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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Profilbauteil aus einem höherfesten
Blechmaterial, insbesondere zum Verbau in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen Profilbauteils, sowie ein Kraftfahrzeug
umfassend ein solches Profilbauteil.
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In
zunehmendem Maße werden in Kraftfahrzeugen Bauteile bzw.
Komponenten aus höherfesten Materialien verbaut. Dies soll
insbesondere der Optimierung der Sicherheit, beispielsweise bei
einem Unfall mit hohen Krafteinwirkungen auf das Kraftfahrzeug,
und des Fahrzeuggewichts dienen.
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Derzeit
gelangen hierfür insbesondere pressgehärtete Blechformteile
zum Einsatz. Beim Presshärten wird das Blechformteil einer
abschließenden Wärmebehandlung und Presshärtung
in einem Presshärtewerkzeug unterzogen, wodurch die Festigkeit
und/oder Härte des Blechmaterials heraufgesetzt wird. Den
Vorteilen einer im Wesentlichen freien Gestaltungsmöglichkeit
und einer verhältnismäßig guten Maßhaltigkeit
der pressgehärteten Blechformteile steht der Nachteile
verhältnismäßig hoher Kosten entgegen.
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Alternativ
hierzu besteht die Möglichkeit, die betreffenden Bauteile
aus einem höherfesten Blechmaterial herzustellen. Da zur
Umformung dieser Blechmaterialien hohe Umformkräfte erforderlich sind
und zudem nach der Formgebung eine starke Rückfederung
auftritt, können solche höherfesten Blechmaterialien
nur bedingt tiefgezogen werden. Die
DE 100 03 878 A1 schlägt indes ein
walzprofiliertes Profilbauteil aus einem hochfesten Stahlblechmaterial
vor. Das vorgeschlagene Profilbauteil ist im Profilquerschnitt annährend
H-förmigen ausgebildet, wobei die beiden Schenkel als geschlossene
Profilabschnitte ausgebildet sind und jeweils einen Hohlkörper
einschließen (so genanntes Brillen-Profil). Die sich in
Profillängsrichtung erstreckenden Hohlkörper wirken
in hohem Maße versteifend und stabilitätserhöhend.
Nach heutigem Kenntnisstand erscheint es unmöglich, ein
solches Profilbauteil mit vertretbarem Aufwand weiteren Umformoperationen
zu unterziehen, um dieses z. B. in seiner Profilbreite oder seiner räumlichen
Formgebung zu verändern und an konstruktive Erfordernisse
anzupassen.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, Möglichkeiten aufzuzeigen,
die bestehenden Gestaltungsgrenzen bei einem Profilbauteil mit geschlossenen
Profilabschnitten aus einem höherfesten Blechmaterial zu überwinden.
Die Lösung soll zudem wirtschaftlich sein.
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Diese
Aufgabe wird gelöst von einem Profilbauteil gemäß dem
Anspruch 1. Die Aufgabe wird ferner gelöst von einem Verfahren
zur Herstellung eines solchen Profilbauteils gemäß dem
nebengeordneten Anspruch. Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen
sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.
Die Lösung der Aufgabe erstreckt sich gemäß einem
weiteren nebengeordneten Anspruch auch auf ein Kraftfahrzeug umfassend
ein solches Profilbauteil und/oder ein nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestelltes Profilbauteil.
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Zur
Lösung der Aufgabe wird ein Profilbauteil aus einem höherfesten
Blechmaterial vorgeschlagen, welches im Profilquerschnitt wenigstens
zwei zueinander beabstandete und im Wesentlichen geschlossene Profilabschnitte
aufweist, die über einen im Wesentlichen flach ausgebildeten
Verbindungsabschnitt verbunden sind, wobei in wenigstens einem solchen
Verbindungsabschnitt wenigstens eine Kerbung eingebracht ist, über
deren Ausgestaltung eine zumindest lokale Profilbreite des Profilbauteils
eingestellt ist.
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Wesentlich
für die Erfindung ist, dass es sich bei dem Ausgangsmaterial
um ein Blechmaterial handelt. Ein höherfestes Blechmaterial
weist eine höhere Festigkeit als ein gewöhnliches
Blechmaterial des gleichen Grundwerkstoffs auf. Hierunter fallen
im Rahmen der Erfindung auch hochfeste und höchstfeste
Blechmaterialien. Bevorzugt sind dies Stahlblechmaterialien, wie
nachfolgend noch näher angegeben.
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Ein
erfindungsgemäßes Profilbauteil ist insbesondere
zum Verbau in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Bevorzugt handelt
es sich um ein Karosseriestrukturteil oder um ein Fahrwerksbauteil.
Insbesondere handelt es sich um eine Seitenwandsäule (A-,
B- oder C-Säule) oder um ein Verstärkungsteil
für eine solche Säule, einen Seitenschweller oder
ein Verstärkungsteil für einen Seitenschweller,
einen Motorträger, einen Hecklängsträger,
einen Dachspriegel, einen Windlauf, einen Stirnwand-Stützträger,
eine Tunnelverstärkung, einen Stoßfängerträger, einen
Seitenaufprallschutz für eine Fahrzeugtüre, eine
Lenkstange oder einen Achsträger. Diese Aufzählung
ist nicht abschließend.
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Das
erfindungsgemäße Profilbauteil zeichnet sich durch
einen komplexen, aus einem Blechmaterial gebildeten Profilquerschnitt
aus, der wenigstens zwei geschlossene Profilabschnitte aufweist. Ein
geschlossener Profilabschnitt schließt einen Hohlraum ein,
was durch eine entsprechende Formgebung des Blechmaterials erreicht
wird. In Profillängsrichtung ist ein solcher geschlossener
Profilabschnitt bevorzugt mit konstantem Querschnitt ausgebildet
und somit von der erfindungsgemäßen Kerbung im
Verbindungsabschnitt unbeeinflusst. Umformtechnisch bedingt kann
ein solcher geschlossener Profilabschnitt in der Regel nicht exakt
geschlossen werden, so dass häufig ein Spalt verbleibt,
was durch die Formulierung „im Wesentlichen” angezeigt ist.
Zur Vermeidung eines solchen Spalts und um gegebenenfalls die Stabilität
des Profilbauteils, wie insbesondere dessen Verwindungssteifigkeit,
zu erhöhen, kann eine Schweißnaht (evtl. auch
Lötnaht) vorgesehen sein, was erfindungsgemäß mit
umfasst sein soll.
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Die
geschlossenen Profilabschnitte sind durch einen im Wesentlichen
flachen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden. Mit „flach” ist
gemeint, dass dieser Verbindungsabschnitt, mit Ausnahme der wenigstens
einen Kerbung, keine aufwändige Konturierung aufweist.
Mit „im Wesentlichen” ist gemeint, dass dieser
Verbindungsabschnitt im Profilquerschnitt z. B. leicht gewölbt
bzw. bombiert ausgebildet sein kann. Mittels eines Verbindungsabschnitts sind
zwei geschlossene Profilabschnitte zueinander beabstandet.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass in wenigstens einem Verbindungsabschnitt eine Kerbung
eingebracht ist. Unter einer „Kerbung” wird ein gegenüber
der Fläche des Verbindungsabschnitts vertiefter und/oder
erhöhter Bereich des Blechmaterials verstanden, der durch
eine entsprechende Formgebung bzw. Ausprägung des Blechmaterials
in diesem Bereich herbeigeführt ist. In vorteilhafter Weise
erhöht eine solche Kerbung auch die Stabilität
des Profilbauteils, wie insbesondere dessen Biegesteifigkeit und
Verwindungssteifigkeit.
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Die
Ausgestaltung bzw. Formgebung oder Ausprägung einer solchen
Kerbung kann über ihre Längserstreckung bzw. Längsorientierung
bestimmt werden und/oder bzgl. des Profilquerschnitts über
die Querschnittsform, die Tiefe, die Öffnungsweite und/oder
den Öffnungswinkel, wie nachfolgend erläutert.
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Bevorzugt
weist eine Kerbung eine Längsorientierung in Profillängsrichtung
auf, welche einem Vielfachen ihrer Öffnungsweite (s. u.)
entspricht. Alternativ kann eine Kerbung auch ohne überwiegende Längserstreckung
ausgebildet sein, was z. B. durch eine kegelförmige oder
pyramidenförmige Gestaltung der Kerbung möglich
ist. Eine Kerbung kann sich in Profillängsrichtung über
die gesamte Länge des Profilbauteils erstrecken. Alternativ
kann sich eine Kerbung nur über einen definierten Längenabschnitt
des Profilbauteils erstrecken. Auch sind in Profillängsrichtung
mehrere solcher Kerbungen in paralleler Anordnung möglich.
Ferner können über der Längserstreckung
des Profilbauteils mehrere solcher Kerbungen vorgesehen sein, die
zueinander fluchtend und/oder versetzt angeordnet sind. Eine Kerbung
kann auch eine zur Profillängsrichtung schräggestellte
Längsorientierung aufweisen. Hieraus ergeben sich diverse
Gestaltungsmöglichkeiten, die sämtlich mit umfasst
sein sollen.
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Hinsichtlich
des Profilquerschnitts sind verschiedene Querschnittsformen einer
Kerbung Gegenstand bevorzugter Weiterbildungen und werden nachfolgend
näher erläutert. Die Tiefe einer Kerbung bzw.
die Kerbungstiefe kann bzgl. des Profilquerschnitts als lotrechter
Abstand zwischen der Fläche des Verbindungsabschnitts und
einem hiervon am weitesten entfernten Punkt der Kerbung oder als
Abstand zwischen einem höchsten und einem tiefsten Profilpunkt
der Kerbung (bzgl. des Profilquerschnitts) definiert werden. Die Öffnungsweite
bzw. die Kerbungsbreite kann bzgl. des Profilquerschnitts als Abstand
der Kerbungsränder in der Fläche des Verbindungsabschnitts
definiert werden. Der Öffnungswinkel kann bzgl. des Profilquerschnitts
als Winkel einer Kerbungsflanke relativ zur Fläche des
Verbindungsabschnitts (ggf. auch relativ zu einer Flächennormalen)
oder als Winkel beider Kerbungsflanken zueinander definiert werden.
Bevorzugt wird dieser Winkel an den Kerbungsrändern bestimmt.
Die einzelnen Begriffe werden nachfolgend im Zusammenhang mit den
Figuren nochmals erläutert.
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Durch
die Ausgestaltung der wenigstens einen Kerbung kann die Profilbreite
des Profilbauteils, bevorzugt auch nur in einem oder mehren lokalen Längenabschnitten,
eingestellt werden, was mit der Formulierung „zumindest
lokale Profilbreite” umschrieben ist. Damit lässt
sich die Profilbreite des Profilbauteils im gesamten oder lokal,
d. h. entlang eines Längenabschnitts, verändern
und insbesondere in Profillängsrichtung variabel verändern.
Hierzu kann eine Kerbung mit der gewählten Ausgestaltung in
den Verbindungsabschnitt eingebracht werden. Alternativ und/oder
ergänzend kann bei einer bereits vorhandenen Kerbung durch
Verändern der Ausgestaltung die Profilbreite ebenfalls
eingestellt werden, d. h. je nach Anforderung verringert oder erhöht
werden. Der Begriff Profilbreite bezieht sich auf einen Profilquerschnitt
(senkrecht zur Profillängsrichtung) und repräsentiert,
neben der Profilhöhe ein wesentliches Maß zur
Beschreibung des Profilquerschnitts.
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Bei
der Einstellung einer zumindest lokalen Profilbreite des erfindungsgemäßen
Profilbauteils kann die wenigstens eine Kerbung im Verbindungsabschnitt
gewissermaßen als Materialpuffer dienen. Hierbei sind grundsätzlich
zwei verschiedene Vorgehensweisen bzw. Ansätze möglich.
- – Gemäß der ersten
Vorgehensweise wird das Blechmaterial des Verbindungsabschnitts
zur Verringerung der Profilbreite in die Kerbung eingebracht, was
durch Einformen der Kerbung oder durch Anpassung bzw. Formänderung
einer bereits vorhandenen Kerbung, insbesondere Vertiefung und/oder
Verbreiterung dieser Kerbung, gegebenenfalls auch durch Verändern
der Querschnittsform, erfolgen kann.
- – Gemäß der zweiten Vorgehensweise
wird das Blechmaterial des Verbindungsabschnitts zur Erhöhung
der Profilbreite aus einer bereits bestehenden Kerbung ausgebracht,
um die Profilbreite zu erhöhen, was durch eine entsprechende
Anpassung bzw. Formänderung der Kerbung erfolgt.
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Die
geschlossenen Profilabschnitte bleiben jeweils hiervon im Wesentlichen,
d. h. sofern technisch möglich, unbeeinflusst. Beide Ansätze
lassen sich an einem erfindungsgemäßen Profilbauteil
auch miteinander kombinieren.
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Die
Erfindung bietet u. a. den Vorteil, das auf relativ einfache Weise
und mit einem relativ geringen werkzeugtechnischen Aufwand ein Profilbauteil
mit geschlossenen Profilabschnitten und aus einem höherfesten
Blechmaterial mit einer variablen Profilbreite bereitgestellt werden
kann. Ein erfindungsgemäßes Profilbauteil ist
zudem günstiger, als die bisher insbesondere im Kraftfahrzeugbau
eingesetzten pressgehärteten Blechformteile.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Tiefe, die Öffnungsweite
und der Öffnungswinkel einer solchen Kerbung zumindest
abschnittsweise, d. h. bzgl. eines Längenabschnitts in
Profillängsrichtung, konstant ausgebildet sind. Ist in
dem betreffenden Längenabschnitt nur eine Kerbung vorhanden,
so ist in diesem Längenabschnitt eine konstante Profilbreite
gegeben.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Tiefe, die Öffnungsweite und/oder
der Öffnungswinkel einer solchen Kerbung zumindest abschnittsweise
variabel ausgebildet ist/sind. Hierüber kann die Profilbreite
in Profillängsrichtung variiert werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Kerbung über
die gesamte Längserstreckung bzw. Baulänge des
Profilbauteils ausgebildet ist, welche zumindest abschnittsweise
eine variable Tiefe, eine variable Öffnungsweite und/oder
einen variablen Öffnungswinkel aufweist.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Profilbauteil
zwei geschlossene Profilabschnitte aufweist, die außenliegend,
d. h. an den seitlichen Rändern des Profilbauteils, angeordnet
sind. Bevorzugt sind diese geschlossenen Profilabschnitte bzgl.
ihres Querschnitts im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgebildet
(hinsichtlich einer gedachten Mittellinie). Insbesondere ist vorgesehen,
dass wenigstens eine Kerbung in dem Verbindungsabschnitt in etwa
mittig zwischen diesen geschlossenen Profilabschnitten angeordnet
ist. Die geschlossenen Profilabschnitte weisen bevorzugt eine kreisrunde
oder auch halbrunde (z. B. geschlossene U-Form), ovale, rechteckige
oder quadratische Form auf, wobei dies keine abschließende
Aufzählung ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Kerbung im Profilsquerschnitt im
Wesentlichen V-förmig oder U-förmig ausgebildet ist.
Weiterhin sind auch andere Querschnittsformen möglich,
wie z. B. ein W-förmige Ausbildung. Diesbezüglich
wird auch auf die Ausführungen im Zusammenhang mit den
Figuren verwiesen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Übergangsradius
am Kerbungsrand und/oder ein Kerbungsgrundradius wenigstens dem
5-fachen, bevorzugt wenigstens dem 7,5-fachen und insbesondere wenigstens
dem 10-fachen der Blechdicke des Blechmaterials entspricht. An einem
Kerbungsrand kann zudem zumindest abschnittsweise eine von der Kerbung
wegweisende Übergangswölbung vorgesehen sein.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Profilbauteil
in seiner Profillängsrichtung eine räumliche Formgebung
aufweist. Eine räumliche Formgebung ist z. B. eine Bombierung,
insbesondere mit einem unregelmäßigen Bombierungsverlauf,
und/oder eine Tordierung. Durch die Kerbung kann hierbei in Bereichen
mit Materialüberschuss dem Profilbauteil soviel Material
entzogen werden, dass dieses insbesondere in gebogenen Abschnitten
keine Falten und/oder Materialüberlappungen aufweist. Welligkeiten
und Knicke, die anderweitig zu befürchten wäre,
treten nicht auf. Das überschüssige Material wird
quasi in die Kerbung eingebracht, wie oben erläutert. Aufgrund
der Kerbung verbleibt das Profilbauteil nach der räumlichen
Formgebung auch formstabil.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Blechmaterial
ein höherfestes Stahlblechmaterial ist. Hierbei handelt
es sich insbesondere um einen DP-Stahl, einen CP-Stahl, einen MS-W-Stahl
oder einen TRIP-Stahl. Seit kurzem sind zudem höherfeste
und speziell zum Walzprofilieren geeignete Stahlbleche am Markt
erhältlich, die hier ebenfalls mit umfasst sein sollen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Blechmaterial,
insbesondere das Stahlblechmaterial, zumindest auf einer Oberflächenseite beschichtet
ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass bereits das Ausgangsblechmaterial
mit einer solchen Beschichtung versehen ist. Bei einer solchen Beschichtung
handelt es sich bevorzugt um eine im Wesentlichen aus Zink gebildete
Beschichtung, die insbesondere bereits herstellerseitig aufgebracht
ist. Mittels einer solchen Beschichtung kann in vorteilhafter Weise
z. B. auch eine Innenversiegelung der geschlossenen Profilabschnitte
erfolgen. Die Möglichkeit zur Verwendung bereits herstellerseitig beschichteter
und insbesondere verzinkter Stahlblechmaterialien ist zudem ein
deutlicher Vorteil gegenüber dem eingangs erläuterten
Presshärten, bei dem verzinkte Stahlbleche nach heutigem
Kenntnisstand nur bedingt und mit hohem Aufwand eingesetzt werden
können.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung
eines erfindungsgemäßen Profilbauteils. Es umfasst
die folgenden Schritte:
- – Bereitstellen
und/oder Fertigen eines Profilstrukturteils aus einem höherfesten
Blechmaterial, das im Profilquerschnitt wenigstens zwei zueinander beabstandete
und im Wesentlichen geschlossene Profilabschnitte aufweist, die über
einen im Wesentlichen flach ausgebildeten Verbindungsabschnitt miteinander
verbunden sind;
- – Einstellen einer zumindest lokalen Profilbreite des
Profilbauteils durch Einbringen wenigstens einer Kerbung in den
Verbindungsabschnitt und/oder durch zumindest abschnittsweises Verändern
der Querschnittsform, der Tiefe, der Öffnungsweite und/oder
des Öffnungswinkels an einer im Verbindungsabschnitt bereits
vorhandenen Kerbung.
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass das Ausgangsblechmaterial ein ebenes Blechmaterial
ist, welches z. B. als Coilband oder als Platinenzuschnitt bereitgestellt
wird, welches bzw. welcher durch ein Walzprofilieren oder durch
ein Rollprofilieren (oder dergleichen) mittels einer entsprechenden
Anlage von einem ebenen Zustand zu einer Profilstruktur bzw. einem
Profilstrukturteil mit einem komplex profilierten Zustand und konstanter
Profilbreite überführt wird, wobei gleichzeitig
die geschlossenen Profilabschnitte ausgebildet werden. Aus einer
Profilstruktur können nachfolgend durch Ablängen
ebenfalls Profilstrukturteile gebildet werden. Die Profilstruktur
oder die Profilstrukturteile können als Halbzeuge für
die weitere Verarbeitung zu einem erfindungsgemäßen Profilbauteil
bereit gestellt werden.
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Hierdurch
lässt sich in vorteilhafter Weise der gesamte Herstellungsprozess
räumlich und zeitlich zergliedern. Bevorzugt ist hierbei
vorgesehen, dass es sich bei dem Ausgangsblechmaterial um ein einstückiges
Blechmaterial handelt. Alternativ kann das Ausgangsblechmaterial
auch aus mehreren Teilblechen unterschiedlicher Materialien und/oder
Blechdicken zusammengesetzt sein, die z. B. miteinander verschweißt
sind (tailored blanks).
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Im
Weiteren wird auf die obigen Ausführungen zum erfindungsgemäßen
Profilbauteil verwiesen, die für das erfindungsgemäße
Verfahren sinngemäß gelten und umgekehrt.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass etwaige Aussparungen
und Löcher im Profilbauteil vor dem Walzprofilieren in
das ebene Ausgangsblechmaterial eingebracht werden, wobei deren
Position durch eine ebene Abwicklung des Profilbauteils bestimmt
ist. Hierdurch kann in der Folge auf aufwändige Schnittwerkzeuge
verzichtet werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Einstellen einer
lokalen Profilbreite in einem Umformwerkzeug, wie insbesondere einem
Presswerkzeug, erfolgt, in welches das Profilstrukturteil eingelegt
wird. Anstelle eines einzelnen Umformwerkzeugs können mehrere
Umformwerkzeuge vorgesehen sein, die nacheinander durchlaufen werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im Umformwerkzeug
bzw. Presswerkzeug gleichzeitig eine räumliche Formgebung bzw.
Umformung des Profilbauteils erfolgt. Eine solche räumliche
Formgebung ist z. B. eine Bombierung und/oder eine Tordierung in
Profillängsrichtung. Die Formgebung erfolgt hierbei ohne
die geschlossenen Profilabschnitte bzw. Hohlkörper zu beschädigen.
Bei einer solchen räumlichen Formgebung kann auch eine
Abstreckung des Blechmaterials beabsichtigt sein.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass es sich bei der Formgebung im Presswerkzeug
um eine Kaltumformung handelt. Dies bietet neben geringen Anlagenkosten
insbesondere im Hinblick auf eine etwaige Beschichtung des Blechmaterials,
wie oben erläutert, deutliche Vorteile. Es ist daher insbesondere
auch vorgesehen, dass das Walzprofilieren des Ausgangsblechmaterials
ebenfalls im kalten Zustand erfolgt.
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Nachfolgend
wird die Erfindung beispielhaft anhand der Figuren näher
erläutert. Es zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Profilbauteil in einer perspektivischen
Ansicht und in einer Draufsicht;
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2 einen
Schnitt durch das Profilbauteil der 1;
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3 das
Einstellen der Profilbreite durch Verändern der Kerbung
in einer schematischen Schnittansicht;
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4 alternative
Ausführungsmöglichkeiten einer Kerbung in schematischen
Schnittansichten; und
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5 ein
Ablaufdiagramm zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Profilbauteils.
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1a zeigt ein erfindungsgemäßes
Profilbauteil 1 in einer perspektivischen Ansicht, welches aus
einem höherfesten Stahlblechmaterial gebildet ist. Hierbei
handelt es sich um ein Verstärkungsteil für B-Säule
einer Kraftfahrzeugkarosserie. Das Profilbauteil 1 weist
eine räumliche Formgebung auf. Die Profillängsrichtung
ist mit a und die Profilbreite ist mit b angegeben. Die Profilbreite
b ist hierbei senkrecht zur Profillängsrichtung a bestimmt.
Das Profilbauteil 1 weist im Profilquerschnitt zwei geschlossene
Profilabschnitte 2a und 2b auf, die außenliegend
an den seitlichen Längsrändern des Profilbauteils 1 angeordnet
und über einen flachen Verbindungsabschnitt 3 miteinander
verbunden sind. Die geschlossenen Profilabschnitte 2a und 2b sind
bzgl. ihres Querschnitts beispielhaft kreisförmig ausgebildet.
In den flachen Verbindungsabschnitt 3 ist über
die gesamte Längserstreckung des Profilbauteils 1 eine
Kerbung 4 eingebracht, deren Längsorientierung
mit der Profillängsrichtung a zusammenfällt. Im
Längenabschnitt d weist die Kerbung 4 eine größere
Tiefe auf, was dazu führt, dass entlang dieses Längenabschnitts
die Profilbreite b verringert ist, wie in der Draufsicht der 1b gezeigt.
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2 zeigt
einen Schnitt durch die Kerbung 4 gemäß dem
in 1a angegebenen Schnittverlauf A-A.
Die Kerbung 4 ist V-förmig ausgebildet. Die Tiefe der
Kerbung 4 bzw. die Kerbungstiefe bzgl. der Fläche
des Verbindungsabschnitts 3 ist mit v bezeichnet. Die Öffnungsweite
bzw. die Kerbungsbreite der Kerbung 4, d. h. der Abstand
zwischen den Kerbungsrändern 41 und 42,
ist mit u bezeichnet. Die Kerbungsflanken sind mit 43 und 44 und
der Kerbungsgrund ist mit 45 bezeichnet. Der Kerbungsgrundradius
ist mit R1 und die Kerbungsrandradien sind mit R2 und R3 bezeichnet.
Der Öffnungswinkel zwischen den im wesentlichen gerade
ausgebildeten Kerbungsflanken 43 und 44 ist mit α bezeichnet.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass durch die Gestaltung der Längsorientierung,
der Querschnittsform (bspw. auch durch Verändern der oben
genannten Radien R1, R2 und/oder R3), der Tiefe v, der Öffnungsweite
u und/oder des Öffnungswinkels α der Kerbung 4,
eine zumindest lokale Profilbreite b des Profilbauteils 1 unter
Beibehaltung der Blechdicke eingestellt wird, ohne dass hiervon
die geschlossenen Profilabschnitte 2a und 2b nachteilig beeinträchtigt
werden, womit vorrangig gemeint ist, dass deren Querschnitte über
der Längserstreckung im Wesentlichen erhalten bleiben.
Dies wird nachfolgend anhand der 3 beispielhaft
erläutert.
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3a zeigt einen Schnitt durch das Profilbauteil 1 gemäß dem
in 1a gezeigten Schnittverlauf A-A
mit einer eingeformten Kerbung 4. Das Profilbauteil 1 weist
eine Profilbreite b auf. In 3b ist die
Profilbreite b verringert, was durch eine Erhöhung +v der
Kerbungstiefe v der Kerbung 4 erreicht wird. In 3c ist die Profilbreite b ebenfalls verringert,
was in diesem Fall durch eine Erhöhung +u der Öffnungsweite
u der Kerbung 4 erreicht wird. Alternativ kann die Profilbreite
b auch durch Verkleinerung des Öffnungswinkels α verringert
werden. Die zuvor erläuterten Maßnahmen sind auch
miteinander kombinierbar. Auf gleiche Weise lässt sich
die Profilbreite b auch erhöhen, was durch Verringerung
der Kerbungstiefe v und/oder Verringerung der Öffnungsweite
u (bei gleicher Kerbungstiefe v) und/oder Vergrößerung
des Öffnungswinkels α erfolgen kann.
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Das
Einstellen der Profilbreite b durch Gestaltung oder Umgestaltung
der Kerbung 4 im Verbindungsabschnitt 3 erfolgt
bevorzugt in einem Umformwerkzeug wie insbesondere einem Presswerkzeug und
zwar insbesondere im Zuge einer Kaltumformung. Gleichzeitig kann
hierbei eine räumliche Formgebung des Profilbauteils erfolgen,
um z. B. die in 1 gezeigte Krümmung
in Profillängsrichtung a zu erhalten.
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Die
Profilbreite b kann, wie in 1 gezeigt, lediglich über
einen definierten Längenabschnitt verändert werden,
oder aber über die gesamte Längserstreckung des
Profilbauteils 1 verändert werden, wobei in beiden
Fällen in Profillängsrichtung a des Profilbauteils 1 ein
variabler Verlauf der Profilbreite b herstellbar ist.
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Das
Einbringen einer Kerbung 4 oder die Umgestaltung einer
bestehenden Kerbung 4 erfolgt bevorzugt stets mit „weichen” Übergängen,
welche Spannungsspitzen im Blechmaterial in den Übergangsbereichen
vermeiden sollen.
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Die 4a, 4b und 4c zeigen alternative Querschnittformen
für Kerbungen 4. In 4a ist
die Kerbung W-förmig und bezüglich des Verbindungsabschnitts 3 nach
oben ausgebildet. In 4b ist die Kerbung 4 bezüglich
des Verbindungsabschnitts 3 jeweils V-förmig in
beide Richtungen ausgebildet. In 4c ist
die Kerbung 4 U-förmig und bezüglich
des Verbindungsabschnitts 3 unsymmetrisch ausgebildet.
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5 zeigt
beispielhaft ein sich selbst erläuterndes, vereinfachtes
Ablaufdiagramm für die Herstellung eines erfindungsgemäßen
Profilbauteils, wobei nicht alle Schritte und/oder Teilschritte
Gegenstand des beanspruchten Verfahren sein müssen und
wobei nicht alle Schritte und/oder Teilschritte im Einzelnen wiedergegeben
sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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