DE102004010581A1 - Roll-profiled, closed hollow section, e.g. for use as a B-pillar in a motor vehicle body assembly, has one or more stiffening legs, formed from the material web, that extend across the whole hollow section - Google Patents

Roll-profiled, closed hollow section, e.g. for use as a B-pillar in a motor vehicle body assembly, has one or more stiffening legs, formed from the material web, that extend across the whole hollow section Download PDF

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Abstract

Closed hollow section made from a single plastically deformable roll-profiled flat material web, e.g. steel or non-iron metal plate, has at least a stiffening leg (4) that is formed from the material web (2) and extends across the whole cross section of the hollow section (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein geschlossenes Hohlprofil aus einem einzigen plastisch verformten, rollprofilierten Flachmaterialband.The The invention relates to a closed hollow profile of a single plastically deformed, roll-profiled flat material strip.

Ein solches Hohlprofil ist als kostengünstig herzustellendes Werkstück mit gleichbleibendem oder variablem Querschnitt bekannt. Beim Rollprofilieren, für das auch die Bezeichnungen Walzprofilieren, Rollformen, Kaltprofilieren oder allgemein Profilieren gebräuchlich sind, durchläuft ein Flachmaterialband mehrere Rollensätze und wird dabei in eine gewünschte Kontur eines geraden oder gebogenen Profils umgeformt. Mittels einer abschließenden Verschweißung in Längsrichtung wird ein allseitig geschlossener Querschnitt des Hohlprofils erzeugt. Bei dem Verfahren des Rollprofilierens handelt es sich um ein kontinuierliches Biegeumformen mit drehender Werkzeugbewegung, wobei der Querschnitt eines ebenen Flachmaterialbandes fortschreitend und mehrstufig mit Hilfe angetriebener, hintereinander auf Walzgerüsten angeordneter Profilrollenpaaren umgeformt wird. Die Anzahl der Rollenpaare ist dabei abhängig von der herzustellenden Querschnittsform, dem für das Flachmaterialband verwendeten Werkstoff sowie von spezifischen Qualitätsanforderungen an das Profil. Die bekannten Hohlprofile weisen aufgrund des verwendeten Flachmaterialbandes eine nur begrenzte Steifigkeit auf, die zum Beispiel auch durch in Längsrichtung des Hohlprofils verlaufende Sicken nicht erheblich zu vergrößern ist.One Such hollow profile is as inexpensive to manufacture workpiece with the same or variable cross section known. When roll profiling, for that too the terms roll forming, roll forming, cold profiling or general profiling in use are, go through a flat band several sets of rollers and is doing in a desired contour a straight or curved profile reshaped. By means of a final welding in longitudinal direction an all-round closed cross section of the hollow profile is generated. The process of roll profiling is a continuous one Bending forming with rotating tool movement, the cross section a flat flat material band progressive and multi-level with Help powered, arranged one behind the other on rolling stands profile roller pairs is transformed. The number of pairs of roles depends on the cross-sectional shape to be produced, used for the flat material strip Material as well as of specific quality requirements for the profile. The known hollow profiles have due to the flat material strip used a limited rigidity on, for example, by longitudinal The hollow profile extending beads is not to increase significantly.

Darüber hinaus sind eine vergleichsweise hohe Steifigkeit aufweisende, aber in der Herstellung kostenaufwendige Strangpressprofile bekannt.Furthermore are a comparatively high stiffness, but in the production of costly extruded profiles known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem eingangs genannten Hohlprofil die Festigkeit zu erhöhen.Of the Invention is based on the object, in an aforementioned Hollow profile to increase the strength.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Hohlprofil der oben genannten Art, bei dem ein aus dem Flachmaterialband gebildeter und den Querschnitt des Hohlprofils vollständig durchgreifender Versteifungssteg vorgesehen ist. Das erfindungsgemäße Hohlprofil gewährleistet eine insbesondere für eine Großserienfertigung sehr vorteilhafte hohe Wirtschaftlichkeit in der Herstellung bei gleichzeitige signifikanter Erhöhung der Steifigkeit. Das Hohlprofil ist damit beispielsweise in der Fahrzeugtechnik im Bereich des Fahrzeugrohbaus als hochbelastbares Profil einer Karosseriestruktur sehr vorteilhaft einsetzbar. Durch den unmittelbar mittragenden Versteifungssteg weist das erfindungsgemäße Hohlprofil hohe Widerstandsmomente bei nur geringem Gewicht auf. Es bietet durch eine gezielte Anordnung des Versteifungssteges große konstruktive Freiheiten, so dass es zum Beispiel ein im Falle eines Seitencrashs stark belastetes Schweller- und/oder B-Säulen-Profil eines Personenkraftfahrzeugs sein kann. Aufgrund des Versteifungssteges kann das erfindungsgemäße Hohlprofil grundsätzlich erheblich höhere Biegebelastungen in Querrichtung, das heißt quer zum Profil, aufnehmen, als aus dem Stand der Technik bekannte Profile.These Task is solved with a hollow profile of the type mentioned above, in which one of the flat material strip formed and the cross section of the hollow profile completely more thorough Stiffening web is provided. The hollow profile according to the invention guaranteed one in particular for a mass production very advantageous high efficiency in the production at simultaneous significant increase the stiffness. The hollow profile is thus for example in the Automotive engineering in the field of vehicle bodywork as heavy duty Profile of a body structure very advantageous use. By the immediately co-supporting stiffening web has the hollow profile according to the invention high resistance moments with only low weight. It offers by a targeted arrangement of the stiffening web large constructive Freedoms, so it for example in case of a side crash heavily loaded sill and / or B column profile of a passenger vehicle. Due to the stiffening web can the hollow profile according to the invention in principle considerably higher Bending loads in the transverse direction, that is transversely to the profile record, as known from the prior art profiles.

Grundsätzlich ist für das Flachmaterialband ein beliebiger eine hinreichende Eigensteifigkeit aufweisender und plastisch verformbarer Werkstoff verwendbar. Besonders vorteilhaft für eine kostengünstige Herstellung und leichte Weiterbearbeitbarkeit ist es hingegen, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Flachmaterialband ein Stahlband oder ein NE-Metallband (Nichteisen-Metallband) ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Flachmaterialband um ein Stahlblech oder ein NE-Metallblech.Basically for the Flat material strip any one sufficient inherent rigidity exhibiting and plastically deformable material used. Especially advantageous for a cost-effective It is, however, production and easy further processing, if according to a advantageous development of the invention, the flat material strip a steel strip or a non-ferrous metal strip. Preferably, the flat material strip is a steel sheet or a non-ferrous metal sheet.

Man könnte sich beispielsweise vorstellen, dass der Versteifungssteg stumpf an einer Wandung des Hohlprofils abgestützt ist. Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besitzt hingegen ein den Versteifungssteg bildendes Flachmaterialsegment des Flachmaterialbandes an den beiden Enden des Versteifungssteges eine Umformung und weist eine mechanische Verbindung mit der Außenwandung des Hohlprofils auf. Damit wird die Steifigkeit des Hohlprofils noch deutlich erhöht.you could Imagine, for example, that the stiffening web dull is supported on a wall of the hollow profile. According to one other advantageous embodiment of the invention, however, has a stiffening web forming flat material segment of the flat material strip at the two ends of the stiffening web a deformation and points a mechanical connection with the outer wall of the hollow profile on. Thus, the rigidity of the hollow profile is still significantly increased.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist zumindest ein Bereich der Außenwandung des Hohlprofils eine zweischichtige Anordnung des Flachmaterialbandes mit einer innenliegenden Flachmateriallage und einer außenliegenden Flachmateriallage auf. So kann einerseits eine gezielte Verstärkung des Profils und andererseits eine vereinfachte Herstellbarkeit erreicht werden.According to one another advantageous embodiment of the invention has at least an area of the outer wall the hollow profile of a two-layer arrangement of the flat material strip with an inner flat material layer and an outer layer Flat material situation on. Thus, on the one hand, a targeted reinforcement of the Profils and on the other hand, a simplified manufacturability achieved become.

Dabei wird eine noch weitere Erhöhung der Steifigkeit erzielt, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die innenliegende Flachmateriallage wellenförmig ausgebildet ist und im Bereich der Wellentäler an der außenliegenden Flachmateriallage anliegt.there will be another increase the stiffness achieved when, according to an advantageous development the invention, the inner flat material layer wavy is and in the area of the troughs on the outside Flat material layer is present.

Zur Strukturversteifung des Hohlprofils trägt es vorteilhaft bei, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die innenliegende Flachmateriallage und die außenliegende Flachmateriallage untereinander eine mechanische Verbindung aufweisen.to Structural stiffening of the hollow profile, it contributes advantageously, if according to a Development of the invention, the inner flat material layer and the outside one Flat material layer with each other have a mechanical connection.

Man könnte sich beispielsweise eine Vernietung zur Verbindung der Flachmateriallagen vorstellen. Eine besonders kostengünstige und in einfachen Fertigungsverfahren herzustellende Verbindung der Flachmateriallagen ergibt sich hingegen, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die mechanische Verbindung eine Verschweißung, insbesondere eine Punktverschweißung, oder eine Verklebung aufweist. Mit derartigen Verbindungen wird zudem das Gewicht des Hohlprofils gering gehalten.One could, for example, imagine a riveting for connecting the flat material layers. A particularly cost-effective and produced in simple manufacturing process connection of the flat material layers results, however, if, according to an advantageous embodiment of the invention, the mechanical connection welding, in particular a Punktverschweißung, or has a bond. With such compounds, the weight of the hollow profile is also kept low.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind einige Ausführungsbeispiele davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung zeigtThe Invention leaves numerous embodiments to. To further clarify their basic principle are some embodiments thereof shown in the drawing and will be described below. In the drawing shows

1 einen Querschnitt eines Hohlprofils ohne Versteifungssteg, 1 a cross section of a hollow profile without stiffening web,

2 einen Querschnitt eines Hohlprofils mit drei Versteifungsstegen, 2 a cross section of a hollow profile with three stiffening webs,

3 einen Querschnitt eines Hohlprofils mit zwei Versteifungsstegen, 3 a cross section of a hollow profile with two stiffening webs,

4 einen Querschnitt eines Hohlprofils mit einem Versteifungssteg, 4 a cross section of a hollow profile with a stiffening web,

5 einen Querschnitt eines Hohlprofils mit einem doppellagigen Versteifungssteg und 5 a cross section of a hollow profile with a double-layer stiffening web and

6 einen Querschnitt eines Hohlprofils mit einem Versteifungssteg und einer wellenförmigen Flachmateriallage. 6 a cross-section of a hollow profile with a stiffening web and a wave-shaped flat material layer.

Sich jeweils entsprechende Bauteile sind in den stilisierten Darstellungen der 1 bis 6 mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding components are in the stylized representations of 1 to 6 provided with the same reference numerals.

1 zeigt ein Hohlprofil 1 aus einem einzigen plastisch verformten und rollprofilierten Flachmaterialband 2, das ein Blechband ist. Das Flachmaterialband 2 ist mittels einer Verschweißung 3, zum Beispiel einer Reibverschweißung, in Längsrichtung des Hohlprofils 1 als geschlossenes Profil ausgebildet. 1 shows a hollow profile 1 from a single plastically deformed and roll-profiled flat material strip 2 which is a tin band. The flat material band 2 is by means of a weld 3 , For example, a Reibverschweißung, in the longitudinal direction of the hollow profile 1 designed as a closed profile.

In den 2 bis 6 sind aus einem einzigen plastisch verformten und rollprofilierten Flachmaterialband 2 gebildete Hohlprofile 1 mit einem dem Umriss des Hohlprofils 1 nach 1 entsprechenden Umriss dargestellt, die jeweils mit einem den Querschnitt des Hohlprofils 1 vollständig durchgreifenden Versteifungssteg 4 versehen sind. Die Hohlprofile 1 nach den 2 bis 6 sind jeweils aus einem einzigen Blechband als Flachmaterialband 2 hergestellt, das rollprofiliert ist. Zur Verdeutlichung des Rollprofilierens ist ein gedachter Anfangspunkt 5, der einem Punkt auf einer ersten Längskante des Flachmaterialbandes 2 entspricht, in die 2 bis 6 ebenso eingezeichnet wie ein gedachter Endpunkt 6 (symbolisiert durch einen Pfeil), der einem Punkt auf der der ersten Längskante gegenüberliegenden zweiten Längskante des Flachmaterials 2 entspricht. Der Versteifungssteg 4 sowie gegebenenfalls weitere Stege und/oder Verstärkungen, die von dem Flachmaterialband 2 gebildet werden, werden in der laufenden Kontur durch das Blechband den vorgesehenen Umriss bildend umschlossen. Beim vorliegend eingesetzten Rollprofilieren handelt es sich um ein kontinuierliches Verfahren, das mit einem Abrollen des Flachmaterialbandes von einem so genannten Coil beginnt. Beim nachfolgenden mehrstufigen Umformen drücken Rollenpaare nur von der Außenseite her auf das Flachmaterialband und formen es zu dem Hohlprofil um. Ein Ablängen einzelner Hohlprofile erfolgt ebenfalls kontinuierlich, und zwar innerhalb des Verfahrensablaufs, ohne denselben anzuhalten.In the 2 to 6 are made of a single plastically deformed and roll-profiled flat material strip 2 formed hollow profiles 1 with an outline of the hollow profile 1 to 1 corresponding outline, each with a cross-section of the hollow section 1 completely penetrating stiffening bar 4 are provided. The hollow profiles 1 after the 2 to 6 are each made of a single sheet metal strip as flat material tape 2 manufactured, which is roll profiled. To illustrate the Rollprofilierens is an imaginary starting point 5 which is a point on a first longitudinal edge of the sheet of flat material 2 corresponds, in the 2 to 6 as well drawn as an imaginary endpoint 6 (symbolized by an arrow), which is a point on the second longitudinal edge of the flat material opposite the first longitudinal edge 2 equivalent. The stiffening bar 4 as well as optionally further webs and / or reinforcements, which are of the flat material band 2 are formed, enclosed in the current contour by the metal strip forming the intended outline. Roll profiling used in the present case is a continuous process that begins with unrolling the flat material strip from a so-called coil. In the subsequent multi-stage forming roller pairs press only from the outside on the flat material strip and shape it to the hollow profile. A cutting of individual hollow profiles is also carried out continuously, and indeed within the procedure, without stopping the same.

Im einzelnen weist 2 ein Hohlprofil 1 mit drei parallel zueinander angeordneten Versteifungsstegen 4, 7, 8 auf, wobei ein jeweiliges, den Versteifungssteg 4 bildendes Flachmaterialsegment 9 des Flachmaterialbandes 2 an den beiden Enden 10, 11 des Versteifungssteges 4 jeweils eine Umformung 12, 13, hier Umknickungen um 90°, besitzt und jeweils eine mechanische Verbindung 14, 15 mit der Außenwandung des Hohlprofils 1 aufweist. Die mechanische Verbindung 14, 15 ist jeweils eine Verschweißung 16, und zwar in diesem Beispiel eine Punktverschweißung. Alternativ könnte für die mechanische Verbindung auch eine Verklebung vorgesehen sein. Ferner sind Bereiche 17 der Außenwandung des Hohlprofils 1 mit einer zweischichtigen Anordnung des Flachmaterialbandes 2 vorgesehen, die eine innenliegende Flachmateriallage 18 und eine außenliegende Flachmateriallage 19 aufweisen, die untereinander eine Verschweißung 16' aufweisen. Die Verschweißung erfolgt beispielsweise während des Rollierens an einem Rollenpaar mit Ober- und Unterrolle, wobei auf der Oberrolle – zum Beispiel sechs – Schweißdioden angeordnet sind, die Punktverschweißungen während eines Durchdrückens des Bleches durch die Rollen vornehmen. Ein durchgängiges Verschweißen des Hohlprofils in Längsrichtung ist nicht erforderlich, ein Verschließen des Hohlprofils erfolgt durch Punktschweißungen.In detail, points 2 a hollow profile 1 with three mutually parallel stiffening webs 4 . 7 . 8th on, with a respective, the stiffening web 4 forming flat material segment 9 of the flat material strip 2 at the two ends 10 . 11 of the stiffening web 4 one transformation each 12 . 13 , here 90 ° bends, and each has a mechanical connection 14 . 15 with the outer wall of the hollow profile 1 having. The mechanical connection 14 . 15 each is a weld 16 , in this example, a Punktverschweißung. Alternatively, an adhesive bond could also be provided for the mechanical connection. Further, there are areas 17 the outer wall of the hollow profile 1 with a two-layer arrangement of the flat material strip 2 provided that an internal flat material situation 18 and an external flat material layer 19 have, with each other a weld 16 ' exhibit. The welding takes place, for example, during rolling on a pair of rollers with upper and lower rollers, wherein on the upper roller - for example, six - welding diodes are arranged to make the Punktverschweißungen while pushing the sheet through the rollers. A continuous welding of the hollow profile in the longitudinal direction is not required, a closure of the hollow profile is carried out by spot welds.

Ein Hohlprofil 1 mit zwei Versteifungsstegen 4, 7 zeigt 3, und in 4 ist ein Hohlprofil mit einem Versteifungssteg 4 dargestellt. In 5 ist ein doppellagiger Versteifungssteg 4 aus zwei Flachmateriallagen 20, 21 in einem Hohlprofil 1 gezeigt. An einem Ende des Versteifungssteges 4 sind die Flachmateriallagen 20, 21 mittels einer Umknickung 22 um 180° miteinander verbunden. Im Bereich der Umknickung 22 ist der Versteifungssteg 4 mit der Außenwandung des Hohlprofils 1 mittels einer Verschweißung 23 mechanisch fest verbunden.A hollow profile 1 with two stiffening webs 4 . 7 shows 3 , and in 4 is a hollow profile with a stiffening web 4 shown. In 5 is a double-layered stiffening bridge 4 from two flat material layers 20 . 21 in a hollow profile 1 shown. At one end of the stiffening web 4 are the flat material layers 20 . 21 by means of a bend 22 connected by 180 °. In the area of the bend 22 is the stiffening bridge 4 with the outer wall of the hollow profile 1 by means of a welding 23 mechanically firmly connected.

6 zeigt ein Hohlprofil 1 mit einem Versteifunssteg 4 und einer wellenförmigen Flachmateriallage 24. Die wellenförmige Flachmateriallage 24 liegt an einer außenliegenden Flachmateriallage 25 des Hohlprofils 1 von dessen Innenseite her an und ist mit letzterer im Bereich ihrer Wellentäler 26 jeweils mittels einer Verschweißung 27 verbunden. 6 shows a hollow profile 1 with a stiffening bar 4 and a wavy flat material layer 24 , The wavy flat material layer 24 lies on an outer flat material situation 25 of the hollow profile 1 from the inside and is with the latter in the region of their troughs 26 each by means of a welding 27 connected.

11
Hohlprofilhollow profile
22
FlachmaterialbandFlat material strip
33
Verschweißungwelding
44
Versteifungsstegreinforcing web
55
Anfangspunktstarting point
66
Endpunktendpoint
77
Versteifungsstegreinforcing web
88th
Versteifungsstegreinforcing web
99
FlachmaterialsegmentFlat material segment
1010
EndeThe End
1111
EndeThe End
1212
Umformungtransformation
1313
Umformungtransformation
1414
Verbindungconnection
1515
Verbindungconnection
16, 16'16 16 '
Verschweißungwelding
1717
BereichArea
1818
FlachmateriallageFlat sheet of material
1919
FlachmateriallageFlat sheet of material
2020
FlachmateriallageFlat sheet of material
2121
FlachmateriallageFlat sheet of material
2222
UmknickungUmknickung
2323
Verschweißungwelding
2424
FlachmateriallageFlat sheet of material
2525
FlachmateriallageFlat sheet of material
2626
Wellentaltrough
2727
Verschweißungwelding

Claims (7)

Geschlossenes Hohlprofil aus einem einzigen plastisch verformten, rollprofilierten Flachmaterialband, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus dem Flachmaterialband (2) gebildeter und den Querschnitt des Hohlprofils (1) vollständig durchgreifender Versteifungssteg (4) vorgesehen ist.Closed hollow profile of a single plastically deformed, roll-profiled flat material strip, characterized in that one of the flat material strip ( 2 ) and the cross section of the hollow profile ( 1 ) completely penetrating stiffening web ( 4 ) is provided. Hohlprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachmaterialband (2) ein Stahlband oder ein NE-Metallband ist.Hollow profile according to claim 1, characterized in that the flat material strip ( 2 ) is a steel strip or a non-ferrous metal strip. Hohlprofil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Versteifungssteg (4) bildendes Flachmaterialsegment (9) des Flachmaterialbandes (2) an den beiden Enden (10, 11) des Versteifungssteges (4) eine Umformung (12, 13) besitzt und eine mechanische Verbindung (14, 15) mit der Außenwandung des Hohlprofils (1) aufweist.Hollow profile according to at least one of the preceding claims, characterized in that a stiffening web ( 4 ) forming flat material segment ( 9 ) of the flat material strip ( 2 ) at the two ends ( 10 . 11 ) of the stiffening web ( 4 ) a transformation ( 12 . 13 ) and a mechanical connection ( 14 . 15 ) with the outer wall of the hollow profile ( 1 ) having. Hohlprofil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bereich (17) der Außenwandung des Hohlprofils (1) eine zweischichtige Anordnung des Flachmaterialbandes (2) mit einer innenliegenden Flachmateriallage (18) und einer außenliegenden Flachmateriallage (19) aufweist.Hollow profile according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one region ( 17 ) of the outer wall of the hollow profile ( 1 ) a two-layer arrangement of the flat material strip ( 2 ) with an inner flat material layer ( 18 ) and an outer flat material layer ( 19 ) having. Hohlprofil nach zumindest Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegende Flachmateriallage (24) wellenförmig ausgebildet ist und im Bereich der Wellentäler (26) an der außenliegenden Flachmateriallage (25) anliegt.Hollow profile according to at least claim 4, characterized in that the inner flat material layer ( 24 ) is wave-shaped and in the region of the troughs ( 26 ) on the outer flat material layer ( 25 ) is present. Hohlprofil nach zumindest einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegende Flachmateriallage (18; 24) und die außenliegende Flachmateriallage (19; 25) untereinander eine mechanische Verbindung aufweisen.Hollow profile according to at least one of claims 4 and 5, characterized in that the inner flat material layer ( 18 ; 24 ) and the external flat material layer ( 19 ; 25 ) have a mechanical connection with each other. Hohlprofil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung eine Verschweißung (16', 27) oder eine Verklebung aufweist.Hollow profile according to at least one of the preceding claims, characterized in that the mechanical connection is a welding ( 16 ' . 27 ) or has a bond.
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