KR20190067868A - 범퍼 빔의 여러 벽에 리브들을 가지는 범퍼 빔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횡방향으로 연장되는 상부 빔 (12) 및 하부 빔 (14) 을 포함하는 적어도 하나의 롤 성형된 강판 (10) 으로 제조된 범퍼 빔 (1) 에 관한 것으로, 상기 상기 상부 빔 (12) 및 상기 하부 빔 (14) 은 전방벽 (16, 22), 후방벽 (18, 24), 상부벽 (20) 및 하부벽 (26) 에 의해 한정된 폐쇄 단면을 각각 가지고, 상기 상부벽 (20) 및 상기 하부벽 (26) 은 상기 전방벽 (16, 22) 을 상기 후방벽 (18, 24) 에 연결하고, 상기 상부 빔 (12) 및 상기 하부 빔 (14) 의 상기 전방벽들 (16, 22) 의 각각이 상기 범퍼 빔 (1) 의 내부를 향해 호이방향으로 연장되는 전방 리브 (66) 를 포함한다. 상기 상부 빔 (12) 의 상기 상부벽 (20), 상기 하부 빔 (14) 의 상기 하부벽 (26), 상기 상부 빔 (12) 의 상기 후방벽 (18), 및 상기 하부 빔 (14) 의 상기 후방벽 (24) 중 적어도 하나는 상기 범퍼 빔 (1) 의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 리브를 더 포함한다.

Description

범퍼 빔의 여러 벽에 리브들을 가지는 범퍼 빔

본 발명은 횡방향으로 연장되는 상부 빔 및 하부 빔을 포함하는 적어도 하나의 롤 성형된 강판으로 제조된 유형의 자동차용 범퍼 빔에 관한 것으로, 상기 상부 빔 및 상기 하부 빔은 전방벽, 후방벽, 상부벽 및 하부벽에 의해 규정된 폐쇄 단면을 각각 가지고, 상기 상부벽 및 상기 하부벽은 상기 전방벽을 상기 후방벽에 연결하고, 상기 상부 빔 및 상기 하부 빔의 전방벽들의 각각은 상기 범퍼 빔의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 전방 리브를 포함한다.

본 발명은 또한 이러한 범퍼 빔을 제조하는 방법에 관한 것이다.

상부 빔 및 하부 빔을 포함하는 범퍼 빔은, 중앙벽이 상부 빔의 하부벽 및 하부 빔의 상부벽을 모두 형성할 때에 "8 형상" 의 범퍼 빔으로서 공지되어 있고, 또한 공간이 상부 빔의 하부벽과 하부 빔의 상부벽 사이에서 연장될 때에 "B 형상" 의 범퍼 빔으로서 공지되어 있다. 이러한 범퍼 빔은 범퍼 빔의 저항을 증가시키는 상부 빔의 하부벽 및 하부 빔의 상부벽 덕분에 양호한 강도 및 충격 특성을 가지면서, 비교적 경량을 유지하고 또한 범퍼 빔이 설치될 차량 내의 이용가능한 공간에 적용되는 것으로 알려져 있다. 문헌 US-8 716 624 및 US-2014/0361558 은 예를 들어 8 형상의 범퍼 빔을 개시하고, 또한 문헌 WO-2016/046582 은 예를 들어 B 형상의 범퍼 빔을 개시한다.

범퍼 빔은 충격, 예를 들어 폴 테스트 충격 (pole test impact) 의 경우에 특정 동작을 가지도록 요구되고, 국부 장애물이 약 15 km/h 의 속도로 범퍼 빔의 중앙부에 충돌한다. 보다 상세하게는, 범퍼 빔은 충격이 발생할 때 에너지를 흡수하면서 변형될 수 있어야 하고, 그에 따라 충격 에너지는 차량 내에서 범퍼 빔 뒤로 연장되는 부품들에 전달되지 않거나 덜 전달된다.

이를 위해, 범퍼 빔은, 충격 동안 범퍼 빔에 가해지는 미리 결정된 작용력 임계치 (effort threshold) 보다 큰 피크 작용력 대한 저항, 충격으로 인해 미리 결정된 변형 거리에서 범퍼 빔을 변형시킨 후에 흡수되는 최소 에너지, 및 피크 작용력이 범퍼 빔에 가해질 때 범퍼 빔의 변형 동안 뿐만 아니라 중요한 변형량 후에 파괴에 대한 저항의 관점에서 만족스러운 특성을 가져야 하고, 이는 범퍼 빔이 소성 변형되어야 하고 소성 변형 동안 에너지의 흡수를 보장하기 위하여 미리 정해진 변형 거리에 걸쳐 파괴되지 않아야 하는 것을 의미한다.

새로운 범퍼 빔을 설계할 때, 이는 이러한 세 개의 파라미터들 (피크 작용력에 대한 저항, 흡수된 최소 에너지 및 파괴에 대한 저항) 에서 최상의 결과를 갖고자 한다. 그러나, 이러한 특성들 중 하나를 향상시키려는 시도는 일반적으로 하나의 특성 및/또는 다른 특성들에 불리하다. 예를 들어, 범퍼 빔의 저항을 증가시키는 것은, 예를 들어 범퍼 빔이 더 큰 피크 작용력에 대해 저항할 수 있도록 범퍼 빔의 기하학적 구조를 변경하거나 범퍼 빔의 인장 강도를 증가시킴으로써, 범퍼 빔을 덜 변형가능하게 하고 또한 범퍼 빔의 변형이 미리 정해진 거리에 도달하기 전에 보다 파괴되기 쉽게 한다.

더욱이, 개선된 거동을 가지고 또한 차량의 기하학적 형상에 보다 적합한 만곡된 범퍼 빔을 얻기 위하여 횡방향으로 범퍼 빔을 굽히는 것이 공지되어 있다. 그러나, 범퍼 빔을 굽히는 것은 범퍼 빔의, 큰 치수의 평면 표면에 의해 형성되는, 후방 벽이 버클링되는 것을 유발할 수 있다. 이러한 버클링은 평면 표면들에 웨이브를 형성하고, 따라서 굽힘 후에 평면으로 유지되지 않는다. 이러한 현상은 범퍼 빔의 곡률 반경이 작을수록 더 커진다. 이러한 버클링은 웨이브의 깊이와 높이가 대략 허용가능한 제조 허용오차이거나 허용가능한 제조 허용오차를 초과할 수 있기 때문에 문제가 된다. 결과적으로, 주변 컴포넌트들, 예를 들어 범퍼 빔의 단부에 배열된 크래시 박스들과의 범퍼 빔의 통합이 문제가 될 수 있다.

본 발명의 목적들 중 하나는 거동의 관점에서 그리고/또는 범퍼 빔의 품질의 관점에서 개선된 특징들을 갖는 범퍼 빔을 제안하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 전술한 유형의 범퍼 빔에 관한 것이고, 상기 상부 빔의 상기 상부벽, 상기 하부 빔의 상기 하부벽, 상기 상부 빔의 상기 후방벽, 및 상기 하부 빔의 상기 후방벽 중 적어도 하나는 상기 범퍼 빔의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 리브를 더 포함한다.

후방벽 중 하나에 리브를 제공하는 것은, 평면 표면의 높이를 감소시킴으로써 리브의 양측에 후방벽을 형성하는 평면 표면의 치수를 감소시키는 것을 허용한다. 실제로, 표면의 버클링을 유도하려는 작용력은 높이 방향으로 표면의 길이가 증가함에 따라 더 낮아진다. 후방벽이 단일 평면에서 연장되는 이러한 상황과 비교하여, 후방벽에 리브를 제공하는 것은 높이 방향으로 평면 표면들의 길이를 감소시킬 수 있으므로, 버클링을 유도하려는 작용력은 더 크고 또한 범퍼 빔의 굽힘 동안 범퍼 빔에 가해진 작용력 보다 낮게 유지되기 때문에, 평면 표면들의 버클링이 회피될 수 있다. 결과적으로, 후방 리브 덕분에, 후방벽의 버클링이 범퍼 빔의 굽힘 동안 회피될 수 있다.

상부 빔의 상부벽 또는 하부 빔의 하부벽 중 하나에 리브를 제공하는 것은, 버클링을 회피하는 것에 더하여, 충격 동안 추가의 변형 패턴을 형성함으로써 피크 작용력에 대한 저항의 관점에서 그리고 파괴에 대한 저항의 관점에서 범퍼 빔의 성능을 향상시키는 것을 허용한다.

범퍼 빔의 특정 특징들은 청구항 2 내지 18 에 기재되어 있다.

본 발명은 또한 전술된 바와 같은 범퍼 빔을 제조하는 방법에 관한 것으로,

- 강판을 제공하는 단계, 및

- 횡방향으로 연장되는 상부 빔 및 하부 빔을 포함하는 범퍼 빔을 형성하기 위해 연속 롤링 스테이션들에서 상기 강판을 롤 성형하는 단계

를 포함하고,

상기 상부 빔 및 상기 하부 빔은 전방벽, 후방벽, 상부벽 및 하부벽에 의해 규정된 폐쇄 단면을 각각 가지고, 상기 상부벽 및 상기 하부벽은 상기 전방벽을 상기 후방벽에 연결하고,

상부 빔 및 하부 빔의 전방벽들의 각각이 범퍼 빔의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 전방 리브를 포함하고,

상부 빔의 상부벽, 하부 빔의 하부벽, 상부 빔의 후방벽 및 하부 빔의 후방벽 중 적어도 하나가 범퍼 빔의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 리브를 포함하도록 롤링 스테이션들 중 하나에서 형상화된다. 상기 방법의 특정 특징은 청구항 20 에 기재되어 있다.

본 발명의 다른 양태들 및 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여 실시예로서 주어진 이하의 설명을 읽으면서 명백해질 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 범퍼 빔을 포함하는 범퍼 빔 조립체의 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 평면 II-II 을 따르는 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 평면 III-III 을 따르는 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 범퍼 빔의 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 범퍼 빔의 단면도이다.
도 6 은 도 1 의 범퍼 빔을 형성할 때 각 성형 스텝에서 강판의 형상을 나타내는 일련의 단면도들이다.
도 7 은 도 5 에 도시된 스텝 4 내지 스텝 7 의 확대도이다.
도 8 은 도 1 의 범퍼 빔의 변형 거리에 대해 범퍼 빔에 가해지는 힘을 나타내는 다이어그램이다.

상세한 설명에서, 용어 "종방향" 은 차량의 후방-전방 방향에 따라 정의되고, 용어 "횡방향" 은 차량의 좌측-우측 방향에 따라 정의된다. 용어 "위", "상부", "하부" 는 차량의 높이 방향에 대해 규정된다.

도 1 을 참조하여, 자동차용 범퍼 빔 조립체가 설명된다. 이러한 범퍼 빔 조립체는, 차량에 대한 전방 및/또는 후방 충격의 경우에 차량 격실과 모터 격실을 보호하기 위하여 차량의 전방 및/또는 후방에 배열되도록 되어 있다.

범퍼 빔 조립체는 실질적으로 횡방향으로 연장되는 범퍼 빔 (1), 및 상기 범퍼 빔 (1) 의 각각의 횡방향 단부들 (4) 부근에서 범퍼 빔 (1) 에 부착되어 종방향으로 연장되는 두 개의 크래시 박스들 (2) 을 포함한다. 부착 플레이트 (6) 는 범퍼 빔 조립체를 차량의 보디에, 예를 들어 차량의 종방향 레일들에 부착하기 위해 범퍼 빔 (1) 에 대향하여 각각의 크래시 박스 (2) 의 단부에 제공된다. 범퍼 빔 (1) 은 횡방향으로 차량의 폭의 주요 부분을 따라서 연장되도록 치수화된다. 일 실시형태에 따라, 범퍼 빔 (1) 은 차량의 두 개의 종방향 레일들을 이격시키는 거리보다 약간 더 큰 거리에 걸쳐, 예를 들어 차량의 폭의 70% 의 거리에 걸쳐 연장된다.

범퍼 빔 (1) 은 횡방향으로 아치형이며, 이는 중앙부 (8) 가 범퍼 빔 (1) 의 횡방향 단부들 (6) 보다 차량의 외부를 향해 더 연장되도록 배열되는 만곡된 형상을 범퍼 빔 (1) 이 갖는 것을 의미한다. 이는 범퍼 빔의 겉둘레가 차량의 외부를 향해 연장되도록 의도되는 반면 안둘레가 차량의 내부를 향해 연장되도록 되어 있다는 것을 의미한다. 범퍼 빔 (1) 의 곡률 반경은 예를 들어 4000 mm 이하이고, 예를 들어 2000 mm ~ 4000 mm 이다. 곡률 반경은 횡방향을 따라서 일정하거나 일정하지 않을 수 있다.

범퍼 빔 (1) 은 강판 (10) 을 롤 성형함으로써 얻어 지고 (도 6), 이는 강판이 후속하여 보다 상세하게 설명되는 바와 같은 형상으로 폴딩되어 굽혀지는 것을 의미한다. 보다 상세하게는, 강판 (10) 은 예를 들어 형상으로 프로파일링된다. 강판 (10) 은 인장 강도가 980 MPa 이상, 예를 들면 1500 MPa 이상 또는 1700 MPa 이상인 강으로 제조된다. 예를 들어 강은 적어도 35 % 의 마텐자이트 또는 베이나이트를 포함한다. 일 실시형태에 따라, 강은 예를 들어 인장 강도가 1500 MPa 인 완전 마텐자이트계 강이다. 강은 예를 들어 아연 또는 알루미늄계 코팅으로 코팅될 수 있다. 대안적으로, 강은 코팅하지 않은 채로 남겨진다. 강판 (10) 은 두께가 0.8 mm ~ 1.5 mm, 예를 들면 약 1 mm 이다. 범퍼 빔 (1) 에서 상이한 두께의 부분들을 형성하기 위해, 강판의 두께가 반드시 일정하지 않아도 된다.

강판 (10) 은 범퍼 빔 (1) 이 횡방향으로 각각 연장되는 상부 빔 (12) 및 하부 빔 (14) 을 포함하도록 폴딩되고, 상부 빔 (12) 은 차량의 높이 방향으로 하부 빔 (14) 위로 연장된다.

상부 빔 (12) 은 차량의 외부를 향해 연장되도록 되어 있는 전방벽 (16), 전방벽 (16) 에 실질적으로 평행하며 차량의 내부를 향해 연장되도록 되어 있는 후방벽 (18), 및 전방벽 (16) 의 상단부를 후방벽 (18) 의 상단부에 연결하는 상부벽 (20) 을 포함한다.

상부 빔 (14) 은 차량의 외부를 향해 연장되도록 되어 있는 전방벽 (22), 전방벽 (22) 에 실질적으로 평행하며 차량의 내부를 향해 연장되도록 되어 있는 후방벽 (24), 및 전 방벽 (22) 의 하단부를 후방벽 (24) 의 하단부에 연결하는 하부벽 (26) 을 포함한다.

도 1 내지 도 3 에 도시된 제 1 실시형태에 따라, 범퍼 빔 (1) 은 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 과 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 사이에서 연장되고 또한 상부 빔 (12) 및 하부 빔 (14) 의 전방벽들 (16, 22) 을 후방벽들 (18, 24) 에 연결하는 중앙벽 (28) 을 추가로 포함한다. 따라서, 중앙벽 (28) 은 상부 빔 (12) 의 하부벽과 하부 빔 (14) 의 상부 벽을 모두 형성하고, 또한 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이 상부 및 하부 빔 (12, 14) 에 공통이다.

도 4 및 도 5 에 도시된 제 2 실시형태에 따라, 상부 빔 (12) 은 하부벽 (27) 을 포함하고, 하부 빔 (14) 은 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 으로부터 이격되는 상부벽 (29) 을 포함한다. 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 은 공간 (31) 에 의해 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 으로부터 이격된다.

상부 빔 (12) 의 전방벽 (16) 과 하부 빔 (14) 의 전방벽 (22) 은 실질적으로 동일한 평면에서 연장되고, 상부 빔 (12) 의 후방벽 (18) 과 하부 빔의 후방벽 (24) 은 실질적으로 동일한 평면에서 연장되며, 상기 후방벽 (18, 24) 의 평면은 상기 전방벽 (16, 22) 의 평면에 평행하다. 장착된 상태에서, 전방벽들 (16, 22) 및 후방벽들 (18, 24) 의 평면들은 실질적으로 수직 평면들에 대응하는 높이 방향 및 횡방향을 포함하는 평면들이다. 전방벽들 (16, 22) 과 후방벽들 (18, 24) 사이의 거리는 예를 들어 약 30 mm 이다.

상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 과 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 은 예를 들어 서로 실질적으로 평행하고, 또한 예를 들어 전방벽들 (16, 22) 및 후방벽들 (18, 24) 의 평면들에 실질적으로 수직하다. 장착된 상태에서, 전방벽 (20) 및 후방벽 (18) 의 평면들은 실질적으로 수평 평면들에 대응하는 종방향 및 횡방향을 포함하는 평면들이다. 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 과 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 사이의 거리는 예를 들어 약 120 mm 이다.

제 1 실시형태에 따라, 중앙벽 (28) 은 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 및 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 으로부터 실질적으로 동일한 거리로 연장되어, 상부 빔 (12) 과 하부 빔 (14) 은 실질적으로 동일한 치수 및 동일한 단면을 갖는다. 변형예에 따라, 중앙벽 (28) 은 상부 빔 (12) 과 하부 빔 (14) 의 단면 중 하나가 다른 단면보다 크도록 상부벽 (20) 과 하부벽 (26) 으로부터 상이한 거리로 연장될 수 있다.

그러므로, 제 1 실시형태에 따라, 범퍼 빔 (1) 은 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이 횡방향에 수직한 평면에서 8 개의 형상을 가지는 단면을 갖는다. 그러나, 범퍼의 단면은 예를 들어 평행하지 않은 전방벽 및 후방벽 및/또는 평행하지 않은 상부벽 및 하부벽을 가짐으로써 상이할 수 있다.

제 1 실시형태의 특히 유리한 변형예에 따라, 중앙벽 (28) 은 전방벽들 (16, 22) 과 후방벽들 (18, 24) 사이에서 적어도 하나의 평면 변화를 포함하고, 이는 중앙벽 (28) 이 적어도 두 개의 상이한 평면들로 연장되는 것을 의미한다. 중앙벽 (28) 은 전방벽들 (16, 22) 에 연결된 전방부 (30), 후방벽들 (18, 24) 에 연결된 후방부 (32), 및 상기 전방부 (30) 를 상기 후방부 (32) 에 연결하는 중앙부 (34) 를 포함한다. 중앙부 (34) 는 전방부 (30) 및/또는 후방부 (32) 가 연장되는 평면과는 다른 평면에서 연장된다. 도 2 및 도 3 에 도시된 실시형태에 따라, 전방부 (30) 는 제 1 평면에서 연장되고, 후방부 (32) 는 제 2 평면에서 연장되고, 또한 중앙부 (34) 는 제 3 평면에서 연장된다. 제 1 평면 및 제 2 평면은 전방벽들 (16, 22) 및 후방벽들 (18, 24) 의 평면들에 실질적으로 평행하고 또한 수직하다. 제 3 평면은 제 1 평면과 제 2 평면 사이에서 경사진다. 예를 들어, 제 3 평면은 제 1 평면 및 제 2 평면과 10˚ ~ 170˚ 의 각도 a 를 형성한다. 실시예에 따라, 각도 a 는 30˚ ~ 60˚ 이다. 따라서, 중앙부 (34) 는 중앙벽 (28) 에 스텝을 형성한다. 충격 중 범퍼 빔의 변형 동안, 중앙벽의 스텝은 중앙벽을 상이한 평면들에서 연장되는 두 개의 부분들로 분리하고, 이는 따라서 두 개의 부분들의 버클링을 지연시킨다. 실제로, 충격 동안 작용력이 범퍼 빔에 가해지는 종방향으로 표면의 길이가 증가함에 따라, 표면의 버클링을 유도하려는 작용력이 더 낮아진다. 단일 평면에서 연장되는 중앙벽과 비교하여, 중앙벽에 스텝을 제공하는 것은 길이 방향으로 중앙벽의 제 1 부분 및 제 2 부분의 표면의 길이를 감소시킬 수 있기 때문에, 버클링을 유도하려는 작용력이 더 커지므로, 제 1 부분 및 제 2 부분의 버클링은 지연된다. 버클링을 지연시키는 것은 흡수된 에너지의 관점에서 충격 동안 범퍼 빔의 성능을 향상시키는 더 큰 변형 거리에 걸쳐 상부 빔 (12) 및 하부 빔 (14) 의 중공 보디들을 유지시키는 것을 허용한다.

중앙부 (34) 는 반경 부분들 (36), 즉 제 1 평면과 제 3 평면 사이에 그리고 제 3 평면과 제 2 평면 사이에 전이부를 형성하는 만곡 부분들에 의해 전방부 (30) 및 후방부 (32) 에 연결된다. 상기 반경방향 부분들 (36) 의 곡률 반경은 상기 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상이다. 실시예에 따라, 상기 반경방향 부분들 (36) 의 곡률 반경은 상기 강판 (10) 의 두께의 2 배 이상이다. 따라서, 전술한 실시예에 따라, 상기 반경방향 부분들 (36) 의 곡률 반경은 상기 강판 (10) 의 두께에 따라 1.6 mm ~ 3 mm 의 값 이상이다.

제 1 부분 (30) 은 예를 들어 제 2 부분 (32) 의 높이와 상이한 높이로 연장되고, 이는 제 1 부분 (30) 과 상부 빔 (12) 의 상부 벽 (20) 및 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 각각의 사이의 거리가 제 2 부분 (32) 과 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 및 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 각각의 사이의 거리와는 상이한 것을 의미한다. 도 2 및 도 3 에 도시된 실시형태에 따르면, 제 1 부분 (30) 과 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 사이의 제 1 거리는 제 2 부분 (32) 과 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 사이의 제 2 거리보다 작고, 이는 제 1 부분 (30) 이 범퍼 빔의 장착 상태에서 제 2 부분 (32) 보다 높게 연장되는 것을 의미한다. 실시형태에 따라, 제 1 거리와 제 2 거리 사이의 차이는 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 으로부터 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 을 이격시키는 거리의 1/3 미만, 즉 전술한 실시예에 따라 40 mm 미만이다. 실시형태에 따라, 제 1 평면과 제 2 평면 사이의 거리에 대응하는 제 1 거리와 제 2 거리 사이의 차이는 약 10 mm 이다.

제 1 부분 (30) 은 반경방향 전방 단부 (38) 에 의해 상부 빔 (12) 의 전방벽 (16) 에 연결되고, 제 2 부분 (32) 은 반경방향 후방 단부 (40) 에 의해 하부 빔 (14) 의 후방벽 (24) 에 연결된다. 중앙부 (36) 와 전방부 및 후방부 (30, 32) 사이의 반경방향 부분들 (36) 과 같이, 반경방향 전방 단부 및 후방 단부 (38, 40) 의 곡률 반경은 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상이다. 실시예에 따라, 상기 반경방향 단부들 (38, 40) 의 곡률 반경은 상기 강판 (10) 의 두께의 2 배 이상이다.

도 1 및 도 2 에 도시된 실시형태에 따라, 중앙벽 (28) 은 종방향으로 중앙벽의 중심에서 대칭 중심을 갖는다.

범퍼 빔 (1) 의 중심에서 실질적으로 연장되는 중앙벽 (28) 은 범퍼 빔 (1)의 저항을 증가시킨다. 결과적으로, 범퍼 빔 (1) 은 충격 동안 보다 큰 피크 작용력에 저항할 수 있다. 더욱이, 중앙부 (34) 에 의해 형성된 스텝은 충격 동안 단일 평면에서 연장되는 표면들의 버클링을 지연시키고, 이는 범퍼 빔 (1) 이 범퍼 빔 (1) 의 변형 동안 더 많은 양의 에너지를 흡수할 수 있게 하고 또한 범퍼 빔 전술한 바와 같이 변형 중에 파괴되기 어렵게 한다. 결과적으로, 중앙벽 (28) 은 범퍼 빔의 특성을 향상시킨다.

범퍼 빔의 변형 거리에 대한 범퍼 빔에 가해지는 힘을 도시하는 도 6 에 도시된 다이어그램에서, 최대 작용력은 "Ep" 에서의 힘 종좌표 상에 도시된다. 범퍼 빔이 파괴됨 없이 최소 에너지가 여전히 흡수되는 변형 거리는 Em 에서 거리 종좌표 상에 도시된다. 이러한 중앙벽으로, 예를 들어, 15 Km/h 의 속도에서 발생하는 범퍼 빔에 대한 전방 충격 동안 중앙벽 (28) 의 버클링을 10 ms ~ 20 ms 까지 지연시킬 수 있기 때문에, 이는 본 발명의 전술한 실시형태에 따른 중앙벽 (28) 으로 얻어질 수 있다.

중앙벽 (28) 의 형상은 상이할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 일 실시예에 따라, 중앙벽의 제 1 부분 및 제 2 부분 (30, 32) 은 동일한 평면에서 연장될 수 있는 한편, 중앙부 (34) 은 하나 이상의 평면에서 연장될 수 있다. 전방 단부 (38) 는 하부 빔 (14) 의 전방벽 (22) 에 연결될 수 있는 한편, 후방 단부 (40) 는 상부 빔 (12) 의 후방벽 (18) 에 연결될 수 있다. 제 1 부분 (30) 은 제 2 부분 (32) 의 높이보다 낮은 높이로 연장될 수 있다.

강판 (10) 은 도 4 에 도시된 바와 같이 제 1 엣지 (42) 와 제 2 엣지 (44) 사이에서 연장된다. 범퍼 빔 (1) 이 형성될 때, 제 1 엣지 (42) 는 상부 빔 (12) 의 전방벽 (16) 에 부착되고 또한 중앙벽 (28) 의 반경방향 전방 단부 (38) 를 커버하고, 제 2 엣지 (44) 는 하부 빔 (14) 의 후방벽 (24) 에 부착되고 또한 중앙벽 (28) 의 반경방향 후방 단부 (40) 를 커버한다. 결과적으로, 제 1 에지 및 제 2 에지 (42, 44) 는 상부 빔 및 하부 빔 (12, 14) 의 단면을 폐쇄한다. 제 1 에지 및 제 2 에지 (42, 44) 는 전방벽들 (16, 22) 및 후방벽들 (18, 24) 의 평면들에 평행한 평면들에서 연장되어, 에지들이 전방벽 및 후방벽에 부착될 때 평면 표면들이 함께 부착된다. 이는 단면의 폐쇄를 더 쉬운 스텝으로 만든다. 예를 들어, 제 1 에지 및 제 2 에지 (42, 44) 는 전방벽 (16) 과 후방벽 (24) 을 용접함으로써 부착되고 편평한 평면을 용접하는 것은 만곡 표면을 용접하는 것보다 용이하다. 용접은 바람직하게는 레이저 용접이다.

제 2 실시형태에 따라, 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 및 하부벽 (27) 을 이격시키는 거리 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 및 하부벽 (26) 을 이격시키는 거리는, 상부 빔 (12) 및 하부 빔 (14) 이 실질적으로 동일한 치수 및 동일한 단면을 가지도록 실질적으로 동일하다. 변형예에 따라, 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 및 하부벽 (27) 을 이격시키는 거리 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 및 하부벽 (26) 을 이격시키는 거리는, 상부 빔 (12) 및 하부 빔 (14) 의 단면들 중 하나가 다른 단면보다 크도록 상이하다.

공간 (31) 은 후방벽들 (18, 24) 의 평면으로부터 전방벽들 (16, 22) 의 평면까지 종방향으로 실질적으로 연장되고, 이는 공간 (31) 이 실질적으로 종방향으로 범퍼 빔의 전체 폭에 걸쳐 연장된다는 것을 의미한다. 높이 방향에서, 공간 (31) 은 예를 들어 후방벽들 (18, 24) 중 하나의 높이의 실질적으로 1/3 ~ 1/2 인 높이를 갖는다. 공간 (31) 은 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 과 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 사이에서 연장되는 접합벽 (46) 에 의해 구획되고, 상기 접합벽 (46) 은 전방벽 (16, 22) 의 평면에서 실질적으로 연장된다. 후방벽들 (18, 24) 의 평면에서, 공간 (31) 은 범퍼 빔 (1) 의 외부를 향해 개방된다.

그러므로, 제 2 실시형태에 따라, 범퍼 빔 (1) 은 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이 횡방향에 수직한 평면에서 B 형상을 가지는 단면을 갖는다. 그러나, 범퍼의 단면은 예를 들어 평행하지 않은 전방벽 및 후방벽 및/또는 평행하지 않은 상부벽 및 하부벽을 가짐으로써 상이할 수 있다. 단면은 또한 접합벽 (46) 에서 굽힘을 가짐으로써 상이할 수 있다.

도 4 에 도시된 변형예에 따라, 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 과 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 은 실질적으로 평면이고 또한 서로에 대해 실질적으로 평행하거나, 후방벽들 (18, 24) 을 향해 서로로부터 약간 발산 (diverging) 된다.

도 5 에 도시된 제 2 실시형태의 특히 유리한 변형예에 따라, 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 각각은 대응하는 전방벽 (16, 22) 과 대응하는 후방벽 (18, 24) 사이에서 적어도 하나의 평면의 변화를 포함하고, 이는 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 각각이 적어도 두 개의 상이한 평면들에서 연장된다는 것을 의미한다. 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 각각은 대응하는 전방벽 (16, 22) 에 연결된 전방부 (48), 대응하는 후방벽 (18, 24) 에 연결된 후방부 (50), 및 상기 전방부 (48) 를 상기 후방부 (50) 에 연결하는 중앙부 (52) 를 포함한다. 중앙부 (52) 는 전방부 (48) 및/또는 후방부 (50) 가 연장되는 평면과는 다른 평면에서 연장된다. 도 5 에 도시된 실시형태에 따라, 각 전방부 (48) 는 제 1 평면에서 연장되고, 각 후방부 (50) 는 제 2 평면에서 연장되고, 또한 각 중앙부 (52) 는 제 3 평면에서 연장된다. 제 1 평면 및 제 2 평면은 전방벽들 (16, 22) 및 후방벽들 (18, 24) 의 평면들에 실질적으로 평행하고 또한 수직하다. 제 3 평면은 제 1 평면과 제 2 평면 사이에서 경사진다. 예를 들어, 제 3 평면은 제 1 평면 및 제 2 평면과 10˚ ~ 170˚ 의 각도 α 를 형성한다. 실시예에 따라, 각도 α 는 30˚ ~ 60˚ 이다. 그러므로, 중앙부 (52) 는 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 각각에 스텝을 형성한다. 충격 중 범퍼 빔의 변형 동안, 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 각각에서의 스텝은 이러한 벽들을 상이한 평면들에서 연장되는 두 개의 부분들로 분리하고, 이는 따라서 두 개의 부분들의 버클링을 지연시킨다. 실제로, 충격 동안 작용력이 범퍼 빔에 가해지는 종방향으로 표면의 길이가 증가함에 따라, 표면의 버클링을 유도하려는 작용력이 더 낮아진다. 단일 평면에서 연장되는 벽과 비교하여, 중앙벽에 스텝을 제공하는 것은 종방향으로 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 의 제 1 부분 및 제 2 부분의 표면의 길이를 감소시킬 수 있기 때문에, 버클링을 유도하려는 작용력이 더 커지므로, 제 1 부분 및 제 2 부분의 버클링은 지연된다. 버클링을 지연시키는 것은 흡수된 에너지의 관점에서 충격 동안 범퍼 빔의 성능을 향상시키는 더 큰 변형 거리에 걸쳐 상부 빔 (12) 및 하부 빔 (14) 의 중공 보디들을 유지시키는 것을 허용한다. 각 중앙부 (52) 는 반경방향 부분들 (54), 즉 제 1 평면과 제 3 평면 사이에 그리고 제 3 평면과 제 2 평면 사이에 전이부를 형성하는 만곡 부분들에 의해 대응하는 전방부 (48) 및 대응하는 후방부 (50) 에 연결된다. 상기 반경방향 부분들 (54) 의 곡률 반경은 상기 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상이다. 실시예에 따라, 상기 반경방향 부분들 (54) 의 곡률 반경은 상기 강판 (10) 의 두께의 2 배 이상이다. 따라서, 전술한 실시예에 따라, 상기 반경방향 부분들 (54) 의 곡률 반경은 상기 강판 (10) 의 두께에 따라 1.6 mm ~ 3 mm 의 값 이상이다.

제 1 부분 (48) 은 예를 들어 제 2 부분 (50) 의 높이와는 상이한 높이로 연장된다. 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 에 대해, 이는 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 과 제 1 부분 (48) 사이의 거리가 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 과 제 2 부분 (50) 사이의 거리와 상이하다는 것을 의미한다. 도 5 에 도시된 실시형태에 따라, 하부벽 (27) 의 제 1 부분 (48) 과 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 사이의 제 1 거리는 하부벽 (27) 의 제 2 부분 (50) 과 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 사이의 거리보다 크다. 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 에 대해, 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 과 제 1 부분 (48) 사이의 거리가 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 과 제 2 부분 (50) 사이의 거리와 상이하다. 도 5 에 도시된 실시형태에 따라, 상부벽 (29) 의 제 1 부분 (48) 과 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 사이의 제 1 거리는 상부벽 (29) 의 제 2 부분 (50) 과 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 사이의 거리보다 크다. 결과적으로, 도 5 에 도시된 실시형태에 따라, 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 의 제 1 부분 (48) 과 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 의 제 1 부분 (48) 사이의 거리는 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 의 제 2 부분 (50) 과 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 의 제 2 부분 (50) 사이의 거리보다 크다. 이는 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 의 중앙부 (52) 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 의 중앙부 (52) 의 제 3 평면들이 발산되는 평면이라는 것을 의미한다. 일 실시형태에 따라, 상기 제 1 거리와 상기 제 2 거리 사이의 차이는 상기 하부 빔 (14) 의 상기 하부벽 (26) 으로부터 상기 상부 빔 (12) 의 상기 상부벽 (20) 을 이격시키는 거리의 1/3 미만이다. 일 실시형태에 따라, 제 1 거리와 제 2 거리 사이의 차이는 예를 들어 강판의 두께 ~ 15 mm 이고, 예를 들어 약 6 mm 이다.

상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 의 제 1 부분 (48) 은 반경방향 전방 단부 (56) 에 의해 상부 빔 (12) 의 전방벽 (16) 에 연결되고, 제 2 부분 (50) 은 반경방향 후방 단부 (58) 에 의해 하부 빔 (12) 의 후방벽 (18) 에 연결된다. 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 의 제 1 부분 (48) 은 반경방향 전방 단부 (60) 에 의해 하부 빔 (14) 의 전방벽 (22) 에 연결되고, 제 2 부분 (50) 은 반경방향 후방 단부 (62) 에 의해 하부 빔 (14) 의 후방벽 (24) 에 연결된다. 중앙부 (52) 와 전방부 및 후방부 (48, 50) 사이의 반경방향 부분들 (54) 과 같이, 반경방향 전방 단부 및 후방 단부 (56, 58, 60, 62) 의 곡률 반경은 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상이다. 실시예에 따라, 상기 반경방향 단부들 (56, 58, 60, 62) 의 곡률 반경은 상기 강판 (10) 의 두께의 2 배 이상이다.

도 5 에 도시된 실시형태에 따라, 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 과 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 은 종방향으로 벽의 중앙에 대칭 중심을 각각 갖는다.

실질적으로 범퍼 빔 (1) 의 중심에서 연장되는 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 은 충격 동안 범퍼 빔 (1) 에 가해지는 작용력까지 범퍼 빔 (1) 의 저항을 증가시킨다. 결과적으로, 범퍼 빔 (1) 은 충격 동안 가해지는 가장 최대의 작용력을 흡수할 수 있다. 더욱이, 중앙부들 (52) 에 의해 형성된 스텝은 충격 동안 단일 평면에서 연장되는 표면들의 버클링을 지연시키고, 이는 전술한 바와 같이 범퍼 빔 (1) 의 변형 동안 범퍼 빔 (1) 이 더 많은 양의 에너지를 흡수할 수 있게 하고 또한 범퍼 빔 (1) 이 변형 중에 파괴되기 어렵게 한다. 결과적으로, 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 과 하부 빔 (14) 의 하부벽 (29) 은 범퍼 빔의 특성들을 향상시킨다.

상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 의 형상이 상이할 수 있다는 것을 의미한다. 일 실시예에 따라, 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 의 제 1 부분 및 제 2 부분 (48, 50) 은 동일한 평면에서 연장될 수 있는 한편, 중앙부 (52) 은 하나 이상의 평면에서 연장될 수 있다. 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 의 제 1 부분 (48) 과 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 의 제 1 부분 (48) 사이의 거리는 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 의 제 2 부분 (50) 과 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 의 제 2 부분 (50) 사이의 거리보다 클 수 있다. 상부 빔 (12) 과 하부 빔 (14) 의 단면은 서로 상이할 수 있다.

도 4 및 도 5 에 도시된 실시형태에 따라, 강판 (10) 의 제 1 에지 (42) 및 제 2 에지 (44) 모두는 상부 빔 (12) 및 하부 빔 (14) 의 단면을 폐쇄하도록 접합벽 (46) 에 부착된다. 제 1 에지 (42) 는 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 과의 사이에 반경방향 전방 단부 (56) 를 커버하고, 제 2 에지 (44) 는 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 과의 사이에 반경 방향의 전방 단부 (60) 를 커버한다. 제 1 에지 및 제 2 에지 (42, 44) 는 에지들이 접합벽에 부착될 때 평면 표면들이 함께 부착되도록 접합벽 (46) 의 평면에 평행한 동일 평면에서 연장된다. 이는 단면의 폐쇄를 더 쉬운 스텝으로 만든다. 예를 들어, 제 1 에지 및 제 2 에지 (42, 44) 는 접합벽 (46) 을 용접함으로써 부착되고 편평한 평면을 용접하는 것은 만곡 표면을 용접하는 것보다 용이하다. 용접은 바람직하게는 레이저 용접이다.

전술한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 따라, 상부 빔 및 하부 빔 (12, 14) 의 전방벽들 (16, 22) 은 각각 범퍼 빔 (1) 의 전체 길이를 따라 횡방향으로 연장되는 전방 리브 (64) 를 포함한다. 각각의 전방 리브 (64) 는 전방벽으로부터 범퍼 빔의 내부를 향하여, 즉 범퍼 빔의 단면 내부에서 전방 리브 (64) 가 제공되는 전방벽에 대향하여 연장되는 후방벽을 향하여 연장되는 그루브 또는 채널 형상을 갖는다. 이미 알려진 바와 같이, 이러한 전방 리브 (64) 는 상부 빔 및 하부 빔 (12, 14) 의 충격 강도값을 증가시켜서, 충격 동안 범퍼 빔 (1) 이 중요한 최대 작용력을 유지할 수 있게 한다. 각각의 전방 리브 (64) 는 원호 형상을 갖는다. 실시예에 따라, 각각의 전방 리브 (46) 의 곡률 반경은 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상이다. 실시예에 따라, 각 전방 리브 (64) 의 곡률 반경은 강판 (10) 의 두께의 2 배 이상이다. 각각의 전방 리브 (64) 는 높이 방향으로 전방벽 (16, 22) 의 중심에서 실질적으로 연장된다. 일 실시형태에 따라, 전방 리브 (46) 의 높이, 즉 높이 방향으로 측정된 전방 리브 (64) 의 치수는 실질적으로 전방 리브가 연장되는 전방벽의 높이의 10 % ~ 50 % 이다. 전방 리브의 높이는 예를 들어 10 mm ~ 30 mm 이다. 전방 리브 (64) 의 깊이, 즉 종방향으로 측정 된 리브의 치수는, 예를 들어, 리브가 연장되는 전방벽과 전방벽을 향한 후방벽 사이의 거리의 1/10 ~ 1/3 이다. 예를 들어, 전방 리브 (64) 의 깊이는 3 mm ~ 10 mm 이다. 특정 실시예에 따라, 리브의 높이는 리브의 깊이와 동일하다. 상부 빔 (12) 의 전방벽 (16) 상에서 연장되는 전방 리브 (64) 는 예를 들어 하부 빔 (14) 의 전방벽 (22) 상에서 연장되는 전방 리브 (64) 와 실질적으로 동일하다. 다양한 실시형태들에 따라, 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20), 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26), 상부 빔 (12) 의 후방벽 (18), 및 하부 빔 (14) 의 후방벽 (24) 중 적어도 하나는 범퍼 빔 (1) 의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 리브를 더 포함한다. 리브가 범퍼 빔의 단면 내부에서 연장된다는 것은, "리브가 범퍼 빔의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 것" 에 의해 이해된다.

후방벽들 (18, 24) 이 중요한 높이를 가질 때 특히 유리한 실시형태에 따라, 상부 빔 및 하부 빔 (12, 14) 의 후방벽들 (18, 24) 은, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 범퍼 빔 (1) 의 전체 길이를 따라 횡방향으로 연장하는 후방 리브 (66) 를 각각 포함한다. 각각의 후방 리브 (66) 는 후방벽으로부터 범퍼 빔의 내부를 향하여, 즉 범퍼 빔의 단면 내부에서 후방 리브 (66) 가 제공되는 후방벽에 대향하여 연장되는 전방벽을 향하여 연장되는 그루브 또는 채널 형상을 갖는다. 후방 리브들 (66) 은 제 1 실시형태에 따라 범퍼 빔 (1) 상에 나타냈지만, 후방 리브들 (66) 은 제 2 실시형태에 따라 범퍼 빔 (1) 내에 또한 제공될 수다는 것을 이해해야 한다.

후방 리브 (66) 는 개선된 품질의 범퍼 빔을 얻기 위해 범퍼 빔 (1) 의 생산을 향상시키기 위해 제공된다. 전술한 바와 같이, 범퍼 빔 (1) 은 만곡되고, 안둘레는 범퍼 빔 (1) 의 후방벽들 (18, 24) 측에서 연장된다. 리브들이 없는 후방벽들 (18, 24) 에 의해 형성된 표면들과 같이, 안둘레측 상의 큰 평면 표면들은 범퍼 빔 (1) 을 횡방향으로 만곡시키기 위해 수행되는 범퍼 빔 (1) 의 굽힘 중에 버클링하는 경향이 있다. 이러한 버클링은 평면 표면들에 웨이브를 형성하고, 따라서 굽힘 후에 평면으로 유지되지 않는다. 이러한 현상은 범퍼 빔의 곡률 반경이 작을수록 더 커진다. 전술한 바와 같이, 이러한 버클링은 크래시 박스들의 부착 및 그의 환경에서 범퍼 빔의 통합의 관점에서 문제가 된다.

후방벽들 (18, 24) 상에 리브들 (66) 을 제공하는 것은, 높이 방향으로 측정된 평면 표면들의 높이를 감소시킴으로써 후방벽들 (18, 24) 을 형성하는 평면 표면들의 치수들을 감소시키는 것을 허용한다. 결과적으로, 후방 리브들 (66) 덕분에, 후방벽들 (18, 24) 의 버클링이 범퍼 빔의 굽힘 동안 회피될 수 있다. 실제로, 표면의 버클링을 유도하려는 작용력은 높이 방향으로 표면의 길이가 증가함에 따라 더 낮아진다. 후방벽에 리브를 제공하는 것은 높이 방향으로 평면 표면들의 길이를 감소시킬 수 있으므로, 버클링을 유도하려는 작용력은 더 크고 또한 범퍼 빔의 굽힘 동안 범퍼 빔에 가해진 작용력 보다 낮게 유지되기 때문에, 평면 표면들의 버클링이 회피될 수 있다.

이를 위해, 후방벽 상의 각각의 후방 리브 (66) 의 높이 및 위치는 후방 리브 (66) 의 양측에서 연장되는 평면 표면들 (68) 이 범퍼 빔의 굽힘 동안 버클링을 야기하기에 충분한 높이를 가지지 않도록 배열된다. 실시예에 따라, 각 평면 표면 (68) 의 높이는 리브 (66) 가 연장되는 후방면의 높이의 절반을 초과하지 않는다. 예를 들어 각 후방 리브 (66) 는 실질적으로 전방벽 (18, 24) 의 중심에서 높이 방향으로 연장된다. 예를 들어, 각 후방 리브 (66) 의 높이는 실질적으로 전방 리브가 연장되는 전방벽의 높이의 1/3 ~ 1/2 이다. 보다 큰 높이를 갖는 후방면에 대해, 범퍼 빔 (1) 의 굽힘 동안 후방면들의 버클링이 회피될 수 있도록, 상기 후방면들의 각 평면 표면의 높이를 제한하기 위해 상기 후방면들 상에 하나 이상의 후방 리브를 제공하는 것이 유리할 수 있다. 실시형태에 따라, 후방 리브들 (66) 은 각각의 평면 표면의 높이가 30 mm 이하이도록 배열된다.

각각의 후방 리브 (66) 는 원호 형상을 갖는다. 실시형태에 따라, 각각의 후방 리브의 곡률 반경은 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상이다. 실시예에 따라, 각 후방 리브의 곡률 반경은 강판 (10) 의 두께의 2 배 이상이다. 각각의 후방 리브의 깊이는 후방벽의 원하는 기하학적 형상에 따라 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상의 임의의 값일 수 있다. 일 실시형태에 따라, 깊이는, 후방 리브 (66) 가 전방 리브 (64) 에 대향하여 연장될 때, 후방 리브가 연장되는 후방벽에 대향하여 연장되는 전방벽까지 또는 전방 리브 (64) 까지 후방 리브 (48) 가 연장되도록 되어 있을 수 있다. 도면에 도시된 실시형태에 따라, 후방 리브 (66) 의 깊이는 전방 리브 (64) 의 깊이보다 작다. 후방 리브 (66) 는 전방 리브 (64) 에 대향하여 연장될 수 있거나 또는 전방 리브 (64) 에 대해 높이 방향으로 오프셋될 수 있다.

또한, 범퍼 빔의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 후방 리브 (66) 는, 예를 들어 크래시가 라디에이터에 대해 범퍼 빔을 푸시하는 동안, 범퍼 빔의 외부를 향해 횡방향으로 연장되는 리브로 발생할 수 있는 라디에이터의 천공의 위험을 회피한다.

전술한 실시형태에 대한 대안일 수 있거나 전술한 실시형태들로 구현될 수 있는 실시형태에 따라, 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 및/또는 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 은 범퍼 빔 (1) 의 전체 길이를 따라 횡방향으로 연장되는 보강 리브 (70) 를 포함한다. 보강 리브들 (70) 은 제 2 실시형태에 따라 범퍼 빔 (1) 상에 나타냈지만, 보강 리브들 (70) 은 제 1 실시형태에 따라 범퍼 빔 (1) 내에 또한 제공될 수다는 것을 이해해야 한다.

보강 리브 (70) 는 범퍼 빔의 내부를 향해 횡방향으로 연장된다.

보강 리브 (70) 는 전방 리브 (64) 와 실질적으로 동일한 효과를 가지고, 범퍼 빔 (1) 의 성능을 향상시킨다. 또한, 보강 리브 (70) 는 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 및/또는 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 에서 버클링 위험을 감소시키는데 또한 유리할 수 있다. 보강 리브 (70) 는 원호 형상을 갖는다. 실시형태에 따라, 보강 리브 (70) 의 곡률 반경은 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상이다. 실시예에 따라, 보강 리브 (70) 의 곡률 반경은 강판 (10) 의 두께의 2 배 이상이다. 각각의 보강 리브 (70) 의 깊이, 즉 높이 방향으로의 보강 리브 (70) 의 치수는 리브가 연장되는 벽의 원하는 기하학적 형상에 따라 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상의 임의의 값일 수 있다. 그러나, 보강 리브 (70) 는 전방 및/또는 후방 리브 또는 중앙벽 (28) 또는 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 또는 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 을 방해하지 않도록 배열되는 것이 바람직하다. 실시형태에 따라, 보강 리브 (70) 의 깊이는 범퍼 빔 (1) 의 전체 높이의 1/3 미만이다. 보강 리브는 예를 들어 리브가 연장되는 벽의 중심에서 종방향으로 연장된다. 보강 리브 (70) 는 추가적인 변형 패턴을 생성함으로써 최대 작용력의 흡수의 관점에서 그리고 파괴에 대한 저항의 관점에서 범퍼 빔 (1) 의 성능을 향상시키는 것을 허용한다.

제 2 실시형태에 따른 범퍼 빔 (1) 에서 또한 구현될 수 있는 도 1 및 도 3 에 도시된 실시형태에 따라, 범퍼 빔 (1) 은 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 및 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 에 부착된 다른 롤 성형된 또는 스탬프된 강판으로 만들어지고 또한 전방벽들 (16, 22) 의 전방에서 연장되는 보강 요소 (72) 를 추가로 포함한다. 보강 요소 (72) 는 전방벽들 (16, 22) 의 적어도 일부의 전방에 충격 표면을 형성하도록 범퍼 빔 (1) 의 적어도 일부에 걸쳐 횡방향으로 연장된다. 보강 요소 (72) 는 전방벽들 (16, 22) 과 적어도 하나의 공동 (74) 을 형성하도록 배열되고, 상기 공동 (74) 은 전방벽들 (16, 22) 과 보강 요소 (72) 사이에서 연장된다. 도면에 도시된 실시형태에 따라, 보강 요소 (72) 는 상부 빔 (12) 의 전방벽 (16) 과 상부 공동 (74a) 을 규정되는 상부벽 (76), 및 하부 빔 (14) 의 전방벽 (22) 과 하부 공동 (74b) 을 규정하는 하부벽 (78) 을 포함한다. 상부벽 (76) 과 하부벽 (78) 사이에는 보강 요소 (72) 가 범퍼 빔 (1) 의 중앙벽 (28) 에 대향하여 또는 상부 빔 (12) 의 하부벽 (27) 및 하부 빔 (14) 의 상부벽 (29) 에 대향하여 전방벽들 (16, 22) 에 가해진 중앙벽 (80) 을 포함한다. 보강 요소 (72) 는 상부벽 (76) 및/또는 하부벽 (78) 에서 횡방향으로 연장되는 리브들 (82) 을 포함할 수 있다.

보강 요소 (72) 는 범퍼 빔 (1) 의 전방에 보완적인 변형가능한 구조를 형성함으로써 범퍼 빔 (1) 의 에너지 흡수를 향상시키는 것을 허용한다. 이를 위해, 보강 요소 (72) 가 종방향으로 범퍼 빔의 단면을 증가시키므로, 보강 요소 (72) 는 바람직하게는 추가 에너지가 흡수되어야 하는 곳으로 그리고 종방향으로의 추가의 공간이 범퍼 빔 (1) 의 전방에서 이용가능한 곳으로 연장된다. 예를 들어, 보강 요소 (72) 는 차량에 대한 전면 충격의 경우에 대부분의 충격 에너지가 가해지는 범퍼 빔 (1) 의 중심 주위에서 횡방향으로 연장된다. 보강 요소를 형성하는 강판의 두께와 및 보강 요소 (72) 를 형성하는 강의 인장 강도와 공동 (74) 의 단면의 곱은, 보강 요소 (72) 를 갖는 범퍼 빔이 범퍼 빔의 후방 보다 더 많은 에너지를 국부적으로 흡수하도록, 강판의 두께 및 범퍼 빔을 형성하는 강의 인장 강도와 보강 요소 (52) 를 갖지 않는 범퍼 빔 (1) 의 단면의 곱보다 작다. 예를 들어, 보강재는 범퍼 빔의 강보다 연성이 높은 강으로 제조된다.

실시예에 따라, 보강 요소는 횡방향으로 범퍼 빔 (1) 의 길이의 10 % ~ 2/3 을 따라 연장되고, 공동 (74) 은 실질적으로 종방향으로 보강 요소를 갖지 않는 범퍼 빔의 단면의 1/3 과 동일한 단면을 갖는다. 보강 요소 (72) 는 예를 들어 실질적으로 780 ~ 1500 MPa 의 인장 강도를 갖는 이중상 강으로 제조되고, 또한 예를 들어 강판 (10) 의 두께와 동일한 두께를 갖는다. 보강 요소 (72) 는 예를 들어 범퍼 빔 (1) 에 레이저 용접된다.

보강 요소 (72) 는 또한 범퍼 빔 (1) 의 기하학적 형상을 상이한 차량의 특정 기하학적 형상 요건에 맞추는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 보강 요소 (72) 의 높이는 범퍼 빔 (1) 이 표준 차량보다 더 큰 높이를 갖는 차량에 사용될 수 있도록 범퍼 빔 (1) 의 높이보다 클 수 있다. 이러한 경우에, 보강 요소 (72) 는 범퍼 빔 (1) 의 전체 길이를 따라 연장될 수있다. 결과적으로, 보강 요소 (72) 는 넓은 범위의 차량에 범퍼 빔 (1) 을 적용시키는데 사용될 수 있고, 여기에서 범퍼 빔 (1) 은 모든 차량에 대해 동일하게 유지되고 또한 보강 요소 만이 차량의 요건에 적합하도록 수정된다.

전술한 범퍼 빔 (1) 을 형성하는 방법은, 제 1 실시형태에 따른 범퍼 빔을 형성하기 위하여 강판 (10) 의 연속적인 롤 성형 단계들이 도시되고 또한 0 내지 23 으로 라벨링되는 도 6 에서 부분적으로 도시되어 있다. 이러한 스물 세 개의 롤 성형 단계들은, 도 5 에서 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 롤 성형 단계 4 내지 7 에서 형성된 스텝을 갖는 중앙벽 (28), 및 적어도 롤 성형 단계 1 내지 3 에서 형성되는 상부 빔 (12) 및 하부 빔 (14) 의 전방벽들 (16, 22) 및 후방벽들 (18, 24) 에서 연장되는 전방 리브들 (64) 및 후방 리브들 (68) 을 구비하는 범퍼 빔 (1) 을 형성하는데 필요한 단계의 수에 대응한다. 다양한 롤 성형 단계들은 연속적인 롤 성형 스테이션들에서 수행된다.

롤 성형 단계들의 끝에서, 강판 (10) 의 에지들 (42 및 44) 은 대응하는 전방벽 및 후방벽에 또는 접합벽 (46) 에 용접되고, 범퍼 빔 (1) 은 원호 형상을 얻기 위하여 횡방향으로 아치 모양이 된다. 후방 리브들 (68) 덕분에, 이러한 작업은 범퍼 빔 (1) 의 곡률 반경이 감소되고 또한 후방벽들의 높이가 중요해질 지라도 후방벽들 (18, 24) 이 버클링되지 않도록 한다.

범퍼 빔 (1) 이 보강 요소 (72) 를 포함할 때, 이러한 보강 요소 (72) 는 예를 들어 롤 성형에 의해 또는 스탬핑에 의해 개별적으로 형성되고, 또한 형성된 범퍼 빔 (1) 에 부착된다.

제 1 평면 및 제 2 평면과 실질적으로 45˚ 와 동일한 각도 α 를 형성하는 제 3 평면을 갖는, 8 형상의 단면을 가지는 전술한 범퍼 빔은, 예를 들어, 파괴 없이 200 mm 이상의 거리에서 종방향으로 변형될 수 있다. 범퍼 빔에 의해 유지되는 최대 작용력은 30 KN 초과, 예를 들어 약 33 KN (도 6 의 Ep) 이고, 250 mm 의 변형 후에 흡수된 최소 에너지 (도 6 의 Em) 는 5.5 KJ 초과, 예를 들어 약 5.75 KJ 이다. 결과적으로, 범퍼 빔 (1) 은 세 개의 관련된 파라미터 모두에서, 즉, 작동력 임계값보다 큰 피크 작용력에 대한 저항, 흡수된 최소 에너지 및 파괴에 대한 내성에서 양호한 성능을 나타낸다.

전술한 실시형태로 구현될 수 있는 범퍼 빔을 형성하는 방법의 실시형태에 따라, 범퍼 빔을 형성하는 방법은 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 에서 그리고/또는 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 에서 범퍼 빔의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 보강 리브 (70) 를 형성하기 위한 롤 성형 단계들 (미도시) 을 포함한다. 상부 빔 (12) 의 상부벽 (20) 에서 그리고 하부 빔 (14) 의 하부벽 (26) 에서 보강 리브 (70) 를 형성하기 위한 롤 성형 단계들은 연속적인 롤 성형 스테이션들에서 수행된다.

범퍼 빔의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 리브들은 범퍼 빔이 차지하는 체적을 제한할 수 있다. 실제로, 차량의 깊이 (즉, 종방향으로 측정된 차량의 치수) 는 50 mm ~ 60 mm 를 초과해서는 안되고, 그렇지 않으면 차량이 너무 길어질 수 있다.

더욱이, 범퍼 빔의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 리브들은 차량의 외부를 향해 횡방향으로 연장되는 리브들보다 더 만족스럽다. 실제로, 차량 외부를 향해 연장되는 리브는 충격의 경우 작용력이 집중되는 돌출부를 형성한다. 범퍼 빔의 내부를 향하는 리브의 경우, 작용력은 리브의 양측에서 연장되는 두 개의 큰 표면들에서 분할된다. 따라서, 범퍼 빔의 파괴 위험이 감소된다.

Claims (20)

1. 횡방향으로 연장되는 상부 빔 (12) 및 하부 빔 (14) 을 포함하는 적어도 하나의 롤 성형된 강판 (10) 으로 제조된 자동차용 범퍼 빔 (1) 으로서,
   상기 상부 빔 (12) 및 상기 하부 빔 (14) 은 전방벽 (16, 22), 후방벽 (18, 24), 상부벽 (20, 29), 및 하부벽 (26, 27) 에 의해 한정되는 폐쇄 단면을 각각 가지고,
   상기 상부벽 (20, 29) 및 상기 하부벽 (26, 27) 은 상기 전방벽 (16, 22) 을 상기 후방벽 (18, 24) 에 연결하고,
   상기 상부 빔 (12) 및 상기 하부 빔 (14) 의 전방벽들 (16, 22) 의 각각은 상기 범퍼 빔 (1) 의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 전방 리브 (66) 를 포함하고,
   상기 상부 빔 (12) 의 상기 상부벽 (20), 상기 하부 빔 (14) 의 상기 하부벽 (26), 상기 상부 빔 (12) 의 상기 후방벽 (18), 및 상기 하부 빔 (14) 의 상기 후방벽 (24) 중 적어도 하나는 상기 범퍼 빔 (1) 의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 리브 (66, 70) 를 더 포함하는, 범퍼 빔.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부 빔 (12) 및 상기 하부 빔 (14) 의 후방벽들 (18, 24) 중 적어도 하나는 상기 범퍼 빔 (1) 의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 후방 리브 (66) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 후방 리브 (66) 는 상기 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상의 곡률 반경을 갖는 만곡된 단면을 가지는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 후방 리브 (66) 가 연장되는 상기 후방벽 (18, 24) 은 상기 후방 리브 (66) 의 양측에서 연장되는 적어도 두 개의 평면 표면들 (68) 을 포함하고, 상기 후방 리브 (66) 의 위치 및/또는 높이는 상기 후방 리브 (66) 가 연장되는 상기 후방벽 (18, 24) 의 높이의 절반 이하의 높이를 각 평면 표면 (68) 이 갖도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 후방 리브 (66) 의 깊이는 상기 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상이고, 또한 상기 후방 리브 (66) 가 연장되는 상기 후방벽 (18, 24) 과 전방벽 (16, 22) 사이의 거리보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 후방 리브 (66) 는 전방 리브 (64) 에 대향하여 연장되는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부 빔 (12) 및 상기 하부 빔 (14) 의 상기 후방벽들 (18, 24) 의 각각은 상기 범퍼 빔 (1) 의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 후방 리브 (66) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부 빔 (12) 의 상기 상부벽 (20) 및/또는 상기 하부 빔 (14) 의 상기 하부벽 (26) 은 상기 범퍼 빔 (1) 의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 보강 리브 (70) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 보강 리브 (70) 는 상기 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상의 곡률 반경을 갖는 만곡된 단면을 가지는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 보강 리브 (70) 의 깊이는 상기 강판 (10) 의 두께의 0.5 배 이상이고, 또한 상기 상부 빔 (12) 의 상기 상부벽 (20) 과 상기 하부 빔 (14) 의 상기 하부벽 (26) 사이의 거리의 1/3 이하인 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 범퍼 빔 (1) 은 횡방향으로 만곡되고, 상기 범퍼 빔 (1) 의 곡률 반경은 4000 mm 이하인 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판 (10) 은 인장 강도가 980 MPa 이상인 강으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 강판 (10) 은 실질적으로 0.8 mm ~ 1.5 mm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 빔 (12) 및 상기 하부 빔 (14) 의 전방벽들 (16, 22) 과 후방벽들 (18, 24) 사이에서 연장되는 중앙벽 (28) 은 상기 상부 빔 (12) 의 하부벽 및 상기 하부 빔 (14) 의 상부벽을 모두 형성하는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 중앙벽 (28) 은 적어도 두 개의 상이한 평면들에서 연장되는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
16. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    공간 (31) 이 상기 상부 빔 (12) 의 상기 하부벽 (27) 과 상기 하부 빔 (14) 의 상기 상부벽 (29) 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 상부 빔 (12) 의 상기 하부벽 (27) 및/또는 상기 하부 빔 (14) 의 상기 상부벽 (29) 은 적어도 두 개의 상이한 평면들에서 연장되는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 범퍼 빔은 강판으로 제조된 보강 요소 (72) 를 더 포함하고, 상기 보강 요소 (72) 는 상기 상부 빔 (12) 및 상기 하부 빔 (14) 에 부착되어, 상기 보강 요소 (72) 가 상기 상부 빔 (12) 및 상기 하부 빔 (14) 의 전방벽들 (16, 22) 의 적어도 일부분에 대향하여 연장되고 또한 상기 전방벽들 (16, 22) 과 상기 보강 요소 (72) 사이에서 연장되는 적어도 하나의 공동 (74) 을 상기 전방벽들 (16, 22) 과 규정하는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 범퍼 빔 (1) 을 제조하는 방법으로서,
    - 강판 (10) 을 제공하는 단계, 및
    - 횡방향으로 연장되는 상부 빔 (12) 및 하부 빔 (14) 을 포함하는 범퍼 빔 (1) 을 형성하기 위해 연속 롤링 스테이션들에서 상기 강판 (10) 을 롤 성형하는 단계
    를 포함하고,
    상기 상부 빔 (12) 및 상기 하부 빔 (14) 은 전방벽 (16, 22), 후방벽 (18, 24), 상부벽 (16, 22 20) 및 하부벽 (26) 에 의해 규정된 폐쇄 단면을 각각 가지고,
    상기 상부벽 (20) 및 상기 하부벽 (26) 은 상기 전방벽 (16, 22) 을 상기 후방벽 (18, 24) 에 연결하고,
    상기 상부 빔 (12) 및 상기 하부 빔 (14) 의 전방벽들 (16, 22) 의 각각은 상기 범퍼 빔 (1) 의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 전방 리브 (64) 를 포함하고,
    상기 상부 빔 (12) 의 상기 상부벽 (20), 상기 하부 빔 (14) 의 상기 하부벽 (26), 상기 상부 빔 (12) 의 상기 후방벽 (18), 및 상기 하부 빔 (14) 의 상기 후방벽 (24) 중 적어도 하나는 상기 범퍼 빔 (1) 의 내부를 향해 횡방향으로 연장되는 리브 (66, 70) 를 포함하도록 롤링 스테이션들 중 적어도 하나에서 형상화되는, 범퍼 빔 (1) 을 제조하는 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 강판 (10) 은 인장 강도가 980 MPa 이상인 강으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 범퍼 빔 (1) 을 제조하는 방법.

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