DE102009024829A1 - Crash-optimized bumper bracket for body structure of vehicle, particularly motor vehicle, is made of small ductile material, and is formed by closed or open hollow section - Google Patents

Crash-optimized bumper bracket for body structure of vehicle, particularly motor vehicle, is made of small ductile material, and is formed by closed or open hollow section Download PDF

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Abstract

The crash-optimized bumper bracket is made of a small ductile material, and is formed by a closed or open hollow section (5). A section wall (6) of the hollow section has a shaft structure (7'), where the section wall is arranged parallel to loading direction (8). A shaft trough (7a) or a shaft crest (7b) of the shaft structure has a rated break point.

Description

Die Erfindung betrifft einen crashoptimierten Biegeträger einer Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeug, gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a crash-optimized bending beam of a Body structure of a vehicle, in particular motor vehicle, according to the combination of features of the claim 1.

Aus der Praxis ist es seit geraumer Zeit bekannt, im Falle eines Crashereignisses stoßbelastete Bauteile der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise äußere Längsträger, vordere und hintere Stoßfängerquerträger, Karosseriesäulen und dgl. mehr, Anstoßenergie absorbierend auszubilden, indem der Wandung besagter Träger wenigstens abschnittsweise ein oder mehrere Strukturelemente mit einer Wellenstruktur zugeordnet werden und/oder deren Wandung selbst durch eine Wellenstruktur gebildet wird. So ist aus der EP 0 266 084 A2 ein Stoß absorbierendes kastenförmiges Hohlprofil für eine Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, dessen parallel zur Belastungsrichtung angeordnete Profilwandungen durch eine Wellenstruktur gebildet sind, wobei die Wellen besagter Wellenstruktur in der Ebene der jeweiligen Profilwandung sich linear in Belastungsrichtung erstrecken. Des Weiteren offenbart die US 5,340,178 A einen Stoßfängerträger nach Art eines kastenförmigen Hohlprofils in dessen Innerem sich eine an gegenüberliegenden Wandungen des Hohlprofils abstützende langgestreckte Struktur mit wellenförmigem respektive S-förmigem Querschnitt angeordnet ist, deren Wellen sich quer zur Belastungsrichtung erstrecken. Ferner werden mit der EP 0 912 374 B1 und EP 1 892 159 A2 gewellte rohrförmige Absorptionskörper zur Aufnahme von Stoßenergie offenbart, die ihrerseits im Falle einer Kollision auf Bestandteile einer Fahrzeugkarosserie durch Verformung der Wellenberge und Wellentäler wirken. Schließlich ist aus der EP 1 878 620 A1 eine Stoßfängeranordnung für ein Fahrzeug mit einem Absorber bekannt, welcher seinerseits als langgestrecktes kastenförmiges Hohlprofil mehrwandig ausgebildet ist, wobei in dem gebildeten Hohlraum zwischen benachbarten Wandungen eine gewellte Metallfolie angeordnet ist, deren Wellen sich quer zur etwaigen Belastungsrichtung linear erstrecken.From practice, it has been known for some time, in the case of a crash event shock-loaded components of the body of a motor vehicle, such as outer side members, front and rear bumper cross members, body columns and the like. More, forming impact energy absorbing by the wall of said carrier at least partially on or a plurality of structural elements associated with a wave structure and / or the wall itself is formed by a wave structure. So is out of the EP 0 266 084 A2 a shock-absorbing box-shaped hollow profile for a motor vehicle body known whose arranged parallel to the loading direction profile walls are formed by a wave structure, wherein the waves of said wave structure in the plane of the respective profile wall extending linearly in the loading direction. Furthermore, the US 5,340,178 A a bumper beam in the manner of a box-shaped hollow profile in the interior of which is arranged on opposite walls of the hollow profile elongated structure with wave-shaped respectively S-shaped cross-section is arranged, whose shafts extend transversely to the loading direction. Further, with the EP 0 912 374 B1 and EP 1 892 159 A2 corrugated tubular absorption body for receiving impact energy disclosed, which in turn act in the event of a collision on components of a vehicle body by deformation of the wave crests and troughs. Finally, out of the EP 1 878 620 A1 a bumper assembly for a vehicle with an absorber known, which in turn is designed as an elongated box-shaped hollow profile mehrwandig, wherein in the cavity formed between adjacent walls a corrugated metal foil is arranged, the waves extend transversely to the direction of loading linearly.

Es besteht der Trend zur Erhöhung der Leichtbaugüte der Rohbaustruktur durch den Einsatz von hochfesten Stählen und/oder Leichtbaumaterialien, wie Leichtmetallen, Kohlefaserverbundkunststoffen u. a., welche allerdings gegenüber konventionellen Stahlblechwerkstoffen eine geringere Duktilität aufweisen. In der Praxis wurde gefunden, dass derartige Träger, insbesondere Biegeträger, die ihrerseits aus Werkstoffen geringer Duktilität bestehen, nach Erreichen einer bestimmten Belastungsgrenze bzw. eines bestimmten Verformungszustandes abrupt kollabieren, d. h., „katastrophal” versagen können, woraus resultiert, dass z. B. bei einem in Versuchen durchgeführten Pfahlaufprall, eine zu hohe Eindringtiefe des Pfahls beispielsweise in die Fahrgastzelle zu verzeichnen ist. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.It there is a trend towards increasing the lightweight construction quality the bodyshell structure through the use of high-strength steels and / or lightweight materials, such as light metals, carbon fiber composites u. a., Which, however, compared to conventional steel sheet materials have a lower ductility. In practice was found that such carriers, in particular bending beams, which, in turn, consist of low ductility materials Reaching a certain load limit or a specific Abruptly collapse the deformation state, d. h., "catastrophic" fail can, resulting in that z. B. at a try carried out pile impact, too high a penetration depth of the pile is recorded for example in the passenger compartment. This is where the invention described below begins.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen aus einem Werkstoff geringer Duktilität bestehenden Biegeträger einer Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, im Hinblick auf ein etwaiges Crashereignis derart zu optimieren und weiterzubilden, dass die vorstehend beschriebenen Nachteile, d. h., ein abruptes Kollabieren desselben, einhergehend mit einer zu hohen Eindringtiefe des Crashgegners in die Karosseriestruktur weitestgehend vermieden ist.task The invention is one of a material of low ductility existing bending beam of a body structure of a Vehicle, in particular motor vehicle, with regard to a possible To optimize crash event in such a way and further, that the disadvantages described above, d. h., an abrupt collapse the same, accompanied by too high penetration depth of the crash opponent is largely avoided in the body structure.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch kontrolliertes Reißen der Profilwandung vorteilhaft Anstoßenergie absorbiert und ein abruptes Kollabieren des Biegeträgers verhindert werden kann.Of the Invention is based on the finding that controlled by Tearing the profile wall advantageous impact energy absorbed and an abrupt collapse of the bending beam can be prevented.

Die gestellte Aufgabe wird demnach mit einem crashoptimierten Biegeträger einer Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, gelöst, welcher aus einem Werkstoff geringer Duktilität besteht und durch ein geschlossenes oder offenes Hohlprofil gebildet ist, das im Falle eines etwaigen Crashereignisses infolge einer bestimmten auf dasselbe einwirkenden Kraft „F” einer Biegebeanspruchung unterliegt, wobei zumindest eine parallel oder weitestgehend parallel zur Belastungsrichtung angeordnete Profilwandung des besagten Hohlprofils zumindest lokal wenigstens eine Wellenstruktur aufweist, und wobei wenigstens ein Wellental und/oder ein Wellenberg der wenigstens einen Wellenstruktur zumindest eine Sollbruchstelle aufweist, die im Falle des Überschreitens einer bestimmten Biegebeanspruchung des Hohlprofils eine kontrollierte Rissinitiierung und/oder eine kontrollierte Rissbildung und/oder einen kontrollierten Rissfortschritt in der besagten Profilwandung gestattet.The Asked task is therefore with a crash-optimized bending beam a body structure of a vehicle, in particular motor vehicle, solved, which consists of a material of low ductility exists and formed by a closed or open hollow profile is, in the event of a possible crash event as a result of certain force acting on the same "F" one Bending stress is subject, at least one parallel or largely arranged parallel to the loading direction profile wall said hollow profile at least locally at least one wave structure and wherein at least one trough and / or a wave crest the at least one corrugated structure at least one predetermined breaking point which, in the case of exceeding a certain bending stress the hollow profile controlled crack initiation and / or a controlled cracking and / or controlled crack propagation allowed in the said profile wall.

Durch die kontrollierte Rissinitiierung, die kontrollierte Rissbildung und/oder den kontrollierten Rissfortschritt wird, wie bereits oben angedeutet, ein abruptes Kollabieren des besagten Biegeträgers aus einem Werkstoff geringer Duktilität wirkungsvoll vermieden. Durch das kontrollierte Reißen der Profilwandung wird vorteilhaft Anstoßenergie absorbiert, welches sich weiter vorteilhaft dahingehend auswirkt, dass die Eindringtiefe eines Crashgegners in die Karosseriestruktur des Fahrzeugs erheblich gemindert ist.By Controlled crack initiation, controlled cracking and / or the controlled crack propagation, as above indicated, an abrupt collapse of the said bending beam made of a material low ductility effectively avoided. The controlled tearing of the profile wall will be advantageous Impact energy absorbed, which is further advantageous to the effect that the penetration depth of a crash opponent is significantly reduced in the body structure of the vehicle.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.The Subclaims describe preferred developments or Embodiments of the invention.

Danach ist besagte Sollbruchstelle durch Materialausdünnung der Profilwandung und/oder durch eine oder mehrere Ausnehmungen in derselben gebildet, welches sich einfach und kostengünstig bewerkstelligen lässt, wobei der Grad der Materialausdünnung und die erforderliche Anzahl der Ausnehmungen sowie deren Gestalt in Abhängigkeit von einer bestimmten Anstoß-Kraft „F” rechnerisch und/oder empirisch im Rahmen von Versuchen ermittelbar ist.Thereafter, said predetermined breaking point by material thinning the profile wall and / or formed by one or more recesses in the same, which can be accomplished easily and inexpensively, wherein the degree of material thinning and the required number of recesses and their shape depending on a certain abutment force "F" mathematically and / or empirically in the context of Try can be determined.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung können sich die Wellen der wenigstens einen Wellenstruktur in der Ebene der besagten Profilwandung quer zur Belastungsrichtung linear erstrecken, welches eine äußerst einfache und kostengünstig zu bewerkstelligende Ausgestaltung darstellt. Demgegenüber können sich gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung die Wellen der wenigstens einen Wellenstruktur jedoch auch in der Ebene der besagten Profilwandung entlang einer Kurvenbahn erstrecken, wodurch das Riss- und demgemäß Energieabsorptionsverhalten des Biegeträgers im Falle eines etwaigen Crashereignisses noch besser einstellbar ist. Gleiches oder ähnliches ist zu verzeichnen wenn die Wellen der wenigstens einen Wellenstruktur gemäß einer weiteren Ausgestaltungsvariante der Erfindung in der Ebene der besagten Profilwandung konzentrische Kreise und/oder Kreisabschnitte ausbilden.According to one first advantageous embodiment variant of the invention can the waves of at least one wave structure in the plane of said profile wall extend linearly transversely to the loading direction, which is an extremely simple and inexpensive represents to bewerkstelligende design. In contrast, can according to a second advantageous Embodiment variant of the invention, the waves of at least one wave structure but also in the plane of the said profile along a wall Curve track, whereby the crack and thus energy absorption behavior the bending beam in case of a possible crash event even better is adjustable. Same or similar is to note if the waves of at least one wave structure According to a further embodiment variant of Invention concentric in the plane of the said profile wall Form circles and / or sections of circle.

Ein derartiger crashoptimierter Biegeträger kann dabei aus einem hochfesten Stahl, einem Leichtmetall, einem Kohlefaserverbundkunststoff (CCFRC = Continuous Carbon Fibre Reinforced Composit) oder jeglichem anderen an sich bekannten geeigneten Werkstoff mit geringer Duktilität bestehen.One Such crash-optimized bending beam can from a high-strength steel, a light metal, a carbon fiber composite plastic (CCFRC = Continuous Carbon Fiber Reinforced Composite) or any other known per se suitable material with low ductility consist.

Besonders vorteilhaft bietet sich ein derartiger crashoptimierter Biegeträger zur wenigstens abschnittsweisen Ausbildung einer Rahmenstruktur, eines Schwellers, eines Türbrüstungsträgers, eines Säulenelementes, eines Stoßfängers, insbesondere Stoßfängerquerträgers, und/oder eines jeglichem anderen denkbaren Trägers respektive Biegeträgers der Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, an.Especially advantageously offers such a crash-optimized bending beam at least partially forming a frame structure, a sill, a door balustrade, a column element, a bumper, in particular bumper cross member, and / or any other conceivable carrier or bending carrier of the Body structure of a vehicle, in particular motor vehicle, at.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be described below with reference to the drawings illustrated embodiments explained in more detail. Show it:

1 die perspektivische Darstellung eines Biegeträgers einer Karosseriestruktur eines Fahrzeugs nach dem Stand der Technik zu Beginn eines Dreipunkt-Biegeversuches, 1 the perspective view of a bending beam of a body structure of a vehicle according to the prior art at the beginning of a three-point bending test,

2 die perspektivische Darstellung zweier Biegeträger unterschiedlichen Werkstoffes nach dem Stand der Technik unmittelbar nach dem Biegeversuch gemäß 1, 2 the perspective view of two bending beams of different material according to the prior art immediately after the bending test according to 1 .

3 die Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Biegeträgers gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsvariante, 3 3 the sectional view of a bending support according to the invention designed according to a first advantageous embodiment variant,

4 die Einzelheit „Z” nach 3, 4 the detail "Z" after 3 .

5a, b äußerst schematisch die perspektivische Darstellung des Biegeträgers nach 5a , b very schematically the perspective view of the bending beam after

3 unmittelbar vor sowie während des besagten Biegeversuches, 3 immediately before and during said bending test,

6a, b äußerst schematisch die perspektivische Darstellung einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltungsvariante eines erfindungsgemäß ausgebildeten Biegeträgers unmittelbar vor sowie während des besagten Biegeversuches, 6a very schematically the perspective view of a second advantageous embodiment variant of a bending support according to the invention formed immediately before and during said bending test,

7a, b äußerst schematisch die perspektivische Darstellung einer dritten vorteilhaften Ausgestaltungsvariante unmittelbar vor sowie während des besagten Biegeversuches, und 7a very schematically the perspective view of a third advantageous embodiment variant immediately before and during said bending test, and

8 die perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Biegeträgers gemäß einer vierten vorteilhaften Ausgestaltungsvariante. 8th the perspective view of an inventively designed Biegeträgers according to a fourth advantageous embodiment variant.

1 zeigt einen in eine zwei Auflager 1, 2 und einen pfahlartigen Druckstempel 3 aufweisende Dreipunkt-Biegevorrichtung 4 eingespannten Biegeträger einer Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, welcher vorliegend durch ein kastenförmiges geschlossenes Hohlprofil 5 gebildet ist, zu Beginn eines Dreipunkt-Biegeversuches. Vermittels des Biegeversuches soll beispielsweise unter Einwirkung einer bestimmten Kraft „F” ein Pfahlaufprall eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, und die Belastungsreaktion des Biegeträgers respektive des Hohlprofils 5 simuliert werden. 1 shows one in a two supports 1 . 2 and a post stamp 3 having three-point bending device 4 clamped bending beam of a body structure of a vehicle, in particular motor vehicle, which in this case by a box-shaped closed hollow profile 5 is formed, at the beginning of a three-point bending test. By means of the bending test, for example, under the action of a certain force "F", a pile impact of a vehicle, in particular a motor vehicle, and the load reaction of the bending support or of the hollow profile are intended 5 be simulated.

Um im Falle eines Crashereignisses des Kraftfahrzeugs, beispielsweise nach Art eines Pfahlaufpralls, vorteilhaft Anstoßenergie zu absorbieren, weist die Profilwandung 6 des Hohlprofils 5 bekanntermaßen zumindest lokal eine oder mehrere Wellenstrukturen 7 auf, wobei sich die Wellen der Wellenstrukturen 7 in der Ebene der besagten Profilwandung 6 quer zur Belastungsrichtung 8 (Kraftrichtungspfeil der Anstoß-Kraft „F”) linear erstrecken.In order to absorb impact energy advantageously in the event of a crash event of the motor vehicle, for example in the manner of a pile impact, the profile wall has 6 of the hollow profile 5 as is known, at least locally one or more wave structures 7 on, where are the waves of the wave structures 7 in the plane of said profile wall 6 transverse to the loading direction 8th (Force direction arrow of the kick-off force "F") linearly extend.

Häufig werden, wie bereits einleitend erörtert, zur Erhöhung der Leichtbaugüte der Rohbaustruktur eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, für die in Rede stehenden Biegeträger hochfeste Stähle und/oder Leichtbaumaterialien, wie Leichtmetalle (Aluminium o. a.), an sich bekannte Kohlefaserverbundkunststoffe (CCFRC = Continuous Carbon Fibre Reinforced Composit) u. a. verwendet, welche allerdings gegenüber konventionellen Stahlblechwerkstoffen eine geringere Duktilität aufweisen.Often, as already discussed in the introduction, to increase the lightweight construction of the bodyshell structure of a vehicle, in particular motor vehicle, high strength steels and / or lightweight materials, such as light metals (aluminum or the like), known per se carbon fiber composite plastics (CCFRC = Conti nuous Carbon Fiber Reinforced Composite), which, however, have lower ductility than conventional steel sheet materials.

In der Praxis wurde nunmehr gefunden, dass derartige aus Werkstoffen geringer Duktilität bestehende Biegeträger nach Erreichen einer bestimmten Belastungsgrenze bzw. eines bestimmten Verformungszustandes abrupt kollabieren, d. h., „katastrophal” versagen können, woraus resultiert, dass z. B. bei einem in Versuchen durchgeführten Pfahlaufprall, eine zu hohe Eindringtiefe des Pfahls beispielsweise in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs zu verzeichnen ist.In In practice, it has now been found that such materials low ductility existing bending beam after Reaching a certain load limit or a specific Abruptly collapse the deformation state, d. h., "catastrophic" fail can, resulting in that z. B. at a try carried out pile impact, too high a penetration depth of the pile, for example, in the passenger compartment of the vehicle is recorded.

So zeigt die 2 in der Zeichnungsfigur oben einen infolge eines Dreipunkt-Biegeversuches verformten und kollabierten Biegeträger aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und darunter einen entsprechend verformten Biegeträger aus besagtem Kohlefaserverbundkunststoff.That's how it shows 2 in the figure above a deformed as a result of a three-point bending test and collapsed bending beam made of aluminum or an aluminum alloy and including a correspondingly deformed bending beam of said carbon fiber composite plastic.

Um dem vorstehend beschriebenen Problem zu begegnen, weisen wenigstens ein Wellental 7a und/oder ein Wellenberg 7b der Wellenstruktur 7', 7'' der Profilwandung 6 des Hohlprofils 5 zumindest eine Sollbruchstelle 9 auf, die im Falle des Überschreitens einer bestimmten Biegebeanspruchung des Hohlprofils 5 infolge der einwirkenden Kraft „F” eine kontrollierte Rissinitiierung und/oder eine kontrollierte Rissbildung und/oder einen kontrollierten Rissfortschritt in der Profilwandung 6 gestatten (3 bis 8).To address the problem described above, have at least one trough 7a and / or a wave mountain 7b the wave structure 7 ' . 7 '' the profile wall 6 of the hollow profile 5 at least one predetermined breaking point 9 in the case of exceeding a certain bending stress of the hollow profile 5 due to the applied force "F" a controlled crack initiation and / or a controlled cracking and / or a controlled crack propagation in the profile wall 6 allow ( 3 to 8th ).

Gemäß den 3 und 4 sind vorliegend ausschließlich in den Wellentälern 7a der Wellenstruktur 7' der Profilwandung 6 des Hohlprofils 5 besagte Sollbruchstellen 9 vorgesehen, wobei dieselben durch eine Materialausdünnung der Profilwandung 6 im Wellental 7a gebildet sind, indem die Materialstärke „s1” des Wellenberges 7b größer der Materialstärke „s2” des Wellentals 7a gewählt ist (s1 > s2).According to the 3 and 4 are present exclusively in the troughs 7a the wave structure 7 ' the profile wall 6 of the hollow profile 5 said breaking points 9 provided, whereby the same by a material thinning of the profile wall 6 in the trough 7a are formed by the material thickness "s 1 " of the wave crest 7b greater the material thickness "s 2 " of the wave trough 7a is selected (s 1 > s 2 ).

Besagte Materialausdünnung kann dabei über die Längserstreckung der Wellenstruktur 7' unterschiedlich ausgebildet sein und/oder von Welle zu Welle, vorliegend von Wellental 7b zu Wellental 7b, variieren, wodurch noch feiner auf das Riss- und demgemäß Energieabsorptionsverhalten des Biegeträgers bzw. dessen Profilwandung 6 Einfluss genommen werden kann.Said material thinning can thereby over the longitudinal extent of the wave structure 7 ' be formed differently and / or from wave to wave, in this case of wave trough 7b to wave trough 7b , which makes it even finer on the crack and thus energy absorption behavior of the bending beam or its profile wall 6 Influence can be taken.

Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf dieses konkrete Ausführungsbeispiel, sondern erfasst auch Hohlprofile 5, bei denen ausschließlich die Wellenberge 7a oder bei denen sowohl die Wellentäler 7b als auch die Wellenberge 7a besagte Sollbruchstellen 9 aufweisen (nicht näher dargestellt).However, the invention is not limited to this specific embodiment, but also covers hollow sections 5 in which only the wave crests 7a or where both the troughs 7b as well as the wave mountains 7a said breaking points 9 have (not shown).

Des Weiteren beschränkt sich die Erfindung nicht nur auf besagtes kastenförmiges Hohlprofil 5, sondern erfasst jedwedes geeignete geschlossene oder auch offene Hohlpofil 5 eines Biegeträgers. So kann besagtes Hohlprofil 5 beispielsweise auch als U-Profil ausgebildet sein (nicht näher dargestellt).Furthermore, the invention is not limited to said box-shaped hollow profile 5 but captures any suitable closed or open hollow section 5 a bending beam. So can said hollow profile 5 for example, be designed as a U-profile (not shown in detail).

In umfangreichen Versuchen wurde gefunden, dass durch einen besonderen Verlauf der Wellen der Wellenstruktur 7' in der Ebene der betreffenden Profilwandung 6 sich das Riss- und demgemäß Energieabsorptionsverhalten des Biegeträgers respektive des Hohlprofils 5 im Falle eines etwaigen Crashereignisses noch besser einstellen lässt.In extensive experiments it was found that by a special course of the waves of the wave structure 7 ' in the plane of the relevant profile wall 6 the crack and thus energy absorption behavior of the bending beam or the hollow profile 5 can be set even better in the event of a possible crash event.

So zeigen die 5a und 5b zunächst einen Biegeträger mit einem kastenförmigen Hohlprofil 5, bei dem beide parallel oder weitestgehend parallel zur Belastungsrichtung 8 angeordnete Profilwandungen 6 Wellenstrukturen 7' mit Wellen aufweisen, welche sich ihrerseits in der Ebene der Profilwandung 6 quer zur Belastungsrichtung 8 linear erstrecken, wodurch gemäß 5b sich im Crashfall einstellende Risse 10 in der Profilwandung 6 ausgehend vom Krafteinleitungsbereich 11 infolge eines Crashereignisses insbesondere entlang der Sollbruchstellen 9 respektive entlang der Materialausdünnungen der Wellentäler 7a fortschreitend ausbilden.So show the 5a and 5b first a bending beam with a box-shaped hollow profile 5 in which both parallel or largely parallel to the loading direction 8th arranged profile walls 6 wave structures 7 ' having waves, which in turn in the plane of the profile wall 6 transverse to the loading direction 8th extend linearly, whereby 5b in the event of a crash, cracks appear 10 in the profile wall 6 starting from the force application area 11 as a result of a crash event, in particular along the predetermined breaking points 9 respectively along the material thinning of the troughs 7a train progressively.

Demgegenüber kann es jedoch auch gemäß den 6a und 6b und/oder 7a und 7b angezeigt sein, Wellen vorzusehen, welche sich in der Ebene der Profilwandung 6 entlang einer Kurvenbahn (6a, 6b) erstrecken oder konzentrische Kreise und/oder Kreisabschnitte (7a, 7b) ausbilden. Auch hier sind ausgehend vom Krafteinleitungsbereich 11 des Hohlprofils 5 eine kontrollierte Rissinitiierung, eine kontrollierte Rissbildung und/oder ein kontrollierter Rissfortschritt entlang der Materialausdünnungen der Wellentäler 7a zu verzeichnen.In contrast, however, it can also according to the 6a and 6b and or 7a and 7b be shown to provide waves, which are in the plane of the profile wall 6 along a curved path ( 6a . 6b ) or concentric circles and / or circular sections ( 7a . 7b ) train. Again, starting from the force application area 11 of the hollow profile 5 Controlled crack initiation, controlled cracking and / or controlled crack propagation along the material thinning of the troughs 7a to record.

Das Ausführungsbeispiel nach 8 unterscheidet sich zu den vorhergehenden im Wesentlichen dadurch, dass statt Sollbruchstellen 9 in Form von Materialausdünnungen nunmehr eine Mehrzahl von in Reihe hintereinander angeordneten Ausnehmungen 12 in den Wellentälern 7b der Wellenstruktur 7'' der Profilwandung 6 vorgesehen sind. Auch diese bewirken im Falle einer crashbedingt auf den Biegeträger einwirkenden Anstoß-Kraft „F” eine kontrollierte Rissinitiierung, eine kontrollierte Rissbildung und/oder einen kontrollierten Rissfortschritt in der Profilwandung 6.The embodiment according to 8th differs from the preceding essentially in that instead of predetermined breaking points 9 in the form of material thinning now a plurality of successively arranged in series recesses 12 in the troughs 7b the wave structure 7 '' the profile wall 6 are provided. These, too, in the event of an impact force "F" acting on the bending beam due to the crash, bring about controlled crack initiation, controlled cracking and / or controlled crack propagation in the profile wall 6 ,

Durch lokale Variation der Anzahl besagter Ausnehmungen 12 über die Längserstreckung der Wellenstruktur 7'' und/oder durch Variation der Anzahl der Ausnehmungen 12 von Welle zu Welle, vorliegend von Wellental 7b zu Wellental 7b, kann noch feiner auf das Riss- und demgemäß Energieabsorptionsverhalten des Biegeträgers bzw. dessen Profilwandung 6 Einfluss genommen werden kann.By local variation of the number of said recesses 12 over the longitudinal extent of the wave structure 7 '' and / or by varying the number of recesses 12 from wave to wave, in this case from Wellental 7b to wave trough 7b , still can finer on the crack and thus energy absorption behavior of the bending beam or its profile wall 6 Influence can be taken.

Der erfindungsgemäße bzw. crashoptimierte Biegeträger eignet sich besonders zur wenigstens abschnittsweisen Ausbildung einer Rahmenstruktur, eines Schwellers, eines Türbrüstungsträgers, eines Säulenelementes, eines Stoßfängers, insbesondere Stoßfängerquerträgers, und/oder eines jeglichem anderen denkbaren Trägers der Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, welcher im Crashfall biegedominant beansprucht wird.Of the inventive or crash-optimized bending beam is particularly suitable for at least sections of training a frame structure, a sill, a door balustrade, a column element, a bumper, in particular bumper cross member, and / or any other conceivable carrier of the body structure a vehicle, in particular motor vehicle, which in the event of a crash bending dominant is claimed.

11
AuflagerIn stock
22
AuflagerIn stock
33
Druckstempelplunger
44
Dreipunkt-BiegevorrichtungThree-point bending device
55
Hohlprofilhollow profile
66
Profilwandungprofile wall
7, 7', 7''7, 7 ', 7' '
Wellenstrukturwave structure
7a7a
Wellentaltrough
7b7b
WellenbergWellenberg
88th
Belastungsrichtungload direction
99
SollbruchstelleBreaking point
1010
Rissecracks
1111
KrafteinleitungsbereichForce application area
1212
Ausnehmungenrecesses
„F”"F"
Anstoß-KraftImpulse-force
„s1”"S 1 "
Materialstärke (Wellenberg 7b)Material thickness (wave crest 7b )
„s2”"S 2 "
Materialstärke (Wellental 7a)Material thickness (wave trough 7a )

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Claims (7)

Crashoptimierter Biegeträger einer Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, welcher aus einem Werkstoff geringer Duktilität besteht und durch ein geschlossenes oder offenes Hohlprofil (5) gebildet ist, welches im Falle eines etwaigen Crashereignisses infolge einer bestimmten auf dasselbe einwirkenden Kraft „F” einer Biegebeanspruchung unterliegt, wobei zumindest eine parallel oder weitestgehend parallel zur Belastungsrichtung (8) angeordnete Profilwandung (6) des besagten Hohlprofils (5) zumindest lokal wenigstens eine Wellenstruktur (7', 7'') aufweist, und wobei wenigstens ein Wellental (7a) und/oder ein Wellenberg (7b) der wenigstens einen Wellenstruktur (7', 7'') zumindest eine Sollbruchstelle (9) aufweist, die im Falle des Überschreitens einer bestimmten Biegebeanspruchung des Hohlprofils (5) eine kontrollierte Rissinitiierung und/oder eine kontrollierte Rissbildung und/oder einen kontrollierten Rissfortschritt in der besagten Profilwandung (6) gestattet.Crash-optimized bending beam of a body structure of a vehicle, in particular motor vehicle, which consists of a material of low ductility and by a closed or open hollow profile ( 5 ) is formed, which in the event of a possible crash event as a result of a certain force acting on the same "F" subject to a bending stress, wherein at least one parallel or largely parallel to the loading direction ( 8th ) arranged profile wall ( 6 ) of said hollow profile ( 5 ) at least locally at least one wave structure ( 7 ' . 7 '' ), and wherein at least one wave trough ( 7a ) and / or a wave mountain ( 7b ) of the at least one wave structure ( 7 ' . 7 '' ) at least one predetermined breaking point ( 9 ), which in the case of exceeding a certain bending stress of the hollow profile ( 5 ) a controlled crack initiation and / or a controlled crack formation and / or a controlled crack propagation in said profile wall ( 6 ). Crashoptimierter Biegeträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Sollbruchstelle (9) durch Materialausdünnung der Profilwandung (6) und/oder durch eine oder mehrere Ausnehmungen (12) in derselben gebildet ist.Crash-optimized bending beam according to claim 1, characterized in that said predetermined breaking point ( 9 ) by material thinning of the profile wall ( 6 ) and / or by one or more recesses ( 12 ) is formed in the same. Crashoptimierter Biegeträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wellen der wenigstens einen Wellenstruktur (7', 7'') in der Ebene der besagten Profilwandung (6) quer zur Belastungsrichtung (8) linear erstrecken.Crash-optimized bending beam according to claim 1 or 2, characterized in that the waves of the at least one wave structure ( 7 ' . 7 '' ) in the plane of said profile wall ( 6 ) transverse to the loading direction ( 8th ) extend linearly. Crashoptimierter Biegeträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wellen der wenigstens einen Wellenstruktur (7', 7'') in der Ebene der besagten Profilwandung (6) entlang einer Kurvenbahn erstrecken.Crash-optimized bending beam according to claim 1 or 2, characterized in that the waves of the at least one wave structure ( 7 ' . 7 '' ) in the plane of said profile wall ( 6 ) extend along a curved path. Crashoptimierter Biegeträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen der wenigstens einen Wellenstruktur (7', 7'') in der Ebene der besagten Profilwandung () konzentrische Kreise und/oder Kreisabschnitte ausbilden.Crash-optimized bending beam according to claim 1 or 2, characterized in that the waves of the at least one wave structure ( 7 ' . 7 '' ) in the plane of said profile wall (12) form concentric circles and / or circular sections. Crashoptimierter Biegeträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeträger aus einem hochfesten Stahl, einem Leichtmetall, einem Kohlefaserverbundkunststoff (CCFRC = Continuous Carbon Fibre Reinforced Composit) oder jeglichem anderen an sich bekannten geeigneten Werkstoff mit geringer Duktilität besteht.Crash-optimized bending beam after a of claims 1 to 5, characterized in that the Bending beam made of a high-strength steel, a light metal, a carbon fiber composite plastic (CCFRC = Continuous Carbon Fiber Reinforced Composite) or any other suitable per se known Material with low ductility exists. Verwendung eines crashoptimierten Biegeträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur wenigstens abschnittsweisen Ausbildung einer Rahmenstruktur, eines Schwellers, eines Türbrüstungsträgers, eines Säulenelementes, eines Stoßfängers, insbesondere Stoßfängerquerträgers, und/oder eines jeglichem anderen denkbaren Trägers der Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs.Use of a crash-optimized bending beam according to one of claims 1 to 6 for at least partially Forming a frame structure, a sill, a door balustrade, a pillar element, a bumper, in particular Bumper cross member, and / or one any other conceivable carrier of the body structure a vehicle, in particular a motor vehicle.
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