DE10130794A1

DE10130794A1 - Structural part of a motor vehicle body and method for its production

Info

Publication number: DE10130794A1
Application number: DE2001130794
Authority: DE
Inventors: Michael Seifert; Franz Trubert; Harry Koeder
Original assignee: Magna IHV Gesellschaft fur Innenhochdruck Verfahren mbH
Current assignee: Magna IHV Gesellschaft fur Innenhochdruck Verfahren mbH
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-02
Also published as: WO2003000441A1

Abstract

The invention relates to a structural part of a motor vehicle body, having a long, tubular and spatially curved form and a flange for applying additional parts. The aim of the invention is to produce and assemble the entire vehicle in such a way that it weighs little, and involves minimum cost and effort. To this end, the structural part (1) consists of a closed, continuous extruded profile (20) which is subjected to a pre-deformation process, followed by a deformation process according to the internal high pressure moulding method (Innenhochdruckverfahren: IHU). The part is first placed in an intermediate mould and the flange is oriented, the end form is obtained using the internal high pressure moulding method, and the flange (6) is fixed according to the requested dimensions in relation to the course and direction (38), along the structural part (1). The invention also relates to a structural part produced according to said method.

Description

Die Erfindung betrifft einen Strukturteil eines Kraftfahrzeugkörpers langer, rohrförmiger und räumlich gebogener Gestalt mit einem Flansch zur Anbringung von Anbauelementen, etwa einen Längs- oder Querträger, einen Schweller oder Dachlängsholm, oder eine A-Säule, eine B-Säule eine C- Säule oder eine Kombination dieser. Die Säulen können über die ganze Höhe des Fahrzeuges reichen, oder nur über einen Teil derer. The invention relates to a structural part of a motor vehicle body of long, tubular and spatially curved shape with a flange for Attachment of add-on elements, such as a longitudinal or cross member, one Sill or longitudinal roof spar, or an A pillar, a B pillar a C- Pillar or a combination of these. The pillars can cover the entire height of the vehicle, or only over part of it.

Im Kraftfahrzeugbau wird nicht nur geringes Gewicht bei Erfüllung aller statischen und dynamischen Festigkeitsanforderungen angestrebt, sondern auch ein Minimum an Kosten und Arbeitsaufwand bei der Herstellung der Strukturteile und beim Zusammenbau des Gesamtfahrzeuges. In automotive engineering, not only is light weight when everyone is fulfilled static and dynamic strength requirements, but aimed also a minimum of cost and labor in the manufacture of the Structural parts and when assembling the entire vehicle.

Ein derartiger Strukturteil ist aus der EP 566 460 B1 bekannt. Er ist nur ein Dachholm, der aus einem geschlossenen rohrförmigen Aluminiumprofil konstanten Querschnittes mit Flansch besteht, an dem später im Verlauf der Montage verschiedene Teile des Kraftfahrzeuges angebracht werden. Der konstante Querschnitt verursacht wegen der über die Länge variierenden Beanspruchung zu stellenweiser Überdimensionierung und damit zu Übergewicht. Die Schweissverbindungen mit den anderen Strukturteilen sind aufwendig, besonders an dessen beiden Enden, nicht zuletzt wegen der sehr auch wegen des Flansches sehr grossen Biegeradien. Such a structural part is known from EP 566 460 B1. He is only one Roof spar made of a closed tubular aluminum profile constant cross-section with flange, on which later in the course of Assembling various parts of the motor vehicle are attached. The constant cross section caused due to the varying over the length Strain to oversize in places and thus too Overweight. The welded joints with the other structural parts are expensive, especially at both ends, not least because of the very also because of the flange very large bending radii.

Aus der DE 195 06 160 ist eine aus mehreren einzeln durch Innenhochdruckverformung querschnittsoptimierten Strukturteilen zusammengesetzte Baugruppe bekannt, wobei die einzelnen Strukturteile, darunter auch Knotenteile, aus Aluminium-Rohrprofilen bestehen, die stranggepresst oder anders gefertigt sein können. Diese Teile werden dann zusammengesteckt, was arbeitsaufwendig und ungenau ist. Flansch, insbesondere sich in Längsrichtung erstreckende, sind nicht vorgesehen. Man darf annehmen, dass man davor zurückgeschreckt ist, Hohlprofile mit abstehendem Flansch einer Innenhochdruckverformung zu unterwerfen. From DE 195 06 160 one of several is through individually Internal high-pressure deformation of cross-section-optimized structural parts Assembly known, the individual structural parts, including Knot parts, made of aluminum tube profiles, which are extruded or can be made differently. These parts are then put together what is labor intensive and imprecise. Flange, especially in Longitudinal ones are not provided. One can assume that one has shrunk from it, hollow profiles with a projecting flange Subject to internal high pressure deformation.

Aus der DE 36 10 769 A1 ist es weiters bekannt, ein Aluminium-Strangpressprofil zur Bildung von Dachholmen zu verwenden, dessen über die Länge konstanter Querschnitt Ausformungen für die Aufnahme der später eingeklebten Dachplatte bzw. Verglasung und von Dichtungen aufweist. Erwähnt ist die Möglichkeit, die Dachholme im vorderen und hinteren Bereich nach unten zu ziehen, wo sie Fensterholme bilden. Dazu muss das Profil allerdings gebogen werden, was wegen der Ausformungen des Querschnittes nur mit sehr großen Biegeradien erfolgen kann. Aber auch dann ist die für die spätere Montage erforderliche Maßhaltigkeit der Ausformungen nicht gewährleistet. From DE 36 10 769 A1 it is also known a To use extruded aluminum profile to form roof spars, its over the Length constant cross-section formations for receiving the later has glued roof plate or glazing and of seals. Mentioned is the possibility of the roof spars in the front and rear area pull down where they form window spars. To do this, the profile however, what is bent because of the shape of the cross section can only be done with very large bending radii. But even then it is for the later assembly does not require the dimensional accuracy of the formations guaranteed.

Aus der WO 97/30882 schließlich ist noch ein aus gebogenen Stahlprofilen konstanten Querschnittes hergestelltes Fahrzeug-Gerippe bekannt, bei dem A-Säule, Dachlängsholm und C-Säule von einem einzigen rohrförmigen Strukturteil gebildet ist. Zur Gewichtersparnis werden hier einfach geformte dünnwandige flanschlose Profile aus einem härtbaren Stahl eingesetzt. Die Möglichkeit, Innenhochdruckverformung anzuwenden ist am Rande erwähnt. Finally, from WO 97/30882 is one made of bent steel profiles constant cross-section manufactured vehicle frame known A-pillar, longitudinal roof spar and C-pillar from a single tubular Structural part is formed. Simply shaped ones are used here to save weight thin-walled, flangeless profiles made of hardenable steel. The The possibility of using internal high pressure deformation is mentioned in the margin.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Strukturteil vorzuschlagen, das geringes Gewicht bei Erfüllung aller Festigkeitsanforderungen und ein Minimum an Kosten und Arbeitsaufwand bei Herstellung und Zusammenbau des Gesamtfahrzeuges ergibt. Das schließt die Aufgabe ein, ein Verfahren zur Herstellung solcher Teile zu finden. It is therefore an object of the invention to propose a structural part that low weight when meeting all strength requirements and a Minimum costs and labor involved in the manufacture and assembly of the Total vehicle results. This includes the task of a process for Finding manufacture of such parts.

Erfindungsgemäß besteht der Strukturteil aus einem durchlaufenden geschlossenen Strangpressprofil, das nach dem Innenhochdruckverfahren verformt ist, sodass dessen Querschnitt über die Länge variiert, steht der Flansch vom rohrförmigen Teil ab, und ist bei der Verformung nach dem Innenhochdruckverfahren dessen Verlauf und die Richtung seines Abstehens über die Länge des Strukturteiles maßhaltig festgelegt. According to the invention, the structural part consists of a continuous one closed extruded profile, which uses the internal high-pressure process is deformed so that its cross section varies over its length, the flange stands from the tubular part, and is in the deformation after the Interior high pressure process whose course and the direction of its protrusion over the Length of the structural part fixed true to size.

Das Strangpressprofil wird somit zuerst gebogen, die Positionierung des Flansches findet erst bei der Bearbeitung im Innenhochdruckverfahren statt. Dadurch ist der Flansch in Lage und Abstehwinkel masshaltig und kann so beim Zusammenbau ohne Nacharbeit verwendet werden. So wird eine signifikante Zeitersparnis erreicht. Beim Biegen ist entweder noch gar kein Flansch vorhanden, was kleine Biegeradien erlaubt, oder wenn er vorhanden ist und auf der konkaven Seite der Biegung liegt, kann seine Verformung aus der Ebene wieder gerichtet werden. The extruded profile is thus bent first, the positioning of the Flange only takes place during processing using the internal high-pressure process. As a result, the flange is dimensionally stable and the protrusion angle can be done can be used during assembly without rework. This is how one becomes significant time savings achieved. When bending, there is either none at all Flange available, which allows small bend radii, or if it exists and is on the concave side of the bend, its deformation can the level again.

Wenn auch der Flansch das Profil auf seiner Länge begleitet, kann er doch stellenweise unterbrochen sein (Anspruch 2), beispielsweise wenn der Strukturteil ein Dachlängsholm ist, etwa in der Mitte für den Anschluss einer B-Säule mittels Schweissung. In Zonen starker Biegung kann der Flansch sogar ausgeklinkt sein (Anspruch 3). If the flange accompanies the profile along its length, it can be interrupted in places (claim 2), for example if the Structural part is a longitudinal roof spar, approximately in the middle for connecting one B-pillar by means of welding. The flange can be used in areas with strong bending even be released (claim 3).

In einer vorteilhaften Ausbildung bildet der Strukturteil den Dachlängsholm und zumindest teilweise auch eine Säule eines Kraftfahrzeugkörpers (Anspruch 4). Das kann entweder die A-Säule oder die C-Säule sein, oder beide (Anspruch 5). Zumindest teilweise bedeutet, dass entweder nur der Teil der Säule in Fensterhöhe einbezogen ist oder ihre ganze Höhe bis zum Schweller. Man erhält so ein einziges ununterbrochenes Strukturteil, das dank des Grundgedankens der Erfindung auch relativ enge Biegeradien erlaubt. Dadurch wird beim Zusammenbau des Fahrzeugkörpers eine erhebliche Zeitersparnis erreicht. In an advantageous embodiment, the structural part forms the longitudinal roof spar and at least partially a pillar of a motor vehicle body (Claim 4). This can be either the A pillar or the C pillar, or both (Claim 5). At least partially means that either only part of the Column is included at window height or its entire height up to Sill. You get a single uninterrupted structural part, which thanks to the The basic idea of the invention also allows relatively narrow bending radii. As a result, when assembling the vehicle body becomes a considerable one Time saved.

In einer ersten Grundausführungsform ist der Querschnitt des Strangpressprofiles, von dem bei der Herstellung ausgegangen wird, annähernd symmetrisch, wobei der Flansch in Richtung der Symmetrale absteht (Anspruch 6). Es handelt sich also um ein Strangpressprofil, das bereits mit Flansch hergestellt ist. Die Symmetrie erleichtert das darauffolgende Einlegen in das Werkzeug zur Innenhochdruckverformung und das dreidimensionale Biegen. Die Richtung des Flansches ergibt minimale Verformung des Flansches aus seiner Ebene beim Biegen, vor allem wenn dieser in der Biege-Druckzone liegt. In a first basic embodiment, the cross section of the Extruded profile, which is assumed in the manufacture, approximately symmetrical, with the flange protruding in the direction of the symmetry (Claim 6). So it is an extruded profile that is already with Flange is made. The symmetry facilitates the following Insert in the tool for internal high pressure deformation and that three-dimensional bending. The direction of the flange results in minimal deformation of the Flange out of its plane when bending, especially when this is in the Bending pressure zone lies.

Vorzugsweise ist der Querschnitt des Strangpressprofiles annähernd quadratisch, steht der Flansch in der Symmetrale einer Quadratseite ab, und ist die Quadratseite beiderseits des Flansches geneigt, sodass sie mit dem Flansch einen stumpfen Winkel bildet (Anspruch 7). Der annähernd quadratische Querschnitt erleichtert das dreidimensionale Biegen, vereinfacht gegebenenfalls Schweissstöße und gibt satte Anlageflächen für die spätere Befestigung von plattenförmigen Teilen des Aufbaues. Die Neigung erleichtert das Einlegen in das Werkzeug zum Innenhochdruckverformen. The cross section of the extruded profile is preferably approximately square, the flange protrudes in the symmetry of a square side, and is the Square side inclined on either side of the flange so that it is flush with the flange forms an obtuse angle (claim 7). The almost square Cross-section facilitates three-dimensional bending, simplified if necessary, welding butts and gives full contact surfaces for later attachment of plate-shaped parts of the structure. The inclination makes it easier Insert into the tool for hydroforming.

Fallweise ist es vorteilhaft, wenn der Querschnitt des Strangpressprofiles, von dem bei der Herstellung ausgegangen wird, im wesentlichen kreisförmig ist (Anspruch 8), er kann also auch ellipsisch oder tropfenförmig sein. Ist er insbesondere tropfenförmig, ist der Flansch an dem Umfangsteil mit dem kleinsten Krümmungsradius angeordnet (Anspruch 9). Das erleichtert wieder das dreidimensionale Biegen und das Einlegen in das Werkzeug zum Innenhochdruckverformen. In some cases it is advantageous if the cross section of the extruded profile, which is assumed to be in the production, essentially circular is (claim 8), it can also be elliptical or drop-shaped. Is he in particular teardrop-shaped, the flange is on the peripheral part with the smallest radius of curvature arranged (claim 9). That makes it easier again the three-dimensional bending and insertion into the tool for Internal high-pressure forming.

In einer zweiten Grundausführungsform ist der Flansch in das Strangpressprofil eingesetzt und wird erst bei der Verformung nach dem Innenhochdruckverfahren in diesem festgelegt (Anspruch 10). Durch das spätere Einsetzen des Flansches behindert er das Biegen nicht beziehungsweise kann er dabei nicht beschädigt werden, und kann der Abstehwinkel leicht den Erfordernissen entsprechen über die Länge des Strukturteiles in verschiedenen Richtungen abstehen. In a second basic embodiment, the flange is in the Extruded profile is used and is only in the deformation after the Internal high-pressure process specified in this (claim 10). By the later Inserting the flange does not hinder the bending or can it is not damaged, and the protruding angle can easily Requirements correspond over the length of the structural part in different Stick out directions.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Strangpressprofil, von dem bei der Herstellung ausgegangen wird, im Querschnitt aus einer Aussenwand und aus einer sich ins Innere erstreckenden Blase, wobei die Aussenwand unterbrochen und deren voneinander beabstandete Unterbrechungskanten durch die Blase verbunden sind, und dass der Flansch aus einem Flanschteil und einem Wurzelteil besteht, wobei der Wurzelteil sich in der Blase befindet (Anspruch 11). Die Blase ergänzt das Profil trotz der unterbrochenen Aussenwand zu einem geschlossenen Profil, er verstärkt dieses sogar, ohne aber beim Biegen hinderlich zu sein. In sie wird der Wurzelteil nach dem Biegen entweder in Querrichtung eingesteckt oder in Profillängsrichtung eingeschoben. In beiden Fällen ist die Winkellage des Flansches noch nicht endgültig festgelegt, sie wird es erst beim späteren Innenhochdruckverformen. In a preferred embodiment, the extruded profile consists of which is assumed in the manufacture, in cross section from a Outer wall and a bladder extending inside, the Outside wall interrupted and their spaced apart Break edges are connected by the bladder, and that the flange is out a flange part and a root part, the root part in the bladder is (claim 11). The bubble complements the profile despite the interrupted outer wall to a closed profile, he reinforces this even without being a hindrance to bending. In it becomes the root part after bending, either inserted in the transverse direction or in Longitudinal profile inserted. In both cases, the angular position of the flange not yet finalized, it will only become so later Internal high-pressure forming.

Eine besonders nützliche Ausbildung wird erreicht, wenn im Querschnitt der Wurzelteil des Flansches poligonal und die Blase rund ist (Anspruch 12). Der verdickte Wurzelteil wird in Längsrichtung in die Blase eingeschoben und bleibt um einen beträchtlichen Winkel schwenkbar. Das erleichtert zunächst das Einlegen in das Werkzeug zum Innenhochdruckverformen und hat noch eine ganz besondere Wirkung: Beim Innenhochdruckverformen wird die Blase so zusammengedrückt, dass sie sich an den poligonalen Wurzelteil anlegt und diesen so festlegt. A particularly useful training is achieved if the cross section of the Root part of the flange is poligonal and the bubble is round (claim 12). The thickened root part is inserted lengthways into the bladder and remains pivotable through a considerable angle. That makes it easier at first inserting into the tool for hydroforming and still has A very special effect: When molding with internal high pressure, the Bladder squeezed so that it attaches to the poligonal root part creates and defines this.

Im Prinzip ist der erfindungsgemäße Strukturteil nicht an einen bestimmten Werkstoff gebunden, solange dieser die erforderlichen Eigenschaften aufweist. Wenn er aus einem Leichtmetall-Strangpressprofil besteht (Anspruch 13), treten seine Vorteile durch die Anpassung des Querschnittes an die Belastung besonders deutlich hervor. In principle, the structural part according to the invention is not specific to one Bound material as long as it has the required properties having. If it consists of a light metal extruded profile (claim 13), its advantages occur by adapting the cross section to the Stress particularly clearly.

Die Erfindung handelt auch von einem Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen und räumlich gebogenen Strukturteiles aus einem Strangpressprofil, das die Möglichkeiten der erfindungsgemäßen Lösung hinsichtlich Kostensenkung und Masshaltigkeit in vollem Maße ausschöpft. Es besteht der Reihe nach in den folgenden zwei Grundschritten:
Das abgelängte Strangpressprofil wird in die gewünschte dreidimensionale Form gebogen, sodann wird es der Verformung nach dem Innenhochdruckverfahren unterworfen, wobei der Flansch beim Einlegen in das dazu dienende Werkzeug positioniert wird (Anspruch 14). Erst durch die Positionierung des Flansches im Werkzeug ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe lösbar. Die beiden Grundschritte können durch Zwischenschritte ergänzt und das Innenhochdruckverfahren kann auch in mehreren Schritten ausgeübt werden. The invention also relates to a method for producing a tubular and spatially curved structural part from an extruded profile, which fully exploits the possibilities of the solution according to the invention with regard to cost reduction and dimensional accuracy. It consists of the following two basic steps:
The cut extruded profile is bent into the desired three-dimensional shape, then it is subjected to the deformation according to the internal high-pressure process, the flange being positioned when it is inserted into the tool used for this purpose (claim 14). The object on which the invention is based can only be achieved by positioning the flange in the tool. The two basic steps can be supplemented by intermediate steps and the hydroforming process can also be carried out in several steps.

Wenn das Strangpressprofil im Querschnitt einen abstehenden Flansch aufweist, wird mit Vorteil vor dem Biegen der Flansch stellenweise unterbrochen (Anspruch 15) beziehungsweise ausgeschnitten. Das erleichtert bei kleineren Biegeradien das Biegen und schützt den Flansch vor dem Reissen, wenn er in der Zugzone liegt, und vor seitlichem Ausbrechen, wenn er in der Druckzone liegt. If the extruded profile has a protruding flange in cross section is advantageous in places before bending the flange interrupted (claim 15) or cut out. That makes it easier for smaller bending radii and protects the flange from tearing, if it is in the train zone and before breaking out sideways if it is in the Pressure zone.

Beim Einlegen des gebogenen Strangpressprofiles in die Form für die Verformung nach dem Innenhochdruckverfahren wird in einer Variante so vorgegangen, dass der Flansch in eine Nut des Werkzeuges eingelegt wird (Anspruch 16). Das Werkzeug besteht mindestens aus einem Oberteil und einem Unterteil, die vor dem Einbringen des hydraulischen Druckes geschlossen werden. Naturgemäß wird die Nut im Unterwerkzeug vorgesehen sein. Sie kann von einer ebenen oder nicht ebenen Trennfläche normal einwärts gehen oder auch in einem Winkel, je nach der beim Biegen gegebenen Form, dem gewünschten Verlauf des Flansches und den geometrischen Erfordernissen beim Einlegen. When inserting the bent extruded profile into the mold for the Deformation according to the high pressure process is one way proceeded that the flange is inserted into a groove of the tool (Claim 16). The tool consists of at least one upper part and one Lower part, which closed before the application of hydraulic pressure become. The groove will naturally be provided in the lower tool. she can go in normally from a flat or non-flat interface or also at an angle, depending on the shape given when bending, the desired course of the flange and the geometric requirements when inserting.

In einer anderen Variante wird beim Einlegen des gebogenen Strangpressprofiles in die Form für die Verformung nach dem Innenhochdruckverfahren der Flansch in eine Vertiefung in der Trennfläche einer der beiden Hälften des Werkzeuges eingelegt, sodass der Flansch beim Schließen des Werlczeuges zusammengedrückt wird (Anspruch 17). Dadurch kann beim Schließen des Werkzeuges der Flansch nicht nur genau positioniert, sondern auch eventuelles welliges Ausbeulen beim Biegen wieder geebnet werden. Bei bestimmten Werkstoffen und unter ausreichendem mechanischen Druck zwischen den beiden Formhälften kann der Flansch so auch gehärtet werden. In another variant, when inserting the bent Extruded profile in the mold for the deformation after High pressure process the flange into a recess in the interface of one of the two Halves of the tool inserted so that the flange when closing the Werlczeuges is compressed (claim 17). This allows the Closing the tool not only positioned the flange precisely, but any wavy bulges when bending are also leveled out. With certain materials and under sufficient mechanical pressure the flange can also be hardened between the two mold halves.

Wenn im Querschnitt das Strangpressprofil eine sich nach innen erstreckende Blase und der Flansch eine Wurzel aufweist, ist das Verfahren mit Vorteil dadurch ergänzt, dass vor dem Biegen die Wurzel des Flansches in die Blase eingeführt (Anspruch 18), und gegebenenfalls dann der Flansch unterbrochen und erst dann gebogen wird. Mit Vorteil erfolgt das Einführen der Wurzel des Flansches in die Blase in Richtung der Längserstreckung des Strukturteiles (Anspruch 19). Weiters wird bei der darauffolgenden Verformung nach dem Innenhochdruckverfahren die Blase zusammengedrückt und die Wurzel des Flansches so mit der Blase fest verbunden (Anspruch 20). If the extruded profile has an inwardly extending cross section Bladder and the flange has a root, the procedure is advantageous complemented by the fact that before bending the root of the flange into the bladder introduced (claim 18), and then optionally interrupted the flange and only then is bent. The root is advantageously introduced of the flange in the bladder in the direction of the longitudinal extent of the Structural part (claim 19). Furthermore, the following deformation follows the bladder and the root of the flange so firmly connected to the bladder (claim 20).

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar: In the following the invention is described with reference to figures and explained. They represent:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Strukturteiles in Seitenansicht, Fig. 1 shows an embodiment of a structural member according to the invention in side view,

Fig. 2 denselben Teil in Ansicht von vorne, Fig. 2 shows the same part in a view from the front,

Fig. 3a) bis f) Querschnitte durch denselben an verschiedenen Stellen, Fig. 3a) to f) are cross-sections through the same at different points,

Fig. 4 Detail IV in Fig. 1, vergrößert, . Fig. 4 detail IV in Figure 1, enlarged,

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Ausgangsprofil zu Fig. 1, Fig. 5 is a cross-section of the initial profile to Fig. 1,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein anderes Ausgangsprofil zu Fig. 1, Fig. 6 shows a cross section through a different output profile to Fig. 1,

Fig. 7 einen Querschnitt zu Fig. 6 nach der Bearbeitung. Fig. 7 shows a cross section to Fig. 6 after processing.

Fig. 1 und 2 zeigen einen insgesamt mit 1 bezeichneten Strukturteil eines Kraftfahrzeugkörpers, bestehend aus dem oberen Teil einer A-Säule 2, einem Dachlängsholm 3 und einem oberen Teil einer C-Säule 4, die aus einem durchlaufenden geschlossenen Profil hergestellt sind. Am Übergang von der A-Säule 2 zum Dachlängsholm 3 ist eine Stelle 7 stärkerer Krümmung. In Fig. 2 ist zu erkennen, dass der Strukturteil 1 auch in die dritte Dimension gebogen ist, insbesondere endet die C-Säule 4 in einem Fuß 5 der S-förmig stark einwärts gebogen ist. Der Strukturteil 1 besitzt im wesentlichen über seine gesamte Länge einen Flansch 6. Der Flansch 6 ist bei 8 unterbrochen, um später das Anschweißen einer in Fig. 1 strichliert angedeuteten B-Säule 9 zu erleichtern. Fig. 1 and 2 show a structural part of a motor vehicle body as a whole designated by 1, consisting of the upper part of an A-pillar 2, a roof side member 3 and an upper portion of a C pillar 4, which are made of a continuous closed profile. At the transition from the A-pillar 2 to the longitudinal roof spar 3 there is a point 7 of greater curvature. In Fig. 2 it can be seen that the structural part 1 is also bent into the third dimension, in particular the C-pillar 4 ends in a foot 5 which is strongly S-shaped bent inwards. The structural part 1 has a flange 6 essentially over its entire length. The flange 6 is interrupted at 8 , in order later to facilitate the welding of a B-pillar 9, indicated by dashed lines in FIG. 1.

Fig. 3 zeigt verschiedene Querschnitte durch den Strukturteil 1 an Stellen, die in Fig. 1 mit Kleinbuchstaben a bis f bezeichnet sind. Im Schnitt a ist der Querschnitt des Profiles noch annähernd symmetrisch und der Flansch 6 ragt im Winkel der Symmetrale 23 ab. In Schnitt b ist der Querschnitt durch Innenhochdruckverformung bereits erheblich verändert und der Flansch 6' ist um einen Winkel 11 gegenüber seiner Richtung in Schnitt a geneigt. In Schnitt c ist der Flansch 6" in der entgegengesetzten Richtung um einen Winkel 12 geneigt. Der Schnitt d zeigt den Querschnitt dort, wo wegen der B-Säule 9 der Flansch 6 unterbrochen ist, er ist an dieser Stelle ausgeschnitten. In den Schnitten e und f ist zu sehen, dass die Lage und Richtung des Flansches 6''', 6"" jeweils eine andere ist. FIG. 3 shows different cross sections through the structural part 1 at locations which are designated with lower case letters a to f in FIG. 1. In section a, the cross section of the profile is still approximately symmetrical and the flange 6 protrudes at the angle of the symmetry 23 . In section b, the cross section has already been changed considerably by internal high-pressure deformation and the flange 6 'is inclined at an angle 11 with respect to its direction in section a. In section c, the flange 6 ″ is inclined in the opposite direction by an angle 12. The section d shows the cross section where the flange 6 is interrupted because of the B-pillar 9 , it is cut out at this point. In the sections e and f it can be seen that the position and direction of the flange 6 ''', 6 "" is different in each case.

In Fig. 4 ist die gekrümmte Zone 7 der Fig. 1 genauer zu sehen. Der Flansch 6 ist hier mit Ausklinkungen 14 versehen, so daß dazwischen trapezförmige Lappen 15 bleiben, sie könnten auch dreieckig sein. Dieses Ausklinken wird vor dem Biegen des noch unverformten Profiles konstanten Querschnittes vorgenommen. In FIG. 4, the curved region 7 is the FIG. To see more detail. 1 The flange 6 is provided here with notches 14 so that trapezoidal tabs 15 remain between them, they could also be triangular. This notching is carried out before bending the still undeformed profile of constant cross section.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines derartigen Profiles 20 im Querschnitt. Es handelt sich um ein stranggepreßtes Profil, von dem bei der Herstellung ausgegangen wird. Es ist ungefähr quadratisch, hat drei gerade Quadratseiten 21, die über Ausrundungen 22 ineinander übergehen und an einer weiteren Quadratseite als integrierenden Bestandteil des Profiles einen Flansch 6. Er liegt in der Symmetrale 23 und ragt nach außen. Beiderseits des Flansches 6 sind dachartig geneigte Seiten 24 vorgesehen, die jeweils mit dem Flansch 6 einen stumpfen Winkel 25 einschließen. Sie erleichtern das Einlegen in das Werkzeug zur Innenhochdruckverformung. Fig. 4 shows an embodiment of such a profile 20 in cross section. It is an extruded profile that is used in the manufacture. It is approximately square, has three straight square sides 21 which merge into one another via fillets 22 and a flange 6 on an additional square side as an integral part of the profile. It lies in symmetry 23 and protrudes outwards. On both sides of the flange 6 , roof-like inclined sides 24 are provided, each enclosing an obtuse angle 25 with the flange 6 . They make it easier to insert them into the tool for internal high pressure deformation.

Das beschriebene Profil sei bereits gebogen und liegt bereits in dem Werkzeug für die Innenhochdruckverformung. Auch dieses ist in Fig. 5 angedeutet. Das Werkzeug besteht aus einem Unterwerkzeug 30, das von einer Trennfläche 32 ausgehend eine Gravur 31 aufweist. Die Trennfläche 32 ist jeweils die Fläche, die entweder mit dem Werkstück oder mit dem Oberwerkzeug 33 während der Innenhochdruckverformung in Berührung kommt. Die Gravur ist der Teil der Form, an dem das Profil durch die Wirkung des Innenhochdruckes zur Anlage gebracht wird. Das gilt auch für das Oberwerkzeug 33 mit der Gravur 34 und der Trennfläche 35. The profile described is already bent and is already in the tool for internal high pressure deformation. This is also indicated in FIG. 5. The tool consists of a lower tool 30 , which has an engraving 31 starting from a separating surface 32 . The separating surface 32 is in each case the surface which comes into contact with either the workpiece or the upper tool 33 during the internal high pressure deformation. The engraving is the part of the form on which the profile is brought into contact by the effect of the internal high pressure. This also applies to the upper tool 33 with the engraving 34 and the separating surface 35 .

Die Trennfläche 32 des Unterwerkzeuges 30 weist eine Vertiefung 36 auf, in der der Flansch 6 des Profiles Platz findet. Diese Vertiefung ist etwas seichter als die Dicke des Flansches 6. Dadurch wird beim Schließen des Werkzeuges der Flansch 6 mit dem Schließdruck des Oberwerkzeuges 33 beaufschlagt. Dadurch werden zunächst eventuelle Unebenheiten des Flansches 6 gerichtet, wird weiters der Flansch im Werkzeug fest gespannt und kann wenn gewünscht, und wenn das Profil aus Leichtmetall besteht, sogar eine Verfestigung des Flansches 6 durch Kaltverformung herbeigeführt werden. Das Einklemmen des Flansches 6 hat den Zweck, dessen Verschiebung beim Innenhochdruckverformen zu verhindern. The separating surface 32 of the lower tool 30 has a recess 36 in which the flange 6 of the profile can be placed. This depression is somewhat shallower than the thickness of the flange 6 . As a result, when the tool is closed, the flange 6 is acted upon by the closing pressure of the upper tool 33 . As a result, any unevenness in the flange 6 is initially straightened, the flange is further clamped firmly in the tool and, if desired, and if the profile is made of light metal, even a hardening of the flange 6 can be brought about by cold working. The clamping of the flange 6 has the purpose of preventing its displacement during the hydroforming.

Soweit wurde von ebenen Trennflächen 32, 35 einer ebenen Vertiefung 36 ausgegangen. Das ist aber nicht nötig. Insbesondere nicht für die Vertiefung 36. Wenn sie und der entsprechende Teil 37 des Oberwerkzeuges 33 um einen Winkel 38 geneigt sind, wird beim Schließen des Werkzeuges der Flansch 6 gebogen, sodaß er um den Winkel 38 zur Symmetrale 23 geneigt ist. Dadurch kann bereits vor der eigentlichen Innenhochdruckverformung der Flansch in Lage und Richtung verändert werden. To this extent, flat parting surfaces 32 , 35 of a flat depression 36 were assumed. But that is not necessary. Especially not for recess 36 . If they and the corresponding part 37 of the upper tool 33 are inclined by an angle 38 , the flange 6 is bent when the tool is closed, so that it is inclined by the angle 38 to the symmetry 23 . As a result, the flange can be changed in position and direction before the actual internal high-pressure deformation.

Fig. 6 und 7 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Strukturteiles. Fig. 6 zeigt diesen nach dem Biegen, jedoch vor der Innenhochdruckverformung. Es handelt sich ebenfalls um ein Strangpressprofil 40, das aus einer im wesentlichen oder angenähert kreisförmigen Aussenwand 41 mit einem Teil 42 kleineren Krümmungsradius und einer einwärts gerichteten Blase 45 besteht. Das Profil ist somit ungefähr tropfenförmig und beseitzt eine mit 43 bezeichnete Symmetrale, in der auch ein Flansch als integrierender Teil des Profiles anschließen könnte. Hier aber ist die Aussenwand 41 an der Stelle 42 mit der kleinsten Krümmung aufgeschnitten, sodaß beiderseits der Symmetrale Unterbrechungskanten 44 und 44' entstehen, die voneinander beabstandet sind. Verbunden sind sie durch die in das Innere der Aussenwand 41 ragenden Blase 45, deren Innenwand kreisförmig ist. FIGS. 6 and 7 show another embodiment of a structural member according to the invention. Fig. 6 shows this after bending, but before the internal high pressure deformation. It is also an extruded profile 40 , which consists of an essentially or approximately circular outer wall 41 with a part 42 having a smaller radius of curvature and an inwardly directed bladder 45 . The profile is thus approximately teardrop-shaped and eliminates a symmetry designated 43 in which a flange could also connect as an integrating part of the profile. Here, however, the outer wall 41 is cut open at the point 42 with the smallest curvature, so that on both sides of the symmetrical interrupting edges 44 and 44 'are formed, which are spaced apart from one another. They are connected by the bladder 45 protruding into the interior of the outer wall 41 , the inner wall of which is circular.

In diese Blase 45 ist nun ein Flansch 46 mit seinem Wurzelteil 47 eingeschoben. Der Wurzelteil 47 ist im Querschnitt polygonal, im gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt er drei Kanten 48. Der Flansch 46 selbst ragt zwischen den Unterbrechungskanten 44, 44' mit erheblichen Spiel hinaus, sodaß er in beide Richtungen um einen Winkel 49 zur Symmetralen schwenkbar ist. Bei dem gezeigten Querschnitt wird der Flansch 46 mit seinem Wurzelteil 47 in Längsrichtung des Profiles, in Fig. 6 normal zur Bildebene, in die Blase 45 eingeschoben, was je nach Gegebenheiten und Werkstoffauswahl vor oder nach dem Biegen des Profiles erfolgen kann. A flange 46 with its root part 47 is now inserted into this bladder 45 . The root part 47 is polygonal in cross section, in the exemplary embodiment shown it has three edges 48 . The flange 46 itself protrudes between the interruption edges 44 , 44 'with considerable play, so that it can be pivoted in both directions by an angle 49 to the symmetry. In the cross section shown, the flange 46 with its root part 47 is pushed into the bladder 45 in the longitudinal direction of the profile, normal to the image plane in FIG. 6, which can take place before or after the profile is bent, depending on the circumstances and choice of material.

In Fig. 6 ist auch bereits das Unterwerkzeug 50 eines Werkzeuges zur Innenhochdruckverformung eingezeichnet. Es besitzt eine Trennfläche 52 und eine Gravur 51. In die Gravur 51 ist eine Nut 53 eingearbeitet, in die beim Einlegen des Werkstückes der in seiner Richtung noch nicht festliegende Flansch 46 eingeführt wird. Die Nut 53 kann somit über die Länge der Gravur 51 einen in weiten Grenzen beliebigen Verlauf und Winkel 49 haben. Wenn das Werkstück eingelegt ist, kann das Werkzeug für die Innenhochdruckverformung geschlossen werden. In Fig. 6 also already the lower tool 50 is located a tool for internal high pressure deformation. It has a separating surface 52 and an engraving 51 . A groove 53 is machined into the engraving 51 , into which the flange 46, which is not yet fixed in its direction, is inserted when the workpiece is inserted. The groove 53 can thus have an arbitrary course and angle 49 over the length of the engraving 51 . When the workpiece is inserted, the tool for internal high pressure deformation can be closed.

Fig. 7 zeigt dieses geschlossene Werkzeug nach der Innenhochdruckverformung. Das Oberwerkzeug 55 mit der Gravur 56 und der Trennfläche 57 ist mit dem Unterwerkzeug 50 noch verspannt. Man erkennt, dass durch den Innendruck im Inneren des bereits verformt dargestellten Profiles 40' sich dieses an die Gravuren 51, 56 der beiden Werkzeuge angelegt und seinen endgültigen Querschnitt angenommen hat. Der Innendruck hat zusätzlich noch eine ganz besondere Wirkung: er hat die Blase 45 an den Wurzelteil 47 angepreßt, sodaß die polygonal verformte Blase 45' sich fest an die Kanten 48 des Wurzelteiles 47 angelegt hat und den Flansch 46 so in der von der Nut 53 in Fig. 6 bestimmten Stellung bleibend festgelegt hat. Fig. 7 shows this closed tool after the internal high pressure deformation. The upper tool 55 with the engraving 56 and the separating surface 57 is still clamped with the lower tool 50 . It can be seen that the internal pressure inside the profile 40 ', which has already been deformed, has placed it against the engravings 51 , 56 of the two tools and has assumed its final cross section. The internal pressure also has a very special effect: it has pressed the bladder 45 against the root part 47 , so that the polygonally deformed bladder 45 'has firmly applied to the edges 48 of the root part 47 and thus the flange 46 in the groove 53 in Fig. 6 certain position fixed.

Bis jetzt wurden zwei verschiedene Profile und zwei verschiedene Methoden der Festlegung des Flansches beschrieben. Es ist bemerkenswert, dass beide verschiedenen Methoden der Festlegung des Flansches mit beiden Profiltypen kombinierbar sind. So far, two different profiles and two different methods have been used the definition of the flange. It is remarkable that both different methods of fixing the flange with both Profile types can be combined.

Im folgenden wird das Herstellungsverfahren angegeben. Ausgegangen wird von einem stranggepreßten Profil, beispielsweise 20 in Fig. 5 oder 40 in Fig. 6, das aber allgemein so gewählt sein kann, dass es für die spätere Innenhochdruckverformung und dann auch für den Einbau in den Kraftfahrzeugkörper bestens angepaßt ist. Dieses Profil wird wenn nötig abgelängt und an Stellen starker Krümmung ausgeklinkt bzw der Flansch wird an gewissen Stellen entfernt, im Falle eines Profiles ähnlich dem der Fig. 5. Handelt es sich um ein Profil ähnlich dem der Fig. 6, so wird der Flansch 46 vor oder nach dem Biegen des Hauptprofiles 40 ausgeschnitten oder ausgeklinkt. The manufacturing process is given below. The starting point is an extruded profile, for example 20 in FIG. 5 or 40 in FIG. 6, which, however, can generally be chosen so that it is optimally adapted for later internal high pressure deformation and then also for installation in the motor vehicle body. This profile is cut to length if necessary, and notched at points of high curvature or the flange is removed at certain locations, in the case of a profile similar to that of Fig. 5. If it is a profile similar to that of Fig. 6, the flange 46 cut or notched before or after bending the main profile 40 .

Das darauffolgende Biegen geschieht in der gewohnten Weise mittels einer Biegevorrichtung oder geeigneten Biegewerkzeugen. Es entsteht ein dreidimensional gebogenes Zwischenprodukt, das zwar noch konstanten Querschnitt, aber bereits die für den späteren Einbau erforderliche Grundgestalt hat. Dann wird dieses Zwischenprodukt einer Innenhochdruckverformung unterworfen. The subsequent bending is done in the usual way using a Bending device or suitable bending tools. It arises three-dimensionally curved intermediate product that is still constant Cross-section, but already the basic shape required for later installation Has. Then this intermediate product is a hydroforming subjected.

Für die Innenhochdruckverformung wird es in ein Unterwerkzeug 30 nach Fig. 5 oder 50 nach Fig. 6 eingelegt, wobei der Flansch 6, 46 im Werkzeug positioniert wird. Dieses Positionieren kann durch teilweises Absenken des Oberwerkzeuges 33, 55 bzw von Teilen dessen unterstützt werden. Sodann wird das Oberwerkzeug 33, 55 fest auf das Unterwerkzeug aufgesetzt. Dabei wird der Flansch 6, 46 in seine endgültige Lage und Form gebracht und, im Falle des Werkzeuges der Fig. 5, festgeklemmt. Nun folgt die eigentliche Innenhochdruckverformung, die gegebenenfalls auch in mehreren abgestuften Schritten durchgeführt werden kann. For internal high pressure deformation, it is inserted into a lower tool 30 according to FIG. 5 or 50 according to FIG. 6, the flange 6 , 46 being positioned in the tool. This positioning can be supported by partially lowering the upper tool 33 , 55 or parts thereof. The upper tool 33 , 55 is then placed firmly on the lower tool. The flange 6 , 46 is brought into its final position and shape and, in the case of the tool of FIG. 5, clamped. Now follows the actual internal high-pressure deformation, which can also be carried out in several graded steps if necessary.

Bei Verwendung eines Profiles 40 gemäß Fig. 5 wird durch den Innenhochdruck auch der Flansch 46 im Profil 40 festgelegt. Nach Öffnen des Werkzeuges kann das fertige und maßhaltige Werkstück entnommen werden. When using a profile 40 according to FIG. 5, the flange 46 is also fixed in the profile 40 by the internal high pressure. After opening the tool, the finished and dimensionally stable workpiece can be removed.

Claims

1. Structural part of a motor vehicle body long, tubular and spatially curved shape with a flange for attaching add-on elements, characterized in that

a) the structural part ( 1 ) consists of a continuous closed extruded profile ( 20 ; 40 ) which is deformed by the internal high pressure process, so that its cross section varies over the length, and

b) the flange ( 6 ; 46 ) protrudes from the tubular part of the profile ( 20 ; 40 ), and its shape and the direction ( 38 ; 49 ) of its protrusion over the length of the structural part ( 1 ) are dimensionally fixed during the deformation according to the internal high-pressure process is.

2. Structural part according to claim 1, characterized in that the flange ( 6 ; 46 ) has interruptions ( 8 ; 14 ) in places.

3. Structural part according to claim 2, characterized in that the flange ( 6 ; 46 ) has notches ( 14 ) in zones of strong bending.

4. Structural part according to claim 1, characterized in that it forms the longitudinal roof spar ( 3 ) and at least partially a column ( 2 , 4 ) of a motor vehicle body.

5. Structural part according to claim 1, characterized in that it forms at least partially the A-pillar ( 2 ), the longitudinal roof spar ( 3 ) and at least partially the C-pillar ( 4 ) of a motor vehicle body.

6. Structural part according to claim 1, characterized in that the cross section of the extruded profile ( 20 ; 40 ), which is used in the manufacture, is approximately symmetrical, the flange ( 6 ; 46 ) in the direction of the symmetry ( 23 ; 43 ) projects.

7. Structural part according to claim 6, characterized in that the cross section of the extruded profile ( 20 ) is approximately square, the flange ( 6 ) protrudes in the symmetry ( 23 ) of a square side, and the square side has inclined sides (24) on both sides of the flange, so that it forms an obtuse angle ( 25 ) with the flange ( 6 ).

8. Structural part according to claim 1, characterized in that the cross section of the extruded profile ( 40 ), which is assumed in the manufacture, is substantially circular.

9. Structural part according to claim 8, characterized in that the cross section ( 40 ) is drop-shaped, the flange ( 6 ; 46 ) being arranged on the peripheral part ( 42 ) with the smallest radius of curvature.

10. Structural part according to claim 8, characterized in that the flange ( 46 ) is inserted into the extruded profile ( 40 ) and is only fixed during the deformation according to the internal high-pressure process.

11. Structural part according to claim 10, characterized in that in cross section the extruded profile ( 40 ), which is used in the manufacture, consists of an outer wall ( 41 ) and a bladder ( 45 ) extending into the interior, the outer wall ( 41 ) interrupted and their spaced apart interrupt edges ( 48 ) are connected by the bladder ( 45 ), and that the flange has a root part ( 47 ) which is located in the bladder ( 45 ).

12. Structural part according to claim 11, characterized in that the cross section of the root part ( 47 ) is poligonal and that of the bladder ( 45 ) is round.

13. Structural part according to claim 1, characterized in that it consists of a light metal extruded profile ( 20 ; 40 ).

14. A method for producing a tubular and spatially curved structural part ( 1 ) from an extruded profile ( 20 ; 40 ), in sequence in the following steps:

a) the cut extruded profile ( 20 ; 40 ) is bent into the desired three-dimensional shape,

b) it is then subjected to the deformation by the internal high-pressure process, the flange ( 6 ; 46 ) being positioned when it is inserted into the tool ( 30 ; 50 ) used for this purpose.

15. The method according to claim 14, wherein the extruded profile ( 20 ; 40 ) in cross section has a projecting flange ( 6 ; 46 ), characterized in that the flange is interrupted in places before bending.

16. The method according to claim 14, characterized in that when inserting the bent extruded profile ( 20 ; 40 ) in the mold ( 30 ; 50 ) for the deformation according to the internal high-pressure method, the flange ( 6 ; 46 ) in a groove ( 53 ) of the tool ( 50 ) is inserted.

17. The method according to claim 14, characterized in that when the bent extruded profile ( 20 ; 40 ) is inserted into the mold for the deformation according to the internal high-pressure method, the flange ( 6 ; 46 ) in a recess ( 36 ) in the separating surface ( 32 ) is one of the both halves ( 30 , 33 ) of the tool is inserted so that the flange ( 6 ; 46 ) is pressed together when the tool is closed.

18. The method according to claim 14, characterized in that in cross section the extruded profile ( 40 ) has an inwardly extending bladder ( 45 ) and the flange ( 46 ) has a root ( 47 ) and that before bending the root ( 47 ) of the Flange is inserted into the bladder ( 45 ).

19. The method according to claim 18, characterized in that the root ( 47 ) of the flange is inserted into the bladder ( 45 ) in the direction of the longitudinal extent of the structural part ( 1 ).

20. The method according to claim 18, characterized in that in the subsequent deformation according to the internal high-pressure method, the bladder ( 45 ) is compressed and the root ( 47 ) of the flange ( 46 ) is thus firmly connected to the bladder ( 45 ).