DE19603954A1 - Impact-resisting bumper for motor car - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Prallträger für ein Kraftfahr zeug. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf Verfahren zur Herstellung derartiger Prallträger.The invention relates to an impact beam for a motor vehicle stuff. The invention also relates to methods for Production of such impact beams.
Prallträger dienen zur Verstärkung des Fahrzeug-Frontends und bewirken eine Energieabsorption bei einem frontalen Aufprall. Sie sind üblicherweise über Aufpralldämpfer und Längsträger mit der Fahrgastzelle verbunden. Außerdem werden an den Prallträgern verschiedene Anbauteile befestigt.Impact carriers serve to reinforce the vehicle front end and cause energy absorption in the event of a frontal impact. They are usually via impact absorbers and side members connected to the passenger compartment. In addition, the Baffle beams attached various attachments.
Bekannte Prallträger sind als einteilige Biegeträger ausge staltet, wobei sowohl zur Anpassung des Trägers an die Fahr zeugaußenkontur als auch zur Verstärkung der Eckbereiche des Stoßfängers die Randbereiche durch formgebende Verfahren (z. B. durch Streckbiegen, Stanzumformen, spanende Bearbeitung etc.) umgeformt sind.Known impact beams are designed as one-piece bending beams stalten, both to adapt the carrier to the driving outer mold contour as well as to reinforce the corner areas of the Bumper the edge areas by shaping processes (e.g. by stretch bending, stamping, machining) etc.) are transformed.
Nachteilig ist bei bekannten Prallträgern vor allem, daß ihre Herstellung relativ aufwendig und damit kostenintensiv ist. Insbesondere bei der Einführung neuer Fahrzeugtypen und dem Einsatz unterschiedlicher Varianten entstehen hohe Kosten durch Neuentwicklungen, Werkzeugänderungen, Anschaffung neuer Werkzeuge, Änderung von Montage- oder Schweißvorrichtungen etc.A disadvantage of known impact beams is that their Manufacturing is relatively complex and therefore expensive. Especially when introducing new vehicle types and the Using different variants results in high costs through new developments, tool changes, acquisition of new ones Tools, modification of assembly or welding devices Etc.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prallträger anzugeben, mit dem eine exakte Anpassung der Geometrie an das gewünschte Aufprallverhalten und an die vorgegebene Fahrzeug außenkontur auf einfache und damit kostengünstige Weise mög lich ist. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Prallträgers offenbart werden.The invention has for its object a baffle specify with which an exact adaptation of the geometry to the desired impact behavior and to the specified vehicle outer contour possible in a simple and therefore inexpensive manner is. Furthermore, a method for producing a such impact beam are disclosed.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Prallträgers erfindungs gemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des An spruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst. Weitere, beson ders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.This task is fiction, invention regarding the impact beam according to the characteristics of the characterizing part of the An claim 1 and according to the method according to the invention solved by the features of claim 15. Further, esp disclose advantageous embodiments of the invention the subclaims.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, den Prallträger aus einem im wesentlichen geraden oder leicht gebogenen Biegeträger und zwei separaten Endteilen zusam menzusetzen. Dabei kann der Biegeträger für eine Vielzahl von Kraftfahrzeugtypen verwendet werden, wohingegen die Endteile jeweils an die konkrete Geometrie eines Fahrzeugtyps angepaßt werden.The invention is essentially based on the idea that Impact beam made of an essentially straight or light bent bending beam and two separate end parts together to put. The bending beam can be used for a variety of Motor vehicle types are used, whereas the end parts each adapted to the specific geometry of a vehicle type will.
Eine derartige Geometrieanpassung, aber auch eine Anpassung an das Aufprallverhalten im vorderen seitlichen Bereich des Prallträgers kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß die Endteile als Hohlprofilteile durch Strangpressen her gestellt werden, wobei das Profil sich quer zur Mittelachse des Endteiles erstreckt. Dadurch können insbesondere auf ein fache Weise Versteifungsrippen in das Hohlprofil eingebracht werden, so daß sich ein kammerförmiger Aufbau des jeweiligen Hohlprofils ergibt. Such a geometry adjustment, but also an adjustment the impact behavior in the front lateral area of the The impact beam can be easily achieved by that the end parts as hollow profile parts by extrusion be made, the profile being transverse to the central axis extends of the end part. This allows in particular on a stiffening ribs introduced into the hollow profile be, so that there is a chamber-shaped structure of each Hollow profile results.
Bei einer erfinderischen Weiterbildung sind die Endteile als Aufpralldämpfer (Crashbox) ausgestaltet. Da die Crashbox zwischen Biegeträger und Fahrzeuglängsträger eingebracht werden muß, müssen die Endteile derart ausgebildet sein, daß die Mittelachse des jeweiligen Endteiles einen bogenförmigen Verlauf von 90° aufweist.In an inventive development, the end parts are as Impact absorber (crash box) designed. Because the crashbox inserted between the bending beam and vehicle side member must be, the end parts must be designed such that the central axis of the respective end part is arcuate Has course of 90 °.
Zur Befestigung der Endteile an dem Biegeträger werden die Endteile derart ausgestaltet, daß sie in die Endbereiche des Biegeträgers einsteckbar sind. Zur Vormontage werden daher die Endteile zunächst teilweise in die Endbereiche des Bie geträgers gesteckt. Durch eine keilförmige Profilwandung ist ein spielfreier Sitz der Endteile gewährleistet. Anschließend erfolgt dann die Endmontage durch Verschrauben der Endteile mit dem Biegeträger, wobei die eigentliche Befestigung der Endteile durch ein mittels der jeweiligen Befestigungsschrau be bewirktes Verklemmen zwischen den Innenflächen des Biege trägers erfolgt. Eine zusätzliche Montagevorrichtung ist hierzu nicht erforderlich.To attach the end parts to the bending beam, the End parts designed such that they in the end regions of the Bend carrier are insertable. Therefore, for pre-assembly the end parts initially partially in the end areas of the bie plugged in. Through a wedge-shaped profile wall a play-free fit of the end parts is guaranteed. Subsequently the final assembly is then carried out by screwing the end parts together with the bending beam, the actual attachment of the End parts by means of the respective fastening screw be caused jamming between the inner surfaces of the bend carrier takes place. An additional mounting device is not necessary for this.
Die erfindungsgemäßen Prallträger sind modular austauschbar (Baukastensystem für neue Fahrzeugtypen und -varianten mög lich). Außerdem sind die Endteile einzeln austauschbar bzw. wiederverwendbar (z. B. nach einem Unfall). Durch eine ent sprechende Profilgestaltung der Endteile kann eine seitliche Aussteifung des Stoßfängers auf einfache und kostengünstige Weise (Strangpressen und Ablängen der Teile) erreicht werden. Ferner erfolgt durch die in die Endbereiche des Biegeträgers reichenden Teile der Endteile eine Versteifung in diesen Be reichen. Dieses ist besonders vorteilhaft, weil üblicherweise in diesen Bereichen auch die Anbindungen der Längsträger bzw. der Aufpralldämpfer an den Prallträger erfolgen.The impact carriers according to the invention are modularly interchangeable (Modular system possible for new vehicle types and variants Lich). In addition, the end parts can be replaced individually or reusable (e.g. after an accident). By an ent speaking profile design of the end parts can be a lateral Bracing the bumper to simple and inexpensive Way (extrusion and cutting to length of the parts) can be achieved. It also takes place in the end regions of the bending beam reaching parts of the end parts a stiffening in these Be pass. This is particularly advantageous because it is usually in these areas also the connections of the side members or the impact absorber to the impact beam.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs beispielen. Es zeigen:Further details and advantages of the invention emerge from the following embodiment explained with reference to figures examples. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungs beispieles eines erfindungsgemäßen Prallträgers; Fig. 1 is a perspective view of a first embodiment example of an impact beam according to the invention;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf ein Ende des in Fig. 1 dargestellten Prallträgers vor dem Einstecken eines End teiles; Figure 2 is a perspective view of one end of the impact beam shown in Figure 1 before inserting an end part.
Fig. 3 den Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Prallträgers im Bereich seines Endes mit einem als Aufpralldämpfer ausgebildeten Endteil; Fig. 3 is a longitudinal section of a second embodiment of an impact beam in the region of its end with a configured as a crash cushion end portion;
Fig. 4 und Fig. 5 zwei weitere Ausführungsbeispiele von Prall trägern, wobei die Endteile sowohl als Aufpralldämpfer ausgebildet als auch an die vorgegebene Fahrzeugaußen kontur angepaßt sind; . Figs. 4 and 5 shows two further embodiments of impingement carriers, wherein the end parts are adapted to the contour and to the predetermined vehicle designed both as Outdoor crash cushion;
Fig. 6 ein Fig. 5 entsprechendes Ausführungsbeispiel, wobei ein Teil der Kammern des Endteiles mit einem energieabsor bierenden Schaum ausgefüllt ist und Fig. 6 is a Fig. 5 corresponding embodiment, wherein part of the chambers of the end part is filled with an energy absorbing foam and
Fig. 7 ein aus einem Rollprofil hergestellter Biegeträger. Fig. 7 is a bending beam made from a roll profile.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein erfindungsgemäßer Prallträ ger bezeichnet, der sich aus einem geraden Biegeträger 2 und zwei seitlich angeordneten stranggepreßten Endteilen 3, 4 zusammensetzt. Sowohl bei dem Biegeträger 2 als auch bei den Endteilen 3, 4 handelt es sich um Hohlprofile. Im Falle der Endteile 3, 4 ist ein aus mehreren Kammern 5 bestehendes Pro fil quer zur Mittelachse 6 (vgl. Fig. 2) angeordnet. Derartige Hohlprofile werden durch einfaches Ablängen eines entspre chenden Profilstranges hergestellt.In Figs. 1 and 2 is designated with 1 ger an inventive Prallträ composed of a straight bending beam 2 and two laterally disposed extruded end portions 3, 4. Both the bending beam 2 and the end parts 3 , 4 are hollow profiles. In the case of the end parts 3 , 4 , a profile consisting of several chambers 5 is arranged transversely to the central axis 6 (cf. FIG. 2). Such hollow profiles are made by simply cutting a corre sponding profile strand.
Die Befestigung der Endteile 3, 4 erfolgt dadurch, daß ihre dem Biegeträger 2 zugewandten Enden 7 (Fig. 2) in die entspre chenden Ausnehmungen 8 der Endbereiche 9, 10 des Biegeträgers 2 gesteckt und anschließend mit in Fig. 1 nur schematisch an gedeuteten Befestigungsschrauben 11, 12 verschraubt werden, wobei ein Verklemmen der Endteile 3, 4 zwischen den Innen flächen des Biegeträgers 2 erfolgt. Um dabei einen spiel freien Sitz der Endteile 3, 4 in dem Biegeträger 2 zu ge währleisten, ist die entsprechende Profilwand 15 der Endteile 3, 4 und/oder des Biegeträgers 2 vorzugsweise keilförmig aus gestaltet.The attachment of the end portions 3, 4 takes place in that their flexural support 2 facing ends plugged 7 (Fig. 2) in the entspre sponding recesses 8 of the end portions 9, 10 of the bending beam 2 and subsequently with in Fig. 1 only schematically at interpreted fastening screws 11 , 12 are screwed, with jamming of the end parts 3 , 4 between the inner surfaces of the bending beam 2 . In order to ensure a play-free seat of the end parts 3 , 4 in the bending beam 2 , the corresponding profile wall 15 of the end parts 3 , 4 and / or the bending beam 2 is preferably designed in a wedge shape.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei ist der Biegeträger wiederum mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. In den dargestellten Endbereich 9 des Biegeträ gers 2 ist ein als Pralldämpfer (Crashbox) ausgebildetes Endteil 16 eingesteckt und mittels einer schematisch nur angedeuteten Schraube 17 fixiert. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention. The bending beam is again designated with the reference number 2 . In the illustrated end region 9 of the Biegeträ gers 2 , an end part 16 designed as an impact damper (crash box) is inserted and fixed by means of a schematically indicated screw 17 .
Zur Befestigung eines nicht dargestellten Längsträgers des entsprechenden Kraftfahrzeuges ist ein Flansch 18 vorgesehen, der vorteilhafterweise beim Strangpressen des Endteiles mit hergestellt wird. Das Hohlprofil der Crashbox 16 weist mehre re Versteifungsrippen, einschließlich einer mit 19 bezeichne ten diagonal verlaufenden Versteifungsrippe, auf.A flange 18 is provided for fastening a longitudinal member, not shown, of the corresponding motor vehicle, which flange is advantageously produced when the end part is extruded. The hollow profile of the crash box 16 has a plurality of reinforcing ribs, including a diagonally extending reinforcing rib denoted by 19 .
In Fig. 4 ist die perspektivische Ansicht eines mit 20 be zeichneten als Crashbox ausgebildeten Endteiles wiederge geben. Dabei weist dieses Endteil zur Anpassung an die Außenkontur des nicht dargestellten Fahrzeuges außenseitig eine entsprechend gewölbte Kammer 21 auf. In Fig. 4 is the perspective view of a 20 be marked as a crash box end part give again. This end part has a correspondingly curved chamber 21 on the outside for adaptation to the outer contour of the vehicle, not shown.
Ferner ist zur besseren Vormontage des Endteiles 20 an dem Biegeträger 2 eine Klemmleiste 22 an dem Endteil 20 ange ordnet, so daß aufgrund der dadurch erreichten Flächenpres sung bereits vor der Befestigung der Teile mittels einer Schraube das Endteil relativ fest mit dem Biegeträger ver bunden ist. Außerdem dient die Klemmleiste 22 als zusätzliche Abstützung des Biegeträgers bei frontal er mittiger oder seit licher Belastung.Furthermore, for better preassembly of the end part 20 on the bending beam 2, a clamping strip 22 is arranged on the end part 20 , so that, due to the surface pressure achieved thereby, the end part is relatively firmly connected to the bending beam before the parts are fastened by means of a screw. In addition, the terminal block 22 serves as additional support for the bending beam when he is in the center or since a load.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das mit 23 be zeichnete Endteil ebenfalls eine Klemmleiste 24 besitzt. Allerdings wird diese Klemmleiste nicht durch eine Verstei fungsrippe abgestützt und ist daher relativ elastisch. Das Endteil 23 ist mit dem Biegeträger 2 über eine Befestigungs schraube 25 verbunden. Fig. 5 shows an embodiment in which the end part marked with 23 also has a terminal block 24 . However, this terminal strip is not supported by a stiffening rib and is therefore relatively elastic. The end part 23 is connected to the bending beam 2 via a fastening screw 25 .
Fig. 6 schließlich entspricht dem in Fig. 5 dargestellten Aus führungsbeispiel. Allerdings sind die beiden Kammern 26, 27 des Aufpralldämpfers 23′ mit einem energieabsorbierenden Schaum aus Kunststoff (z. B. EPP, PU) ausgeschäumt. Dabei kann der mit den Bezugszeichen 28, 29 gekennzeichnete Schaum bei spielsweise in den hergestellten Leichtmetallstrang vor dem Ablängen der Endteile eingeschäumt werden oder es können zu nächst vorprofilierte Elemente hergestellt werden, die dann in die Kammern 26, 27 des ansonsten fertigen Prallträgers eingeschoben werden. Fig. 6 finally corresponds to the exemplary embodiment shown in Fig. 5. However, the two chambers 26 , 27 of the impact absorber 23 'are foamed with an energy-absorbing foam made of plastic (e.g. EPP, PU). The foam identified by the reference numerals 28 , 29 can be foamed into the light metal strand produced, for example, before the end parts are cut to length, or pre-profiled elements can first be produced, which are then inserted into the chambers 26 , 27 of the otherwise finished impact beam.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann bei spielsweise zur Erhöhung der Biegesteifigkeit des Biegeträ gers dieser ebenfalls mit biegesteifem Schaum ausgefüllt werden. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn ein vorprofiliertes Element aus einem derartigen Schaum in das Hohlprofil eingeschoben wird, welches dann durch die nachträglich eingeschobenen Endteile 3, 4 (Fig. 1) fixiert wird. Mit einer derartigen Anordnung wird die Biegesteifig keit und das Energieabsorptionsvermögen erhöht, so daß der Querschnitt des Biegeträgers gegenüber einem herkömmlichen Biegeträger ohne Schaum reduziert werden kann, was zu einer Verringerung des Fahrzeuggewichtes führt.The invention is of course not limited to the exemplary embodiments described above. For example, to increase the bending stiffness of the Biegeträ gers this can also be filled with rigid foam. It has proven to be particularly advantageous if a pre-profiled element made of such a foam is inserted into the hollow profile, which is then fixed by the subsequently inserted end parts 3 , 4 ( FIG. 1). With such an arrangement, the bending stiffness speed and the energy absorption capacity is increased, so that the cross section of the bending beam can be reduced compared to a conventional bending beam without foam, which leads to a reduction in the vehicle weight.
Anstatt ein Strangpreß-Hohlprofil als Biegeträger zu verwenden, kann auch ein Rollprofil aus Stahl oder einer Aluminiumlegierung benutzt werden. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 7. Dabei sind mit 30 der Biegeträger und mit 31 zwei Schweißflansche bezeichnet, die z. B. durch Punktschweißen miteinander verbunden sind.Instead of using an extruded hollow profile as a bending beam, a rolled profile made of steel or an aluminum alloy can also be used. A corresponding exemplary embodiment is shown in FIG. 7. Here, 30 of the bending beam and 31 are two welding flanges, which, for. B. are connected by spot welding.
Anstatt zur Endmontage der Endteile an dem Biegeträger die Teile miteinander zu verschrauben, kann auch eine andere bekannte Fügetechnik (Nieten, Kleben, Löten, Schweißen etc.) angewandt werden.Instead of the final assembly of the end parts on the bending beam It is also possible to screw parts together Known joining technology (riveting, gluing, soldering, welding etc.) be applied.
BezugszeichenlisteReference list
1 Prallträger
2 Biegeträger
3, 4 Endteile, Hohlprofile
5 Kammer
6 Mittelachse
7 Ende des Endteiles 3 bzw. 4
8 Ausnehmung
9, 10 Endbereiche
11, 12 Befestigungsschrauben
15 Profilwand
16 Endteil, Hohlprofil, Aufpralldämpfer,
Crashbox
17 Schraube
18 Flansch
19 Versteifungsrippe
20 Endteil, Hohlprofil, Aufpralldämpfer,
Crashbox
21 Kammer
22 Klemmleiste
23, 23′ Endteil, Hohlprofil, Aufpralldämpfer,
Crashbox
24 Klemmleiste
25 Befestigungsschraube
26, 27 Kammern
28, 29 Schaum
30 Biegeträger
31 Schweißflansch 1 impact beam
2 bending beams
3 , 4 end parts, hollow profiles
5 chamber
6 central axis
7 end of end part 3 or 4
8 recess
9 , 10 end regions
11 , 12 fastening screws
15 profile wall
16 end section, hollow profile, impact absorber, crash box
17 screw
18 flange
19 stiffening rib
20 end part, hollow profile, impact absorber, crash box
21 chamber
22 terminal block
23 , 23 ′ end part, hollow profile, impact absorber, crash box
24 terminal block
25 fastening screw
26 , 27 chambers
28 , 29 foam
30 bending beams
31 welding flange
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