DE10155878A1

DE10155878A1 - Car bumper comprises outwardly-curved cross-bar in form of hollow profile attached to bodywork by wedge-shaped mountings at either end, inner wall of bumper being fastened to them at their thinnest points

Info

Publication number: DE10155878A1
Application number: DE2001155878
Authority: DE
Inventors: Martin Fischer; Sven Roell
Original assignee: Suspa Holding GmbH
Current assignee: Suspa Holding GmbH
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2003-05-22

Abstract

The car bumper comprises an outwardly-curved cross-bar (1) in the form of a hollow profile. This is attached to the bodywork by wedge-shaped mountings (17) at either end, the inner wall (6) of the bumper being fastened to them at their thinnest points (26).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eine Stoßstange. The invention relates to a protective device for a motor vehicle, especially a bumper.

Aus der EP 0 718 158 B 1 (entsprechend US 5,584,518) ist die Befestigung eines Querträgers an einem keilförmigen Stützteil bekannt. Hierbei ist es von zentraler Bedeutung, daß der Querträger am höchsten Punkt der Keilschräge befestigt ist, um eine Verschwenkung des Querträgers um diesen höchsten Punkt bei einem Aufprall zu erreichen. Dies hat den Nachteil, daß Kollisionen zu stärkeren Deformationen der Stoßstange vor allem im Mittelbereich führen. The attachment is from EP 0 718 158 B1 (corresponding to US 5,584,518) a cross member on a wedge-shaped support part is known. Here it is of central importance that the cross member at the highest point of the Wedge bevel is attached to a pivoting of the cross member around this to reach the highest point in the event of an impact. This has the disadvantage that Collisions to severe deformations of the bumper, especially in the Lead middle area.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem Querträger zu schaffen, bei der ein Aufprall auf den Querträger zu einer möglichst geringen Einwölbung des Querträgers fuhrt. The invention has for its object a protective device for To create motor vehicles with a cross member in the event of an impact the cross member to the least possible arching of the cross member leads.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, den Querträger am tiefsten Punkt eines keilförmigen Stützteils zu befestigen. Auf diese Weise wird eine optimale Einspannung des Querträgers im Randbereich erreicht. Durch die Wölbung des Querträgers nach außen und die Befestigung im Bereich des tiefsten Punktes der Keilschräge wird erreicht, daß der Querträger vor allem im Mittelbereich bei einem frontalen Aufprall möglichst wenig eingedrückt wird. Die Kräfte werden vielmehr über die seitlichen Halterungen auf die Längsträger des Fahrzeuges übertragen, in denen besondere austauschbare Deformationselemente vorgesehen sind. The object is solved by the features of claim 1. The core the invention is the cross member at the lowest point to fix wedge-shaped support part. In this way, an optimal Clamping of the cross beam in the edge area reached. Through the curvature of the cross member to the outside and the fastening in the area of the deepest Point of the wedge bevel is achieved that the cross member especially in The center area is pressed in as little as possible in the event of a frontal impact becomes. The forces are rather on the side brackets on the Side members of the vehicle transmitted, in which special interchangeable Deformation elements are provided.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further advantageous embodiments of the invention result from the Dependent claims.

Zusätzliche Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen Additional advantages and details of the invention result from the Description of an embodiment with reference to the drawing. Show it

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen an einem Kraftfahrzeug befestigten Querträger, Fig. 1 is a plan view of a fastened to a motor vehicle crossmember,

Fig. 2 ein vergrößertes Detail von Fig. 1, Fig. 2 shows an enlarged detail of Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht gemäß dem Sichtpfeil III in Fig. 2, Fig. 3 is a view according to the arrow III in Fig. 2,

Fig. 4 eine idealisierte Darstellung für das Deformationsverhalten einer Stoßstange gemäß dem Stand der Technik und Fig. 4 is an idealized representation for the deformation behavior of a bumper according to the prior art and

Fig. 5 eine idealisierte Darstellung des Deformationsverhaltens des Querträgers gemäß Fig. 1. Fig. 5 is an idealized representation of the deformation behavior of the cross member of FIG. 1.

Eine Schutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug weist einen Querträger 1 auf, der gegenüber der Frontlinie 2 eines Kraftfahrzeuges nach außen gewölbt ist. Der Querträger 1 ist an seinen beiden Enden über jeweils eine Halterung 3 an den vorderen Längsträgern 4 des Kraftfahrzeuges befestigt. Der Querträger 1 besteht aus einem stranggepreßten Hohlprofil mit einem äußeren Druckgurt 5, einem inneren Zuggurt 6, einer oberen Querwand 7 sowie einer unteren Querwand 8, die gemeinsam das Hohlprofil mit im wesentlichen rechteckigen Querschnitt bilden. Die Querwand 7 und die Querwand 8 sind durch eine vertikale Zwischenwand 9 miteinander verbunden, die ungefähr mittig zwischen dem Druckgurt 5 und dem Zuggurt 6 liegt. Der Druckgurt 5 und der Zuggurt 6 sind über eine horizontale Zwischenwand 10 miteinander verbunden, wobei die Zwischenwände 9 und 10 einander durchdringen. Der Druckgurt 5 weist einen oberen Abschnitt 11 sowie einen unteren Abschnitt 12 auf, wobei der Abschnitt 12 gegenüber dem Abschnitt 11 zurückspringt. Dies ist vor allem für die Beeinflussung des Deformationsverhaltens bei einem Aufprall von Bedeutung, da der Stoß primär von dem Abschnitt 11 aufgenommen wird und über die Querwand 7 zu den Halterungen 3 weitergeleitet wird. Auf diese Weise bleibt der obere Teil des Querträgers 1 bei einem Aufprall stärker erhalten, während der untere Teil zusammengedrückt wird und definiert die Aufprallenergie in Wärme umwandelt. A protective device for a motor vehicle has a cross member 1 , which is curved outwards relative to the front line 2 of a motor vehicle. The cross member 1 is attached at both ends to the front side members 4 of the motor vehicle by means of a holder 3 . The cross member 1 consists of an extruded hollow profile with an outer pressure belt 5 , an inner tension belt 6 , an upper transverse wall 7 and a lower transverse wall 8 , which together form the hollow profile with a substantially rectangular cross section. The transverse wall 7 and the transverse wall 8 are connected to one another by a vertical intermediate wall 9 which lies approximately in the middle between the compression belt 5 and the tension belt 6 . The pressure belt 5 and the tension belt 6 are connected to one another via a horizontal partition wall 10 , the partition walls 9 and 10 penetrating one another. The pressure belt 5 has an upper section 11 and a lower section 12 , the section 12 springing back relative to the section 11 . This is particularly important for influencing the deformation behavior in the event of an impact, since the impact is primarily absorbed by the section 11 and is passed on to the brackets 3 via the transverse wall 7 . In this way, the upper part of the cross member 1 is more strongly preserved in the event of an impact, while the lower part is compressed and defines the impact energy converted into heat.

Die Halterung 3 weist eine ebene Befestigungs-Platte 13 auf, auf der abgestützt durch drei mit dieser verbundene Stützen 14, 15 und 16 eine als Platte ausgebildete Keilschräge 17 befestigt ist. Die Platte 13, die Stützen 14, 15 und 16 sowie die Keilschräge 17 sind einteilig miteinander ausgebildet. Die Platte 13 weist Bohrungen 28 zur Befestigung der Platte 13 an den Längsträgern 4 auf. Die Stützen 14, 15 und 16 schließen mit der Normalen 18 zur Befestigungs-Platte 13 einen Winkel a ein, für den gilt:
5° ≤ a ≤ 15°, insbesondere a ≍ 10°. Die Keilschräge 17 besteht aus einem oberen Abschnitt 19 zwischen den Stützen 15 und 16 sowie einem unteren Abschnitt 20 zwischen den Stützen 14 und 15. Der untere Abschnitt 20 verläuft etwas steiler gegenüber der Platte 13 als der obere Abschnitt 19. Der obere Abschnitt 19 schließt mit der Platte 13 einen Winkel b ein, für den gilt: 5° ≤ b ≤ 25°, insbesondere b ≍ 15°. The holder 3 has a flat fastening plate 13 , on which, supported by three supports 14 , 15 and 16 connected thereto, a wedge bevel 17 designed as a plate is fastened. The plate 13 , the supports 14 , 15 and 16 and the wedge bevel 17 are integrally formed with one another. The plate 13 has bores 28 for fastening the plate 13 to the side members 4 . The supports 14 , 15 and 16 form an angle a with the normal 18 to the mounting plate 13 , for which the following applies:
5 ° ≤ a ≤ 15 °, especially a ≍ 10 °. The wedge bevel 17 consists of an upper section 19 between the supports 15 and 16 and a lower section 20 between the supports 14 and 15 . The lower section 20 is somewhat steeper than the plate 13 than the upper section 19 . The upper section 19 forms an angle b with the plate 13 , for which the following applies: 5 ° b b 25 25 °, in particular b ≍ 15 °.

Am unteren Ende des Abschnitts 20 sind mehrere hintereinander angeordnete Laschen 21, 22, 23, 24 angeordnet, von denen die Laschen 22 und 23das freie Ende des Zuggurtes 6 U-förmig umgreifen und den Zuggurt 6 und damit den Querträger 1 im Bereich des tiefsten Punktes 26 gegenüber der Halterung 3 festlegen. Die Laschen 22 und 23 sind mit Nieten 27, den Zuggurt 6 durchgreifende Nieten 27 am Abschnitt 20 der Keilschräge 17 befestigt. At the lower end of the section 20 are a plurality of successively disposed flaps 21, 22, 23, 24 are arranged, of which the flaps 22 and 23 6 U-shaped grip around the free end of the tension chord and the tension chord 6 and thus the cross member 1 in the region of the deepest Set point 26 opposite the bracket 3 . The tabs 22 and 23 are cross-6 by rivets 27, the sloping face 17 is fixed with rivets 27, the traction belt section on 20th

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 der Unterschied im Deformationsverhalten eines Querträgers gemäß dem Stand der Technik und der erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben. Fig. 4 stellt eine abstrahierte Darstellung der Befestigung eines Querträgers am höchsten Punkt der Keilschräge dar. Dies entspricht vor allem für kleinere Deformationen einem an zwei Punkten aufliegenden Balken. Wirkt auf einen Balken der Länge ℓ mit einem Elastizitätsmodul E und einem Flächenträgheitsmoment I mittig eine Kraft F, so wird der Balken um eine Länge S₁ ausgelenkt, für die gilt:
S₁ = F.ℓ³/(48.E.I). The difference in the deformation behavior of a cross member according to the prior art and the embodiment according to the invention is described below with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows an abstracted illustration of the fastening of a cross member at the highest point of the wedge bevel. This corresponds, in particular for smaller deformations, to a bar resting on two points. If a force F acts on a bar of length ℓ with an elastic modulus E and an area moment of inertia I in the middle, the bar is deflected by a length S ₁ , for which the following applies:
S ₁ = F.ℓ ³ /(48.EI).

Die Befestigung des Querträgers im tiefsten Punkt gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 idealisiert dargestellt. Sie entspricht angenähert einem an beiden Enden eingespannten Balken, auf den eine Kraft wirkt. Für die maximale Auslenkung S₂ gilt:
S₂ = F.ℓ³/(192.E.I). The attachment of the cross member at the lowest point according to the present invention is idealized in Fig. 5. It corresponds approximately to a beam clamped at both ends, on which a force acts. The following applies to the maximum deflection S ₂ :
S ₂ = F.ℓ ³ /(192.EI).

Die mathematischen Ausdrücke ergeben sich beispielsweise aus Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 18. Auflage, Springer-Verlag, Kapitel C20 und C23. Ein Vergleich der maximalen Auslenkungen S₂ und S₁ zeigt, daß S₁ viermal so groß wie S₂ ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Querträgerbefestigung kann somit erreicht werden, daß vor allem bei einem Aufprall mit geringer Geschwindigkeit eine sehr viel geringere Deformation, d. h. Einwölbung des Querträgers 1 auftritt. The mathematical expressions result, for example, from Dubbel, paperback for mechanical engineering, 18th edition, Springer-Verlag, chapters C20 and C23. A comparison of the maximum deflections S ₂ and S ₁ shows that S _{1 is} four times larger than S ₂ . The configuration of the cross member fastening according to the invention can thus achieve that, especially in the case of a low-speed impact, a much smaller deformation, ie, arching of the cross member 1, occurs.

Claims

1. Protection device for a motor vehicle with

a) a cross member ( 1 ), the

a) is curved outwards relative to the front line ( 2 ) of the motor vehicle and

b) is designed as a hollow profile with an outer pressure belt ( 5 ), an inner tension belt ( 6 ) and a pair of transverse walls ( 7 , 8 ) connecting them, and

b) at least one holder ( 3 ) for fastening the cross member ( 1 ) to the motor vehicle, the holder ( 3 )

a) has a wedge-shaped support part with a wedge bevel ( 17 ) which rests on the tension belt ( 6 ) and

b) is connected to the tension belt ( 6 ) in the region of the lowest point ( 26 ) of the wedge bevel ( 17 ).

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the tension belt ( 6 ) with the wedge bevel ( 17 ) riveted and / or welded and / or screwed.

3. Protection device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one with the lower end of the wedge bevel ( 17 ) connected tab ( 22 , 23 ) is provided, which engages around the tension belt ( 6 ) in the region of its free end.

4. Protection device according to claim 3, characterized in that the at least one tab ( 22 , 23 ), the tension belt ( 6 ) and the wedge bevel ( 17 ) are riveted together.

5. Protection device according to one of the preceding claims, characterized in that the holder ( 3 ) has a fastening plate ( 13 ) for connection to the motor vehicle.

6. Protection device according to claim 5, characterized in that the wedge bevel ( 17 ) with respect to the mounting plate ( 13 ) is supported by at least one support ( 14 , 15 , 16 ).

7. Protection device according to claim 6, characterized in that the at least one support ( 14 , 15 , 16 ) with the normal ( 18 ) to the mounting plate ( 13 ) encloses an angle a, for which the following applies: 5 ° ≤ a ≤ 15 °, in particular a ≍ 10 °.

8. Protection device according to claim 5, characterized in that the wedge bevel ( 17 ) with the mounting plate ( 13 ) includes an angle b, for which the following applies: 5 ° ≤ b ≤ 25 °, in particular b ≍ 15 °.

9. Protection device according to claim 6, characterized in that the wedge bevel ( 17 ) on three supports ( 14 , 15 , 16 ) is supported on the mounting plate ( 13 ).

10. Protection device according to claim 1, characterized in that the cross member ( 1 ) has a tie belt ( 6 ) and the pressure belt ( 5 ) connecting horizontal wall ( 10 ).