DE102010012833A1

DE102010012833A1 - Längsträger

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Publication number: DE102010012833A1
Application number: DE102010012833A
Authority: DE
Inventors: Markus Pellmann; Dr. Pohl Martin; Martin Schroeter; Stefan Adelbert; Otto Buschsieweke; Dr. Handing Christian
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: DE102010012833B4; US20110232806A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Längsträger (1), hergestellt durch Warmumformen und Presshärten einer Stahlblechplatine, mit mindestens einem nach dem Presshärten partiell wärmebehandelten Bereich, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem wärmebehandelten Bereich und dem nicht wärmebehandelten Bereich ein Übergangsbereich ausgebildet ist, wobei die Breite des Übergangsbereiches kleiner gleich 50 mm ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Längsträger gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE 10 2005 054 847 B3 sind warmgeformte und pressgehärtete Bauteile, die nach dem Endformen und dem Einstellen hochfester mechanischer Eigenschaften im Stahl einer gezielten Wärmebehandlung unterzogen werden, bekannt. insbesondere bei Struktur- und/oder Sicherheitsbauteilen, die im Crashfall axial belastet werden, soll ein nach der vorgenannten Art hergestelltes Bauteil einerseits hochfest sein und andererseits im Crashfall Falten werfen, um Stoßenergie gezielt abzubauen.
Eine Wärmebehandlung findet gemäß dem Stand der Technik üblicherweise in einem Temperaturbereich zwischen 320°C und 400°C statt und verändert die im Warmform- und Presshärteprozess eingestellten Festigkeitswerte kaum. Gleichzeitig wird jedoch die Duktilität des Werkstoffes derart erhöht, dass im Crashfall eine Faltenbildung möglich ist.
Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist für viele Serienproduktionsprozesse eine hinreichend zielgenaue Einstellung der gewünschten Werkstoffkonfiguration möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Längsträger bereit zu stellen, der in gezielten Bereichen vorgegebene Werkstoffgefüge aufweist und großserientauglich und kostengünstig herstellbar ist.
Die vorliegende Aufgabe wird mit einem Längsträger gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Weitere Ausführungsformen sind Bestandteil der abhängigen Patentansprüche.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Längsträger, hergestellt durch Warmumformen und Presshärten einer Stahlblechplatine, mit mindestens einem nach dem Presshärten partiell wärmebehandelten Bereich, der dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen dem wärmebehandelten Bereich und einem nicht wärmebehandelten Bereich ein Übergangsbereich ausgebildet ist, wobei eine Breite a des Übergangsbereiches kleiner gleich 50 mm ist.
Vorteilig bei dem erfindungsgemäßen Längsträger ist die prozesssicher und gezielt herstellbare Werkstoffeigenschaft in bestimmten Bereichen. Nach dem Warmformen und Presshärten einer Stahlblechplatine aus hochfestem, härtbarem Stahl wird der Längsträger mit einer gezielten partiellen Wärmebehandlung nachbehandelt. Durch die partielle Wärmebehandlung unterhalb der Austenitisierungstemperatur werden an dem Längsträger in den wärmebehandelten Bereichen duktile Werkstoffgefüge hergestellt.
Hierbei ist wiederum besonders vorteilig, dass im Crashfall in den gezielt wärmebehandelten Bereichen eine gewollte Verformung begünstigt wird, ohne dass in diesen Bereichen eine Rissbildung oder ein Ausreißen erfolgt. Dadurch erhöht sich das Energieaufnahmevermögen des Längsträgers bei gleichzeitig hoher Steifigkeit. In der Folge wird bei einem Kraftfahrzeug, das mit einem erfindungsgemäßen Längsträger ausgestattet ist, ein hohes Maß an Energie dadurch absorbiert, dass kinetische Energie des Aufpralls in Verformungsarbeit umgewandelt wird, bei gleichzeitiger hoher Steifigkeit der Fahrgastzelle. Weiterhin ist es vorstellbar, dass der Längsträger als Motorträger oder aber auch im Bereich des Gepäckabteils eingesetzt ist. Hier ist gegebenenfalls ein höheres Energieabsorptionsvermögen gefordert als im Bereich der Fahrgastzelle. Durch gezielte Einstellung des wärmebehandelten Bereichs ist es möglich, beispielsweise durch eine über die Länge des Längsträgers in Fahrzeugrichtung gerichtete zebrastreifenartige Aufbringung von wärmebehandelten Bereichen zu erzeugen. Dies hat wiederum den Vorteil, dass sich der Längsträger im Crashfall ziehharmonikaartig zusammenfalten kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung beträgt die Breite des Übergangsbereichs weniger als 30 mm, insbesondere weniger als 20 mm. Der Übergangsbereich von wärmebehandeltem zu nicht wärmebehandeltem Bereich ist im Rahmen der Erfindung vergleichbar mit einer Wärmeeinflusszone einer Schweißnaht. In dem Übergangsbereich erfolgt auch eine Gefügeumwandlung, die zwangsläufig nicht immer erwünscht ist.
Besonders vorteilig ist, dass bei dem erfindungsgemäßen Längsträger ein Übergangsbereich hergestellt ist, der geringe geometrische Abmaße aufweist. Vorzugsweise ist es auch möglich, einen Übergangsbereich von weniger als 15 mm an dem Längsträger zu realisieren. Insgesamt ist es im Bereich der Fertigung einer crashoptimierten Fahrzeugkarosserie somit möglich, an den einzelnen Bauteilen, insbesondere dem Längsträger, die Bereiche, die sich im Crashfall deformieren sollen, und die Bereiche, die im Crashfall ein möglichst großes Formhaltevermögen aufweisen, klar definiert zuzuordnen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante entspricht die Breite dem 0,2- bis 3,0-fachen der Breite und/oder Höhe des wärmebehandelten Bereichs. Bezogen auf den Gesamtspannungsverlauf innerhalb des Bauteils ergibt sich hierdurch eine besonders vorteilige Ausführungsvariante für die Crash- und Steifigkeitskonstruktionen der Fahrzeugkarosserie.
Vorzugsweise sind Fügeflansche partiell wärmebehandelt. Für das Beispiel der selbsttragenden Fahrzeugkarosserie wirkt sich der wärmebehandelte Bereich, insbesondere ausgebildet als Fügeflansch, vorteilig auf die Crasheigenschaft und die Steifigkeit der Karosserie aus. Ein Fügeflansch eines Längsträgers ist der Bereich, der mit anderen Bauteilen gekoppelt wird.
So ist unter einem Fügeflansch beispielsweise der Anbindungsbereich an das Fahrzeugdach bzw. an die Spritzschutzwand oder aber an einen Schweller zu verstehen. Die Anbindung kann dabei durch Kleben, Nieten, Schweißen, Löten oder ähnliche Koppelungsprozesse hergestellt sein.
Der Bereich, der partiell wärmebehandelt ist, neigt nicht zu einem Aufreißen bzw. Abreißen oder aber Ausreißen im Falle eines Unfalls und hält somit die umliegenden und angebundenen Struktur- bzw. Sicherheitsbauteile zusammen. Gerade unter Berücksichtigung eines Fahrgastinnenraums wirkt sich dies besonders vorteilig auf den Insassenschutz aus.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich in Bereichen, die im Falle eines Unfalls einer gewollten Verformung ausgesetzt sind. Hierbei können die Bereiche mit gewollter Verformung deformiert werden, ohne zu reißen. Hieraus bedingt erhöht sich wiederum das Energieaufnahmevermögen der gesamten Kraftfahrzeugkarosserie bei gleichzeitig geringer Eindringtiefe in den Fahrgastinnenraum.
Ein weiterer Anwendungsfall ist beispielsweise auch das gezielte Deformieren einzelner Bereiche, um eine besonders günstige Unfallreparatur zu ermöglichen. Diese Verformung ist vorgesehen, um Energie zum Abbau in die Karosserie einzuleiten, so dass hier wiederum die Crashsicherheit für Fahrzeuginsassen gesteigert wird.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wärmebehandelten Bereiche können dabei im Crashfall so deformiert werden, dass eine gezielte Einfaltung und somit eine gezielte Energieaufnahme stattfindet. Weiterhin tendieren die wärmebehandelten Bereiche weniger zu einer Rissbildung, da ihr Gefüge gegenüber dem warmgeformten und pressgehärteten, harten und spröden Gefüge eher duktil ist.
Die partielle Wärmebehandlung von Fügeflanschen ergibt weiterhin den Vorteil, dass die Fügeflansche eine duktile Werkstoffeigenschaft aufweisen. Im Falle einer stoffschlüssigen Verbindung mittels thermischen Fügens findet hier in einem Anschlussprozess wiederum eine Gefügeumwandlung in der Wärmeeinflusszone des Fügeverfahrens statt. Ein duktiler Abschnitt des Längsträgers wirkt sich hierbei besonders vorteilig auf den Schweißprozess und die sich nach dem Schweißprozess in der Wärmeeinflusszone einstellenden Werkstoffgefüge aus. Besonders vorteilig wirkt sich das im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs auf die Haltbarkeit der verbundenen Schweißnähte aus.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Aussparungen in dem Längsträger partiell wärmebehandelt. Diese Aussparungen können beispielsweise aus gewichtsoptimierten Gründen oder aber auch aus Gründen der Durchführung von anderen Komponenten, beispielsweise eines Türscharniers oder aber eines Kabelbaums oder ähnlichem, in dem Bauteil vorhanden sein. Gerade im Bereich der Aussparungen und auch im Endbereich von Aussparungen kann es hierbei im Falle eines Unfalls zu Rissbildungen aufgrund von Spannungen in dem Bauteil, insbesondere Oberflächenspannungen, kommen, die sich über das gesamte Bauteil erstrecken können. Durch Reduzierung der Oberflächenspannung stellt sich in diesem Bereich ein duktiles Werkstoffgefüge ein. Dieses steht einer Rissbildung und somit auch einer ungewollten Deformation des Längsträgers entgegen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist ein Endbereich des Längsträgers partiell wärmebehandelt, wobei ein an dem Endbereich angeordneter Fügeflansch nicht wärmebehandelt ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch Einbindung des Längsträgers in eine Kraftfahrzeugkarosserie Belastungen durch Biegewechselspannungen, die beispielsweise durch Karosserietorsion oder aber durch andere Fahreinflüsse, beispielsweise Motorschwingungen oder ähnlichem, in die Karosserie eingeleitet werden, durch die wärmebehandelten Bereiche gedämpft werden. Dies wirkt sich gerade in Bezug auf die Langlebigkeit der Kraftfahrzeugkarosserie durch Reduzierung der Oberflächenspannung in den Endbereichen positiv aus, wobei die nicht wärmebehandelten Fügeflansche für die Anbindung an die Kraftfahrzeugkarosserie gerade im Hinblick auf die geforderte Crasheigenschaft einen besonders positiven Effekt erzielen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Punktbereiche des Längsträgers partiell wärmebehandelt, wobei die Punktbereiche eine Größe von weniger als 50 mm, vorzugsweise von weniger als 30 mm aufweisen. Für die Anbindung des Längsträgers in einer Kraftfahrzeugkarosserie ist es besonders vorteilig, dass Punktbereiche gezielt wärmebehandelt sind, so dass hier in der Fertigungspraxis von Kraftfahrzeugen häufig auftretende Punktschweißungen oder aber punktuelle Laserschweißungen innerhalb der Punktbereiche durchgeführt werden können. Im Falle eines Kraftfahrzeugcrashs neigt der Längsträger mit den angekoppelten Bauteilen in diesen verbundenen Punktbereichen wiederum zu einer hohen Verbindungsfestigkeit. Eine Rissbildung oder ein Ausreißen bzw. Abreißen wird durch die wärmebehandelten Punktbereiche tendenziell vermieden.
Vorzugsweise weisen die wärmebehandelten Bereiche eine Streckgrenze zwischen 300 N/mm² und 1.300 N/mm², vorzugsweise 400 N/mm² bis 800 N/mm², insbesondere 400 N/mm² bis 600 N/mm² auf. Weiterhin weisen die wärmebehandelten Bereiche vorzugsweise eine Zugfestigkeit zwischen 400 N/mm² und 1.600 N/mm², vorzugsweise 500 N/mm² bis 1.000 N/mm², insbesondere 550 N/mm² bis 800 N/mm² auf und bevorzugt ein Dehnvermögen zwischen 10% und 20%, wiederum vorzugsweise 14% bis 20%. Hierdurch verfügt der Werkstoff nach wie vor über die notwendigen hochfesten mechanischen Eigenschaften, durch die geringere Zugfestigkeit, Streckgrenze und das höhere Dehnvermögen ist der Werkstoff aber so duktil, dass er bei entsprechender Belastung Falten wirft anstatt zu brechen oder zu reißen. Auch wirkt sich dies besonders vorteilig gegen eine potentielle Rissbildung des Werkstoffs in dem wärmebehandelten Bereich aus.
Vorzugsweise nimmt die Streckgrenze und/oder Zugfestigkeit im Übergangsbereich von wärmebehandeltem Bereich zu nicht wärmebehandeltem Bereich mit einem Gradienten von mehr als 100 N/mm² pro 1 cm, insbesondere mehr als 200 N/mm² pro 1 cm und besonders bevorzugt mehr als 400 N/mm² pro 1 cm ab. Ein sich hieraus ergebender Vorteil ist, dass sehr kleine lokale Bereiche wärmebehandelt und die Übergangsbereiche in dessen Relation kleiner gehalten sind. Der sich aus dem Gradienten ergebende Übergangsbereich zwischen dem warmumgeformten und pressgehärteten, nicht wärmebehandelten Bereich und dem partiell wärmebehandelten Bereich beträgt daher eine Größe von weniger als 50 mm, insbesondere bevorzugt zwischen 1 mm und 20 mm. Hierdurch entstehen kleine, scharf berandete lokal wärmebehandelte Bereiche, mit in dessen Relation kleineren Übergangsbereichen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist die partielle Wärmebehandlung des Längsträgers durch Aufheizen des wärmezubehandelnden Bereichs auf eine Aufwärmtemperatur, Halten der Aufwärmtemperatur für eine Haltezeit, Abkühlen von der Aufwärmtemperatur in mindestens zwei Phasen hergestellt.
Vorzugsweise werden das Aufwärmen des Bauteils und das Halten der Aufwärmtemperatur in einem Temperaturbereich zwischen 500°C und 900°C durchgeführt. Durch den Temperaturbereich zwischen 500°C und 900°C für das Aufwärmen bzw. das Halten der Aufwärmtemperatur ist ein besonders gezielter produktionssicherer Spannungsabbau in den wärmebehandelten Bereichen hergestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist die Aufwärmung in einem Zeitraum bis 30 Sekunden, vorzugsweise bis 20 Sekunden, insbesondere bis zu 10 Sekunden und besonders bevorzugt bis zu 5 Sekunden durchgeführt. Die kurze Aufwärmehase zum Erreichen der Aufwärmtemperatur wirkt sich in Kombination mit einer daran anschließenden Haltephase besonders vorteilig auf die Prozesssicherheit des hergestellten Bauteils aus.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt die Haltezeit in einem Zeitraum bis zu 30 Sekunden, vorzugsweise bis zu 20 Sekunden, insbesondere bis zu 10 Sekunden und besonders bevorzugt bis zu 5 Sekunden. Durch die gezielte Werkstoffgefügeumwandlungssteuerung bei konstanter Temperatur, nur beeinflusst durch die Dauer der Haltezeit, ist der Vergütungsprozess im Rahmen der Erfindung besonders prozesssicher durchgeführt worden. Für die Haltezeit wird dabei im Wesentlichen die erreichte Aufwärmtemperatur gehalten.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist die erste Phase der Abkühlung in Relation zu der zweiten Phase der Abkühlung länger andauernd durchgeführt. Dies wirkt sich insbesondere vorteilig auf das herzustellende Werkstoffgefüge sowie die angebundenen Verarbeitungsschritte aus. Mit einem erfindungsgemäßen Längsträger kann ein direkt daran anschließender Nachbearbeitungsprozess stattfinden. So ist es im Rahmen der Erfindung vorstellbar, dass die wärmebehandelten Bereiche sowie der Längsträger eine Bauteiltemperatur von 200°C aufweisen, um einen Nachbearbeitungsvorgang zugeführt zu werden.
Weiterhin ist besonders bevorzugt die zweite Phase in einem Zeitraum bis zu 120 Sekunden, vorzugsweise bis zu 60 Sekunden durchgeführt.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin durch eine Längsträgerbaugruppe gelöst, aufweisend einen Längsträger mit mindestens einem der Merkmale der Patentansprüche 1 bis 18 und einem damit gekoppelten weiteren Bauteil.
Vorzugsweise ist die Längsträgerbaugruppe mit dem Längsträger und dem damit gekoppelten Bauteil in Koppelungsbereichen nach der Koppelung partiell wärmebehandelt. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass der Längsträger mit an diesen gekoppelten Bereichen im Falle eines Fahrzeugcrashs tendenziell nicht aus- bzw. abreißt. Bei den an den Längsträger gekoppelten Bauteilen kann es sich beispielsweise um Motoraufnahmebauteile handeln. Diese können beispielsweise Fräs-, Guss- oder auch Schweißbauteile sein.
Ein weiterer sich ergebender Vorteil ist, dass im Falle von Motoraufhängungskomponenten eine erhöhtes Dauerfestigkeit gewährleistet wird, da die gekoppelten Bereiche zwischen Längsträger und Motoraufnahmekomponente durch eine partielle Wärmebehandlung vom Motor ausgehende Schwingungen besser dämpfen. Die Anfälligkeit für Ermüdungsbrüche in den Koppelungsstellen wird dadurch deutlich herabgesetzt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, bevorzugte Ausführungsformen anhand der schematischen Zeichnungen. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
1 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Längsträgers;
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Längsträger;
3 zeigt eine Längsträgerbaugruppe und
4 zeigt verschiedene Temperaturverläufe bei der Herstellung eines Längsträgers.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder vergleichbare Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
1 zeigt einen Ausschnitt eines Längsträgers. Hierbei ist umliegend zu erkennen, dass ein in einem nicht wärmebehandelten Bereich NWB ein wärmebehandelter Bereich WB gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Zwischen dem nicht wärmebehandelten Bereich NWB und dem wärmebehandelten Bereich WB ist ein Übergangsbereich ÜB angeordnet. In dem wärmebehandelten Bereich WB ist ein tendenziell duktiles Werkstoffgefüge hergestellt, in dem nicht wärmebehandelten Bereich NWB ein hartes, sprödes Werkstoffgefüge. Der Übergangsbereich ÜB ergibt sich zwangsläufig aus der Wärmebehandlung des wärmebehandelten Bereichs WB.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung weist der Übergangsbereich ÜB im Wesentlichen einen Breite a von wärmebehandeltem Bereich WB zu nicht wärmebehandeltem Bereich NWB auf, die in Relation zu dem wärmebehandelten Bereich WB besonders klein ausfällt und im Wesentlichen scharf berandet ist.
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Längsträger 1. Der Längsträger 1 weist Sicken 2, Ausnehmungen 3 und Vertiefungen 4 auf. Weiterhin weist der erfindungsgemäße Längsträger 1 in seinen Randbereichen Fügeflansche 5 auf. Die Sicken 2, Ausnehmungen 3, Vertiefungen 4 und Fügeflansche 5 sind jeweils anforderungsbedingt nach dem Warmformen und Presshärten des erfindungsgemäßen Längsträgers 1 partiell wärmebehandelt.
3 zeigt eine Längsträgerbaugruppe 6. Die Längsträgerbaugruppe 6 besteht dabei aus einem oberen warmumgeformten, pressgehärteten und nach dem Presshärten partiell wärmebehandelten Längsträger 1 sowie aus einem unteren, warmumgeformten, pressgehärteten und nach dem Presshärten partiell wärmebehandelten Bauteil 7. Der Längsträger 1 und das Bauteil 7 sind jeweils an ihren Seitenbereichen über Fügeflansche 5 miteinander gekoppelt. Die Koppelungsstellen 8 sind nach dem Fügeverfahren, beispielsweise einem thermischen Fügeverfahren, erfindungsgemäß partiell wärmebehandelt.
4a zeigt eine Temperaturverlauf über der Zeit mit den Zeitabschnitten Aufwärmzeit (t1), Haltezeit (t2), Abkühlzeit erste Phase (t3) und Abkühlzeit zweite Phase (t4). Weiter sind auf der Achse der Temperatur die Aufwärmtemperatur (T1) sowie eine erste Abkühltemperatur (T2) gezeigt.
Beginnend von einem warmumgeformten und pressgehärteten Längsträger, der sich im Wesentlichen auf einer Temperatur unter 200°C befindet, wird diese in der Aufwärmzeit auf die Aufwärmtemperatur (T1) erwärmt. Bei einer Ausgangstemperatur von unter 200°C, jedoch über Raumtemperatur wird im Rahmen der Erfindung die Restwärmeenergie des Warmumform- und Presshärteprozesses für die partielle Wärmebehandlung genutzt.
Die Erwärmung weist einen linearen Temperaturanstieg über die Zeit auf. Nach Abschluss der Aufwärmzeit (t1) wird die Aufwärmtemperatur (T1) für eine Haltezeit (t2) gehalten. Die Aufwärmtemperatur (T1) wird über die gesamte Haltezeit (t2) im Wesentlichen konstant gehalten. Temperaturschwankungen in Form eines Temperaturanstiegs oder Temperaturabfalls sind hier nicht dargestellt, können jedoch im Rahmen der Erfindung während der Haltezeit (t2) aus Gründen der gewünschten Werkstoffgefügeumwandlung oder aber auch aus Kostengründen des Produktionsprozesses stattfinden.
Nach Abschluss der Haltezeit (t2) findet eine erste Abkühlung auf eine Abkühltemperatur (T2) statt. Der Temperaturverlauf fällt dabei linear über die Abkühlzeit der ersten Phase (t3) ab auf die Abkühltemperatur (T2). Die Abkühltemperatur (T2) kann dabei in einem Bereich zwischen 100°C und der Aufwärmtemperatur (T1) liegen.
In einer daran anfolgenden zweiten Abkühlphase findet eine weitere lineare Temperaturabnahme in der Abkühlzeit der zweiten Phase (t4) statt. Die Temperaturabnahme kann dabei im Wesentlichen auf Raumtemperatur oder aber eine gewünschte, hier nicht näher dargestellte Zieltemperatur stattfinden. Auch ist es im Rahmen der Erfindung vorstellbar, dass weitere Abkühlphasen, die hier nicht näher dargestellt sind, stattfinden.
4b zeigt eine im Wesentlichen zeitlich ähnliche Staffelung der Wärmebehandlung mit dem Unterscheid zu 4a, dass der Temperaturanstieg während der Aufwärmzeit (t1) einen progressiven Verlauf aufweist und die Abkühlung während der ersten und der zweiten Phase einen jeweils degressiven Temperaturverlauf über der Zeit (t3, t4) besitzt.
4c zeigt ergänzend zu 4a und 4b, dass der Temperaturverlauf während der Aufwärmzeit (t1) einen degressiven Verlauf aufweist und während der einzelnen Abkühlphasen einen jeweils progressiven Verlauf der Temperaturabnahme über der Zeit (t3, t4) besitzt.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch vorstellbar, den Temperaturverlauf über der Zeit in Mischformen von progressivem, linearem und degressivem Verlauf zu kombinieren und auch eine Temperaturänderung mit progressiven, degressiven oder linearen Verlauf während der Haltezeit (t2) zu realisieren.
Bezugszeichenliste

1: Längsträger
2: Sicken
3: Ausnehmung
4: Vertiefung
5: Fügeflansch
6: Längsträgerbaugruppe
7: Bauteil
8: Koppelungsstelle
B: Bereich
NWB: nicht wärmebehandelter Bereich
WB: wärmebehandelter Bereich
ÜB: Übergangsbereich
a: Breite
t1: Aufwärmzeit
t2: Haltezeit
t3: Abkühlzeit erste Phase
t4: Abkühlzeit zweite Phase
T1: Aufwärmtemperatur
T2: Abkühltemperatur erste Phase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005054847 B3 [0002]

Claims

Längsträger, hergestellt durch Warmumformen und Presshärten einer Stahlblechplatine, mit mindestens einem nach dem Presshärten partiell wärmebehandelten Bereich, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem wärmebehandelten Bereich (WB) und dem nicht wärmebehandelten Bereich (NWB) ein Übergangsbereich (ÜB) ausgebildet ist, wobei eine Breite (a) des Übergangsbereiches (ÜB) kleiner gleich 50 mm ist.
Längsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (a) weniger als 30 mm, insbesondere weniger als 20 mm beträgt.
Längsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (a) dem 0,2- bis 3,0-fachen der Breite und/oder Höhe des wärmebehandelten Bereiches (WB) entspricht.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Fügeflansche (3) partiell wärmebehandelt sind.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Aussparungen partiell wärmebehandelt sind.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Vertiefungen (4) partiell wärmebehandelt sind.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endbereich partiell wärmebehandelt ist, wobei ein an dem Endbereich angeordneter Fügeflansch (5) nicht wärmebehandelt ist.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Punktbereiche partiell wärmebehandelt sind, wobei die Punktbereiche eine Größe von weniger als 50 mm, vorzugsweise von weniger als 30 mm aufweisen.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmebehandelten Bereiche (WB) ein Streckgrenze zwischen 300 N/mm² und 1.300 N/mm², vorzugsweise 400 N/mm² bis 800 N/mm², insbesondere 400 N/mm² bis 600 N/mm² aufweisen.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmebehandelten Bereiche (WB) ein Zugfestigkeit zwischen 400 N/mm² und 1.600 N/mm², vorzugsweise 500 N/mm² bis 1.000 N/mm², insbesondere 550 N/mm² bis 800 N/mm² aufweisen.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmebehandelten Bereiche (WB) ein Dehnvermögen zwischen 10% und 20%, wiederum vorzugsweise 14% bis 20% aufweisen.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckgrenze und/oder Zugfestigkeit im Übergangsbereich mit einem Gradienten von mehr als 100 N/mm² pro 1 cm, insbesondere mehr als 200 N/mm² pro 1 cm und besonders bevorzugt mehr als 400 N/mm² pro 1 cm abnimmt.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die partielle Wärmebehandlung durch Aufheizen des Bereiches auf eine Aufwärmtemperatur (T1), Halten der Aufwärmtemperatur (T1) für eine Haltezeit (t2), Abkühlen von der Aufwärmtemperatur (T1) in mindestens zwei Phasen hergestellt ist.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufwärmen des Bauteils und/oder das Halten der Aufwärmtemperatur (T1) in einem Temperaturbereich zwischen 500°C und 900°C durchgeführt ist.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufwärmung in einem Zeitraum bis 30 Sekunden, vorzugsweise bis 20 Sekunden, insbesondere bis 10 Sekunden und besonders bevorzugt bis 5 Sekunden durchgeführt ist.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezeit in einem Zeitraum bis 30 Sekunden, vorzugsweise bis 20 Sekunden, insbesondere bis 10 Sekunden und besonders bevorzugt bis 5 Sekunden durchgeführt ist.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Phase der Abkühlung in Relation zu der zweiten Phase länger andauernd durchgeführt ist.
Längsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Phase in einem Zeitraum bis zu 120 Sekunden, vorzugsweise bis zu 60 Sekunden durchgeführt ist.
Längsträgerbaugruppe, aufweisend einen Längsträger (1) mit mindesten einem der Merkmale der Patentansprüche 1–18 und ein damit gekoppeltes weiteres Bauteil (7).
Längsträgerbaugruppe nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (1) und das Bauteil (7) in Koppelungsbereichen nach dem Koppeln partiell wärmebehandelt sind.