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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallprofils, bei dem aus einem Halbzeug oder einer Platine ein Metallbauteil in einem Warmformpresshärten hergestellt wird und das Metallbauteil entlang mindestens einer Biegekante umgebogen wird. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechend diesem Verfahren hergestelltes Metallprofil mit mindestens einer Biegekante, sowie die Verwendung des Metallprofils in einer Kraftfahrzeug-Karosserie.
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In vielen Anwendungsgebieten, insbesondere jedoch im Fahrzeugbau, werden hochfeste Metallbauteile verwendet, um möglichst geringe Materialdicken und damit ein möglichst geringes Gewicht bei gleichen Festigkeitseigenschaften zu erzielen. Beispielsweise werden Seitenaufprallträger sowie A- oder B-Säulenverstärkungen aus höher- oder höchstfesten Stahllegierungen hergestellt, wobei zunehmend warmumgeformte Vergütungsstähle, beispielsweise Mangan-Bor-Stähle, verwendet werden. Diese Stahllegierungen müssen einer Warmumformung mit anschließender Abkühlung im Werkzeug unterzogen werden, um eine möglichst hohe Härte zu erreichen. Ein besonders bevorzugtes Verfahren stellt dabei das Warmformpresshärten dar. Bei diesem Verfahren wird ein Halbzeug oder eine Platine, bevorzugt aus einem Vergütungsstahl, durch Aufheizen auf Temperaturen von beispielsweise 900–1000°C in einer Warmformpresse in den austenitischen Gefügebereich überführt und umgeformt. Anschließend wird das Pressteil noch im Werkzeug auf Temperaturen zwischen 100 und 200°C abgeschreckt, wodurch es zur Ausbildung einer martensitischen Gefügestruktur und somit zu einem in der Regel durchgehend hochfesten Bauteil kommt. Nachteilig beim Einsatz derartiger Bauteile ist jedoch, dass ein weiteres Umformen aufgrund der hohen Festigkeit nur unter sehr hohem Kraftaufwand und auch nur in begrenztem Maße und mit begrenzter Präzision möglich ist. Weiterhin ist beim Einsatz von Metallprofilen aus Vergütungsstählen häufig erwünscht, das Deformationsverhalten, beispielsweise von Seitenaufprallträgern oder B-Säulen eines Kraftfahrzeugs optimal zu gestalten bzw. gezielt zu steuern.
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Aus der Patentschrift
DD 253 551 A3 ist ein Verfahren zum örtlichen Glühen von Werkstücken aus Kohlenstoffstählen bekannt, bei dem durch eine durchgehende Erwärmung der Werkstücke im Temperaturintervall vom Anfangspunkt der Martensitumwandlung bis zur Anlasstemperatur und einer anschließenden lokalisierten Erwärmung an der Oberfläche mit einem Laser auf eine Temperatur oberhalb der Phasenumwandlung eine Senkung der Härte und eine Erhöhung der Plastizität des erwärmten Bereiches erreicht wird.
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Ausgehend vom vorhergehend erläuterten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung des Metallprofils zur Verfügung zu stellen, welches die Herstellung eines Metallprofils mit hoher Festigkeit mit geringem Aufwand ermöglicht. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, kostengünstig herstellbare Metallprofile zur Verfügung zu stellen. Ferner soll eine vorteilhafte Verwendung der Metallprofile vorgeschlagen werden.
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Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben hergeleitete Aufgabe dadurch gelöst, dass das warmformpressgehärtete Metallbauteil vor dem Umbiegen entlang mindestens einer Biegekante mindestens teilweise so erwärmt wird, dass die Festigkeit im erwärmten Bereich nach dem Erwärmen reduziert ist.
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Es hat sich herausgestellt, dass durch das lokale Erwärmen einer Biegekante eines warmformpressgehärteten Metallbauteils, vorzugsweise auf Temperaturen oberhalb einer Phasenumwandlungstemperatur, beispielsweise der Austenitbildungstemperatur, die Festigkeit an der Biegekante so reduziert werden kann, dass das Umbiegen des Metallbauteils an der Biegekante in größerem Maße und mit erheblich geringerem Kraftaufwand möglich ist. Durch die Erwärmung der Biegekante auf Temperaturen oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur erfolgt eine Umwandlung des vorwiegend martensitischen Gefüges eines warmformpressgehärteten Metallbauteils in ein austenitisches Gefüge. So kann der Bereich nach dem Abkühlen beispielsweise eine nicht-martensitische Struktur mit einer geringeren Festigkeit aufweisen. Diese Bereiche können dann als Biegekanten genutzt werden.
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Metallprofile mit sehr hoher Festigkeit bzw. Steifigkeit können gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch erreicht werden, dass das Halbzeug oder die Platine im Wesentlichen aus einem höher- oder höchstfesten Stahl, vorzugsweise aus einem Mangan-Bor-Stahl besteht. Weiterhin ist das Umbiegen von Metallbauteilen aus solchen Stählen in gewöhnlicher Weise besonders problematisch, so dass durch das erfindungsgemäße Erwärmen eine große Vereinfachung und Verbesserung des Umformens erreicht wird und einige besondere Umformungen überhaupt erst ermöglicht werden.
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Eine besonders schmale Biegekante kann nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch erreicht werden, dass mindestens eine Biegekante mit einem Laserstrahl erwärmt wird. Eine schmale Biegkante führt dazu, dass die Festigkeit des Metallprofils nur in einem sehr kleinen Bereich um die Biegekante reduziert ist, so dass das gesamte Metallprofil insgesamt eine sehr hohe Festigkeit bzw. Steifigkeit aufweist. Ein weiterer Vorteil der Erwärmung mit einem Laserstrahl liegt darin begründet, dass ein Laserstrahl sehr genau einjustiert und gesteuert werden kann, so dass eine sehr präzise Erwärmung des Metallbauteils an der Biegekante möglich ist. So ist es zum Beispiel auch denkbar, dass die Biegekante nicht durchgehend sondern nur in Abschnitten erwärmt wird, um eine noch höhere Festigkeit des Metallprofils zu erzielen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Metallbauteil entlang mindestens einer Biegekante so umgebogen, dass durch das Umbiegen ein zumindest teilweise geschlossenes Metallprofil erzeugt wird. Das Umbiegen kann beispielsweise so erfolgen, dass mindestens zwei durch mindestens eine Biegekante getrennte Bereiche des Metallbauteils an einem als Anlagekante ausgebildeten Anlagebereich in Anlage aneinander gebracht werden. Insbesondere können die äußeren Bereiche des Metallbauteils so gebogen werden, dass zwei gegenüberliegende Kanten des Metallbauteils auf Stoß gebracht werden. So kann beispielsweise ein rohrförmiges, flanschloses Metallprofil hergestellt werden. Eine weitere Möglichkeit ist dadurch gegeben, dass zwei Anlagebereiche des Metallbauteils einander überlappend angeordnet werden, so dass die Bereiche flächig aneinander anliegen. Teilweise geschlossene Metallprofile weisen eine höhere Festigkeit bzw. Steifigkeit als offene Metallprofile auf. Die erfindungsgemäßen Metallprofile sind aber nicht auf geschlossene Formen beschränkt. Es ist auch denkbar, dass das Metallprofil nach dem Umformen eine offene Form aufweist, was für bestimmte Anwendungen zum Beispiel aus geometrischen Gründen vorteilhaft sein kann.
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Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Metallbauteil einen im Wesentlichen W-förmigen Querschnitt aufweist, wobei optional mindestens eine Biegekante im Wesentlichen in der Mitte des Querschnitts angeordnet ist. Der W-förmige Querschnitt des Metallbauteils erlaubt beispielsweise eine einfache Herstellung eines geschlossenen Metallprofils, da die Geschlossenheit bereits durch Umbiegen an einer einzigen Biegekante möglich ist. Die Anordnung der Biegekante in der Mitte des Querschnitts ist besonders vorteilhaft, da die Biegekante auf diese Weise im Wesentlichen in der Mitte des Metallbauteils angeordnet ist und beide Seiten des Metallbauteils so eine vergleichbare Festigkeit aufweisen. So eignet sich diese Ausführungsform insbesondere für die Herstellung besonders stabiler geschlossener Metallprofile, da bei dieser Anordnung die Bereiche geringerer Festigkeit, nämlich der Bereich der Biegekante und der Bereich der Anlage, nicht dicht aneinander liegen. Das Metallbauteil kann dabei insbesondere bezüglich einer die Biegekante schneidenden Fläche spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Ist die Biegekante nicht in der Mitte des Querschnitts angeordnet, können beispielsweise geschlossene Metallprofile mit einer asymmetrischen Anordnung der Biege- und Schweißnaht zur Verfügung gestellt werden. Diese können daher spezifisch an die Anwendung der Metallprofile angepasst werden.
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Eine erhöhte Stabilität des Metallprofils wird in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch erreicht, dass mindestens zwei durch mindestens eine Biegekante getrennte Bereiche des Metallprofils im Anlagebereich mindestens teilweise stoffschlüssig, insbesondere unter Verwendung eines Laserstrahlschweißens miteinander verbunden werden. So weisen stoffschlüssig verbundene Metallprofile teilweise umschlossene Hohlräume auf, die eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegekräften begründen. Die stoffschlüssige Verbindung kann dabei an einem als Anlagekante oder als Anlagefläche ausgebildeten Anlagebereich angeordnet sein. Die Verbindung kann durchgehend oder unterbrochen sein. Bei einem Anlagebereich kann die stoffschlüssige Verbindung beispielsweise konturfolgend um den Bereich des Anlagebereiches oder auch teilweise in der Anlagefläche des Anlagebereichs angeordnet sein. Für die Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung sind verschiedene Fügetechniken wie Schweißen, Löten oder Kleben denkbar. Das Verschweißen von mindestens zwei Bereichen des Metallprofils ergibt eine besonders feste und dauerhafte stoffschlüssige Verbindung. Die Verwendung eines Laserstrahls zum Verschweißen erzeugt eine sehr saubere und schmale Schweißnaht. Besonders Vorteilhaft ist die Verwendung eines Laserstrahls dann, wenn auch die Erwärmung der Biegekante mit einem Laserstrahl erfolgt, da so die Erwärmung und das Verschweißen unter Verwendung desselben Werkzeugs erfolgen kann. Dies führt zu Kosten- und Zeitersparnissen bei der Herstellung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Metallbauteil zusätzlich im Bereich mindestens einer stoffschlüssigen Verbindung so erwärmt, dass die Festigkeit im erwärmten Bereich nach dem Erwärmen reduziert ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin begründet, dass im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung eine Angleichung der Festigkeit im Bezug auf die Festigkeit des Metallbauteils an der Biegekante ermöglicht wird. Es kann beispielsweise erreicht werden, dass das Metallprofil bei einer gewissen Krafteinwirkung an den Bereichen geringerer Festigkeit definierte Deformationen erfährt. Durch das Erwärmen im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung kann auch eine Homogenisierung des Metallgefüges erreicht werden. So können Inhomogenitäten im Metallgefüge, die beispielsweise durch die Temperaturlast bei einem Verschweißen entstehen können, bei Temperatur- oder Krafteinwirkungen zu Spannungsrissen führen. Durch die Homogenisierung des Metallgefüges wird dies verhindert.
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Eine gezielte Beeinflussung der Festigkeits- und Deformations-Eigenschaften des Metallprofils kann in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch erreicht werden, dass die Größe der erwärmten Bereiche an mindestens einer Biegekante und/oder an der stoffschlüssigen Verbindung anwendungsbezogen angepasst wird. So führt ein kleiner in der Festigkeit reduzierter Bereich zu einer hohen Festigkeit des gesamten umgebenen Bereiches und somit des gesamten Metallprofils, so dass dieses auch bei Krafteinwirkung eine nur geringe Deformation aufweist. Auf diese Weise können hochfeste Metallprofile hergestellt werden. Ein größerer in der Festigkeit reduzierter Bereich legt hingegen einen Deformationsbereich fest, der bei Krafteinwirkung deformiert werden und somit Deformationsenergie absorbieren kann. Diese Eigenschaft kann insbesondere bei B-Säulen in Kraftfahrzeug-Karosserien relevant sein, da auf diese Weise unfallbedingte Deformationskräfte durch die Karosserie absorbiert werden und in abgeschwächter Weise auf Personen im Fahrgastraum einwirken können. Vor allem kann durch das Vorsehen von Deformationsbereichen ein Brechen von Metallprofilen hoher Festigkeit verhindert werden. Werden die Bereiche reduzierter Festigkeit an einer Biegekante und einer stoffschlüssigen Verbindung gleich groß ausgebildet, so weist das hergestellte Metallprofil bei kleinen Bereichen eine sehr hohe Gesamtfestigkeit auf während es bei großen Bereichen besonders große Deformationszonen und somit eine besonders hohe Energieabsorptionsfähigkeit aufweist. Die in der Festigkeit reduzierten Bereiche können aber auch verschieden groß ausgebildet werden, wodurch eine bestimmte Seite des hergestellten Metallprofils besonders fest und so besonders widerstandsfähig gegenüber Deformationskräften ist und eine andere Seite die Deformationskräfte besonders stark absorbieren kann. Insbesondere können durch ungleichgroße in der Festigkeit reduzierte Bereiche des Metallprofils eine richtungsabhängige Deformationsfähigkeit und damit verbunden eine Umlenkfähigkeit der Deformationskräfte erreicht werden.
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Die oben hergeleitete Aufgabe wird gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung durch ein nach einem der oben beschriebenen Verfahren hergestellten Metallprofil mit mindestens einer Biegekante gelöst, wobei das Metallprofil im Bereich mindestens einer Biegekante eine im Vergleich zur durchschnittlichen Festigkeit des Metallprofils reduzierte Festigkeit aufweist.
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Ein solches Metallprofil besteht vorzugsweise aus einer höher- oder höchstfesten Stahllegierung, beispielsweise einer Mangan-Bor-Stahllegierung. Dadurch ist es möglich, die Metallprofile sehr dünnwandig auszubilden und somit ihr Gewicht zu reduzieren.
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Besonders feste und steife Metallprofile werden nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Metallprofils dadurch erreicht, dass das Metallprofil zumindest teilweise geschlossen ist. Die teilweise geschlossene Form kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass mindestens zwei durch mindestens eine Biegekante getrennte Bereiche des Metallbauteils mit Überlapp oder auf Stoß aneinander anliegen. Insbesondere kann das Metallbauteil rohrförmig ausgebildet sein. Da die mindestens teilweise geschlossenen Ausführungsformen ohne Überlapp weniger Material erfordern und somit ein geringeres Gewicht aufweisen, eignen sie sich insbesondere für den Einsatz als A- oder B-Säulen in Kraftfahrzeugkarosserien.
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Ein besonders festes und steifes Metallprofil wird in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Metallprofils dadurch erreicht, dass mindestens zwei durch mindestens eine Biegekante getrennte Bereiche des Metallprofils mit mindestens einer Schweißnaht, insbesondere einer Laserschweißnaht verbunden sind. Die Schweißnaht kann dabei durchgehend oder unterbrochen ausgebildet sein. Die Schweißnaht kann in einem Bereich angeordnet sein, in dem die zwei Bereiche des Metallprofils an einer Anlagekante oder in einem flächigen Bereich aneinander anliegen. So ist denkbar, dass die Schweißnaht bei flächig aneinanderliegenden Bereichen des Metallprofils konturfolgend um den Bereich des Anlagebereiches oder teilweise in der Anlagefläche angeordnet ist.
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Eine gezielte Steuerung der bei einer gewissen Krafteinwirkung auftretenden Deformationen wird in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Metallprofils dadurch ermöglicht, dass das Metallprofil im Bereich mindestens einer stoffschlüssigen Verbindung eine im Vergleich zur durchschnittlichen Festigkeit des Metallprofils reduzierte Festigkeit aufweist. Somit wird die Festigkeit im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung im Bezug auf die Festigkeit des Metallbauteils an der Biegekante angeglichen. Durch Krafteinwirkung auftretende Deformationen würden sich daher vorwiegend auf die Biegekante und die stoffschlüssige Verbindung verteilen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Metallprofils ist die Größe der nach dem Warmformpresshärten erwärmten Bereiche mit der im Vergleich zur durchschnittlichen Festigkeit des übrigen Metallprofils reduzierten Festigkeit anwendungsbezogen angepasst. Die Eigenschaften des Metallprofils hängen unter anderem von der Größe der in der Festigkeit reduzierten Bereiche des Metallprofils an der Biegekante und/oder der stoffschlüssigen Verbindung ab. So können durch Metallprofile mit gleich oder verschieden großen kleinen und/oder großen Bereichen reduzierter Festigkeit sehr verschiedene Anforderungen zum Beispiel bezüglich ihrer Festigkeit, Steifigkeit oder Umlenkfähigkeit von Deformationskräften erfüllt werden.
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Eine hohe Gesamtstabilität des Metallprofils wird in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Metallprofils dadurch erreicht, dass mindestens eine Biegekante und ein Anlagebereich des Metallprofils einander gegenüberliegen. Die in der Festigkeit im Vergleich zur durchschnittlichen Festigkeit des Metallprofils reduzierten Bereiche sind auf diese Weise maximal voneinander entfernt. Das Metallprofil kann bezüglich der die Biegekante und die Anlagekante schneidenden Fläche spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Natürlich sind aber auch asymmetrische Metallprofile denkbar.
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Die oben hergeleitete Aufgabe wird gemäß einer dritten Lehre der vorliegenden Erfindung auch durch eine Verwendung eines der oben beschriebenen Metallprofile in einer Kraftfahrzeug-Karosserie, insbesondere als A- und/oder B-Säule gelöst. Die hohe Festigkeit der Metallprofile erlaubt geringe Blechdicken bei gleichbleibender oder erhöhter Steifheit bzw. Festigkeit, so dass die Metallprofile ein besonders geringes Gewicht aufweisen. Dies führt insgesamt zu einer Gewichtreduzierung des Kraftfahrzeugs und somit zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch. Die gezielte Ausgestaltung von Deformationsbereichen ist weiterhin vorteilhaft für die Verbesserung des Insassenschutzes bei einem Unfall, da die bei einem Aufprall frei werdende Energie gezielt in Deformationsenergie umgewandelt werden kann bzw. Deformationskräfte umgeleitet werden können.
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Die Stabilität des Metallprofils kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung dadurch weiter erhöht werden, dass das Metallprofil so angeordnet wird, dass die neutrale Faser durch mindestens eine Biegekante und einen Anlagebereich verläuft. Die neutrale Faser meint dabei die Faser, die durch den Bereich eines Bauteils verläuft, an dem bei einem Biegevorgang aufgrund seiner Lage zur Biegerichtung weder eine Streckung noch eine Stauchung auftritt. So verläuft die neutrale Faser beispielsweise bei einem zylindrischen homogenen Rohr im Querschnitt gesehen senkrecht zur Biegerichtung durch die Mitte des Rohrquerschnitts.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen
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1a ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallbauteils während des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Metallprofils im Querschnitt,
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1b das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils im Querschnitt,
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1c ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils im Querschnitt,
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1d ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils im Querschnitt,
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2a ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils im Querschnitt,
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2b ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils im Querschnitt,
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3a das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallbauteils während des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Metallprofils im Querschnitt,
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3b ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils im Querschnitt,
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3c das dritte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallbauteils während des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Metallprofils in Draufsicht und
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4 ein Ausführungsbeispiel der Verwendung zweier erfindungsgemäßen Metallprofile als A-Säule und B-Säule in einer Kraftfahrzeug-Karosserie.
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1a zeigt im Querschnitt ein aus einer Platine warmformpressgehärtetes Metallbauteil 2 während der Herstellung eines erfindungsgemäßen Metallprofils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Platine kann beispielsweise aus einem hoch- oder höchstfesten Stahl, vorzugsweise aus einer Mangan-Bor-Stahllegierung, beispielsweise vom Typ 22MnB5, bestehen. Das Metallbauteil 2 weist einen linken äußeren Bereich 4 und einen rechten äußeren Bereich 6 auf, sowie eine dazwischen angeordnete Biegekante 8. Der linke äußere Bereich 4 und der rechte äußere Bereich 6 wurde in dem vorhergehenden Warmformpresshärten anwendungsbezogen umgeformt, so dass das Metallbauteil 2 einen W-förmigen Querschnitt aufweist. Die Seitenkanten 9 des Metallbauteils 2 zeigen nach der Umformung in dieselbe Richtung. Im Herstellungsverfahren des Metallprofils wurde die Biegekante 8 bereits mittels eines Laserstrahls erwärmt, so dass das Metallbauteil 2 an der Biegekante 8 eine geringere Festigkeit aufweist als im linken äußeren Bereich 4 und im rechten äußeren Bereich 6.
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1b zeigt im Querschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils 10. Das Metallprofil 10 wurde aus einem in 1a gezeigten Metallbauteil 2 durch Umbiegen des linken äußeren Bereichs 4 und des rechten äußeren Bereichs 6 um die Biegekante 8 hergestellt. Das Metallprofil 10 weist einen offenen Querschnitt auf, der C-förmig ausgebildet ist. Die Biegekante 8 weist eine durch die beim Umformen aufgetretenen Stauch- und Dehnkräfte veränderte Form auf.
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1c zeigt im Querschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils 20. Das Metallprofil 20 wurde aus einem in 1a gezeigten Metallbauteil 2 durch Umbiegen des linken äußeren Bereichs 4 und des rechten äußeren Bereichs 6 um die Biegekante 8 hergestellt. Der linke äußere Bereich 4 und der rechte äußere Bereich 6 des Metallbauteils 2 liegen in einem Anlagebereich 22 in Anlage aneinander. Das Metallprofil 20 weist somit einen geschlossenen Querschnitt auf. Der linke äußere Bereich 4 und der rechte äußere Bereich 6 des Metallbauteils 2 sind im Anlagebereich 22 überlappend angeordnet und beispielsweise miteinander verschweißt.
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1d zeigt im Querschnitt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils 30. Das Metallprofil 30 wurde aus einem in 1a gezeigten Metallbauteil 2 durch Umbiegen des linken äußeren Bereichs 4 und des rechten äußeren Bereichs 6 um die Biegekante 8 hergestellt. Die Seitenkanten 9 des Metallbauteils 2 liegen an einer Anlagekante 34 auf Stoß aneinander. Der linke äußere Bereich 4 und der rechte äußere Bereich 6 des Metallbauteils 2 sind an der Anlagekante 34 beispielsweise durch eine Schweißnaht miteinander verbunden.
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2a zeigt im Querschnitt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils 40. Das Metallprofil 40 wurde wie das in 1d gezeigte Metallprofil 30 hergestellt, wobei das Metallprofil 40 zusätzlich einen Bereich 46 um die Anlagekante 34 aufweist, in dem das Metallprofil eine reduzierte Festigkeit hat. Dies ist beispielsweise durch den Schweißprozess oder aber durch einen zusätzlichen Erwärmungsprozess, zum Beispiel mittels eines Laserstrahls, erreicht worden. Der Bereich 46 und die Biegekante 8 sind dabei beim Metallprofil 40 vergrößert und von einer vergleichbaren Größe ausgebildet. Durch diese zwei vergrößerten Bereiche reduzierter Festigkeit, die Deformationszonen bilden, weist das Metallprofil 40 in diesem Bereich eine vergrößerte Verformbarkeit auf und kann starke Kräfte durch Deformation gut absorbieren.
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2b zeigt im Querschnitt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils 50. Das Metallprofil 50 wurde wie das in 2a gezeigte Metallprofil 40 hergestellt, wobei der Bereich 46 und die Biegekante 8 jedoch schmal ausgebildet sind. Durch die kleinen Ausmaße der Bereiche reduzierter Festigkeit weist das Metallprofil 50 eine allseitig hohe Festigkeit auf und zeigt bei Krafteinwirkungen nur geringe Deformationen. Die Festigkeit des Metallprofils 50 kann durch eine bestimmte Anordnung weiter verbessert werden. Wirken Biegekräfte überwiegend aus einer Richtung auf das Metallprofil 50 (siehe Pfeil), so wirken in dem Schnitt der Fläche A mit dem Metallprofil 50 keine Stauch- und Dehnkräfte. Diese Schnittbereiche werden neutrale Faser genannt. Durch eine Anordnung des Bereichs 46 und der Biegekante 8 bei der neutralen Faser kann die auf diese Bereiche wirkende Kraft minimiert werden. Die Festigkeit und Stabilität des Gesamtprofils wird durch diese Anordnung optimiert, da an den Bereichen reduzierter Festigkeit auch geringere Kräfte angreifen.
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Für den Fachmann ist offensichtlich, dass der Bereich 46 und die Biegekante 8 auch in unterschiedlicher Größe ausgebildet sein können und dass die Größe der Anwendung angepasst werden kann.
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3a zeigt im Querschnitt das zweite Ausführungsbeispiel des Metallprofils in Form eines aus einer Platine warmformpressgehärtetes Metallbauteils 62 während der Herstellung eines erfindungsgemäßen Metallprofils. Das Metallbauteil 62 weist einen linken äußeren Bereich 64 und einen rechten äußeren Bereich 66 auf, sowie eine dazwischen angeordnete Biegekante 68. Der linke äußere Bereich 64 und der rechte äußere Bereich 66 wurde in dem vorhergehenden Warmformpresshärten zu einer für die Anwendung des herzustellenden Metallprofils als A-Säule in einem Kraftfahrzeug geeigneten Form umgeformt. Im Herstellungsverfahren des Metallprofils wurde die Biegekante 68 bereits mittels eines Laserstrahls erwärmt, so dass das Metallbauteil 62 an der Biegekante 68 eine geringere Festigkeit aufweist als im linken äußeren Bereich 64 und im rechten äußeren Bereich 66.
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3b zeigt im Querschnitt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils 70. Das Metallprofil 70 wurde aus einem in 3a gezeigten Metallbauteil 62 durch Umbiegen des linken äußeren Bereichs 64 und des rechten äußeren Bereichs 66 um die Biegekante 68 hergestellt. Der linke äußere Bereich 64 und der rechte äußere Bereich 66 des Metallbauteils 62 liegen an einer Anlagekante 74 auf Stoß aneinander. Das Metallprofil 70 weist somit einen geschlossenen Querschnitt auf. Der linke äußere Bereich 64 und der rechte äußere Bereich 66 des Metallbauteils 62 sind an der Anlagekante 74 beispielsweise durch eine Schweißnaht miteinander verbunden.
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3c zeigt in Draufsicht das dritte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metallprofils in Form eines aus einer Mangan-Bor-Stahl Platine warmformpressgehärtetes Metallbauteils 82 während der Herstellung eines erfindungsgemäßen Metallprofils zur Verwendung als A-Säule in einer Kraftfahrzeug-Karosserie. Das Metallbauteil 82 weist einen linken äußeren Bereich 84 und einen rechten äußeren Bereich 86 auf, sowie eine dazwischen angeordnete Biegekante 88. Der linke äußere Bereich 84 und der rechte äußere Bereich 86 wurde in dem vorhergehenden Warmformpresshärten anwendungsbezogen umgeformt. Die Seitenkanten 89 des Metallbauteils 82 liegen dadurch parallel zur Betrachtungsebene. Im Herstellungsverfahren des Metallprofils wurde die Biegekante 88 mittels eines Laserstrahls erwärmt, so dass das Metallbauteil 82 entlang der Biegekante 88 eine geringere Festigkeit aufweist als beispielsweise im linken äußeren Bereich 84 oder im rechten äußeren Bereich 86. Das obere Ende 90 und das untere Ende 92 des Metallbauteils 82 sind in ihrer Form jeweils zur Verbindung mit der übrigen Karosserie eines Kraftfahrzeugs angepasst.
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4 zeigt eine Kraftfahrzeug-Karosserie 100 mit einem erfindungsgemäßen Metallprofil 110 als A-Säule und einem erfindungsgemäßen Metallprofil 120 als B-Säule. Das Metallprofil 110 kann beispielsweise aus dem in 3c gezeigten Metallbauteil hergestellt werden, indem der linke äußere Bereich 84 und der rechte äußere Bereich 86 um die Biegekante 88 so umgebogen wird, dass die Seitenkanten 89 in Anlage zueinander liegen und miteinander verschweißt werden. Das obere Ende 90 des Metallprofils 110 ist mit dem Dachbereich 130 der Kraftfahrzeug-Karosserie 100 vorzugsweise stoffschlüssig verbunden, das untere Ende 92 des Metallprofils 110 ist mit der rechten Seitenwand 132 der Kraftfahrzeug-Karosserie 100 vorzugsweise stoffschlüssig verbunden. Um das Deformationsverhalten zu beeinflussen, kann der erwärmte Bereich beispielsweise bis zu 40 mm, vorzugsweise bis zu 25 mm breit sein.
