DE102010050160A1

DE102010050160A1 - Method for influencing crack configuration of overload crack in surface or profile component made from steel of motor car, involves introducing local structural changes in area of free surfaces of vehicle part based on crack configuration

Info

Publication number: DE102010050160A1
Application number: DE102010050160A
Authority: DE
Inventors: Ernst Glas; Yassine Ghozzi; Mathias Krüger; Philipp Reubold
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2010-10-30
Filing date: 2010-10-30
Publication date: 2012-05-03

Abstract

The method involves introducing local structural changes in area of free surfaces (5) of a vehicle part (1) based on determined crack configuration caused by shape loading of the vehicle part such that a designed controlling of the crack configuration of overload crack (4) in a surface of the vehicle part is caused. The structural changes in material of the vehicle part are caused by welding beads on the surface of the vehicle part. The crack configuration is controlled such additional absorption of crash energy takes place by crack propagation of the overload crack. An independent claim is also included for a vehicle part comprising a bumper cross beam.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des Rissverlaufs eines oder mehrerer Überlastrisse in einem Fahrzeugteil aus Metall, insbesondere in einem Flächen- oder Profilbauteil aus Stahl, und ein Fahrzeugteil dazu nachdem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 5 der Erfindung.The invention relates to a method for influencing the crack course of one or more overload cracks in a vehicle part made of metal, in particular in a surface or profile component made of steel, and a vehicle part thereto according to the preamble of claim 1 or 5 of the invention.

Verfahren zur Beeinflussung des Rissverlaufs von Überlastrissen in einem Metallteil sind seit geraumer Zeit aus dem Flugzeugbau bekannt. So beschreibt die DE 103 31 990 A1 ein geschweißtes Aluminium-Strukturbauteil mit sogenannter metallisch induzierter Rissabweichung, welches ein Hautfeld sowie mindestens ein Verstärkungselement umfasst, welches an dem Hautfeld mittels Schweißen gegebenenfalls unter Verwendung eines Schweißzusatzstoffes befestigt ist. Aufgrund des gezielten Zulegierens des Schweißzusatzstoffes soll im Schweißgut entlang der Aufschmelzlinie ein schmaler Saum aus sehr feinen Körnern erzeugt werden. Ein im Hautfeld fortschreitender Riss soll aufgrund dessen beim Auftreffen auf die Feinkornzone im Schweißgut statt eines Risses im Verstärkungselement ein oder zwei Nebenrisse bilden, welche entlang der Fügeebene der Schweißverbindung fortschreitet. Dies soll den Vorteil haben, dass das angeschweißte Verstärkungselement in sich intakt bleibt und damit für eine längere Zeitdauer als lasttragender Pfad zur Verfügung steht. Des Weiteren wird mit der DE 10 2005 021 996 A1 ein metallisches, integrales Strukturbauteil mit verbesserter Restfestigkeit vorgeschlagen, welches mindestens zwei Strukturelemente, insbesondere Hautblech und Versteifungsprofile umfasst, die integral miteinander verbunden sind. Das Strukturbauteil weist eine lokale Zone auf, die im Bereich des Überganges von einem Strukturelement zum anderen oder in unmittelbarer Nähe des Übergangsbereiches angeordnet ist und eine höhere Plastizität als die angrenzenden Strukturelemente aufweist. Durch diese Maßnahme soll ein Riss, der auf eine derartige Zone mit höherer Plastizität bzw. auf eine derartige „weiche” oder „plastische” Zone auftrifft, durch lokale Verformung einen Großteil seiner Energie abbauen und „abstumpfen”. Mit anderen Worten, die Energie in der Rissspitze soll aufgrund der „weichen” Zone derart abgesenkt werden, dass die instabile katastrophale Rissausbreitung verhindert wird oder zumindest die Schwelle dazu merklich abnimmt bzw. zu höheren Versagenslasten hin verschoben wird. Gleichzeitig soll sich der weiche Werkstoff vor der Rissspitze verfestigen. Die lokale Zone soll dabei beispielsweise durch lokale Erwärmung, wie thermischer Bearbeitung, Auftragsschweißen o. a. in das Strukturbauteil eingebracht werden.Methods for influencing the crack course of overload cracks in a metal part have been known for some time in aircraft construction. That's how it describes DE 103 31 990 A1 a welded aluminum structural component with so-called metallically induced crack deviation, which comprises a skin panel and at least one reinforcing element, which is attached to the skin panel by means of welding optionally using a welding additive. Due to the selective alloying of the welding additive, a narrow seam of very fine grains is to be produced in the weld metal along the melting line. Because of this, a crack progressing in the skin field should form one or two side cracks, which propagate along the joining plane of the welded joint, upon impact with the fine grain zone in the weld metal instead of a crack in the reinforcing element. This should have the advantage that the welded reinforcing element remains intact in itself and is therefore available as a load-bearing path for a longer period of time. Furthermore, with the DE 10 2005 021 996 A1 proposed a metallic, integral structural component with improved residual strength, which comprises at least two structural elements, in particular skin panel and stiffening profiles, which are integrally connected to each other. The structural component has a local zone, which is arranged in the region of the transition from one structural element to the other or in the immediate vicinity of the transitional region and has a higher plasticity than the adjacent structural elements. By this measure, a crack that impinges on such a zone with higher plasticity or on such a "soft" or "plastic" zone, by local deformation to reduce much of its energy and "dull". In other words, due to the "soft" zone, the energy in the crack tip is supposed to be lowered in such a way that the unstable catastrophic crack propagation is prevented or at least the threshold is noticeably reduced or shifted to higher failure loads. At the same time, the soft material should solidify in front of the crack tip. The local zone is to be introduced, for example, by local heating, such as thermal processing, build-up welding or the like in the structural component.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Beeinflussung des Rissverlaufs eines oder mehrerer Überlastrisse in einem Fahrzeugteil aus Metall anzugeben, welches im Hinblick auf den Stand der Technik dahingehend verbessert ist, dass etwaige Überlastrisse weitestgehend unbeachtlich für einen bestimmten, vorab eingestellten Crashwiderstand ein Crashverhalten und ein Crashenergie-Absorptionsvermögen des Fahrzeugteils bleiben und sich demgegenüber vorteilhaft insbesondere auf besagtes Crashenergie-Absorptionsvermögen des Fahrzeugteils auswirken. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung ein entsprechend ausgebildetes Fahrzeugteil zu schaffen.The object of the invention is to provide a method for influencing the crack course of one or more overload cracks in a vehicle part made of metal, which is improved in terms of the prior art to the effect that any overload cracks largely irrelevant for a specific, pre-set crash resistance crash behavior and remain a crash energy absorption capacity of the vehicle part and in contrast, in particular advantageous effect on said crash energy absorption capacity of the vehicle part. Furthermore, it is an object of the invention to provide a suitably trained vehicle part.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass auf crashrelevante Fahrzeugteile, wie Stoßfängerquerträger, Karosseriesäulen u. a. aus Metall, insbesondere Stahl, gegebenenfalls auch aus höchstfestem Stahl, infolge eines Crashereignisses einwirkende Anstoßkräfte Überlastrisse bewirken können, die dazu führen, dass das betroffene Fahrzeugteil reißt bzw. abrupt versagt. Dieser Umstand wirkt sich äußerst nachteilig auf das gewünschte Energieabsorptionsverhalten des betreffenden Fahrzeugteils sowie auf die Fahrzeugkarosserie und in der Folge auch auf die Fahrzeuginsassen aus. Die Erfindung geht ferner von der Erkenntnis aus, dass Risse auch eine energieverzehrende Wirkungskomponente aufweisen, die ihrerseits nutzbar gemacht werden kann.The invention is based on the recognition that crashrelevante vehicle parts, such as bumper cross members, body pillars u. a. made of metal, in particular steel, possibly also made of high-strength steel, as a result of a crash event acting impact forces can cause overload damage, which cause the affected vehicle part ruptures or abruptly failed. This circumstance has an extremely detrimental effect on the desired energy absorption behavior of the relevant vehicle part as well as on the vehicle body and consequently also on the vehicle occupants. The invention is further based on the recognition that cracks also have an energy-absorbing effect component, which in turn can be utilized.

Die gestellte Aufgabe wird demnach zunächst gelöst durch ein Verfahren zur Beeinflussung des Rissverlaufs eines oder mehrerer Überlastrisse in einem Fahrzeugteil aus Metall, insbesondere in einem Flächen- oder Profilbauteil aus Stahl, wobei besagte Überlastrisse aus einer Anstoßkraft infolge eines Crashereignisses durch Umformbelastung des betroffenen. Fahrzeugteils resultieren, und wobei im Hinblick auf einen vorab ermittelten Rissverlauf infolge besagter Umformbelastung des Fahrzeugteils im Bereich freier Flächen desselben eine oder mehrere lokale Gefügeveränderungen in das Material des Fahrzeugteils derart eingebracht werden, dass eine definierte Steuerung des Rissverlaufs etwaiger Überlastrisse bewirkt wird.The object is therefore initially achieved by a method for influencing the crack course of one or more overload cracks in a vehicle part made of metal, in particular in a surface or profile member made of steel, said overload cracks from an impact force due to a crash event by Umformbelastung the affected. Vehicle part result, and wherein in view of a previously determined crack course as a result of said Umformbelastung the vehicle part in the area of free surfaces of the same one or more local structural changes are introduced into the material of the vehicle part such that a defined control of the crack profile of any overload cracks is effected.

Durch diese vorteilhafte Maßnahme ist nunmehr die Möglichkeit eröffnet, einen sich infolge eines Crashereignisses einstellenden Rissverlauf definiert in Flächenbereiche des besagten Fahrzeugteils zu steuern bzw. zu lenken, die den gewünschten und vorab eingestellten Crashwiderstand, das Crashverhalten und das Crashenergie-Absorptionsvermögen des betroffenen Fahrzeugteils nicht oder nur unmaßgeblich nachteilig beeinflussen.This advantageous measure now opens up the possibility of controlling a sequence of cracks which occurs as a result of a crash event in areas of said vehicle part which do not or do not have the desired and preset crash resistance, the crash behavior and the crash energy absorption capacity of the affected vehicle part only negligibly adversely affect.

Zwar ist es aus dem eingangs gewürdigten Stand der Technik bereits bekannt, mittels Gefügeveränderungen im Bereich des Überganges von einem ersten Strukturelement zu einem zweiten Strukturelement oder in unmittelbarer Nähe des besagten Übergangsbereiches einen Rissverlauf derart zu steuern, dass der Riss, der auf eine Zone mit höherer Plastizität bzw. auf eine „weiche” oder „plastische” Zone des ersten Strukturelements auftrifft, durch lokale Verformung einen Großteil seiner Energie abbaut und „abstumpft” bzw. das zweite Strukturelement nicht schädigt, jedoch ist es unbekannt geblieben, freie Flächenbereiche eines betroffenen Fahrzeugteils, also Flächenbereiche, die beispielsweise nicht mit Versteifungs- oder anderen Strukturelementen versehen sind, bzgl. vorab ermittelter Rissverläufe etwaiger Überlastrisse mit lokalen Gefügeveränderungen im Material des Fahrzeugteils auszustatten, um besagte Überlastrisse vornehmlich in ihrem Verlauf definiert zu steuern.Although it is already known from the initially acknowledged prior art, by means of microstructural changes in the region of the transition from a first structural element to a second structural element or in the immediate vicinity of the said transitional region, a crack course in such a way control that the crack impinging on a zone of higher plasticity or on a "soft" or "plastic" zone of the first structural element, by local deformation degrades much of its energy and "dulls" or damage the second structural element, However, it remains unknown, free areas of an affected vehicle part, ie areas that are not provided with stiffening or other structural elements, for example. Pre-determined cracks of any overload cracks with local structural changes in the material of the vehicle part to equip said overload strains primarily in their course defined to control.

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

Danach kann der zu beeinflussende Rissverlauf besagter Überlastrisse vorteilhaft durch Berechnung oder auch empirisch im Rahmen von Versuchen ermittelt werden. Weiter vorteilhaft kann die Gefügeveränderung im Material des Fahrzeugteils durch eine oder mehrere durch Auftragsschweißung erzeugte Schweißraupen auf der Oberfläche des Fahrzeugteils und demgemäß durch Wärmeeintrag in besagtes Material erzeugt werden. Ungeachtet der Tatsache, dass durch diese Maßnahme Gefügeveränderungen in Form einer oder mehrerer „weicher” bzw. „plastischer” Zonen, auch als „metallurgische Kerben” bezeichnet, im Material des Fahrzeugteils erzeugt werden, ist durch die Schweißraupe des Weiteren eine lokale Verstärkung quer zur ursprünglichen Rissausbreitung zu verzeichnen, die die von den „metallurgischen Kerben” bewirkte Steuerung bzw. Führung der Überlastrisse vorteilhaft unterstützt. Insoweit kann der Rissverlauf durch besagte lokale Gefügeveränderung im Material des Fahrzeugteils gegebenenfalls in Kombination mit besagter Schweißraupe derart gesteuert bzw. gelenkt werden, dass bei weitestgehenden Erhalt eines gewünschten und vorab eingestellten Crashwiderstandes, Crashverhaltens und Crashenergie-Absorptionsvermögens des Fahrzeugteils eine zusätzliche Absorption eingeleiteter Crashenergie durch den Rissfortschritt der/s Überlastrisse/s an sich sowie durch definierte Rissführung bewirkt wird.Thereafter, the crack course of said overload strains to be influenced can advantageously be determined by calculation or also empirically in the course of experiments. Further advantageously, the structural change in the material of the vehicle part can be generated by one or more welding beads produced by build-up welding on the surface of the vehicle part and accordingly by heat input into said material. Notwithstanding the fact that by this measure structural changes in the form of one or more "soft" or "plastic" zones, also referred to as "metallurgical notches", are produced in the material of the vehicle part, the weld bead furthermore provides a local reinforcement transverse to original crack propagation, which advantageously supports the control of the overload cracks caused by the "metallurgical notches". In that regard, the crack profile can be controlled or steered by said local structural change in the material of the vehicle part optionally in combination with said weld bead, that as far as possible receipt of a desired and pre-set crash resistance, crash behavior and crash energy absorption capacity of the vehicle part, an additional absorption of crash energy introduced by the Crack progress of / s overloading / s per se and is effected by a defined crack management.

Die Überlastrisse können somit in Flächenbereiche des Fahrzeugteils gelenkt werden, bei denen ein erhöhter Risswiderstand und/oder eine derart große Baulänge des Fahrzeugteils zu verzeichnen ist, dass bei Fortschritt der/s Überlastrisse/s zum einen ein Versagen des Fahrzeugteils infolge von Überlastrissen wirkungsvoll verhindert und zum anderen eine zusätzliche Absorption von Anstoßenergie respektive ein Energieverzehr durch die Überlastrisse selbst bewirkt ist.The overload cracks can thus be directed into areas of the vehicle part, in which an increased crack resistance and / or such a great length of the vehicle part is recorded, that on the one hand failure of the vehicle part as a result of overload cracks effectively prevents the progress of / s Überlastrisse / s and on the other hand, an additional absorption of impact energy or energy consumption is caused by the overloads themselves.

Der Stand der Technik geht von einer gänzlich anderen Aufgabenstellung wie die vorliegende Erfindung, nämlich von einer schnellstmöglichen Eindämmung von Überlastrissen aus. Demgegenüber werden vorliegend nicht zu verhindernde Überlastrisse vornehmlich nicht eingedämmt, sondern sie werden im Hinblick auf ihre vorteilhaften energieverzehrenden Eigenschaft in geeignete Flächenbereiche des Fahrzeugteils gelenkt, die den vorstehend beschriebenen Rissfortschritt mit Energieverzehr gestatten ohne den Crashwiderstand, das Crashverhalten und das Crashenergie-Absorptionsvermögen des Fahrzeugteils maßgeblich zu beeinträchtigen. Der Überlastriss wird solange definiert gesteuert bzw. gelenkt, bis er selbsttätig mangels ausreichender Rissenergie endet.The state of the art is based on a completely different task than the present invention, namely on the fastest possible containment of overloading cracks. In contrast, in the present case not to be prevented Überlastrisse not primarily curbed, but they are directed in terms of their advantageous energy-absorbing property in appropriate areas of the vehicle part, which allow the crack propagation with energy consumption described above without the crash resistance, crash behavior and crash energy absorption capacity of the vehicle part significantly to impair. The overload crack is controlled as long as defined or controlled until it ends automatically for lack of sufficient crack energy.

Das Fahrzeugteil aus Metall, insbesondere Flächen- oder Profilbauteil aus Stahl, welches resultierend aus einer Anstoßkraft infolge eines Crashereignisses durch Umformung derart belastbar ist, dass sich ein oder mehrere Überlastrisse ausbilden, zeichnet sich dadurch aus, dass im Hinblick auf einen vorab ermittelten Rissverlauf infolge besagter Umformbelastung des Fahrzeugteils im Bereich freier Flächen desselben eine oder mehrere lokale Gefügeveränderungen in das Material des Fahrzeugteils derart eingebracht sind, dass eine definierte Steuerung des Rissverlaufs sich etwaige einstellender Überlastrisse bewirkbar ist. Ein derartiges Fahrzeugteil ist einfach und kostengünstig erstellbar indem lediglich geeignete Gefügeveränderungen im Material des Fahrzeugteils vorgesehen werden, die beispielsweise durch lokale Wärmeeinwirkung bewirkt sind, insbesondere durch eine oder mehrere durch Auftragsschweißung erzeugte Schweißraupen. Der zu beeinflussende Rissverlauf besagter Überlastrisse kann vorteilhaft durch Berechnung oder empirisch im Rahmen von Versuchen ermittelt sein. Des Weiteren kann der Rissverlauf durch besagte lokale Gefügeveränderungen im Material des Fahrzeugteils derart steuerbar sein, dass bei weitestgehenden Erhalt eines gewünschten und vorab eingestellten Crashwiderstandes, Crashverhaltens und Crashenergie-Absorptionsvermögens des Fahrzeugteils eine zusätzliche Absorption eingeleiteter Crashenergie durch den/die Überlastriss/e an sich sowie durch definierte Rissführung bewirkbar ist. Besonders vorteilhaft kann das Fahrzeugteil durch einen Stoßfängerquerträger, durch eine Karosseriesäule oder durch ein jegliches anderes an sich bekanntes und infolge eines Crashereignisses durch Umformung belastetes und zum Ausbilden von Überlastrissen neigendes Fahrzeugteil gebildet sein.The vehicle part made of metal, in particular surface or profile component made of steel, which as a result of an impact force due to a crash event by deformation is resilient enough to form one or more overload cracks, characterized in that with regard to a previously determined crack course due to said Forming load of the vehicle part in the area of free surfaces of the same one or more local microstructural changes in the material of the vehicle part are introduced such that a defined control of the crack profile of any adjusting Überlastrisse is effected. Such a vehicle part is simple and inexpensive to create by only suitable structural changes in the material of the vehicle part are provided, which are effected for example by local heat, in particular by one or more weld beads produced by build-up welding. The crack profile of said overload lows to be influenced can advantageously be determined by calculation or empirically in the course of experiments. Furthermore, the crack profile can be controlled by said local microstructural changes in the material of the vehicle part such that as far as possible receiving a desired and pre-set crash resistance, crash behavior and crash energy absorption capacity of the vehicle part an additional absorption of introduced crash energy by the / the Überlastriss / e itself and can be effected by defined crack guidance. Particularly advantageously, the vehicle part by a bumper cross member, by a body pillar or by any other known per se and as a result of a crash event by deformation loaded and prone to the formation of overload cracks vehicle part may be formed.

Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Fahrzeugteil der vorstehend beschriebenen Art.The invention also relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with a vehicle part of the type described above.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Show it:

1 ein crashrelevantes Bauteil in Form eines Stoßfängerquerträgers eines Kraftfahrzeugs nach dem Stand der Technik mit einem Überlastriss infolge eines Crashereignisses, 1 a crash relevant component in the form of a bumper cross member of a motor vehicle according to the prior art with an overload crack as a result of a crash event,

2 ein erfindungsgemäß ausgebildetes crashrelevantes Bauteil in Form besagten Stoßfängerquerträgers eines Kraftfahrzeugs mit einem Überlastriss infolge eines Crashereignisses, und 2 an inventively designed Crashrelevantes component in the form of said bumper cross member of a motor vehicle with an overload crack due to a crash event, and

3 eine Schnittansicht des Stoßfängerquerträgers nach 2 entlang der Schnittlinie „I-I”. 3 a sectional view of the bumper cross member after 2 along the section line "II".

1 zeigt danach äußerst schematisch den linken Teil eines Fahrzeugteils 1 in Form eines herkömmlichen vorderen. Stoßfängerquerträgers eines Kraftfahrzeugs in einer Ansicht in Fahrtrichtung desselben. Ferner sind ein an sich bekannter Befestigungsflansch 2 zur Befestigung des besagten Fahrzeugteils 1 an einem an sich bekannten und demgemäß hier nicht näher dargestellten Karosserielängsträger sowie teilweise ein an sich bekanntes Fußgängerschutzelement 3 gezeigt, welches seinerseits am Fahrzeugteil 1/Stoßfängerquerträger durch insbesondere Schweißung befestigt ist. Das Fahrzeugteil 1 besteht aus einem Stahl, vorzugsweise aus einem höchstfestem Stahl, und verfügt über einen schalenförmigen Profilquerschnitt (vgl. dazu 3). Wird ein derartiges Fahrzeugteil 1, vorliegend in Form des herkömmlichen Stoßfängerquerträgers, beispielsweise infolge eines Crashereignisses (Frontalcrash) belastet, erfährt dieses/r unter Absorption von Anstoßenergie eine Umformung. 1 then shows very schematically the left part of a vehicle part 1 in the form of a conventional front. Bumper cross member of a motor vehicle in a view in the same direction. Furthermore, a known mounting flange 2 for fastening the said vehicle part 1 to a known per se and thus not shown here body longitudinal beams and partially a per se known pedestrian protection element 3 shown, which in turn on the vehicle part 1 / Bumper cross member is fixed by particular welding. The vehicle part 1 consists of a steel, preferably of a high-strength steel, and has a shell-shaped profile cross-section (see 3 ). Will such a vehicle part 1 , in the present case in the form of the conventional bumper cross member, for example, as a result of a crash event (frontal crash) loaded undergoes this / r under absorption of impact energy forming.

In Versuchen und dazu durchgeführten Berechnungen musste jedoch festgestellt werden, dass das in Rede stehende Fahrzeugteil 1 respektive der Stoßfängerquerträger während der crashbedingten Umformung ausgehend von der Schweißbefestigung des Fußgängerschutzelementes 3 einen oder mehrere sogenannte Überlastrisse 4, vorliegend einen Überlastriss 4 ausbilden kann, dessen Rissverlauf im Wesentlichen in Richtung des Profilquerschnitts des Fahrzeugteils 1/Stoßfängerquerträgers also in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) zeigt. Ab einer bestimmten Risslänge kann dann das Fahrzeugteil 1 bzw. der Stoßfängerquerträger versagen, woraus ein geminderter Crashwiderstand, ein verschlechtertes Crashverhalten und ein vermindertes Crashenergie-Absorptionsvermögen desselben resultieren.However, in tests and calculations carried out, it had to be established that the vehicle part in question was 1 respectively the bumper cross beam during the crash-induced deformation starting from the welding attachment of the pedestrian protection element 3 one or more so-called overloading cracks 4 , in this case an overload crack 4 can form, the crack profile substantially in the direction of the profile cross-section of the vehicle part 1 / Bumper cross member thus in the vehicle vertical direction (Z direction) shows. From a certain crack length can then the vehicle part 1 or the bumper cross member fail, resulting in a reduced crash resistance, a deteriorated crash behavior and a reduced crash energy absorption capacity thereof.

Um diesem nachteiligen Umstand zu begegnen, ist gemäß den 2 und 3 im Bereich einer freien Fläche 5 des Fahrzeugteils 1 eine lokale Gefügeveränderung in das Material des Fahrzeugteils 1, vorliegend in den untere Radius des schalenförmigen Stahlblechs des Stoßfängerquerträgers quer zum herkömmlichen Rissverlauf, d. h., in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung), derart eingebracht, dass im Crashfall eine definierte Steuerung des Rissverlaufs des Überlastrisses 4 bewirkt wird.To counter this disadvantageous circumstance, according to the 2 and 3 in the area of an open area 5 of the vehicle part 1 a local structural change in the material of the vehicle part 1 , present in the lower radius of the shell-shaped steel sheet of the bumper cross member transverse to the conventional crack course, ie, in the vehicle transverse direction (Y direction), introduced such that in the event of a crash, a defined control of the crack profile of the overload 4 is effected.

Besagte Gefügeveränderung ist vorliegend durch eine durch Auftragsschweißung, vorzugsweise CO₂-Schweißung erzeugte Schweißraupe 6 auf der Oberfläche des Fahrzeugteils 1 und demgemäß durch Wärmeeintrag in besagtes Material bewirkt, mit dem Ergebnis, dass eine sogenannte „metallurgische Kerbe” entlang der Randzone der Schweißraupe 6 erzeugt wird.Said structural change is in the present case by a weld bead produced by build-up welding, preferably CO ₂ welding 6 on the surface of the vehicle part 1 and thus caused by heat input into said material, with the result that a so-called "metallurgical notch" along the edge zone of the weld bead 6 is produced.

Gesetzt den Fall, es ist, wie in 2 gezeigt, ein von der Schweißbefestigung des Fußgängerschutzelementes 3 ausgehender Überlastriss 4 zu verzeichnen, so wird dieser in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) entlang der Randzone der Schweißraupe 8 geführt, gemäß der Zeichnungsfigur von links nach rechts geführt. Der Überlastriss 4 wird somit vorliegend in einen Flächenbereich des Fahrzeugteils 1 gelenkt, bei dem eine derart große Baulänge des Fahrzeugteils 1 vorhanden ist, dass bei Fortschritt des Überlastrisses 4 zusätzlich Absorption von Anstoßenergie respektive Energieverzehr durch den Überlastriss 4 selbst zu verzeichnen ist, bis dieser mangels ausreichender Rissenergie zum stehen kommt bzw. endet.Put the case, it's like in 2 shown one of the welding attachment of the pedestrian protection element 3 outgoing overload break 4 to be recorded, this is in the vehicle transverse direction (Y-direction) along the edge zone of the weld bead 8th guided, led according to the drawing figure from left to right. The overload crack 4 is thus present in a surface area of the vehicle part 1 steered, in which such a large length of the vehicle part 1 is present, that with progress of the overload load 4 additionally absorption of impact energy respectively energy consumption by the overload crack 4 itself is recorded until it comes to a halt or ends due to a lack of sufficient crack energy.

Der vorab eingestellte Crashwiderstand, das Crashverhalten und das Crashenergie-Absorptionsvermögen des Fahrzeugteils 1 bleiben weitestgehend erhalten, da der herkömmliche nachteilige Rissverlauf und demgemäß ein abruptes Versagen des Fahrzeugteils 1 bzw. des Stoßfängerquerträgers verhindert sind.The pre-set crash resistance, the crash behavior and the crash energy absorption capacity of the vehicle part 1 remain largely preserved as the conventional adverse crack history and, accordingly, an abrupt failure of the vehicle part 1 or the bumper cross member are prevented.

Das vorstehende Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein crashrelevantes Fahrzeugteil 1 in Form eines Stoßfängerquerträgers. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf besagten Stoßfängerquerträger, sondern erfasst jedwedes an sich bekanntes und infolge eines Crashereignisses durch Umformung belastetes und zum Ausbilden von Überlastrissen 4 neigendes Fahrzeugteil 1. So kann beispielsweise auch eine Karosseriesäule, wie eine A-, B- und/oder C-Säule, mit lokalen Gefügeveränderungen im Material ausgebildet sein, um etwaige Überlastrisse 4 im Sinne der Erfindung definiert zu steuern (nicht näher dargestellt). The above embodiment relates to a crash relevant vehicle part 1 in the form of a bumper crossmember. However, the invention is not limited to said bumper cross member, but detects any known per se and as a result of a crash event loaded by deformation and to form overlapping cracks 4 tilting vehicle part 1 , Thus, for example, a body pillar, such as an A, B and / or C pillar, may be formed with local microstructural changes in the material to avoid any overloading 4 defined within the meaning of the invention to control (not shown).

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Fahrzeugteilvehicle part
22: Befestigungsflanschmounting flange
33: FußgängerschutzelementPedestrian protection element
44: ÜberlastrissOverload plan
55: freie Fläche (Fahrzeugteil 1)free area (vehicle part 1 )
66: Schweißraupebead

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10331990 A1 [0002]
DE 102005021996 A1 [0002]

Claims

Method for influencing the crack course of one or more overload strikes ( 4 ) in a vehicle part ( 1 ) of metal, in particular in a surface or profile component of steel, said overload 4 ) from an impact force as a result of a crash event by deformation load of the affected vehicle part ( 1 ) result, characterized in that with regard to a previously determined crack course due to said Umformbelastung of the vehicle part ( 1 ) in the area of open spaces ( 5 ) of the same one or more local microstructural changes in the material of the vehicle part ( 1 ) are introduced in such a way that a defined control of the crack course of any overloading cracks ( 4 ) is effected.

Method according to claim 1, characterized in that the crack profile of said overload strains to be influenced ( 4 ) is determined by calculation or empirically in experiments.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the microstructural changes in the material of the vehicle part ( 1 ) by one or more welding beads produced by build-up welding ( 6 ) on the surface of the vehicle part ( 1 ) and accordingly generated by heat input into said material.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the crack course through said local structural changes in the material of the vehicle part ( 1 ) is controlled in such a way that, as far as possible, a desired and preset crash resistance, crash behavior and crash energy absorption capacity of the vehicle part ( 1 ) an additional absorption of introduced crash energy by the crack progress of the overload laps / s ( 4 ) is effected in itself and by defined crack guidance.

Vehicle part ( 1 ) made of metal, in particular surface or profile component made of steel, which as a result of an impact force due to a crash event by deformation is resilient such that one or more overloads ( 4 ), characterized in that with regard to a previously determined crack course as a result of said deformation load of the vehicle part ( 1 ) in the area of open spaces ( 5 ) of the same one or more local microstructural changes in the material of the vehicle part ( 1 ) are introduced in such a way that a defined control of the course of the crack can be determined by any adjusting overload strains ( 4 ) is feasible.

Vehicle part ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the crack profile of said overload strains to be influenced ( 4 ) is determined by calculation or empirically in the context of experiments.

Vehicle part ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the microstructural changes in the material of the vehicle part ( 1 ) by one or more welding beads produced by build-up welding ( 6 ) on the surface of the vehicle part ( 1 ) and are accordingly produced by heat input into said material.

Vehicle part ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the crack course through said local microstructural changes in the material of the vehicle part ( 1 ) is controllable in such a way that, as far as possible, a desired and preset crash resistance, crash behavior and crash energy absorption capacity of the vehicle part ( 1 ) an additional absorption of introduced crash energy by the overload crack (s) ( 4 ) is per se and by defined crack feasible.

Vehicle part ( 1 ) according to one of claims 5 to 8, characterized in that the vehicle part ( 1 ) by a bumper cross member, by a body pillar or by any other known per se and as a result of a crash event by deformation loaded and to form overload bumps ( 4 ) tilting vehicle part ( 1 ) is formed.

Vehicle, in particular motor vehicle, with a vehicle part ( 1 ) according to any one of claims 5 to 9.