DE10354723B4 - Bumper cross member for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Stoßfängerquerträger für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, der über mindestens zwei zueinander beabstandete Aufhängungen fahrzeugseitig befestigt ist, wobei zwei miteinander verbundene Profile (2, 3), die einen sich über die Breite des Fahrzeuges erstreckenden Hohlkörper (1) bilden und mindestens eines der Profile (2, 3) mit den Aufhängungen gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (2, 3) im Querschnitt derart konvex sowie kongruent zueinander ausgebildete Wölbungen und deren gestreckte Längen zumindest annähernd die gleiche Länge aufweisen, dass bei einer Kraftbeaufschlagung des als Druckgurt ausgebildeten Profils (2) sich dasselbe elastisch verformt und einwirkende Kräfte auf das als Zuggurt dienende Profil (3) überträgt, das sich ebenfalls elastisch verformt, bis die beiden Profile (2, 3) annähernd aneinander anliegen.Bumper crossbeam for a vehicle, in particular a motor vehicle, which has at least two to each other spaced suspensions vehicle-mounted, with two interconnected Profiles (2, 3) that cross over form the width of the vehicle extending hollow body (1) and at least one the profiles (2, 3) with the suspensions is coupled, characterized in that the profiles (2, 3) in Cross-section so convex and congruent to each other buckles and their stretched lengths at least approximately the same length have that when a force applied as a pressure belt formed profile (2) the same elastically deformed and acting forces the serving as a tension belt profile (3) transmits, which is also elastic deformed until the two profiles (2, 3) approximately abut each other.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßfängerquerträger für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, der über mindestens zwei zueinander beabstandete Aufhängungen fahrzeugseitig befestigt ist, wobei zwei miteinander verbundene Profile, die einen sich über die Breite des Fahrzeuges erstreckenden Hohlkörper bilden und mindestens eines der Profile mit den Aufhängungen gekoppelt ist.The The invention relates to a bumper cross member for a vehicle, in particular a motor vehicle passing over at least two mutually spaced suspensions is mounted on the vehicle side, where two interconnected profiles, one above the other Form width of the vehicle extending hollow body and at least one of the profiles with the suspensions is coupled.
Das Verhalten von Stoßfängern, insbesondere von Kraftfahrzeugstoßfängern, bei einem Aufprall wird mittels im Wesentlichen vier Tests untersucht. Bei einem so genannten Parkaufprall-Test, der bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 4 km/h in Europa durchgeführt wird, darf sich nur der Dämpfer des Stoßfängers verformen, ohne dass sich der Rahmen desselben selbst verändert. Ein so genannter Fußgängeraufprall-Test hat zur Aufgabe, Verletzungen eines Fußgängers soweit wie möglich zu verringern, wenn dieser durch ein Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit verletzt wird. Bei einem so genannten Stadtaufprall-Test prallt das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 16 km/h auf eine starre Mauer, die sich über 40% der Breite des Fahrzeuges erstreckt. Bei einem solchen Aufprall muss sich hauptsächlich der Stoßfängerquerträger verformen, damit der Rahmen des Fahrzeuges, insbesondere dessen Längsträger, unbeschädigt bleiben. Während eines Hochgeschwindigkeitsaufprall-Kompatibilitäts-Tests prallt das Fahrzeug mit 60 km/h auf eine Barriere, die 40% der Breite des Fahrzeuges abdeckt. Bei einem solchen Aufprall auf die genormte Barriere muss der Stoßfängerquerträger, der an den Längsträgern des Fahrzeuges angebracht ist, die Barriere gleichmäßig verformen können, ohne sie zu zerreißen. Es muss insbesondere vermieden werden, dass der Längsträger des Fahrzeuges die Barriere zerreißt. Damit die Barriere von dem Längsträger nicht durchstoßen wird, muss die Kraft auf die gesamte Abstützfläche des Stoßfängerquerträgers verteilt werden.The Behavior of bumpers, in particular of automobile bumpers, at an impact is examined by means of essentially four tests. In a so-called parking crash test, which is at a vehicle speed 4 km / h in Europe is allowed, only the damper deform the bumper, without the frame itself changing. A so-called pedestrian impact test Its mission is to minimize injury to a pedestrian decrease when passing through a low speed vehicle get hurt. In a so-called city impact test bounces the vehicle at a speed of 16 km / h on a rigid Wall over 40% of the width of the vehicle extends. In such an impact must be mainly the Deform bumper crossmember, so that the frame of the vehicle, in particular its longitudinal members remain undamaged. While a high-speed impact compatibility test bumps the vehicle at 60 km / h on a barrier that is 40% of the width of the vehicle covers. In such an impact on the standardized barrier must the bumper cross member, the on the longitudinal members of the vehicle is attached, the barrier can deform uniformly, without to tear her. In particular, it must be avoided that the side member of the Vehicle tears the barrier. So that the barrier of the side member is not is pierced, the force must be distributed over the entire support surface of the bumper cross member.
Aus der Praxis sind Stoßfängerquerträger bekannt, die aus einem Verbundmaterial auf Kunststoffbasis, das evtl. durch Glasfasern verstärkt ist, gefertigt sind. Diese Stoßfängerquerträger widerstehen jedoch im Allgemeinen dem bei den Tests auftretenden Stoß nicht in angemessener Weise. Sie zerbrechen in der Regel in mehrere Teile oder sind nicht stark genug gekoppelt, um die Barriere zu verformen, wenn ein Fahrzeugaufprall mit hoher Geschwindigkeit erfolgt.Out In practice, bumper cross members are known made of a composite material based on plastic, possibly through Reinforced glass fibers is, are made. These bumper crossbeams withstand however, generally not the impact occurring in the tests in an appropriate way. They usually break into several parts or are not strong enough coupled to deform the barrier, though a vehicle collision occurs at high speed.
Die
Des
Weiteren zeigt die
Darüber hinaus
offenbart die
Ferner
beschreibt die
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Stoßfängerquerträger für ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine einfache und damit kostengünstig zu fertigende Geometrie aufweist, die sich durch eine hohe Energieaufnahme bei einem Aufprall auszeichnet, und der zur Steifigkeit des Fahrzeuges beiträgt.It Object of the invention is a bumper cross member for a vehicle of the beginning to create said type, which is a simple and therefore cost-effective has finished geometry, characterized by a high energy consumption distinguished in an impact, and contributes to the rigidity of the vehicle.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Profile im Querschnitt derart konvex sowie kongruent zueinander ausgebildete Wölbungen und deren gestreckte Längen zumindest annähernd die gleiche Länge aufweisen, dass bei einer Kraftbeaufschlagung des als Druckgurt ausgebildeten Profils sich dasselbe elastisch verformt und einwirkende Kräfte auf das als Zuggurt dienende Profil überträgt, das sich ebenfalls elastisch verformt, bis die beiden Profile annähernd aneinander anliegen.According to the invention Task solved by that the profiles in cross-section so convex and congruent to each other trained vaults and their stretched lengths at least approximately the same length have that when a force applied as a pressure belt formed profile the same elastically deformed and acting personnel on the serving as a tension belt profile transmits, which is also elastic deformed until the two profiles abut each other approximately.
Der aus den Profilen zusammengesetzte Hohlkörper nimmt bei einem Aufprall eine hohe Verformungsenergie auf und ist aufgrund der beiden Profile relativ einfach sowie kostengünstig herzustellen. Darüber hinaus übernimmt der Hohlkörper auch eine Aussteifung des Fahrzeuges, indem er Biege- und Torsionsmomente aufnimmt. Hierzu trägt beispielsweise eine kraft- und momentenschlüssige Kopplung des Profils mit den Aufhängungen bei. Bei einer Kraftbeaufschlagung des als Druckgurt ausgebildeten Profils verformt sich dasselbe elastisch und überträgt einwirkende Kräfte auf das als Zuggurt dienende Profil, das sich ebenfalls elastisch verformt, bis die beiden Profile annähernd aneinander anliegen. Bei einer weitergehenden Kraftbeaufschlagung, beispielsweise durch eine Barriere, die sich nicht über beide Aufhängungen erstreckt, wird die Aufhängung im Bereich der Barriere druckbeaufschlagt, während die dazu beabstandete Aufhängung einer geringeren Kraft ausgesetzt ist. Durch die konvexen Wölbungen und eine Vermeidung kleiner Radien der beiden Profile werden lokale Biegespannungen im Belastungsfall vermieden, die zu einem Versagen des Stoßgängerquerträgers führen könnten, und eine elastische Verformung bis zu einem gegenseitigen elastischen Anliegen der beiden Profile sichergestellt. Dadurch, dass die gestreckte Länge beider Profile zumindest annähernd die gleiche Länge aufweist, lassen sich die beiden Profile unter einer hohen Verformungsenergieaufnahme im elastischen Bereich soweit verformen, dass sie in gegenseitige Anlage kommen. Der Bereich der gegenseitigen Anlage der beiden Profile ist im Wesentlichen durch die Größe und Form sowie die Aufprallkraft der Barriere bestimmt und kann demnach auch nur partiell vorliegen, während die Profile in anderen Bereichen des Stoßfängerquerträgers weiterhin einen Hohlkörper bilden.The composite of the profiles hollow body absorbs a high deformation energy in an impact and is relatively simple and inexpensive to manufacture due to the two profiles. In addition, the hollow body also takes a stiffening of the vehicle by receiving bending and torsional moments. For example, this contributes to a force and torque-locking coupling of the profile with the suspensions. When a force applied to the profile formed as a pressure belt deforms the same elastic and transmits forces acting on the as the tension belt nende profile, which also deforms elastically until the two profiles abut each other approximately. Upon further application of force, for example by a barrier which does not extend beyond both suspensions, the suspension is pressurized in the area of the barrier while the suspension spaced therefrom is exposed to a lower force. Due to the convex curvature and avoidance of small radii of the two profiles local bending stresses are avoided in the load case, which could lead to failure of the dashboard cross member, and ensures elastic deformation to a mutual elastic concerns of the two profiles. Due to the fact that the stretched length of both profiles has at least approximately the same length, the two profiles can be deformed under a high deformation energy absorption in the elastic region to the extent that they come into mutual contact. The area of the mutual contact of the two profiles is essentially determined by the size and shape and the impact force of the barrier and therefore can only partially present, while the profiles in other areas of the bumper cross member continue to form a hollow body.
Zweckmäßigerweise ist das dem Fahrzeug zugewandte Profil mit den Aufhängungen gekoppelt. Vorzugsweise ist die Längsachse des Hohlkörpers horizontal ausgerichtet und die beiden Profile sind in einer entlang der Längsachse verlaufenden vertikalen Ebene miteinander verbunden. Damit kommt dem einen Profil die Funktion eines Druckgurtes und dem anderen Profil die eines Zuggurtes zu.Conveniently, is the vehicle-facing profile with the suspensions coupled. Preferably, the longitudinal axis of the hollow body is horizontal aligned and the two profiles are in one along the longitudinal axis extending vertical plane interconnected. That comes with it a profile the function of a pressure belt and the other profile that of a tension belt too.
In weiterer Ausgestaltung weist mindestens eine der Wölbungen eine im Querschnitt abgerundete Einbuchtung auf. Um die beiden Profile relativ einfach und zuverlässig zu einem Hohlkörper zu verbinden, geht bevorzugt die konvexe Wölbung jedes Profils jeweils endseitig in einen Befestigungsflansch über. Vorteilhafterweise gehen die Befestigungsflansche unter Einschluss jeweils eines Kerbwirkungen ausschließenden Radius von jeder Wölbung ab. Die Krümmungen und Radien zwischen den Befestigungsflanschen und den konvexen Wölbungen sind derart bemessen, dass das Material der Profile den auftretenden Belastungen ohne Versagen bzw. mit nur geringer Delamination standhält.In further embodiment has at least one of the vaults a rounded in cross-section indentation. To the two profiles relatively easy and reliable to a hollow body To connect, preferably the convex curvature of each profile at the end into a mounting flange. Advantageously go the mounting flanges, including each of a notch effects excluding radius from every vault from. The curvatures and radii between the mounting flanges and the convexes are dimensioned such that the material of the profiles occurring Withstand loads without failure or with only slight delamination.
Zur weitergehenden Energieaufnahme des Stoßfängerquerträgers bei einem Aufprall weist derselbe einen zwischen den Aufhängungen gerade verlaufenden Mittelabschnitt auf, der jeweils endseitig in einen sich in Richtung des Fahrzeuges erstreckenden Bogen übergeht. Selbstverständlich ist der Stoßfängerquerträger über die ihm zugeordneten Längsträger bzw. Aufhängungen zu der Fahrzeugkarosserie beabstandet befestigt.to has further energy absorption of the bumper cross member in an impact the same one between the suspensions straight extending center section, each end in a extends in the direction of the vehicle extending arc. Of course is the bumper cross member over the associated longitudinal member or suspensions Attached to the vehicle body spaced.
Damit der Stoßfängerquerträger neben einem geringen Gewicht auch eine relativ hohe Festigkeit aufweist und dabei einfach sowie kostengünstig zu fertigen ist, bestehen nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens die Profile aus einem Faser-Kunststoff-Verbund. Prinzipiell ist es auch möglich, dass Materialien mit einem elastisch-plastischen Verformungsverhalten, wie z.B. Metalle, Verwendung finden.In order to the bumper cross member beside a low weight also has a relatively high strength and easy and inexpensive too finished, exist for a development of the inventive concept the profiles of a fiber-plastic composite. In principle it also possible that materials with an elastic-plastic deformation behavior, such as. Metals, find use.
Zur zuverlässigen und hohen Kräften standhaltenden Befestigung der beiden Profile sind zweckmäßigerweise die Profile miteinander verklebt, verschweißt, verschraubt oder vernietet.to reliable and high forces stable mounting of the two profiles are expediently the profiles are glued, welded, bolted or riveted together.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.It It is understood that the above and below to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations are usable. The frame of the present Invention is defined only by the claims.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to two embodiments with reference on the associated Drawings closer explained. Show it:
Der
Stoßfängerquerträger besteht
im Wesentlichen aus einem Hohlkörper
Des
Weiteren weist der aus den Profilen
Bei
einem Aufprall eines Fahrzeuges auf eine Barriere
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