DE10002724A1

DE10002724A1 - Vehicle with bumper has plastic foam and at least one deformation element located between outer skin of bumper and one end of respective longitudinal support

Info

Publication number: DE10002724A1
Application number: DE2000102724
Authority: DE
Inventors: Bernd Lischo
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-01-22
Filing date: 2000-01-22
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2020-01-23
Also published as: DE10002724C2

Abstract

The vehicle has a bumper(1) installed on a structure of a vehicle at the front end and/or on the back end by means of longitudinal supports(2). A plastic foam(5) and at least one deformation element(14) are located between the outer skin(6) of the bumper and one end(13) of the respective longitudinal support. The deformation element, with a predetermined constant level of force, degrades a defined energy over a predetermined travel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Stoßfänger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a vehicle with a bumper according to the preamble of Claim 1.

Aus der US 5,139,297 ist bereits ein Stoßfänger für ein Fahrzeug bekannt, bei dem in einem Träger aus Metall oder Kunststoff ein Verformungsenergie aufnehmender, elastisch verformbarer Kunststoff-Schaum angeordnet ist. Der bekannte Stoßfänger ist so ausgelegt, dass eine den Kunststoff-Schaum umgebende Außenhaut bei einem Aufprall in Richtung auf den Träger um eine vorbestimmte Strecke verschiebbar ist. Durch diesen Aufbau wird erreicht, dass die bei einem Aufprall mit einer niedrigen Geschwindigkeit von beispielsweise 10 bis 20 km/h entstehende Energie durch den energieabsorbierenden Schaum vollständig aufgenommen wird, sodass die sich an den Träger anschließende Karosseriestruktur, wie beispielsweise ein Motorträger, unbeschädigt bleibt.A bumper for a vehicle is already known from US Pat. No. 5,139,297 in a carrier made of metal or plastic absorbing deformation energy, elastically deformable plastic foam is arranged. The well-known bumper is designed so that an outer skin surrounding the plastic foam an impact towards the carrier by a predetermined distance is movable. This construction ensures that in the event of an impact at a low speed of, for example, 10 to 20 km / h Energy is completely absorbed by the energy absorbing foam, so that the body structure adjoining the carrier, such as for example an engine mount, remains undamaged.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einem Stoßfänger zu schaffen, wobei der Stoßfänger eine kompakte Bauweise aufweist.The object of the invention is to provide a vehicle with a bumper, the bumper has a compact design.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:Embodiments of the invention are described below with reference to the drawings described as an example. Show:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform eines Stoßfän gers, der an einem Längsträger eines Fahrzeuges über ein Deformati onselement befestigt ist, Fig. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a Stoßfän gers, which is fastened to a longitudinal beam of a vehicle via a Deformati onselement,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des in der Fig. 1 gezeigten Stoßfängers nach einem Aufprall mit einer Relativgeschwindigkeit von v ≦ 20 km/h, Fig. 2 is a cross-sectional view of the bumper shown in FIG. 1 h after an impact at a relative speed of v ≦ 20 km /,

Fig. 3 ein Kraft-Weg-Diagramm des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Stoßfängers, aus dem die durch das Deformationselement und den Kunststoff-Schaum des Stoßfängers absorbierbare Energie hervorgeht, Fig. 3 shows a force-distance diagram of the bumper shown in FIGS. 1 and 2, from which the by the deformation element and the plastic foam of the bumper apparent absorbable energy,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform eines Stoßfän gers, der an einem Längsträger eines Fahrzeuges über ein Deformati onselement befestigt ist, wobei das Deformationselement durch ein in Richtung des Stoßfängers offenes Gehäuse umgeben ist, Fig. 4 is a cross-sectional view of a second embodiment of a Stoßfän gers, which is fastened to a longitudinal beam of a vehicle via a Deformati onselement, wherein the deformation element is surrounded by an open housing in the direction of the bumper,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform eines Stoßfän gers, bei dem das Deformationselement innerhalb des Trägers angeord net ist. Fig. 5 is a cross-sectional view of a third embodiment of a bumper, in which the deformation element is net angeord within the carrier.

Die Fig. 1 zeigt einen Stoßfänger 1, der an zwei seitlich voneinander beanstande ten Längsträgern 2 eines nicht dargestellten Fahrzeuges 3 angeordnet ist. Der Stoßfänger 1 besteht im wesentlichen aus einem Leichtbauträger 4, der in der ge zeigten Ausführungsform als ein offenes, U-förmiges Profil zur Befestigung und Aufnahme eines reversibel verformbaren Kunststoff-Schaumes 5 ausgebildet ist. An dem Kunststoff-Schaum 5 ist eine Verkleidung bzw. ein Außenteil 6 angeordnet. Die Verkleidung 6 ist ebenfalls aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt. Fig. 1 shows a bumper 1 , which is arranged on two laterally objectionable th side members 2 of a vehicle 3 , not shown. The bumper 1 consists essentially of a lightweight support 4 , which in the embodiment shown is designed as an open, U-shaped profile for fastening and receiving a reversibly deformable plastic foam 5 . A covering or an outer part 6 is arranged on the plastic foam 5 . The panel 6 is also made of a suitable plastic.

Die in der Fig. 1 gezeigte Ausführungsform des Leichtbauträgers 4 weist eine obere und eine untere Seitenwand 7, 8 sowie eine die beiden Seitenwände 7, 8 ver bindende Bodenwand 9 auf. Eine zur Aufnahme zumindest eines Abschnittes 5a des Kunststoff-Schaumes 5 ausgebildete Öffnung 10 im Profil des Leichtbauträgers 4 ist auf der fahrzeugabgewandten Seite in Fahrzeuglängsrichtung x hin offen. Der Kunststoff-Schaum 5 weist in der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform einen rechteckförmigen Querschnitt auf.The embodiment of the lightweight support 4 shown in FIG. 1 has an upper and a lower side wall 7 , 8 and a bottom wall 9 binding the two side walls 7 , 8 ver. An opening 10, designed to receive at least a section 5 a of the plastic foam 5 , in the profile of the lightweight carrier 4 is open on the side facing away from the vehicle in the vehicle longitudinal direction x. In the embodiment shown in FIG. 1, the plastic foam 5 has a rectangular cross section.

Zwischen einer Außenwand 11 des Leichtbauträgers 4 und einer Außenfläche 12 am Ende 13 des Längsträgers 2 ist ein Deformationselement 14 angeordnet. Die Außenwand 11 des Leichtbauträgers 4 und die Außenfläche 12 des Längsträgers 2 sind so ausgebildet, dass die vom Leichtbauträger 4 auf das Deformationselement 14 wirkende Kraft vollständig auf das Deformationselement 14 übertragen wird. In der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind zu diesem Zweck die Außen wand 11 des Leichtbauträgers 4 und die Außenfläche 12 des Längsträgers 2 parallel zueinander ausgebildet. In einer Ausführungsform ist das Deformationselement 14 ein aus Kunststoff hergestelltes Composite-Rohr.A deformation element 14 is arranged between an outer wall 11 of the lightweight support 4 and an outer surface 12 at the end 13 of the longitudinal support 2 . The outer wall 11 of the light Developer 4 and the outer surface 12 of the longitudinal member 2 are formed so that the force acting from the lightweight support 4 on the deformation element 14 is transmitted completely on the deformation element fourteenth In the embodiment shown in FIG. 1, the outer wall 11 of the lightweight support 4 and the outer surface 12 of the side member 2 are formed parallel to each other for this purpose. In one embodiment, the deformation element 14 is a composite tube made of plastic.

Die Fig. 2 zeigt den Stoßfänger 1 nach einem Aufprall, bei dem eine Kraft F in einer solchen Höhe auf den Stoßfänger 1 gewirkt hat, dass der Kunststoff-Schaum 5, ohne das Deformationselement 14 zu beschädigen, zusammengedrückt wurde. Diese Kraft F entspricht einer in der Fig. 3 dargestellten Knickstelle A im Kraft-F- Weg-s-Diagramm. Aus den punktierten Linien und den beiden Pfeilen in der Fig. 2 geht hervor, dass der Kunststoff-Schaum 5 das Bestreben hat, in Richtung der Seitenwände 7, 8 sich auszudehnen. Aufgrund der in Fahrzeuglängsrichtung x wirkenden Kraft F auf die Bodenwand 9 kommt es zu einem Einschwenken der Seitenwände 7, 8, sodass die Seitenwände eine neue Position 7' und 8' einnehmen. Durch diesen Vorgang erhöht sich die durch den Kunststoff-Schaum 5 absorbierbare Energie. Fig. 2 shows the bumper 1 after an impact, worked in which a force F at such a height on the bumper 1 that the plastic foam 5, without damaging the deformation element 14, has been compressed. This force F corresponds to a kink A shown in FIG. 3 in the force-F-path s diagram. The dotted lines and the two arrows in FIG. 2 show that the plastic foam 5 tends to expand in the direction of the side walls 7 , 8 . Due to the force F acting on the bottom wall 9 in the longitudinal direction x of the vehicle, the side walls 7 , 8 swivel in , so that the side walls assume a new position 7 'and 8 '. This process increases the energy that can be absorbed by the plastic foam 5 .

Bei einer Erhöhung der auf den Stoßfänger 1 einwirkenden Kraft F wird der in der Fig. 3 gezeigte Punkt B erreicht, an dem eine Verformung des Deformationsele mentes 14 erfolgt. In der gezeigten Ausführungsform ist das Deformationselement 14 so ausgelegt, dass über den Verformungsweg s₁₄ sich eine rechteckige Fläche im Kraft-F-Weg-s-Diagramm ergibt. Am Ende des Verformungsweges s₁₄ des De formationselementes 14 ist das Deformationselement 14 vollständig zerstört. Bei einer weiteren Erhöhung der auf den Stoßfänger 1 wirkenden Kraft bzw. Energie er folgt eine Deformation des Längsträgers 2.With an increase in the force acting on the bumper 1 , the point B shown in FIG. 3 is reached, at which the deformation of the deformation element 14 takes place. In the embodiment shown, the deformation element 14 is designed in such a way that a rectangular area in the force-F-path s diagram is obtained via the deformation path s ₁₄ . At the end of the deformation path s ₁₄ of the deformation element 14 , the deformation element 14 is completely destroyed. With a further increase in the force or energy acting on the bumper 1, it follows a deformation of the side member 2 .

Die Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform des Stoßfängers 1', bei dem im Un terschied zu den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Stoßfänger 1 ein U-förmiges Profil oder Gehäuse 15 um das Deformationselement 14 und den Leichtbauträger 4 angeordnet ist. Das Gehäuse 15 hält das Deformationselement 14 in der vorgesehenen Lage. Zusätzlich wird durch das Profil 15 eine Versteifung des Deformationselementes 14 und damit eine Erhöhung der durch das Deformationselement 14 aufnehmbaren Energie bewirkt. Wie bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform des Stoßfängers 1 ist eine Bodenwand 16 des Gehäuses 15 parallel zur Fläche der Bodenwand 9 des Leichtbauträgers 4 ausgebildet, sodass die auf das Deformationselement 14 wirkende Kraft F vollständig übertragbar ist. Fig. 4 shows a second embodiment of the bumper 1 ', in which, in contrast to the bumper 1 shown in FIGS . 1 and 2, a U-shaped profile or housing 15 is arranged around the deformation element 14 and the lightweight support 4 . The housing 15 holds the deformation element 14 in the intended position. In addition, the profile 15 stiffens the deformation element 14 and thus increases the energy that can be absorbed by the deformation element 14 . As in the first embodiment of the bumper 1 shown in FIGS. 1 and 2, a bottom wall 16 of the housing 15 is formed parallel to the surface of the bottom wall 9 of the lightweight support 4 , so that the force F acting on the deformation element 14 is completely transferable.

Die Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Stoßfängers 1", die sich von den in den Fig. 1, 2 und 4 gezeigten Ausführungsformen dadurch unterscheidet, dass das Deformationselement 14 zwischen den beiden Seitenwänden 7, 8 und zwischen der Bodenwand 9 des Leichtbauträgers 4 und einer Stirnfläche bzw. eines Endes 17 des Kunststoffschaumes 5 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform er folgt durch den Leichtbauträger 4 die Lagezuordnung und Versteifung des Deforma tionselementes 14. FIG. 5 shows a third embodiment of a bumper 1 ″, which differs from the embodiments shown in FIGS. 1, 2 and 4 in that the deformation element 14 between the two side walls 7 , 8 and between the bottom wall 9 of the lightweight carrier 4 and an end face or an end 17 of the plastic foam 5. In this embodiment, the light-weight support 4 is used to position and stiffen the deformation element 14 .

Claims

1. Vehicle with a bumper, the bumper on the front and / or rear of a vehicle is arranged substantially in a horizontal plane by side members or the like on a structure of the vehicle, the bumper having a lightweight support on which a deformation energy absorbing , elastically deformable plastic foam is arranged, characterized in that between the outer cladding ( 6 ) of the bumper ( 1 , 1 ', 1 ") and one end ( 13 ) of the respective side member ( 2 ) is a plastic foam ( 5 ) and at least one deformation element ( 14 ) is arranged.

2. Vehicle with a bumper according to claim 1, characterized in that the respective deformation element ( 14 ) degrades a predetermined energy at a predetermined, constant force level over a predetermined path s.

3. Vehicle according to claims 1 or 2, characterized in that the energy dissipated by the plastic foam ( 5 ) and the respective deformation element ( 14 ) corresponds to the energy which, in the event of an impact of the vehicle ( 3 ) with a low relative speed ( v) from about 10 to 20 km / h and that the load-bearing body structure ( 2 ) remains undamaged during this energy reduction.

4. Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the lightweight support ( 4 ) has a U-shaped cross section, which consists of an upper and a lower side wall ( 7 , 8 ) and a bottom wall formed in the direction of the side members ( 2 ) ( 9 ) and that the two side walls ( 7 , 8 ) cover the plastic foam ( 5 ) over a predetermined length in the vehicle longitudinal direction x.

5. Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the lightweight support ( 4 ) is designed such that in the event of a vehicle impact the plastic foam ( 5 ) exerts pressure on the bottom wall ( 9 ) in such a way that fold the side walls ( 7 , 8 ) inwards and press on the corresponding section ( 5 a) of the plastic foam ( 5 ) and that at the same time the plastic foam ( 5 , 5 a) presses on the side walls ( 7 , 8 ).

6. Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation element ( 14 ) is arranged within the lightweight support ( 4 ) between the bottom wall ( 9 ) and one end ( 17 ) of the plastic foam ( 5 ).

7. Vehicle according to claims 1 to 5, characterized in that the deformation element ( 14 ) outside of the lightweight support ( 4 ) between the bottom wall ( 9 ) of the lightweight support ( 4 ) and one end ( 13 ) of the respective side member ( 2 ) is arranged .

8. The vehicle according to claim 7, characterized in that the deformation element (14) is surrounded by a profile or housing (15), the posi tioning of the deformation element (14) secures and degradable by the deformation element (14) energy increases .

9. Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the force F acting on the bumper ( 1 , 1 ', 1 ") in each case on the entire surface of the respective component ( 2 , 4 , 5 , 14 ,) by a appropriate location assignment of the adjacent areas is transferable.