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EP-4509369-B1 - CRASHBOX FOR A MOTOR VEHICLE BUMPER ASSEMBLY AND A MOTOR VEHICLE BUMPER ASSEMBLY WITH TWO SUCH CRASHBOXES AND A METHOD FOR PRODUCING SUCH A BUMPER ASSEMBLY

EP4509369B1EP 4509369 B1EP4509369 B1EP 4509369B1EP-4509369-B1

Inventors

  • SVANTESSON KÅVIK, TOBIAS

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20230816

Claims (15)

  1. Crash box (1) for a bumper arrangement (2) of a motor vehicle, wherein the crash box (1) comprises at least one outer hollow chamber (5, 6) and at least one inner hollow chamber (7, 8), as well as a vehicle-side end section (9) and a bumper-side front section (10), wherein in the vehicle-side end section (9) the at least one outer hollow chamber (5, 6) is connected to the at least one inner hollow chamber (7, 8) and forms a closed multi-chamber profile, while in the bumper-side front section (10) the at least one outer hollow chamber (5, 6) is separated and spaced apart from the at least one inner hollow chamber (7, 8), characterized in that in the end section (9) the at least one outer hollow chamber (5, 6) and the at least one inner hollow chamber (7, 8) each comprise a partition wall (12, 13) which internally bounds the at least one outer hollow chamber (5, 6) and the at least one inner hollow chamber (7, 8), wherein these partition walls (12, 13) are preferably spaced apart from one another and, together with an upper web (15) and a lower web (16) connecting the at least one outer hollow chamber (5, 6) and the at least one inner hollow chamber (7, 8), form a further hollow chamber (14) in the end region (9).
  2. Crash box according to claim 1, characterized in that in the vehicle-side end section (9) the at least one outer hollow chamber (5, 6) is connected to the at least one inner hollow chamber (7, 8) in a horizontal direction (22) or a vertical direction (28) and forms a closed multi-chamber profile, while in the bumper-side front section (10) the at least one outer hollow chamber (5, 6) is separated and spaced apart from the at least one inner hollow chamber (7, 8) in the horizontal direction (22) or a vertical direction (28).
  3. Crash box according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow chambers (5, 6, 7, 8) are formed as closed over their entire longitudinal extent from a bumper-side end (3) to a vehicle-side end (4).
  4. Crash box according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one outer hollow chamber (5, 6) or the at least one inner hollow chamber (7, 8) is formed to be open over its longitudinal extent in the front section (10), preferably open toward the respective at least one other hollow chamber (7, 8; 5, 6).
  5. Crash box according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one outer hollow chamber (5, 6) in the front section (10) has a longitudinal axis (18) which forms an angle α of less than 40° with a longitudinal axis (19) of the at least one inner hollow chamber (7, 8), wherein the angle α is preferably greater than 3°.
  6. Crash box according to one of the preceding claims, characterized in that in the front section (10) the at least one outer hollow chamber (5, 6) and the at least one inner hollow chamber (7, 8) have a spacing that increases continuously toward the bumper-side end (3).
  7. Crash box according to one of the preceding claims, characterized in that the front section (10) extends over 1/5 to 2/3 of the total length of the crash box (1).
  8. Crash box according to one of the preceding claims, characterized in that in the front section (10) the at least one outer hollow chamber (5, 6) is spaced apart from the at least one inner hollow chamber (7, 8) by a slot (11), which is preferably rounded toward the end section (9), in particular formed with a radius (17), wherein this radius (17) corresponds at least to the wall thickness of the hollow chambers (5, 6, 7, 8) in the end section (9).
  9. Crash box according to one of the preceding claims, characterized in that in the front section (10) webs (15', 16') are arranged on the hollow chambers (5, 6, 7, 8), in which beads serving as deformation elements are provided, wherein these beads preferably extend into the partition walls (12, 13) as well as into upper and/or lower boundary walls (30, 31) of the hollow chambers (5, 6, 7, 8).
  10. Crash box according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow chambers (5, 6, 7, 8) each have a constant width of at least 20 mm over their entire longitudinal extent from the vehicle-side end (4) to the bumper-side end (3).
  11. Bumper arrangement (2) of a motor vehicle comprising two crash boxes (1) according to one of the preceding claims and at least one crossmember (20), via which the two crash boxes (1) are connected to one another.
  12. Bumper arrangement (2) according to claim 11, characterized in that a) the at least one outer hollow chamber (5, 6) is arranged closer to one end of the at least one crossmember (20) than the at least one inner hollow chamber (7, 8), or b) the at least one outer hollow chambers (5, 6) of the crash boxes (1) are arranged above the at least one inner hollow chambers (7, 8).
  13. Bumper arrangement (2) according to claim 11, characterized in that the at least one crossmember (20) has a height that is greater than a cross-sectional height of the vehicle-side end section of the crash boxes (1), wherein the at least one outer hollow chamber (5, 6) of the crash boxes (1) is arranged above the at least one inner hollow chamber (7, 8) and is supported on an upper mounting region of the at least one crossmember (20), while the at least one inner hollow chamber (7, 8) is supported on a lower mounting region of the at least one crossmember (20).
  14. Bumper arrangement according to claim 11, characterized in that the crash boxes (1) are joined to the at least one crossmember (20), preferably by screwing or by material bonding, in particular by welding.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14 mit zwei Crashboxen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bereitstellen von zwei Mehrkammerhohlprofilen (21) mit wenigstens einer äußeren Hohlkammer (5, 6) und wenigstens einer inneren Hohlkammer (7, 8), b) Einbringen eines Schlitzes (11) in einen Frontabschnitt (10) der Mehrkammerhohlprofile (30) zur Trennung und Beabstandung der wenigstens einen äußeren Hohlkammer (5, 6) von der wenigstens einer inneren Hohlkammer (7, 8) und Herstellungzweier Crashboxen, c) Bereitstellung von zwei Crashboxen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d) Fügen der beiden Crashboxen (1) mit dem wenigstens einem Querträger (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Crashbox für eine Stoßfängeranordnung eines Kraftfahrzeuges sowie eine Stoßfängeranordnung eines Kraftfahrzeuges mit zwei solcher Crashboxen und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Stoßfängeranordnung. Crashboxen und Stoßfängeranordnungen finden in der Regel bei allen Kraftfahrzeugen Verwendung und haben die Aufgabe, in einem Crashfall die über die Stoßfängeranordnung eingeleitete Energie in den Crashboxen durch entsprechende Faltung beziehungsweise Deformation der Crashboxen zu absorbieren und überschüssige Energie in den Rahmen beziehungsweise die Fahrzeuglängsträger des Kraftfahrzeuges weiterzuleiten, um so die durch den Crash in das Kraftfahrzeug eingebrachte Energie um die Fahrgastzelle herumzuleiten und Schäden an der Fahrgastzelle zu minimieren und somit das Verletzungsrisiko der Fahrgäste zu reduzieren. Bei den typischen Tests, die eine Stoßfängeranordnung bestehen muss, damit das Fahrzeug die Versicherungstests besteht, muss die Faltung der Crashboxen entsprechenden Vorgaben entsprechen. Daher ist es wichtig, dass Kraftniveau die maximalen Spitzen beim Falten der Crashboxen abstimmen zu können. Neben der Abstimmung der Profilgeometrie der Wandstärken der Nutzung von Trigger-Prägungen sowie deren Position, Menge und Tiefe, müssen aber weitere Vorkehrungen getroffen werden, um die Faltung und Energieabsorption sowie Energieweiterleitung der Crashboxen zu optimieren. Insbesondere dürfen die Fügeverbindungen zwischen den Crashboxen und einem Querträger der Stoßfängeranordnung im Crashfall keinen Schaden nehmen und nicht zerstört werden, damit sich die Crashboxen entsprechend den Vorgaben falten und überschüssige Energie in den Rahmen beziehungsweise die Fahrzeuglängsträger des Kraftfahrzeuges weitergeleitet wird. Aus der Druckschrift WO 2007/121896 A2 ist beispielsweise eine Stoßfängeranordnung mit einer Crashbox bekannt, wobei die dortige Crashbox zu einem Mittelbereich eines Querträger der dortigen Stoßfängeranordnung hingebogen und mit dem dortigen Querträger verschraubt ist. Allerdings erfahren bei dieser Stoßfängeranordnung die Verschraubungen der Crashbox mit dem Querträger im Crashfall, bei dem die Hauptkraft zwischen den beiden Crashboxen in den Querträger der Stoßfängeranordnung eingebracht wird, eine extrem hohe Belastung, sodass die Gefahr besteht, dass die Verschraubungen im Crashfall Schaden nehmen und gegebenenfalls sogar gänzlich zerstört werden und somit eine Faltung der Crashbox entsprechend den Vorgaben nicht mehr gewährleistet werden kann. In der Folge ist auch eine gezielte Weiterleitung von Crashenergie in den Fahrzeugrahmen um die Fahrgastzelle herum nicht mehr sichergestellt. Hierdurch kann sich das Verletzungsrisiko für Personen in der Fahrgastzelle deutlich erhöhen. Weiterhin ist aus der WO 94/27841 A1 eine Stoßfängeranordnung bekannt, bei der die Kontaktfläche zwischen einer Crashbox und einem Querträger der Stoßfängeranordnung im Fügebereich reduziert wird. Auch hier erfahren die Fügebereiche im Crashfall, bei dem die Hauptkraft zwischen den beiden Crashboxen in den Querträger der Stoßfängeranordnung eingebracht wird, extrem hohe Belastungen, die zu Schäden in den und gegebenenfalls zur Zerstörung der Fügeverbindungen führen können. In der Folge ist auch bei dieser Stoßfängeranordnung eine gezielte Weiterleitung von Crashenergie in den Fahrzeugrahmen um die Fahrgastzelle herum nicht mehr sichergestellt. Hierdurch kann sich wiederum das Verletzungsrisiko für Personen in der Fahrgastzelle deutlich erhöhen. Ferner zeigt die EP 0 894 675 A1 eine Stoßfängeranordnung mit einer aus einem Einkammerprofil bestehenden Crashbox. Dabei sind eine Innenwand und eine Außenwand der Crashbox von dieser weg gebogen und mit einem Querträger der Stoßfängeranordnung ebenso gefügt, wie eine Unterwand und eine Oberwand der Crashbox. Auch hier erfahren die Fügebereiche im Crashfall, bei dem die Hauptkraft zwischen den beiden Crashboxen in den Querträger der Stoßfängeranordnung eingebracht wird, hohe Belastungen, die zwar über einen größeren Bereich des Querträgers verteilt sind aber trotzdem auch zu Schäden in den und gegebenenfalls zur Zerstörung der Fügeverbindungen führen können. Insbesondere auch deshalb, da das Faltverhalten der zum Querträger geöffneten Hohlkammer der Crashbox deutlich ungünstiger und weniger vorhersehbar ist. In der Folge ist auch bei dieser Stoßfängeranordnung eine gezielte Weiterleitung von Crashenergie in den Fahrzeugrahmen um die Fahrgastzelle herum nicht mehr sichergestellt. Hierdurch kann sich auch bei dieser Stoßfängeranordnung wiederum das Verletzungsrisiko für Personen in der Fahrgastzelle deutlich erhöhen. Die US 2015/108775 A1 offenbart eine Crashbox mit polygonalem Querschnitt, welche zwischen einem Bumperträger und einer Fahrzeugkarosserie so angeordnet ist, dass ihre Achsrichtung der Längsrichtung des Fahrzeugs entspricht. Sie besitzt äußere und innere Seitenwände, die zur Energieabsorption beim Aufprall balgartig zusammengedr