WO2003039916A2 - Bumper with an impact absorber and a bumper covering - Google Patents

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    • B60R2019/1873—Cellular materials

Definitions

  • the invention relates to a bumper for motor vehicles with an impact absorber arranged between the outer panel and the inner bending beam made of an energy-absorbing foam.
  • An impact damper is currently used to fulfill the pendulum impact test. This impact test simulates a slight collision at low speed and must be completed without permanent damage to the car.
  • the impact damper is made in one piece. This means an even hardness over the entire foam block.
  • the impact damper is made in three parts. This has the advantage that foams or foams with greater hardness can be used in the side areas (30 ° pendulum impact) (30 ° pendulum impact usually has greater depths of action). Appropriate cutouts for the sensors are then made in the respective geometry of the impact damper. Depending on the requirements (legislation in different countries), foams with different hardnesses (density / density) are used.
  • a leg dummy is shot at 40 km / h on the bumper.
  • the dummy has integrated sensors that measure the acceleration values, the knee bending angle and the knee shear.
  • the knee bend angle, as well as knee protection are mainly influenced by the geometry of the bumper.
  • the acceleration values are mainly influenced by the density and the depth of the impact damper.
  • the impact damper in its current version is not suitable for achieving the required values.
  • the solution must also be applicable for a small installation space, since the cars are getting more and more additional units and the installation space is therefore becoming less and less.
  • the impact damper at least partially has knobs or depressions.
  • the impact damper is provided with a "knob contour". This means that the impact damper is designed with knobs at half its depth.
  • a foam with a low density has a longer deformation path before block formation begins.
  • "Go on block” means that the impact damper is completely pressed together and can no longer absorb energy. When a block is formed, the remaining force is passed on to the front module undamped and without delay.
  • the nub contour provides the foam with more space for compression. On the one hand the knobs and the rest of the foam are compressed, on the other hand the knobs can fill the space without changing their density.
  • the acceleration peaks that occur are more easily absorbed in the lower leg test.
  • this geometry can be manufactured without much additional tooling (no further sliders or loose parts).
  • foams or foams with a higher density can be used. This reduces the depth of penetration of the pendulum during pendulum impact.
  • the knobs can also be inserted only partially to soften certain areas, which crystallize out as the critical positions (on the bumper) in the lower leg test.
  • depressions can also be made in the impact damper, which have the same effect as the knobs (negative part of the knob contour).
  • the impact damper is designed with nubs or depressions between 33% and 66% of its depth.
  • the impact damper is designed with knobs or depressions up to half its depth. The depth depends on the vehicle weight and the foam hardness.
  • the knobs or depressions are preferably arranged over the entire width of the impact damper, the knobs or depressions advantageously being arranged at the same distance in parallel rows extending over the entire width of the impact damper.
  • two adjacent rows are arranged offset by half the distance from knob to knob or recess to recess.
  • buttons or depressions are arranged over the entire width of the impact damper. This depends on the space available.
  • FIG. 2 is a view of the impact damper of FIG. 1,
  • Fig. 3 shows a cross section through an embodiment with depressions in the impact damper and 4 shows a view of the impact damper according to FIG. 3.
  • Fig. 1 shows a bumper in cross section with a bending beam 4 on which an impact damper 1 according to the invention rests.
  • This impact damper 1 consists of an energy-absorbing foam.
  • a cladding 3 is arranged in front of the impact damper 1.
  • the impact damper 1 has knobs 2 facing the cladding 3. These extend over almost half the depth of the impact damper.
  • FIG. 2 shows a view of the impact damper 1 according to FIG. 1.
  • the knobs 2 are arranged at the same distance in parallel rows that extend over the entire width of the impact damper. A total of four rows are provided, two adjacent rows each being offset by half the distance from stud 2 to stud 2. In the area of the edge of the impact damper, the spacing of the knobs 2 in a row is somewhat larger than the spacing of the knobs 2 from one another in the central region of the impact damper.
  • All knobs 2 have a truncated cone-like geometry. However, other geometries can also be used advantageously.
  • FIG. 3 shows a cross section through an impact damper 1 with depressions 5 instead of the knobs 2 in FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a view of the impact damper 1 according to FIG. 3.
  • the depressions 5, like the knobs in FIG. 1, are frustoconical and are arranged in four rows offset from one another. At the edge, the distance between the depressions 5 is somewhat larger than in the central region of the impact damper. All embodiments have in common that the impact damper 1 is made in one piece from an energy-absorbing foam in one work step. Foam and foam have the same meaning in this description.

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Abstract

The invention relates to a bumper for motor vehicles comprising an impact absorber which is made of an energy-absorbing foamed material and arranged between the outer covering (3) and an inner girder subject to bending (4). In order to meet the requirements of the pendulum test and the lower leg test, the impact absorber (1) is at least partially provided with burls (2) or recesses (5).

Description

Stoßfänger mit einem Pralldämpfer und einer Stoßfängerverkleidung Bumper with an impact absorber and a bumper cover
Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger für Kraftfahrzeuge mit einem zwischen der äußeren Verkleidung und dem inneren Biegeträger angeordneten Pralldämpfer aus einem energieabsorbierenden Schaumstoff.The invention relates to a bumper for motor vehicles with an impact absorber arranged between the outer panel and the inner bending beam made of an energy-absorbing foam.
Derzeit wird ein Pralldämpfer zur Erfüllung des Pendelschlagtestes eingesetzt. Dieser Schlagtest simuliert eine leichte Kollision mit niedriger Geschwindigkeit und muss ohne bleibende Schäden am PKW absolviert werden.An impact damper is currently used to fulfill the pendulum impact test. This impact test simulates a slight collision at low speed and must be completed without permanent damage to the car.
Um dieses zu erreichen, werden für die Herstellung des Pralldämpfers zwei unterschiedliche Geometrien angewendet. Zum einen wird der Pralldämpfer einteilig hergestellt. Dieses bedeutet eine gleichmäßige Härte über den kompletten Schaumblock. Als zweite Alternative wird der Pralldämpfer dreiteilig hergestellt. Das hat den Vorteil, dass in den Seitenbereichen (30°-Pendelschlag) Schäume bzw. Schaumstoffe mit größerer Härte eingesetzt werden können (30°- Pendelschlag hat meist höhere Einwirktiefen). In die jeweilige Geometrie des Pralldämpfers werden dann entsprechende Aussparungen für die Sensoren eingebracht. Je nach Anforderung (Gesetzgebung der unterschiedlichen Länder) kommen dabei Schäume mit unterschiedlichen Härten (Raumgewicht / Dichte) zum Einsatz.To achieve this, two different geometries are used for the production of the impact damper. On the one hand, the impact damper is made in one piece. This means an even hardness over the entire foam block. As a second alternative, the impact damper is made in three parts. This has the advantage that foams or foams with greater hardness can be used in the side areas (30 ° pendulum impact) (30 ° pendulum impact usually has greater depths of action). Appropriate cutouts for the sensors are then made in the respective geometry of the impact damper. Depending on the requirements (legislation in different countries), foams with different hardnesses (density / density) are used.
Das europäische Parlament hat einen Gesetzesentwurf vorliegen, der den Fuß- ganger bei einem Unfall besser schützen soll. Für den Stoßfänger bedeutet dieses, dass zur Erfüllung des Pendelschlagtestes auch noch die Erfüllung des sogenannten Lower-Leg-Test hinzukommt.The European Parliament has a draft law to better protect pedestrians in the event of an accident. For the bumper, this means that in addition to fulfilling the pendulum impact test, the so-called lower-leg test is also required.
Beim Lower-Leg-Test wird ein Beindummy mit 40 km/h auf den Stoßfänger geschossen. Der Dummy hat Sensoren integriert, welche die Beschleunigungswer- te, den Kniebiegewinkel und die Kniescherung messen. Der Kniebiegewinkel, sowie die Kniescherung werden hauptsächlich durch die Geometrie des Stoßfängers beeinflusst. Die Beschleunigungswerte werden im wesentlichen durch das Raumgewicht und die Tiefe des Pralldämpfers beeinflusst.In the lower leg test, a leg dummy is shot at 40 km / h on the bumper. The dummy has integrated sensors that measure the acceleration values, the knee bending angle and the knee shear. The knee bend angle, as well as knee protection are mainly influenced by the geometry of the bumper. The acceleration values are mainly influenced by the density and the depth of the impact damper.
Um beide Tests (Lower-Leg-Test und Pendelschlag) zu erfüllen, muss ein Kom- promiss gefunden werden. Der Pendelschlag, alleine gesehen, benötigt einen harten Schaum. Der Lower-Leg-Test braucht einen weichen Schaum mit einer großen Tiefe, um das Bein nicht zu abrupt zu beschleunigen.In order to fulfill both tests (lower-leg test and pendulum impact), a compromise has to be found. The pendulum impact, seen alone, requires a hard foam. The lower leg test needs a soft foam with a large depth so as not to accelerate the leg too abruptly.
Bezogen auf den Lower-Leg-Test ist der Pralldämpfer in seiner heutigen Ausführung nicht geeignet, um die geforderten Werte zu erreichen.In relation to the lower leg test, the impact damper in its current version is not suitable for achieving the required values.
Nachdem das Gesetz für alle Fahrzeuge, die im Jahr 2005 bzw. 2006 auf den Markt kommen gelten soll, ist die Automobilindustrie aufgefordert schnellstmöglich Lösungen anzubieten, die diesen Gesetzentwurf (Lower-Leg-Test) erfüllen.After the law applies to all vehicles to be launched on the market in 2005 and 2006, the automotive industry is asked to offer solutions as soon as possible that meet this draft law (lower-leg test).
Als weiteres muss die Lösung auch für geringen Bauraum anwendbar sein, da die Autos immer mehr Zusatzaggregate erhalten und dadurch der Bauraum zu- nehmend weniger wird.Furthermore, the solution must also be applicable for a small installation space, since the cars are getting more and more additional units and the installation space is therefore becoming less and less.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Pralldämpfer zumindest partiell Noppen oder Vertiefungen aufweist.According to the invention, this object is achieved in that the impact damper at least partially has knobs or depressions.
Um den Lower-Leg-Test und gleichzeitig den Pendelschlagtest zu erfüllen, wird der Pralldämpfer mit einer „Noppenkontur" versehen. Das bedeutet, dass der Pralldämpfer in der Hälfte seiner Tiefe mit Noppen ausgeführt wird.In order to fulfill the lower leg test and the pendulum impact test at the same time, the impact damper is provided with a "knob contour". This means that the impact damper is designed with knobs at half its depth.
Ein Schaumstoff mit geringem Raumgewicht besitzt einen längeren Deformationsweg bevor die Blockbildung einsetzt. „Auf Block gehen" bedeutet, dass der Pralldämpfer komplett zusammen gepresst wird und keine Energie mehr absorbieren kann. Bei Blockbildung wird die verbleibende Kraft ungedämpft und unverzögert auf das Frontmodul weiter gegeben.A foam with a low density has a longer deformation path before block formation begins. "Go on block" means that the impact damper is completely pressed together and can no longer absorb energy. When a block is formed, the remaining force is passed on to the front module undamped and without delay.
Durch die Noppenkontur wird dem Schaumstoff mehr Raum zur Verdichtung bereit gestellt. Dabei werden zum einen die Noppen und der restliche Schaumstoff komprimiert, zum anderen können die Noppen den Zwischenraum ausfüllen, ohne ihr Raumgewicht zu ändern.The nub contour provides the foam with more space for compression. On the one hand the knobs and the rest of the foam are compressed, on the other hand the knobs can fill the space without changing their density.
So werden die auftretenden Beschleunigungsspitzen beim Lower-Leg-Test wei- eher abgefangen.The acceleration peaks that occur are more easily absorbed in the lower leg test.
Außerdem lässt sich diese Geometrie ohne großen zusätzlichen Werkzeugaufwand fertigen (keine weiteren Schieber bzw. Losteile).In addition, this geometry can be manufactured without much additional tooling (no further sliders or loose parts).
Mit dieser Noppenkontur kann auf Schäume bzw. Schaumstoffe mit höherem Raumgewicht zurückgegriffen werden. Dadurch werden die Eindringtiefen des Pendels beim Pendelschlag reduziert.With this nub contour, foams or foams with a higher density can be used. This reduces the depth of penetration of the pendulum during pendulum impact.
Die Noppen können auch nur partiell eingebracht werden, um bestimmte Stellen weicher zu gestalten, welche sich als die kritischen Positionen (am Stoßfänger) beim Lower-Leg-Test herauskristallisieren.The knobs can also be inserted only partially to soften certain areas, which crystallize out as the critical positions (on the bumper) in the lower leg test.
Anstatt der Noppen können auch Vertiefungen in den Pralldämpfer eingebracht werden, die denselben Effekt wie die Noppen aufweisen (Negativteil der Noppenkontur).Instead of the knobs, depressions can also be made in the impact damper, which have the same effect as the knobs (negative part of the knob contour).
Es entstehen keine weiteren Kosten in der Pralldämpferherstellung. Erfindungsgemäß ist der Pralldämpfer zwischen 33 % und 66 % seiner Tiefe mit Noppen oder Vertiefungen ausgeführt.There are no additional costs in the manufacture of impact absorbers. According to the invention, the impact damper is designed with nubs or depressions between 33% and 66% of its depth.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Pralldämpfer bis zur Hälfte seiner Tiefe mit Noppen oder Vertiefungen ausgeführt. Die Tiefe richtet sich dabei nach dem Fahrzeuggewicht und nach der Schaumhärte.In an advantageous embodiment, the impact damper is designed with knobs or depressions up to half its depth. The depth depends on the vehicle weight and the foam hardness.
Bevorzugt sind die Noppen oder Vertiefungen auf der gesamten Breite des Pralldämpfers angeordnet, wobei vorteilhafterweise die Noppen oder Vertiefungen mit gleichem Abstand in parallelen sich über die gesamte Breite des Pralldämpfers erstreckenden Reihen angeordnet sind.The knobs or depressions are preferably arranged over the entire width of the impact damper, the knobs or depressions advantageously being arranged at the same distance in parallel rows extending over the entire width of the impact damper.
In bevorzugter Ausführungsform sind jeweils zwei benachbarte Reihen um den halben Abstand von Noppe zu Noppe oder Vertiefung zu Vertiefung versetzt angeordnet.In a preferred embodiment, two adjacent rows are arranged offset by half the distance from knob to knob or recess to recess.
In einer speziellen Ausführungsform sind auf der gesamten Breite des Pralldämpfers vier Reihen mit Noppen oder Vertiefungen angeordnet. Dies richtet sich nach den Bauraumverhältnissen.In a special embodiment, four rows with knobs or depressions are arranged over the entire width of the impact damper. This depends on the space available.
Weitere Merkmale der Erfindung zeigen die Figuren, die nachfolgend beschrieben sind. Es zeigt:Further features of the invention are shown in the figures, which are described below. It shows:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform mit Noppen am Pralldämpfer,1 shows a cross section through an embodiment with knobs on the impact damper,
Fig. 2 eine Ansicht des Pralldämpfers nach Fig. 1,2 is a view of the impact damper of FIG. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform mit Vertiefungen im Pralldämpfer und Fig. 4 eine Ansicht des Pralldämpfers nach Fig. 3.Fig. 3 shows a cross section through an embodiment with depressions in the impact damper and 4 shows a view of the impact damper according to FIG. 3.
Fig. 1 zeigt einen Stoßfänger im Querschnitt mit einem Biegeträger 4 an dem ein erfindungsgemäßer Pralldämpfer 1 anliegt. Dieser Pralldämpfer 1 besteht aus einem energieabsorbierenden Schaum. In Fahrtrichtung des PKW vor dem Prall- dämpfer 1 ist eine Verkleidung 3 angeordnet. Erfindungsgemäß weißt der Pralldämpfer 1 zur Verkleidung 3 gewandte Noppen 2 auf. Diese erstrecken sich über nahezu die Hälfte der Tiefe des Pralldämpfers.Fig. 1 shows a bumper in cross section with a bending beam 4 on which an impact damper 1 according to the invention rests. This impact damper 1 consists of an energy-absorbing foam. In the direction of travel of the car, a cladding 3 is arranged in front of the impact damper 1. According to the invention, the impact damper 1 has knobs 2 facing the cladding 3. These extend over almost half the depth of the impact damper.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Pralldämpfers 1 nach Fig. 1. Die Noppen 2 sind in dieser Ausführungsform mit gleichem Abstand in parallelen sich über die ge- samte Breite des Pralldämpfers erstreckenden Reihen angeordnet. Es sind insgesamt vier Reihen vorgesehen, wobei jeweils zwei benachbarte Reihen um den halben Abstand von Noppe 2 zu Noppe 2 versetzt angeordnet sind. Im Bereich des Randes des Pralldämpfers ist der Abstand der Noppen 2 in einer Reihe etwas größer als der Abstand der Noppen 2 zueinander im Mittelbereich des Prall- dämpfers.FIG. 2 shows a view of the impact damper 1 according to FIG. 1. In this embodiment, the knobs 2 are arranged at the same distance in parallel rows that extend over the entire width of the impact damper. A total of four rows are provided, two adjacent rows each being offset by half the distance from stud 2 to stud 2. In the area of the edge of the impact damper, the spacing of the knobs 2 in a row is somewhat larger than the spacing of the knobs 2 from one another in the central region of the impact damper.
Alle Noppen 2 haben eine kegelstumpfartige Geometrie. Es können jedoch auch andere Geometrien vorteilhaft eingesetzt werden.All knobs 2 have a truncated cone-like geometry. However, other geometries can also be used advantageously.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen Pralldämpfer 1 mit Vertiefungen 5 an Stelle der Noppen 2 in Fig. 1. Fig. 4 zeigt eine Ansicht des Pralldämpfers 1 nach Fig. 3.3 shows a cross section through an impact damper 1 with depressions 5 instead of the knobs 2 in FIG. 1. FIG. 4 shows a view of the impact damper 1 according to FIG. 3.
Die Vertiefungen 5 sind ebenso wie die Noppen in Fig. 1 kegelstumpfartig ausgebildet und sind in vier Reihen versetzt zueinander angeordnet. Am Rand ist der Abstand zwischen den Vertiefungen 5 etwas größer als im Mittelbereich des Pralldämpfers. Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass der Pralldämpfer 1 einstückig aus einem energieabsorbierenden Schaumstoff in einem Arbeitsschritt hergestellt ist. Schaumstoff und Schaum haben in dieser Beschreibung dieselbe Bedeutung. The depressions 5, like the knobs in FIG. 1, are frustoconical and are arranged in four rows offset from one another. At the edge, the distance between the depressions 5 is somewhat larger than in the central region of the impact damper. All embodiments have in common that the impact damper 1 is made in one piece from an energy-absorbing foam in one work step. Foam and foam have the same meaning in this description.

Claims

Patentansprüche claims
1. Stoßfänger für Kraftfahrzeuge mit einem zwischen der äußeren Verkleidung (3) und dem inneren Biegeträger (4) angeordneten Pralldämpfer (1), aus einem energieabsorbierenden Schaumstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Pralldämpfer (1 ) zumindest partiell Noppen (2) oder Vertiefungen (5) aufweist.1.Bumper for motor vehicles with an impact absorber (1) arranged between the outer lining (3) and the inner bending support (4), made of an energy-absorbing foam, characterized in that the impact absorber (1) at least partially has knobs (2) or depressions ( 5).
2. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pralldämpfer (1 ) zwischen 33 % bis 66 % seiner Tiefe mit Noppen (2) oder Vertiefungen (5) ausgeführt ist.2. Bumper according to claim 1, characterized in that the impact damper (1) between 33% to 66% of its depth with knobs (2) or depressions (5) is executed.
3. Stoßfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pralldämpfer (1 ) bis zur Hälfte seiner Tiefe mit Noppen (2) oder Vertiefungen (5) ausgeführt ist.3. Bumper according to claim 2, characterized in that the impact damper (1) is designed up to half its depth with knobs (2) or depressions (5).
4. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (2) oder Vertiefungen (5) auf der gesamten Breite des Pralldämpfers (1 ) angeordnet sind.4. Bumper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the knobs (2) or depressions (5) are arranged over the entire width of the impact damper (1).
5. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (2) oder Vertiefungen (5) mit gleichem Abstand in parallelen sich über die gesamte Breite des Pralldämpfers (1 ) erstreckenden Reihen angeordnet sind.5. Bumper according to one of claims 1 to 4, characterized in that the knobs (2) or depressions (5) are arranged at the same distance in parallel rows across the entire width of the impact damper (1).
6. Stoßfänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei be- nachbarte Reihen um den halben Abstand von Noppe (2) zu Noppe (2) oder6. Bumpers according to claim 5, characterized in that two adjacent rows by half the distance from knob (2) to knob (2) or
Vertiefung (5) zu Vertiefung (5) versetzt angeordnet sind.Well (5) to well (5) are arranged offset.
7. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der gesamten Breite des Pralldämpfers (1 ) vier Reihen mit Noppen (2) o- der Vertiefungen (5) angeordnet sind. 7. Bumper according to one of claims 1 to 6, characterized in that four rows with knobs (2) or the depressions (5) are arranged over the entire width of the impact damper (1).
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