DE29823973U1 - Bumpers for vehicles - Google Patents
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Description
i 615i615
11. Nov. 199911 Nov 1999
wi/perwi/per
ISE Innomotive Systems Europe GmbHISE Innomotive Systems Europe GmbH
Othestraße 19
51702 BergneustadtOthestrasse 19
51702 Bergneustadt
Stoßfänger für FahrzeugeBumpers for vehicles
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Stoßfänger für FahrzeugeBumpers for vehicles
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßfänger für Fahrzeuge, mit einem Querträger aus einem Profilkörper, an dem zwei holmartige Deformationselemente zur Befestigung an den beiden Längsträgern der Fahrzeugkarosse anbringbar sind.The invention relates to a bumper for vehicles, with a cross member made of a profile body, to which two spar-like deformation elements can be attached for fastening to the two longitudinal members of the vehicle body.
Moderne Stoßfangersysteme besitzen typischerweise einen Querträger aus einem metallischen Profilkörper (Aluminium oder Stahl) und zwei daran starr angesetzte Deformationselemente, die ebenfalls aus Aluminium oder Stahl bestehen und eine Knautschzone zwischen Querträger und Längsträger für heftige Stoßbelastungen bilden.Modern bumper systems typically have a cross member made of a metallic profile body (aluminium or steel) and two rigidly attached deformation elements, which are also made of aluminium or steel and form a crumple zone between the cross member and the longitudinal member for heavy impact loads.
Der Profilkörper besteht dabei in der Regel aus einem metallischen Mehrkammer-Profil, das typischerweise durch Strangpressen hergestellt wird. In der Regel wird dabei ein Zweikammer-Profil verwendet. Es können jedoch auch Dreikammer-Profile usw. Anwendung finden. Dabei müssen für die jeweils notwendigen Varianten des Querträgers im Anwendungsfall, z.B. um den von Pkw zu Pkw verschiedenen Anforderungen hinsichtlich der Profilvariation nachkommen zu können, bzw. um Bauteilgewicht undThe profile body is usually made of a metallic multi-chamber profile, which is typically produced by extrusion. As a rule, a two-chamber profile is used. However, three-chamber profiles, etc. can also be used. In this case, the necessary variants of the cross member in each application, e.g. in order to be able to meet the different requirements from car to car with regard to profile variation, or in order to be able to reduce component weight and
Bauteildimensionierung den Belastungsfallen anzugleichen, bislang verschieden ausgestaltete Mehrkammer-Profile hergestellt und, vorgehalten werden, was die Herstellung verteuert und hinsichtlich der Logistik einen beträchtlichen Aufwand bedingt.In order to adapt the component dimensions to the load cases, different multi-chamber profiles have to be manufactured and kept in stock, which increases the cost of production and requires considerable effort in terms of logistics.
Es ist auch bekannt, ausgehend von einem Mehrkammer-Profil durch Anwendung der Innenhochdruck-Umformung das Profil zu variieren. Dabei bilden sich jedoch mit Nachteil in den Verbindungsstegen der Kammern unterschiedliche Materialstärken und damit eine unterschiedliche Festigkeit aus, was sich wiederum nachteilig auf die geforderte Gesamtfestigkeit des Querträgers auswirkt. In der Praxis wird daher typischerweise der Profilkörper einschließlich der Profilkörperwandstärke nach der maximalsten Kraftaufnahme bemessen, die typischerweise im mittleren Abschnitt des Profilkörpers auftritt. In den Randbereichen ist dann der Profilkörper nach Gewicht und Volumen überdimensioniert. Um das Bauvolumen zu reduzieren, ist es dabei bekannt, den Profilkörper in den Randbereichen zu quetschen. Bei diesem Quetschvorgang vergrößert sich jedoch in nachteiliger Weise der Profilkörper in vertikaler Richtung; ferner bleibt mit Nachteil das überschüssige Gewicht erhalten.It is also known to vary the profile starting from a multi-chamber profile by using internal high-pressure forming. However, this has the disadvantage that different material thicknesses and thus different strengths form in the connecting webs of the chambers, which in turn has a negative effect on the required overall strength of the cross member. In practice, the profile body, including the profile body wall thickness, is therefore typically dimensioned according to the maximum force absorption, which typically occurs in the middle section of the profile body. In the edge areas, the profile body is then over-dimensioned in terms of weight and volume. In order to reduce the construction volume, it is known to squeeze the profile body in the edge areas. During this squeezing process, however, the profile body disadvantageously enlarges in the vertical direction; furthermore, the excess weight remains, which is a disadvantage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem eingangs bezeichneten Stoßfänger für Fahrzeuge, mit einem Querträger aus einem Profilkörper, an dem zwei hohnartige Deformationselemente zur Befestigung an den beiden Längsträgera der Fahrzeugkarosse anbringbar sind, diesen so auszubilden, daß unter Sicherung der notwendigen mechanischen Stabilität bei der vorgegebenen Kraftaufhahme der Querträger gewichtsmäßig leichter ausbildbar ist und ohne Deformationsvorgänge ein günstiges Bauvolumen erzielbar ist.The invention is based on the object of designing a cross member made of a profile body to which two slant-like deformation elements can be attached for fastening to the two longitudinal members of the vehicle body, starting from the initially described bumper for vehicles, in such a way that the cross member can be made lighter in weight while ensuring the necessary mechanical stability for the given force absorption and a favorable construction volume can be achieved without deformation processes.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Abmessungen des Profilkörpers und die Profilwandstärke nach der geringstenAccording to the invention, this object is achieved by determining the dimensions of the profile body and the profile wall thickness according to the smallest
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mechanischen Belastung bemessen sind, und in den Bereichen des Querträgers mit höherer mechanischer Belastung mindestens &sfgr;&idiagr;&eegr; separates Formteil an dem Profilkörper angebracht ist.mechanical load, and in the areas of the cross member with higher mechanical load at least &sfgr;&idiagr;&eegr; separate molded part is attached to the profile body.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann mit einer Sandwich-ähnlichen Bauweise der Querträger aus einem Profilkörper mit geringeren Abmessungen und geringerer Wandstärke im Vergleich zu einem Querträger, bei dem allein der Profilkörper die gesamte Kraftaufnahme bewerkstelligen muß, bestehen. Dadurch kann mit großem Vorteil das Gewicht deutlich reduziert und der Bauraum im Querträger günstiger gestaltet werden.The measures according to the invention allow the cross member to be constructed in a sandwich-like manner, consisting of a profile body with smaller dimensions and a smaller wall thickness compared to a cross member in which the profile body alone has to absorb the entire force. This makes it possible to significantly reduce the weight and to make the installation space in the cross member more economical.
Durch das separate Formteil in Verbindung mit einer gezielten Anbringung an dem Profilkörper läßt sich eineThe separate molded part in combination with a targeted attachment to the profile body allows a
Anpassung des Profilkörpers an den Momentenverlauf Unterstützung des Profilquerschnittes bezüglich der Kraftaufnahme Unterstützung des Profilquerschnittes bezüglich des Zugverbandes zwischen den Längsträgern bzw. den DeformationselementenAdaptation of the profile body to the moment curve Support of the profile cross-section with regard to force absorption Support of the profile cross-section with regard to the tension between the longitudinal beams or the deformation elements
erreichen.to reach.
Das Formteil erstreckt sich dabei wahlweiseThe molded part extends optionally
auf den Bereich zwischen den Längsträgern ohne Defonnationselemente auf den Bereich zwischen den Längsträgern mit Deformationselementen nur auf den Bereich der Längsträger bzw. Deformationselemente.on the area between the longitudinal members without deformation elements on the area between the longitudinal members with deformation elements only on the area of the longitudinal members or deformation elements.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besteht der Profilkörper aus einem metallischen Werkstoff, wie Stahl, Aluminium, Magnesium, oder er besteht alternativ aus einem Kunststoff.According to a development of the invention, the profile body consists of a metallic material, such as steel, aluminum, magnesium, or alternatively it consists of a plastic.
Gemäß Ausgestaltungen der Erfindung besteht das Formteil vorzugsweise aus einem geformten Metallblech oder alternativ aus einem geformten Kunststoffteil.According to embodiments of the invention, the molded part preferably consists of a molded metal sheet or alternatively of a molded plastic part.
Für die Befestigung des Formteiles an dem Profilkörper bieten sich für den Fachmann verschiedene Lösungen an. So kann das separate Formteil mittelsThere are various solutions available to the specialist for attaching the moulded part to the profile body. The separate moulded part can be attached using
Schweißen,
Nietverbindungen,
Durchsatzfügen, oder
durch KlebenWelding,
Riveted joints,
Throughput joining, or
by gluing
an dem Profilkörper angebracht sein.be attached to the profile body.
Es ist dabei auch eine Kombination von verschiedenen Befestigungsarten möglich.A combination of different fastening types is also possible.
Aus Stabilitätsgründen wird der Profilkörper vorzugsweise gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung durch ein Mehrkammerprofil mit vorzugsweise zwei Kammern gebildet.For reasons of stability, the profile body is preferably formed according to an embodiment of the invention by a multi-chamber profile with preferably two chambers.
Zur Reduzierung der Teilevielfalt ist das Deformationselement gemäß einer Weiterbildung der Erfindung einstückig an dem Formteil angeformt.In order to reduce the variety of parts, the deformation element is formed integrally on the molded part according to a further development of the invention.
Anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher beschrieben.The invention is described in more detail with reference to two embodiments shown in the drawings.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildetenFigure 1 is a plan view of a
Querträger mit einem Profilkörper und einem daranCross member with a profile body and a
angebrachten Formteil, bei dem die Deformationselemente an einer Auskragung des Formteiles befestigt sind,attached molded part, in which the deformation elements are attached to a projection of the molded part,
Figur IA eine Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinie E-E in Figur 1,Figure IA is a cross-sectional view along the line E-E in Figure 1,
Figur 2 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform desFigure 2 is a plan view of a second embodiment of the
erfindungsgemäß ausgebildeten Querträgers mit einem Profilkörper und einem daran angebrachten Formteil, bei dem das Deformationselement integral mit dem Formteil ausgeformt ist,a cross member designed according to the invention with a profile body and a molded part attached thereto, in which the deformation element is formed integrally with the molded part,
Figur 3 eine dritte Ausführungsform ähnlich Fig. 2, jedoch mit einemFigure 3 shows a third embodiment similar to Fig. 2, but with a
Formteil, das auf den Bereich des Deformationselementes begrenzt ist, undMoulded part limited to the area of the deformation element, and
Figur 3A eine Draufsicht auf die Befestigung des Deformationselementes nach Fig. 3 am Längsträger.Figure 3A is a plan view of the fastening of the deformation element according to Fig. 3 to the longitudinal member.
Die Figur 1 in Verbindung mit der Schnittansicht nach Figur IA zeigt eine Hälfte eines Stoßfängers für Fahrzeuge mit einem Querträger aus einem Profilkörper 1, der vorzugsweise durch ein Zweikammer-Profil gebildet ist, und der mit einem hohnartigen Deformationselement 2, welches durch ein Achteck-Profil gebildet ist, verbunden ist, das seinerseits über eine übliche Befestigungsanordnung 3 mit einem der Längsträger 4 der Fahrzeugkarosse verbunden ist.Figure 1 in conjunction with the sectional view according to Figure 1A shows one half of a bumper for vehicles with a cross member made of a profile body 1, which is preferably formed by a two-chamber profile, and which is connected to a snub-shaped deformation element 2, which is formed by an octagonal profile, which in turn is connected to one of the longitudinal members 4 of the vehicle body via a conventional fastening arrangement 3.
An dem Profilkörper 1 ist ein Blech-Formteil 5 befestigt, beispielsweise wie dargestellt, angenietet, das C-profilartig geformt ist, mit einer kastenförmigen Auskragung 6 an der Frontseite, an der das Profil des Deformationselementes 2 befestigt ist, zweckmäßig ebenfalls durch Vernieten.A sheet metal molded part 5 is attached to the profile body 1, for example riveted as shown, which is shaped like a C-profile, with a box-shaped projection 6 on the front side, to which the profile of the deformation element 2 is attached, expediently also by riveting.
Die Abmessungen des Profilkörpers 1 sowie die Wandstärke des Profils sind nach der geringsten mechanischen Belastung des Querträgers bemessen, die typischerweise in den Randbereichen des Querträgers auftritt. In dem mittleren Bereich des Querträgers sowie an der Verbindung zum Defonnationselement 2,The dimensions of the profile body 1 and the wall thickness of the profile are calculated according to the lowest mechanical load on the cross member, which typically occurs in the edge areas of the cross member. In the middle area of the cross member and at the connection to the defonnation element 2,
wo die stärkste mechanische Stoßbelastung gegebenenfalls auftritt, sorgt das Blechteil 5 für eine Anpassung des Querträger-Profils an den Momentenverlauf bzw. unterstützt den Profilkörper 2 bezüglich der Kraftaufnahme.Where the strongest mechanical shock load may occur, the sheet metal part 5 ensures that the cross member profile is adapted to the moment curve or supports the profile body 2 with regard to force absorption.
Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Querträgers nach Figur 1 erstreckt sich das Blech-Formteil 5 auf den Bereich zwischen den Längsträgern mit Deformationselementen.In the embodiment of the cross member according to the invention according to Figure 1, the sheet metal molded part 5 extends to the area between the longitudinal members with deformation elements.
Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen sich das Formteil auf den Bereich zwischen den Längsträgern ohne Deformationselemente bzw. nur, wie in Fig. 3 dargestellt, auf den Bereich der Längsträger bzw. Deformationselemente erstreckt.However, embodiments are also conceivable in which the molded part extends to the area between the longitudinal members without deformation elements or only, as shown in Fig. 3, to the area of the longitudinal members or deformation elements.
In der Figur 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der an das Formteil 5, das mit dem Profilkörper 1 vernietet ist, einstückig das Profil des Deformationselementes 2 mit bekannten Techniken angeformt ist, welches seinerseits, wie in Figur 1, über eine übliche Befestigungsanordnung 3 mit den Längsträgern 4 der Fahrzeugkarosse verbunden ist. Durch das Einsparen separater Deformationselemente läßt sich in vorteilhafter Weise bei dieser Ausführungsform die Teilevielfalt reduzieren.Figure 2 shows an embodiment in which the profile of the deformation element 2 is integrally formed using known techniques onto the molded part 5, which is riveted to the profile body 1, and which in turn, as in Figure 1, is connected to the longitudinal members 4 of the vehicle body via a conventional fastening arrangement 3. By saving on separate deformation elements, the variety of parts can be reduced in an advantageous manner in this embodiment.
Anstelle mittels Nieten kann das Blechformteil 5 auch durch Schweißen, Durchsatzfügen, Kleben bzw. auch durch eine Kombination dieser Möglichkeiten befestigt werden.Instead of riveting, the sheet metal part 5 can also be fastened by welding, through-joining, gluing or a combination of these options.
Der Profilkörper kann durch ein beliebiges Profil, auch ein Rohrprofil, gebildet werden. Vorzugsweise findet jedoch aus Festigkeitsgründen ein kastenförmiges Mehrkammer-Profil, vorzugsweise ein Zweikammer-Profil, Anwendung.The profile body can be formed by any profile, including a tubular profile. However, for reasons of strength, a box-shaped multi-chamber profile, preferably a two-chamber profile, is preferably used.
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Als Werkstoffe für den Profilkörper 1 und das Formteil 5 findet beispielsweise Stahl, Aluminium, Magnesium, oder auch Kunststoff Anwendung.Materials used for the profile body 1 and the molded part 5 include steel, aluminum, magnesium, or plastic.
Als Verfahren für die Formgebung des Formteiles 5 kommen die üblichen Verformungs-Verfahren, wie Tiefziehen, IHU, Profilieren zur Anwendung, wobei gerade im Fall der Ausführungsform nach Figur 2 mit dem einstückig angeformten Deformationselement 2 ein Tiefziehen vorteilhaft ist.The usual deformation methods, such as deep drawing, hydroforming, profiling, are used as methods for shaping the molded part 5, whereby deep drawing is particularly advantageous in the case of the embodiment according to Figure 2 with the deformation element 2 formed in one piece.
Das gilt auch für die Ausfuhrungsform nach Fig. 3 mit dem tiefgezogenen, nach außen geschwungenen Deformationselement 2 mit angeformtem Blechteü 5, das gegenüber der Anordnung nach Fig. 2 im wesentlichen auf den Bereich des Deformationselementes begrenzt ist. Die Fig. 6 A zeigt dabei das Basisprofil des Deformationselementes im Bereich des Längsträgers und seine mögliche Befestigung daran.This also applies to the embodiment according to Fig. 3 with the deep-drawn, outwardly curved deformation element 2 with molded sheet metal part 5, which, compared to the arrangement according to Fig. 2, is essentially limited to the area of the deformation element. Fig. 6A shows the base profile of the deformation element in the area of the longitudinal member and its possible attachment to it.
Claims (11)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20000406 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20020307 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20050203 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20070115 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ISE AUTOMOTIVE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: ISE INNOMOTIVE SYSTEMS EUROPE GMBH, 51702 BERGNEUSTADT, DE Effective date: 20070301 |
|
| R071 | Expiry of right | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ISE AUTOMOTIVE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: AUTOMOTIVE GROUP ISE INNOMOTIVE SYSTEMS EUROPE GMBH, 51702 BERGNEUSTADT, DE Effective date: 20081125 |