DE102011113823A1 - Bumper e.g. front bumper for e.g. passenger car, has bottom cross element whose wall thickness is lower than wall thickness of other cross elements - Google Patents

Bumper e.g. front bumper for e.g. passenger car, has bottom cross element whose wall thickness is lower than wall thickness of other cross elements Download PDF

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Abstract

The bumper (1) has tubular cross elements (3.1-3.4) which are arranged above one another and connected to the deformation portion (2). The wall thickness of the bottom cross element (3.4) is lower than the wall thickness of the other cross elements (3.1-3.3). The wall thickness of cross element (3.4) is corresponded to 0.6 times and not more than 0.9 times of the wall thickness of the cross element (3.1-3.3). The cross elements are made up of steel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Frontstoßfänger, mit mindestens zwei zueinander beabstandeten rohr- oder kastenförmigen Deformationskörpern, deren Mittel- oder Längsachsen im montierten Zustand im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet sind, und mit mehreren rohrförmigen Querträgern, die übereinander angeordnet und mit den Deformationskörpern (sogenannten Crashboxen) verbunden sind.The invention relates to a bumper for a motor vehicle, in particular a front bumper, with at least two mutually spaced tubular or box-shaped deformation bodies whose center or longitudinal axes are aligned in the assembled state substantially parallel to the direction of travel of the motor vehicle, and with a plurality of tubular cross members, one above the other arranged and connected to the deformation bodies (so-called crash boxes).

Ein derartiger Stoßfänger ist aus der DE 10 2004 056 956 B4 bekannt. Der bekannte Stoßfänger weist mindestens zwei runde Rohre als Querträger auf, die in vertikaler Richtung übereinander angeordnet und zwischen Seitenrahmen (Crashboxen) durch eine plattenförmige Klammer miteinander verbunden sind. Die Klammer ist dabei an der Vorderseite der Rohre vorgesehen und mit diesen verschweißt. Sie weist obere und untere gebogene Endabschnitte auf, die der äußeren Form der Rohre angepasst sind. Die Rohre sind über Trägerelemente, die bogenförmige Aussparungen zur formschlüssigen Aufnahme der Rohre aufweisen, mit den Seitenrahmen verbunden.Such a bumper is from the DE 10 2004 056 956 B4 known. The known bumper has at least two round tubes as cross members, which are arranged one above the other in the vertical direction and are interconnected between side frames (crash boxes) by a plate-shaped bracket. The clamp is provided at the front of the tubes and welded to them. It has upper and lower bent end portions adapted to the outer shape of the tubes. The tubes are connected via carrier elements having arcuate recesses for positive reception of the tubes, connected to the side frames.

Die meisten Auffahrunfälle von Personenkraftwagen ereignen sich bei Geschwindigkeiten unter 20 km/h. Dabei kommt es zu Fahrzeugbeschädigungen im Front- und Heckbereich. In den vergangenen Jahren wurden in der Versicherungsbranche Crashreparaturtests mit dem Ziel entwickelt, die Schäden an Personenkraftwagen bei typischen Auffahrunfällen zu verringern. Die Autoversicherungen nehmen unter anderem auf der Grundlage dieser Tests heutzutage die Typklasseneinstufung für Personenkraftwagen vor. Die Automobilhersteller berücksichtigen diesen Test bei der Entwicklung neuer Automodelle. Eine Minimierung der Fahrzeugbeschädigungen bei Auffahrunfällen setzt allerdings voraus, dass die Stoßfänger der am Auffahrunfall beteiligten Fahrzeuge geometrisch kompatibel sind. Denn sind die Querträger der Stoßfänger relativ schmal ausgebildet und in unterschiedlichen Höhen angeordnet, so führt dies im Ergebnis dazu, dass sich die Stoßfänger nicht treffen und in die weichen Strukturen des anderen Fahrzeuges abrutschen bzw. eindringen können. Die Reparaturkosten können in diesen Fällen erheblich höher sein als bei Fahrzeugen, deren Stoßfänger sich treffen und die Aufprallenergie wie vorgesehen absorbieren.Most rear-end collisions of passenger cars occur at speeds below 20 km / h. This leads to vehicle damage in the front and rear. In recent years, crash insurance tests have been developed in the insurance industry with the aim of reducing damage to passenger cars during typical rear-end collisions. Auto insurances nowadays, among others, make the type rating for passenger cars based on these tests. The car manufacturers consider this test in the development of new car models. However, minimizing vehicle damage in rear-end collisions presupposes that the bumpers of the vehicles involved in the rear-end collision are geometrically compatible. Because the cross member of the bumper are relatively narrow and arranged at different heights, this results in the result that the bumper does not meet and slip into the soft structures of the other vehicle or can penetrate. The repair costs in these cases can be considerably higher than with vehicles whose bumpers meet and absorb the impact energy as intended.

Aber selbst wenn sich die Stoßfänger treffen, ist es für eine Minimierung der Fahrzeugbeschädigungen zudem wichtig, dass die aufprallbedingte Rückverlagerung (Deformierung) des Querträgers des Stoßfängers ein gewisses Maß, beispielsweise 100 mm nicht überschreitet, da andernfalls das Motoraggregat, insbesondere der Kühler beschädigt wird. Bisher sind herkömmliche Kraftfahrzeug-Stoßfänger in der Regel nicht auf diese Anforderung ausgelegt.But even if the bumpers meet, it is also important for minimizing vehicle damage that the impact-related rearward displacement (deformation) of the cross member of the bumper does not exceed a certain extent, for example 100 mm, otherwise the motor unit, in particular the radiator is damaged. So far, conventional motor vehicle bumpers are usually not designed for this requirement.

Eine weitere Anforderung bei der Entwicklung neuer Kraftfahrzeuge ist die Minimierung des Fahrzeuggewichts, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Aus diesem Grunde werden in vielen Kraftfahrzeugen Stoßfänger aus Aluminium eingebaut. Diese Stoßfänger weisen zwar ein relativ geringes Gewicht auf, haben jedoch den Nachteil relativ hoher Materialkosten.Another requirement in the development of new motor vehicles is the minimization of vehicle weight to reduce fuel consumption. For this reason, bumpers made of aluminum are installed in many vehicles. Although these bumpers have a relatively low weight, but have the disadvantage of relatively high material costs.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoßfänger der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, dessen Querträger einen relativ hohen Deformationswiderstand bieten, so dass im Falle eines Auffahrunfalls bei Geschwindigkeiten kleiner 20 km/h eine gezielte begrenzte Rückverlagerung der Querträger erzielt und ein Unter- bzw. Überfahren des Stoßfängers durch den Stoßfänger des an der Kollision beteiligten Fahrzeugs weitestgehend ausgeschlossen wird. Zugleich soll sich der Stoßfänger ein relativ geringes Gewicht aufweisen.The present invention has for its object to provide a bumper of the aforementioned type, provide the cross member a relatively high deformation resistance, so that in the case of a collision at speeds less than 20 km / h targeted limited rearward displacement of the cross member scored and a sub - Be overtopped by the bumper of the vehicle involved in the collision is largely excluded. At the same time, the bumper should have a relatively low weight.

Gedöst wird diese Aufgabe durch einen Stoßfänger mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a bumper with the features of claim 1.

Der erfindungsgemäße Stoßfänger ist dadurch gekennzeichnet, dass dessen Querträger aus einer Gruppe von mindestens drei Querträgern gebildet sind, wobei der unterste Querträger eine geringere Wandstärke als mindestens einer der anderen Querträger aufweist und die Wandstärke mindestens dem 0,6-fachen und höchstens 0,9-fachen der Wandstärke des Querträgers mit der höchsten Wandstärke entspricht.The bumper according to the invention is characterized in that its cross members are formed from a group of at least three cross members, wherein the lowermost cross member has a smaller wall thickness than at least one of the other cross members and the wall thickness at least 0.6 times and at most 0.9 times the wall thickness of the cross member with the highest wall thickness corresponds.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf der Erkenntnis, dass sich hinsichtlich eines typischen Auffahrunfalls mit einer Geschwindigkeit kleiner 20 km/h eine gezielte begrenzte Rückverlagerung des Querträgerbereichs des Stoßfängers sowie eine hohe Sicherheit gegen ein Unter- bzw. Überfahren des Stoßfängers und zudem eine erhebliche Reduzierung des Gewichts des Stoßfängers erzielen lassen, wenn bei einem Stoßfänger der eingangs genanten Art der unterste Querträger eine geringere Wandstärke aufweist als mindestens einer der darüber angeordneten Querträger.The solution according to the invention is based on the recognition that, with regard to a typical rear-end collision at a speed of less than 20 km / h, a specific limited rearward displacement of the crossbeam region of the bumper as well as a high level of security against under- or over-travel of the bumper and also a considerable reduction in weight let achieve the bumper, if in a bumper of the type mentioned the lowest cross member has a smaller wall thickness than at least one of the arranged above the cross member.

Der in Anspruch 1 definierte Stoßfänger erfüllt somit die Anforderungen des oben erwähnten von der Versicherungsbranche entwickelten Crashreparaturtests und zeichnet sich zudem durch ein relativ geringes Gewicht aus.The bumper defined in claim 1 thus fulfills the requirements of the above-mentioned crash repair test developed by the insurance industry and is also characterized by a relatively low weight.

Die Deformationskörper sowie die Querträger des erfindungsgemäßen Stoßfängers sind vorzugsweise aus Stahl gefertigt. Stahl zeichnet sich insbesondere durch eine gute Kaltumformbarkeit und eine bewährte und kostengünstige Schweißeignung aus. Zudem bietet der Werkstoff Stahl die Möglichkeit, höhere Festigkeiten gegenüber zum Beispiel Aluminium zu realisieren. Denkbar ist auch die Verwendung von warmvergütbaren Stählen, wie beispielsweise Mangan-Bor-Stähle, die als Querträger durchgehend gehärtet sein können oder lokal unterschiedliche Festigkeiten aufweisen können. Vorzugsweise sind alle Querträger aus Stahl hergestellt und weisen eine Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa auf. Vorzugsweise ist zumindest der unterste Querträger des erfindungsgemäßen Stoßfängers aus hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit von mindestens 1200 MPa, vorzugsweise von mindestens 1400 MPa hergestellt. The deformation body and the cross member of the bumper according to the invention are preferably made of steel. Steel is characterized in particular by a good cold workability and a proven and cost-effective weldability. In addition, the steel material offers the possibility of achieving higher strengths compared to, for example, aluminum. It is also conceivable to use heat-treatable steels, such as, for example, manganese-boron steels, which may be hardened continuously as cross members or may have locally different strengths. Preferably, all cross members are made of steel and have a tensile strength of at least 780 MPa. Preferably, at least the lowermost cross member of the bumper according to the invention is made of high strength steel having a tensile strength of at least 1200 MPa, preferably at least 1400 MPa.

Je nach Anforderung und mit Blick auf ein relativ niedriges Gewicht können unterschiedliche Werkstoffgüten und/oder Wandstärken verwendet werden. Insbesondere durch die Verwendung von Stählen mit Zugfestigkeiten von mindestens 780 MPa kann zumindest der unterste Querträger mit geringerer Wandstärke hergestellt werden (0,9-fache der Wandstärke des Querträgers mit der höchsten Wandstärke). Kommen Stähle mit Zugfestigkeiten von mindestens 1200 MPa in Betracht, kann die Wandstärke weiter reduziert werden, mindestens um oder auf das 0,6-fache, vorzugsweise 0,7-fache der Wandstärke des Querträgers mit der höchsten (größten) Wandstärke.Depending on the requirements and with a view to a relatively low weight, different material qualities and / or wall thicknesses can be used. In particular, by the use of steels with tensile strengths of at least 780 MPa, at least the lowest cross member can be made with a smaller wall thickness (0.9 times the wall thickness of the cross member with the highest wall thickness). If steels with tensile strengths of at least 1200 MPa come into consideration, the wall thickness can be further reduced, at least by or to 0.6 times, preferably 0.7 times, the wall thickness of the cross member with the highest (largest) wall thickness.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßfängers sieht vor, dass zumindest der oberste Querträger an den Außenseiten der Deformationskörper endet. Diese Längenbegrenzung des obersten Querträgers bzw. mindestens eines weiteren Querträgers der anderen Querträger dient dem Ziel, das Gewicht des Stoßfängers zu minimieren. Der betreffende Querträger kann dabei mit geringem Abstand von der Außenseite des jeweiligen Deformationskörpers enden. Der Abstand bzw. Vorsprung des Endes des Querträgers gegenüber der Außenseite des Deformationskörpers ist dabei vorzugsweise kleiner oder gleich dem Außendurchmesser oder der größten Profilaußenweite des betreffenden Querträgers. Besonders bevorzugt schließt zumindest der oberste Querträger in seiner Längserstreckung im Wesentlichen bündig mit den beiden Außenseiten der Deformationskörper ab.A further preferred embodiment of the bumper according to the invention provides that at least the uppermost cross member ends at the outer sides of the deformation body. This length limitation of the uppermost cross member or at least one further cross member of the other cross member serves the purpose of minimizing the weight of the bumper. The respective cross member may end at a small distance from the outside of the respective deformation body. The distance or projection of the end of the cross member relative to the outside of the deformation body is preferably smaller than or equal to the outer diameter or the largest profile outer width of the respective cross member. Particularly preferably, at least the uppermost cross member in its longitudinal extent is substantially flush with the two outer sides of the deformation body.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßfängers ist vorgesehen, dass der Deformationswiderstand und/oder die Zugfestigkeit der Querträger vom obersten Querträger in Richtung des untersten Querträgers stufenweise abnehmen oder im Wesentlichen identisch sind. Hierdurch können gegebenenfalls die Materialkosten des erfindungsgemäßen Stoßfängers gesenkt und gleichwohl die Anforderungen des oben erwähnten, von der Versicherungsbranche entwickelten Crashreparaturtests erfüllt werden.According to a further advantageous embodiment of the bumper according to the invention it is provided that the deformation resistance and / or the tensile strength of the cross member from the top cross member in the direction of the bottom cross member gradually decrease or are substantially identical. In this way, if appropriate, the material costs of the bumper according to the invention can be reduced and nevertheless the requirements of the above-mentioned crash repair tests developed by the insurance industry can be met.

Nach einer weiteren (alternativen) Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßfängers ist vorgesehen, dass der Deformationswiderstand des obersten Querträgers sowie der Deformationswiderstand des untersten Querträgers jeweils größer sind als der Deformationswiderstand jedes der dazwischen angeordneten Querträger. Auch hierdurch können gegebenenfalls die Materialkosten des erfindungsgemäßen Stoßfängers gesenkt und gleichwohl die Anforderungen des oben erwähnten, von der Versicherungsbranche entwickelten Crashreparaturtests erfüllt werden.According to a further (alternative) embodiment of the bumper according to the invention it is provided that the deformation resistance of the uppermost cross member and the deformation resistance of the lowermost cross member are each greater than the deformation resistance of each of the arranged therebetween cross member. As a result, if necessary, the material costs of the bumper according to the invention can be reduced and nevertheless the requirements of the above-mentioned crash repair tests developed by the insurance industry can be met.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßfängers ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der oberste Querträger und der unmittelbar darunter angeordnete Querträger zwischen den Deformationskörpern lokal miteinander verbunden sind. Hierdurch kann der Deformationswiderstand im oberen Bereich des Stoßfängers weiter erhöht werden. Die lokale Verbindung des mindestens obersten Querträgers und des unmittelbar darunter angeordneten Querträgers kann dabei vorzugsweise aus einer oder mehreren Schraubverbindungen gebildet sein. Zur Verbesserung des Deformationswiderstandes des Stoßfängers können auch alle Querträger lokal miteinander verbunden sein.A further advantageous embodiment of the bumper according to the invention is characterized in that at least the uppermost cross member and the cross member disposed immediately below are locally interconnected between the deformation bodies. As a result, the deformation resistance in the upper region of the bumper can be further increased. The local connection of the at least uppermost cross member and the cross member arranged immediately below can preferably be formed from one or more screw connections. To improve the deformation resistance of the bumper all cross members may be connected locally.

Hinsichtlich niedriger Fertigungskosten sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßfängers vor, dass die Querträger oder zumindest der unterste Querträger als Rollprofil, optional als gebogenes Rollprofil ausgeführt sind/ist. Nach einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßfängers können die Querträger oder zumindest der unterste Querträger auch aus mehreren Blechumformteilen hergestellt sein, wobei die Längskanten des jeweiligen oder obersten Querträgers im Stumpfstoß oder Überlappstoß miteinander verschweißt sind. Die letztgenannte Ausgestaltung bietet die Möglichkeit, den betreffenden Querträger aus Blechen bzw. Blechumformteilen unterschiedlicher Wandstärke und/oder unterschiedlicher Werkstoffgüte maßgeschneidert zusammenzusetzen.With regard to low production costs, a further preferred embodiment of the bumper according to the invention provides that the cross members or at least the lowermost cross member are designed as a roll profile, optionally as a curved roll profile / is. According to an alternative embodiment of the bumper according to the invention, the cross member or at least the lowermost cross member may also be made of a plurality of Blechumformteilen, wherein the longitudinal edges of the respective or uppermost cross member are welded together in butt joint or lap joint. The latter embodiment offers the possibility of tailoring the respective cross member made of sheets or sheet metal formed parts of different wall thickness and / or different material quality tailor-made.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßfängers ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der unterste Querträger bezüglich seiner Querschnittform von mindestens einem der anderen Querträger unterscheidet. Auch hierdurch lässt sich der Deformationswiderstand des Stoßfängers erhöhen und/oder dessen Gewicht verringern.A further advantageous embodiment of the bumper according to the invention is characterized in that the bottom cross member with respect to its cross-sectional shape differs from at least one of the other cross member. This also makes it possible to increase the deformation resistance of the bumper and / or reduce its weight.

Genügt die Anzahl der Querträger der geforderten Mindesthöhe des Stoßfängers und ist eine weitere Erhöhung des Deformationswiderstandes erforderlich, kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßfängers dadurch Abhilfe geschaffen werden, dass mindestens einer der Querträger mit Strukturschaum ausgeschäumt ist. If the number of crossbeams satisfies the required minimum height of the bumper and if a further increase in the deformation resistance is required, a further embodiment of the bumper according to the invention can be remedied in that at least one of the crossbeams is foamed with structural foam.

Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stoßfängers, insbesondere Frontstoßfängers sind in den Unteransprüchen angegeben.Further preferred and advantageous embodiments of the bumper according to the invention, in particular front bumper are specified in the subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:The invention will be explained in more detail with reference to a drawing illustrating several embodiments. They show schematically:

1 einen erfindungsgemäßen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug mit zwei stoßabsorbierenden Deformationskörpern (Crashboxen), in Draufsicht; 1 a bumper according to the invention for a motor vehicle with two shock-absorbing deformation bodies (crash boxes), in plan view;

2 den Stoßfänger der 1, in Vorderansicht; 2 the bumper of the 1 , in front view;

3 eine perspektivische Schnittdarstellung des Stoßfängers entlang der Schnittlinie III-III in 2; 3 a perspective sectional view of the bumper along the section line III-III in 2 ;

4 eine Ansicht auf die Schnittfläche der 3; und 4 a view on the cut surface of the 3 ; and

5 und 6 jeweils eine Querschnittansicht auf übereinander angeordnete Querträger eines erfindungsgemäßen Stoßfängers gemäß zwei weiteren Ausführungsbeispielen. 5 and 6 in each case a cross-sectional view of stacked cross members of a bumper according to the invention according to two further embodiments.

In 1 ist ein Stoßfänger 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt, der insbesondere für eine Verwendung als Frontstoßfänger bestimmt ist.In 1 is a bumper 1 illustrated for a motor vehicle, which is intended in particular for use as a front bumper.

Der Stoßfänger 1 umfasst zwei rohr- oder kastenförmige Deformationskörper 2, die auch als Crashboxen bezeichnet werden können. Ihre Mittel- oder Längsachsen sind im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung, d. h. Längsrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet. Die Deformationskörper 2 werden an Längsträgern oder anderen Teilen der Fahrzeugkarosserie befestigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die hohlen Deformationskörper 2 ein im Wesentlichen rechteckiges Querschnittprofil. Alternativ können sie auch beispielsweise mit ovalem oder kreisrundem Querschnittprofil ausgebildet sein.The bumper 1 comprises two tubular or box-shaped deformation body 2 , which can also be referred to as crash boxes. Their central or longitudinal axes are aligned substantially parallel to the direction of travel, ie, the longitudinal direction of the motor vehicle. The deformation bodies 2 be attached to side rails or other parts of the vehicle body. In the illustrated embodiment, the hollow deformation bodies 2 a substantially rectangular cross-sectional profile. Alternatively, they may also be formed, for example, with an oval or circular cross-sectional profile.

Ferner umfasst der Stoßfänger 1 mindestens drei Querträger 3.1, 3.2, 3.3, die parallel übereinander angeordnet sind und mit den Deformationskörpern 2 über geeignete Befestigungsmittel verbunden sind. Die Querträger 3.1, 3.2, 3.3 sind rohrförmig ausgebildet. Sie bestehen beispielsweise aus einzelnen Rohren und/oder geschlossenen Profilen.Furthermore, the bumper includes 1 at least three cross members 3.1 . 3.2 . 3.3 , which are arranged parallel to each other and with the deformation bodies 2 are connected via suitable fastening means. The crossbeams 3.1 . 3.2 . 3.3 are tubular. They consist for example of individual tubes and / or closed profiles.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist der Stoßfänger 1 jeweils vier parallel übereinander angeordnete Querträger (Profile) 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 auf. Er kann aber gegebenenfalls auch mit mehr als vier oder nur mit drei rohrförmigen Querträgern 3.1, 3.2, 3.3 versehen sein.In the illustrated embodiments, the bumper 1 four cross beams (profiles) arranged one above the other 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 on. But he can also possibly with more than four or only three tubular cross members 3.1 . 3.2 . 3.3 be provided.

Die Verbindung zwischen den Querträgern 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 und den Deformationskörpern (Crashboxen) 2 ist vorzugsweise als lösbare Verbindung, beispielsweise durch Schraubverbindungen ausgeführt. An den vorderen Stirnseiten der rohrförmigen Deformationskörper 2 sind hierzu Befestigungsmittel 4 vorgesehen. Die Befestigungsmittel 4 bestehen beispielsweise aus klammerförmigen Halterungen oder Stegen, die an dem jeweiligen Deformationskörper 2 befestigt oder angeformt sind und Löcher zur Aufnahme von mit den Querträgern 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 verbindbaren Schraubbolzen 5 oder dergleichen aufweisen. Die Querträger 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 sind dabei vorzugsweise vertikal beabstandet zueinander angeordnet.The connection between the cross members 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 and the deformation bodies (crash boxes) 2 is preferably designed as a releasable connection, for example by screw. At the front end faces of the tubular deformation body 2 are fixing means for this purpose 4 intended. The fasteners 4 For example, consist of bracket-shaped brackets or webs on the respective deformation body 2 attached or molded and holes for receiving with the cross members 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 connectable bolt 5 or the like. The crossbeams 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 are preferably arranged vertically spaced from each other.

Der unterste Querträger 3.4 unterscheidet sich bezüglich seiner Wandstärke und gegebenenfalls Werkstoffgüte von mindestens einem der anderen Querträger 3.1, 3.2, 3.3 dahingehend, dass er eine geringere Wandstärke als die anderen Querträger 3.1, 3.2, 3.3 aufweist, wobei zur Reduzierung des Gewichts die Wandstärke des Querträgers 3.4 mindestens dem 0,6-fachen und höchstens 0,9-fachen der Wandstärke des Querträgers 3.1, 3.2 oder 3.3 mit der größten (höchsten) Wandstärke entspricht. Vorzugsweise ist der unterste Querträger 3.4 aus einem hochfesten Stahl hergestellt, der eine Zugfestigkeit von mindestens 1200 MPa, vorzugsweise mindestens 1400 MPa besitzt.The lowest cross member 3.4 differs in terms of its wall thickness and optionally material quality of at least one of the other cross member 3.1 . 3.2 . 3.3 in that it has a smaller wall thickness than the other cross members 3.1 . 3.2 . 3.3 having, to reduce the weight, the wall thickness of the cross member 3.4 at least 0.6 times and at most 0.9 times the wall thickness of the cross member 3.1 . 3.2 or 3.3 corresponds to the largest (highest) wall thickness. Preferably, the lowermost cross member 3.4 made of a high strength steel having a tensile strength of at least 1200 MPa, preferably at least 1400 MPa.

Um das Gewicht des Stoßfängers 1 weiter zu minimieren, ist der oberste Querträger 3.1 kürzer bemessen als die darunter angeordneten Querträger 3.2, 3.3, 3.4. Dementsprechend endet der oberste Querträger 3.1 an den Außenseiten 2.1 der Crashboxen (Deformationskörper) 2, wobei er vorzugsweise im Wesentlichen bündig mit den Außenseiten 2.1 der Crashboxen 2 abschließt oder die Außenseiten 2.1 der Crashboxen 2 mit geringem Abstand seitlich überragt (vgl. 1 bis 3).To the weight of the bumper 1 further minimizing is the top cross member 3.1 shorter than the arranged below the cross member 3.2 . 3.3 . 3.4 , Accordingly, the uppermost cross member ends 3.1 on the outside 2.1 crash boxes (deformation bodies) 2 preferably being substantially flush with the outsides 2.1 the crash boxes 2 completes or the outsides 2.1 the crash boxes 2 projected laterally at a small distance (cf. 1 to 3 ).

Um den Widerstand im oberen Bereich der Konstruktion weiter zu erhöhen, sind zumindest der oberste Querträger 3.1 und der unmittelbar darunter angeordnete Querträger 3.2 vorzugsweise im Bereich der Fahrzeugmitte lokal miteinander verbunden, wobei je nach Bedarf die lokale Verbindung auch in anderen Bereichen, beispielsweise zwischen Fahrzeugmitte und Crashbox 2, vorgesehen sein kann. Beispielsweise ist dies durch eine oder mehrere Schraubverbindungen 5 realisiert (vgl. 4). Alternativ kann diese lokale Verbindung von oberem Querträger 3.1 und dem unmittelbar darunter angeordneten Querträger 3.2 auch durch eine formschlüssige Verbindung mittels Steckbolzen oder Rastelementen realisiert sein. Zur weiteren Erhöhung des Deformationswiderstandes können alle Querträger 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 des Stoßfängers 1 lokal miteinander verbunden sein. Die lokalen Verbindungen können dabei je nach Bedarf an unterschiedlichen Stellen vorgesehen sein.To further increase the resistance in the upper part of the construction, at least the uppermost cross member 3.1 and the cross member located immediately below 3.2 preferably locally connected to each other in the area of the center of the vehicle, wherein, as required, the local connection also in other areas, for example between the vehicle center and crash box 2 , can be provided. For example, this is by one or more screw 5 realized (cf. 4 ). Alternatively, this local connection can be from upper cross member 3.1 and the immediately below arranged cross member 3.2 be realized by a positive connection by means of locking pins or locking elements. To further increase the deformation resistance, all cross members 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 of the bumper 1 be connected locally. The local connections can be provided at different locations as needed.

Die Querträger 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 des erfindungsgemäßen Stoßfängers 1 unterscheiden sich voneinander hinsichtlich ihres Deformationswiderstandes und/oder ihrer Festigkeit beispielsweise in der Weise, dass der Deformationswiderstand und/oder die Zugfestigkeit der Querträger vom obersten Querträger 3.1 in Richtung des untersten Querträgers 3.4 stufenweise abnehmen oder im Wesentlichen identisch sind.The crossbeams 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 the bumper according to the invention 1 differ from each other in terms of their deformation resistance and / or their strength, for example in such a way that the deformation resistance and / or the tensile strength of the cross member from the top cross member 3.1 in the direction of the lowest cross member 3.4 gradually decrease or are substantially identical.

Alternativ können die Querträger 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 des erfindungsgemäßen Stoßfängers 1 aber auch in der Weise ausgeführt sein, dass der Deformationswiderstand des obersten Querträgers 3.1 sowie des untersten Querträgers 3.4 jeweils größer sind als der Deformationswiderstand des oder der dazwischen angeordneten Querträger 3.2, 3.3.Alternatively, the cross member 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 the bumper according to the invention 1 but also be executed in such a way that the deformation resistance of the top cross member 3.1 and the bottom cross member 3.4 each greater than the deformation resistance of the or between the arranged cross member 3.2 . 3.3 ,

Für die Herstellung der rohrförmigen Querträger bzw. Profile 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 kommen sowohl kontinuierliche als auch diskontinuierliche Umformverfahren in Betracht. Beispielsweise können die Querträger 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 als geschlossene Rollprofile durch kontinuierliches Rollformen von Blechbändern (Spaltbändern) hergestellt werden. Alternativ können die Querträger 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 aber auch jeweils als Umformteil diskontinuierlich durch Tiefziehen oder ein anderes geeignetes Umformverfahren und anschließender Verschweißung der im Stumpfstoß oder Überlappstoß angeordneten Längskanten der durch Umformen erhaltenen Blechschalen hergestellt werden.For the production of tubular cross members or profiles 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 Both continuous and discontinuous forming processes come into consideration. For example, the cross member 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 be produced as a closed roll profiles by continuous roll forming of metal strips (slit strips). Alternatively, the cross member 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 but also in each case as a shaped part discontinuously by deep drawing or other suitable forming process and subsequent welding of the butt joint or lap joint arranged longitudinal edges of the sheet metal shells obtained by forming are produced.

In den 5 und 6 sind weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Stoßfängers 1 skizziert, wobei sich der oberste Querträger 3.1 jeweils bezüglich seiner Querschnittform von mindestens einem der anderen Querträger 3.2, 3.3, 3.4 unterscheidet.In the 5 and 6 are further embodiments of the bumper according to the invention 1 outlined, with the top cross member 3.1 each with respect to its cross-sectional shape of at least one of the other cross member 3.2 . 3.3 . 3.4 different.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 besitzt der oberste Querträger 3.1 ein im Wesentlichen kreisförmiges Querschnittprofil, während die darunter angeordneten Querträger 3.2, 3.3, 3.4 jeweils ein im Wesentlichen rechteckiges oder quadratisches Querschnittprofil aufweisen. Die Ecken bzw. Kanten der rechteckigen oder quadratischen Querträger 3.2, 3.3, 3.4 sind dabei leicht abgerundet ausgebildet. Ferner unterscheidet sich der unterste Querträger 3.4 des Stoßfängers 1 gemäß 5 bezüglich seiner Wandstärke von den anderen Querträgern 3.2, 3.3. Vorzugsweise entspricht die Wandstärke des Querträgers 3.4 der Wandstärke des rohrförmigen Querträgers 3.1. Die Querträger 3.1, 3.4 sind aus einem Stahl mit einer Zugfestigkeit von mindestens 1200 MPa, vorzugsweise mindestens 1400 MPa hergestellt. Die Wandstärke der Querträger 3.1, 3.4 entspricht dem 0,6-fachen, vorzugsweise 0,7-fachen und höchstens dem 0,9-fachen der Wandstärke der Querträger 3.2, 3.3.In the embodiment according to 5 owns the top cross member 3.1 a substantially circular cross-sectional profile, while the transverse beams arranged underneath 3.2 . 3.3 . 3.4 each having a substantially rectangular or square cross-sectional profile. The corners or edges of the rectangular or square cross member 3.2 . 3.3 . 3.4 are slightly rounded. Furthermore, the lowest cross member differs 3.4 of the bumper 1 according to 5 in terms of wall thickness of the other cross members 3.2 . 3.3 , Preferably, the wall thickness of the cross member corresponds 3.4 the wall thickness of the tubular cross member 3.1 , The crossbeams 3.1 . 3.4 are made of a steel having a tensile strength of at least 1200 MPa, preferably at least 1400 MPa. The wall thickness of the cross member 3.1 . 3.4 corresponds to 0.6 times, preferably 0.7 times and at most 0.9 times the wall thickness of the cross member 3.2 . 3.3 ,

In dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 besitzt der oberste Querträger 3.1 ein ovales oder ellipsenförmiges Querschnittprofil, wohingegen die darunter angeordneten Querträger 3.2, 3.3, 3.4 ein im Wesentlichen quadratisches oder rechteckiges bzw. kreisförmiges Querschnittprofil aufweisen, wobei seine Wandstärke der des Querträgers 3.4 entspricht.In the embodiment according to 6 owns the top cross member 3.1 an oval or elliptical cross-sectional profile, whereas the arranged below the cross member 3.2 . 3.3 . 3.4 have a substantially square or rectangular or circular cross-sectional profile, wherein its wall thickness of the cross member 3.4 equivalent.

Die Verbindung der rohrförmigen Querträger bzw. Profile 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 gemäß den 5 und 6 mit den Deformationskörpern (Crashboxen) 2 ist vorzugsweise wie bei dem in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgeführt. Der oberste Querträger 3.1 in dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 kann dabei wiederum mit dem unmittelbar darunter angeordnete Querträger 3.2 im Bereich der Fahrzeugmitte lokal über eine oder mehrere Schraubverbindungen oder andere geeignete Verbindungsmittel 6, insbesondere Rastmittel verbunden sein; oder gemäß 6 können alle Querträger 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 miteinander lokal verbunden sein, wobei die Verbindung untereinander nicht auf die Fahrzeugmitte beschränkt ist.The connection of the tubular cross members or profiles 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 according to the 5 and 6 with the deformation bodies (crash boxes) 2 is preferably as in the in the 1 to 3 illustrated embodiment. The top cross member 3.1 in the embodiment according to 5 can in turn with the immediately below arranged cross member 3.2 in the area of the vehicle center locally via one or more screw connections or other suitable connection means 6 , In particular locking means to be connected; or according to 6 can all cross members 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 be connected to each other locally, wherein the connection is not limited to the vehicle center.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind eine Vielzahl von Varianten denkbar, die auch bei von den dargestellten Ausführungsbeispielen abweichender Gestaltung von der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen.The embodiment of the invention is not limited to the embodiments shown in the drawing. Rather, a variety of variants are conceivable, which make use even in deviating from the illustrated embodiments design of the invention specified in the claims.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Stoßfänger (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Frontstoßfänger, mit mindestens zwei zueinander beabstandeten rohr- oder kastenförmigen Deformationskörpern (2), deren Mittel- oder Längsachsen im montierten Zustand im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet sind, und mit mehreren rohrförmigen Querträgern (3.1, 3.2, 3.3, 3.4), die übereinander angeordnet und mit den Deformationskörpern (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträger (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) aus einer Gruppe von mindestens drei Querträgern gebildet sind, wobei der unterste Querträger (3.4) eine geringere Wandstärke als mindestens einer der anderen Querträger (3.1, 3.2, 3.3) aufweist, und wobei die Wandstärke des untersten Querträgers (3.4) mindestens dem 0,6-fachen und höchstens 0,9-fachen der Wandstärke des Querträgers (3.1, 3.2 oder 3.3) mit der höchsten Wandstärke entspricht.Bumper ( 1 ) for a motor vehicle, in particular front bumper, with at least two mutually spaced tubular or box-shaped deformation bodies ( 2 ), whose central or longitudinal axes are aligned in the assembled state substantially parallel to the direction of travel of the motor vehicle, and with a plurality of tubular cross members ( 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 ), which are arranged one above the other and with the deformation bodies ( 2 ), characterized in that the cross members ( 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 ) are formed from a group of at least three cross beams, wherein the lowermost cross member ( 3.4 ) has a smaller wall thickness than at least one of the other cross members ( 3.1 . 3.2 . 3.3 ), and wherein the wall thickness of the lowermost cross member ( 3.4 ) at least 0.6 times and at most 0.9 times the wall thickness of the cross member ( 3.1 . 3.2 or 3.3 ) with the highest wall thickness. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Querträger (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) aus Stahl hergestellt sind und jeweils eine Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa aufweisen.Bumper according to claim 1, characterized in that all cross members ( 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 ) are made of steel and each having a tensile strength of at least 780 MPa. Stoßfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der unterste Querträger (3.4) aus Stahl hergestellt ist, der eine Zugfestigkeit von mindestens 1200 MPa aufweist.Bumper according to claim 1 or 2, characterized in that the lowermost cross member ( 3.4 ) made of steel having a tensile strength of at least 1200 MPa. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der oberste Querträger (3.1) an den Außenseiten (2.1) der Deformationskörper (2) endet.Bumper according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least the uppermost cross member ( 3.1 ) on the outside ( 2.1 ) the deformation body ( 2 ) ends. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Deformationswiderstand und/oder die Zugfestigkeit der Querträger vom obersten Querträger (3.1) in Richtung des untersten Querträgers (3.4) stufenweise abnehmen.Bumper according to one of claims 1 to 4, characterized in that the deformation resistance and / or the tensile strength of the cross member of the uppermost cross member ( 3.1 ) in the direction of the lowest cross member ( 3.4 ) gradually decrease. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Deformationswiderstand des obersten Querträgers (3.1) sowie des untersten Querträgers (3.4) jeweils größer sind als der Deformationswiderstand des jeweiligen dazwischen angeordneten Querträgers (3.2, 3.3).Bumper according to one of claims 1 to 4, characterized in that the deformation resistance of the uppermost cross member ( 3.1 ) and the lowermost cross member ( 3.4 ) are each greater than the deformation resistance of the respective intermediate crossmember ( 3.2 . 3.3 ). Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der oberste Querträger (3.1) und der unmittelbar darunter angeordnete Querträger (3.2) zwischen den Deformationskörpern (2) lokal miteinander verbunden sind.Bumper according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least the uppermost cross member ( 3.1 ) and the directly below arranged cross member ( 3.2 ) between the deformation bodies ( 2 ) are locally connected to each other. Stoßfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest lokale Verbindung des obersten Querträgers (3.1) und des unmittelbar darunter angeordneten Querträgers (3.2) aus einer oder mehreren Rast- oder Schraubverbindungen (6) gebildet ist.Bumper according to claim 7, characterized in that the at least local connection of the uppermost cross member ( 3.1 ) and the immediately below arranged cross member ( 3.2 ) from one or more detent or screw connections ( 6 ) is formed. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der unterste Querträger (3.4) bezüglich seiner Querschnittsform von mindestens einem der anderen Querträger (3.1, 3.2, 3.3) unterscheidet.Bumper according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lowermost cross member ( 3.4 ) with respect to its cross-sectional shape of at least one of the other cross members ( 3.1 . 3.2 . 3.3 ) is different. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Querträger (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) mit Strukturschaum ausgeschäumt ist.Bumper according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one of the cross member ( 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 ) is foamed with structural foam.
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