DE102004013713B4

DE102004013713B4 - bumper system

Info

Publication number: DE102004013713B4
Application number: DE102004013713A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Hillekes; Hui Wang; Dirk Kroeger
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2024-03-19
Also published as: DE102004013713A1; FR2867730B1; FR2867730A1

Abstract

Stoßfängersystem 1, bestehend aus einem Querträger 2 mit einem trapezförmigen Querschnitt und zwei an dem Querträger 2 und an jeweils einem Längsträger festgelegten Crashboxen 3, wobei der Querträger 2 aus einem Leichtmetallstrangpressprofil besteht und einen geschlossenen trapezförmigen Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Crashbox 3 im Anbindungsbereich auf die schmal zulaufende Trapezform 23 des Querträgers 2 angepasst istbumper system 1, consisting of a cross member 2 with a trapezoidal Cross-section and two on the cross member 2 and one each Side member specified Crash boxes 3, with the cross member 2 consists of a light metal extruded profile and a closed trapezoidal Cross-section, characterized in that the shape of the Crashbox 3 in the connection area on the narrow tapered trapezoidal shape 23 of the crossbeam 2 is adjusted

Description

Die Erfindung beschreibt ein Stoßfängersystem, bestehend aus einem Querträger mit einem trapezförmigen Querschnitt und zwei an dem Querträger und an jeweils einem Längsträger festgelegten Crashboxen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The Invention describes a bumper system, consisting of a cross member with a trapezoidal shape Cross-section and two on the cross member and on each side member defined crash boxes according to the preamble of claim 1.

Stoßfängersysteme werden heute standardmäßig bei Kraftfahrzeugen vorne und hinten eingebaut, um die Stoßenergie kleinerer Stöße so abzufangen, dass die eigentliche Tragstruktur des Autos möglichst nicht beschädigt wird. Dabei besteht ein Stoßfängersystem in der Regel aus einem Stoßenergie in Verformungsarbeit umwandelnden Bauteil wie der Crashbox und einem Querträger, der dazu dient, die aus einem Anprall resultierende Energie in die Crashbox einzuleiten. Das Stoßfängersystem wird dabei so aufeinander abgestimmt, dass die Crashbox möglichst mittig auf dem Längsträger des Autos sitzt und die Stoßenergie über den Querträger mit einem möglichst geringen Biegemoment in die Crashbox und damit auch in die Längsträger eingeleitet wird.bumper systems are standard today Vehicles front and rear mounted to the impact energy intercept smaller impacts so that the actual supporting structure of the car is not damaged as much as possible. There is a bumper system usually from a shock energy in deformation work transforming component such as the crashbox and a Crossbeam, which serves the energy resulting from an impact in the crash box initiate. The bumper system is coordinated so that the crash box as possible centered on the side member of the Cars sits and the impact energy over the crossbeam with one as possible low bending moment introduced into the crash box and thus also in the side members becomes.

Aus der EP 1182 095 A1 ist zum Beispiel ein Stoßfängersystem mit zwei Crashboxen und einem zweischaligen Querträger bekannt, bei dem der Querträger einen offenen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Der Querträger besteht aus zwei symmetrischen tiefgezogenen Blechhalbschalen, die an der in Fahrtrichtung liegenden Seite des Querträgers miteinander gefügt sind und im Anbindungsbereich der Crashboxen auf die Crashbox konfigurativ abgestimmte Aufnahmen ausbilden, in die die Crashbox eingeschoben ist. Auch die Crashbox besteht bevorzugt aus zwei Halbschalen, die miteinander zu einem Hohlprofil gefügt sind.From the EP 1182 095 A1 For example, a bumper system with two crash boxes and a bivalve cross member is known in which the cross member has an open trapezoidal cross section. The cross member consists of two symmetrical deep-drawn sheet steel half shells, which are joined to each other on the side of the cross member lying in the direction of travel and form in the connection area of the crash boxes on the crash box configuratively matched recordings, in which the crash box is inserted. The crash box also preferably consists of two half-shells, which are joined together to form a hollow profile.

Diese Ausführungsform ist jedoch speziell bei Leichtmetallprofilen schwierig zu realisieren, da Leichtmetallprofile häufig Strangpressprofile sind, die in der Regel einen gleichbleibenden Querschnitt ohne Querschnittsänderungen aufweisen. Auch könnte das offene Profil nicht gewichtsoptimiert ausgelegt werden.These embodiment However, it is difficult to realize, especially with light metal profiles, there light metal profiles often Extruded profiles are usually a consistent one Cross section without cross section changes exhibit. Could also the open profile is not designed to be weight-optimized.

Die JP 2003 276 533 A zeigt ein Stoßfängersystem mit einem im wesentlichen rechteckigen Querträger 1. Der Querträger ist mit einer Crashbox, die aus zwei Halbschalen besteht, verbunden, wobei die Crashbox 3 ebenfalls im wesentlichen rechteckig ausgeführt ist und eine auf die Rechteckform des Querträgers 1 ausgelegte Aufnahme aufweist. In der Crashbox 3 befindet sich ein weiteres Deformationselement 6.The JP 2003 276 533 A shows a bumper system with a substantially rectangular cross member 1 , The cross member is connected to a crash box, which consists of two half shells, with the crash box 3 is also designed substantially rectangular and one on the rectangular shape of the cross member 1 has designed recording. In the crashbox 3 there is another deformation element 6 ,

Die DE 10234438 A1 offenbart einen rechteckigen Querträger 30, der über eine W-förmige Halterung 40 an einen Längsträger 50 angebunden ist. Die Verkleidung 20 soll als Primärstoßenergie absorbierender Körper dienen (Absatz 0024). Dieses System kommt ohne Crashbox aus.The DE 10234438 A1 discloses a rectangular cross member 30 , which has a W-shaped bracket 40 to a side member 50 is connected. The costume 20 should serve as the primary shock energy absorbing body (paragraph 0024). This system does not require a crashbox.

Die WO 03/024748 A1 offenbart einen rechteckigen Querträger, der in einer ebenfalls rechteckigen Crashboxaufnahme ruht (1), bzw. seitlich gehalten wird (5). Weiter ist vorgesehen, dass der Querträger aus einem Leichtmetallstrangpressprofil bestehen und einen geschlossenen trapezförmigen Querschnitt aufweisen kann, wobei die Form der Crashbox im Anbindungsbereich auf die Trapezform des Querträgers angepasst ist.WO 03/024748 A1 discloses a rectangular cross member, which rests in a likewise rectangular Crashboxaufnahme ( 1 ), or held laterally ( 5 ). It is further provided that the cross member consist of a light metal extruded profile and may have a closed trapezoidal cross-section, wherein the shape of the crash box is adapted to the trapezoidal shape of the cross member in the connection region.

Die DE 19603958 A1 offenbart ebenfalls einen rechteckigen Querträger, der in einer U-förmigen (rechteckigen) Crashboxaufnahme ruht und über eine Schraube in einem Langloch in der Aufnahme mit der Crashbox verbunden ist.The DE 19603958 A1 also discloses a rectangular cross member which rests in a U-shaped (rectangular) Crashboxaufnahme and is connected via a screw in a slot in the receptacle with the crash box.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Stoßfängersystem bereitzustellen, dass eine optimale Krafteinleitung im Crashfall in die Längsträger bei möglichst geringem Gewicht gewährleistet.task The invention therefore is to provide a generic bumper system that an optimal introduction of force in the event of a crash in the side members at preferably low weight guaranteed.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Demnach weist der Querträger einen geschlossenen trapezförmigen Querschnitt auf und die Form der Crashbox ist im Anbindungsbereich auf die schmal zulaufende Trapezform des Querträgers angepasst. Dabei besteht der Querträger aus einem Leichtmetallstrangpressprofil.These Task solves the invention with the features of claim 1. Accordingly, the cross member has a closed trapezoidal cross-section on and the shape of the crash box is narrow in the connection area tapered trapezoidal shape of the cross member customized. In this case, the cross member consists of a light metal extruded profile.

Die breite Seite des Trapezes des Querträgerprofils zeigt in Fahrtrichtung, an die schmale Seite des Trapezes ist die Crashbox angebunden. Die Seitenwände des Trapezes laufen dabei schräg auf den Durchmesser der Crashbox im Anbindungsbereich zu. Durch diese Anordnung wird die aus einem Anprall resultierende Kraft nahezu optimal in die Crashbox eingeleitet. Dies gilt insbesondere für den üblichen Pendeltest, bei dem ein Anprall eines Impaktors mit einem bestimmten Gewicht und einer bestimmten Geschwindigkeit unter einem definierten Winkel auf den Querträger erfolgt. Über den Querträger müssen die Anprallkräfte in die Crashboxen eingeleitet werden. Der erfindungsgemäße Stoßfänger zeigt bei dieser Aufgabe einen gleichmäßigen Kraftverlauf ohne Kraftspitzen bei einem hohen Energieaufnahemvermögen.The wide side of the trapezium of the cross member profile points in the direction of travel, The Crashbox is tied to the narrow side of the trapeze. The side walls of the trapezium run at an angle to the diameter of the crash box in the connection area too. By this arrangement will nearly equal the force resulting from an impact optimally introduced into the crash box. This is especially true for the usual Pendulum test, in which an impact of an impactor with a certain Weight and a certain speed under a defined Angle on the cross member he follows. about the crossbeam must they impact forces be introduced into the crash boxes. The bumper according to the invention shows in this task a uniform force curve without force peaks with a high energy absorption capacity.

Das erfindungsgemäße Querträgerprofil besteht bevorzugt aus einem Aluminiumwerkstoff. Das Profil kann je nach Bedarf mit einem Mittelsteg, der die Breit- und die Schmalseite des Trapezes miteinander verbindet in zwei Kammern unterteilt sein. Dadurch wird die Profilsteifigkeit erhöht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein Aluminiumquerträger über zwei Crashboxen aus je zwei u-förmig konfigurierten Stahlhalbschalen, die seitlich miteinander gefügt sind und zwecks einer gezielten Faltenbildung Sicken aufweisen, am Längsträger festgelegt. In der Regel ist die Crashbox zur Anbindung an den Längsträger mit einer rückwärtigen Flanschplatte versehen.The cross member profile according to the invention preferably consists of an aluminum material. The profile can be divided into two chambers as required with a central web, which connects the broad and the narrow side of the trapezoid. This increases the profile stiffness. In a particularly preferred embodiment, an aluminum cross member via two crash boxes from two U-shaped configured steel half shells, the side are joined together and have for the purpose of a targeted wrinkling beads, fixed to the side rail. As a rule, the crash box for connection to the side member is provided with a rear flange plate.

Die Anbindung der Crashbox an den Querträger weist eine weitere erfindungsgemäße Besonderheit auf. Aufgrund der Tatsache, dass eine Schweißanbindung zwischen einer Stahlcrashbox und einem Aluminiumquerträger nach wie vor problematisch ist, ist die Crashbox im Anbindungsbereich auf die Form des Querträgerprofils angepaßt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die einzelnen Crashboxhalbschalen sich von ihrem kleinsten Durchmesser, der in etwa der Schmalseite des Trapezes entspricht, wieder nach außen erweitern, so dass sie die Seitenwände des Trapezes zumindest teilweise umschließen. Alternativ wird an die Crashbox eine Konsolenplatte angelötet oder angeschweißt, die wiederum auf die Trapezform des Querträgers abgestimmt ist und sich schräg nach außen erweitert, so dass sie eine Aufnahme für den Querträger bildet. Die Crashboxhalbschalen oder die Konsolenplatte wird dann in den Seitenwänden des Trapezes festgelegt. Dies kann zum Beispiel über eine Schraub- oder Nietverbindung geschehen. Um einen Toleranzausgleich zu ermöglichen, verfügt die Crashboxhalbschale oder die Konsolenplatte über Langlöcher, in die beispielsweise eine Schraube eingeführt werden kann. Durch die lösbare Anbindung ist zudem gewährleistet, das das erfindungsgemäße Stoßfängersystem im Reparaturfall in Einzelteilen oder komplett ausgetauscht werden kann.The Connection of the crash box to the cross member has a further feature of the invention on. Due to the fact that a welded connection between a steel crash box and an aluminum crossbeam is still problematic, the crash box is in the connection area the shape of the cross member profile customized. This can for example be done by the individual crash box half shells from its smallest diameter, which is approximately the narrow side of the Trapezes is equivalent, again expanding outwards, leaving them the side walls at least partially enclose the trapezoid. Alternatively, to the crash box soldered a console plate or welded, which in turn is matched to the trapezoidal shape of the cross member and itself aslant outward extended so that it forms a receptacle for the cross member. The crashbox half shells or the console plate is then in the sidewalls of the trapezoid. This can, for example, via a screw or rivet connection happen. To allow tolerance compensation, the crashbox half shell has or the console plate over slots, in for example, a screw can be inserted. By the releasable Connection is also ensured the bumper system according to the invention in case of repair in individual parts or completely replaced can.

Eine mögliche Kontaktkorrosion zwischen einem erfindungsgemäßen Leichtmetallquerträger und einer Stahlcrashbox wird beispielsweise über eine Lackierung oder eine Zwischenlage vermieden.A possible Contact corrosion between a light metal cross member according to the invention and a Stahlcrashbox example, a paint or a Liner avoided.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der einzigen Figur näher beschrieben. Die Figur zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoßfängersystems 1 im Schnitt.The invention is described in more detail below with reference to the single FIGURE. The figure shows an embodiment of a bumper system according to the invention 1 on average.

Das Stoßfängersystem 1 besteht aus einem Querträger 2 und einer Crashbox 3. Das geschlossene Querträgerprofil 2 hat eine Trapezform mit einer breiten Vorderseite 20 und einer schmalen rückwärtigen Seite 23, die über zwei schräg zulaufende Seitenwände 21 und 22 miteinander verbunden sind. Das dargestellte Trapezprofil 2 ist zusätzlich durch einen Mittelsteg 24 verstärkt. Die Crashbox 3 besteht aus zwei Halbschalen 30 und 31. In die Halbschalen sind zur Einleitung einer gezielten Deformation Sicken eingebracht. Die Crashbox 3 verfügt über eine rückwärtige Flanschplatte 4. Mit der Flanschplatte 4 kann die Crashbox 3 über die Schraubenöffnungen 40 an einem nicht näher dargestellten Längsträger festgelegt werden.The bumper system 1 consists of a cross member 2 and a crashbox 3 , The closed cross member profile 2 has a trapezoidal shape with a broad front 20 and a narrow rear side 23 , which have two sloping side walls 21 and 22 connected to each other. The illustrated trapezoidal profile 2 is additionally through a central pier 24 strengthened. The crashbox 3 consists of two half-shells 30 and 31 , In the half-shells beads are introduced to initiate a targeted deformation. The crashbox 3 has a rear flange plate 4 , With the flange plate 4 can the crashbox 3 over the screw holes 40 be set on a longitudinal member, not shown.

An die Crashboxhalbschalen 30 und 31 ist eine Konsolenplatte 5 an den Stellen 6 und 6 angelötet oder angeschweißt. Die Konsolenplatte 5 bildet eine in etwa L-förmige Aufnahme, in die der trapezförmige Querträger 2 mit seiner Schmalseite 23 eingelegt ist. Die Konsolenplatte 5 schmiegt sich an die schräg zulaufenden Seitenwände 21 und 22 des Querträgerprofils 2 an, so dass das Profil 2 formschlüssig aufgenommen ist. An den Stellen 7 und 7' in den Seitenwänden 21 und 22 ist das Trapezprofil 2 an die Konsolenplatte 5 und damit auch an die Crashbox 3 angebunden. Die Anbindung erfolgt über eine Schraubverbindung in einem Langloch in der Konsolenplatte 5.To the crashbox half shells 30 and 31 is a console plate 5 in the places 6 and 6 soldered or welded. The console plate 5 forms an approximately L-shaped receptacle into which the trapezoidal cross member 2 with its narrow side 23 is inserted. The console plate 5 nestles against the sloping side walls 21 and 22 of the cross member profile 2 so that the profile 2 is recorded positively. In the places 7 and 7 ' in the side walls 21 and 22 is the trapezoidal profile 2 to the console plate 5 and thus also to the crash box 3 tethered. The connection is via a screw in a slot in the console plate 5 ,

Die Trapezform des Querträgerprofils 2 erreicht an der Schmalseite 23 in etwa die Länge des Durchmessers der Crashbox 3 im Anbindungsbereich. Durch diese Form kann das Profil 2 besonders leicht ausgeführt werden. Gleichzeitig kann der erfindungsgemäße Querträger aus Leichtmetall wie beispielsweise Aluminium stranggepresst werden, weil er einen kontinuierlichen Querschnitt besitzt. In der formschlüssigen Aufnahme der Konsolenplatte 5 ist das Profil 2 sicher gelagert. Folglich kann eine aus einem Anprall resultierende Kraft auf den Querträger 2 direkt über die schrägen Seitenwände 21 und 22 in die Crashboxhalbschalen 30 und 31 und von dort ohne ein Biegemoment in den nicht dargestellten Längsträger eingeleitet werden.The trapezoidal shape of the cross member profile 2 reached on the narrow side 23 approximately the length of the diameter of the crash box 3 in the connection area. This shape allows the profile 2 be carried out particularly easily. At the same time, the cross member according to the invention may be extruded from light metal such as aluminum, because it has a continuous cross-section. In the positive recording of the console plate 5 is the profile 2 safely stored. Consequently, a force resulting from an impact on the cross member 2 directly over the sloping side walls 21 and 22 into the crashbox half shells 30 and 31 and are initiated from there without a bending moment in the longitudinal member, not shown.

Claims

bumper system 1 consisting of a cross member 2 with a trapezoidal cross section and two on the cross member 2 and on each longitudinal member defined crash boxes 3 , where the cross member 2 consists of a light metal extruded profile and has a closed trapezoidal cross-section, characterized in that the shape of the crash box 3 in the connection area on the narrow tapered trapezoidal shape 23 of the crossbeam 2 is adjusted

bumper system 1 according to claim 1, characterized in that the cross member 2 made of aluminum and the crash box 3 made of steel.

bumper system 1 according to one of the preceding claims, characterized in that the crash box 3 with a front console plate 5 on the cross member 2 can be fixed, with the console plate 5 according to the trapezoidal shape of the cross member 2 Shaped and on the side walls 21 . 22 of the crossbeam 2 is connected.

bumper system 1 according to one of the preceding claims, characterized in that the crash box 3 over a slot in the console plate 5 in the side walls 21 . 22 of the crossbeam 2 is releasably fixed.