DE102018109992A1 - Automotive bumper assembly and method of manufacture - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung 1 sowie Verfahren zu deren Herstellung. Die Stoßfängeranordnung 1 weist einen quer zu Längsträgern des Kraftfahrzeuges festlegbaren Querträger 2 und erste Deformationselemente 3, 4 auf, wobei jeweils ein erstes Deformationselement 3, 4 zwischen dem Querträger 2 und einem Längsträger eingegliedert ist. Der Querträger 2 besitzt einen mittleren Längenabschnitt 8, an den sich beidseitig, einteilig und werkstoffeinheitlich Endabschnitte 9, 10 anschließen. Der Querträger 2 ist aus einem Strangpressprofil aus Leichtmetall gefertigt. Erfindungsgemäß bilden die Endabschnitte 9, 10 zwei Deformationselemente 11, 12 aus, wobei sich jeder Endabschnitt 9, 10 unmittelbar oder mittelbar am Kraftfahrzeug abstützt.
The invention relates to a motor vehicle bumper assembly 1 and to methods for the production thereof. The bumper assembly 1 has a transversely to longitudinal members of the motor vehicle fixable cross member 2 and first deformation elements 3, 4, wherein in each case a first deformation element 3, 4 is incorporated between the cross member 2 and a longitudinal member. The cross member 2 has a central longitudinal section 8, to which end sections 9, 10 connect on both sides, one-piece and material-uniform. The cross member 2 is made of an extruded profile of light metal. According to the invention, the end sections 9, 10 form two deformation elements 11, 12, each end section 9, 10 being supported directly or indirectly on the motor vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung sowie Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to a motor vehicle bumper assembly and method for their preparation.
Stoßfängersysteme bzw. Stoßfängeranordnungen werden bei Kraftfahrzeugen standardmäßig sowohl front- als auch heckseitig eingebaut, um die Stoßenergie kleinerer Stöße abzufangen, so dass die eigentliche Tragstruktur des Kraftfahrzeugs möglichst nicht beschädigt wird. Eine Stoßfängeranordnung üblicher Ausführung besteht aus einem Querträger, der unter Eingliederung von Crashboxen quer zu den Längsträgern des Kraftfahrzeugrahmens festlegbar ist. Der Querträger dient dazu die aus einem Anprall resultierende Energie in die Crashboxen einzuleiten, wo die Stoßenergie überwiegend in Verformungsarbeit umgewandelt werden soll. Die Stoßfängeranordnung ist dabei so aufeinander abgestimmt, dass die Crashboxen jeweils möglichst mittig auf den Längsträgern des Kraftfahrzeuges sitzen und die Stoßenergie über den Querträger mit einem möglichst geringen Biegemoment in die Crashboxen und damit auch in die Längsträger eingeleitet wird.Bumper systems or bumper assemblies are installed in motor vehicles both front and rear as standard to intercept the impact energy of smaller shocks, so that the actual support structure of the motor vehicle is not damaged as possible. A bumper assembly of conventional design consists of a cross member, which is fixed transversely to the longitudinal members of the motor vehicle frame by inclusion of crash boxes. The cross beam serves to initiate the energy resulting from an impact in the crash boxes, where the impact energy is to be converted predominantly into deformation work. The bumper assembly is coordinated so that the crash boxes each sit as centrally as possible on the longitudinal members of the motor vehicle and the impact energy is introduced via the cross member with the lowest possible bending moment in the crash boxes and thus in the side members.
Durch die
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Weiterhin zählt durch die
Im Automobilbau besteht ein generelles Bestreben den zur Verfügung stehenden Bauraum bestmöglich auszunutzen sowie fertigungs- und montagetechnisch sowie gewichtsmäßig vorteilhafte Kraftfahrzeugkomponenten bereitzustellen. Diese Zielvorgaben sollen gleichzeitig im Einklang mit den hohen Anforderungen an die Sicherheitsstruktur eines Kraftfahrzeugs stehen. Zudem sind neue, strengere Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, die über Crashtests, wie dem sogenannten Pol-Test für Small Overlap-Lastfälle geprüft werden.In the automotive industry, there is a general endeavor to make the best possible use of the available installation space and to provide motor vehicle components which are advantageous in terms of production and assembly as well as by weight. At the same time, these targets should be consistent with the high safety requirements of a motor vehicle. In addition, new, stricter safety requirements have to be met, which are tested via crash tests, such as the so-called Pol test for small overlap load cases.
Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde eine fertigungs- und montagetechnischer verbesserte Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung mit hohem Energieabsorptionsvermögen auch bei nur einseitiger oder ungünstiger Lasteinwirkung (z. B. Small Overlap) aufzuzeigen, sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung anzugeben.The invention is therefore based on the prior art, the object of a manufacturing and assembly technology improved motor vehicle bumper assembly with high energy absorption capacity even with only one-sided or unfavorable load action (eg., Small overlap) show, and methods for producing such a motor vehicle bumper assembly specify.
Die Lösung des gegenständlichen Teils der Aufgabe besteht in einer Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung gemäß Anspruch 1.The solution of the objective part of the object consists in a motor vehicle bumper assembly according to
Verfahren zur Herstellung von Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnungen zeigen die Ansprüche 16 und 18 auf.Methods of manufacturing automotive bumper assemblies are set forth in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung bzw. der Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous embodiments of the motor vehicle bumper assembly according to the invention and the method for producing a motor vehicle bumper assembly are the subject of the dependent claims.
Eine Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung weist einen quer zu den Längsträgern eines Kraftfahrzeugs festlegbaren Querträger sowie erste Deformationselemente auf. Jeweils ein Deformationselement ist zwischen dem Querträger und einem Längsträger eingegliedert. Der Querträger besitzt einen mittleren Längenabschnitt, an den sich beidseitig einteilig und werkstoffeinheitlich Endabschnitte anschließen.A motor vehicle bumper arrangement has a cross member which can be fixed transversely to the longitudinal members of a motor vehicle, as well as first deformation elements. In each case a deformation element is incorporated between the cross member and a longitudinal member. The cross member has a middle Length section, connect to both sides in one piece and uniform material end sections.
Erfindungsgemäß sind die Endabschnitte des Querträgers als zweite Deformationselemente ausgebildet. Die zweiten Deformationselemente nehmen neben den ersten Deformationselementen an der Energieabsorption im Falle eines Crashs bzw. eines Anpralls teil.According to the invention, the end sections of the cross member are formed as second deformation elements. The second deformation elements take part in the energy absorption in the event of a crash or an impact in addition to the first deformation elements.
Die Auslegung der Endabschnitte als Deformationselemente erfolgt durch die geometrische Gestaltung der Endabschnitte und/oder durch eine gezielte Einstellung des Werkstoffgefüges bzw. der Werkstoffeigenschaften. Dies erfolgt insbesondere über eine Einstellung der Härte des Werkstoffes oder der Streckgrenze des Werkstoffes, ebenso wie der Duktilität und/oder der Zugfestigkeit.The design of the end sections as deformation elements is effected by the geometric design of the end sections and / or by a targeted adjustment of the material structure or the material properties. This is done in particular by adjusting the hardness of the material or the yield strength of the material, as well as the ductility and / or the tensile strength.
Die gezielte Ausbildung der Endabschnitte als Deformationselement kann insbesondere durch eine Wärmebehandlung, insbesondere eine partielle bzw. bereichsweise Wärmebehandlung der Endabschnitte erfolgen. Des Weiteren kann bei Verwendung eines Vergütungsstahls die Einstellung der Verformungseigenschaften der Deformationselemente durch ein zumindest partielles Vergüten der Endabschnitte erfolgen.The targeted formation of the end sections as a deformation element can be carried out in particular by a heat treatment, in particular a partial or regional heat treatment of the end sections. Furthermore, when using a tempering steel, the adjustment of the deformation properties of the deformation elements can be achieved by at least partial tempering of the end sections.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung sieht vor, dass jeder Endabschnitt unmittelbar oder mittelbar am Kraftfahrzeug abgestützt ist. Insbesondere kann eine Abstützung der Endabschnitte der zweiten Deformationselemente mittelbar oder unmittelbar über eine Flanschplatte erfolgen. Insbesondere stützen sich auch die ersten Deformationselemente längsträgerseitig an dieser Flanschplatte ab.An advantageous embodiment of the motor vehicle bumper arrangement according to the invention provides that each end section is supported directly or indirectly on the motor vehicle. In particular, a support of the end portions of the second deformation elements can be effected indirectly or directly via a flange plate. In particular, the first deformation elements are also supported on the side of the flange on this flange plate.
Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Endabschnitte vom mittleren Längenabschnitt ausgehend in Richtung zum Kraftfahrzeug abgekrümmt sind.One aspect of the invention provides that the end sections are curved starting from the central longitudinal section in the direction of the motor vehicle.
In diesem Zusammenhang ist des Weiteren vorteilhaft, wenn jeder Endabschnitt einen sich an den mittleren Längenabschnitt anschließenden Bogenabschnitt und einen Stützabschnitt aufweist. Der Stützabschnitt ist am freien Ende eines Endabschnitts vorgesehen und stützt sich zumindest mittelbar, vorzugsweise aber unmittelbar am Kraftfahrzeug bzw. Komponenten des Kraftfahrzeugs ab.In this context, it is furthermore advantageous if each end section has an arc section adjoining the middle longitudinal section and a support section. The support section is provided at the free end of an end section and is supported at least indirectly, but preferably directly on the motor vehicle or components of the motor vehicle.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Stützabschnitt im Wesentlichen parallel zur Längsachse des benachbarten ersten Deformationselements ausgerichtet ist.Another aspect provides that the support portion is aligned substantially parallel to the longitudinal axis of the adjacent first deformation element.
Der Stützabschnitt dient insbesondere dem gezielten Abbau von Crashenergie durch zielgerichtete plastische Verformung.The support section is used in particular for the targeted reduction of crash energy through targeted plastic deformation.
Möglich ist es auch, dass die Endabschnitte einen horizontal geneigten Verlauf ihrer Längsachse aufweisen. In diesem Fall bewirkt der Endabschnitt eine Lastverteilung bzw. Lastweiterleitung in einen oberen oder unteren Lastpfad der Stoßfängeranordnung oder des Fahrzeugs. Die gesamte Stoßfängeranordnung wird dadurch robuster, insbesondere für ungünstige Aufprallsituationen beim Crash (Small Overlap).It is also possible that the end portions have a horizontally inclined course of their longitudinal axis. In this case, the end portion effects load sharing in an upper or lower load path of the bumper assembly or the vehicle. As a result, the entire bumper arrangement becomes more robust, in particular for unfavorable crash situations in the event of a crash (small overlap).
Eine Ausgestaltungsvariante eines Endabschnitts sieht vor, dass der Endabschnitt U-förmig gekrümmt ist. An den sich an den mittleren Längenabschnitt anschließenden Bogenabschnitt schließt sich ein Stützabschnitt an, der zum ersten Deformationselement hin gerichtet ist. Der Endabschnitt stützt sich dann mit einer Außenfläche des Stützabschnitts am Kraftfahrzeug, insbesondere einer am Kraftfahrzeug festgelegten Flanschplatte ab.An embodiment variant of an end section provides that the end section is U-shaped curved. At the adjoining the middle longitudinal section arc section is followed by a support section, which is directed to the first deformation element. The end section then rests against an outer surface of the support section on the motor vehicle, in particular a flange plate fixed on the motor vehicle.
Besonders vorteilhaft ist im Rahmen der Erfindung ein Querträger anzusehen, der aus einem Strangpressprofil, insbesondere einem Leichtmetall-Strangpressprofil gefertigt ist. Vorzugsweise ist der Querträger aus einem Mehrkammerprofil gebildet bzw. weist ein Mehrkammerprofil auf.It is particularly advantageous in the context of the invention to consider a cross member, which is made of an extruded profile, in particular a light metal extruded profile. Preferably, the cross member is formed from a multi-chamber profile or has a multi-chamber profile.
Die Crashperformance und das Energieabsorptionsvermögen kann des Weiteren durch eine Auslegung des Querschnittsverlaufes des Querträgers und hier insbesondere der Endabschnitte ausgelegt werden. Hierzu ist vorgesehen, dass die Endabschnitte einen vom mittleren Längenabschnitt abweichenden Querschnittsverlauf besitzen. Insbesondere kann sich die Höhe und Breite des Endabschnitts gegenüber dem Querschnittsverlauf im mittleren Längenabschnitt verjüngen. Dies gilt zumindest für den Bogenabschnitt, wobei der Stützabschnitt wiederum die ursprüngliche Querschnittsform aufweisen kann.The crash performance and the energy absorption capacity can furthermore be designed by an interpretation of the cross-sectional profile of the cross member and in particular the end portions. For this purpose, it is provided that the end sections have a deviating from the central longitudinal section cross-sectional shape. In particular, the height and width of the end section can taper in relation to the cross-sectional profile in the middle longitudinal section. This applies at least to the curved portion, wherein the support portion may in turn have the original cross-sectional shape.
Wie bereits erwähnt ist ein erfindungswesentlicher Aspekt, dass neben den ersten Deformationselementen die Endabschnitte des Querträgers zweite Deformationselemente bilden. Dies kann, wie bereits ausgeführt, durch eine Auslegung der Endabschnitte über ihre Werkstoffkennwerte erfolgen. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass der Querträger Bereiche aufweist, welche eine voneinander verschiedene Festigkeit besitzen. Hierdurch kann dem Querträger und der Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung ein definiertes Deformationsverhalten gegeben werden.As already mentioned, an aspect essential to the invention is that, in addition to the first deformation elements, the end sections of the cross member form second deformation elements. This can, as already stated, be done by an interpretation of the end sections on their material properties. In this context, it is provided that the cross member has portions which have a different strength from each other. As a result, a defined deformation behavior can be given to the cross member and the motor vehicle bumper assembly.
Vorzugsweise weist der mittlere Längenabschnitt des Querträgers eine 0,2%-Dehngrenze Rp0,2 von größer oder gleich 250 MPa auf, wohingegen die Endabschnitte eine 0,2%-Dehngrenze Rp0,2 von kleiner 200 MPa besitzen. Hierbei können sich zwischen dem mittleren Längenabschnitt und den Endabschnitten Übergangsabschnitte eingliedern mit einem stufenweisen oder kontinuierlichen Übergang.Preferably, the average length of the cross member has a 0.2% proof stress R p0.2 of greater than or equal to 250 MPa, whereas the end portions have a 0.2% proof stress R p0.2 of less than 200 MPa. In this case, between the central longitudinal section and the end sections transition sections can integrate with a gradual or continuous transition.
Eine Alternative sieht vor, dass insbesondere die bogenförmig gekrümmten Bogenabschnitte zwischen dem mittleren Längenabschnitt und den Endabschnitten der zweiten Deformationselemente eine gegenüber dem mittleren Längenabschnitt und optional dem Endabschnitt reduzierte Werkstofffestigkeit, insbesondere geringere Dehngrenze besitzen. In den Übergangsabschnitten ist die Duktilität höher als im mittleren Längenabschnitt des Querträgers. Das heißt, die Übergangsabschnitte können sich unter einer mechanischen Belastung plastisch verformen bis der mittlere Längenabschnitt und die Enden der Endabschnitte die aus einem Crash resultierende Hauptlast übernehmen.An alternative provides that, in particular, the arc-shaped arcuate arc sections between the central longitudinal section and the end sections of the second deformation elements have a reduced material strength, in particular a lower yield strength, than the central longitudinal section and optionally the end section. In the transition sections the ductility is higher than in the middle section of the cross member. That is, the transition sections can plastically deform under a mechanical load until the middle section and ends of the end sections take over the crash resulting in a major load.
Eine vorteilhafte Maßnahme zur Beeinflussung des Deformationsverhaltens des Querträgers sieht vor, dass dieser bereichsweise wärmebehandelt ist. Hierbei kann der Querträger gezielt in bestimmten Bereichen, zumindest aber im mittleren Längenabschnitt, gehärtet oder durch eine Wärmebehandlung mit erhöhter Temperatur in seiner Festigkeit reduziert werden. Insbesondere weisen die ersten und zweiten Deformationselemente ein aufeinander abgestimmtes Deformationsverhalten auf, so dass diese zeitgleich beim Crash verformt werden.An advantageous measure for influencing the deformation behavior of the cross member provides that this region is heat treated. Here, the cross member can be selectively cured in certain areas, but at least in the middle section, or reduced by a heat treatment at elevated temperature in its strength. In particular, the first and second deformation elements have a mutually coordinated deformation behavior, so that they are deformed simultaneously during the crash.
Weiterhin ist vorgesehen, dass sowohl das erste Deformationselement und/oder das zweite Deformationselement Solldeformationsstellen aufweist. Dies kann beispielsweise durch Einbringung von Sicken bzw. Verprägungen oder Ausnehmungen erfolgen. Des Weiteren ist es möglich, eine Solldeformationsstelle in den Deformationselementen durch eine Wärmebehandlung der Deformationselemente zu erzeugen.Furthermore, it is provided that both the first deformation element and / or the second deformation element has predetermined deformation points. This can be done for example by introducing beads or stampings or recesses. Furthermore, it is possible to produce a desired deformation point in the deformation elements by a heat treatment of the deformation elements.
Ein vorteilhafter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass eine Flanschplatte vorgesehen ist, an welcher sich das längsträgerseitige Ende des ersten Deformationselementes und der Stützabschnitt des Endabschnitts des zweiten Deformationselementes abstützt.An advantageous aspect of the invention provides that a flange plate is provided on which the longitudinal carrier-side end of the first deformation element and the support section of the end section of the second deformation element are supported.
Die Abstützung des zweiten Deformationselementes an der Flanschplatte erfolgt unmittelbar oder mittelbar. Hierbei kann das zweite Deformationselement mit der Flanschplatte fügetechnisch verbunden werden. Dies kann beispielsweise durch Schraubbolzen oder eine Schweißung erfolgen.The support of the second deformation element on the flange plate is directly or indirectly. Here, the second deformation element can be joined by joining technology with the flange plate. This can be done for example by bolts or a weld.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Flanschplatte sieht vor, dass diese stranggepresst ist. Insbesondere ist auch die Flanschplatte aus einem Leichtmetallstrangpressprofil gebildet.An advantageous embodiment of the flange plate provides that this is extruded. In particular, the flange plate is formed from a light metal extruded profile.
Im Rahmen der Erfindung wird eine Aluminiumlegierung als besonders vorteilhafter Werkstoff angesehen. Bevorzugt besteht der Querträger und/oder auch die Flanschplatten aus einer Aluminiumlegierung, insbesondere einer Aluminium-Knet-Legierung. Hier werden insbesondere Aluminiumlegierungen bzw. Aluminium-Magnesium-Knet-Legierungen der 6000er-Gruppe, 6xxx mit den Hauptlegierungselementen Magnesium (Mg) und Silicium (Si) sowie der 7000er-Gruppe, 7xxx mit dem Hauptlegierungselement Zink (Zn) angesehen.In the context of the invention, an aluminum alloy is considered to be a particularly advantageous material. Preferably, the cross member and / or the flange plates of an aluminum alloy, in particular an aluminum-Knet alloy. In particular, aluminum alloys or aluminum-magnesium-kneading alloys of the 6000 group, 6xxx with the main alloying elements magnesium (Mg) and silicon (Si) as well as the 7000 group, 7xxx with the main alloying element zinc (Zn) are considered here.
Aluminium-Magnesium-Silicium-Legierungen der 6000er-Gruppe weisen Silicium (Si) und Magnesium (Mg) um 1% auf und sind gut schweißbar sowie strangpressbar.Aluminum-magnesium-silicon alloys of the 6000 group have silicon (Si) and magnesium (Mg) of 1% and are well weldable and extrudable.
Eine Aluminium-Knet-Legierung der 7000er-Gruppe weist einen Zinkgehalt von 0,8% bis 12% auf und besitzt eine hohe bis sehr hohe Festigkeit.An aluminum kneading alloy of the 7000 group has a zinc content of 0.8% to 12% and has a high to very high strength.
Besonders vorteilhaft weist die Flanschplatte einen zum ersten Deformationselement und zum zweiten Deformationselement gerichteten Fügeabschnitt auf. Der Fügeabschnitt ist materialeinheitlich, einstückiger Bestandteil der stranggepressten Flanschplatte. Der Fügeabschnitt dient zum form- und/oder kraftschlüssigen Fügen des ersten Deformationselementes und/oder des zweiten Deformationselementes mit der Flanschplatte. Der Fügeabschnitt umfasst insbesondere ein zu den ersten Deformationselementen parallel verlaufenden als Wand ausgebildeten Fügeabschnitt.Particularly advantageously, the flange plate has a joining section directed toward the first deformation element and the second deformation element. The joining section is of uniform material, integral part of the extruded flange plate. The joining section is used for positive and / or non-positive joining of the first deformation element and / or the second deformation element with the flange plate. The joining section comprises, in particular, a joining section running parallel to the first deformation elements and designed as a wall.
Eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung ist einfach in ihrem Aufbau, jedoch von hoher Effizienz. Dies gilt nicht nur für das Energieabsorptionsvermögen, sondern auch, was die Fertigung anbelangt, ebenso für die Leichtbauweise. Daneben ist hervorzuheben, dass die Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung, insbesondere hinsichtlich der Verbindung zwischen Querträger und ersten Deformationselementen sowie der zweiten Deformationselemente zur Kraftfahrzeugstruktur, insbesondere den längsträgerseitigen Flanschplatten, mit nur wenigen stoffschlüssigen Fügeverbindungen auskommt. Zur Fügung kommen insbesondere Schraubverbindungen oder Schweißverbindungen zur Anwendung. Wegen der geringen Fügestellung ist die Riss- und/oder Korrosionsanfälligkeit reduziert. Die Produktivität ist hoch und Montagekosten im Vergleich zu anderen Ausgestaltungen günstiger.A motor vehicle bumper assembly according to the invention is simple in construction, but of high efficiency. This applies not only to the energy absorption capacity, but also in terms of manufacturing, as well as the lightweight construction. In addition, it should be emphasized that the motor vehicle bumper arrangement, in particular with regard to the connection between the cross member and the first deformation elements and the second deformation elements to the motor vehicle structure, in particular the longitudinal carrier side flange plates, requires only a few integral joining connections. In addition, in particular screw or welded joints are used. Due to the low joining position, the susceptibility to cracking and / or corrosion is reduced. The productivity is high and installation costs cheaper compared to other designs.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung ist gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- - Herstellung eines Querträgers aus einem stranggepressten Ausgangsprofil, wozu
- - ein stranggepresstes Ausgangsprofils bereitgestellt wird, welches einen Steg und zwei Schenkel aufweist, wobei sich endseitig an die Schenkel auswärts gerichtete Flansche anschließen;
- - die Flansche im Bereich der Endabschnitte des Ausgangsprofils entfernt werden;
- - zumindest Schenkelabschnitten der Schenkel im Bereich der Endabschnitte des Ausgangsprofils entfernt werden;
- - die Endabschnitte bogenförmig umgeformt werden;
- - Fügen von ersten Deformationselementen mit dem Querträger und Fügen von jeweils einer Flanschplatte mit einem Deformationselement.
- - Production of a cross member of an extruded output profile, including
- - An extruded Ausgangsprofils is provided, which has a web and two legs, with the ends adjoin the legs outwardly directed flanges;
- - The flanges are removed in the region of the end portions of the initial profile;
- - At least leg portions of the legs are removed in the region of the end portions of the initial profile;
- - The end portions are transformed arcuately;
- - Joining of first deformation elements with the cross member and joining each of a flange plate with a deformation element.
Unmittelbar im Anschluss oder zeitlich nachgelagert auch an anderer Betriebsstätte können dann Flanschplatten mit den Endabschnitten des Querträgers gefügt werden.Immediately afterwards or later, also at another site, flange plates can be joined to the end sections of the crossbeam.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung besteht in einem Verfahren mit folgenden Schritten:
- - Herstellung eines Querträgers aus einem stranggepressten Ausgangsprofil, wozu
- - ein stranggepresstes Ausgangsprofils bereitgestellt wird, welches einen Steg und zwei Schenkel aufweist, wobei sich endseitig an die Schenkel auswärts gerichtete Flansche anschließen;
- - die Flansche im Bereich der Endabschnitte des Ausgangsprofils zwischen einem Mittelabschnitt des Ausgangsprofils und den Enden des Ausgangsprofils bereichsweise entfernt werden, so dass an den Enden Flanschfahnen bestehen bleiben;
- - die Endabschnitte umgeformt werden, wobei der Steg in Richtung zu den Flanschen eingedrückt und die Schenkel bogenförmig auswärts geformt werden;
- - die Endabschnitte gebogen und U-förmig umgeformt werden;
- - Fügen von ersten Deformationselementen und Flanschplatten mit dem Querträger;
- - Verbinden der Flanschfahnen mit den Flanschplatten.
- - Making a cross member of an extruded output profile, including
- - An extruded Ausgangsprofils is provided, which has a web and two legs, with the ends adjoin the legs outwardly directed flanges;
- - The flanges are removed in areas in the region of the end portions of the initial profile between a central portion of the initial profile and the ends of the initial profile, so that remain at the ends of flange vanes;
- - The end portions are formed, wherein the web is pressed in the direction of the flanges and the legs are formed arcuately outward;
- - The end sections are bent and U-shaped transformed;
- - Adding first deformation elements and flange plates with the cross member;
- - Connecting the flange lugs with the flange plates.
Die erfindungsgemäßen Verfahren ermöglichen eine fertigungstechnisch vorteilhafte Herstellung von Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnungen mit sehr hohem Energieabsorptionsvermögen und verbesserter Crashperformance.The methods according to the invention enable production-advantageous production of motor vehicle bumper arrangements with very high energy absorption capacity and improved crash performance.
Die Endabschnitte des Querträgers können zumindest bereichsweise wärmebehandelt werden. Dies kann am Ausgangsprofil des Querträgers oder am fertig umgeformten und mechanisch bearbeiteten Querträger erfolgen.The end portions of the cross member may be heat treated at least partially. This can be done on the output profile of the cross member or on the finished formed and machined cross member.
Wiederum vorteilhaft werden die Endabschnitte des Querträgers mit Soll-Deformationsstellen versehen.Again advantageously, the end portions of the cross member are provided with predetermined deformation points.
Erfindungswesentlich sind die Endabschnitte des Querträgers als zweite Deformationselemente ausgebildet, die sich an der Kraftfahrzeugstruktur zumindest mittelbar abstützen. Neben den zweiten Deformationselementen sind erste Deformationselemente in Form von Crashboxen zwischen dem Querträger und der Kraftfahrzeugstruktur eingegliedert, insbesondere den Längsträgern. Damit wird eine Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung geschaffen mit verbessertem Energieabsorptionsvermögen auch bei ungünstiger Lasteinwirkung, welche fertigungs- und montagetechnisch vorteilhaft ist. Darüber hinaus besitzt die Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung Einsparpotential an Gewicht. Auch hinsichtlich der Lebensdauer ist eine Verbesserung zu erwarten, da die Anbindung der Deformationselemente an den Flanschplatten sehr gut herstellbar und gut zugänglich ist.Essential to the invention, the end portions of the cross member are formed as second deformation elements, which are supported at least indirectly on the motor vehicle structure. In addition to the second deformation elements, first deformation elements in the form of crash boxes are incorporated between the cross member and the motor vehicle structure, in particular the longitudinal members. Thus, a motor vehicle bumper assembly is created with improved energy absorption capacity even with unfavorable load effect, which is manufacturing and assembly technology advantageous. In addition, the motor vehicle bumper assembly has savings potential in weight. An improvement is also to be expected with regard to the service life, since the connection of the deformation elements to the flange plates can be produced very easily and is easily accessible.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung in einer Draufsicht; -
2 die Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung gemäß derDarstellung von 1 in einer Perspektive; -
3 einen Endabschnitt eines Querträgers einer Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung gemäß derDarstellung von 1 in einer Ansicht von hinten; -
4 einen seitlichen Ausschnitt der Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung mit einer Darstellung der Befestigung des ersten Deformationselementes und des zweiten Deformationselementes an einer Flanschplatte; -
5 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung in einer perspektivischen Darstellung; -
6 den Endbereich der Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung gemäß 5 ; -
7 eine perspektivische Darstellung einer Flanschplatte; -
8 die Herstellung eines Querträgers einer Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung in 6 Verfahrensstadien; -
9 in einer Draufsicht eine Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung entsprechend der Darstellung der5 und6 vor einem Anprall; -
10 die Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung gemäß der9 während eines Anpralls und -
11 einen Ausschnitt aus der Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung mit der Darstellung des seitlichen Anbindungsbereiches nach einem Anprall.
-
1 a first embodiment of a motor vehicle bumper assembly according to the invention in a plan view; -
2 the motor vehicle bumper assembly according to the illustration of1 in a perspective; -
3 an end portion of a cross member of an automotive bumper assembly according to the illustration of1 in a view from behind; -
4 a side section of the motor vehicle bumper assembly with a representation of the attachment of the first deformation element and the second deformation element to a flange plate; -
5 a second embodiment of a motor vehicle bumper assembly according to the invention in a perspective view; -
6 the end portion of the motor vehicle bumper assembly according to5 ; -
7 a perspective view of a flange plate; -
8th the production of a cross member of a motor vehicle bumper assembly in 6 process stages; -
9 in a plan view of a motor vehicle bumper assembly according to the illustration of5 and6 before a crash; -
10 the motor vehicle bumper assembly according to the9 during a crash and -
11 a detail of the motor vehicle bumper assembly with the representation of the lateral connection area after an impact.
Anhand der
Die Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung
Die Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung
Jeweils ein erstes Deformationselement
Der Querträger
In der hier dargestellten Ausführungsform stoßen sowohl die ersten Deformationselemente
Zur Herstellung des Querträgers
Die Flansche
Das Entfernen der Flansche
Anschließend werden die Endabschnitte
Nach einer gegebenenfalls notwendigen Endkonfektionierung des Querträgers
Die Endabschnitte
Der Querträger
In der
Die Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung
Der Querträger
An der Flanschplatte
Der Querträger
Das Querschnittsprofil des Querträgers
Die Flanschplatte
Das zweite Deformationselement
Zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung
Zur Herstellung des Querträgers
Die Flansche
Die Endabschnitte
Vorzugsweise werden zunächst die ersten Deformationselemente
Die Ausbildung der Endabschnitte
Durch den bogenförmigen Verlauf der Endabschnitte
Ein typischer Crashverlauf ist anhand der
Die Kraftfahrzeug-Stoßfängeranordnung
Die Ausgestaltung, wie in den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 -1 -
- Kraftfahrzeug-StoßfängeranordnungAutomotive bumper assembly
- 2 -2 -
- Querträgercrossbeam
- 3 -3 -
- Erstes DeformationselementFirst deformation element
- 4 -4 -
- Erstes DeformationselementFirst deformation element
- 5 -5 -
- Anbindungsbereichconnecting region
- 6 -6 -
- Flanschplattenflange plates
- 7 -7 -
- Montageöffnungmounting hole
- 8 -8th -
- Mittlerer LängenabschnittMiddle length section
- 9 -9 -
- Endabschnittend
- 10 -10 -
- Endabschnittend
- 11 -11 -
- Zweites DeformationselementSecond deformation element
- 12 -12 -
- Zweites DeformationselementSecond deformation element
- 13 -13 -
- Bogenabschnittarc section
- 14 -14 -
- Stützabschnittsupport section
- 15 -15 -
-
freies Ende von
14 free end of14 - 16 -16 -
- Schraubverbindungenscrew
- 17 -17 -
- Stegweb
- 18 -18 -
- Schenkelleg
- 19 -19 -
- Flanscheflanges
- 20 -20 -
- Schenkelabschnitteleg sections
- 21 -21 -
-
Ende von
3 ,4 End of3 .4 - 22 -22 -
- SolldeformationsstellePredetermined deformation point
- 23 -23 -
- Kraftfahrzeug-StoßfängeranordnungAutomotive bumper assembly
- 24 -24 -
- Querträgercrossbeam
- 25 -25 -
- Erstes DeformationselementFirst deformation element
- 26 -26 -
- Erstes DeformationselementFirst deformation element
- 27 -27 -
- Mittlerer LängenabschnittMiddle length section
- 28 -28 -
- Endabschnittend
- 29 -29 -
- Endabschnittend
- 30 -30 -
- Zweites DeformationselementSecond deformation element
- 31 -31 -
- Zweites DeformationselementSecond deformation element
- 32 -32 -
- Bogenabschnittarc section
- 33 -33 -
- Stützabschnittsupport section
- 34 -34 -
- Flanschplatteflange
- 35 -35 -
- Außenflächeouter surface
- 36 -36 -
- Längsträgerseitiges EndeSide member end
- 37 -37 -
- Anbindungsabschnittconnecting section
- 38 -38 -
- Schraubbolzenverbindungscrew bolt
- 39 -39 -
- Stegweb
- 40 -40 -
- Schenkelleg
- 41 -41 -
- Flanscheflanges
- 42 -42 -
- Stirnwandbulkhead
- 43 -43 -
- FlanschfahneFlanschfahne
- 44 -44 -
- FügeabschnittAdd section
- 45 -45 -
- FügeabschnittAdd section
- 46 -46 -
- Stegweb
- 47 -47 -
- Montageöffnungmounting hole
- 48 -48 -
- Schraubverbindungscrew
- 49 -49 -
- Schweißnähtewelds
- 50 -50 -
- Außenwandouter wall
- 51 -51 -
- Schweißverbindung welded joint
- H -H -
- Hindernisobstacle
- 24' -24 '-
- Ausgangsprofiloutput profile
- 28' -28 '-
- Endabschnittend
- 29' -29 '-
- Endabschnittend
- 39' -39 '-
- Stegweb
- 40' -40 '-
- Schenkelleg
- 41' -41 '-
- Flanscheflanges
- 43' -43 '-
- FlanschfahnenFlanschfahnen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 8690207 B2 [0004]US 8690207 B2 [0004]
- EP 2322387 B1 [0005]EP 2322387 B1 [0005]
- US 2012/0091742 A1 [0006]US 2012/0091742 A1 [0006]
- DE 102010014999 C5 [0006]DE 102010014999 C5 [0006]
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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