] Algunas de las pruebas consisten en que un péndulo de ensayo con una geometría, masa y centro de gravedad definidos, con un conjunto de cabeza y cuello montado en la prolongación, choque contra una estructura de aluminio alveolar. Debido a su masa conocida y a su movimiento pendular definido con precisión, el péndulo tiene un impulso exactamente determinado en el momento del impacto. Esta precisión se utiliza para comprobar la reacción del conjunto cabeza y cuello del maniquí de ensayos de colisión al impulso determinado con exactitud. Si se observa un comportamiento que no se encuentra dentro de un estrecho rango de valores, esto indica un defecto en el conjunto cabeza y cuello del maniquí de ensayos de colisión y se sustituyen los componentes mecánicos defectuosos. La certificación de los maniquíes de ensayos de colisión garantiza que el sistema de medición del maniquí de ensayos de colisión proporcione valores correctos, con cuya ayuda se pueden realizar las pruebas de homologación de vehículos y se permite el desarrollo eficaz de los sistemas de retención correspondientes.

[0009] Las instalaciones de certificación habituales que trabajan con los péndulos de ensayo descritos anteriormente están construidas alrededor del péndulo de ensayo. Por lo tanto, en salas con techos bajos, la altura del punto de referencia es ergonómicamente desfavorable. Además, para certificar un solo maniquí de ensayos de colisión, es necesario realizar varias pruebas en el péndulo de ensayo. La ejecución requiere mucha experiencia y debe realizarse con gran precisión. Esta tarea lleva mucho tiempo, por lo que solo se puede realizar un número reducido de certificaciones al día. Además, los maniquíes de ensayos de colisión no están disponibles para realizar ensayos de colisión durante la certificación. El funcionamiento de un laboratorio de certificación es necesario, pero poco rentable.

[0010] Las instalaciones de ensayo necesarias para la certificación de maniquíes de ensayos de colisión, en particular los péndulos que se utilizan, requieren mucho espacio, ya que el péndulo debe desviarse una gran distancia. Por lo tanto, la construcción y el funcionamiento de las instalaciones de certificación de maniquíes de ensayos de colisión correspondientes conllevan complicaciones. Por un lado, es necesario disponer de salas con dimensiones suficientes y, por otro, las instalaciones deben estar protegidas contra accidentes, en especial colisiones con péndulos oscilantes, durante su funcionamiento.

[0011] Para la certificación de la columna cervical de un maniquí de ensayos de colisión, la norma vigente prevé que la columna cervical, junto con un conjunto de cabeza y cuello del maniquí de ensayos de colisión fijado a ella, se fije a un péndulo rígido. El péndulo se desvía hacia arriba y, desde allí, la gravedad lo acelera, de modo que el péndulo golpea un panal de aluminio deformable, y el impulso existente hace oscilar la columna cervical del conjunto cabeza y cuello del maniquí de ensayos de colisión. El movimiento del conjunto cabeza y cuello permite comprobar si la columna cervical del maniquí de ensayos de colisión cumple o no los requisitos. La desviación necesaria del péndulo hacia arriba es de hasta 125° con respecto a un punto de referencia situado en la zona del panal de aluminio. Según la norma actual, el punto de referencia se encuentra a una distancia de 114,3 mm entre el eje de rotación y el eje central del péndulo y la superficie de impacto (superficie de montaje del panal). Esta es aproximadamente la posición que define el panal comprimido. Esto significa que es necesaria una desviación más allá de la horizontal para acelerar suficientemente el conjunto cabeza y cuello. Por un lado, esto es costoso y, por otro, requiere condiciones estructurales que son difíciles de cumplir en los edificios habituales.

[0012] En el documento DE 10 2015 006 507 A1, se describe un dispositivo de péndulo de ensayo con accionamiento vertical, en el que el accionamiento horizontal y el accionamiento vertical están previstos para acelerar el péndulo. para la forma de realización de certificaciones de maniquíes de ensayos de colisión, con un péndulo rígido que está dispuesto en un primer extremo de manera que puede girar alrededor de un eje de rotación superior y que presenta en un segundo extremo un alojamiento para un conjunto de cabeza y cuello de un maniquí de ensayos de colisión, estando previstos al menos un accionamiento horizontal y al menos un accionamiento vertical, estando previstos el accionamiento horizontal y el accionamiento vertical para acelerar el péndulo.

[0013] El panal de aluminio contra el que impacta el péndulo de ensayo debe cortarse de nuevo a partir de un bloque para todas las pruebas de péndulo necesarias para la certificación y sustituirse antes de realizar la prueba. El impulso de desaceleración requerido se ve influido por el número de panales, la compresión previa y la posición de disposición, y es necesario encontrar de forma iterativa el panal adecuado para cada prueba. El funcionamiento de los dispositivos de péndulo de ensayo correspondientes requiere personal muy experimentado, lleva mucho tiempo y, por lo tanto, es caro.

[0014] Por lo tanto, la tarea consiste en perfeccionar los dispositivos de péndulo de ensayo y los procedimientos para el funcionamiento de un dispositivo de péndulo de ensayo del tipo mencionado al principio, de modo que los dispositivos de péndulo de ensayo correspondientes requieran menos esfuerzo de preparación que los dispositivos de péndulo de ensayo convencionales.

[0015] La tarea se resuelve mediante un sistema de dispositivo de frenado para un dispositivo de péndulo de ensayo de acuerdo con la reivindicación 1, un dispositivo de péndulo de ensayo de acuerdo con la reivindicación adjunta 7 y un procedimiento para el funcionamiento de un dispositivo de péndulo de ensayo de acuerdo con la reivindicación adjunta 11. Las configuraciones adicionales de los dispositivos de péndulo de ensayo, así como el procedimiento para el funcionamiento del dispositivo de péndulo de ensayo, son objeto de las reivindicaciones dependientes. A continuación se describe un sistema de dispositivo de frenado para un dispositivo de péndulo de ensayo destinado a realizar certificaciones de maniquíes de ensayo de colisión, con un dispositivo de frenado para frenar un péndulo en movimiento, en el que se puede colocar un conjunto de cabeza y cuello de un maniquí de ensayo de colisión, en una zona de frenado inferior, en el que el dispositivo de frenado presenta un empujador accionable axialmente mediante un dispositivo motor, que está diseñado para entrar en contacto con el péndulo en la zona de frenado inferior definida y frenar el péndulo mediante una fuerza de frenado ejercida por el empujador.

[0016] Como se ha descrito al principio, los dispositivos de péndulo de ensayo convencionales suelen tener una estructura de panal de aluminio que se deforma por la intrusión del péndulo y, de este modo, reduce la energía cinética del péndulo en movimiento, en el que se coloca el conjunto cabeza y cuello del maniquí de ensayos de colisión. Esto implica que la estructura de panal de aluminio debe sustituirse para cada certificación individual. Los costes y tiempos de preparación asociados son considerables, lo que reduce el número de ensayos posibles por unidad de tiempo.

[0017] Con la ayuda del dispositivo de frenado, se puede reproducir con precisión el efecto de frenado de la estructura alveolar de aluminio, de modo que se puede utilizar una disposición de péndulo de ensayo correspondiente con mucha más frecuencia por unidad de tiempo que las disposiciones de péndulo de ensayo convencionales y se pueden evitar los costes de la estructura alveolar de aluminio. Esto también permite reducir los residuos generados durante la certificación, ya que la estructura alveolar de aluminio solo se puede utilizar una vez.

[0018] El área de frenado definida es, según un diseño, el área que ocupa la estructura de aluminio alveolar en los dispositivos de ensayo pendulares convencionales. En esta área, el péndulo con el conjunto cabeza y cuello fijado a él se frena en una distancia corta, lo que, debido a la inercia, hace que el cuello del conjunto cabeza y cuello oscile y se doble elásticamente. El grado de flexión está normalizado o definido para cada maniquí y debe registrarse correctamente mediante los sensores previstos en el conjunto cabeza y cuello. Esto se comprueba con ayuda del dispositivo de ensayo con péndulo, se calibran los sensores si es necesario y se certifica el conjunto cabeza y cuello. Si los sensores muestran valores de medición fuera del rango permitido, esto puede indicar un defecto y la necesidad de reparación o mantenimiento.

[0019] Se puede reequipar un sistema de frenado adecuado en los dispositivos de péndulo de ensayo convencionales para poder operar de manera más eficiente los dispositivos de péndulo de ensayo ya existentes.

[0020] El péndulo puede ser, en particular, un péndulo rígido que presenta, por ejemplo, un tubo, en particular un tubo cuadrado.

[0021] Para fijar el conjunto cabeza y cuello, se puede prever un soporte para el conjunto cabeza y cuello en el péndulo. Dicho soporte para el conjunto cabeza y cuello puede estar normalizado o estandarizado. El soporte para el conjunto cabeza y cuello también puede permitir la fijación de diferentes tipos de conjuntos cabeza y cuello.

[0022] En una primera configuración avanzada, se puede prever un sensor de posición para su disposición en el péndulo, con el fin de determinar la posición actual del péndulo, estando previsto un sistema de control que está acoplado al sensor de posición y al dispositivo de frenado, estando el sistema de control configurado para controlar la disposición del motor en función de las señales del sensor de posición.

[0023] Un sensor de posición correspondiente puede estar dispuesto, en particular, en un eje de rotación superior del péndulo para supervisar la posición angular del péndulo y transmitirla al sistema de control. El sensor de posición puede ser, en particular, un sensor de posición digital, por ejemplo, un sensor de posición óptico. También son posibles los sensores de posición analógicos, que tienen una resolución más alta, pero deben calibrarse regularmente y, debido a su comportamiento de ruido, plantean mayores exigencias a las condiciones ambientales. Con la ayuda del sensor de posición y del sistema de control, es posible controlar la disposición del motor en función de la posición actual del péndulo, por ejemplo, para poder aplicar la fuerza de frenado a tiempo.

[0024] Para ello, es necesario conocer también la posición del empujador del dispositivo de frenado. Esto se puede hacer con ayuda de un sensor de posición.

[0025] En una configuración más avanzada, dicho sensor de posición puede consistir en un sistema de medición integrado en una guía, por ejemplo, una guía de rodillos. Esto permite sincronizar los movimientos del péndulo y del empujador.

[0026] Además, en algunas configuraciones, son posibles funciones más avanzadas, por ejemplo, el desplazamiento del empujador en la dirección del péndulo, de modo que el péndulo y el empujador entren en contacto con el sistema de forma relativamente suave para reducir el ruido, las vibraciones y los golpes. Esto último sirve especialmente para aumentar la precisión del proceso de ensayo, ya que, de lo contrario, los golpes podrían ser visibles en un dispositivo de medición del conjunto cabeza y cuello. La dirección del péndulo es la dirección en la que oscila el péndulo, es decir, hacia el dispositivo de frenado.

[0027] En otra configuración avanzada, se puede prever que el conjunto de motores tenga al menos dos motores lineales, en los que el empujador está fijado a un carro motorizado, en donde el carro motorizado se guía en los motores lineales y los motores lineales están dispuestos lateralmente al carro motorizado.

[0028] Mediante el uso de dos o más motores lineales, es posible sumar las fuerzas de los motores lineales y, de este modo, generar fuerzas muy elevadas y frenar el péndulo y el conjunto de cabeza y cuello en una distancia muy corta. Los motores lineales son capaces de proporcionar curvas de fuerza definidas, de modo que se puede reproducir con suficiente precisión el comportamiento de una estructura de panal de aluminio.

[0029] En una configuración más avanzada, se puede prever que los carros del motor estén dispuestos a ambos lados del empujador.

[0030] De este modo, se pueden evitar los momentos laterales sobre el empujador por parte del accionamiento y se puede impedir el vuelco.

[0031] En otra configuración avanzada, se puede prever que haya cuatro o más motores lineales, dispuestos a ambos lados del empujador, con al menos dos motores lineales apilados uno encima del otro.

[0032] De este modo, los motores lineales pueden disponerse de forma muy compacta —considerados en la dirección de oscilación— a la izquierda y a la derecha del empujador y acoplarse a este. Para el acoplamiento puede preverse, por ejemplo, un carro motorizado en el que se fija el empujador y que está dispuesto de forma móvil en la dirección de oscilación. El carro motorizado está acoplado a las pilas de motores lineales.

[0033] En otra configuración avanzada, se puede prever que el empujador esté montado sobre cojinetes puntuales y/o tenga una punta intercambiable.

[0034] De este modo, se pueden evitar fuerzas laterales sobre el conjunto del motor y las condiciones de instalación entre el péndulo y el empujador son más fáciles de definir.

[0035] Una punta intercambiable permite un fácil mantenimiento del dispositivo de frenado en caso de desgaste, que se producirá principalmente en el empujador.

[0036] En otra configuración avanzada, se puede prever que el dispositivo de frenado tenga un amortiguador para evitar que el empujador se salga.

[0037] De este modo, se puede evitar que el dispositivo de frenado se dañe en caso de parada de emergencia o de mal funcionamiento.

[0038] En otra configuración avanzada, se puede prever que el empujador esté pretensado por un resorte en estado extendido.

[0039] De este modo, se consigue una seguridad de funcionamiento adicional para el dispositivo de frenado. Por ejemplo, en caso de fallo de corriente, el resorte puede retraer el empujador lo máximo posible para reducir la longitud libre del empujador que sobresale del dispositivo de frenado, con el fin de evitar que el empujador se doble en caso de impacto incontrolado del péndulo.

[0040] En otra configuración avanzada, se puede prever que el dispositivo de frenado tenga un sistema de fijación para fijar un elemento de deformación.

[0041] Esto puede ser útil para determinadas pruebas en las que es obligatorio utilizar una estructura de aluminio alveolar. Además, esto permite calibrar el dispositivo de frenado realizando primero una prueba con una estructura de aluminio alveolar con los mismos sensores y calibrando el dispositivo de frenado de tal manera y durante el tiempo necesario hasta que los sensores detecten la misma señal con el dispositivo de frenado que con la estructura de aluminio alveolar.

[0042] Un primer objeto independiente se refiere a un dispositivo de péndulo de ensayo para realizar ensayos de colisión, con un péndulo rígido que está dispuesto en un primer extremo de manera que puede girar alrededor de un eje de rotación superior y que presenta en un segundo extremo un soporte para colocar un conjunto de cabeza y cuello de un maniquí de ensayos de colisión, estando previsto un dispositivo de frenado del tipo descrito anteriormente.

[0043] Este dispositivo de péndulo de ensayo permite un funcionamiento eficiente con bajos costes y tiempos de preparación.

[0044] El péndulo puede cumplir la norma vigente y puede estar diseñado, por ejemplo, como un tubo rectangular. El peso, la longitud, el centro de gravedad y similares también pueden cumplir la norma correspondiente.

[0045] Sin embargo, en una configuración más avanzada, también es posible desviarse de la norma especificada para el péndulo y utilizar en su lugar un péndulo optimizado, ya que las curvas de fuerza y deceleración correspondientes pueden reproducirse mediante el dispositivo de frenado, independientemente de las propiedades del péndulo, de tal manera que se cumplan las normas vigentes. De este modo, se puede lograr una mejor calidad de ensayo, por ejemplo, si se optimizan la masa inercial y/o el comportamiento vibratorio del péndulo de ensayo.

[0046] Para fijar el conjunto cabeza y cuello, se puede prever un soporte para el conjunto cabeza y cuello en el péndulo. Dicho soporte para el conjunto cabeza y cuello puede estar normalizado o estandarizado. El soporte para el conjunto cabeza y cuello también puede permitir la fijación de diferentes tipos de conjuntos cabeza y cuello.

[0047] En una primera configuración avanzada, se puede prever al menos un accionamiento para acelerar el péndulo desde una posición de inicio superior.

[0048] El accionamiento puede actuar en el extremo superior del péndulo, en particular en el eje de rotación.

[0049] Con ayuda del accionamiento, el péndulo rígido puede acelerarse más que con la sola fuerza de la gravedad, lo que permite acortar la aceleración del péndulo junto con el conjunto cabeza y cuello hasta la velocidad prevista. En lugar de una desviación de 125°, puede preverse una desviación menor, por ejemplo, 90° o incluso menos de 90°. El accionamiento se encarga entonces de que el conjunto cabeza y cuello tenga la velocidad correcta con precisión al alcanzar la zona de frenado (punto de referencia). Con ayuda del accionamiento, también se puede elevar el péndulo a la posición de inicio, de modo que sea posible un traslado cómodo a la posición de inicio superior.

[0050] En otra configuración avanzada, se puede prever que el sensor de posición esté dispuesto en un eje pendular. De este modo, se puede realizar una medición de posición directamente en el eje pendular, lo que permite conseguir una estructura compacta del sensor de posición.

[0051] En el caso de un sistema de dispositivo de frenado, también se puede reequipar fácilmente un sensor de posición correspondiente.

[0052] En otra configuración avanzada, se puede prever un dispositivo de elevación para elevar el péndulo a una posición inicial, en el que el dispositivo de elevación tiene un accionamiento desacoplable, de modo que el péndulo oscila libremente al entrar en la zona de frenado.

[0053] De este modo, no es necesario levantar el péndulo a mano, lo que reduce la carga de trabajo físico y acelera la forma de realización de las certificaciones.

[0054] Otro objeto independiente se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de un dispositivo de péndulo de ensayo del tipo descrito anteriormente, en el que el péndulo se desvía a una posición de inicio superior y se acelera desde la posición de inicio superior con ayuda de al menos un accionamiento, y se frena en la zona de frenado inferior mediante el dispositivo de frenado accionado por motor.

[0055] Con ayuda del procedimiento en cuestión, es posible sustituir los dispositivos pendulares de ensayo convencionales que utilizan estructuras alveolares de aluminio por un procedimiento más eficiente.

[0056] En otra configuración avanzada, se puede prever que el empujador se coloque en una posición extendida y, dependiendo de la posición del péndulo, se acelere primero en la dirección del péndulo y, a continuación, se frene en dirección contraria al péndulo aplicando una fuerza motriz junto con el péndulo.

[0057] De este modo, se consigue que el empujador entre en contacto suavemente con el péndulo, lo que permite evitar vibraciones e impactos y reducir las cargas mecánicas sobre el dispositivo de frenado y el empujador.

[0058] En otra forma de realización adicional, se puede prever que el empujador realice un movimiento en la dirección del péndulo entre la aceleración en la dirección del péndulo y el frenado en dirección contraria al péndulo.

[0059] De este modo, se puede estabilizar el dispositivo de frenado y se evitan los golpes causados por el impacto incontrolado del péndulo contra el empujador.

[0060] En otra forma de realización adicional, se puede prever que la aceleración negativa del péndulo sea de 350 metros/segundo<2>.

[0061] Otros objetivos, características y aplicaciones ventajosas de la invención se desprenden de la siguiente descripción de un ejemplo de realización a partir de los dibujos. Todas las características descritas y/o representadas gráficamente en su combinación razonable constituyen el objeto de la presente invención, independientemente de las reivindicaciones de la patente y sus referencias. Esquemáticamente:

[0062] Fig.1 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de péndulo de ensayo;

[0063] Fig.2 muestra un detalle del dispositivo de péndulo de ensayo de la Fig.1;

[0064] Fig.3 muestra otro detalle del dispositivo de péndulo de ensayo de la Fig.1;

[0065] Fig.4 a 8 muestran un dispositivo de frenado del dispositivo de péndulo de ensayo en diferentes representaciones, así como

[0066] Fig.9A-E muestran un detalle del dispositivo de péndulo de ensayo de la Fig. 1 en diferentes fases de una prueba de certificación de un conjunto de cabeza y cuello de un maniquí de ensayo de colisión.

[0067] Los componentes iguales o de efecto similar se identifican con los mismos signos de referencia en los siguientes ejemplos de realización para facilitar la lectura.

[0068] La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de péndulo de ensayo 2.

[0069] El dispositivo de péndulo de ensayo 2 presenta un péndulo 4 que está suspendido en un extremo superior 4.1 de forma giratoria alrededor de un centro de rotación Z en una suspensión 6. La suspensión 6 está dispuesta en un dispositivo de bastidor 8. El dispositivo de bastidor 8 permite configurar el dispositivo de péndulo de ensayo 2 como una unidad cerrada.

[0070] En un extremo inferior 4.2 del péndulo, hay previsto un alojamiento 9 para un conjunto de cabeza y cuello 10 (véase la Fig.3) de un maniquí de ensayos de colisión (no representado). El conjunto de cabeza y cuello 10 presenta una columna cervical 10.1 y una cabeza 10.2 fijada a ella.

[0071] El péndulo 4 se encuentra en una posición intermedia en la representación de la Fig.1.

[0072] El péndulo 4 puede moverse mediante un motor con un accionamiento 12. En una forma de realización, el accionamiento 12 puede servir para mover el péndulo 4 a una posición de inicio superior y mantenerlo allí.

[0073] Tras su activación, el péndulo 4 puede oscilar libremente hacia abajo acelerado por la gravedad. En otra forma de realización, se puede prever que el accionamiento 12 acelere el péndulo hacia abajo, por ejemplo, para ahorrar altura de construcción. En esta forma de realización, se puede prever que el accionamiento 12 se separe del péndulo 4 tras una fase de aceleración activa, de modo que el péndulo 4 pueda oscilar libremente.

[0074] Para frenar el péndulo 4 se ha previsto un dispositivo de frenado 14, que se describe con más detalle en las Figuras siguientes. El péndulo 4 entra en contacto con el dispositivo de frenado 14 y este lo frena mediante un motor.

[0075] Para el funcionamiento del dispositivo de péndulo de ensayo se han previsto además una fuente de alimentación 16 y un sistema de control 18.

[0076] La Figura 2 muestra un detalle del dispositivo de péndulo de ensayo 2 de la Figura 1, en particular de la parte de accionamiento.

[0077] El péndulo 4 está dispuesto en su extremo superior de forma giratoria alrededor de un centro de giro Z, que está definido por una suspensión 20.

[0078] En la suspensión 20 hay dispuesto un sensor de posición 22, que está acoplado al péndulo 4. El acoplamiento puede ser directo o indirecto, en particular en un eje de la suspensión 20.

[0079] El sensor de posición 22 es, en este caso, un sensor de ángulo de giro digital que registra la posición angular actual del péndulo. El sensor de posición 22 está conectado al sistema de control 18 y transmite a este datos que describen la posición actual del péndulo 4.

[0080] El controlador 18 también está conectado al dispositivo de frenado 14 y controla el dispositivo de frenado 14, como se describe a continuación, en función de la posición actual del péndulo 4. El controlador 18 también puede tener en cuenta las propiedades del conjunto cabeza y cuello 10. Así, la cabeza de un niño tiene otras características que la cabeza de un adulto 10.2, lo que influye en la aceleración y, por lo tanto, en la velocidad y la energía de impacto del péndulo 4. Incluso dentro de un mismo tipo de maniquí, diferentes ejemplares pueden tener diferentes características físicas dentro de los límites de tolerancia permitidos.

[0081] Para elevar el péndulo 4, el accionamiento 12 cuenta con un motor 24 que mueve un arrastrador 28 a través de un engranaje envolvente 26. El engranaje envolvente 26 puede ser, por ejemplo, una correa dentada o una cadena. El arrastrador 28 se apoya en el péndulo 4 y, por lo tanto, puede ejercer una fuerza sobre el péndulo 4 en contra de la dirección del péndulo P. El arrastrador 28 se apoya de forma suelta en el péndulo 4 durante la caída libre de este y puede adelantarse al péndulo 4 (en la dirección del péndulo) para simular una caída libre. El péndulo 4 puede seguir oscilando cuando se frena mediante el dispositivo de frenado 14.

[0082] En la forma de realización avanzada aquí representada, si la altura disponible es demasiado baja, el arrastrador 28 puede acelerar el péndulo 4. Para ello, el arrastrador 28 está equipado con electroimanes 29 que pueden acoplarse al péndulo 4. El arrastrador 28 puede entonces acelerar activamente el péndulo 4 mediante el motor 24. Tan pronto como el péndulo 4 alcanza la velocidad prevista en un punto determinado, los electroimanes 29 pueden desconectarse y el arrastrador 28 puede desacoplarse del péndulo 4.

[0083] La Figura 3 muestra otro detalle del dispositivo de péndulo de ensayo 2 de la Figura 1.

[0084] En el soporte 9 del péndulo 4, se fija un conjunto cabeza y cuello 10 que se va a certificar, con una columna cervical 10.1 y una cabeza 10.2 de un maniquí de ensayo de colisión.

[0085] Para ello, el péndulo 4 y el conjunto cabeza y cuello 10 se frenan en una zona de frenado B (enmarcada con líneas discontinuas) según lo definido en la norma vigente. Mientras que en los dispositivos de péndulo de ensayo convencionales se utiliza una estructura de aluminio alveolar, en el dispositivo de péndulo de ensayo 4 esta función la desempeña un empujador 30 del dispositivo de frenado 14.

[0086] El dispositivo de frenado 14 cuenta además con una unidad de accionamiento 32, desde la que el empujador 30 se acciona linealmente en y contra la dirección de oscilación P del péndulo 4. El empujador 30 puede ejercer una fuerza de frenado sobre el péndulo 4 y el conjunto cabeza y cuello 10 a través de la unidad de accionamiento 32, lo que da lugar a una fuerza medible sobre la cabeza 10.2 y la columna cervical 10.1, que a su vez da lugar a una deformación medible de la columna cervical 10.1.

[0087] En el péndulo 4 hay dispuesta una placa de impacto 34. Cuando el péndulo 4 se desvía desde arriba y oscila alrededor de un eje 36 y se frena mediante el empujador 30, con el tiempo se produce una deformación mecánica en el empujador 30 al entrar en contacto con él. El empujador 30 tiene una punta 38 intercambiable, diseñada como pieza de desgaste, para eliminar el desgaste sin esfuerzo. Además, es posible utilizar diferentes empujadores para diferentes aplicaciones, que pueden diferir en cuanto a su geometría, materiales y/o propiedades físicas, por ejemplo, para lograr el mejor compromiso entre la curva de deceleración, las propiedades de amortiguación y la durabilidad.

[0088] Las Figuras 4 a 8 muestran el dispositivo de frenado 14 del sistema de péndulo de ensayo 2 en diferentes representaciones. El dispositivo de frenado 14 se muestra sin carcasa.

[0089] El empujador 30 está sujeto por un carro motorizado de guía lineal 40, que interactúa a ambos lados con tres actuadores superpuestos 44.1 - 44.4 de dos pares de motores lineales apilados 46.1 - 46.6 (dos de los actuadores no son visibles en las representaciones).

[0090] Los motores lineales 46.1 - 46.6 dispuestos a ambos lados permiten generar fuerzas y curvas de fuerza elevadas, de modo que se puede reproducir con exactitud la curva de recorrido-tiempo de un ensayo de péndulo de ensayo convencional en una estructura de panal de aluminio.

[0091] En una placa frontal 48 del dispositivo de frenado 14 hay fijaciones 50 para fijar otros componentes, por ejemplo, una estructura de aluminio alveolar o elementos de amortiguación. En el presente ejemplo de realización, las fijaciones están diseñadas como orificios roscados 50.

[0092] El carro motorizado 40 se guía sobre dos carriles 52.1, 52.2 con rodamientos (guía de carriles de bolas).

[0093] El dispositivo de frenado 14 cuenta con un amortiguador 54 para evitar que el carro motorizado 40 se salga de los carriles en caso de fallo.

[0094] Además, en la placa frontal 48, por un lado, y en el empujador 30 o el carro motorizado, por otro, hay un resorte 55 que retira activamente el empujador a la carcasa del dispositivo de frenado 14 en caso de fallo del sistema.

[0095] El carril de guía 52.2 está equipado con un sistema de medición 58 para medir la posición del carro motorizado 40. El sistema de medición 58 está acoplado al control 18, de modo que este dispone en todo momento de información sobre la posición del empujador 30.

[0096] Las Figuras 9A a 9E muestran respectivamente un detalle del dispositivo de péndulo de ensayo 2 de la Figura 1 en diferentes fases de un proceso de certificación de un conjunto de cabeza y cuello 10 de un maniquí de ensayo de colisión.

[0097] En la Figura 9A se representan además de forma esquemática los componentes de un sistema de dispositivo de frenado 56 (enmarcados con líneas discontinuas). El sistema de dispositivo de frenado 56 cuenta, entre otras cosas, con el dispositivo de frenado 14, el sistema de control 18 y el sensor de posición 22. El sistema de dispositivo de frenado 56 puede estar previsto como sistema de reequipamiento para disposiciones de péndulo de ensayo existentes.

[0098] En la fase representada en la Figura 9A, el péndulo 4, junto con el conjunto cabeza y cuello 10, se desvía en sentido contrario a la dirección del péndulo P y se coloca en la posición de inicio. La posición del péndulo 4 se registra mediante el sensor de posición 22 y se procesa por el controlador 18.

[0099] El empujador 30 también se desplaza en dirección contraria a la dirección del péndulo más allá de la zona de frenado B y se coloca en la posición inicial (posición de aceleración). La posición del empujador se determina mediante el sistema de medición 58.

[0100] En la fase representada en la Figura 9B, el péndulo 4 se acelera y se mueve en la dirección del péndulo hacia el empujador 30. En ese momento, el empujador 30 está parado.

[0101] En la siguiente fase, representada en la Figura 9C, el empujador 30 ha acelerado hasta alcanzar una velocidad instantánea vS que corresponde esencialmente a la velocidad instantánea vP del péndulo 4, de modo que el péndulo 4 entra suavemente en contacto con el empujador 30 poco antes de alcanzar la zona de frenado B.

[0102] La posición del péndulo se registra mediante el sensor de posición 22, la posición del empujador se determina mediante el sistema de medición 58 y se procesa mediante el sistema de control 18 para lograr un contacto suave, tal como se muestra en la Figura 9D.

[0103] En la fase representada en la Figura 9E, el péndulo 4 y el empujador 30 están en contacto y el dispositivo de frenado 14 ejerce una fuerza de frenado FB sobre el péndulo 4 y el conjunto cabeza y cuello 10 fijado al mismo a través del empujador 30, lo que provoca una desviación de la cabeza 10.2 desde una posición neutra y, debido a la fuerza de inercia FK que actúa como consecuencia de ello, una flexión del cuello 10.1.

[0104] El dispositivo de frenado 14 puede simular el comportamiento de una estructura alveolar de aluminio mediante una curva de fuerza y deceleración almacenada en el control 18, de modo que la certificación del conjunto cabeza y cuello 10 puede reproducirse con exactitud utilizando el dispositivo de péndulo de ensayo 2 presentado aquí o el sistema de dispositivo de frenado 56.

[0105] Además, en algunas formas de realización es posible ajustar el péndulo 4 y el dispositivo de frenado 14 entre sí para poder modificar el péndulo 4 con respecto a un péndulo estándar y dotarlo de mejores propiedades en cuanto a estabilidad y similares.

[0106] Aunque la invención se ha ilustrado y explicado con más detalle mediante ejemplos de realización preferidos, la invención no está limitada por los ejemplos descritos y el experto en la técnica puede deducir otras variaciones sin salirse del ámbito de protección de la invención. Por lo tanto, es evidente que existen numerosas posibilidades de variación. También es evidente que las formas de realización mencionadas a modo de ejemplo son realmente solo ejemplos que no deben interpretarse en modo alguno como una limitación del ámbito de protección, las posibilidades de aplicación o la configuración de la invención. Más bien, la descripción anterior y la descripción de las Figuras permiten al experto en la técnica aplicar concretamente las formas de realización de ejemplo, pudiendo el experto, conociendo la idea de la invención divulgada, realizar múltiples modificaciones, por ejemplo, en lo que respecta a la función o la disposición de elementos individuales mencionados en una forma de realización de ejemplo, sin salir del ámbito de protección definido por las presentes reivindicaciones.

[0107] Listado de referencias

[0108] 2 Dispositivo del péndulo de ensayo

[0109] 4 Péndulo

[0110] 4.1 Extremo superior

[0111] 4.2 Extremo inferior

[0112] 6 Suspensión

[0113] 8 Disposición del bastidor

[0114] 9 Soporte

[0115] 10 Conjunto cabeza y cuello

[0116] 10.1 Columna cervical

[0117] 10.2 Cabeza

[0118] 12 Accionamiento

[0119] 14 Dispositivo de frenado

[0120] 16 Suministro de energía

[0121] 18 Control

[0122] 20 Suspensión

[0123] 22 Sensor de posición

[0124] 24 Motor

[0125] 26 Engranaje envolvente

[0126] 28 Arrastrador

[0127] 29 Electroimanes

[0128] 30 Empujador

[0129] 32 Unidad de accionamiento

[0130] 34 Placa de impacto

[0131] 36 Eje

[0132] 38 Punta

[0133] 40 Carro motorizado

[0134] 44.1 - 44.4 Actuador

[0135] 46.1 - 46.6 Motor lineal

[0136] 48 Placa frontal

[0137] 50 Fijación

[0138] 52.1, 52.2 Carril

[0139] 54 Amortiguador

[0140] 55 Resorte

[0141] 56 Sistema de frenado

[0142] 58 Sistema de medición

[0143] B Zona de frenado

[0144] FB Fuerza de frenado

[0145] FK Fuerza de inercia del cabezal 10.1

[0146] P Dirección del péndulo

[0147] vP Velocidad instantánea del péndulo

[0148] vS Velocidad instantánea del empujador

[0149] Z Centro de rotación

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

1. Sistema de dispositivo de frenado para un dispositivo de péndulo de ensayo (2) destinado a realizar certificaciones de maniquíes de ensayo de colisión, con un dispositivo de frenado (14) para frenar un péndulo en movimiento (4), en el que se puede colocar un conjunto de cabeza y cuello (10) de un maniquí de ensayos de colisión, en una zona de frenado inferior (B), caracterizado porque el dispositivo de frenado (14) presenta un empujador (30) accionable axialmente mediante un dispositivo motor (32), que está diseñado para entrar en contacto con el péndulo en la zona de frenado inferior definida (B) (4) y frenar el péndulo (4) mediante una fuerza de frenado (FB) ejercida por el empujador (30).

2. Sistema de dispositivo de frenado de acuerdo con la reivindicación 1, con un sensor de posición (22) para su colocación en el péndulo (4), para determinar una posición instantánea del péndulo (4), estando previsto un control (18) que está acoplado al sensor de posición (22) y al dispositivo de frenado (14), estando el control (18) diseñado para controlar el conjunto de motor (32) en función de las señales del sensor de posición (22).

3. Sistema de dispositivo de frenado de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el conjunto motor (32) tiene al menos dos motores lineales (46.1, 46.2, 46.3, 46.4, 46.5, 46.6), en donde el empujador (30) está fijado a un carro motor (40), en donde el carro motor (40) está guiado en los motores lineales (46.1, 46.2, 46.3, 46.4, 46.5, 46.6), en donde los motores lineales (46.1, 46.2, 46.3, 46.4, 46.5, 46.6) están dispuestos lateralmente al carro motor (40.1, 40.2, 40.3, 40.4, 40.5, 40.6).

4. Sistema de dispositivo de frenado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el empujador (30) está montado sobre un cojinete puntual y/o tiene una punta intercambiable (38).

5. Sistema de dispositivo de frenado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de frenado (14) presenta un amortiguador (54) para impedir que el empujador (30) se salga.

6. Sistema de frenado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de frenado (14) presenta un dispositivo de fijación (50) para fijar un elemento de deformación.

7. Dispositivo de péndulo de ensayo para realizar certificaciones de maniquíes de ensayos de colisión, con un péndulo rígido (4), que está dispuesto en un primer extremo (4.1) de forma giratoria alrededor de un eje de rotación superior (Z) y que presenta en un segundo extremo (4.2) un alojamiento (9) para disponer un conjunto de cabeza y cuello (10) de un maniquí de ensayos de colisión, estando previsto un dispositivo de frenado (14) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.

8. Dispositivo de péndulo de ensayo de acuerdo con la reivindicación 7, en donde se prevé al menos un accionamiento (12) para acelerar el péndulo (4) desde una posición de partida superior.

9. Dispositivo de péndulo de ensayo de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en donde el sensor de posición (22) está dispuesto en un eje de péndulo (Z).

10. Dispositivo de péndulo de ensayo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, en donde se prevé un dispositivo de elevación (28) para elevar el péndulo (4) a una posición de inicio, en donde el dispositivo de elevación (28) presenta un accionamiento desacoplable (24), de modo que el péndulo (4) oscila libremente al entrar en la zona de frenado (B).

11. Procedimiento para el funcionamiento de un dispositivo de péndulo de ensayo (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 10, en donde el péndulo (4) se desvía a una posición de partida superior y se acelera desde la posición de partida superior con ayuda de al menos un accionamiento (24) y se frena en la zona de frenado inferior (B) mediante el dispositivo de frenado (14) accionado por motor.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el empujador (30) se coloca en una posición extendida y, en función de la posición del péndulo (4), primero se acelera en la dirección del péndulo (P) y, a continuación, se frena en dirección contraria a la del péndulo aplicando una fuerza motriz junto con el péndulo (4).

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el empujador (30) realiza un desplazamiento en la dirección del péndulo (P) entre la aceleración en la dirección del péndulo (P) y el frenado en dirección contraria a la dirección del péndulo (P).