DE10043880A1 - Bumper for motor vehicles has U-profile with heat-refined central web and legs, and unrefined outer flanges - Google Patents
Bumper for motor vehicles has U-profile with heat-refined central web and legs, and unrefined outer flangesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug mit einem quer zu den Längsträgern des Kraftfahrzeugrahmens festlegbaren Querträger sowie ein Verfahren zur Herstellung des Querträgers.The invention relates to a bumper for a motor vehicle with a cross to the longitudinal beams of the motor vehicle frame crossmembers and a method for producing the cross member.
Stoßfänger sind quer an Front und Heck eines Kraftfahrzeugs zwischen der die Karosserie abschließenden Kunststoffverschalung und dem Rahmen des Kraftfahrzeugs angeordnet. Sie sollen dazu beitragen, dass die Fahrzeugstruktur bei einem Anprall mit geringer Geschwindigkeit keine Beschädigung davonträgt. Meist sind zwischen den Querträger und die Längsträger noch Pralldämpfer, sogenannte Crashboxen, geschaltet. Die Crashboxen sollen die aus einem Anprall resultierende Energie absorbieren, indem diese in Verformungsarbeit umgewandelt wird.Bumpers are located across the front and rear of a motor vehicle between the the plastic casing and the frame of the Motor vehicle arranged. They are intended to help ensure that Vehicle structure in the event of a low-speed impact none Damage. Most are between the cross member and the Side members still impact absorbers, so-called crash boxes, switched. The Crash boxes are supposed to absorb the energy resulting from an impact, by converting it into deformation work.
Unterschiedlichste Stoßfänger bzw. Stoßfängeranordnungen sind bekannt. So gehört durch die DE 197 00 022 A1 eine Stoßfängeranordnung zum Stand der Technik mit einem starren, teilweise als Hohlträger ausgebildeten Querträger, der beidseitig der Fahrzeuglängsmitte jeweils mittels Pralldämpfer an den vorderen Enden der Karosserielängsträger befestigt ist. Der Träger ist mit einer deformierbaren Stoßfängerschale verbunden.A wide variety of bumpers and bumper arrangements are known. DE 197 00 022 A1 includes a bumper arrangement State of the art with a rigid, partially designed as a hollow beam Cross member, which on both sides of the vehicle longitudinal center using Impact damper is attached to the front ends of the body side members. The carrier is connected to a deformable bumper shell.
An die Querträger werden hohe Anforderungen bezüglich des Deformationsverhaltens beim Crash gestellt. Ein Querträger, der beste Resultate in allen Testkriterien erzielt, ist ein im Werkzeug vergüteter Querträger mit extrem hohen Materialkennwerten für Zugfestigkeit und Streckgrenze. Überwiegend weisen die Querträger ein im Querschnitt U- förmiges Profil auf mit einem Steg und zwei Schenkeln, wobei sich endseitig an die Schenkel Flansche anschließen, die nach außen gerichtet sind. Diese Ausführungsform ist prozessicher herzustellen und erzielt ein sehr gutes Deformationsverhalten.The cross members are subject to high requirements with regard to the Deformation behavior during a crash. A cross member, the best Results achieved in all test criteria is one that is tempered in the tool Cross members with extremely high material properties for tensile strength and Stretch limit. Most of the cross beams have a U- shaped profile on with a web and two legs, with ends connect to the flanges that face outwards. This Embodiment is reliable to produce and achieves a very good one Deformation behavior.
In seiner Querschnittsgestaltung erscheint der Querträger jedoch nicht flexibel genug, um auf unterschiedliche Fahrzeugstrukturen abgestimmt zu werden, beispielsweise hinsichtlich des Krümmungsverlaufs über seine Längserstreckung ebenso wie hinsichtlich seiner Flanschkonfiguration. Die sich nach außen vergleichsweise breit erstreckenden Flansche können je nach Fahrzeugkonstruktion zu Problemen führen, weil sich hinter dem Querträger oft das Kühlaggregat des Motors befindet. Durch den oberen und unteren Flansch des Querträgers kann die Luftzufuhr behindert werden.In its cross-sectional design, however, the cross member does not appear flexible enough to match different vehicle structures be, for example with regard to the curvature course on his Longitudinal extension as well as with regard to its flange configuration. The flanges that extend outward comparatively broadly can each lead to problems after vehicle design, because behind the Cross member often located the engine cooling unit. Through the top and The lower flange of the crossmember can obstruct the air supply.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stoßfänger zu schaffen mit einem Querträger, der fertigungstechnisch vorteilhaft ist und bei ausreichend hoher Steifigkeit die Kühlluftzufuhr weniger behindert. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Querträgers aufzuzeigen.The invention is therefore based on the object of a bumper create with a cross member that is advantageous in terms of production technology and at sufficiently high rigidity less hinders the supply of cooling air. Further is it is an object of the invention to provide a method for producing such To show cross member.
Die Lösung des gegenständlichen Teils der Aufgabe besteht in einem Stoßfänger gemäß Anspruch 1. The solution to the objective part of the task is one A bumper according to claim 1.
Danach sind der Steg und die Schenkel des U-Profils warmvergütet, die Flansche hingegen unvergütet. Diese Maßnahmen ermöglichen es, den Flanschen eine den jeweiligen Anforderungen und Einbaubedingungen eines Kraftfahrzeugtyps entsprechende Gestalt zu geben. Auf diese Weise kann das notwendige Steifigkeitsverhalten eingestellt werden und gleichzeitig die Flansche so konfiguriert werden, dass die Kühlluftzufuhr nicht übermäßig hoch eingeschränkt wird. Durch die größeren Dehnungswerte des unvergüteten Flansches reduziert sich die Rissneigung beim Crash, da üblicherweise ein Riss im Flansch entsteht.Then the web and the legs of the U-profile are heat-treated, the Flanges, however, are unpaid. These measures enable the Flanges to the respective requirements and installation conditions of a To give appropriate shape to motor vehicle type. That way the necessary stiffness behavior can be set and at the same time the Flanges can be configured so that the cooling air supply is not excessive is highly restricted. Due to the larger elongation values of the The unrefined flange reduces the tendency to crack in the event of a crash Usually there is a crack in the flange.
Die Flansche können warmwalzend geformt, gerollt oder gebördelt werden. Hierbei ist es möglich, die Flansche nach innen umzuformen, wie dies Anspruch 2 vorsieht. Diese Ausführungsform bringt den größten Nutzen hinsichtlich einer Minimierung der Beeinträchtigung der Kühlluftzufuhr mit sich.The flanges can be hot rolled, rolled or flanged. Here it is possible to reshape the flanges like this Claim 2 provides. This embodiment brings the greatest benefit with a view to minimizing the impairment of the cooling air supply yourself.
Die Ausführungsform des Stoßfängers gemäß Anspruch 3 sieht vor, dass die Flansche des Querträgers nach außen parallel zu den Schenkeln umgeformt sind. Auch hierdurch kann die die Kühlluftzufuhr behindernde Fläche verringert werden. Die Umformung, welche eine entsprechende Zug- und Druckbelastung im Biegebereich bedeutet, ist möglich, weil der Werkstoff im Bereich der Flansche unvergütet ist.The embodiment of the bumper according to claim 3 provides that the The flanges of the crossbeam are shaped outwards parallel to the legs are. This also makes it possible for the surface obstructing the supply of cooling air be reduced. The forming, which a corresponding tensile and Pressure load in the bending area means is possible because the material in the Area of the flanges is not hardened.
Gemäß den Merkmalen von Anspruch 4 können die Flansche auch wulstartig gestaltet sein. Hierzu werden die Endabschnitte der Schenkel gestaucht und verdichtet, so dass ein wulstartiger Flansch entsteht.According to the features of claim 4, the flanges can also be bead-like. To do this, the end sections of the legs compressed and compressed so that a flared flange is created.
Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 5 gelöst.The procedural part of the task is carried out according to the measures Claim 5 solved.
Danach wird eine ebene Platine aus Stahlblech in einem ersten Umformschritt in einem Warmformwerkzeug U-förmig umgeformt und bis auf die Endabschnitte der Schenkel vergütet. In einem zweiten Umformschritt werden dann die unvergüteten Endabschnitte zu bedarfgerechten Flanschen umgeformt.After that, a flat sheet steel plate in a first Forming step in a thermoforming tool U-shaped and up to the end sections of the legs are tempered. In a second forming step the unrefined end sections then become flanges as required reshaped.
Diese Vorgehensweise ist rationell und ermöglicht je nach Werkzeuggestaltung unterschiedlichste Querschnittsgestaltungen des Querträgers.This procedure is rational and allows depending on Different cross-sectional designs of the Crossbeam.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:The invention is illustrated below with reference to the drawings Embodiments described in more detail. Show it:
Fig. 1 in schematisierter Darstellungsweise einen ersten Fertigungsschritt bei der Herstellung eines Querträgers; Figure 1 shows a schematic representation of a first manufacturing step in the manufacture of a cross member.
Fig. 2 den zweiten Fertigungsschritt mit Endformgebung der Flansche und Fig. 2 shows the second manufacturing step with final shaping of the flanges and
Fig. 3 bis 6 vier unterschiedliche Querschnittsgestaltungen eines Querträgers. Fig. 3 to 6 different four cross-sectional shapes of a cross member.
Fig. 1 zeigt einen ersten Umformschritt bei der Herstellung eines Querträgers. Hierbei wird eine ebene Platine aus Stahlblech in einem Warmformwerkzeug 1 U-förmig umgeformt, indem die Platine durch einen oberen Stempel 2 in eine untere Matritze 3 gedrückt wird. Dieses U-Profil 4 des Querträgers liegt mit seinem Steg 5 und seinen beiden Schenkeln 6, 7 im Werkzeug 1 an, wohingegen die Endabschnitte 8, 9 der Schenkel 6, 7 außen überstehen, ohne in Kontakt mit dem Warmformwerkzeug 1 zu gelangen. Während der Steg 5 und die Schenkel 7, 8 im Warmformwerkzeug 1 eine Warmvergütung erfahren, bleiben die Endabschnitte 8, 9 unvergütet. Die Wärmeeinwirkungszone auf das U-Profil 4 ist in der Fig. 1 ebenso wie in den übrigen Darstellungen der Fig. 2 bis 6 durch die gepunktete Darstellungsweise verdeutlicht. Fig. 1 shows a first forming step in the manufacture of a cross member. Here, a flat plate made of sheet steel is formed into a U shape in a thermoforming tool 1 , in that the plate is pressed into an lower die 3 by an upper punch 2 . This U-profile 4 of the cross member is located with its web 5 and its two legs 6, 7 in the tool 1 to, whereas the end portions 8, 9 of the arms 6, 7 through the outside without coming into contact with the hot mold. 1 While the web 5 and the legs 7 , 8 receive a heat treatment in the thermoforming tool 1 , the end sections 8 , 9 remain unrefined. The heat exposure zone on the U-profile 4 is illustrated in FIG. 1 as well as in the other representations of FIGS. 2 to 6 by the dotted representation.
In einem zweiten Umformschritt, wie er in der Fig. 2 ersichtlich ist, werden die Endabschnitte 8, 9 durch einen zweiten Stempel 10 mit entsprechender Querschnittskonfiguration zu Flanschen 11, 12 umgeformt. Wahlweise erfolgt die Umformung durch nachträgliches Umbördeln oder Rollen in einem separaten Arbeitsgang.In a second forming step, as can be seen in FIG. 2, the end sections 8 , 9 are formed into flanges 11 , 12 by a second punch 10 with a corresponding cross-sectional configuration. Forming can be carried out by subsequent flanging or rolling in a separate operation.
Der fertige Querträger 13 besitzt dann innenliegende Flansche 11, 12. Bei eingebautem Zustand im Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs erfolgt keine Beeinträchtigung der Kühlluftzufuhr zu einem hinter dem Querträger 13 angeordneten Kühlaggregat durch die Flansche 11, 12.The finished cross member 13 then has internal flanges 11 , 12 . When installed in the bumper of a motor vehicle, there is no impairment of the cooling air supply to a cooling unit arranged behind the cross member 13 through the flanges 11 , 12 .
Die Endformgebung der unvergüteten Endabschnitte eines U-Profils 4 zu Flanschen 11, 12 kann auch walzend oder rollend ebenso wie durch Bördelung erfolgen.The final shaping of the non-hardened end sections of a U-profile 4 to form flanges 11 , 12 can also be done by rolling or rolling as well as by flanging.
Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 weist der Querträger 14 Flansche 15, 16 auf, die etwa rechtwinklig nach innen umgestellt sind. Ansonsten entspricht der Querträger 14 der zuvor beschriebenen Bauart.In the embodiment according to FIG. 3, the cross member 14 has flanges 15 , 16 which are shifted inward approximately at a right angle. Otherwise, the cross member 14 corresponds to the type described above.
Der Querträger 17 gemäß Fig. 4 weist ein U-förmiges Profil 18 auf mit einem Steg 19 und zwei Schenkeln 20, 21, welche warmvergütet sind. Die Flansche 22, 23 sind unvergütet und nach außen parallel zu den Schenkeln 20, 21 umgeformt.The cross member 17 of FIG. 4 has a U-shaped profile 18 having a web 19 and two legs 20, 21 which are hot-tempered. The flanges 22 , 23 are unalloyed and shaped outward parallel to the legs 20 , 21 .
Der Querträger 24 gemäß der Fig. 5 weist wulstartige Flansche 25, 26 auf. Auch hierbei ist das U-Profil 27 mit seinem Steg 28 und seinen Schenkeln 29, 30 im Warmformwerkzeug 1 vergütet worden, wobei die die Flansche 25, 26 bildenden Endabschnitte unvergütet geblieben sind. In einem zweiten Umformschritt sind die Endabschnitte gestaucht und verdichtet worden, so dass die Flansche 25, 26 ihre wulstartige Konfiguration behalten.The cross member 24 according to FIG. 5 has bead-like flanges 25 , 26 . Here, too, the U-profile 27 with its web 28 and its legs 29 , 30 has been heat-treated in the thermoforming tool 1 , the end sections forming the flanges 25 , 26 remaining untreated. In a second forming step, the end sections have been compressed and compressed, so that the flanges 25 , 26 retain their bead-like configuration.
Schließlich zeigt Fig. 6 eine Ausführungsform eines Querträgers 31, welcher ein im Querschnitt U-förmiges Profil 32 besitzt mit einem Steg 33 und zwei Schenkeln 34, 35. Diese sind warmvergütet. In gleicher Längserstreckung zu den Schenkeln 34, 35 erstrecken sich deren Endabschnitte 36, 37, die unvergütet sind. Durch innen an den Endabschnitten 36, 37 liegende Verstärkungsbleche 38, 39 werden die Flansche 40, 41 ausgebildet. Die Verstärkungsbleche 38, 39 erstrecken sich über die gesamte Länge des Querträgers 31 und sind mit den Endabschnitten 36, 37 punkt- oder rollnahtgeschweißt. Finally, FIG. 6 shows an embodiment of a cross member 31 , which has a profile 32 with a U-shaped cross section, with a web 33 and two legs 34 , 35 . These are heat-treated. In the same longitudinal extension to the legs 34 , 35 extend their end portions 36 , 37 , which are unrefined. The flanges 40 , 41 are formed by reinforcing plates 38 , 39 located on the inside at the end sections 36 , 37 . The reinforcement plates 38 , 39 extend over the entire length of the cross member 31 and are spot welded or roll welded to the end sections 36 , 37 .
11
Warmformwerkzeug
Thermoforming tool
22
Stempel
stamp
33
Matrize
die
44
U-Profil
U-profile
55
Steg
web
66
Schenkel
leg
77
Schenkel
leg
88th
Endabschnitt
end
99
Endabschnitt
end
1010
Stempel
stamp
1111
Flansche
flanges
1212
Flansche
flanges
1313
Querträger
crossbeam
1414
Querträger
crossbeam
1515
Flansch
flange
1616
Flansch
flange
1717
Querträger
crossbeam
1818
U-Profil
U-profile
1919
Steg
web
2020
Schenkel
leg
2121
Schenkel
leg
2222
Flansch
flange
2323
Flansch
flange
2424
Querträger
crossbeam
2525
Flansch
flange
2626
Flansch
flange
2727
U-Profil
U-profile
2828
Steg
web
2929
Schenkel
leg
3030
Schenkel
leg
3131
Querträger
crossbeam
3232
U-Profil
U-profile
3333
Steg
web
3434
Schenkel
leg
3535
Schenkel
leg
3636
Endabschnitt
end
3737
Endabschnitt
end
3838
Verstärkungsbleche
reinforcement plates
3939
Verstärkungsbleche
reinforcement plates
4040
Flansch
flange
4141
Flansch
flange
Claims (5)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: BOEHMER, WERNER, 34439 WILLEBADESSEN, DE Inventor name: KNAUP, HANS-JUERGEN, 33175 BAD LIPPSPRINGE, DE Inventor name: WECKER, FERDINAND, 33104 PADERBORN, DE Inventor name: SCHULZ, BERND, 33104 PADERBORN, DE |
|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |