DE112017006450T5 - Cast bumper system and method for its manufacture - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Stoßfängerquerträgersystem geschaffen, das einen Stoßfängerquerträger enthält, der aus Metall gegossen ist und wenigstens einen ersten Abschnitt, der aus einer ersten Legierung besteht, und einen zweiten Abschnitt, der aus einer zweiten Legierung, die von der ersten Legierung verschieden ist, besteht, aufweist. Darüber hinaus wird eine Crashbox geschaffen, die einen ersten Abschnitt, der aus einer ersten Legierung besteht, und einen zweiten Abschnitt, der aus einer zweiten Legierung, die von der ersten Legierung verschieden ist, besteht, umfasst. Außerdem wird ein Stoßfängerquerträgersystem geschaffen, das einen Stoßfängerquerträger und eine Crashbox aufweist. Der Stoßfängerquerträger enthält wenigstens einen ersten Stoßfängerquerträgerabschnitt, der aus einer ersten Stoßfängerquerträgerlegierung besteht, und die Crashbox enthält wenigstens einen ersten Crashboxabschnitt, der aus einer ersten Crashboxlegierung besteht. Außerdem werden Verfahren zur Herstellung des Stoßfängerquerträgersystems und der Crashboxen geschaffen. There is provided a bumper cross member system including a bumper cross member molded of metal and having at least a first portion made of a first alloy and a second portion made of a second alloy different from the first alloy, having. In addition, a crash box is provided which comprises a first portion made of a first alloy and a second portion made of a second alloy other than the first alloy. In addition, a bumper cross member system is provided which includes a bumper cross member and a crash box. The bumper cross member includes at least a first bumper cross member portion consisting of a first bumper cross member alloy, and the crash box includes at least a first crash box portion consisting of a first crash box alloy. In addition, methods for producing the bumper cross member system and the crash boxes are provided.
Description
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese internationale PCT-Patentanmeldung beansprucht die Priorität der teilfortgeführten Patentanmeldung lfd. Nr. 15/386.135, eingereicht am 21. Dezember 2016, deren Inhalt als Teil der Offenbarung dieser Anmeldung betrachtet wird und hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.This PCT International Patent Application claims the benefit of Partial Continued Patent Application Serial No. 15 / 386,135, filed December 21, 2016, the contents of which are considered to be part of the disclosure of this application and incorporated herein by reference in its entirety.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugstoßfängersystem, das einen Stoßfängerquerträger und eine Crashbox enthält. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung des Stoßfängersystems.The present invention relates to a vehicle bumper system including a bumper cross member and a crash box. In addition, the present invention relates to a method of manufacturing the bumper system.
Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the Prior Art
Fahrzeugstoßfängeranordnungen zur Bereitstellung von Energieaufnahmeeigenschaften sind bekannt. Karosseriestrukturen eines Fahrzeugs sind mit sogenannten Crashboxen versehen. Solche Crashboxen sind an dem Ende eines Rahmenelements einer Fahrzeugkarosseriestruktur in der Weise angeordnet, dass sie eine Aufprallbelastung mit einem bestimmten vorgegebenen Wert aufnehmen und dadurch eine Verformung des Rahmenelements der Fahrzeugkarosserie beseitigen.Vehicle bumper assemblies for providing energy absorption properties are known. Body structures of a vehicle are provided with so-called crash boxes. Such crash boxes are disposed at the end of a frame member of a vehicle body structure so as to receive an impact load of a predetermined predetermined value, thereby eliminating deformation of the frame member of the vehicle body.
Stoßfängeranordnungen enthalten einen Stoßfängerquerträger, der üblicherweise quer über die Front oder das Heck eines Fahrzeugs verläuft und allgemein zum Aufnehmen von Energie während eines Front- oder Heckaufpralls vorgesehen ist. Solche Stoßfängerquerträger sind unter einem Kosmetik- oder Verkleidungsstoßfänger angeordnet und sind unter Verwendung der oben erwähnten sogenannten Crashboxen an einem Fahrzeugrahmen montiert. Die Crashboxen sind dafür ausgelegt, bei Frontal- oder Rückaufprallen zusammenzuklappen.Bumper assemblies include a bumper cross member that typically extends across the front or rear of a vehicle and is generally intended to receive energy during a front or rear impact. Such bumper cross members are disposed under a cosmetic or fairing bumper and are mounted to a vehicle frame using the above-mentioned so-called crash boxes. The crash boxes are designed to collapse during frontal or rebound impacts.
Die Crashboxen sind durch viele verschiedene Mittel einschließlich ohne Beschränkung Schweißen, Klebstoffe, Befestigungselemente usw. an dem Fahrzeugrahmen und an dem Stoßfängerquerträger montiert. Solche Crashboxen und Stoßfängerquerträger können aus vielen verschiedenen Arten von Materialien einschließlich ohne Beschränkung Stahl, Aluminium und/oder Magnesium hergestellt sein. Außerdem werden solche Crashboxen und Stoßfängerquerträger durch Strangpress-, Stahlwalzform- oder Gesenkschmiedeherstellungsprozesse hergestellt.The crash boxes are mounted to the vehicle frame and bumper cross member by a variety of means including, but not limited to, welding, adhesives, fasteners, etc. Such crash boxes and bumper cross members may be made of many different types of materials, including but not limited to steel, aluminum and / or magnesium. In addition, such crash boxes and bumper cross members are manufactured by extrusion, steel roll forming or die forging processes.
Es bleibt ein erheblicher und weiterer Bedarf an einem Entwurf einer Crashbox und eines Stoßfängerquerträgers, die niedrigere Herstellungs- und Zusammenbaukosten zusammen mit verbesserten Energieaufnahmeeigenschaften ermöglichen. Außerdem bleibt ein erheblicher und weiterer Bedarf an einem verbesserten Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstoßfängersystems, das kostengünstig ist, Herstellungsschritte verringert und außerdem in der Lage ist, ein zusammengesetztes Produkt mit verbesserter Energieaufnahme und anderen Leistungseigenschaften herzustellen.There remains a significant and continuing need for a crash box and bumper crossbar design that allows for lower manufacturing and assembly costs along with improved energy absorption characteristics. In addition, there remains a significant and continuing need for an improved method of manufacturing a vehicle bumper system that is cost effective, reduces manufacturing steps, and is capable of producing a composite product with improved energy absorption and other performance characteristics.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung enthält ein Stoßfängerquerträgersystem, das einen Stoßfängerquerträger enthält, der aus Metall gegossen ist und der wenigstens einen ersten Abschnitt, der aus einer ersten Legierung besteht, und einen zweiten Abschnitt, der aus einer zweiten Legierung, die von der ersten Legierung verschieden ist, besteht, aufweist. Außerdem enthält die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Stoßfängerquerträgersystems, das das Metallgießen eines Stoßfängerquerträgers umfasst, der wenigstens einen ersten Abschnitt, der aus einer ersten Legierung besteht, und einen zweiten Abschnitt, der aus einer zweiten Legierung, die von der ersten Legierung verschieden ist, besteht, aufweist.The present invention includes a bumper cross member system including a bumper cross member molded of metal and having at least a first portion made of a first alloy and a second portion made of a second alloy different from the first alloy. consists, has. In addition, the present invention includes a method of manufacturing a bumper cross member system comprising metal casting a bumper cross member having at least a first portion made of a first alloy and a second portion made of a second alloy different from the first alloy , consists, has.
Ferner enthält die vorliegende Erfindung eine Crashbox, die wenigstens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, die jeweils einteilig aus Metall gegossen sind, umfasst. Der erste Abschnitt besteht aus einer ersten Legierung und der zweite Abschnitt besteht aus einer zweiten Legierung, die von der ersten Legierung verschieden ist. Außerdem enthält die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Crashbox, das das einteilige Metallgießen eines ersten Abschnitts und eines zweiten Abschnitts der Crashbox enthält, wobei der erste Abschnitt der Crashbox eine erste Legierung enthält und der zweite Abschnitt der Crashbox eine zweite Legierung, die von der ersten Legierung verschieden ist, enthält.Further, the present invention includes a crash box comprising at least a first portion and a second portion, each integrally molded of metal. The first section consists of a first alloy and the second section consists of a second alloy different from the first alloy. In addition, the present invention includes a method of manufacturing a crash box including integrally casting a first portion and a second portion of the crash box, wherein the first portion of the crash box includes a first alloy and the second portion of the crash box includes a second alloy derived from the first first alloy is different.
Ferner enthält die vorliegende Erfindung ein Stoßfängersystem, das einen Stoßfängerquerträger und eine Crashbox, die jeweils einteilig aus Metall gegossen sind, aufweist. Der Stoßfängerquerträger enthält wenigstens einen ersten Stoßfängerquerträgerabschnitt, der aus einer ersten Stoßfängerquerträgerlegierung besteht, und eine Crashbox, die wenigstens einen ersten Crashboxabschnitt, der aus einer ersten Crashboxlegierung, die von der ersten Stoßfängerquerträgerlegierung verschieden ist, besteht, enthält. Außerdem enthält die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Stoßfängersystems, das das miteinander einteilige Metallgießen eines Stoßfängerquerträgers und einer Crashbox umfasst, wobei der Stoßfängerquerträger einen ersten Stoßfängerquerträgerabschnitt, der aus einer ersten Stoßfängerquerträgerlegierung besteht, enthält und die Crashbox einen ersten Crashboxabschnitt, der aus einer ersten Crashboxlegierung, die von der ersten Stoßfängerquerträgerlegierung verschieden ist, besteht, enthält.Further, the present invention includes a bumper system having a bumper cross member and a crash box, each integrally molded of metal. The bumper cross member includes at least a first bumper cross member portion consisting of a first bumper cross member alloy and a crash box including at least a first crash box portion made of a first crash box alloy other than the first bumper cross member alloy. In addition, the present invention includes a method of manufacturing a bumper system that cast the one-piece metal together a bumper cross member and a crash box, wherein the bumper cross member includes a first bumper cross member portion consisting of a first bumper cross member alloy, and the crash box includes a first crash box portion consisting of a first crash box alloy other than the first bumper cross member alloy.
Ein Stoßfängersystem oder eine Crashbox gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorteilhaft, da die Herstellung des Stoßfängersystems oder der Crashbox aus verschiedenen Legierungen ermöglicht, dass verschiedene Gebiete oder Abschnitte des Stoßfängersystems oder der Crashbox für vorgegebene Leistungs- und Masseeigenschaften spezialisiert sind. Zum Beispiel kann ein erstes Gebiet oder ein erster Abschnitt des Stoßfängersystems und/oder der Crashbox, das bzw. der dafür bestimmt ist, während eines Aufpralls zusammengedrückt zu werden, aus einer Legierung bestehen, die ausgezeichnete Zusammendrück- und Energieaufnahmeeigenschaften aufweist, und kann ein zweites Gebiet oder ein zweiter Abschnitt, das bzw. der zum Übertragen von Energie während eines Aufpralls bestimmt ist, aus einer Legierung bestehen, die eine höhere Festigkeit und andere Energieaufnahmeeigenschaften aufweist.A bumper system or crash box according to the present invention is advantageous because the manufacture of the bumper system or crash box of various alloys allows different areas or portions of the bumper system or crash box to be specialized for given performance and mass characteristics. For example, a first region or portion of the bumper system and / or crash box, which is intended to be compressed during an impact, may be made of an alloy that has excellent compression and energy absorption properties, and may be a second A region or a second portion intended to transfer energy during an impact is an alloy that has higher strength and other energy-absorbing properties.
Figurenlistelist of figures
Weitere Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden leicht gewürdigt werden, während diese mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verständlich wird, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird; es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Guss-Stoßfängerquerträgers; -
2 eine Draufsicht des Guss-Stoßfängerquerträgers, die mehrere einteilig damit gegossene Verstärkungsrippen darstellt; -
3 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des Stoßfängersystems, die den an einer Crashbox befestigten Guss-Stoßfängerquerträger darstellt; -
4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Stoßfängersystems, die eine an einem Stoßfängerquerträger befestigte Guss-Crashbox darstellt; -
5 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform des Stoßfängersystems, die einen mit einer Guss-Crashbox einteiligen Guss-Stoßfängerquerträger darstellt; -
6 eine Draufsicht der dritten Ausführungsform des Stoßfängersystems, die mehrere mit dem Guss-Stoßfängerquerträger einteilig gegossene Verstärkungsrippen darstellt; -
7A eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform des Stoßfängersystems, das einen W-förmigen Guss-Stoßfängerquerträger einteilig mit einer Guss-Crashbox enthält; -
7B eine Draufsicht der vierten Ausführungsform des Stoßfängersystems; -
7C eine Vorderansicht der vierten Ausführungsform des Stoßfängersystems; -
7D eine Querschnittsansicht entlang A-A aus7A ; -
8A eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform des Stoßfängersystems, das einen H-förmigen Guss-Stoßfängerquerträger einteilig mit einer Guss-Crashbox und sowohl den Guss-Stoßfängerquerträger als auch die Guss-Crashbox mit einer geöffneten oberen und unteren Oberfläche enthält; -
8B eine Draufsicht der fünften Ausführungsform des Stoßfängersystems; -
8C eine Vorderansicht der fünften Ausführungsform des Stoßfängersystems; -
8D eine Querschnittsansicht entlang B-B aus8A ; -
8E eine perspektivische Teilansicht der fünften Ausführungsform des Stoßfängersystems; -
9A eine perspektivische Ansicht einer sechsten Ausführungsform des Stoßfängersystems, das einen H-förmigen Guss-Stoßfängerquerträger einteilig mit einer Guss-Crashbox mit geschlossener oberer und unterer Oberfläche enthält; -
9B eine Draufsicht der sechsten Ausführungsform des Stoßfängersystems; -
9C eine Vorderansicht der sechsten Ausführungsform des Stoßfängersystems; -
9D eine Querschnittsansicht entlang C-C aus8A ; -
9E eine perspektivische Teilansicht der sechsten Ausführungsform des Stoßfängersystems; -
10A eine Draufsicht des in8A gezeigten Stoßfängersystems, die mehrere Gewichtsreduzierungslöcher darstellt, die durch den H-förmigen Guss-Stoßfängerquerträger und durch die Guss-Crashbox definiert sind; -
10B eine Draufsicht des in9A gezeigten Stoßfängersystems, das mehrere Gewichtsreduzierungslöcher darstellt, die durch den H-förmigen Guss-Stoßfängerquerträger definiert sind; -
11 eine perspektivische Ansicht einer siebenten Ausführungsform des Stoßfängersystems, in dem das Stoßfängersystem aus mehreren Gebieten oder Abschnitten, die jeweils aus einer anderen Metalllegierung bestehen, besteht; und -
12 eine perspektivische Ansicht einer achten Ausführungsform des Stoßfängersystems, in dem ein Guss-Stoßfängerquerträger aus wenigstens zwei Gebieten oder Abschnitten besteht, eine Crashbox aus wenigstens zwei Gebieten oder Abschnitten besteht und wobei jedes der Gebiete oder Abschnitte aus einer anderen Legierung besteht.
-
1 a perspective view of a cast-bumper cross member; -
2 a plan view of the cast-bumper cross member, illustrating a plurality of integrally molded reinforcing ribs; -
3 a perspective view of a first embodiment of the bumper system, which illustrates the attached to a crash box cast bumper cross member; -
4 a perspective view of a second embodiment of the bumper system, which is a fixed to a bumper cross member cast crash box; -
5 FIG. 3 is a perspective view of a third embodiment of the bumper system illustrating a cast-bumper cross member integral with a cast crash box; FIG. -
6 a plan view of the third embodiment of the bumper system, which represents a plurality of integrally cast with the cast-bumper cross member reinforcing ribs; -
7A a perspective view of a fourth embodiment of the bumper system, which includes a W-shaped cast bumper cross member integrally with a cast crash box; -
7B a plan view of the fourth embodiment of the bumper system; -
7C a front view of the fourth embodiment of the bumper system; -
7D a cross-sectional view along AA7A ; -
8A a perspective view of a fifth embodiment of the bumper system, which includes an H-shaped cast bumper cross member integral with a cast crash box and both the cast bumper cross member and the cast crash box with an open upper and lower surface; -
8B a plan view of the fifth embodiment of the bumper system; -
8C a front view of the fifth embodiment of the bumper system; -
8D a cross-sectional view along BB8A ; -
8E a partial perspective view of the fifth embodiment of the bumper system; -
9A a perspective view of a sixth embodiment of the bumper system, which includes an H-shaped cast bumper cross member integrally with a closed top and bottom surface of a cast crash box; -
9B a plan view of the sixth embodiment of the bumper system; -
9C a front view of the sixth embodiment of the bumper system; -
9D a cross-sectional view along CC8A ; -
9E a partial perspective view of the sixth embodiment of the bumper system; -
10A a top view of the in8A shown bumper system, which represents a plurality of weight reduction holes, which are defined by the H-shaped cast bumper cross member and by the cast crash box; -
10B a top view of the in9A shown bumper system which represents several weight reduction holes passing through the H shaped cast bumper cross member are defined; -
11 a perspective view of a seventh embodiment of the bumper system, in which the bumper system consists of several areas or sections, each consisting of a different metal alloy consists; and -
twelve a perspective view of an eighth embodiment of the bumper system in which a cast-bumper cross member consists of at least two areas or sections, a crash box consists of at least two areas or sections and wherein each of the areas or sections of a different alloy.
BESCHREIBUNG DER ERMÖGLICHENDEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE POSSIBLE EMBODIMENTS
Anhand der Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Ansichten einander entsprechende Teile angeben, ist
Wie am besten in
Anders als die erste und die zweite Ausführungsform des Stoßfängersystems
Wie am besten in
Die
Wie am besten in
Wie am besten in
Die
Wie am besten in
Die
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann irgendeine der oben erwähnten Ausführungsformen des vorliegenden Stoßfängersystems in der Weise hergestellt sein, dass sie in verschiedenen Gebieten oder Abschnitten des Metallguss-Stoßfängersystems mehrere Qualitäten von Legierungen enthält, um zu ermöglichen, dass das Stoßfängersystem effizient dafür abgestimmt wird, bestimmte Fahrzeugleistungsanforderungen zu erfüllen. Wie in
In der Ausführungsform aus
Darüber hinaus können einzelne Komponenten des Metallguss-Stoßfängersystems aus mehr als einem Gebiet oder Abschnitt verschiedener Legierungen bestehen. Zum Beispiel enthält der Guss-Stoßfängerquerträger
Es sollte gewürdigt werden, dass verschiedene andere Komponenten und/oder Kombinationen von Komponenten Gebiete oder Abschnitte verschiedener Legierungen umfassen können und dass entlang des Metallguss-Stoßfängerquerträgers mehr als zwei verschiedene Gebiete oder Abschnitte verlaufen können. Außerdem sollte gewürdigt werden, dass verschiedene Legierungen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, solchen auf Aluminiumgrundlage, z. B. Aluminiumlegierungen der Serien
Obgleich dies in den Figuren nicht explizit gezeigt ist, können der Stoßfängerquerträger und/oder die Crashbox in irgendeiner der oben erwähnten Ausführungsformen des Stoßfängersystems ebenfalls so gegossen sein, dass sie verschiedene Entwurfsmerkmale, einschließlich der Folgenden, darauf aber nicht beschränkt, enthalten: Scheinwerfer, Umgebungsluftsensoren, Fußgängerbügel, Kollisionsvermeidungssensoren, eine Haubenverriegelung, Fußgängerschutzsysteme, Hupen, Kühlergrille, Nebelscheinwerfer, Zughaken, Gewindeeinsätze und Neopren-Stoßdämpfungsmaterialien. Somit kann das Guss-Stoßfängersystem Entwurfsmerkmale und Entwurfsformen enthalten, die andernfalls an Stoßfängeranordnungen des Standes der Technik geschweißt werden müssten oder in Stoßfängeranordnungen des Standes der Technik reckgebogen werden müssten. Somit vermeidet das Guss-Stoßfängersystem die Bearbeitungs- und Schweißoperationen, die erforderlich sind, um diese Merkmale in Stoßfängeranordnungen des Standes der Technik, die durch Strangpressen, Stahlwalzformen, Gesenkschmieden oder dergleichen hergestellt werden, aufzunehmen.Although not explicitly shown in the figures, the bumper cross member and / or crash box in any of the aforementioned bumper system embodiments may also be molded to include various design features, including but not limited to: headlamps, ambient air sensors , Pedestrian bars, collision avoidance sensors, hood latch, pedestrian protection systems, horns, radiator grille, fog lights, pull hooks, threaded inserts, and neoprene shock absorbing materials. Thus, the cast bumper system may include design features and designs that would otherwise have to be welded to prior art bumper assemblies or would have to be bent in prior art bumper assemblies. Thus, the cast bumper system avoids the machining and welding operations required to accommodate these features in prior art bumper assemblies made by extrusion, steel roll forming, swaging or the like.
Obgleich dies in den Figuren nicht explizit gezeigt ist, kann der Guss-Stoßfängerquerträger in irgendeiner der oben erwähnten Ausführungsformen des Stoßfängersystems ebenfalls in der Weise gegossen sein, dass er eine „U“-Form oder eine „C“-Form, die entlang eines Abschnitts seiner Länge verläuft, aufweist.Although not explicitly shown in the figures, in any of the aforementioned embodiments of the bumper system, the cast bumper cross member may also be molded to have a "U" shape or a "C" shape along a portion its length runs, has.
Obgleich dies in den Figuren nicht explizit gezeigt ist, kann der Stoßfängerquerträger und/oder die Crashbox in irgendeiner der oben erwähnten Ausführungsformen des Stoßfängersystems außerdem Aufnahmeeinsätze enthalten, die irgendwo innerhalb oder entlang des Stoßfängersystems angeordnet sind.Although not explicitly shown in the figures, in any of the above-mentioned embodiments of the bumper system, the bumper cross member and / or crash box may also include receptacles located anywhere within or along the bumper system.
Die vorstehende Erfindung ist in Übereinstimmung mit den relevanten gesetzlichen Standards beschrieben worden, so dass die Beschreibung dem Wesen nach beispielhaft, anstatt einschränkend ist. Für dem Fachmann auf dem Gebiet können Änderungen und Abwandlungen an den offenbarten Ausführungsformen hervorgehen und im Schutzumfang der Erfindung liegen.The foregoing invention has been described in accordance with the relevant legal standards such that the description is exemplary in nature, rather than restrictive. Changes and modifications to the disclosed embodiments will be apparent to those skilled in the art and are within the scope of the invention.
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