DE102011107698A1

DE102011107698A1 - Crashbox for absorption of impact energy

Info

Publication number: DE102011107698A1
Application number: DE201110107698
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Meichsner; Bernd Dr. Hachmann; Erich Hoch; Karl-Heinz Grimm
Original assignee: Broekelmann Aluminium F W; Fw Brokelmann Aluminiumwerk & Co KG GmbH
Current assignee: Broekelmann Aluminium F W; Fw Brokelmann Aluminiumwerk & Co KG GmbH
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2013-01-17
Also published as: WO2013007386A1

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist eine Crashbox (1) für ein Kraftfahrzeug zur Absorption von Aufprallenergie bei einem Unfall, umfassend ein Außenprofil (2). Eine Crashbox (1), die sowohl zur Gewichtsreduzierung beiträgt und gleichzeitig ein gesteigertes Absorptionspotential zur Absorption von Aufprallenergie aufweist, wird realisiert, indem ein Innenprofil (3) im Außenprofil (2) angeordnet ist, dass das Innenprofil (3) und das Außenprofil (2) miteinander verbunden sind, und dass mindestens ein Zwischenraum (4) zwischen Innenprofil (3) und Außenprofil (2) mit einem Füllmaterial (5) gefüllt ist.Described and illustrated is a crash box (1) for a motor vehicle for absorbing impact energy in an accident, comprising an outer profile (2). A crash box (1), which contributes both to weight reduction and at the same time has an increased absorption potential for absorbing impact energy, is realized by arranging an inner profile (3) in the outer profile (2) such that the inner profile (3) and the outer profile (2 ) Are connected to each other, and that at least one intermediate space (4) between the inner profile (3) and outer profile (2) with a filling material (5) is filled.

Description

Die Erfindung betrifft eine Crashbox für ein Kraftfahrzeug zur Absorption von Aufprallenergie bei einem Unfall, umfassend ein Außenprofil.The invention relates to a crash box for a motor vehicle for absorbing impact energy in an accident, comprising an outer profile.

Gattungsgemäße Crashboxen dienen in einem Kraftfahrzeug der Absorption von Bewegungsenergie bei einem Unfall, indem die Bewegungsenergie durch plastische Verformung der Crashbox oder von Teilen der Crashbox absorbiert wird. Zwei Crashboxen sind dabei üblicherweise als Halteelemente zwischen den beiden Längsträgern der Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs und einem Querträger montiert. Bei einem Aufprall mit geringer Geschwindigkeit wird aufgrund der gewünschten Verformung der Crashbox die Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs vor einer Beschädigung geschützt, so dass teure Reparaturen zum Beheben von Schäden an der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs vermieden werden können.Generic crash boxes are used in a motor vehicle to absorb kinetic energy in the event of an accident, in that the kinetic energy is absorbed by plastic deformation of the crash box or parts of the crash box. Two crash boxes are usually mounted as holding elements between the two longitudinal members of the body structure of a motor vehicle and a cross member. In a low-speed impact, due to the desired deformation of the crash box, the body structure of the motor vehicle is protected from damage so that expensive repairs to repair damage to the body structure of the motor vehicle can be avoided.

Durch allgemeine Bestrebungen zur Reduzierung des Kraftfahrzeuggewichts aus Gesichtspunkten der Energieeffizienz entsteht ein Spannungsfeld zwischen der Gewichtsreduzierung, bei der häufig auf konventionelle Leichtbauwerkstoffe zurückgegriffen wird, einerseits und der Steigerung der Sicherheit des Kraftfahrzeugs bei einem Unfall andererseits. Zur Überwindung dieser Herausforderung werden neu entwickelte Werkstoffe, beispielsweise sehr duktile Aluminiumlegierungen, verwendet, die trotz ihres geringen Gewichts vorteilhafte Eigenschaften in Bezug auf die Absorption der bei einem Unfall auftretenden Aufprallenergie aufweisen. Neben der Entwicklung und Verwendung von neuartigen Leichtbaumaterialien haben zur weiteren Gewichtsreduzierung auch weiterentwickelte Gestaltungskonzepte an Bedeutung gewonnen.Through general efforts to reduce the weight of vehicles from the standpoint of energy efficiency creates a field of tension between the weight reduction, which is often resorting to conventional lightweight materials, on the one hand and increasing the safety of the motor vehicle in an accident on the other. To overcome this challenge, newly developed materials, for example very ductile aluminum alloys, are used which, despite their low weight, have advantageous properties in terms of absorption of the impact energy occurring in the event of an accident. In addition to the development and use of novel lightweight construction materials, advanced design concepts have gained in importance for further weight reduction.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Crashbox anzugeben, die sowohl zur Gewichtsreduzierung beiträgt und gleichzeitig ein gesteigertes Absorptionspotential zur Absorption von Aufprallenergie aufweist.Based on the aforementioned prior art, the present invention seeks to provide a crash box, which contributes both to weight reduction and at the same time has an increased absorption potential for absorbing impact energy.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Crashbox dadurch gelöst, dass ein Innenprofil im Außenprofil angeordnet ist, dass das Innenprofil und das Außenprofil miteinander verbunden sind, und dass mindestens ein Zwischenraum zwischen Innenprofil und Außenprofil mit einem Füllmaterial gefüllt ist.The above object is achieved in a generic crash box in that an inner profile is arranged in the outer profile, that the inner profile and the outer profile are connected to each other, and that at least one space between inner profile and outer profile is filled with a filler.

Innenprofil und Außenprofil sind ineinander verschachtelte Strangpressprofile, wobei das innen liegende Strangpressprofil als „Innenprofil” und das außen liegende Strangpressprofil als „Außenprofil” bezeichnet wird. Das Innenprofil ist vorzugsweise im Querschnitt des Außenprofils angeordnet, so dass sich das Innenprofil und das Außenprofil zumindest über einen Teil ihrer jeweiligen Längserstreckung parallel zueinander verlaufen. Das Innenprofil ist folglich in das Außenprofil eingefügt. Das Innenprofil und das Außenprofil sind miteinander verbunden, beispielsweise kraft-, form- oder stoffschlüssig. Vorteilhaft sind das Innenprofil und das Außenprofil beispielsweise miteinander verklebt oder verschweißt. Alternativ dazu können das Innenprofil und das Außenprofil auch einstückig ausgestaltet sein. Der Querschnitt des Innenprofils ist kleiner als der Querschnitt des Außenprofils, so dass das Innenprofil in dem Außenprofil angeordnet sein kann. Der zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil entstehende Zwischenraum ist zumindest teilweise mit einem Füllmaterial gefüllt, vorzugsweise füllt das Füllmaterial den Zwischenraum zwischen Innenprofil und Außenprofil vollständig aus. Auch ein im Innenprofil vorhandener Hohlraum kann mit einem Füllmaterial gefüllt sein. Zur Befestigung der Crashbox sind beispielsweise am Innenprofil und/oder am Außenprofil Flansche vorgesehen, mit denen die Crashbox einerseits an den Längsträgern der Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs, andererseits an einem entsprechenden Anbauteil befestigt werden kann. Bei der Montage einer Crashbox zur Befestigung eines Querträgers sind vorzugsweise zwei parallel angeordnete Sicherheitsvorrichtungen vorgesehen, die den Stoßfänger halten.Inner profile and outer profile are nested extruded profiles, wherein the inner extruded profile is referred to as "inner profile" and the outer extruded profile as "outer profile". The inner profile is preferably arranged in the cross section of the outer profile, so that the inner profile and the outer profile run parallel to each other at least over part of their respective longitudinal extent. The inner profile is thus inserted into the outer profile. The inner profile and the outer profile are connected to each other, for example, force, positive or cohesive. Advantageously, the inner profile and the outer profile, for example glued or welded together. Alternatively, the inner profile and the outer profile can also be designed in one piece. The cross section of the inner profile is smaller than the cross section of the outer profile, so that the inner profile can be arranged in the outer profile. The intermediate space formed between the inner profile and the outer profile is at least partially filled with a filling material, preferably the filling material completely fills the intermediate space between inner profile and outer profile. Also, a cavity present in the inner profile can be filled with a filling material. For attachment of the crash box flanges are provided for example on the inner profile and / or on the outer profile, with which the crash box can be attached on the one hand to the longitudinal members of the body structure of a motor vehicle, on the other hand to a corresponding attachment. When mounting a crash box for mounting a cross member preferably two parallel safety devices are provided which hold the bumper.

Das Innenprofil und das Außenprofil sind beispielsweise zwei getrennte Bauelemente, die über das im Zwischenraum zwischen dem Innenprofil und Außenprofil angeordnete Füllmaterial verbunden sind. Zur Herstellung der Verbindung haftet vorteilhaft das Füllmaterial auf einer Innenfläche des Außenprofils bzw. auf einer Außenfläche des Innenprofils. Zusätzlich oder alternativ zur Herstellung der Verbindung mit dem Füllmaterial ist vorzugsweise ein weiteres Verbindungsmittel, z. B. Verkleben, vorgesehen.The inner profile and the outer profile are, for example, two separate components which are connected via the filling material arranged in the intermediate space between the inner profile and the outer profile. For the preparation of the compound advantageously adheres to the filling material on an inner surface of the outer profile or on an outer surface of the inner profile. In addition or alternatively to the preparation of the compound with the filler is preferably another connecting means, for. B. gluing, provided.

Die erfindungsgemäße Crashbox weist den Vorteil auf, dass sie in Abhängigkeit von den Geometrien des Innenprofils und des Außenprofils, dem verwendeten Material und dem Material des Füllstoffs eine mehrstufige Energieabsorption durch ein bestimmtes und durch die Gestaltung einstellbares Verformungsverhalten realisiert. Das Verformungsverhalten ist dabei so eingestellt, dass das Absorptionspotential der Crashbox sehr hoch ist. Die Verbindung zwischen Innenprofil und Außenprofil ist beispielsweise derart ausgelegt, dass bis zu einem bestimmten Betrag an Aufprallenergie lediglich eine Verschiebung des Innenprofils zum Außenprofil, insbesondere auch durch Verformung des Füllmaterials, realisiert ist. Mit weiter zunehmender Aufprallenergie ist jedoch auch eine Verformung des Innenprofils bzw. des Außenprofils selbst vorgesehen. Das Außenprofil und das Innenprofil werden vorzugsweise in Abhängigkeit der Aufprallenergie gestuft verformt.The crash box according to the invention has the advantage that, depending on the geometries of the inner profile and the outer profile, the material used and the material of the filler, it realizes a multi-stage energy absorption by means of a specific deformation behavior that can be set by the design. The deformation behavior is set so that the absorption potential of the crash box is very high. The connection between inner profile and outer profile is for example designed such that up to a certain amount of impact energy only a shift of the inner profile to the outer profile, in particular by deformation of the filler, is realized. With further increasing impact energy, however, a deformation of the inner profile or of the outer profile itself is also provided. The outer profile and the inner profile are preferably deformed in response to the impact energy.

Als Materialien für das Innenprofil und das Außenprofil der Crashbox haben sich Aluminium-Legierungen und Magnesium-Legierungen als vorteilhaft herausgestellt. Die Profilform des Querschnitts des Innenprofils bzw. des Außenprofils ist vorzugsweise geschlossen, es sind jedoch auch offene Formen, beispielsweise eine C-Form vorgesehen. Die Länge des Innenprofils ist vorteilhaft identisch mit der Länge des Außenprofils.As materials for the inner profile and the outer profile of the crash box, aluminum alloys and magnesium alloys have proven to be advantageous. The profile shape of the cross section of the inner profile or the outer profile is preferably closed, but there are also open forms, for example a C-shape provided. The length of the inner profile is advantageously identical to the length of the outer profile.

Zur Verbindung des Innenprofils und Außenprofils hat sich gemäß einer ersten Ausgestaltung als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Außenprofil und das Innenprofil durch mindestens einen gemeinsamen Steg miteinander verbunden sind, insbesondere der Steg parallel zur Längserstreckung des Innenprofils und des Außenprofils verläuft. Der Steg ist beispielsweise an das Innenprofil oder das Außenprofil angeformt, wobei der Steg im Montagezustand dann jeweils an das Profil mit dem er nicht verbunden ist, beispielsweise angeklebt oder angeschweißt wird. Wahlweise ist der Steg auch sowohl an das Innenprofil als auch an das Außenprofil angeschweißt, angeklebt oder das Innenprofil und das Außenprofil sind zusammen einstückig mit dem Steg ausgebildet.To connect the inner profile and outer profile has been found to be advantageous according to a first embodiment, when the outer profile and the inner profile are interconnected by at least one common web, in particular the web is parallel to the longitudinal extent of the inner profile and the outer profile. The web is formed for example on the inner profile or the outer profile, wherein the web in the assembled state then in each case to the profile with which he is not connected, for example, glued or welded. Optionally, the web is also welded to both the inner profile and the outer profile, glued or the inner profile and the outer profile are formed integrally with the web together.

Vorzugsweise sind eine Mehrzahl von Stegen vorgesehen, die das Innenprofil innerhalb des Querschnitts des Außenprofils in seiner Position halten und den Abstand zwischen Innenprofil und Außenprofil definieren, so dass mindestens ein Zwischenraum entsteht, der mit dem Füllmaterial gefüllt wird. Auch unsymmetrische Füllungen sind vorgesehen, so dass, wenn beispielsweise der Zwischenraum zwischen Innenprofil und Außenprofil durch vier Stege in vier Sektionen unterteilt ist, zwei gegenüberliegende Sektionen mit einem Füllmaterial gefüllt sind, während zwei Sektionen ungefüllt bleiben. Es ist jedoch auch vorgesehen, dass alle Sektionen gefüllt werden. Das vollständige oder teilweise Füllen der verschiedenen Zwischenräume dient dem Einstellen des Verformungsverhaltens der Crashbox.Preferably, a plurality of webs are provided which hold the inner profile within the cross section of the outer profile in its position and define the distance between the inner profile and outer profile, so that at least one intermediate space is formed, which is filled with the filling material. Also unbalanced fillings are provided, so that, for example, when the space between the inner profile and outer profile is divided by four bars in four sections, two opposite sections are filled with a filler, while two sections remain unfilled. However, it is also envisaged that all sections will be filled. The complete or partial filling of the various gaps serves to adjust the deformation behavior of the crash box.

Der Steg dient ferner zur Übertragung von Kräften von dem Innenprofil auf das Außenprofil bzw. von dem Außenprofil auf das Innenprofil, in Abhängigkeit davon, welche Verformungscharakteristik für die Crashbox bei der jeweiligen Konstruktion gewählt worden ist. Der Steg ist vorzugsweise parallel zur Längserstreckung des Innenprofils und zur Längserstreckung des Außenprofils angeordnet, so dass der Steg stets auf der gesamten Strecke, auf der das Innenprofil innerhalb des Außenprofils verläuft, vorhanden ist. Es ist jedoch auch vorgesehen, dass der Steg in Bezug auf die Längserstreckung in mehrere voneinander beabstandete Abschnitte unterteilt ist. Wahlweise kann eine Mehrzahl von Stegen auch aus einer Mehrzahl von asymmetrisch in dem Zwischenraum zwischen Innenprofil und Außenprofil angeordneten Abschnitten von Stegen bestehen. Ein Steg ist im Montagezustand stets sowohl mit dem Innenprofil als auch mit dem Außenprofil verbunden.The web also serves to transmit forces from the inner profile to the outer profile or from the outer profile to the inner profile, depending on which deformation characteristic has been chosen for the crash box in the respective construction. The web is preferably arranged parallel to the longitudinal extent of the inner profile and to the longitudinal extent of the outer profile, so that the web is always present over the entire distance on which the inner profile extends within the outer profile. However, it is also envisaged that the web is subdivided into a plurality of spaced-apart sections with respect to the longitudinal extent. Optionally, a plurality of webs also consist of a plurality of asymmetrically arranged in the space between the inner profile and outer profile sections of webs. A web is always connected in the assembled state both with the inner profile and with the outer profile.

Zur Beeinflussung der mehrstufigen Verformungseigenschaften der Crashbox ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass das Innenprofil in Richtung der Längserstreckung versetzt in dem Außenprofil angeordnet ist. Das Innenprofil und das Außenprofil weisen dabei beispielsweise eine identische Gesamtlänge auf, jedoch ist das Innenprofil in Bezug auf seine Länge derart versetzt innerhalb des Außenprofils angeordnet, dass es auf einer Seite des Außenprofils aus diesem herausragt. Bei einer solchen Ausgestaltung wird bei einem Aufprall beispielsweise zunächst nur das Innenprofil verformt oder das Innenprofil relativ zum Außenprofil verschoben, so dass dadurch eine erste Stufe der Aufnahme der Aufprallenergie erzielt wird. Zusätzlich zu dem Zwischenraum zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil ist beispielsweise auch der Abschnitt des Außenprofils zumindest teilweise mit einem Füllmaterial gefüllt, in dem sich das Innenprofil nicht innerhalb des Außenprofils erstreckt, also der verbleibende Raum hinter dem Innenprofil. Im Einbauzustand ist beispielsweise das Außenprofil auf einer Seite mit den Längsträgern der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs und auf der anderen Seite das Innenprofil mit einem Querträger verbunden.In order to influence the multistage deformation properties of the crash box, it is provided according to a further embodiment that the inner profile is arranged offset in the outer profile in the direction of the longitudinal extent. The inner profile and the outer profile have, for example, an identical overall length, however, the inner profile is offset relative to its length arranged within the outer profile, that it protrudes on one side of the outer profile of this. In such an embodiment, in an impact, for example, initially only the inner profile is deformed or the inner profile is displaced relative to the outer profile, thereby achieving a first stage of absorbing the impact energy. In addition to the gap between the inner profile and the outer profile, for example, the portion of the outer profile is at least partially filled with a filling material in which the inner profile does not extend within the outer profile, so the remaining space behind the inner profile. In the installed state, for example, the outer profile is connected on one side with the longitudinal members of the body structure of the motor vehicle and on the other side, the inner profile with a cross member.

Alternativ zu einer identischen Gesamtlänge des Innenprofils und des Außenprofils ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass das Außenprofil eine geringere Gesamtlänge aufweist als das Innenprofil. Bei einer derartigen Ausgestaltung ragt das Innenprofil beispielsweise auf einer Seite aus dem Außenprofil heraus, auch wenn es sich auf der gesamten Länge des Außenprofils innerhalb des Querschnitts erstreckt. Mit einer solchen Crashbox kann eine mehrstufige Kraftaufnahme im Falle eines Aufpralls realisiert werden, indem sich zunächst das Innenprofil und anschließend zusätzlich das Außenprofil verformt. Auch bei unterschiedlichen Gesamtlängen des Außenprofils und des Innenprofils ist eine versetzte Anordnung des Außenprofils relativ zum Innenprofil vorgesehen.As an alternative to an identical overall length of the inner profile and of the outer profile, it is provided according to a further advantageous embodiment that the outer profile has a smaller overall length than the inner profile. In such an embodiment, the inner profile protrudes, for example, on one side of the outer profile, even if it extends over the entire length of the outer profile within the cross section. With such a crash box, a multi-level force absorption in the event of an impact can be realized by first deforming the inner profile and then additionally the outer profile. Even with different overall lengths of the outer profile and the inner profile an offset arrangement of the outer profile is provided relative to the inner profile.

Das Füllmaterial im Zwischenraum zwischen Innenprofil und Außenprofil dient der Verbindung von Innenprofil und Außenprofil und/oder der Verbesserung der Dämpfungseigenschaften der Crashbox bei Verformung des Innenprofils und/oder des Außenprofils, weshalb gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen ist, dass das Füllmaterial ein Gummi oder ein Schaum ist, insbesondere ein Polymerschaum. Das Füllmaterial dient aufgrund seiner Dämpfungseigenschaften dazu, die Bewegungsenergie kontinuierlich zu absorbieren. Je nach Ausgestaltung der Crashbox verschiebt sich das Innenprofil relativ zum Außenprofil durch die Verformung des Füllmaterials. Alternativ bleibt bei einer Verformung die Position des Innenprofils relativ zum Außenprofil erhalten, während die Verformungseigenschaften des Innenprofils und des Außenprofils durch das zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil angeordnete Füllmaterial bestimmt werden.The filling material in the intermediate space between the inner profile and the outer profile serves to connect the inner profile and outer profile and / or to improve the damping properties of the crash box during deformation of the inner profile and / or the outer profile, which is why according to a further embodiment it is provided that the filler material is a rubber or a foam is, in particular a polymer foam. Due to its damping properties, the filling material serves to continuously absorb the kinetic energy. Depending on Design of the crash box, the inner profile moves relative to the outer profile by the deformation of the filler. Alternatively, in a deformation, the position of the inner profile is maintained relative to the outer profile, while the deformation properties of the inner profile and the outer profile are determined by the disposed between the inner profile and the outer profile filler.

Insbesondere bei der Verwendung eines Schaums lässt sich das Verformungsverhältnis über die Schaumstruktur, d. h. die Dichte des Schaums, einstellen. Der Schaum oder das Gummi wird beispielsweise als vorbereitete Segmente zwischen das Innenprofil und das Außenprofil eingeschoben oder – bei Verwendung eines aushärtbaren Schaums oder Gummis – in ein oder mehrere Zwischenräume zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil während der Montage in pastöser Form eingebracht. Neben der Verwendung von Polymerschäumen, die sich als besonders vorteilhaft herausgestellt haben, ist auch beispielsweise die Verwendung von Aluminiumschäumen vorgesehen. Das Füllmaterial ist dabei stets zwischen den ggf. vorhandenen Stegen eingebracht.In particular, when using a foam, the deformation ratio over the foam structure, d. H. adjust the density of the foam. The foam or rubber, for example, inserted as prepared segments between the inner profile and the outer profile or - when using a curable foam or rubber - introduced into one or more spaces between the inner profile and the outer profile during assembly in pasty form. In addition to the use of polymer foams, which have been found to be particularly advantageous, the use of aluminum foams is also provided, for example. The filling material is always introduced between the optionally present webs.

Insbesondere bei Verwendung eines aushärtbaren Schaums hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung das Innenprofil und/oder das Außenprofil Stabilisierungselemente aufweisen, die in den Zwischenraum zwischen Innenprofil und Außenprofil hineinragen. Die Stabilisierungselemente sind dabei längs oder quer zur Längsrichtung des Innenprofils bzw. des Außenprofils angeordnet. Die Stabilisierungselemente ragen in den Zwischenraum hinein und werden vorzugsweise von dem Füllmaterial umschlossen, so dass sie im Füllmaterial eingebettet sind. Bei Belastung der Crashbox erfolgt eine Kraftübertragung von den Stabilisierungselementen auf das Füllmaterial bzw. von dem Füllmaterial auf die Stabilisierungselemente, so dass die Verformungseigenschaften der Crashbox beeinflusst werden. Für den Fall, dass Stege zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil vorgesehen sind, sind die Stabilisierungselemente in den Zwischenbereichen zwischen den Stegen vorgesehen.In particular, when using a curable foam has been found to be advantageous if, according to a further embodiment, the inner profile and / or the outer profile stabilizing elements which protrude into the space between the inner profile and outer profile. The stabilizing elements are arranged longitudinally or transversely to the longitudinal direction of the inner profile or of the outer profile. The stabilizing elements protrude into the space and are preferably enclosed by the filling material so that they are embedded in the filling material. When the crash box is loaded, a force is transmitted from the stabilizing elements to the filling material or from the filling material to the stabilizing elements, so that the deformation properties of the crash box are influenced. In the event that webs are provided between the inner profile and the outer profile, the stabilizing elements are provided in the intermediate regions between the webs.

Aufgrund der unterschiedlichen Knick- und Verformungseigenschaften ist vorgesehen, dass der Profilquerschnitt des Innenprofils von dem Profilquerschnitt des Außenprofils verschieden ist. Beispielsweise ist der Profilquerschnitt des Innenprofils kreisrund, während der Profilquerschnitt des Außenprofils rechteckig ist. Durch die voneinander verschiedenen Profilquerschnitte wird auch die Größe der Zwischenräume zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil variiert, die dann jeweils mit einem Füllmaterial ausgefüllt werden. Diese Ausgestaltung hat sich insbesondere bei Crashboxen als vorteilhaft herausgestellt, bei denen das Innenprofil aus dem Außenprofil herausragt, beispielsweise aufgrund einer größeren Gesamtlänge und/oder aufgrund einer versetzten Anordnung des Innenprofils innerhalb des Außenprofils.Due to the different buckling and deformation properties, it is provided that the profile cross section of the inner profile is different from the profile cross section of the outer profile. For example, the profile cross section of the inner profile is circular, while the profile cross section of the outer profile is rectangular. Due to the mutually different profile cross-sections, the size of the spaces between the inner profile and the outer profile is varied, which are then filled in each case with a filler. This embodiment has been found to be particularly advantageous in crash boxes in which the inner profile protrudes from the outer profile, for example due to a greater overall length and / or due to a staggered arrangement of the inner profile within the outer profile.

Das Füllmaterial dient unter anderem der Beeinflussung der Verformungseigenschaften der Crashbox. Um die Verformungseigenschaften zu verändern und das Absorptionspotential zu erhöhen ist gemäß einer nächsten Ausgestaltung vorgesehen, dass das Füllmaterial mindestens auf der Gesamtlänge des Außenprofils in den Zwischenraum zwischen Innenprofil und Außenprofil eingebracht ist. Auch für den Fall, dass das Innenprofil länger als das Außenprofil ist, ist in dem gesamten Bereich, in dem sich das Innenprofil und das Außenprofil gemeinsam erstrecken, das Füllmaterial in mindestens einen Zwischenraum zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil eingebracht. Vorzugsweise ist das Füllmaterial in zwei symmetrisch gegenüberliegende Zwischenräume eingebracht oder alternativ der gesamte Raum – also sämtliche Zwischenräume – zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil mit dem Füllmaterial ausgefüllt. Das lediglich sektionsweise Vorsehen des Füllmaterials in den Zwischenräumen hat den Vorteil, dass im Falle der Verformung das Innenprofil und/oder das Außenprofil in den nicht gefüllten Zwischenraum ausweichen kann.Among other things, the filling material serves to influence the deformation properties of the crash box. In order to change the deformation properties and increase the absorption potential is provided according to a next embodiment that the filler is introduced at least over the entire length of the outer profile in the space between the inner profile and outer profile. Also, in the event that the inner profile is longer than the outer profile, the filling material is introduced into at least one intermediate space between the inner profile and the outer profile in the entire area in which the inner profile and the outer profile extend together. Preferably, the filler material is introduced into two symmetrically opposite intermediate spaces or, alternatively, the entire space - that is to say all intermediate spaces - between the inner profile and the outer profile is filled with the filling material. The only sectional provision of the filling material in the intermediate spaces has the advantage that in the case of deformation, the inner profile and / or the outer profile can escape into the unfilled gap.

Um die Verformungseigenschaften des Innenprofils und/oder des Außenprofils einzustellen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass mindestens eine Oberfläche des Außenprofils und/oder mindestens eine Oberfläche des Innenprofils eine Profilierung aufweist. Mindestens eine Oberfläche bedeutet dabei, dass beispielsweise bei einem rechteckigen Querschnitt mindestens eine Fläche mit einer Profilierung versehen ist, wobei beispielsweise bei einem kreisförmigen Querschnitt die gesamte Oberfläche mit einer Profilierung versehen ist. Die Profilierung wird vorzugsweise durch Walzen in die Oberfläche des Außenprofils bzw. des Innenprofils eingebracht, wobei sich die Verformungseigenschaften, insbesondere die Knickeigenschaften, des Innenprofils oder des Außenprofils durch die Profilierung verändern. Vorzugsweise ist lediglich in die Oberfläche des Außenprofils eine Profilierung eingebracht, die die Steifigkeit des Profils verändert.In order to adjust the deformation properties of the inner profile and / or the outer profile, it is provided according to a further embodiment that at least one surface of the outer profile and / or at least one surface of the inner profile has a profiling. In this case, at least one surface means that, for example, in the case of a rectangular cross section, at least one surface is provided with a profiling, wherein, for example, in the case of a circular cross section, the entire surface is provided with a profiling. The profiling is preferably introduced by rolling into the surface of the outer profile or of the inner profile, wherein the deformation properties, in particular the bending properties of the inner profile or of the outer profile change by the profiling. Preferably, only in the surface of the outer profile profiling is introduced, which changes the rigidity of the profile.

Die Steifigkeit des Außenprofils bzw. des Innenprofils wird zum einen durch die Profilierung selbst, zum anderen durch die bei der Einbringung der Profilierung erfolgte Materialverfestigung beeinflusst. Die Profilierung ist beispielsweise auch derart vorgesehen, dass sie eine gezielte Verformung des Innenprofils und/oder des Außenprofils bei einer bestimmten Belastungsart, z. B. bei Belastung in Längsrichtung, verursacht. Die Profilierung ist dazu vorteilhaft in einem bestimmten Winkel zur Längserstreckung des Innenprofils und/oder des Außenprofils vorgesehen. Bevorzugt ist die Profilierung lediglich in die Oberfläche des Außenprofils bzw. des Innenprofils eingebracht, so dass die jeweils gegenüberliegende Fläche des Profils unbeeinflusst bleibt.The rigidity of the outer profile or of the inner profile is influenced on the one hand by the profiling itself, on the other hand by the material hardening carried out during the introduction of the profiling. The profiling is for example also provided such that it is a targeted deformation of the inner profile and / or the outer profile at a certain load, for. B. when loaded in the longitudinal direction caused. The profiling is beneficial to a certain angle to Longitudinal extent of the inner profile and / or the outer profile provided. Preferably, the profiling is introduced only in the surface of the outer profile or the inner profile, so that the respective opposite surface of the profile remains unaffected.

Um jedoch die Verformungseigenschaften der Crashbox noch intensiver zu beeinflussen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Profilierung durchgeprägt ist, so dass das Negativ der Profilierung auf der Innenseite des Außenprofils und/oder der Innenseite des Innenprofils erkennbar ist. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt nicht lediglich eine Veränderung der Materialeigenschaften im Bereich der Oberfläche, sondern das gesamte Profit bzw. der Querschnitt des Außenprofils bzw. des Innenprofils wird verändert, indem eine Profilierung, beispielsweise eine Wellenform, eingebracht wird. So erhöht beispielsweise das Einbringen von sich längs erstreckenden Wellen die Knicksteifigkeit des Außenprofils bzw. des Innenprofils.However, in order to influence the deformation properties of the crash box even more intensively, it is provided according to a further embodiment that the profiling is stamped, so that the negative of the profiling on the inside of the outer profile and / or the inside of the inner profile can be seen. In this embodiment, not only a change in the material properties in the area of the surface, but the entire profit or the cross section of the outer profile or the inner profile is changed by a profiling, for example, a waveform is introduced. For example, the introduction of longitudinally extending waves increases the buckling resistance of the outer profile or of the inner profile.

Es ist vorgesehen, dass sowohl für das Innenprofil als auch für das Außenprofil, folglich auch für die Stege, ein identisches Material verwendet wird. Als vorteilhaft hat sich jedoch auch gemäß einer weiteren Ausgestaltung herausgestellt, wenn das Innenprofil und das Außenprofil aus unterschiedlichen Legierungen hergestellt sind. Das bedeutet zum einen, dass das Innenprofil und das Außenprofil aus einem gleichen Grundmaterial, also beispielsweise Aluminium hergestellt sind, sich jedoch die Legierungen und damit die Verformungseigenschaften des Materials unterscheiden. Andererseits bedeutet dies, dass für das Innenprofil und das Außenprofil auch gänzlich unterschiedliche Legierungen mit unterschiedlichen Grundmaterialien vorgesehen sein können, beispielsweise ein Außenprofil aus Magnesium und ein Innenprofil aus Aluminium. Die Wahl der Materialien erfolgt auf Basis der gewünschten mehrstufigen Verformungseigenschaften.It is envisaged that an identical material is used both for the inner profile and for the outer profile, consequently also for the webs. However, it has proved to be advantageous according to a further embodiment, when the inner profile and the outer profile are made of different alloys. This means, on the one hand, that the inner profile and the outer profile are made of the same basic material, for example aluminum, but the alloys and thus the deformation properties of the material differ. On the other hand, this means that completely different alloys with different base materials can be provided for the inner profile and the outer profile, for example, an outer profile of magnesium and an inner profile of aluminum. The choice of materials is based on the desired multi-stage deformation properties.

Im Einzelnen besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten die Crashbox auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:Specifically, there are a variety of ways to design the Crashbox and educate. Reference is made to both the claims subordinate to claim 1 and to the following description of preferred embodiments in conjunction with the drawings. In the drawing shows:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Crashbox im Querschnitt, 1 an embodiment of a crash box in cross section,

2 ein Ausführungsbeispiel einer Crashbox im Querschnitt, 2 an embodiment of a crash box in cross section,

3 ein Ausführungsbeispiel einer Crashbox in perspektivischer Seitenansicht, 3 an embodiment of a crash box in perspective side view,

4 ein Ausführungsbeispiel einer Crashbox in geschnittener Seitenansicht, 4 an embodiment of a crash box in a sectional side view,

5 ein Ausführungsbeispiel einer Crashbox in geschnittener Seitenansicht, und 5 an embodiment of a crash box in a sectional side view, and

6 ein Ausführungsbeispiel einer Crashbox in geschnittener Seitenansicht. 6 an embodiment of a crash box in a sectional side view.

1 zeigt eine Crashbox 1 für ein Kraftfahrzeug zur Absorption von Bewegungsenergie bei einem Unfall, umfassend ein Außenprofil 2 und ein Innenprofil 3. Das Außenprofil 2 und das Innenprofil 3 sind miteinander verbunden, wobei die vier entstehenden Zwischenräume 4 mit einem Füllmaterial 5 gefüllt sind. Das Innenprofil 3 und das Außenprofil 2 sind bei dieser Ausgestaltung mit vier Stegen 6 verbunden. Das Innenvolumen des Innenprofils ist nicht mit Füllmaterial gefüllt. Das Füllmaterial 5 besteht bei diesem Ausgestaltungsbeispiel aus einem Gummi, das in Form von vorbereiteten Segmenten in die Zwischenräume 4 eingeschoben ist. Das Außenprofil 2, das Innenprofil 3 und die Stege 6 sind einstückig ausgestaltet. Die Gesamtlänge des Innenprofils 3 und des Außenprofils 2 ist bei diesem Ausgestaltungsbeispiel identisch. Die Profilform des Innenprofils 3 ist kreisförmig, während die Profilform des Außenprofils rechteckig ist. 1 shows a crashbox 1 for a motor vehicle for absorption of kinetic energy in an accident, comprising an outer profile 2 and an inner profile 3 , The outer profile 2 and the inner profile 3 are interconnected, with the four resulting spaces 4 with a filling material 5 are filled. The inner profile 3 and the outside profile 2 are in this embodiment with four bars 6 connected. The inner volume of the inner profile is not filled with filling material. The filling material 5 consists in this embodiment of a rubber, in the form of prepared segments in the interstices 4 is inserted. The outer profile 2 , the inner profile 3 and the footbridges 6 are designed in one piece. The total length of the inner profile 3 and the external profile 2 is identical in this embodiment example. The profile shape of the inner profile 3 is circular, while the profile shape of the outer profile is rectangular.

2 zeigt ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel einer Crashbox 1, bei dem das Außenprofil 2 und das Innenprofil 3 eine kreisförmige Profilform aufweisen. Auch bei diesem Ausgestaltungsbeispiel sind das Außenprofil 2 und das Innenprofil 3 über vier Stege 6 miteinander verbunden, so dass vier Zwischenräume 4 vorhanden sind. In 2 ist das Füllmaterial 5 in den Zwischenräumen 4 nicht dargestellt, so dass die an dem Innenprofil 3 und dem Außenprofil 2 vorhandenen Stabilisierungselemente 7 erkennbar sind. Wenn die Zwischenräume 4 vollständig mit einem Füllmaterial 5 ausgefüllt sind, werden die Stabilisierungselemente 7 von dem Füllmaterial 5 umschlossen, so dass im Verformungsfall der Crashbox 1 eine Kraftübertragung von den Stabilisierungselementen 7 auf das Füllmaterial 5 bzw. von dem Füllmaterial 5 auf die Stabilisierungselemente 7 und damit auch vom Außenprofil 2 auf das Innenprofil 3 und umgekehrt erfolgt. 2 shows a further embodiment example of a crash box 1 in which the outer profile 2 and the inner profile 3 have a circular profile shape. Also in this embodiment, the outer profile 2 and the inner profile 3 over four bridges 6 interconnected, leaving four spaces 4 available. In 2 is the filling material 5 in the interstices 4 not shown, so that on the inner profile 3 and the outside profile 2 existing stabilizing elements 7 are recognizable. When the gaps 4 completely with a filler 5 are filled, the stabilizing elements 7 from the filler 5 enclosed, so that in the deformation case of the crash box 1 a power transmission from the stabilizing elements 7 on the filler 5 or of the filler material 5 on the stabilizing elements 7 and therefore also from the outside profile 2 on the inner profile 3 and vice versa.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Crashbox 1 mit einem Außenprofil 2 und einem Innenprofil 3, die wiederum über Stege 6 miteinander verbunden sind. Die entstehenden Zwischenräume 4 sind mit einem Füllmaterial 5, das in diesem Fall ein Polymerschaum ist, ausgefüllt. Das Innenvolumen des Innenprofils 3 ist ungefüllt. Das Innenprofil 3 weist eine kreisrunde Profilform, das Außenprofil 2 eine quadratische Profilform auf. Die Länge des Innenprofils 3 und des Außenprofils 2 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel identisch. Das Füllmaterial 5 ist auf der Gesamtlänge des Außenprofils und hier auch auf der Gesamtlänge des Innenprofils 3 in die Zwischenräume 4 eingebracht. Der Polymerschaum – das Füllmaterial 5 – ist in pastöser Form eingebracht worden und anschließend ausgehärtet. 3 shows an embodiment of a crash box 1 with an external profile 2 and an inner profile 3 , in turn, via bars 6 connected to each other. The resulting gaps 4 are with a filler 5 , which in this case is a polymer foam, filled in. The internal volume of the inner profile 3 is unfilled. The inner profile 3 has a circular profile shape, the outer profile 2 a square profile shape. The length of the inner profile 3 and the external profile 2 is also identical in this embodiment. The filling material 5 is on the total length of the outer profile and here also on the total length of the inner profile 3 in the interstices 4 brought in. The polymer foam - the filler 5 - Has been introduced in pasty form and then cured.

Das Außenprofil 2 weist in seinen Oberflächen eine Profilierung 8 auf, die lediglich in die Oberfläche eingebracht ist – also nicht durchgeprägt ist – und im Belastungsfall in Längsrichtung eine gezielte Verformung der Crashbox 1 hervorruft. Die Profilierung 8 besteht aus einem Relief länglicher, parallel zueinander angeordneter Vertiefungen in der Oberfläche, die das Material lokal versteifen und auftretende Kräfte gezielt während der Verformung ableiten.The outer profile 2 has a profiling in its surfaces 8th on, which is introduced only in the surface - that is not stamped through - and in the load case in the longitudinal direction, a targeted deformation of the crash box 1 causes. The profiling 8th consists of a relief of elongated, parallel to each other arranged depressions in the surface, which stiffen the material locally and derived forces specifically during the deformation.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Crashbox 1 in geschnittener Seitenansicht. Das Innenprofil 3 ist länger als das Außenprofil 2, wobei sich das Innenprofil 3 über die gesamte Länge des Außenprofils 2 innerhalb des Außenprofils 2 erstreckt. Nicht dargestellt sind die Flansche zur Befestigung der Crashbox 1 an einem Kraftfahrzeug. Der Zwischenraum 4 zwischen Innenprofil 3 und Außenprofil 2 ist mit einem Füllmaterial 5 ausgefüllt. In die Oberfläche des Außenprofils 2 ist eine Profilierung 8 aus konzentrisch verlaufenden Wellen eingebracht. Bei einer solchen Crashbox erfolgt beispielsweise eine mehrstufige Verformung dadurch, dass zunächst im Belastungsfall in Längsrichtung das Innenprofil 3 verformt wird, wobei sich erst bei einer großen zu absorbierenden Energie bzw. bei einem größeren Aufprall das Außenprofil 2 und/oder das Füllmaterial 5 verformt. 4 shows an embodiment of a crash box 1 in cut side view. The inner profile 3 is longer than the outer profile 2 , where the inner profile 3 over the entire length of the outer profile 2 within the outer profile 2 extends. Not shown are the flanges for attaching the crash box 1 on a motor vehicle. The gap 4 between inner profile 3 and external profile 2 is with a filler 5 filled. In the surface of the outer profile 2 is a profiling 8th made up of concentric waves. In such a crash box, for example, a multi-stage deformation takes place in that initially in the load case in the longitudinal direction of the inner profile 3 is deformed, whereby only with a large energy to be absorbed or in a larger impact, the outer profile 2 and / or the filler material 5 deformed.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Crashbox 1 mit einem Innenprofil 3 und einem Außenprofil 2. Sowohl das Innenprofil 3 als auch das Außenprofil 2 weisen sich in den Zwischenraum 4 erstreckende Stabilisierungselemente 7 auf, die einer besseren Verzahnung des Außenprofils 2 und des Innenprofils 3 mit dem Füllmaterial 5 dienen. Durch die Stabilisierungselemente 7 wird die Kraftübertragung vom Füllmaterial 5 auf das Außenprofil 2 bzw. das Innenprofil 3 und umgekehrt verbessert. Bei diesem Ausgestaltungsbeispiel ist das Innenprofil 3 ferner an einem Ende mit einem Flansch 9 erweitert, der zur Befestigung der Crashbox 1 an einem Kraftfahrzeug dient. Die Befestigungseinrichtung auf der gegenüberliegenden Seite ist nicht dargestellt. Das Außenprofil 3 weist eine als längs erstreckte Vertiefungen ausgestaltete Profilierung 8 auf, die die Knicksteifigkeit des Außenprofils 2 in Längsrichtung erhöht. 5 shows an embodiment of a crash box 1 with an inner profile 3 and an outer profile 2 , Both the inner profile 3 as well as the external profile 2 show up in the gap 4 extending stabilizing elements 7 on, the better toothing of the outer profile 2 and the inner profile 3 with the filler 5 serve. By the stabilizing elements 7 is the power transmission from the filler 5 on the outer profile 2 or the inner profile 3 and vice versa. In this embodiment, the inner profile 3 further at one end with a flange 9 extended, the attachment of the crash box 1 serves on a motor vehicle. The fastening device on the opposite side is not shown. The outer profile 3 has a profile designed as longitudinally extending recesses profiling 8th on, the the buckling stiffness of the outer profile 2 increased in the longitudinal direction.

6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Crashbox 1, bei dem das Innenprofil 3 in Richtung der Längserstreckung versetzt in dem Außenprofil 3 angeordnet ist. Das Außenprofil 2 weist auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine sich längs erstreckende als Vertiefungen ausgestaltete Profilierung 8 auf, die zur Steigerung der Knicksteifigkeit bei Belastung in Längsrichtung dient. Ferner ist an das Außenprofil 2 ein Flansch 9 angeformt, der der Befestigung der Crashbox 1 an einem Kraftfahrzeug dient. Die wiederum gegenüberliegend vorzusehenden Befestigungsmittel sind nicht gezeigt. Der Zwischenraum 4 zwischen Innenprofil 3 und Außenprofil 2 ist mit einem Füllmaterial 5 gefüllt. Das Füllmaterial 5 erstreckt sich auch in den Bereich des Außenprofils 2, in dem das Innenprofil 3 durch die versetzte Anordnung nicht vorhanden ist. Bei Belastung der Crashbox 1 verschiebt sich zunächst das Innenprofil 3 in Längsrichtung innerhalb des Außenprofils 2, indem das – in 6 rechts dargestellte -Füllmaterial 5 komprimiert wird. Dadurch erfolgt eine erste Stufe der Absorption von Aufprallenergie, wobei sich nachfolgend sowohl das Innenprofil 3 als auch das Außenprofil 2 verformen, um die Aufprallenergie zu absorbieren. 6 shows an embodiment of a crash box 1 in which the inner profile 3 offset in the direction of the longitudinal extent in the outer profile 3 is arranged. The outer profile 2 also has in this embodiment, a longitudinally extending profiled as recesses profiling 8th on, which serves to increase the buckling resistance under load in the longitudinal direction. Furthermore, to the outer profile 2 a flange 9 molded, the attachment of the crash box 1 serves on a motor vehicle. The turn opposite to be provided fasteners are not shown. The gap 4 between inner profile 3 and external profile 2 is with a filler 5 filled. The filling material 5 extends into the area of the outer profile 2 in which the inner profile 3 is not present due to the staggered arrangement. When loading the crash box 1 first shifts the inner profile 3 longitudinally within the outer profile 2 by the - in 6 filling material shown on the right 5 is compressed. This results in a first stage of the absorption of impact energy, which is followed both the inner profile 3 as well as the external profile 2 deform to absorb the impact energy.

Claims

Crashbox ( 1 ) for a motor vehicle for absorbing impact energy in an accident, comprising an outer profile ( 2 ), characterized in that an inner profile ( 3 ) in the outer profile ( 2 ) is arranged so that the inner profile ( 3 ) and the external profile ( 2 ) and at least one space ( 4 ) between inner profile ( 3 ) and outer profile ( 2 ) with a filling material ( 5 ) is filled.

Crashbox ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the outer profile ( 2 ) and the inner profile ( 3 ) by at least one common bridge ( 6 ), in particular the web ( 6 ) parallel to the longitudinal extent of the inner profile ( 3 ) and the external profile ( 3 ) runs.

Crashbox ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the inner profile ( 3 ) offset in the direction of the longitudinal extent in the outer profile ( 2 ) is arranged.

Crashbox ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer profile ( 2 ) has a lower or greater overall length than the inner profile ( 3 ).

Crashbox ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the filling material ( 5 ) is a rubber or a foam, in particular a polymer foam.

Crashbox ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner profile ( 3 ) and / or the outer profile ( 2 ) Stabilizing elements ( 7 ), which in the space ( 4 ) between inner profile ( 3 ) and outer profile ( 2 protrude).

Crashbox ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the profile shape of Inside profile ( 3 ) of the profile shape of the outer profile ( 2 ) is different.

Crashbox ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the filling material ( 5 ) at least over the entire length of the outer profile ( 2 ) into the space ( 4 ) between inner profile ( 3 ) from external profile ( 3 ) is introduced.

Crashbox ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one surface of the outer profile ( 2 ) and / or a surface of the inner profile ( 3 ) a profiling ( 8th ) having.

Crashbox ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the profiling ( 8th ), so that the negative of the profiling ( 8th ) on the inside of the outer profile ( 2 ) and / or the inside of the inner profile ( 3 ) is recognizable.

Crashbox ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the inner profile ( 3 ) and the external profile ( 2 ) are made of different alloys.