DE102006040073A1 - Hollow support useful in construction areas, comprises tube-shaped individual hollow profiles which are pushed into one another and fixed together by sliding connection at internal high pressure - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Hohlträger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zur Herstellung desselben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.The The invention relates to a hollow beam according to the generic term of claim 1 and a method for producing the same according to the generic term of claim 5.
Ein
gattungsgemäßer Hohlträger beziehungsweise
ein gattungsgemäßes Verfahren
ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gattungsgemäßen Hohlträger dahingehend weiterzubilden, dass dessen Verwendung in nahezu beliebig gestalteten Bauräumen ermöglicht wird. Des Weiteren ist ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.Of the The invention is based on the object to further develop a generic hollow carrier to that its use is made possible in almost any design space. Furthermore, a method for its production must be specified.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 hinsichtlich des Hohlträgers und gemäß der Merkmale des Patentanspruches 5 hinsichtlich des Verfahrens gelöst.The Task is inventively by the features of claim 1 with respect to the hollow carrier and according to the features of claim 5 solved with respect to the method.
Auf Grund dessen, dass der Hohlträger erfindungsgemäß unterschiedliche Querschnitte aufweist, die die Form und oder die Größe betreffen, kann der Hohlträger den Bauraumgegebenheiten optimal angepasst werden, so dass sein Einsatz in nahezu beliebig gestalteten Bauräumen möglich ist. Hierzu trägt das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren, bei dem, nachdem rohrförmige Einzelhohlprofile ineinander geschoben wurden, der Schiebeverbund als Gesamtes unter Einfluss des fluidischen Innenhochdrucks aufgeweitet wird. Entsprechend der Kavitätsform des Innenhochdruckumformwerkzeuges, in das der Schiebeverbund vor der Umformung eingebracht wurde, legt sich dieser konturgetreu an die Gravurwandung der Kavität an. Hierdurch sind die Bauraumgegebenheiten exakt nachbildbar, so dass der Hohlträger optimal in den Bauraum eingepasst werden kann. Weiterhin lässt sich der Hohlträger durch den Einfluss der Innenhochdruckumformung hochpräzise an Anbindungsstellen, an denen der Hohlträger in einer Gesamtkonstruktion befestigt wird, in einfacher Weise toleranzfrei angleichen beziehungsweise so gestalten, dass eine besonders einfache Montage gewährleistet ist.On Reason of that the hollow beam different according to the invention Having cross-sections that relate to the shape and or size can the hollow beam be adapted to the space conditions optimally, so be Use in almost any design space is possible. For this purpose, the manufacturing method according to the invention, in which, after tubular Single hollow profiles were pushed into each other, the sliding compound expanded as a whole under the influence of the fluidic internal high pressure becomes. According to the cavity shape of hydroforming, in which the sliding assembly before the deformation was introduced, this conforms to the contour the engraving wall of the cavity at. As a result, the space requirements are exactly replicable, so that the hollow beam can be optimally fitted in the space. Furthermore, it is possible the hollow beam due to the influence of hydroforming with high precision Attachment points at which the hollow beam in an overall construction is fastened, adjust in a simple manner tolerance-free or designed so that ensures a particularly simple installation is.
Der Hohlträger ist so konzipiert, dass das Innere mit dem Medium in Kontakt tretende Einzelhohlprofil, also das Innenrohr, aus einem mediumindifferenten Material besteht. Ein derartiges Material bleibt in seinem chemischen Verhalten dem durchströmenden Medium gegenüber unbeeinflusst. Hierdurch stellt dieses Einzelhohlprofil einen Korrosionsschutz für das außenliegende Einzelhohlprofil oder die außenliegenden Einzelhohlprofile, die aus keinem fluidresistenten Material wie beispielsweise Stahl gefertigt sind, dar. Das mediumindifferente Material kann zusätzlich auch wärmeisolierende Eigenschaften haben, so dass eine Kondensation von Feuchtigkeit, die von einem durch den Hohlträger strömenden Gas wie beispielsweise Luft getragen wird, verhindert wird, was ohne das mediumindifferente Material zu Korrosion des Stahlrohres führen würde.Of the hollow support is designed so that the interior comes into contact with the medium Single hollow profile, ie the inner tube, from a mediumindifferent Material exists. Such a material remains in its chemical Behavior of the flowing through Medium opposite unaffected. As a result, this single hollow profile provides corrosion protection for the outside Single hollow profile or the outer single hollow profiles, made of no fluid-resistant material such as steel The mediumindifferent material can additionally also thermal insulating Have properties so that condensation of moisture, the one from the hollow beam flowing Gas such as air is carried, prevents what without the mediumindifferent material to corrosion of the steel pipe to lead would.
Auf Grund der gemeinsamen Verformung der Einzelhohlprofile ist deren Verlauf aufeinander hochexakt abgestimmt, so dass keine zusätzlichen Arbeitsschritte notwendig sind, um eine derartige Abstimmung zu erreichen. Des Weiteren kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme, dem Hohlträger unterschiedliche Querschnitte zu verleihen, dieser entlang seiner Erstreckung hinsichtlich der Anforderungen an die Biegesteifigkeit, die lokal sehr unterschiedlich ausfallen können, maßgeschneidert werden, indem der Querschnitt entsprechend groß gestaltet wird.On The reason of the common deformation of the individual hollow sections is their Course coordinated with each other highly accurate, so no additional steps necessary to reach such a vote. Furthermore can by the measure according to the invention, the hollow beam to give different cross sections, this along his Extension in terms of bending stiffness requirements, which can vary greatly locally, be tailored by the cross section is made large accordingly.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hohlträgers nach Anspruch 2 beziehungsweise des zugehörigen Verfahrens nach Anspruch 6, enthält der Hohlträger drei Einzelhohlprofile, wobei das äußere Einzelhohlprofil aus einem Werkstoff besteht, der resistent gegenüber Umwelteinflüssen ist. Dazu werden drei Ausgangshohlprofile ineinander geschoben und gemeinsam im Innenhochdruckumformwerkzeug in einem Schritt aufweitend umgeformt. Durch die Verwendung von drei Einzelhohlprofilen wird die Steifigkeit des Hohlträgers erheblich gesteigert. Die Wandstärke des mittleren vom inneren und äußeren Einzelhohlprofil eingefassten Einzelhohlprofil, dessen Werkstoff gegenüber den Umwelteinflüssen und Einwirkungen des durch den Hohlträger strömenden Mediums nicht beständig ist, kann ohne große Einbuße an Steifigkeit des Hohlträgers verringert werden, wodurch insbesondere beim Einsatz eines Stahlrohres als in der Mitte liegendem Einzelhohlprofil das Gesamtgewicht des Hohlträgers erheblich reduziert werden kann, was für den Leichtbau der Gesamtkonstruktion, in die der Hohlträger einzufügen ist, besonders vorteilhaft ist. In Folge der Alterungsfestigkeit des außen liegenden Einzelhohlprofils bleibt der Hohlträger langzeitbetriebsfest und benötigt keine mit Aufwand verbundene Verkleidung. Vielmehr kann durch entsprechende gestaltgebende Umformung mittels des Innenhochdrucks der Hohlträger an seiner Außenseite die gewünschte Form der Verkleidung annehmen. Hierdurch entfällt die obsolet gewordene Schutzverkleidung, was Bauraum spart und das Gesamtgewicht des Zusammenbaus reduziert. Durch die Verwendung von Einzelhohlprofilen, bei denen das innen liegende Einzelhohlprofil gegenüber den Einwirkungen des durchströmenden Mediums und gegebenenfalls das außen liegende Einzelhohlprofil gegenüber den Umwelteinflüssen gefeit sein müssen, wird gegenüber einer einfachen Beschichtung eines Einzelhohlprofils aus Stahl, die einen annähernd ähnlichen Schutz bieten würde wie die erfindungsgemäßen Hohlprofile, eine gleichmäßigere Wanddicke erreicht, wodurch eine nahezu toleranzfreie Fertigung des Hohlträgers erreicht wird und somit der Hohlträger ohne Nacharbeit in einfacher Weise verbaut werden kann. Es sei noch angemerkt, dass bei der Wahl von drei Einzelhohlprofilen die Schallabsorption des Hohlträgers besonders gut ist.In a particularly preferred development of the hollow carrier according to the invention according to claim 2 or of the associated method according to claim 6, the hollow carrier comprises three individual hollow profiles, wherein the outer single hollow profile consists of a material which is resistant to environmental influences. For this purpose, three output hollow sections are pushed into one another and reshaped together in a hydroforming mold in one step. The use of three single hollow profiles significantly increases the rigidity of the hollow beam. The wall thickness of the middle enclosed by the inner and outer hollow profile single hollow profile whose material is not resistant to the environmental influences and effects of flowing through the hollow carrier medium can be reduced without much loss of rigidity of the hollow support, which in particular when using a steel pipe as in the middle lying single hollow profile, the total weight of the hollow carrier can be significantly reduced, which is particularly advantageous for the lightweight construction of the overall structure in which the hollow carrier is to be inserted. As a result of the aging resistance of the outer single hollow profile of the hollow beam remains long-term operation and requires no effort associated panel. Rather, by appropriate gestaltgebende reshaping by means of the internal high pressure of the hollow beam to be ner outside the desired shape of the panel accept. This eliminates the obsolete protective cover, which saves space and reduces the overall weight of the assembly. By using single hollow sections, in which the inner single hollow profile against the effects of the flowing medium and possibly the outer single hollow profile must be immune to the environmental influences, is compared to a simple coating of a single hollow profile made of steel, which would provide an approximately similar protection as the hollow sections according to the invention, a more uniform wall thickness achieved, whereby a nearly tolerance-free production of the hollow support is achieved and thus the hollow beam can be installed without rework in a simple manner. It should be noted that in the choice of three individual hollow sections, the sound absorption of the hollow support is particularly good.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 und des zugehörigen erfindungsgemäßen Verfahrensschrittes nach Anspruch 7 weist der Hohlträger einen gekrümmten Verlauf auf. Der Hohlträger kann vor der Innenhochdruckbeaufschlagung im Schiebeverbund der einzelnen Hohlprofile vorgebogen werden. Es ist aber auch denkbar, dass der Biegevorgang in der Schließbewegung des Innenhochdruckumformwerkzeuges, in dem der Schiebeverbund der Einzelhohlprofile aufgenommen ist, erfolgen kann. Durch den gekrümmten Verlauf ist der Hohlträger verbessert an einen verwinkelten Bauraum anpassbar, wodurch die Verbauungsfreiheit erheblich gesteigert wird.In A preferred embodiment of the invention according to claim 3 and of the associated inventive method step according to claim 7, the hollow beam a curved one Course on. The hollow beam can before the Innenhochdruckbeaufschlagung in the sliding compound of individual hollow profiles are pre-bent. But it is also conceivable that the Bending process in the closing movement of hydroforming in which the sliding assembly of Single hollow profiles is added, can be done. Due to the curved course is the hollow beam improves adaptable to a winding space, whereby the Freedom of building is significantly increased.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 ist der Hohlträger Teil einer Rohbaustruktur eines Kraftfahrzeugs. Hierbei kann es sich um eine Rahmenstruktur wie den Dachrahmen, die Säulen und den Schweller handeln, genauso gut kann jedoch der Hohlträger Teil eines Längsträgers oder eines Querträgers sein oder diesen gänzlich ersetzen. Hierbei ist die Verwendung des Hohlträgers als Querträger unterhalb der Instrumententafel für die Leitung von Medien wie zum Beispiel klimatisierter Luft oder als Längsträger in Nutzfahrzeugen zur Leitung von Ansaugluft besonders vorteilhaft und interessant. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Hohlträgers entfallen nämlich zusätzliche Leitungen und Kanäle, die bisher in üblichen Karosseriestrukturen Eingang gefunden haben. Hierdurch wird Bauraum eingespart, was einerseits Raum für andere Aggregate des Kraftfahrzeugs oder Designgebungen lässt. Zum anderen kann das Kraftfahrzeug kompakter hergestellt werden. In diesem Zusammenhang sei auch noch einmal an die hohe Oberflächenqualität erinnert, die durch die Umformung des Hohlträgers mittels Innenhochdruck zustande kommt, so dass bei der Rohbaustruktur gegebenenfalls auf zusätzliche Beplankungen verzichtet werden kann, was den Bau des Kraftfahrzeugs ganz entscheidend vereinfacht.In a further particularly preferred embodiment of the invention according to claim 4, the hollow beam Part of a bodyshell structure of a motor vehicle. It can do this around a frame structure like the roof frame, the pillars and act the sill, just as well, however, the hollow beam part of a Longitudinal member or a crossbeam his or her thoroughly replace. Here is the use of the hollow carrier as a cross member below the instrument panel for the management of media such as conditioned air or as longitudinal members in commercial vehicles for the guidance of intake air particularly advantageous and interesting. The use of the hollow carrier according to the invention eliminates namely additional Pipes and channels, the previously in usual Body structures have found input. As a result, space is saved on the one hand space for other units of the motor vehicle or designs. On the other hand, the motor vehicle can be made more compact. In this connection we would like to remind you again of the high surface quality, by the deformation of the hollow carrier by means of internal high pressure comes about, so that in the shell structure optionally on additional Planking can be dispensed with, causing the construction of the motor vehicle quite decisively simplified.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.in the Below is the invention with reference to several shown in the drawings embodiments explained in more detail.
Dabei zeigen:there demonstrate:
In
Zur
Herstellung des gezeigten Hohlträgers
In
einer Alternative zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel zeigen die
Claims (7)
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DE102011113662A1 (en) | 2011-09-19 | 2013-03-21 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Structural component for motor vehicle, has hollow-shaped base profile and reinforcing profiles that are flared together by internal high-pressure impingement |
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-
2006
- 2006-08-26 DE DE102006040073A patent/DE102006040073A1/en not_active Withdrawn
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