Details

Das Head Impact Test Rig ist ein hochspezialisiertes elektrohydraulisches Prüfsystem, das entwickelt wurde, um die Sicherheitsleistung von Fahrzeugsitzkopfstützen zu bewerten. Es wurde gebaut, um den realen Aufprall eines menschlichen Kopfes bei einem Fahrzeugunfall zu simulieren, und hilft dabei, das strukturelle Verhalten von Sitzsystemen unter dynamischen Lastbedingungen zu bestimmen. Die Maschine ist in der Lage, kritische Parameter wie Aufprallkraft, Sitzverformung und Energieaufnahme zu erfassen, was sie zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der Automobil-Forschung & Entwicklung, bei der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und in der Qualitätssicherung macht.

Dieses System kombiniert hochpräzises mechanisches Design mit intelligenter Softwaresteuerung und robusten Sicherheitsfunktionen, um eine konsistente, wiederholbare und genaue Prüfleistung zu bieten.

Systemziel
Das Hauptziel dieses Testgeräts ist es, den Aufprall einer 6,8 kg schweren Kopf­form bei Geschwindigkeiten von bis zu 250 km/h zu simulieren und so eine breite Palette von Aufprallszenarien abzudecken – von städtischen Niedriggeschwindigkeitskollisionen bis hin zu Hochgeschwindigkeitsunfällen auf Autobahnen. Diese Flexibilität macht das System für die fortschrittliche Sicherheitsforschung und -entwicklung geeignet. Die Maschine erfasst die Verformung der Kopfstütze, die während des Aufpralls erfahrene Beschleunigung und die vom Sitz absorbierte Energie. Die Daten sind entscheidend für die Bewertung des Insassenschutzes und die Konstruktion von Sitzen, die den strengsten automobilen Sicherheitsstandards entsprechen.

Hauptmerkmale
• Automatisierte, softwaregesteuerte Aufprallprüfung  
• Echtzeit-Datenerfassung und -Visualisierung  
• Energieaufnahme- und Beschleunigungsprofilierung (g vs. Zeit)  
• Schneller Testaufbau mit laserbasierter Sitzjustierung  
• Bedienerfreundliche Oberfläche mit Touchscreen-Steuerung  
• Sichere Benutzerauthentifizierung und Login für autorisierten Zugriff  
• Integrierte Sicherheitsumhausung und Not-Aus-Mechanismus  

Mechanische Struktur
Im Zentrum des Systems befindet sich die Kopf­form, ein 6,8 kg schwerer Aluminiumkörper mit einer halbkugelförmigen Kopfform von 165 mm Durchmesser. Die Form ist auf Linearführungsstangen (LM) montiert, die eine reibungslose vertikale Bewegung und eine genaue Aufprallausrichtung gewährleisten. Um einen realistischen Aufprall zu simulieren, liefert ein servohydraulischer Aktuator eine kontrollierte Abwärtskraft, ausgelöst durch ein geschlossenes Servoventilsystem.  
Der zu prüfende Sitz ist auf einem Schwerlast-M.S.-Bett (1500 mm × 1500 mm) montiert, das mit einer Scherenhebebühne mit 3000 kg Tragfähigkeit in die Prüfposition gehoben wird. Dies gewährleistet Steifigkeit und Vibrationsdämpfung während des Aufpralls. Der gesamte Aufbau ist in einem Acryl-Sicherheitsgehäuse eingeschlossen, das den Bediener schützt und gleichzeitig die Sichtbarkeit erhält.

Mechanische Spezifikationen
• Kopf­form-Masse: 6,8 kg  
• Aufprallgeschwindigkeit: Einstellbar bis 250 km/h  
• Kopfform: Halbkugelförmig, 165 mm Durchmesser  
• Sitzplattformgröße: 1500 × 1500 mm  
• Scherenhebebühnenkapazität: 3000 kg  
• Materialausführung: Aluminium (Kopf­form), Baustahl (Bett und Rahmen)  
• Führungsstangenparallelität: < 8 Mikrometer  

Sensorik und Instrumentierung
Um höchste Präzision und Wiederholbarkeit zu gewährleisten, ist das Testgerät mit einer Reihe kalibrierter Sensoren und Wandler ausgestattet. Die in die Kopf­form eingebetteten Beschleunigungssensoren messen die Aufprallkraft in g-Kräften, während LVDTs (Linear Variable Differential Transformer) die Kopfstützenverformung mit Submillimeter-Genauigkeit messen.  
Faseroptische Geschwindigkeitssensoren entlang der Führungsstangen berechnen die Geschwindigkeit der Kopf­form unmittelbar vor dem Aufprall. Diese Sensoren sind entscheidend, um sicherzustellen, dass jeder Testlauf mit der eingestellten Prüfgeschwindigkeit übereinstimmt. Ein Lasersensor ist ebenfalls enthalten, um die korrekte Platzierung und Höhe des Prüfsitzes vor Beginn des Aufprallzyklus zu überprüfen.

Sensorübersicht
• Beschleunigungssensoren: Messen die Aufprallkraft in g  
• LVDT: Misst die Verformung der Sitzkopfstütze  
• Geschwindigkeitssensoren: Doppelte faseroptische Schlitze (A1: 10,189 mm, A2: 10,218 mm)  
• Lasersensor: Gewährleistet korrekte Sitzjustierung  
• Druck- & Temperatursensoren: Überwachen die hydraulischen Systembedingungen  

Steuerungssystem und Software
Das Testgerät wird über einen Industrie-Touchscreen-PC betrieben, der mit proprietärer Software vorinstalliert ist. Die Benutzeroberfläche ist intuitiv und führt den Bediener Schritt für Schritt durch Maschineninitialisierung, Testdurchführung und Datenauswertung. Testdaten werden in bearbeitbarem Word-Format gespeichert und können exportiert, gedruckt oder in ein Berichtssystem integriert werden.  
Ein sicheres Login-System beschränkt den Testzugang auf autorisiertes Personal, wodurch Sicherheit und Rückverfolgbarkeit erhöht werden. Die Software überprüft automatisch Sensorstatus, stellt den Systemdruck sicher und erzeugt vor jedem Aufprall Echtzeitwarnungen.

Software-Highlights
• Touchscreen-basierte Oberfläche für einfache Navigation  
• Systemprüfungen vor dem Test (Sensoren, Druck, Temperatur)  
• Automatisierte Aufprall- und Datenerfassung  
• Bearbeitbare Berichtserstellung mit Diagrammen (g vs. Zeit)  
• Standard-Speicherort für Daten: C:\BSL\report  
• Einfache Installation unter Windows OS über mitgelieferte CD  

Hydrauliksystem
Ein robustes Hydraulikaggregat erzeugt den erforderlichen Druck für den Aufprall. Es umfasst einen 80-Liter-Behälter, Hochpräzisionsfilter und ein servogesteuertes Ventilmodul. Das System verwendet ISO VG68 Erdöl-basiertes Öl und ist mit Temperatur- und Verstopfungsanzeigen für Wartungswarnungen ausgestattet. Die gesamte Einheit ist in die Maschinensteuerung integriert, um einen nahtlosen Druckaufbau und -abbau zu gewährleisten.

Hydraulische Spezifikationen
• Behälterkapazität: 80 Liter  
• Öltyp: ISO VG68  
• Maximaler Systemdruck: 250 kg/cm² (3450 PSI)  
• Filtration: 10 Mikron (Rücklaufleitung), 149 Mikron (Saugseite)  
• Servoventil: Für präzise Durchflussregelung und Aktuatorbewegung  
• Druckregelung: Softwaregesteuert mit digitalem Feedback  

Technische Spezifikationen
• Kopf­form-Masse: 6,8 kg  
• Max. Geschwindigkeit: Bis zu 250 km/h (einstellbar)  
• Aufprallrichtung: Vertikal (geführt durch LM-Stangen)  
• Sitzplattform: 1500 mm x 1500 mm M.S.-Bett  
• LVDT-Genauigkeit: Submillimeter-Verformungsauflösung  
• Stromversorgung: 415V 3-Phasen (Motoren), 220V AC (Steuerung)  
• Softwareoberfläche: Touchscreen-PC mit Berichtstools  
• Ausgabeformat: Bearbeitbare Word-Dokumente mit Daten + Diagrammen  

Anwendungen
Das Head Impact Test Rig ist ein unverzichtbares Gerät für Automobil-OEMs, Sitzhersteller, Sicherheitstestlabors und Forschungsinstitute. Es wird eingesetzt für:  
• Bewertung der Insassensicherheit und der strukturellen Integrität des Sitzes  
• Produktvalidierung in der Entwicklungsphase  
• Qualitätskontrolltests in Produktionsumgebungen  
• Überprüfung der Einhaltung von Sicherheitsnormen wie AIS, ECE und Euro NCAP  
• Generierung von Testdaten für Regulierungs- und Zertifizierungsstellen  

Sein modulares Design und die vollständig dokumentierte API machen es geeignet für die Integration in umfassendere Fahrzeugsimulationsprogramme und Labordaten-Erfassungssysteme.  

Wartung und Sicherheit  
Vorbeugende Wartungsaufgaben umfassen die Überprüfung des Ölstands, das Reinigen und Ersetzen von Filtern, die Überprüfung der Funktionalität von Beschleunigungssensoren und LVDTs sowie die Inspektion der Kabelführung. Die Software enthält eingebaute Warnmeldungen für die meisten dieser Aufgaben. Sicherheitsmechanismen wie ein Not-Aus, Vorwarnungen vor dem Aufprall und mechanische Sperren gewährleisten das Wohlergehen des Bedieners während jedes Testzyklus.  

Die Kopf­form ist mit einem Stahlseil gesichert, um einen freien Fall im Falle eines Systemausfalls zu verhindern, und alle Kabel sind sauber verlegt, um Interferenzen mit beweglichen Teilen zu vermeiden.  

Enthaltene Dokumentation und Lieferumfang:  
• Bedienungsanleitung  
• Software-Installations-CD  
• Kalibrierzertifikate für alle Sensoren  
• 2D- und 3D-CAD-Zeichnungen  
• Hydraulik- und Elektroschaltpläne  
• Werkzeugzeichnungen und Montageanleitungen  
• Wartungsplan  
• Stückliste (BOM)  
• Ersatzteile und Lieferantenkontakte  
• Beispielberichte und Ausgabedateien  
• Hochauflösende Fotos des Testaufbaus