DE102023131028B3

DE102023131028B3 - bumper arrangement

Info

Publication number: DE102023131028B3
Application number: DE102023131028.3A
Authority: DE
Inventors: Stephan Lagin; Christoph Meisterjahn
Original assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Current assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Priority date: 2023-11-09
Filing date: 2023-11-09
Publication date: 2025-01-30
Anticipated expiration: 2043-11-10
Also published as: WO2025098827A1

Abstract

Beschrieben ist eine Stoßfängeranordnung 1 für ein Fahrzeug mit einem sich in Richtung der Breite des Fahrzeuges erstreckenden Querträger 2 und mit zwei in Richtung der Längserstreckung des Querträgers 2 voneinander beabstandet angeordnete, als Hohlkammerprofil ausgeführte Crashboxen 10, wobei der Querträger 2 einen Obergurt 4, einen Untergurt 5, eine die beiden Gurte 4, 5 an ihrem zum Fahrzeug weisenden Randbereich verbindenden Steg 6 sowie einen sich in vertikaler Richtung von dem Obergurt 4 und/oder dem Untergurt 5 an ihrem dem Steg 6 gegenüberliegenden Rand weg erstreckenden Vertikalflansch 8, 9 umfasst und wobei die Crashboxen 10 in ihrem zum Querträger 2 weisenden frontseitigen Anbindungsabschnitt 15 eine in die in Richtung der Längserstreckung des Querträgers 2 mit ihrer flächigen Erstreckungen weisenden Seitenwände 14, 14.1 eingreifende Querträgeraufnahme aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass
- die oberen und/oder die unteren, die Crashboxen 10 in vertikaler Richtung begrenzenden Seitenwände 12, 13 einen größeren vertikalen Abstand zu dem mit ihrer Flachseite in dieselbe Richtung weisenden Gurt 4, 5 aufweisen als der Abschluss des Vertikalflansches 8, 9 des Querträgers 2 von diesem Gurt 4, 5,
- die Crashboxen 10 in ihrem Anbindungsabschnitt 15 zusätzlich zu der Querträgeraufnahme 16 eine Verkürzung zumindest einer die vertikale Erstreckung einer Crashbox 10 begrenzenden Seitenwand 13, die gegenüber dem Vertikalflansch 9 in vertikaler Richtung vorsteht, aufweisen, wodurch die Frontstirnseite dieser Seitenwände von dem Vertikalflansch in horizontaler Richtung beabstandet ist und
- jeder Crashbox 10 ein Stützelement 20 mit einer zu der Frontstirnseite der verkürzten Seitenwand weisenden Stützfläche 21, an der diese Fronstirnseite abgestützt ist, zugeordnet ist, welches Stützelement 20 mit seinem der Stützfläche 21 in Richtung zum Querträger 2 hin gegenüberliegenden Ende 24 an die Rückseite des Vertikalflansches 9 angeschlossen ist.

A bumper arrangement 1 for a vehicle is described with a cross member 2 extending in the direction of the width of the vehicle and with two crash boxes 10 arranged at a distance from one another in the direction of the longitudinal extension of the cross member 2 and designed as a hollow chamber profile, wherein the cross member 2 comprises an upper flange 4, a lower flange 5, a web 6 connecting the two flanges 4, 5 at their edge area facing the vehicle and a vertical flange 8, 9 extending in the vertical direction from the upper flange 4 and/or the lower flange 5 at their edge opposite the web 6, and wherein the crash boxes 10 have, in their front connection section 15 facing the cross member 2, a cross member receptacle engaging in the side walls 14, 14.1 facing in the direction of the longitudinal extension of the cross member 2 with their flat extensions, characterized in that
- the upper and/or lower side walls 12, 13 delimiting the crash boxes 10 in the vertical direction have a greater vertical distance from the belt 4, 5 pointing with their flat side in the same direction than the end of the vertical flange 8, 9 of the cross member 2 from this belt 4, 5,
- the crash boxes 10 in their connection section 15, in addition to the cross member holder 16, have a shortening of at least one side wall 13 which limits the vertical extension of a crash box 10 and which protrudes in the vertical direction relative to the vertical flange 9, whereby the front end of these side walls is spaced from the vertical flange in the horizontal direction and
- each crash box 10 is assigned a support element 20 with a support surface 21 facing the front end of the shortened side wall, on which this front end is supported, which support element 20 is connected to the rear side of the vertical flange 9 with its end 24 opposite the support surface 21 in the direction of the cross member 2.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Stoßfängeranordnung für ein Fahrzeug mit einem sich in Richtung der Breite des Fahrzeuges erstreckenden Querträger und mit zwei in Richtung der Längserstreckung des Querträgers voneinander beabstandet angeordnete, als Hohlkammerprofil ausgeführte Crashboxen, wobei der Querträger einen Obergurt, einen Untergurt, eine die beiden Gurte an ihrem zum Fahrzeug weisenden Randbereich verbindenden Steg sowie einen sich in vertikaler Richtung von dem Obergurt und/oder dem Untergurt an ihrem dem Steg gegenüberliegenden Rand weg erstreckenden Vertikalflansch umfasst und wobei die Crashboxen in ihrem zum Querträger weisenden frontseitigen Anbindungsabschnitt eine in die in Richtung der Längserstreckung des Querträgers mit ihrer flächigen Erstreckungen weisenden Seitenwände eingreifende Querträgeraufnahme aufweisen.The subject matter of the invention is a bumper arrangement for a vehicle with a cross member extending in the direction of the width of the vehicle and with two crash boxes designed as hollow chamber profiles and arranged at a distance from one another in the direction of the longitudinal extension of the cross member, wherein the cross member comprises an upper flange, a lower flange, a web connecting the two flanges at their edge region facing the vehicle and a vertical flange extending in the vertical direction from the upper flange and/or the lower flange at their edge opposite the web, and wherein the crash boxes have, in their front connection section facing the cross member, a cross member receptacle engaging in the side walls facing in the direction of the longitudinal extension of the cross member with their flat extensions.

Derartige Stoßfängeranordnungen sind hinlänglich bekannt. Der sich in Richtung der Breite (y-Richtung) des Fahrzeuges erstreckende Querträger ist typischerweise von seiner zum Fahrzeug weisenden Rückseite wegweisend konvex gebogen. Stoßfängerquerträger dieser Art werden durch Abschnitte von stranggepressten Hohlkammerprofilen ebenso hergestellt, wie durch Rollformen einer Stahlblechplatine. Ebenfalls sind Querträger bekannt, die aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzt sind, typischerweise einer hutförmig im Querschnitt profilierten Halbschale, deren Offenseite durch ein Schließblech verschlossen sein kann. An die zum Chassis des Fahrzeuges weisende Rückseite des Querträgers sind in Richtung seiner Längserstreckung mit Abstand zueinander Crashboxen zur Energieabsorption im Falle eines Aufpralles angeschlossen. Diese sind mit einem frontseitigen Anbindungsabschnitt an dem Querträger abgestützt und daran angeschlossen. Mit ihrer Rückseite sind die Crashboxen jeweils an einem Längsträger des Fahrzeuges befestigt.Such bumper arrangements are well known. The cross member extending in the direction of the width (y-direction) of the vehicle is typically convexly curved from its rear side facing the vehicle. Bumper cross members of this type are manufactured from sections of extruded hollow chamber profiles as well as by roll forming a sheet steel plate. Cross members are also known that are composed of several components, typically a half-shell with a hat-shaped cross-section, the open side of which can be closed by a locking plate. Crash boxes for energy absorption in the event of an impact are connected to the rear side of the cross member facing the chassis of the vehicle at a distance from one another in the direction of its longitudinal extension. These are supported and connected to the cross member with a front connection section. The rear side of the crash boxes is each attached to a longitudinal member of the vehicle.

Die Anforderungen an eine solche Stoßfängeranordnung sind mannigfaltig. Eine solche Stoßfängeranordnung soll nicht nur hinreichende Steifigkeitseigenschaften aufweisen, sondern bei einer im Crash-Falle darauf einwirkenden, zum Chassis des Fahrzeuges gerichteten Kraft auch seine Strukturintegrität für einen möglichst großen Intrusionsweg beibehalten. Eine Strukturintegrität ist dann nicht mehr gegeben, wenn im Falle einer Energieabsorption Risse in der Stoßfängeranordnung entstehen. Ferner muss eine solche Stoßfängeranordnung auch Bauraum bedingten Anforderungen genügen. Infolge bauraumbedingter Anforderungen sind die Möglichkeiten einer Auslegung beispielsweise der vertikalen Erstreckung des Querträgers und der Crashboxen mitunter beschränkt. Bei Letzteren trifft dieses typischerweise auf ihren frontseitigen Anbindungsabschnitt zu.The requirements for such a bumper arrangement are manifold. Such a bumper arrangement should not only have sufficient rigidity properties, but also maintain its structural integrity for the largest possible intrusion path when a force acts on it in the event of a crash and is directed towards the chassis of the vehicle. Structural integrity is no longer given if cracks develop in the bumper arrangement in the event of energy absorption. Furthermore, such a bumper arrangement must also meet installation space-related requirements. As a result of installation space-related requirements, the options for designing, for example, the vertical extension of the cross member and the crash boxes are sometimes limited. In the case of the latter, this typically applies to their front connection section.

Die Crashboxen sind als Hohlkammerprofil ausgeführt und können ebenso wie der Querträger Abschnitte stranggepresster Hohlkammerprofile oder durch einen Zusammenbau beispielsweise von zwei Halbschalen gebildet sein. Wird eine solche Crashbox aus zwei oder mehr Halbschalen bereitgestellt, sind diese typischerweise aus einem für diese Zwecke bekannten, geeigneten Stahlwerkstoff hergestellt. In den zu dem Querträger weisenden frontseitigen Anbindungsabschnitt ist in die Crashboxen eine Querträgeraufnahme eingebracht, sodass die die vertikale Erstreckung der Crashboxen begrenzenden Seitenwände die Gurte des Querträgers übergreifen und an diese angeschlossen sind. Eine derartige Stoßfängeranordnung ist beispielsweise aus DE 10 2020 214 189 A1 , DE 10 2009 005 606 A1 , WO 2017/044035 A1 oder auch aus DE 10 2009 013 322 A1 bekannt.The crash boxes are designed as hollow chamber profiles and, like the cross member, can be sections of extruded hollow chamber profiles or formed by an assembly of, for example, two half shells. If such a crash box is provided from two or more half shells, these are typically made from a steel material known for this purpose that is suitable. A cross member holder is inserted into the front connection section of the crash boxes facing the cross member, so that the side walls that limit the vertical extension of the crash boxes overlap the straps of the cross member and are connected to them. Such a bumper arrangement is made, for example, from DE 10 2020 214 189 A1 , DE 10 2009 005 606 A1 , WO 2017/044035 A1 or even from DE 10 2009 013 322 A1 known.

Mitunter ist die vertikale Erstreckung der Crashboxen bei derartigen Stoßfängeranordnungen auch größer als diejenige des Querträgers, wie beispielsweise in CN 207 190 984 U gezeigt. Bei dieser vorbekannten Stoßfängeranordnung befindet sich die die Crashbox in vertikaler Richtung nach oben begrenzende Seitenwand der rechteckförmigen Crashbox mit vertikalem Abstand zu dem oberen Abschluss eines von dem Obergurt des Querträgers abragenden Vertikalflansch. Um Kräfte aufzunehmen, werden diese zwar in die mit ihrer flächigen Erstreckung nach unten weisende Vertikalwand sowie die Seitenwände der Crashbox eingeleitet, nicht jedoch in die Crashbox oberseitig begrenzende Seitenwand. Die Crash-Performance dieser vorbekannten Stoßfängeranordnung wird daher nicht als optimal angesehen, auch wenn aufgrund der relativ großen Querschnittsfläche der Crashbox diese entsprechend große Energiemengen aufnehmen kann. Problematisch ist bei der aus diesem Stand der Technik bekanntgewordenen Stoßfängeranordnung ebenfalls, dass diese aufgrund ihrer frontseitigen Höhe nicht geeignet ist, bei bauraumbeschränkten Anwendungsfällen eingesetzt werden zu können.Sometimes the vertical extension of the crash boxes in such bumper arrangements is also larger than that of the cross member, as for example in CN 207 190 984 U shown. In this known bumper arrangement, the side wall of the rectangular crash box that limits the crash box in the vertical direction upwards is located at a vertical distance from the upper end of a vertical flange protruding from the upper flange of the cross member. In order to absorb forces, these are introduced into the vertical wall with its flat extension pointing downwards and the side walls of the crash box, but not into the side wall that limits the crash box at the top. The crash performance of this known bumper arrangement is therefore not considered optimal, even if the relatively large cross-sectional area of the crash box means that it can absorb correspondingly large amounts of energy. Another problem with the bumper arrangement known from this prior art is that, due to its front height, it is not suitable for use in applications with limited installation space.

Ausgehend von dem vorstehend diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, eine Stoßfängeranordnung der eingangs genannten Art dergestalt weiterzubilden, dass diese eine verbesserte Crash-Performance aufweist.Based on the prior art discussed above, the invention is therefore based on the object of developing a bumper arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that it has improved crash performance.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine eingangs genannte, gattungsgemäße Stoßfängeranordnung, bei der

- die oberen und/oder die unteren, die Crashboxen in vertikaler Richtung begrenzenden Seitenwände einen größeren vertikalen Abstand zu dem mit ihrer Flachseite in dieselbe Richtung weisenden Gurt aufweisen als der Abschluss des Vertikalflansches des Querträgers von diesem Gurt,
- die Crashboxen in ihrem Anbindungsabschnitt zusätzlich zu der Querträgeraufnahme eine Verkürzung zumindest einer die vertikale Erstreckung einer Crashbox begrenzenden Seitenwand, die gegenüber dem Vertikalflansch in vertikaler Richtung vorsteht, aufweisen, wodurch die Frontstirnseite dieser Seitenwände von dem Vertikalflansch in horizontaler Richtung beabstandet ist und
- jeder Crashbox ein Stützelement mit einer zu der Frontstirnseite der verkürzten Seitenwand weisenden Stützfläche, an der diese Fronstirnseite abgestützt ist, zugeordnet ist, welches Stützelement mit seinem der Stützfläche in Richtung zum Querträger hin gegenüberliegenden Ende an die Rückseite des Vertikalflansches angeschlossen ist.

This object is achieved according to the invention by a generic bumper arrangement mentioned at the outset, in which

- the upper and/or lower side walls delimiting the crash boxes in the vertical direction have a larger vertical distance to the side walls with their flat side facing in the same direction facing flange than the end of the vertical flange of the cross member of this flange,
- the crash boxes in their connection section, in addition to the cross member holder, have a shortening of at least one side wall which limits the vertical extension of a crash box and which protrudes in the vertical direction relative to the vertical flange, whereby the front face of these side walls is spaced from the vertical flange in the horizontal direction and
- each crash box is assigned a support element with a support surface facing the front end of the shortened side wall, on which this front end is supported, which support element is connected to the rear of the vertical flange with its end opposite the support surface in the direction of the cross member.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß ebenfalls durch eine Stoßfängeranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 14.This object is also achieved according to the invention by a bumper arrangement having the features of claim 14.

Bei den im Rahmen dieser Ausführungen benutzten Richtungsangaben x-Richtung, y-Richtung sowie z-Richtung handelt es sich um das bei Kraftfahrzeugen üblicherweise verwendete Koordinatensystem, bei dem „x“ die Fahrzeuglängserstreckung, „y“ die Richtung in Breite des Fahrzeuges und „z“ die vertikale Richtung ist. Die Längserstreckung des erfindungsgemäßen Querträgers erstreckt sich somit in y-Richtung.The directional information used in this explanation, x-direction, y-direction and z-direction, is the coordinate system usually used in motor vehicles, in which "x" is the longitudinal extent of the vehicle, "y" is the direction in the width of the vehicle and "z" is the vertical direction. The longitudinal extent of the cross member according to the invention thus extends in the y-direction.

Bei der Stoßfängeranordnung gemäß dem ersten Lösungsvorschlag sind diejenigen, die Crashbox in z-Richtung begrenzenden Seitenwände, die stirnseitig aufgrund ihres vertikalen Abstandes zu dem entsprechenden Gurt an dem Querträger nicht abgestützt sind, in x-Richtung frontseitig verkürzt. Mit der Verkürzung dieser Seitenwand der Crashbox geht ebenfalls eine Höhenreduzierung der daran in Richtung zum Querträger befindlichen Seitenwandabschnitte einher. Somit weist die Crashbox in dem bezüglich dieser zumindest einen Seitenwand einen Anbindungsabschnitt mit einer geringeren Höhe auf. Daher eignet sich diese Stoßfängeranordnung vor allem auch zur Ausstattung von Fahrzeugen mit nur geringem Bauraum in dem Bereich der Crashboxanbindung an den Querträger. Diese Seitenwandverkürzung ist eine zu der im frontseitigen Anbindungsabschnitt vorhandenen Querträgeraufnahme zusätzliche Maßnahme. Eine solche Crashbox kann in Bezug auf beide, eine Crashbox in vertikaler Richtung begrenzenden Seitenwände verkürzte Seitenwände aufweisen. Bevorzugt wird man den Anbindungsabschnitt der Crashbox in vertikaler Richtung jedoch asymmetrisch ausgestalten, sodass nur eine der beiden die Crashbox in vertikaler Richtung begrenzende Seitenwand verkürzt ist, und zwar diejenige die in z-Richtung einen größeren Abstand zur Außenseite des benachbarten Gurtes des Querträgers aufweist als der obere Abschluss des Vertikalsteges. In Bezug auf die vertikale Erstreckung des Anbindungsabschnittes kann eine solche Crashbox daher asymmetrisch in Bezug auf die Anordnung bzw. den Anschluss des Querträgers ausgebildet sein. Zur definierten Krafteinleitung in eine solche verkürzte Seitenwand ist ein Stützelement als Teil der Stoßfängeranordnung vorgesehen. Dieses verfügt über eine Stützfläche, an der die Frontstirnseite und somit diejenige Stirnseite der verkürzten Seitenwand abgestützt ist, die zu dem Querträger weist. Das Stützelement ist mit seiner zum Querträger weisenden Seite an der Rückseite des in dieselbe Richtung von dem benachbarten Gurt abragenden Vertikalflansch angeschlossen. Da die der verkürzten Seitenwand in Hochrichtung gegenüberliegende Seitenwand der Crashbox mit ihrer Frontstirnseite ohnehin an dem Querträger abgestützt ist, und zwar entweder an einem auch von dem anderen Gurt abragenden Vertikalflansch oder an dem die beiden Gurte verbindenden Steg, wird durch das Vorsehen des Stützelementes eine auf den Träger in x-Richtung einwirkende Kraft zuverlässig auch in die verkürzte Seitenwand eingebracht. Dieses begründet ein über die Höhe der Crashboxen einer solchen Stoßfängeranordnung homogene Energieabsorption, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Querträger nach oben oder nach unten wegknickt, was wiederum bei entsprechender Kraftaufnahme problematisch für die Integrität der Stoßfängeranordnung ist.In the bumper arrangement according to the first proposed solution, the side walls that delimit the crash box in the z direction, which are not supported on the cross member at the front due to their vertical distance from the corresponding belt, are shortened at the front in the x direction. The shortening of this side wall of the crash box is also accompanied by a reduction in the height of the side wall sections located on it in the direction of the cross member. The crash box therefore has a connection section with a lower height in the at least one side wall with respect to this. This bumper arrangement is therefore particularly suitable for equipping vehicles with only a small installation space in the area of the crash box connection to the cross member. This side wall shortening is an additional measure to the cross member holder present in the front connection section. Such a crash box can have shortened side walls in relation to both side walls that delimit a crash box in the vertical direction. Preferably, however, the connection section of the crash box is designed asymmetrically in the vertical direction, so that only one of the two side walls delimiting the crash box in the vertical direction is shortened, namely the one which has a greater distance in the z direction from the outside of the adjacent belt of the cross member than the upper end of the vertical web. In relation to the vertical extent of the connection section, such a crash box can therefore be designed asymmetrically in relation to the arrangement or connection of the cross member. For the defined introduction of force into such a shortened side wall, a support element is provided as part of the bumper arrangement. This has a support surface on which the front end and thus the end face of the shortened side wall that faces the cross member is supported. The support element is connected with its side facing the cross member to the back of the vertical flange protruding in the same direction from the adjacent belt. Since the side wall of the crash box opposite the shortened side wall in the vertical direction is supported by its front face on the cross member anyway, either on a vertical flange that also protrudes from the other belt or on the web connecting the two belts, the provision of the support element ensures that a force acting on the beam in the x-direction is also reliably introduced into the shortened side wall. This provides homogeneous energy absorption over the height of the crash boxes of such a bumper arrangement, without the risk of the cross member buckling upwards or downwards, which in turn is problematic for the integrity of the bumper arrangement when corresponding forces are absorbed.

Wenn im Rahmen dieser Ausführungen von einer die Crashbox in vertikaler Richtung begrenzenden Seitenwand die Rede ist, kann es sich um eine in einer Ebene befindliche Seitenwand ebenso handeln wie um einen gekrümmten Abschnitt oder auch um mehrere winklig aneinandergrenzende Seitenwände bzw. Seitenwandabschnitte.When, in the context of these explanations, reference is made to a side wall that delimits the crash box in a vertical direction, this can refer to a side wall located in one plane, a curved section, or even to several side walls or side wall sections that adjoin one another at an angle.

Die Vorteile der beanspruchten Stoßfängeranordnungen stellen sich ein, unabhängig davon, aus welchem Material der Querträger und die Crashboxen sind. Gemäß einem aus Sicht der Anmelderin vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind der Querträger und die Crashboxen aus Stahlblechplatinen hergestellt, mithin entsprechend gefertigte Umformteile. Gleichermaßen können die Crashboxen auch aus einer hierfür geeigneten Leichtmetalllegierung, beispielsweise einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Bei einer Auslegung des Querträgers mit einer Halbschale und einem diese vorderseitig verschließenden Schließblech gilt Entsprechendes. Für den Querträger können auch nicht-metallische Werkstoffe eingesetzt werden. Insofern kann eine solche Stoßfängeranordnung durchaus als Hybridbauteil unter Verwendung unterschiedlicher Materialien ausgeführt sein.The advantages of the claimed bumper arrangements arise regardless of the material of which the cross member and the crash boxes are made. According to an embodiment that is advantageous from the applicant's point of view, the cross member and the crash boxes are made of sheet steel plates, i.e. formed parts manufactured accordingly. The crash boxes can also be made of a suitable light metal alloy, for example an aluminum alloy. The same applies if the cross member is designed with a half-shell and a locking plate that closes this at the front. Non-metallic materials can also be used for the cross member. In this respect, such a bumper arrangement can certainly be considered a hybrid component. be made using different materials.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Stützelement gegenüber dem Material der Crashbox steifere Materialeigenschaften auf, beispielsweise durch entsprechende Härtung, größere Materialstärke, Verwendung eines an sich widerstandfähigeren Materials oder dergleichen. Wesentlich ist, dass über das Stützelement eine darauf in x-Richtung in Richtung der Crashbox einwirkende Kraft zuverlässig in die verkürzte Seitenwand der Crashbox eingeleitet wird. Dieses gelingt, wenn im Zuge einer solchen Krafteinleitung das Stützelement in einem solchen Crashfall jedenfalls anfänglich nicht oder nur gering deformiert wird.In a preferred embodiment, the support element has stiffer material properties than the material of the crash box, for example through appropriate hardening, greater material thickness, use of a material that is inherently more resistant or the like. It is important that a force acting on it in the x-direction towards the crash box is reliably introduced into the shortened side wall of the crash box via the support element. This is achieved if, in the course of such a force introduction, the support element is initially not deformed or is only slightly deformed in the event of such a crash.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass an der Stützfläche des Stützelementes nicht nur die Frontstirnseite der verkürzten Seitenwand der Crashbox abgestützt ist, sondern auch der Übergang in die zu dieser verkürzten Seitenwand angrenzenden Seitenwände. Der Übergang in die angrenzenden Seitenwände ist typischerweise mit einem Radius ausgeführt. Eine Krafteinleitung erfolgt bei einer solchermaßen konzipierten Stoßfängeranordnung dann nicht nur in die verkürzte Seitenwand der Crashbox, sondern vor allem auch in die in Bezug auf ihre Formgebung stabileren, in Umfangsrichtung gekrümmten Übergangsbereiche in die jeweils benachbarte Seitenwand. Die Stützfläche ist typischerweise durch einen Abschnitt einer Flachseite des nach Art eines geformten Bleches ausgeführten Stützelementes bereitgestellt. Vorzugsweise wird die Stützfläche durch einen gegenüber dieser abgewinkelten Übergangsschenkel in z-Richtung begrenzt, der außenseitig an die verkürzte Seitenwand der Crashbox angeschlossen ist. Bei einer solchen Ausgestaltung ist der Fügebereich zwischen dem Stützelement und der Crashbox von der Frontstirnseite der Crashbox beabstandet. Dieses ist vorteilhaft bei einer Fügeverbindung mit Wärmeeinfluss, wie beispielsweise bei einem typischerweise vorgesehenen Schweißen, da dann die Frontstirnseite der verkürzten Seitenwand, gegebenenfalls nebst Übergangsabschnitten von einem Wärmeintrag weitgehend unbeeinflusst bleibt und dem zur Folge ein Erweichen des Materials durch eine Änderung im Metallgefüge ausbleibt.In an advantageous further development, it is provided that not only the front face of the shortened side wall of the crash box is supported on the support surface of the support element, but also the transition to the side walls adjacent to this shortened side wall. The transition to the adjacent side walls is typically designed with a radius. With a bumper arrangement designed in this way, force is then introduced not only into the shortened side wall of the crash box, but above all into the transition areas in the adjacent side wall, which are more stable in terms of their shape and curved in the circumferential direction. The support surface is typically provided by a section of a flat side of the support element, which is designed in the manner of a shaped sheet metal. The support surface is preferably delimited by a transition leg in the z direction which is angled relative to this and is connected on the outside to the shortened side wall of the crash box. With such a design, the joining area between the support element and the crash box is spaced from the front face of the crash box. This is advantageous in the case of a joint with the influence of heat, such as in the case of welding, which is typically used, since the front face of the shortened side wall, possibly together with transition sections, remains largely unaffected by heat input and, as a result, softening of the material due to a change in the metal structure is avoided.

Eine weitere Verbesserung in der Crash-Performance kann dadurch erreicht werden, dass das Stützelement zusätzlich an die mit ihrer flächigen Erstreckung in Richtung der Längserstreckung des Querträgers weisende Seitenwandabschnitte einer Crashbox angeschlossen ist. Im Falle aufzunehmender Kräfte ist sodann ein Aufbiegen oder Verbiegen dieser Seitenwandabschnitte wirksam verhindert. Erreicht werden kann dieses entweder dadurch, dass das Stützelement zwischen die vorstehend angesprochenen Seitenwände eingreift und mit diesen gefügt ist, oder dadurch, dass das Stützelement einen Abschnitt mit abgewinkelten Schenkeln aufweist, die wiederum außenseitig um die genannten Seitenwandabschnitte herumgeführt, sind an diesen außenseitig anliegen und mit diesen gefügt sind. Bei einer solchen Maßnahme ist bereits durch die Ausformung dieser Winkel einem Ausbeulen im Lastfalle entgegengewirkt. Entsprechend geringer sind die durch eine Fügenaht, typischerweise eine Schweißnaht zwischen dem Stützelement und den in Rede stehenden Seitenwandabschnitten im Falle einer Energieabsorption aufzunehmende Kräfte.A further improvement in crash performance can be achieved by additionally connecting the support element to the side wall sections of a crash box, the flat extension of which points in the direction of the longitudinal extension of the cross member. In the event of forces to be absorbed, bending or twisting of these side wall sections is then effectively prevented. This can be achieved either by the support element engaging between the side walls mentioned above and being joined to them, or by the support element having a section with angled legs, which in turn are guided around the outside of the side wall sections mentioned, are in contact with them on the outside and are joined to them. With such a measure, the shape of these angles already counteracts bulging in the event of a load. The forces to be absorbed by a joining seam, typically a weld seam between the support element and the side wall sections in question, in the event of energy absorption, are correspondingly lower.

Eine besonders gute Crash-Performance wird erreicht, wenn die Crashboxen mit der Stirnseite ihres Anbindungsabschnittes, ausgenommen desjenigen Abschnittes, der an dem Stützelement abgestützt ist, den Querträger kontaktieren, mithin an diesem unmittelbar abgestützt sind, wobei dieses v. a. die Kontaktierung der Rückseite des den Obergurt mit dem Untergurt verbindenden Steges sowie eine Abstützung an der Rückseite des einen oder der beiden Vertikalflansche ist. Im Lastfalle wird die auf den Querträger einwirkende Kraft in die gesamte Querschnittsfläche der Crashbox von Anfang an eingeleitet. In Anpassung an andere zu realisierende Lastfälle kann von einer solchen Auslegung der Stoßfängeranordnung auch abgewichen werden. Die den Obergurt oder den Untergurt übergreifenden Seitenwandabschnitte der mit ihrer flächigen Erstreckung in Richtung der Längserstreckung des Querträgers weisenden Seitenwände sind mit Ihrer Stirnfläche an dem in dieser Richtung von dem jeweiligen Gurt abragenden Vertikalflansch in x-Richtung abgestützt und typischerweise durch eine Fügeverbindung an diese angeschlossen.A particularly good crash performance is achieved when the crash boxes contact the cross member with the front of their connecting section, excluding the section that is supported on the support element, and are therefore directly supported on it, whereby this is primarily the contact of the back of the web connecting the upper chord to the lower chord and a support on the back of one or both of the vertical flanges. In the case of a load, the force acting on the cross member is introduced into the entire cross-sectional area of the crash box from the beginning. In order to adapt to other load cases to be implemented, it is also possible to deviate from such a design of the bumper arrangement. The side wall sections that overlap the upper chord or the lower chord of the side walls with their flat extension pointing in the direction of the longitudinal extension of the cross member are supported with their front face on the vertical flange that protrudes from the respective chord in this direction in the x-direction and are typically connected to it by a joint connection.

Der Anschluss der Crashboxen an den Querträger sowie derjenige des Stützelementes an den Querträger und die Crashbox erfolgt vorzugsweise mittels einer stoffschlüssigen Schmelzfügeverbindung, insbesondere durch Schweißen. Dabei ist es nicht erforderlich, dass der Querträger und die daran angeschlossenen Crashboxen aus demselben Material hergestellt sind, solange diese durch eine Schmelzfügeverbindung miteinander verbunden werden können.The connection of the crash boxes to the cross member and that of the support element to the cross member and the crash box is preferably carried out by means of a material-bonded fusion joint, in particular by welding. It is not necessary for the cross member and the crash boxes connected to it to be made of the same material, as long as they can be connected to one another by means of a fusion joint.

Auch wenn die Crashboxen bei dieser Stoßfängeranordnung als Abschnitte von stranggepressten Hohlkammerprofilen hergestellt werden können, wird eine Auslegung der Crashboxen durch Zusammenbau von zwei oder auch mehr Schalen, typischerweise aus Stahlblech hergestellt, bevorzugt. Dann kann der Materialverschnitt auf ein Minimum reduziert werden. Überdies ist der Einsatz von Stahlplatinen kostengünstiger. Ferner hat man deutlich größere Designfreiheiten in der Auslegung einer solchen Crashbox hinsichtlich ihrer Querschnittsgeometrie und auch hinsichtlich ihrer Geometrie in Längserstreckung.Even if the crash boxes in this bumper arrangement can be manufactured as sections of extruded hollow chamber profiles, a design of the crash boxes by assembling two or more shells, typically made of sheet steel, is preferred. Then the material waste can be reduced to a minimum. In addition, the use of steel plates is more cost-effective. Furthermore, there is significantly greater design freedom in the design of such a crash box with regard to its cross-sectional geometry. metry and also with regard to their geometry in longitudinal extension.

Eine solche Stoßfängeranordnung kann zwei asymmetrisch bezüglich der Höhe ihres Anbindungsabschnittes an den Querträger angeschlossene Crashboxen aufweisen. Dies bedeutet, dass dann die Crashboxen nur eine die Crashbox in vertikaler Richtung begrenzende verkürzte Seitenwand aufweisen, deren Frontstirnseite, vorzugsweise zusammen mit den Übergangsabschnitten in die angrenzenden Seitenwände über ein Stützelement an einem Vertikalflansch des Querträgers abgestützt ist. Die dieser verkürzten Seitenwand die Crashbox in z-Richtung gegenüberliegende Seitenwand ist dann entweder an einem von dem anderen Gurt des Querträgers abragenden Vertikalflansch, der Rückseite des Steges oder in dem Übergangsabschnitt von dem Steg des Querträgers in den benachbarten Gurt abgestützt. Letzteres stellt eine bevorzugte Abstützung dar, da dann die Frontstirnseite dieser Seitenwand der Crashbox an den besonders stabil ausgestalteten Übergangsbereich zwischen dem Gurt und dem Steg angeschlossen ist.Such a bumper arrangement can have two crash boxes connected asymmetrically with respect to the height of their connection section to the cross member. This means that the crash boxes then have only one shortened side wall that delimits the crash box in the vertical direction, the front end of which is supported, preferably together with the transition sections into the adjacent side walls, on a vertical flange of the cross member via a support element. The side wall opposite this shortened side wall of the crash box in the z direction is then supported either on a vertical flange protruding from the other belt of the cross member, the rear side of the web or in the transition section from the web of the cross member to the adjacent belt. The latter represents a preferred support, since the front end of this side wall of the crash box is then connected to the particularly stable transition area between the belt and the web.

Gemäß dem zweiten Lösungsvorschlag, der durchaus mit dem ersten Lösungsvorschlag kombiniert werden kann, ist vorgesehen, dass der Querträger durch eine im Querschnitt U-förmig profilierte Halbschale gebildet ist, dessen Öffnungsseite in x-Richtung vom Fahrzeug weg weist. Verschlossen ist die Öffnungsseite dieser Halbschale durch ein Schließblech, welches zumindest über die in z-Richtung weisende Außenseite eines der beiden Gurte, typischerweise jedoch über beide Gurte in z-Richtung vorsteht und damit sich von der Außenseite des jeweiligen Gurtes weg erstreckt. Die Gurte der Halbschale sind auf Stoß bezüglich der Flachseite des Schließbleches gestellt und miteinander verbunden. Vorteilhaft bei einer solchen Auslegung ist, dass zwischen der Flachseite des Vertikalflansches und der Außenseite eines Gurtes kein gekrümmter Übergangsbereich vorhanden ist. Folglich kann die gesamte Höhe des von dem Gurt abragenden Abschnittes eines solchen Vertikalflansches zur Abstützung eines frontseitigen Stirnflächenabschnittes der Crashbox genutzt werden, um im Lastfall Kräfte in x-Richtung in den daran abgestützten Seitenwandabschnitt einer Crashbox einkoppeln zu können. Das Schließblech kann unstrukturiert oder auch strukturiert sein. Auch eine Ausgestaltung des Schließbleches mit einer profilierten Querschnittsgeometrie, beispielsweise eine hutförmige Querschnittsgeometrie ist möglich.According to the second proposed solution, which can certainly be combined with the first proposed solution, the cross member is formed by a half-shell with a U-shaped cross-section, the opening side of which points away from the vehicle in the x direction. The opening side of this half-shell is closed by a locking plate, which protrudes at least over the outside of one of the two belts pointing in the z direction, but typically over both belts in the z direction and thus extends away from the outside of the respective belt. The belts of the half-shell are placed in abutment with respect to the flat side of the locking plate and connected to one another. The advantage of such a design is that there is no curved transition area between the flat side of the vertical flange and the outside of a belt. Consequently, the entire height of the section of such a vertical flange protruding from the belt can be used to support a front face section of the crash box in order to be able to couple forces in the x direction into the side wall section of a crash box supported on it in the event of a load. The strike plate can be unstructured or structured. It is also possible to design the strike plate with a profiled cross-sectional geometry, for example a hat-shaped cross-sectional geometry.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: Eine schematisierte Darstellung eines Ausschnittes einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung in einer perspektivischen Teilrückseitenansicht,
2: die Stoßfängeranordnung der 1 in einer perspektivischen Ansicht mit Blickrichtung von unten,
3: eine Stoßfängeranordnung, die vom Aufbau her derjenigen der 1 und 2 entspricht, in einem Lastfall, während einer anfänglichen Deformation in einem Lastfall,
4: eine Stoßfängeranordnung, die vom Aufbau her derjenigen der 3 entspricht, jedoch ohne Stützelement ausgerüstet ist, während einer anfänglichen Deformation, in einem Lastfall,
5: die Stoßfängeranordnung der 3 nach Deformation durch einen Pfahltest,
6: die Stoßfängeranordnung der 4 nach Deformation durch einen Pfahltest,
7: eine schematisierte Darstellung eines Ausschnittes einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung in einer perspektivischen Teilseitenansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
8: die Stoßfängeranordnung der 7 in einer perspektivischen Ansicht mit Blickrichtung von unten.

The invention is described below using exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. They show:

1 : A schematic representation of a section of a bumper arrangement according to the invention in a perspective partial rear view,
2 : the bumper arrangement of the 1 in a perspective view looking from below,
3 : a bumper arrangement which is structurally similar to that of the 1 and 2 corresponds, in a load case, during an initial deformation in a load case,
4 : a bumper arrangement which is structurally similar to that of the 3 but without a support element, during an initial deformation, in a load case,
5 : the bumper arrangement of the 3 after deformation by a pile test,
6 : the bumper arrangement of the 4 after deformation by a pile test,
7 : a schematic representation of a section of a bumper arrangement according to the invention in a perspective partial side view according to a further embodiment,
8 : the bumper arrangement of the 7 in a perspective view looking from below.

Eine in 1 zum Teil dargestellte Stoßfängeranordnung 1 umfasst einen Querträger 2. Dieser erstreckt sich in y-Richtung eines in den Figuren nicht dargestellten Fahrzeuges. Gezeigt ist in dieser Figur der linke Teil der Stoßfängeranordnung 1. Der Querträger 2 des dargestellten Ausführungsbeispiels umfasst eine C-förmig profilierte Halbschale 3, hergestellt aus einer Stahlblechplatine. Diese Halbschale 3 wird durch einen Obergurt 4, einen Untergurt 5 und einen die beiden Gurte 4, 5 an ihrem rückseitigen, zum Fahrzeugchassis weisenden Ende verbindenden Steg 6 gebildet. Wie aus der Figur erkennbar, nimmt die Tiefe der Halbschale 3 in Richtung zum längsseitigen Ende des Querträgers 2 hin ab. Die Offenseite der Halbschale 3 weist von dem Chassis des Fahrzeuges weg. Somit ist die Halbschale 3 in Fahrtrichtung weisend offen. Verschlossen ist die Halbschale 3 vorderseitig durch ein Schließblech 7, welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Einfachheit halb als unstrukturierte Stahlblechplatte dargestellt ist. Das Schließblech 7 überragt die obere Außenseite des Obergurtes 4 sowie die nach unten weisende Außenseite des Untergurtes 5. Hierdurch sind ein oberer Vertikalflansch 8 und ein unterer Vertikalflansch 9 bereitgestellt. Die Gurte 4, 5 sind mit ihrer in x-Richtung weisenden Stirnseite an der Flachseite des Schließbleches 7 abgestützt und mit diesem durch eine Schweißverbindung verbunden. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die beiden Bestandteile des Querträgers 2 aus Stahlplatinen hergestellt. Es versteht sich, dass die Bestandteile des Querträgers 2 - die Halbschale 3 und das Schließblech 7 - auch aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein können. Selbstverständlich ist auch die Bereitstellung des Querträgers 2 als Strangpressprofilabschnitt möglich.One in 1 The bumper arrangement 1 shown in part comprises a cross member 2. This extends in the y-direction of a vehicle not shown in the figures. This figure shows the left part of the bumper arrangement 1. The cross member 2 of the exemplary embodiment shown comprises a C-shaped profiled half-shell 3, made from a sheet steel plate. This half-shell 3 is formed by an upper flange 4, a lower flange 5 and a web 6 connecting the two flanges 4, 5 at their rear end facing the vehicle chassis. As can be seen from the figure, the depth of the half-shell 3 decreases in the direction of the long side of the cross member 2. The open side of the half-shell 3 faces away from the chassis of the vehicle. The half-shell 3 is therefore open in the direction of travel. The half-shell 3 is closed at the front by a locking plate 7, which in the exemplary embodiment shown is shown as an unstructured sheet steel plate for the sake of simplicity. The locking plate 7 projects beyond the upper outside of the upper flange 4 and the downward facing outside of the lower flange 5. This provides an upper vertical flange 8 and a lower vertical flange 9. The flanges 4, 5 are supported with their front side pointing in the x-direction on the flat side of the locking plate 7 and are connected to it by a welded connection. In the embodiment described, the two Components of the cross member 2 are made of steel plates. It goes without saying that the components of the cross member 2 - the half shell 3 and the strike plate 7 - can also be made of different materials. Of course, it is also possible to provide the cross member 2 as an extruded profile section.

Der Stoßfängeranordnung 1 zugehörig sind ferner zwei Crashboxen 10, von denen in der Figur lediglich eine Crashbox 10 gezeigt ist. Die nachstehenden zu der linken Crashbox 10 gemachten Ausführungen treffen gleichermaßen für die in den Figuren nicht dargestellte rechte Crashbox zu. Bei der Crashbox 10 handelt es sich um eine aus zwei Halbschalen 11, 11.1 zusammengesetzte Crashbox 10. Bei den beiden Halbschalen 11, 11.1 handelt es sich um Stahlblechteile. Die Halbschalen 11, 11.1 sind in Richtung der Längserstreckung der Crashbox (x-Richtung) mit ihrer jeweiligen U-förmigen Profilierung überlappend angeordnet und an dieser Kante durch eine Kehlnaht (nicht gezeigt) miteinander verschweißt. Die Crashbox 10 weist eine viereckförmige, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel rechteckförmige Querschnittsgeometrie auf. In vertikaler Richtung (z-Richtung) ist die Crashbox 10 oberseitig und unterseitig durch jeweils eine Seitenwand 12, 13 begrenzt. Die Seitenwände 12, 13 werden jeweils durch einen Abschnitt der Schenkel der Halbschalen 11, 11.1 bereitgestellt. Die obere Seitenwand 12 und die untere Seitenwand 13 sind durch mit ihrer flächigen Erstreckung in y-Richtung weisende Seitenwände 14, 14.1 miteinander verbunden. Die Crashbox 10 ist damit ein Hohlkammerprofil. Anstelle einer Ausbildung der Crashboxen 10 aus Stahlblechteilen können diese auch als Strangpressprofile aus einer hierfür geeigneten Legierung, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein.The bumper arrangement 1 also includes two crash boxes 10, of which only one crash box 10 is shown in the figure. The following statements made about the left crash box 10 apply equally to the right crash box, which is not shown in the figures. The crash box 10 is a crash box 10 composed of two half shells 11, 11.1. The two half shells 11, 11.1 are sheet steel parts. The half shells 11, 11.1 are arranged in an overlapping manner in the direction of the longitudinal extent of the crash box (x-direction) with their respective U-shaped profiles and are welded together at this edge by a fillet weld (not shown). The crash box 10 has a square cross-sectional geometry, rectangular in the embodiment shown. In the vertical direction (z-direction), the crash box 10 is delimited on the top and bottom by a side wall 12, 13. The side walls 12, 13 are each provided by a section of the legs of the half-shells 11, 11.1. The upper side wall 12 and the lower side wall 13 are connected to one another by side walls 14, 14.1 with their flat extension pointing in the y-direction. The crash box 10 is therefore a hollow chamber profile. Instead of forming the crash boxes 10 from sheet steel parts, they can also be manufactured as extruded profiles from a suitable alloy, for example from an aluminum alloy.

Die Crashbox 10 verfügt über einen Anbindungsabschnitt 15. Mit diesem ist die Crashbox 10 an den Querträger 2 angeschlossen. Der Anbindungsabschnitt 15 ist bezüglich der Auslegung seiner Frontstirnseite an die Geometrie des Querträgers 2 angepasst und verfügt über eine Querträgerausnehmung 16. Diese erstreckt sich in die Seitenwände 14, 14.1 ausgehend von dem in x-Richtung vorderen Ende der Crashbox 10 hinein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist in die Querträgerausnehmung 16 ebenfalls die obere Seitenwand 12 eingebunden. Die vertikale Erstreckung der Querträgerausnehmung 16 ist so angelegt, dass die obere Seitenwand 12 mit ihrer in x-Richtung weisenden Stirnseite an dem durch einen Radius gebildeten Übergang zwischen dem Obergurt 4 und dem Steg 6 des Querträgers 2 abgestützt ist. Die in x-Richtung weisenden Stirnseitenabschlüsse der Seitenwände 14, 14.1 sind jeweils mit einem sich in z-Richtung erstreckenden Abschnitt an der Rückseite des Steges 6 und außerhalb der Querträgerausnehmung 16 mit Seitenwandabschnitten 17, 17.1 an dem unteren Vertikalflansch 9 abgestützt. Damit untergreift die Crashbox 10 mit ihren die Querträgerausnehmung 16 unterseitig begrenzenden Seitenwandabschnitten 17 die Halbschale 3 des Querträgers 2. Der in z-Richtung weisende Abschluss der Seitenwandabschnitte 17 liegt an der Unterseite des Untergurtes 5 an. Entlang der in 1 gezeigten Kontakte zwischen der Crashbox 10 und dem Querträger 2 sind beide Komponenten miteinander verschweißt.The crash box 10 has a connection section 15. The crash box 10 is connected to the cross member 2 with this. The connection section 15 is adapted to the geometry of the cross member 2 with regard to the design of its front end and has a cross member recess 16. This extends into the side walls 14, 14.1 starting from the front end of the crash box 10 in the x direction. In the embodiment shown, the upper side wall 12 is also integrated into the cross member recess 16. The vertical extension of the cross member recess 16 is designed such that the upper side wall 12 is supported with its front side pointing in the x direction on the transition formed by a radius between the upper flange 4 and the web 6 of the cross member 2. The front ends of the side walls 14, 14.1 pointing in the x-direction are each supported with a section extending in the z-direction on the back of the web 6 and outside the cross member recess 16 with side wall sections 17, 17.1 on the lower vertical flange 9. The crash box 10 thus engages under the half shell 3 of the cross member 2 with its side wall sections 17 delimiting the cross member recess 16 on the underside. The end of the side wall sections 17 pointing in the z-direction rests on the underside of the lower flange 5. Along the 1 shown contacts between the crash box 10 and the cross member 2, both components are welded together.

Die Crashbox 10 ist bezüglich ihrer vertikalen Erstreckung zu dem Querträger 2 dergestalt angeordnet, dass die untere Seitenwand 13 zu dem Untergurt 5 einen größeren Abstand einnimmt als der unter Abschluss des Vertikalflansches 9 von dem Untergurt 5. In dem Anbindungsabschnitt 15 weist die Crashbox 10 unterseitig eine Ausklinkung 18 aus, wodurch die untere Seitenwand 13 in x-Richtung verkürzt ist. Ohne die Ausklinkung 18 würde sich diese bis an die Rückseite des Vertikalflansches 9 erstrecken, würde jedoch aufgrund des größeren Abstandes zu dem Untergurt 5 nicht vollflächig an diesem abgestützt sein. Die Ausklinkung 18 umfasst die Seitenwand 13 einschließlich der gekrümmt ausgeführten Übergänge in die Seitenwände 14, 14.1. Hierdurch ist in der Ausklinkung 18 eine Stufe 19 gebildet, die sich weitestgehend in z-Richtung erstreckt. Hinter der Stufe 19 reduziert sich die Höhe des Seitenwandabschnittes 17 (Erstreckung in z-Richtung), bis dieser Seitenwandabschnitt 17 eine Höhe erreicht hat, die der Höhe des Vertikalflansches 9 entspricht.The crash box 10 is arranged with respect to its vertical extension to the cross member 2 in such a way that the lower side wall 13 is at a greater distance from the lower flange 5 than the distance from the lower flange 5 below the vertical flange 9. In the connection section 15, the crash box 10 has a notch 18 on the underside, as a result of which the lower side wall 13 is shortened in the x-direction. Without the notch 18, this would extend to the rear of the vertical flange 9, but would not be fully supported on the lower flange 5 due to the greater distance from the latter. The notch 18 comprises the side wall 13 including the curved transitions to the side walls 14, 14.1. This forms a step 19 in the notch 18, which extends largely in the z-direction. Behind the step 19, the height of the side wall section 17 (extension in z-direction) is reduced until this side wall section 17 has reached a height which corresponds to the height of the vertical flange 9.

Der Stoßfängeranordnung 1 ist ferner bezüglich seiner Crashboxen 10, wie vorliegend an der Crashbox 10 gezeigt, ein Stützelement 20 zugeordnet. Bei dem Stützelement 20 handelt es sich um ein geformtes Blechteil, welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel stabilere Materialeigenschaften aufweist als das Material der Halbschalen 11, 11.1 der Crashbox 10. Durch das Stützelement 20 ist eine Stützfläche 21 bereitgestellt, die in Richtung zu der Stirnseite der Stufe 19 weist. An der Stützfläche 21 ist die Stirnseite der Stufe 19 der Ausklinkung 18 abgestützt. Die Stützfläche 21 ist in z-Richtung unterseitig durch einen Übergriffschenkel 22 begrenzt, der gegenüber der flächigen Erstreckung der Stützfläche 21 abgewinkelt ist. In 1 ist das Stützelement 20 vor seinem Einbau in die übrigen Bestandteile der Stoßfängeranordnung 1 gezeigt. Mit seiner in 1 erkennbaren Oberseite 23 ist der Übergriffschenkel 22 an die Außenseite der unteren Seitenwand 13 der Crashbox 10 durch eine Schweißverbindung angeschlossen. Die Schweißung ist als Kehlnaht an dem zu der Seitenwand 13 weisenden Stoß des Übergriffschenkels 22 geführt und somit mit Abstand zu der Stirnfläche der Stufe 19. Mit seinem dem Übergriffschenkel 22 gegenüberliegenden Ende 24 ist das Stützelement 20 an dem Vertikalflansch 9 abgestützt und mit diesem durch eine Schweißverbindung verbunden. Das Stützelement 20 des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels wird zwischen die voneinander beabstandeten Seitenwandabschnitte 17, 17.1 der Seitenwände 14, 14.1 eingesetzt, wie dieses aus der Darstellung der 2 erkennbar ist.The bumper arrangement 1 is also assigned a support element 20 with respect to its crash boxes 10, as shown here on the crash box 10. The support element 20 is a shaped sheet metal part which, in the embodiment shown, has more stable material properties than the material of the half-shells 11, 11.1 of the crash box 10. The support element 20 provides a support surface 21 which points in the direction of the front side of the step 19. The front side of the step 19 of the notch 18 is supported on the support surface 21. The support surface 21 is limited on the underside in the z-direction by an overlapping leg 22 which is angled relative to the planar extension of the support surface 21. In 1 the support element 20 is shown before its installation in the other components of the bumper assembly 1. With its 1 The overlapping leg 22 is connected to the outside of the lower side wall 13 of the crash box 10 by a welded connection on the top side 23 that can be seen. The weld is made as a fillet weld on the joint of the overlapping leg 22 that faces the side wall 13 and is thus spaced from the front face of the step 19. With its end 24 opposite the overlapping leg 22, the support element 20 is attached to the vertical flange 9 and connected to it by a welded joint. The support element 20 of the 1 The embodiment shown is inserted between the spaced-apart side wall sections 17, 17.1 of the side walls 14, 14.1, as can be seen from the illustration of the 2 is recognizable.

Wie aus 1 erkennbar, ist die Crashbox 10 bezüglich ihrer vertikalen Erstreckung asymmetrisch zu dem Querträger 2 angeordnet. Die Crashbox 10 untergreift mit ihren Seitenwandabschnitten 17, 17.1 die Halbschale 3 und ragt in z-Richtung über den unteren Abschluss des Querträgers 2 hervor. Das Stützelement 20 sorgt dafür, dass trotzt der größeren Erstreckung der Crashbox 10 in vertikaler Richtung nach unten und über den unteren Abschluss des Vertikalflansches 9 hinausgehend, dennoch eine auf die Stoßfängeranordnung im Bereich der Crashbox 10 in x-Richtung einwirkenden Kraft gleichmäßig in die Querschnittsfläche der Crashbox 10 eingeleitet wird und insbesondere gleichmäßig in die obere Seitenwand 12 und die untere Seitenwand 13.As from 1 As can be seen, the crash box 10 is arranged asymmetrically to the cross member 2 with respect to its vertical extension. The crash box 10 engages under the half shell 3 with its side wall sections 17, 17.1 and protrudes in the z-direction beyond the lower end of the cross member 2. The support element 20 ensures that, despite the greater extension of the crash box 10 in the vertical direction downwards and beyond the lower end of the vertical flange 9, a force acting on the bumper arrangement in the area of the crash box 10 in the x-direction is nevertheless introduced evenly into the cross-sectional area of the crash box 10 and in particular evenly into the upper side wall 12 and the lower side wall 13.

Eine solche gleichmäßige Deformation der Stoßfängeranordnung 1, wenn auch in dem konkreten Fall mit einer andere Crashbox, jedoch gleichen Aufbaus gezeigt, verdeutlicht, wie in 3 gezeigt, bei einer anfänglichen Deformation der Crashbox 10 das gleichmäßige Einleiten der horizontalen Kraft in die Crashbox 10 und eine symmetrische Faltenanlage zur Energieabsorption. Der an die Crashbox 10 angeschlossene Querträger 2 neigt trotz seines asymmetrischen Anschlusses in x-Richtung an die Crashbox 10 nicht zu einem Verkippen.Such a uniform deformation of the bumper assembly 1, although shown in the specific case with a different crash box, but with the same structure, illustrates how in 3 shown, during an initial deformation of the crash box 10, the even introduction of the horizontal force into the crash box 10 and a symmetrical folding system for energy absorption. The cross member 2 connected to the crash box 10 does not tend to tip over despite its asymmetrical connection in the x-direction to the crash box 10.

Anders sieht das Crashverhalten einer Stoßfängeranordnung aus, wenn diese nicht mit einem Stützelement 20 ausgestattet ist. Das Crashverhalten einer solchermaßen konzipierten Stoßfängeranordnung, die mit Ausnahme des nicht vorhandenen Stützelementes 20 aufgebaut ist wie die Stoßfängeranordnung der 3, ist in 4 gezeigt. Deutlich erkennbar ist das Ausknicken der Seitenwandabschnitte 17, 17.1 und das Wegknicken des Querträgers 2 in z-Richtung nach oben. Eine Krafteinleitung erfolgt bei dieser Stoßfängeranordnung maßgeblich in die obere Seitenwand der Crashbox 10, nicht jedoch in die untere Seitenwand. Die Folge ist, dass die Crashbox 10 über ihre Querschnittsfläche ungleich belastet wird.The crash behaviour of a bumper arrangement is different if it is not equipped with a support element 20. The crash behaviour of a bumper arrangement designed in this way, which is constructed like the bumper arrangement of the 3 , is in 4 shown. The buckling of the side wall sections 17, 17.1 and the buckling of the cross member 2 in the z direction upwards are clearly visible. With this bumper arrangement, the force is introduced primarily into the upper side wall of the crash box 10, but not into the lower side wall. The result is that the crash box 10 is loaded unevenly across its cross-sectional area.

Gleichermaßen stellen sich Vorteile der in den 1 und 2 beschriebenen Stoßfängeranordnung 1 auch bei einem Pfahltest (Poletest) ein. 5 zeigt die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung 1 (entsprechender der Darstellung der Stoßfängeranordnung der 3) bei einem Pfahltest. Der Pfahl ist in dieser Figur mit dem Bezugszeichen P kenntlich gemacht. Der Anbindungsabschnitt 15 der Crashbox 10 bleibt stabil. Es entstehen keine Risse in der Crashbox 10. Der stabile Anschluss der Crashbox 10 an den Querträger 2 sorgt bei einem Pfahltest dafür, dass die Crashbox 10 bestimmungsgemäß in y-Richtung ausknicken kann. Das Crashverhalten einer gleichartigen Stoßfängeranordnung ohne Stützelement bei einem Pfahltest ist in 6 gezeigt. Bei dieser Stoßfängeranordnung sind bei gleicher Deformationskraft Risse in der Crashbox 10 zu erkennen. Ein solcher Anriss ist in 6 mit dem Bezugszeichen 25 kenntlich gemacht. Damit verliert diese Stoßfängeranordnung ihre Strukturintegrität.Likewise, there are advantages of the 1 and 2 described bumper arrangement 1 also in a pole test. 5 shows the bumper arrangement 1 according to the invention (corresponding to the illustration of the bumper arrangement of the 3 ) in a pile test. The pile is identified in this figure with the reference symbol P. The connection section 15 of the crash box 10 remains stable. No cracks develop in the crash box 10. The stable connection of the crash box 10 to the cross member 2 ensures that the crash box 10 can buckle in the y-direction as intended in a pile test. The crash behavior of a similar bumper arrangement without a support element in a pile test is shown in 6 shown. With this bumper arrangement, cracks can be seen in the crash box 10 at the same deformation force. Such a crack is shown in 6 identified with the reference number 25. This bumper arrangement therefore loses its structural integrity.

7 und 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 1.1. Diese ist prinzipiell genauso aufgebaut wie die Stoßfängeranordnung 1. Daher sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen kenntlich gemacht. Einziger Unterschied der Stoßfängeranordnung 1.1 gegenüber der Stoßfängeranordnung 1 ist die Auslegung des Stützelementes 20.1, welches bei der Stoßfängeranordnung 1.1 nicht zwischen die Seitenwandabschnitte 17, 17.1 der Crashbox 10 eingreift, sondern über aus ihrer flächigen Erstreckung abgewinkelte Schenkel 26, 26.1 verfügt, mit denen das Stützelement 20.1 die Seitenwandabschnitte 17, 17.1 außenseitig umgreift und mit diesen Schenkeln 26, 26.1 gefügt ist. Das außenseitige Umgreifen der Seitenwandabschnitte 17, 17.1 der Crashbox 10 mit den Schenkeln 26, 26.1 des Stützelementes 20.1 ist in der perspektivischen Ansicht mit Blickrichtung von unten in 8 gut erkennbar. Das positive Deformationsverhalten der Stoßfängeranordnung 1.1 entspricht derjenigen der Stoßfängeranordnung 1. 7 and 8 show a further embodiment of a bumper arrangement 1.1 according to the invention. This is basically constructed in the same way as the bumper arrangement 1. Therefore, the same features are identified with the same reference numerals. The only difference between the bumper arrangement 1.1 and the bumper arrangement 1 is the design of the support element 20.1, which in the bumper arrangement 1.1 does not engage between the side wall sections 17, 17.1 of the crash box 10, but has legs 26, 26.1 that are angled from their flat extension, with which the support element 20.1 surrounds the side wall sections 17, 17.1 on the outside and is joined to these legs 26, 26.1. The external gripping of the side wall sections 17, 17.1 of the crash box 10 with the legs 26, 26.1 of the support element 20.1 is shown in the perspective view looking from below in 8 clearly visible. The positive deformation behavior of bumper arrangement 1.1 corresponds to that of bumper arrangement 1.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

1, 1.11, 1.1: Stoßfängeranordnungbumper arrangement
22: Querträgercrossbeam
33: Halbschalehalf-shell
44: Obergurtupper chord
55: Untergurtlower chord
66: Stegweb
77: Schließblechstrike plate
88: Vertikalflanschvertical flange
99: Vertikalflanschvertical flange
1010: Crashboxcrash box
11, 11,111, 11,1: Halbschalehalf-shell
1212: Seitenwandside wall
1313: Seitenwandside wall
14, 14.114, 14.1: Seitenwandside wall
1515: Anbindungsabschnittconnecting section
1616: Querträgerausnehmungcross member recess
17, 17.117, 17.1: Seitenwandabschnittside wall section
1818: Ausklinkungnotch
1919: StufeLevel
2020: Stützelementsupport element
2121: Stützflächesupport surface
2222: Übergriffschenkeloverreach leg
2323: Oberseitetop
2424: EndeEnd
2525: Anrisscrack
26, 26.126, 26.1: Schenkelleg
PP: Pfahlstake

Claims

Bumper arrangement for a vehicle with a cross member (2) extending in the direction of the width of the vehicle and with two crash boxes (10) arranged at a distance from one another in the direction of the longitudinal extension of the cross member (2) and designed as a hollow chamber profile, wherein the cross member (2) comprises an upper flange (4), a lower flange (5), a web (6) connecting the two flanges (4, 5) at their edge region facing the vehicle and a vertical flange (8, 9) extending in the vertical direction from the upper flange (4) and/or the lower flange (5) at their edge opposite the web (6), and wherein the crash boxes (10) have, in their front connection section (15) facing the cross member (2), a cross member receptacle engaging in the side walls (14, 14.1) facing in the direction of the longitudinal extension of the cross member (2), characterized in that - the upper and/or the lower side walls (12, 13) delimiting the crash boxes (10) in the vertical direction have a greater vertical distance from the belt (4, 5) with their flat side pointing in the same direction than the end of the vertical flange (8, 9) of the cross member (2) from this belt (4, 5), - the crash boxes (10) have in their connection section (15) in addition to the cross member recess (16) a shortening of at least one side wall (13) delimiting the vertical extension of a crash box (10) which protrudes in the vertical direction relative to the vertical flange (9), whereby the front end of these side walls (13) is spaced from the vertical flange (9) in the horizontal direction and - each crash box (10) has a support element (20, 20.1) with a support surface (21) pointing towards the front end of the shortened side wall (13), on which this front face, which support element (20, 20.1) is connected with its end (24) opposite the support surface (21) in the direction of the cross member (2) to the rear of the vertical flange (9).

Bumper arrangement according to claim 1 , characterized in that the shortening of the side wall (13) also includes the transition of this side wall (13) into the adjacent side walls (14, 14.1) of the respective crash box (10).

Bumper arrangement according to claim 1 or 2 , characterized in that the support surface (21) of the support element (20, 20.1) borders on an overlapping leg (22) which is angled relative to this and is connected on the outside to the shortened side wall (13) of the respective crash box (10).

Bumper arrangement according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the support element (20, 20.1) is supported with its end (24) on the vertical flange (9).

Bumper arrangement according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the support element (20, 20.1) is connected to the side walls (14, 14.1) of a crash box (10) with their flat extension pointing in the direction of the longitudinal extension of the cross member (2).

Bumper arrangement according to claim 5 , characterized in that the support element (20) engages with a section between the side walls (14, 14.1) of a crash box (10) which point with their flat extension in the direction of the longitudinal extension of the cross member (2) and is connected to these.

Bumper arrangement according to claim 5 , characterized in that the support element (20, 20.1) with a section with angled legs (26, 26.1) surrounds the side walls (14, 14.1) of the respective crash box (10) on the outside, the side walls (14, 14.1) pointing with their flat extension in the longitudinal extension of the cross member (2) and is connected to these.

Bumper arrangement according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the crash boxes (10) rest with the front side of their cross member recess (16) on the cross member (2) and are connected to the latter.

Bumper arrangement according to one of the Claims 1 until 8 , characterized in that the side wall sections which extend over or under the cross member (2) in the horizontal direction (17, 17.1) of the crash boxes (10) are connected with their free front surface to the vertical flange (9).

Bumper arrangement according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the support element (20, 20.1) is a shaped piece of sheet metal made of a steel material, which is connected to the cross member (2) and the respective crash box (10) by means of fusion joining.

Bumper arrangement according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the crash boxes (10) have a square or rectangular outline geometry.

Bumper arrangement according to one of the Claims 1 until 11 , characterized in that the crash boxes (10) are composed of two half-shells (11, 11.1) made of a steel material which are joined together.

Bumper arrangement according to one of the Claims 1 until 12 , characterized in that the cross member recess (16) of the crash boxes (10) is open in the vertical direction on its side opposite the shortened side wall (13), so that these crash boxes (10) are only connected with a one-sided overlap with respect to the cross member (2) of their side walls (14, 14.1) pointing with their flat extension in the direction of the longitudinal extension of the cross member (2).

Bumper arrangement for a vehicle with a cross member (2) extending in the direction of the width of the vehicle and with two crash boxes (10) arranged at a distance from one another in the direction of the longitudinal extension of the cross member (2) and designed as a hollow chamber profile, wherein the cross member (2) comprises an upper flange (4), a lower flange (5), a web (6) connecting the two flanges (4, 5) at their edge region facing the vehicle and a vertical flange (8, 9) extending in the vertical direction from the upper flange (4) and/or the lower flange (5) at their edge opposite the web (6), and wherein the crash boxes (10) have, in their front connection section (15) facing the cross member (2), a cross member recess (16) engaging in the side walls (14, 14.1) facing in the direction of the longitudinal extension of the cross member (2), according to one of the Claims 1 until 13 , characterized in that the cross member (2) is formed by its upper flange (4), its lower flange (5) and the web (6) connecting the two flanges (4, 5), by a half-shell (3) with a U-shaped profile in cross section, the opening side of which faces away from the vehicle, and by a locking plate (7) which closes the open side of the half-shell (3) and provides at least one vertical flange, to which the upper flange (4) and the lower flange (5) of the half-shell (3) are connected with their end faces facing away from the web (6), and in that front-side side wall sections of the connection sections (15) of the crash boxes (10) are supported on a vertical flange (9) and are connected to the latter.