DE3121628A1 - Bumper for motor vehicles - Google Patents

Bumper for motor vehicles

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Wolfgang Dipl.-Ing. 7015 Korntal Klie
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    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B60R19/22—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact containing mainly cellular material, e.g. solid foam

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

In the case of a bumper for motor vehicles, which has a support supported by parts which are fixed with respect to the vehicle, upstream of which bumper there is mounted an energy absorber which is made of a foamed material, is preferably lined with an elastic cover and the deformation resistance of which is altered, in a continuous or step-by-step manner, by variation of the foam density and/or by weakening the material, it is proposed that, with inclusion of the assigned deformation resistance of the support, the energy absorber exhibits in the middle of the bumper a minimum deformation resistance which increases constantly towards the supporting points in an essentially even bumper and which increases abruptly in the region of the supporting points in the case of a markedly backswept bumper, after which point it decreases again in the direction of the unsupported ends of the bumper.

Description

"Stoßfänger für Eraftfahrzeugew"Bumpers for Eraftfahrzeugew

Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger für Kraftfahrzeuge, insbesondere Kraftwagen, mit einem sich an fahrzeugfesten Teilen abstützenden Träger, dem ein aus geschäumtem Material bestehender, vorzugsweise durch eine elastische Abdeckung verkleideter Energieabsorber vorgelagert ist, dessen Formänderungswiderstand - ausgehend von der Stoßfängermitte -in Richtung der Stoßfängerenden sich durch Variation der Schaumdichte und/oder durch Materialschwächung kontinuierlich oder stufenweise ändert.The invention relates to a bumper for motor vehicles, in particular Motor vehicle, with a carrier supported on parts fixed to the vehicle, the one consisting of foamed material, preferably by an elastic cover clad energy absorber is upstream, its deformation resistance - starting from the center of the bumper towards the ends of the bumper by varying the Foam density and / or by material weakening changes continuously or in stages.

Ein derartiger Stoßfänger mit einer Abnahme des FormanderungsZ widerstandes des Energieabsorbers von der Stoßfängermitte zu den Enden hin ist durch die DE-OS 28 53 244 bekannt und in der Lage, bei einem außermittigen Stoß eine Überbeanspruchung des dem Stoßpunkt näher liegenden Abstützelementes zu verhindern. Bei der Auslegung des Energieabsorbers wurde der dem Energieabsorber nachgeschaltete Träger als unelastisch betrachtet und auch die breite Palette möglicher Hindernisse nicht in die Überlegungen einbezogen, so daß eine Ausführung entstand, die nur ganz bestimmten und im normalen Fahrbetrieb relativ selten vorkommenden Aufprallsituiationen gewachsen ist.Such a bumper with a decrease in the deformation resistance of the energy absorber from the middle of the bumper to the ends is through the DE-OS 28 53 244 known and capable of overstressing in the event of an eccentric impact of the support element closer to the point of impact to prevent. When designing the energy absorber, the one downstream of the energy absorber was used Beams viewed as inelastic and also the wide range of possible obstacles not included in the considerations, so that an execution emerged that was only whole certain crash situations that occur relatively rarely during normal driving has grown.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, den Energieabsorber so abzustimmen, daß er im Zusammenwirken mit dem ihm nachgeschalteten elastischen Träger imstande ist, sowohl örtlich als auch flächig eingeleitete Stöße vorbestimmter Größe so aufzunehmen und abzumildern, daß der insgesamt zur Verfügung stehende Einfederungsweg möglichst voll genützt wird, ohne daß der Träger und die ihn aufnehmende~ Fahrzeugstruktur in Mitleidenschaft gezogen wird.In contrast, it is the object of the invention, the energy absorber so to agree that he is in cooperation with the elastic carrier downstream of him is capable of both locally and surface-induced impacts of a predetermined size so absorb and mitigate that the total available compression travel is used as fully as possible without the carrier and the vehicle structure receiving it is affected.

Deshalb wird ein Stoßfänger der eingangs genannten Art vorgeschlagen, wobei erfindungsgemäß unter Einbeziehung des zugeordneten Formänderungswiderstandes des Trägers, ausgehend von einem in Stoßfängermitte gelegenen Minimum des Formänderungswiderstandes des Energieabsorbers, dessen Formänderungswiderstand zu den Abstützstellen hin zunimmt, dort sein Maximum aufweist, um dann zu den freitragenden Stoßfängerenden hin wieder abzunehmen.Therefore, a bumper of the type mentioned is proposed, whereby according to the invention taking into account the associated deformation resistance of the beam, starting from a minimum deformation resistance in the center of the bumper of the energy absorber, the deformation resistance of which increases towards the support points, there has its maximum, and then back to the cantilevered bumper ends to decrease.

Zeichnet sich der Stoßfänger durch einen im wesentlichen geraden Verlauf aus, so weist die den Formänderungswiderstand charakterisierende Kurve einen stetigen Verlauf auf.The bumper is characterized by an essentially straight course off, the curve characterizing the deformation resistance has a steady one Course on.

Ist dagegen der Stoßfänger stark gepfeilt, so steigt die den Formänderungswiderstand charaktorisierende Kurve im Bereich der Abstützstellen sprunghaft an.If, on the other hand, the bumper is heavily swept, the deformation resistance increases characterizing curve in the area of the support points by leaps and bounds.

Die erfindungsgemäße Auslegung des Energieabsorbers wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellter Diagramme näher erläutert.The design of the energy absorber according to the invention is shown below explained in more detail with reference to diagrams shown in the drawing.

Es zeigen: Fig. 1 ein Kraft-Wegdiagramm für einen einen endnahen Stoßfängerpunkt, Fig. 2 eine Verteilungskurve des Formänderungswiderstandes bei einem relativ geraden Stoßfänger und Fig. 3 eine Verteilungskurve des Formänderungswiderstandes bei einem stark gepfeilten Stoßfänger.1 shows a force-displacement diagram for a bumper point near the end, Fig. 2 is a distribution curve of the deformation resistance in a relatively straight line Bumper and FIG. 3 is a distribution curve of the deformation resistance in a heavily swept bumpers.

Die in Fig. 1 dargestellte Kraft-Wegkennlinie 0-GES für einen endnahen Stoßfängerpunkt ergibt sich durch Addition der Rederwege des Trägers O-U und des Absorbers O-V, wobei die Maximalkraft durch das Kraftaufnahmevermögen des Trägers im angesprochenen Punkt begrenzt wird. Der höchstmögliche Verformungsweg des Energieabsorbers beträgt dabei zwischen 60 und 70 % seiner Bautiefe.The force-displacement characteristic 0-GES shown in FIG. 1 for a near-end The bumper point results from the addition of the Rederweg of the carrier O-U and the Absorbers O-V, where the maximum force is determined by the force absorption capacity of the wearer is limited in the point mentioned. The highest possible deformation path of the energy absorber is between 60 and 70% of its overall depth.

Zerlegt man den Stoßfängerpunkt zu einem Auflager hin, so wird die Tragerkennlinie O-T unter Zugrundelegung des gleichen Trägerquerschnittes immer steiler, bis sie direkt im Auflagerpunkt mit der senkrechten Ordinate zusammenfällt, um dann zur Stoßfängermitte hin wieder zunehmend flacher zu verlaufen.If you dismantle the bumper point to a support, the Support characteristic O-T based on the same Beam cross-section steeper and steeper until it coincides with the vertical ordinate directly at the point of support, only to become increasingly flatter towards the center of the bumper.

Stellt man den Kurvenverlauf des Formänderungswiderstandes des Energieabsorbers eines im wesentlichen geraden Stoßfängers nach Fig. 2 dem eines stark gepfeilten Stoßfängers nach Fig. 3 gegenüber, so ist ersichtlich, daß in beiden Fällen der Kurvenverlauf die gleiche Tendenz aufweist. Ein über zwei Abstützstellen 1 und 2 mit nicht dargestellten fahrzeugfesten Teilen verbundener Träger 3 weist jeweils in Stoßfängermitte A ein Kurvenminimum auf, das gemäß Fig. 2 geradlinig oder wie in Fig. 3 angedeutet auch V-förmig verlaufen kann. Die Kurve steigt dann in den beiden angrenzenden Bereichen A1 und A2 an, um dann in den Auflagerbereichen B und C ein Maximum zu erreichen.If one sets the curve of the deformation resistance of the energy absorber a substantially straight bumper according to FIG. 2 that of a heavily swept The bumper according to FIG. 3 opposite, it can be seen that in both cases the Curve has the same tendency. One over two support points 1 and 2 carrier 3 connected to parts fixed to the vehicle (not shown) has in each case A curve minimum in the bumper center A, which is straight or like according to FIG indicated in Fig. 3 can also run in a V-shape. The curve then rises into the two adjoining areas A1 and A2, then in the support areas B and C to reach a maximum.

Dieses Maximum ist bei einem gepfeilten Stoßfänger nach Fig. 3 besonders ausgeprägt, da bei einem mittigen Aufprall auf ein flächiges Teil zunächst wie bei einem Aufprall auf ein schmales Hindernis lediglich der Bereich A beaufschlagt wird und dann erst die beiden angrenzenden Bereiche A1 und A2 einbezogen werden. Die Bereiche B und C werden nicht beaufschlagt, solange die für das Stoßfängersystem vorgesehene Aufprallgeschwindigkeit nicht überschritten wird. Damit kann der Formänderungswiderstand dieser Bereiche so hoch angesetzt werden, daß bei einer partiellen Beaufschlagung die Belastbarkeitsgrenze der nachgeschalteten fahrzeugfesten Teile gerade nicht überschritten wird. Damit erhöht sich die mögliche Aufprallgeschwindigkeit bei partieller Beaufschlagung in den Bereichen B und C. Außerdem wirkt sich das verbesserte Energieabsorptionsvermögen von B und C auch im Fall der Überbeanspruchung des Stoßfängers beim Aufprall auf ein ebenes Hindernis auf den Schutz der Karosserie positiv aus.This maximum is special in the case of a swept bumper according to FIG. 3 pronounced, since in the event of a central impact on a flat part initially as in in the event of a collision with a narrow obstacle, only area A is acted upon and only then are the two adjacent areas A1 and A2 included. the Areas B and C are not acted upon as long as that for the bumper system intended impact speed is not exceeded. This allows the deformation resistance these areas are set so high that with a partial exposure the load limit of the downstream parts fixed to the vehicle is precisely not the case is exceeded. This increases the possible impact speed in the case of partial Loading in areas B and C. This also has an effect improved energy absorption capacity of B and C even in the event of overuse of the bumper on impact with a level obstacle on the protection of the body positive.

Bei einem weitgehend geraden Verlauf des Stoßfängers vere bietet sich eine 90 deutliche Erhöhung der Formänderungs widerstände der Bereiche 3 und C, da beim Aufprall auf eine ebene Fläche die Bereiche B und C ebenfalls verformt werden und die Summe der Formänderungswiderstände die Belastbarkeitsgrenze der Heckstruktur schnell erreichen würde.With a largely straight course of the bumper Vere offers itself a significant increase in the deformation resistance of areas 3 and C, there areas B and C are also deformed on impact with a flat surface and the sum of the deformation resistances is the load limit of the stern structure would reach quickly.

Ifollte man einen Ausgleich durch entsprechende Venninrung der Formänderungswiderstände der Bereiche A, A1 und A2 erreichen, so würde sich die mögliche Aufprallgeschwindigkeit bei partieller Beaufschlagung der mittleren Bereiche zu sehr reduzieren.If you should compensate for it by reducing the deformation resistances accordingly Reach areas A, A1 and A2, the possible impact speed would be reduce too much if the middle areas are partially exposed.

Anschließend an die Bereiche B und C fällt die Kurve in den Bereichen D und E zu den Stoßfängerenden 5 und 6 hin ab, wobei der Formänderungswiderstand des Energieabsorbers 4 unter Berücksichtigung des zugeordneten Formänderungs widerstandes des Trägers 3 so bemessen wird, daß bei einer partiellen Beaufschlagung des Stoßfängers der Federweg vom Träger 3 und vom Energieabsorber 4 weitestgehend ausgenutzt wird, ohne daß der Träger 3 versagt.Subsequent to areas B and C, the curve falls in the areas D and E down to the bumper ends 5 and 6, the deformation resistance of the energy absorber 4 taking into account the associated deformation resistance of the carrier 3 is dimensioned so that with a partial impact on the bumper the spring travel of the carrier 3 and the energy absorber 4 is largely used, without the carrier 3 failing.

Claims (3)

Ansprüche 1. Stoßfänger für Kraftfahrzeuge, insbesondere Kraftwagen, mit einem sich an fahrzeugfesten Teilen abstützenden Träger, dem ein aus geschäumtem Material bestehender, vorzugsweise durch eine elastische Abdeckung verkleideter Energieabsorber vorgelagert ist, dessen Formänderun:gswiderstand - ausgehend von der StoßfSngermitte - in Richtung der Stoßfängerenden sich durch Variation der Schaumdichte und/oder durch Materialschwächung kontinuierlich oder stufenweise ändert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß unter Einbeziehung des zugeordneten Formänderungswiders tandes des Trägers (3), ausgehend von einem in Stoßfängermitte gelegenen Minimum des Formänderungswiderstandes des Energieabsorbers (4), dessen Formänderungswiderstand zu den Abstützstellen (1, 2) hin zunimmt, dort sein Maximum aufweist, um dann zu den freitragenden Stoßfängerenden (5, 6) hin wieder abzunehmen.Claims 1. Bumpers for motor vehicles, in particular motor vehicles, with a support on parts fixed to the vehicle, the one made of foamed Existing material, preferably clad by an elastic cover Energy absorber is upstream, the deformation resistance of which - starting from the bumper center - in the direction of the bumper ends by varying the foam density and / or changes continuously or in stages due to material weakening, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that taking into account the associated deformation opponent tandes of the carrier (3), starting from a minimum located in the center of the bumper the deformation resistance of the Energy absorber (4), its deformation resistance to the support points (1, 2) increases, there has its maximum to then remove the cantilevered bumper ends (5, 6) again. 2. Stoßfänger nach Anspruch 1, mit einem im wesentlichen geraden Verlauf, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die den Formänderungswiderstand charakterisierende Kurve einen stetigen Verlauf aufweist.2. Bumper according to claim 1, with a substantially straight course, d a d u r c h e k e k e n n n z e i c h n e t, that the deformation resistance characterizing Curve has a steady course. 3. Stoßfänger nach Anspruch 1, mit einem stark gepfeilten Verlauf, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die den Formänderungswiderstand charakterisierende Kurve im Bereich der Abstützstellen (1, 2) sprunghaft ansteigt.3. Bumper according to claim 1, with a strongly swept course, d a d u r c h e k e k e n n n z e i c h n e t, that the deformation resistance characterizing The curve in the area of the support points (1, 2) increases by leaps and bounds.
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