KR20130139847A

KR20130139847A - 범퍼 조립체

Info

Publication number: KR20130139847A
Application number: KR1020137002753A
Authority: KR
Inventors: 미카엘 블뤼멜; 크리스티안 헹스트; 에른스트 린드트너
Original assignee: 코스마 엔지니어링 유럽 아게
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2013-12-23
Also published as: US20140292008A1; JP2013535369A; US8770639B2; US9283908B2; JP6092772B2; WO2012016692A1; MX337841B; RU2013102916A; CN103068635B; CN103068635A; EP2601080A1; EP2601080B1; BR112013002488A2; RU2573117C2; US20130119683A1; CA2804819A1; MX2013001318A

Abstract

빔 박스 충돌 관리 시스템 제조 방법은 제1 판금 블랭크로부터 제1 단일편 쉘(100a)을 열간 성형 처리로 형성하는 단계를 포함한다. 제1 쉘은 높은 인장 강도 빔 부분(102a)을 가지며, 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분(104a) 및 빔 부분의 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분과 일체로 형성된다. 제1 쉘은 또한 빔 부분과 각각의 제1 및 제2 크래시 박스 부분(104a, 106a)을 따라서 연속적으로 연장되는 개방 측면을 가진다. 폐쇄 요소(100b)는 제2 판금 블랭크로부터 형성되며, 제1 쉘의 개방 측면에 근접하게 단단히 고정된다.

Description

범퍼 조립체{BUMPER ASSEMBLY}

본 발명은 일반적으로 차량에 사용되는 범퍼 조립체와 연관되어 있으며, 특히, 맞춤 템퍼링(tempering) 처리에 의해 형성된 구성요소를 포함하는 범퍼 충돌 관리 시스템과 연관되어있다.

자동차는 범퍼가 장착되어 있고, 이는 충돌에서 충격을 흡수하고 차량의 부분에 손상을 가능한 한 제한하기 위하여 차량의 각각의 끝단에 부착되어 있다. 예를 들어 약 15-16 km/h 이하의 속도와 같은 낮은 속도 충격 중, 차량에 손상을 최소화시키기 위하여 차량 제조업자는 크래시 박스로 알려진 "희생 요소"를 제공하며, 이는 충격의 경우에, 변형되지만 차량 차대의 변형을 막으며 충격 에너지의 대부분을 완충한다. 실제로, 차량 차대의 변형은 높은 수리 비용이 들며, 받아들이기 어려울 정도의 높은 보험료 등을 발생시킨다.

일반적으로, 희생 요소가 구비된 범퍼 조립체는 한 쌍의 크래시 박스, 교차 부재, 발포체 등과 같은 완충 요소 및 범퍼 보호장치로 구성된다. 종래 기술 범퍼 조립체에서, 두 개의 크래시 박스는 차량 차대의 두 개 각각의 종방향 부재의 끝단에 두 개 각각의 플레이트을 통해 고정된다. 교차 부재는 크래시 박스의 맞은 편에 조인되고 하나의 크래시 박스로부터 나머지 다른 크래시 박스까지 연속적으로 연장된다. 발포체 등으로 제조된 완충 요소는 일반적으로 교차 부재의 바깥쪽에 결속된다. 주로 심미적 기능 및 공기역학의 기능을 갖는 범퍼 보호장치가 범퍼 조립체를 덮고 있다.

관례상, 크래시 박스와 교차 부재는, 예를 들어, 철이나 알루미늄과 같은, 금속 재료로 제작된다. 금속 크래시 박스, 교차 부재 및 크래시 박스를 차량에 고정하기 위한 플레이트가 구비된 종래의 기술 해결책은 조립하기에 불편하고, 무겁고, 값이 비싸고, 또한 새로운 차량 모델에 쉽게 적용 불가능한 것으로 간주된다.

따라서, 상기 한계점들의 적어도 일부를 극복하는 충돌 관리 시스템을 제공하는 것이 이로울 것이다.

본 발명의 양태에 따라, 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법이 제공되며, 이는 열간 성형 처리로 제1 판금 블랭크로부터 제1 쉘을 형성하는 단계로서, 제1 쉘은 높은 인장 강도 빔 부분을 가지며 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분 및 빔 부분의 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분이 제1 쉘과 일체로 형성되어 있으며, 제1 쉘은 빔 부분과 각각의 제1 및 제2 크래시 박스 부분을 따라서 연속적으로 연장되는 개방 측면을 가지는, 제1 쉘을 형성하는 단계와 제2 판금 블랭크로부터 폐쇄 요소를 형성하는 단계 및 폐쇄 요소를 제1 쉘의 개방 측면에 근접하게 단단히 고정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 양태에 따라, 빔 박스 관리 시스템을 제조하는 방법이 제공되며, 이는 제1 판금 블랭크를 적어도 금속의 오스테나이트화 온도까지 가열하는 단계와 오스테나이트 블랭크를 대체로 하나의 개방 측면이 구비된 3개 측면 채널 구조를 가지는 제 1 단일편 빔 박스 구성요소를 형성하기 위하여 한 쌍의 냉각된 도구로 열간 성형하는 단계와 열간 성형 처리 중 형성된 구성요소의 빔 부분을 약 1300 N/mm²와 약 1600 N/mm² 사이의 인장 강도를 가지는 실질적 마텐자이트 구조로 경화시키기에 충분히 신속한 제1 속도로 냉각시키고, 형성된 구성요소의 크래시 박스 부분을 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 냉각시켜, 크래시 박스 부분이 대략 200 N/mm²와 450 N/mm² 사이의 항복 강도를 획득하는 단계와 제2 판금 블랭크로부터 폐쇄 요소를 형성하는 단계 및 폐쇄 요소를 제1 단일편 빔 박스 구성요소의 개방 측면을 따라서 단단히 고정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 양태에 따라, 빔 박스 충돌 관리 시스템이 제공되며, 이는 높은 인장 강도 빔 부분을 가지면서 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 낮은 항복 강도 크래시 박스 및 빔 부분의 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분과 일체로 형성되어 있는 제1 단일편 쉘로서, 빔 부분과 각각의 제1 및 제2 크래시 박스 부분을 따라서 연속적으로 연장되는 개방 측면을 가지는 제1 단일편 쉘과 제1 단일편 쉘의 개방 측면에 근접하게 단단히 고정되는 폐쇄 요소를 포함한다.

본 발명의 양태에 따라, 빔 박스 충돌 관리 시스템이 제공되며, 이는 제1 판금 블랭크로부터 제조되고 높은 인장 강도 빔 부분을 가지면서 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분 및 빔 부분의 제1 끝단과 대향하는 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분과 일체로 형성되어 있는 제1 빔 박스 쉘로서, 제1 림을 형성하는 하나의 개방 측면을 가지는 제1 빔 박스 쉘과 제2 판금 블랭크로부터 제작되고 높은 인장 강도 빔 부분을 가지면서 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 낮은 항복 강도 크래시 박스 구조물 및 빔 부분의 제1 끝단과 대향하는 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 구조물과 일체로 형성되어 있는 제2 빔 박스 쉘로서, 제2 림을 형성하는 하나의 개방 측면을 가지는 제2 빔 박스 쉘을 포함하며, 이 위치에서 제1 빔 박스 쉘은 제2 빔 박스 쉘에 단단히 고정되어서 제1 림이 제2 림에 근접하고 제1 빔 박스 쉘의 빔 부분이 제2 빔 박스 쉘의 빔 부분과 정렬되고 제1 빔 박스 쉘의 제1 및 제2 크래시 박스 구조물은 제2 빔 박스 쉘의 각각의 제1 및 제2 크래시 박스 구조물 중 하나와 정렬된다

본 발명의 실시예는 첨부 도면과 함께 기술된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 충돌 관리 시스템의 후면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 평면 A의 확대 단면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 충돌 관리 시스템의 정면도를 도시한다.
도 4a는 도 3의 충돌 관리 시스템의 후면도를 도시한다.
도 4b는 점선 표시된 원 중 하나의 내부에 있는 도 4a의 부분의 확대 상세도를 도시한다.
도 4c는 점선 표시된 원 중 다른 하나의 내부에 있는 도 4a의 부분의 확대 상세도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 도시하는 간략화된 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 도시하는 간략화된 흐름도이다.

이하의 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 활용 및 사용할 수 있게 하기 위해 제공된 것이며, 특정한 적용과 그에 따른 필수사항의 맥락을 따라 기술되어 있다. 당업자는 개시된 실시예에 대한 다양한 변형을 쉽게 명확히 알 수 있으며, 본 문서에 규정된 일반적인 원칙은 다른 실시예 및 응용에 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 본 문서에 개시된 원리 및 특징과 일치하는 가장 큰 범주에 부합한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 충돌 관리 시스템의 후면도이다. 충돌 관리 시스템은 제1 쉘(100a) 및 제2 쉘(100b)을 포함한다. 제1 쉘(100a)은 제1 판금 블랭크로부터 형성되고, 제2 쉘(100b)은 제2 판금 블랭크로부터 별개로 형성된다. 구체적이며 비제한적인 예시의 방법으로, 제1 및 제2 판금 블랭크는 22MnB5 붕소강을 각각 포함한다. 특히, 제1 쉘(100a) 및 제2 쉘(100b)은 이하의 부분에서 더 상세하게 설명된 바와 같이, 맞춤 템퍼링(tempering) 열간 성형 처리를 사용하여 형성된다.

제1 쉘(100a)은 높은 인장 강도 빔 부분(102a)을 포함한다. 빔 부분의 제1 끝단에 근접한 제1 낮은 항복 강도의 크래시 박스 부분(104a)과 빔 부분의 제1 끝단과 대향하는 제2 끝단에 근접한 제2 낮은 항복 강도의 크래시 박스 부분(106a)은 빔 부분(102a)과 일체로 형성된다. 유사한 방법으로, 제2 쉘(100b)은 높은 인장 강도 빔 부분(102b)을 포함한다. 빔 부분의 제1 끝단에 근접한 제1 낮은 항복 강도의 크래시 박스 부분(104b)과 빔 부분의 제1 끝단과 대향하는 제2 끝단에 근접한 제2 낮은 항복 강도의 크래시 박스 부분(106b)은 빔 부분(102b)과 일체로 형성된다.

빔 부분(102a 및 102b)의 인장 강도의 통상적 값은 약 1300 N/mm²에서 약 1600 N/mm² 사이이다. 제1 및 제2 크래시 박스 부분(104a/b 및 106a/b)의 인장 강도의 통상적 값은 각각 약 200 N/mm²에서 약 450 N/mm² 사이이다. 크래시 박스 부분의 항복 강도는 성능 요건에 따라 요구되는 값을 얻기 위하여 열간 성형 처리 중에 조절가능하다. 제1 쉘(100a) 및 제2 쉘(100b)을 형성하는 데에 사용되는 열간 성형 처리의 특성으로 인하여, 빔 부분(102a/b)의 높은 인장 강도 재료와 제1 및 제2 크래시 박스 부분(104a/b 및 106a/b)의 낮은 항복 강도 재료 사이에 전이 구역이 존재한다.

도 2를 참조하면, 도 1의 평면 A의 확대 단면이 도시되어 있다. 제1 쉘(100a)은 대체로 하나의 개방 측면이 구비된 3개 측면 채널 구조를 가지는 단일 구성요소이다. 제1 쉘(100a)의 상단 표면(200a)은 두 개의 서로 대향한 측벽들(202a 및 204b)로 연장된다. 제1 쉘의 개방 측면을 따라서 있는 두 개의 서로 대향한 측벽들의 모서리는 제1 림(108a)을 형성한다. 유사한 방법으로, 제2 쉘(100b) 또한 대체로 하나의 개방 측면이 구비된 3개 측면 채널 구조를 가지는 단일 구성요소이다. 제2 쉘(100b)의 하단 표면(200b)은 두 개의 서로 대향한 측벽들(202b 및 204b)로 연장된다. 제1 쉘의 개방 측면을 따라서 있는 두 개의 서로 대향한 측벽들(202b 및 204b)의 모서리는 제2 림(108b)을 형성한다. 제2 림(108b)은 제1 쉘(100a)이 제2 쉘(100b)에 단단히 고정되었을 시 제1 림(108a)의 안쪽에 위치하도록 성형되어 있다. 대체로 3개 측면 채널 구조물은 제1 및 제2 크래시 박스 부분(104a/b 및 106a/b)을 통해 빔 부분(102a 및 102b)의 길이를 각각 연장시킨다. 물론, 본 문서에서 쓰인 용어 "상단" 및 "하단"은 도 2에 관하여 정의된 것이며, 충돌 관리 시스템이 설치된 상황에서 이에 요구되는 방향을 암시하는 의도는 없다.

선택적으로, 제1 및 제2 크래시 박스 부분(104a/b 및 106a/b)은 충돌 중 접히는 동작을 최적화하기 위하여 "비드(beads)"(도면에 비도시)와 함께 형성된다.

도 1의 충돌 관리 시스템 제조 방법은 납작한 강판의 제1 블랭크를 오스테나이트 상태가 되도록 노에서 가열하는 단계와 제1 블랭크를 냉각된 성형 도구 쌍으로 이동시키는 단계 및 이후 고온의 제1 블랭크를 제1 쉘(100a)의 형상으로 가압하는 단계를 포함한다. 성형된 제1 쉘(100a)은 빔 부분(102a)이 약 1300 N/mm²에서 약 1600 N/mm² 사이의 인장 강도를 가지는 실질적 마텐자이트 구조로 경화될 때까지 유지된다. 제1 쉘(100a)이 도구 내에서 유지되는 동안, 제1 및 제2 크래시 박스 부분(104a 및 106a)과 각각 근접한 각각의 도구 부분은 제1 및 제 2 크래시 박스 부분(104a 및 106a) 각각의 급속냉각을 방지하고, 약 200 N/mm²에서 약 450 N/mm² 사이의 항복 강도에 도달하게 되는 온도로 유지된다. 구체적이며 비제한적인 예시의 방법으로, 제1 및 제2 크래시 박스 부분(104a 및 106a)과 각각 근접한 각각의 도구 부분에 열이 가해지고(예를 들어, 카트리지 가열기를 사용하여) 및/또는 제1 및 제2 크래시 박스 부분(104a 및 106a) 각각에 근접한 각각의 도구의 부분은 상기 크래시 박스 부분으로부터의 열 손실 속도가 비단열 부분의 열 손실 속도에 비해 감소하도록 단열 처리된다.

유사한 방법으로, 납작한 강판의 제2 블랭크를 오스테나이트 상태가 되도록 노에서 가열하고, 제2 블랭크를 냉각된 성형 도구 쌍으로 이동시킨 후, 고온 상태일 때 우선 제2 쉘(100b)의 형상으로 가압한다. 성형된 제2 쉘(100b)은 빔 부분(102b)이 약 1300 N/mm²에서 약 1600 N/mm² 사이의 인장 강도를 가지는 실질적 마텐자이트 구조로 경화될 때까지 도구 내에서 유지된다. 제2 쉘(100b)이 도구 내에서 유지되는 동안, 제1 및 제2 크래시 박스 부분(104b 및 106b)과 각각 근접한 각각의 도구 부분은 제1 및 제 2 크래시 박스 부분(104b 및 106b) 각각의 급속냉각을 방지하고, 약 200 N/mm²에서 약 450 N/mm² 사이의 항복 강도에 도달하게 되는 온도로 유지된다. 구체적이며 비제한적인 예시의 방법으로, 제1 및 제2 크래시 박스 부분(104b 및 106b) 각각에 근접한 각각의 도구의 부분에 열이 가해지고(예를 들어, 카트리지 가열기를 사용하여) 및/또는 제1 및 제2 크래시 박스 부분(104a 및 106a)에 각각에 근접한 각각의 도구의 부분은 상기 크래시 박스 부분으로부터의 열 손실 속도가 비단열 부분의 열 손실 속도에 비해 감소하도록 단열 처리된다.

분리되어 형성된 제1 쉘(100a) 및 제2 쉘(100b)은 서로 정렬되고, 그 후 함께 단단히 고정된다. 제1 쉘(100a)을 제2 쉘(100b)에 단단히 고정하는 데에 사용되는 비제한적인 기술은 열 접합(예를 들어, 점 용접, 금속불활성가스(MIG) 용접 및 레이저 용접 등과 같은)과 접착 결합 및 기계적 커플링(예를 들어, 클린치 또는 리벳 체결과 같은)을 포함한다. 제1 실시예에 따르면, 제2 쉘(100b)은 제1 쉘(100a)에 단단히 고정되는 폐쇄 요소이다.

이제, 도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 충돌 관리 시스템의 정면도가 도시되어 있다. 충돌 관리 시스템은 제1 판금 블랭크로부터 형성된 단일편 쉘(300)과 도시되지 않은 폐쇄 요소를 포함한다. 구체적이며 비제한적인 예시의 방법으로, 제1 판금 블랭크는 22MnB5 붕소강을 포함한다. 특히, 단일편 쉘(300)은 이하의 부분에서 더 상세하게 설명된 바와 같이, 맞춤 템퍼링(tempering) 열간 성형 처리를 사용하여 형성된다.

단일편 쉘(300)은 높은 인장 강도 빔 부분(302)을 포함한다. 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분(304)과 빔 부분의 제1 끝단과 대향하는 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도의 크래시 박스 부분(306)은 빔 부분(302)과 일체로 형성된다. 빔 부분(302)의 인장 강도의 통상적 값은 약 1300 N/mm²에서 약 1600 N/mm² 사이이다. 제1 및 제2 크래시 박스 부분(304 및 306)의 항복 강도의 통상적 값은 각각 약 200 N/mm²에서 약 450 N/mm² 사이이다. 크래시 박스 부분의 항복 강도는 성능 요건에 따라 요구되는 값을 얻기 위하여 열간 성형 처리 중에 조절가능하다. 단일편 쉘(300)을 형성하는 데에 사용되는 열간 성형 처리의 특성으로 인하여, 빔 부분(300)의 높은 인장 강도 재료와 제1 및 제2 크래시 박스 부분(304 및 306)의 낮은 항복 강도 재료 사이에 전이 구역이 존재한다.

이제, 도 4a를 참조하면 도 3의 충돌 관리 시스템의 후면도가 도시되어 있다. 또한, 폐쇄 요소(400)가 도 4a에 도시되어있다. 특히, 폐쇄 요소(400)는 중간 범위의 강도를 가지는 냉간 스탬핑된 부분이다. 더욱 특히, 폐쇄 요소의 특성은 대략 크래시 박스 부분(304 및 306)의 특성과 같다.

또한, 도 4b를 참조하면, 도 4a의 점선 표시된 원 중 내부에 있는 부분의 확대 상세도가 도시되어 있다. 단일편 쉘(300)은 대체로 하나의 개방 측면이 구비된 3개 측면 채널 구조를 가지는 단일 구성요소이다. 단일편 쉘(300)의 상단 표면(402)은 두 개의 서로 대향한 측벽들(404 및 406)로 연장된다. 제1 쉘의 개방 측면을 따라서 있는 두 개의 서로 대향한 측벽들의 모서리는 림(408)을 형성한다. 대체로 3개 측면이 구비된 채널 구조물은 제1 및 제2 크래시 박스 부분(304 및 306)을 통해 빔 부분(302)의 길이를 각각 연장시킨다. 또한 도 4b에 도시된 바와 같이, 폐쇄 요소(400)는 폐쇄 요소(400)를 단일편 쉘(300)의 림(408)에 단단히 고정하기 위하여 사용되는 주변 플랜지(410)을 가진다. 물론, 본 문서에서 쓰인 용어 "상단"은 도 4에 관하여 정의된 것이며, 충돌 관리 시스템이 설치된 상황에서 이에 요구되는 방향을 암시하는 의도는 없다.

또한, 도 4c를 참조하면, 도 4a의 점선 표시된 원 중 다른 하나의 내부에 있는 부분의 확대 상세도가 도시되어 있다. 도 4c는 크래시 박스와 빔 부분 사이의 코너가 성형성의 이유로 선택적으로 절결(절결부(412))될 수 있음을 도시한다.

선택적으로, 제1 및 제2 크래시 박스 부분(304 및 306)은 충돌 중 접히는 동작을 최적화하기 위하여 "비드(beads)"(도면에 비도시)와 함께 형성된다.

도 3의 충돌 관리 시스템 제조 방법은 납작한 강판의 제1 블랭크를 오스테나이트 상태가 되도록 노에서 가열하는 단계와 제1 블랭크를 냉각된 성형 도구 쌍으로 이동시키는 단계 및 이후 고온의 제1 블랭크를 단일편 쉘(300)의 형상으로 가압하는 단계를 포함한다. 성형된 단일편 쉘(300)은 빔 부분(302)이 약 1300 N/mm²에서 약 1600 N/mm² 사이의 인장 강도를 가지는 실질적 마텐자이트 구조로 경화될 때까지 도구 내에서 유지된다. 단일편 쉘(300)이 도구 내에서 유지되는 동안, 제1 및 제2 크래시 박스 부분(304 및 306)과 각각 근접한 각각의 도구 부분은 제1 및 제 2 크래시 박스 부분(304 및 306)의 각각의 급속냉각을 방지하고 약 200 N/mm²에서 약 450 N/mm² 사이의 항복 강도에 도달하게 되는 온도로 유지된다. 구체적이며 비제한적인 예시의 방법으로, 제1 및 제2 크래시 박스 부분(304 및 306)에 각각 근접한 각각의 도구의 부분에 열이 가해지고(예를 들어, 카트리지 히터를 사용하여) 및/또는 제1 및 제2 크래시 박스 부분(304 및 306)과 각각 근접한 각각의 도구의 부분은 상기 크래시 박스 부분으로부터의 열 손실 속도가 비단열 부분의 열 손실 속도에 비해 감소하도록 단열 처리된다.

이와는 별도로, 폐쇄 요소(400)는 적합하며 중간 범위의 강도를 가지는 강철 스톡(stock)으로부터 냉간 스탬핑(stamping)된다. 폐쇄 요소(400)의 플랜지(410)는 이후 단일편 쉘(300)의 개방 측면을 따라서 림(408)과 정렬되고, 폐쇄 요소(400)가 단일편 쉘(300)에 단단히 고정된다. 단일편 쉘(300)을 폐쇄 요소에 단단히 고정하는 데에 사용되는 몇몇 비제한적 기술은 열 접합(예를 들어, 점 용접, 금속불활성가스(MIG) 용접 및 레이저 용접 등과 같은), 접착 결합 및 기계적 커플링(예를 들어, 클린치 또는 리벳 체결과 같은)을 포함한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 간략화된 흐름도가 도시되어 있다. 500에서, 열간 성형 처리로 제1 판금 블랭크로부터 제1 쉘이 형성되며, 제1 쉘은 높은 인장 강도 빔 부분을 가지고, 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 높은 인장 강도 크래시 박스 부분 및 빔 부분의 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분과 일체로 형성되며, 제1 쉘은 빔 부분과 각각의 제1 및 제2 크래시 박스 부분을 따라서 연속적으로 연장되는 개방 측면을 가진다. 502에서, 폐쇄 요소가 제2 판금 블랭크로부터 형성된다. 504에서, 폐쇄 요소는 제1 쉘의 개방 측면과 근접하도록 단단히 고정된다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 간략화된 흐름도가 도시되어 있다. 600에서, 제1 판금 블랭크는 적어도 금속의 오스테나이트화 온도까지 가열된다. 602에서, 오스테나이트 블랭크는 대체로 하나의 개방 측면이 구비된 3개 측면 채널 구조를 가지는 제 1 단일편 빔 박스 구성요소를 형성하기 위하여 한 쌍의 냉각된 도구로 열간 성형된다. 604에서, 열간 성형 처리 중, 형성된 구성요소의 빔 부분은 약 1300 N/mm² 와 약 1600 N/mm² 사이의 인장 강도를 가지는 실질적 마텐자이트 구조로 경화시키기에 충분히 신속한 제1 속도로 냉각되고, 형성된 구성요소의 크래시 박스 부분은 제1 속도보다 느린 제2 속도로 냉각되어, 크래시 박스 부분이 대략 200 N/mm² 와 450 N/mm² 사이의 항복 강도를 획득한다. 606에서, 폐쇄 요소가 제2 판금 블랭크로부터 형성된다. 608에서, 폐쇄 요소는 제1 단일편 빔 박스 구성요소의 개방 측면을 따라서 단단히 고정된다.

본 발명의 다수의 실시 예에 따른 충돌 관리 시스템의 설명에서는 상기 충돌 관리 시스템을 차량 차대의 종방향의 부재에 고정하거나, 완충 요소 또는 범퍼 커버를 상기 충돌 관리 시스템에 고정하는 데에 사용하는 관통 구멍 등과 같은 정례적인 설치 구조에 대한 설명이 생략되어 있다. 그럼에도 불구하고, 본 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자는 첨부된 도면에 도시된 다수의 상세도에 기초하여 설치 구조의 필수사항을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 최종 구성요소에 맞춤 강도 특성을 부여하는 방법은 특정 비제한적인 방법에 관하여서만 설명되었고, 이 방법에서는 블랭크가 균등하게 오스테나이트 상태로 가열되고 선택된 부분이 성형 처리 중 특정한 속도로 냉각되며, 이는 상기 선택된 부분에서 다른 부분에 비하여 더 낮은 강도를 초래한다. 선택적으로, 블랭크의 몇몇의 부분만 초기에 오스테나이트 상태로 가열되고, 선택된 부분은 단열되거나 더 낮은 온도의 환경(예를 들어, 노의 외부 혹은 노에서 온도가 낮은 부분)에서 유지되어 상기 선택된 부분의 재료의 오스테나이트화 온도를 넘지 않는다. 더욱 선택적으로, 블랭크가 형성되고, 이후 선택된 부분이 오스테나이트 상태로 가열되고(예를 들어, 유도가열에 의해), 그 후, 상기의 선택된 부분에서 높은 강도를 획득하기 위하여 신속하게 냉각된다. 이보다 더 선택적으로, 전체 구성요소가 신속한 냉각으로 형성되고, 이후 선택된 부분은 상기 선택된 부분에서 상태변화가 일어날 수 있을 정도로 충분히 높은 온도로 가열되며, 그 후, 가열되지 않은 부분에 비해 상기 선택된 부분의 재료의 연화를 유발하는 속도로 제어 냉각이 이루어진다.

성능 요건에 따라, 제1 및 제2 크래시 박스 부분의 항복 강도는 대략 200 N/mm²에서 450 N/mm² 사이의 범위를 벗어날 수 있다. 이 범위는 현재, 허용되는 성능을 제공하기 위한 것으로 이해되지만, 빔 박스 충돌 관리 구성요소의 허용되는 성능을 달성하기 위한 엄격한 필수요건으로 간주되지 않아야 한다.

본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위에서 수많은 다른 실시 예가 구상될 수 있다.

Claims

빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법이며,
열간 성형 처리에 의해 제1 판금 블랭크로부터 제1 쉘을 형성하는 단계로서, 제1 쉘은 높은 인장 강도 빔 부분을 가지며, 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분 및 빔 부분의 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분과 일체로 형성되며, 빔 부분과 각각의 제1 및 제2 크래시 박스 부분을 따라서 연속적으로 연장되는 개방 측면을 가지는, 제1 쉘을 형성하는 단계와,
제2 판금 블랭크로부터 폐쇄 요소를 형성하는 단계와,
제1 쉘의 개방 측면과 근접하게 폐쇄 요소를 단단히 고정하는 단계를 포함하는 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법.
제1항에 있어서, 빔 부분의 인장 강도가 대략 1300 N/mm²에서 대략 1600 N/mm²사이인 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2 크래시 박스 부분의 항복 강도가 대략 200 N/mm²에서 대략 450 N/mm² 사이인 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄 요소가 냉간 스템핑(stamping) 처리로 형성되는 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법.
제4항에 있어서, 폐쇄 요소의 항복 강도가 제1 및 제2 크래시 박스 부분의 항복 강도와 대략 동일한 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄 요소를 형성하는 단계는 제2 쉘을 열간 성형 처리로 형성하는 단계를 포함하고, 제2 쉘은 높은 인장 강도 부분을 가지며 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분 및 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분과 함께 일체로 형성되는 단계를 포함하며, 제2 쉘은 빔 부분과 각각의 제1 및 제2 크래시 박스 부분을 따라서 연속적으로 연장되는 개방 측면을 가지는 단계를 포함하는 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄 요소를 제1 쉘의 개방 측면에 근접하게 단단히 고정하는 단계는 폐쇄 요소를 제1 쉘에 열 접합, 접착 결합 및 기계적 커플링하는 것 중 어느 하나를 포함하는 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법.
빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법이며,
제1 판금 블랭크를 적어도 금속의 오스테나이트화 온도까지 가열하는 단계와,
대체로 하나의 개방 측면이 구비된 3개 측면 채널 구조를 가지는 제1 단일편 빔 박스 구성요소를 형성하기 위하여 한 쌍의 냉각된 도구 내에서 오스테나이트 블랭크를 열간 성형하는 단계와,
열간 성형 처리 중, 형성된 구성요소의 빔 부분을 약 1300 N/mm²와 약 1600 N/mm²사이의 인장 강도를 가지는 실질적 마텐자이트 구조로 경화시키기에 충분히 신속한 제1 속도로 냉각시키고 형성된 구성요소의 크래시 박스 부분을 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 냉각시켜, 크래시 박스 부분이 대략 200 N/mm²와 450 N/mm² 사이의 항복 강도를 획득하는 단계와,
제2 판금 블랭크로부터 폐쇄 요소를 형성하는 단계와,
폐쇄 요소를 제1 단일편 빔 박스 구성요소의 개방 측면을 따라서 단단히 고정하는 단계를 포함하는 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법.
제8항에 있어서, 크래시 박스 부분은 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 빔 부분과 일체로 형성된 제1 크래시 박스 부분과, 빔 부분의 제1 끝단과 대향하는 제2 끝단과 근접한 빔 부분과 일체로 형성된 제2 크래시 박스 부분을 포함하는 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법.
제9항에 있어서, 폐쇄 요소가 냉간 스템핑(stamping) 처리로 형성되는 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법
제10항에 있어서, 폐쇄 요소의 항복 강도가 제1 및 제2 크래시 박스 부분의 항복 강도와 대략 동일한 빔 박스 충돌 관리 시스템을 제조하는 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 폐쇄 요소를 형성하는 단계로서,
제2 판금 블랭크를 적어도 금속의 오스테나이트화 온도까지 가열하는 단계와,
대체로 하나의 개방 측면이 구비된 3개 측면 채널 구조를 가지는 제2 단일편 빔 박스 구성요소을 형성하기 위하여 한 쌍의 냉각된 도구 내에서 오스테나이트 블랭크를 열간 성형하는 단계와,
열간 성형 처리 중, 형성된 구성요소의 빔 부분을 약 1300 N/mm²와 약 1600 N/mm²사이의 인장 강도를 가지는 실질적 마텐자이트 구조로 경화시키기에 충분히 신속한 제1 속도로 냉각시키고 형성된 구성품의 크래시 박스 부분을 제1 속도보다 느린 제2 속도로 냉각시켜, 크래시 박스 부분이 대략 200 N/mm²와 450 N/mm² 사이의 항복 강도를 획득하는 단계를 포함하는 폐쇄 요소를 형성하는 단계.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄 요소를 제1 단일편 빔 박스 구성요소의 개방 측면에 단단히 고정하는 단계는 폐쇄 요소를 제1 단일편 빔 박스 구성요소에 열 접합, 접착 결합 및 기계적 커플링하는 것 중 어느 하나를 포함하는 폐쇄 요소를 형성하는 단계.
빔 박스 충돌 관리 시스템이며,
높은 인장 강도 빔 부분을 가지며, 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분 및 빔 부분의 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분과 일체로 형성되는 제1 단일편 쉘로서, 제1 단일편 쉘은 빔 부분과 각각의 제1 및 제2 크래시 박스 부분을 따라서 연속적으로 연장되는 개방 측면을 가지고,
제1 단일편 쉘의 개방 측면에 근접하게 단단히 고정된 폐쇄 요소를 포함하는 빔 박스 충돌 관리 시스템.
제1항에 있어서, 빔 부분의 인장 강도가 대략 1300 N/mm²에서 약 1600 N/mm² 사이인 빔 박스 충돌 관리 시스템..
제14항 또는 제15항에 있어서, 제1 및 제2 크래시 박스 부분의 항복 강도가 대략 200 N/mm²에서 대략 450 N/mm² 사이인 빔 박스 충돌 관리 시스템.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄 요소가 냉간 스템핑(stamping) 처리로 형성되는 빔 박스 충돌 관리 시스템.
제17항에 있어서, 폐쇄 요소의 항복 강도가 제1 및 제2 크래시 박스 부분의 항복 강도와 대략 동일한 빔 박스 충돌 관리 시스템.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄 요소로서, 제2 단일편 쉘은 높은 인장 강도 빔 부분을 가지고 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 낮은 인장 강도 크래시 박스 부분 및 빔 부분의 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분과 함께 일체로 형성되며, 제2 단일편 쉘은 빔 부분과 각각의 제1 및 제2 크래시 박스 부분을 따라서 연속적으로 연장되는 개방 측면을 가지는 빔 박스 충돌 관리 시스템.
제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄 요소를 제1 단일편 빔 박스 구성요소에 열 접합, 접착 결합 및 기계적 커플링하는 것 중 어느 하나에 의해 쉘의 개방 측면에 근접하게 단단히 고정하는 빔 박스 충돌 관리 시스템.
빔 박스 충돌 관리 시스템이며,
제1 판금 블랭크로부터 제조되고, 높은 인장 강도 빔 부분을 가지며, 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 높은 인장 강도 크래시 박스 부분 및 제1 끝단과 대향하는 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분과 함께 일체로 형성된 제1 빔 박스 쉘로서, 제1 림을 정의하는 하나의 개방 측면을 가지는 제1 빔 박스 쉘을 포함하고,
제2 판금 블랭크로부터 제조되고, 높은 인장 강도 빔 부분을 가지며, 빔 부분의 제1 끝단과 근접한 제1 높은 인장 강도 크래시 박스 부분 및 제1 끝단과 대향하는 제2 끝단과 근접한 제2 낮은 항복 강도 크래시 박스 부분과 함께 일체로 형성된 제2 빔 박스 쉘로서, 제2 림을 정의하는 하나의 개방 측면을 가지는 제2 빔 박스 쉘을 포함하며,
제1 빔 박스 쉘은 제2 빔 박스 쉘에 단단하게 고정되어 제1 림이 제2 림에 접하며 제1 빔 박스 쉘의 빔 부분이 제1 및 제2 빔 박스 쉘의 빔 부분과 정렬되고, 제1 빔 박스 쉘의 제1 및 제2 빔 박스 구조물은 제2 빔 박스 쉘의 제1 및 제2 빔 박스 구조물 중 각각과 정렬되는 빔 박스 충돌 관리 시스템.
제21항에 있어서, 제1 빔 박스 쉘이 제2 빔 박스 쉘에 단단히 고정될 때 제2 림은 포개진 배열로 제1 림 안에 수용되는 빔 박스 충돌 관리 시스템.
제21항 또는 제22항에 있어서, 빔 부분의 인장 강도가 대략 1300 N/mm²에서 대략 1600 N/mm² 사이인 빔 박스 충돌 관리 시스템.
제21항 내지 제23항 중 한 항에 있어서, 각각의 제1 및 제2 크래시 박스 부분의 항복 강도가 대략 200 N/mm²에서 대략 450 N/mm² 사이인 빔 박스 충돌 관리 시스템.