DE102014110320A1

DE102014110320A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils aus extrudiertem Aluminiumprofil

Info

Publication number: DE102014110320A1
Application number: DE102014110320.3A
Authority: DE
Inventors: Tobias Svantesson Kåvik; Amin Farjad Bastani; Edwin List Clausen; Andreas Hitz
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2034-07-23
Also published as: CN106536076B; WO2016012009A1; CN106536076A; US10875068B2; DE102014110320B4; US20170209909A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Leichtmetallblechbauteils (8) mit voneinander verschiedener Wandstärke (w1, w2) gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Extrudieren eines Leichtmetalls zu einem Profil (1) mit einem unebenen Profilquerschnitt, wobei die Wandstärke (w1, w2) des Profilquerschnittes zumindest in zwei Bereichen voneinander verschieden ist, – Ablängen des Profils (1) zu Profilstücken, – Verbreitern der Profilstücke, – Umformen des abgeflachten Profilstückes zu einem dreidimensional geformten Blechbauteil (8), wobei das Blechbauteil (8) mindestens zwei Bereiche mit voneinander verschiedener Wandstärke (w1, w2) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leichtmetallblechbauteils mit voneinander verschiedener Wandstärke gemäß den Merkmalen im Patentanspruch 1.
Zur Herstellung von Kraftfahrzeugkarosserien werden Kraftfahrzeugstrukturbauteile sowie Karosseriebauteile verwendet. Diese sind zumeist aus Stahlblech gefertigt, so dass zum einen hinreichende Formgebungsfreiheitsgrade vorhanden sind, zum anderen eine hinreichende Festigkeit erreicht wird. Das Herstellungsverfahren sieht dabei zumeist vor, eine Blechplatine bereitzustellen, welche in ein Umformwerkzeug, insbesondere in ein Pressumformwerkzeug eingelegt und dann pressumgeformt wird, so dass das Blechbauteil zu einem Kraftfahrzeugbauteil endgeformt wird.
Im Zuge der konsequenten Anforderung an den Leichtbau werden Kraftfahrzeugbauteile und insbesondere auch Kraftfahrzeugstrukturbauteile mittels Warmumformen und Presshärten hergestellt, um das spezifische Bauteilgewicht bei Einsatz einer Stahllegierung bei mindestens gleichbleibender oder aber gesteigerter Festigkeit zu senken.
Alternativ werden Kraftfahrzeugbauteile aus Leichtmetall hergestellt, wobei hier insbesondere Aluminiumlegierungen zum Einsatz kommen. Auch hier werden Blechplatinen aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium bereitgestellt, die in ein Pressumformwerkzeug eingelegt werden und zu dem Kraftfahrzeugbauteil endgeformt werden.
Zur weiteren Verbesserung der Bauteileigenschaften in Bezug auf ein sinkendes Bauteilgewicht bei mindestens gleichbleibender oder aber erhöhter Steifigkeit werden Bauteile mit voneinander verschiedenen Wandstärken hergestellt. Die Bauteilbereiche, die eine hohe Steifigkeit und/oder Widerstandskraft im Fahrzeugcrashfall aufweisen sollen, haben dazu eine erhöhte Wandstärke, Bauteilbereiche die geringer belastet sind, eine demgegenüber niedrigere Wandstärke. Um die Bauteile herzustellen, werden Blechplatinen mit voneinander verschiedener Wandstärke bereitgestellt, welche als Tailored Material bekannt sind. Ein derartiges Tailored Material wird entweder durch Walzen (Tailor Rolled Blank) hergestellt oder aber durch aneinanderschweißen von Blechplatinen mit voneinander verschiedener Wandstärke (Tailor Welded Blank).
Die Herstellungskosten solcher Tailored Materialien sind vergleichsweise hoch, wobei die Übergangsbereiche der verschiedenen Wandstärken zueinander beispielsweise abhängig sind von dem Abwalzgrad oder aber dem thermischen Fügen im Falle eines geschweißten Tailored Bleches.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ausgehend vom Stand der Technik, ein Verfahren zum Herstellen eines Leichtmetallbauteils mit voneinander verschiedener Wandstärke aufzuzeigen, das gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren kostengünstiger durchführbar ist, bei gleichzeitig verbesserten Formgebungsmöglichkeiten.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Herstellung eines Leichtmetallbauteils mit voneinander verschiedener Wandstärke gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Leichtmetallblechbauteiles mit voneinander verschiedener Wandstärke zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:

– Extrudieren eines Leichtmetalls zu einem Profil mit einem unebenen Profilquerschnitt, wobei die Wandstärke des Profilquerschnittes zumindest in zwei Bereichen voneinander verschieden ist,
– Ablängen des Profils zu Profilstücken,
– Verbreitern der Profilstücke,
– Umformen des abgeflachten Profilstückes zu einem dreidimensional geformten Blechbauteil, wobei das Blechbauteil mindestens zwei Bereiche mit voneinander verschiedener Wandstärke aufweist.

Erfindungsgemäß wird somit zunächst das Leichtmetall, welches insbesondere Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung ist, bereitgestellt, beispielsweise in Form eines Aluminiumleichtmetallbarrens oder aber eines Leichtmetallblocks. Das so bereitgestellte Leichtmetall wird dann auf eine Extrusionstemperatur, die bevorzugt im Bereich von 400°C bis 560°C, besonders bevorzugt im Bereich von 470°C bis 530°C liegt, erwärmt und dann extrudiert. Mit Hilfe des Extrudierens wird ein Profil hergestellt, welches einen voneinander unebenen Profilquerschnitt aufweist, wobei der Profilquerschnitt in zumindest zwei Bereichen voneinander verschiedene Wandstärken aufweist.
Unter einem unebenen Profilquerschnitt ist im Rahmen der Erfindung insbesondere ein gewellter bzw. gewölbter oder aber gebogener Profilquerschnitt zu verstehen. Gerade hier liegt ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, so dass nicht eine Platine in ihrer gesamten Breite hergestellt werden muss, sondern aufgrund des unebenen Profilquerschnittes, verbunden mit dem späteren Verbreitern die Platine in zunächst stark kompaktiertem bzw. in verkleinerter Breite herstellbar ist. Aufgrund des Extrusionsprozesses ist zum einen die Formgebungsfreiheit im unebenen bzw. gewellten oder gekrümmten Querschnitt frei wählbar. Zum anderen ist jedoch auch die Wanddicke bzw. Wandstärke frei über den Querschnitt wählbar, so können Wanddickensprünge ohne Übergangsbereich realisiert werden, oder aber linear bzw. progressiv oder degressiv zu- oder abnehmende Wanddickenvergrößerungen oder Wanddickenverringerungen über den Querschnitt ausgebildet werden.
Das so hergestellte Profil wird dann besonders bevorzugt zu Profilstücken abgelängt. Die so hergestellten Profilstücke lassen sich dann in weiteren Verarbeitungsprozessen handhaben bzw. einfach händeln. Beispielsweise werden Profilstücke mit einer Länge von 1 m, 2 m oder aber auch 3 m abgelängt. Die Profilstücke können zum einen leicht transportiert und gelagert werden sowie weiteren Verarbeitungsschritten zugeführt werden.
Bei diesen weiteren Verarbeitungsschritten handelt es sich insbesondere um ein Verbreitern des Profilstückes quer zur Extrusionsrichtung. Das Verbreitern wird dabei insbesondere als Vorformen bzw. Abflachen durchgeführt. Unter einem Abflachen ist im Rahmen der Erfindung zunächst nicht zu verstehen, dass das Profilstück im Querschnitt vollständig flach bzw. eben unter Berücksichtigung der voneinander verschiedenen Wandstärken abgeflacht werden muss, was jedoch auch Bestandteil der Erfindung sein kann. Unter Abflachen ist im Rahmen der Erfindung zunächst zu verstehen, dass der Querschnitt verändert wird, insbesondere flacher gedrückt wird, so dass sich das Profilstück verbreitert. Unter einem Vorformen ist im Rahmen der Erfindung ebenfalls zu verstehen, dass das Profilstück in eine Vorform für eine spätere Formgebung gebracht wird. Das Vorformen wird dabei bevorzugt als Pressumformen durchgeführt. Alternativ oder auch ergänzend kann das Vorformen als Zugumformen durchgeführt werden, so dass die seitlichen Enden des Profilstückes auseinander gezogen werden und somit der Querschnitt des Profilstücks in eine Vorform gebracht wird. Alternativ ist auch ein Rollformprozess anwendbar, so dass das Profilstück in Längsrichtung kontinuierlich umgeformt bzw. verbreitert wird. Der Rollformprozess wird dabei so durchgeführt, dass eine formgebende Kontur in Längsrichtung in das Profilstück einfährt und das Profilstück dabei verbreitert. Das Verbreitern kann im Rahmen der Erfindung auch durch einen Walzprozess durchgeführt werden.
Das Verbreitern, insbesondere Abflachen, kann dabei im Rahmen der Erfindung auf verschiedenen bevorzugten Wegen erfolgen. Entweder wird das Profilstück in einem Pressumformwerkzeug verbreitert, insbesondere abgeflacht, so dass bei aufeinander zu bewegen eines Oberwerkzeuges und eines Unterwerkzeuges das eingelegte Profilstück entsprechend verbreitert bzw. abgeflacht wird.
Bei dem Abflachen selbst kann dann wiederum eine Vorform hergestellt werden, die entweder einer ebenen bzw. flachen Platine entspricht oder aber eine Vorform zu dem dann später endzuformenden Blechbauteil. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass das Blechbauteil direkt beim Verbreitern bzw. Abflachen endgeformt wird. Hierzu wird das Profilstück in dem Umformwerkzeug, bevorzugt dem Pressformwerkzeug, abgeflacht und gleichzeitig endgeformt.
Eine alternative oder auch ergänzende Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Abflachen durch Aufbringen einer Zugkraft im jeweiligen Endbereich, mithin an gegenüberliegenden Enden des Profilstückes bezogen auf seine Breite erfolgt. Das Profilstück wird auseinandergezogen und das im Querschnitt unebene Profilstück, insbesondere wellenförmige Profilstück, wird somit auseinandergezogen und dabei wiederum abgeflacht. Auch bei dieser Vorgehensweise wird eine Vorform hergestellt, so dass dann in einem weiteren Verarbeitungsschritt, insbesondere Umformschritt, das herzustellende Blechbauteil aus der Vorform endgeformt wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht für das Abflachen bzw. Verbreitern vor, dass das Profilstück mittels Rollformen oder Auswalzen, insbesondere in Längsrichtung, verbreitert wird. Dadurch kann auch zusätzlich eine Verbreiterung in Querrichtung bewirkt werden.
Ganz besonders bevorzugt wird dazu ein Profil extrudiert, das einen gewellten Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt insbesondere W-förmig gewellt ist. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, den Querschnitt Ω-förmig, ω-förmig, Pi-förmig oder in beliebiger Mischform herzustellen. Auch ist ein im Querschnitt ziehharmonikaartiger 4, 5, 6, 7, 8-welliger Querschnitt vorstellbar. Der Querschnitt ist jedoch insbesondere vorteilhaft derart zu wählen, dass er eine Analogie zu der Querschnittsform des herzustellenden Bauteils aufweist, da somit gleichsam auch die aufzubringenden Umformkräfte und die dabei auftretenden Umformgrade verringert werden. Beispielsweise wird zur Herstellung einer Kraftfahrzeugsäule, insbesondere einer B-Säule, die einen hutförmigen Querschnitt aufweist, ein bevorzugt W-förmiges und/oder Pi-förmiges Querschnittsprofil gewählt.
Im Rahmen der Erfindung werden ausscheidungshärtbare 6000-er oder 7000-er Aluminiumlegierungen verwendet. Insbesondere vorteilig hat sich dabei im Rahmen der Erfindung herausgestellt, dass das Extrusionsprofil mit einer Breite hergestellt wird, die um den Faktor 1,5 bis 10, bevorzugt 1,5 bis 3 kleiner ist als die Breite bzw. die Länge des herzustellenden Bauteils. Dies bedeutet bei einem Bauteil, welches eine Längserstreckung aufweist, die quer zur Extrusionsrichtung des bei der Extrusion hergestellten Profils ausgerichtet ist, mithin die Länge des Bauteils abhängig ist von der Breite des extrudierten Profils, die Breite des extrudierten Profils zu der Länge des Bauteils in einem Verhältnis von 1 zu 1,5 bis 10, insbesondere 1 zu 1,5 bis 3 steht. Dies bedeutet, dass das Bauteil später 1,5 bis 10-mal so lang ist, wie zunächst die Breite des extrudierten und nicht abgeflachten Profils.
Erstreckt sich die Längsrichtung des hergestellten Bauteils dahingehend in Extrusionsrichtung des Profils, so ist ebenfalls bevorzugt die Bauteilbreite des hergestellten Blechbauteils zu der Breite des extrudierten Profils in einem Verhältnis von 1,5 bis 10 zu 1, insbesondere von 1,5 bis 3 zu 1 zu sehen. Auch hier ist dann die Breite des Bauteils 1,5 bis 10-mal breiter als die Breite des extrudierten Profils. Dies bedeutet, dass das Profil um das 1,5-fache bis das zehnfache während des Abflachens verbreitert wird und zu dem endgeformten Blechbauteil weiterverarbeitet wird.
Insgesamt ergeben sich somit bessere Formgebungsfreiheitsgrade sowie Gestaltungsmöglichkeiten bei Bauteilen mit voneinander verschiedenen Wandstärken über deren Querschnittsverlauf, bei verringerten Herstellungskosten. Ebenfalls ist aufgrund der Vorkonfektionierung des extrudierten Profils in Bezug auf den Querschnitt des herzustellenden Blechbauteils es bei der weiteren Umformung möglich, geringere Umformgrade und damit einhergehende Beschädigungen im Gefüge des Bauteils zu reduzieren, was sich in Bezug auf eine thermische Nachbehandlung positiv auswirkt oder gar zu einem Entfall dieser führt. Auch sind geringere Umformkräfte notwendig, da das extrudierte Profil bzw. eine daraus hergestellte Vorform bereits Querschnittsanalogien zum Querschnitt des herzustellenden Blechbauteils aufweist und somit gerade nicht eine vollständig ebene Platine dreidimensional komplex geformt werden muss.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Bestandteil der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäß hergestelltes extrudiertes Profil in Querschnittsansicht,
2a und b das Profil aus 1 als abgeflachtes Profilstück,
3a, b, c eine aus dem Profilstück gemäß 2 hergestellte Kraftfahrzeug B-Säule
4a, b, c, d alternativ voneinander verschiedene Querschnittsprofile,
5a und b zwei Kraftfahrzeug B-Säulen mit zwei voneinander verschiedenen Wandstärken
6a und b zwei Kraftfahrzeug B-Säulen mit drei voneinander verschiedenen Wandstärken und
7a, b, c, d ein Herstellungsverfahren einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug B-Säule.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
1 zeigt das erfindungsgemäß hergestellte Profil 1 im Querschnitt. Gut zu erkennen ist, dass das Profil 1 einen unebenen Querschnittsverlauf aufweist, welcher insbesondere wellenförmig und in Form eines W ausgebildet ist. Ferner ist zu erkennen, dass das Profil 1 im Querschnitt zwei voneinander verschiedene Wandstärken w1 und w2 aufweist, wobei w2 hier dargestellt größer ist als w1. Im Übrigen sind jedoch über den Querschnittsverlauf dann die Wandstärke w1 konstant und die Wandstärke w2 im jeweiligen Bereich konstant. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch vorstellbar, dass die Wandstärken w1, w2 auch variieren, beispielsweise zunehmen oder abnehmen, da insbesondere abhängig von dem Extrudieren die Formgebungsfreiheitsgrade in Bezug auf die Wandstärke w1, w2 gegeben sind. An einem Übergang 2 von Wandstärke w2 auf Wandstärke w1 erfolgt somit ein Dickensprung, ohne dass die Wandstärke w2 hier beispielsweise linear abnimmt. Jedoch wäre auch eine andersartige Ausgestaltung denkbar.
Gemäß 1 wird der Querschnitt des Profils 1 verbreitert, insbesondere abgeflacht, was entweder durch Aufbringen einer Zugkraft Z an den Enden 3 des Profils 1 erfolgt, oder aber bzw. auch optional ergänzend durch Aufbringen einer Druckkraft D auf das Profil 1. Das Verbreitern muss nicht zwangsläufig zu der in 2a dargestellten Vorform 4, welche als im Wesentlichen ebene Platine ausgebildet ist, führen. Das Verbreitern kann nur teilweise ausgeführt werden, so dass immer noch ein unebener Querschnittsverlauf verbleibt.
2 zeigt dann die Platine im Querschnitt und 2b die Platine als Vorform 4 in Draufsicht. Die Platine weist dabei eine Länge L auf, die das Profil 1 nach dem Ablängen zu dem Profilstück besitzt. Die Platine besitzt jedoch vielmehr eine Breite B4, die bevorzugt um das 1,5 bis 10-fache breiter ist gegenüber der Breite B1 dargestellt des Profils 1 in 1. Die Vorform 4 besitzt somit drei Bereiche 5, 6, 7 mit jeweils voneinander verschiedener Wandstärke w1, w2, wobei der Bereich 5 und der Bereich 7 jeweils die Wandstärke w1 haben und der Bereich 6 die Wandstärke w2. Im Übergang ergibt sich hier eine dargestellte lineare Abnahme im Übergang 2, was jedoch auch beispielsweise als Dickensprung oder aber auch progressive oder degressiv verlaufender Übergang 2 im Querschnitt ausgebildet sein kann.
3a, b und c zeigen ein hergestelltes Blechbauteil 8 in Form einer Kraftfahrzeugsäule. Die Vorform 4 als Platine aus 2 wird in einem Umformwerkzeug, insbesondere in einem Tiefziehwerkzeug oder aber einem Druckumformwerkzeug, insbesondere Pressformwerkzeug, zu dem dargestellten Blechbauteil 8 weiter verarbeitet. Auch hier sind wiederum drei Bereiche 5, 6, 7 mit voneinander verschiedener Wandstärke w1, w2 ausgebildet, wobei dies insbesondere ersichtlich wird in den Figuren b und c, welche eine Längs- sowie Querschnittsansicht durch die Kraftfahrzeugsäule gemäß der Schnittlinien b-b und c-c aus 3a zeigen. In der 3b gut ersichtlich ist, dass im Bereich 7 die Wandstärke w1 ausgebildet ist, über den gesamten Querschnitt, wohingegen gemäß 3c über den Verlauf in Längsrichtung 9 des Blechbauteils 8 drei Bereiche 5, 6, 7 mit voneinander verschiedener Wandstärke w1, w2 ausgebildet sind. Das besondere ist dabei, dass die Längsrichtung 9 des Blechbauteils 8 im Wesentlichen orthogonal zur Extrusionsrichtung 10 des Profils 1 ausgerichtet ist. Mithin ist die Längsrichtung des Bauteils in Richtung der Breite des Profils 1 orientiert.
4a bis c zeigen verschiedene bevorzugte Ausgestaltungsvarianten zur Herstellung eines Profilquerschnitts des erfindungsgemäßen Profils 1. So ist das Profil 1 gemäß 4a im Querschnitt U-förmig ausgebildet, wobei das mit im Wesentlichen konstanter Wandstärke w1, wohingegen das Profil 1 gemäß 4b im Querschnitt geschlossen bzw. als ovales Rechteck ausgebildet ist. Insbesondere ist entlang der Extrusionsrichtung 10 eine Sollbruchstelle 11 in Form einer Kerbe mit an dem Profil 1 extrudiert. Im weiteren Umformen kann dies dann aufgebogen werden, in Richtung der Biegepfeile 12. Auch weist das Profil 1 voneinander verschiedene Wandstärken w1, w2 auf. Es wäre auch vorstellbar, dass das Abflachen in diesem Fall durch einen Aufweiteprozess bzw. auch ein Rollformprozess durchgeführt wird, wohingegen dann das Endformen bevorzugt wiederum im Pressformwerkzeug durchgeführt wird.
4c zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante, wobei hier ein offenes Kreisprofil dargestellt ist. Dies kann wiederum, nicht weiter dargestellt, über seinen Querschnittsverlauf eine variierende Wandstärke w1, w2 haben. 4d zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung. Hierbei wird zunächst ein Hohlprofil 15 extrudiert, welches eine Hohlkammer 16 aufweist. Von der Hohlkammer 16 erstrecken sich Schenkel 17 mit ebenfalls wiederum unebenem Querschnitt, so dass diese dargestellt bogenförmig gegenüber der Hohlkammer 16 überstehen. Durch Aufbringen einer Zugkraft Z und/oder einer Druckkraft D, alternativ eines Rollform- oder Walzprozesses werden die Schenkel 17 seitlich verbreitert, wobei die Hohlkammer 16 im Wesentlichen ihre Querschnittskontur beibehält. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass die Hohlkammer 16 ebenfalls in ihrem Querschnitt durch das Verbreitern verändert wird. So kann die Hohlkammer 16 insbesondere abgeflacht werden. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch insbesondere vorstellbar, dass die Hohlkammer 16 durch den weiteren Verarbeitungsschritt, insbesondere einem Endformprozess, in ihre endgültige Querschnittskontur gebracht wird. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch vorstellbar, ein Mehrkammerhohlprofil, also mit zwei, drei oder vier Hohlkammern zu extrudieren und anschließend zu verbreitern.
5a und b zeigen eine weitere Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung, wobei hier die Vorform 4 wiederum mit zwei Bereichen 5, 6 voneinander verschiedener Wandstärke w1, w2 hergestellt ist. Die Vorform 4 weist wiederum die Länge L eines Profilstücks auf, wobei dies so bemessen ist, dass zwei Blechbauteile 8 aus der Vorform 4 ausschneidbar sind. Diese zwei Blechbauteile 8 liegen sich gegenüber und weisen jeweils für sich zwei Bereiche mit voneinander verschiedener Wandstärke w1, w2 auf. Die Vorform 4 wird somit zunächst beschnitten, wobei der Beschnitt bereits der Endkontur entsprechen kann, mithin handelt es sich bei dem Zuschnitt 13 um einen Endbeschnitt oder aber der Zuschnitt 13 wird nach Abschluss der Endformung nochmals endbeschnitten. Auch gut ersichtlich ist, dass sich die Längsrichtung 9 der Blechbauteile 8 wiederum orthogonal zur Extrusionsrichtung 10 des Profils 1 orientiert.
6a und b zeigt eine analoge Ausgestaltungsvariante mit dem Unterschied, dass in dem Bauteil drei Bereiche 5, 6, 7 mit voneinander verschiedener Wandstärke w1, w2 ausgebildet sind. Auch hier erstreckt sich die Längsrichtung 9 des hergestellten Blechbauteils 8 orthogonal zur Extrusionsrichtung 10 der Vorform 4.
7a bis d zeigen eine dazu alternative Ausgestaltungsvariante. Zunächst wird ein im Querschnitt Pi-förmig gewelltes Profil 1 gemäß 7a extrudiert. Das Profil 1 weist verschiedene Bereiche 5, 6, 7 mit voneinander verschiedenen Wandstärken w1, w2, w3 und wa auf. Das so extrudierte wellenförmige, Pi-förmige Profil wird dann in einem weiteren Verarbeitungsschritt zu der Vorform 4 verbreitert, was in 7b dargestellt ist. Dabei hat die Vorform 4 in Extrusionsrichtung 10 im Wesentlichen bereits einen Querschnitt wie es das später herzustellende Blechbauteil 8 auch hier in Form einer Kraftfahrzeugsäule besitzen soll, mithin werden die lokalen Umformgrade reduziert.
In einem weiteren Umformschritt wird sodann das Blechbauteil 8 hergestellt, auch hier in Form einer Kraftfahrzeug B-Säule, welche voneinander verschiedene Wandstärken W1, W2 quer zu seiner Längsrichtung aufweist, dargestellt in 7c und d. In diesem Fall ist die Längsrichtung 9 des herzustellenden Blechbauteils 8 der Extrusionsrichtung 10 des Profils 1 orientiert. Die Breite des hergestellten Bauteils 14 entspricht somit dem 1,5 bis 10-fachen, insbesondere 1,5 bis 3-fachen der Breite des Profils B1.
Bezugszeichenliste

1: Profil
2: Übergang
3: Ende zu 1
4: Vorform
5: Bereich
6: Bereich
7: Bereich
8: Blechbauteil
9: Längsrichtung zu 8
10: Extrusionsrichtung
11: Sollbruchstelle
12: Biegepfeile
13: Zuschnitt
14: Breite gem. 7
15: Hohlprofil
16: Hohlkammer
17: Schenkel
B1: Breite
B4: Breite
B8: Breite
D: Druckkraft
L: Länge
w1: Wandstärke
w2: Wandstärke
w3: Wandstärke
wa: Wandstärke
Z: Zugkraft

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Leichtmetall Blechbauteils (8) mit voneinander verschiedener Wandstärke (w1, w2), gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte: – Extrudieren eines Leichtmetalls zu einem Profil (1) mit einem unebenen Profilquerschnitt, wobei die Wandstärke (w1, w2) des Profilquerschnittes zumindest in zwei Bereichen voneinander verschieden ist, – Ablängen des Profils (1) zu Profilstücken, – Verbreitern der Profilstücke, – Umformen des abgeflachten Profilstückes zu einem dreidimensional geformten Blechbauteil (8), wobei das Blechbauteil (8) mindestens zwei Bereiche mit voneinander verschiedener Wandstärke (w1, w2) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Profil mit einem gewellten Querschnitt hergestellt wird, insbesondere ist der Querschnitt Omega-förmig, Pi-förmig oder w-förmig.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbreitern durch Einlegen des Profilstückes in einem Pressformwerkzeug erfolgt, wobei durch Zusammenfahren eines Oberwerkzeuges und eines Unterwerkzeuges in dem Pressformwerkzeug ein Zwischenformbauteil, insbesondere ein Vorformbauteil, hergestellt wird oder das Profilstück vollständig abgeflacht wird zu einer Platine mit voneinander verschiedener Wandstärke (w1, w2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbreitern durch Einlegen des Profilstückes in ein Pressformwerkzeug erfolgt und in dem Pressformwerkzeug das Profilstück verbreitert und/oder abgeflacht und endgeformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbreitern durch Aufbringen einer Zugkraft (Z) in Richtung einer herzustellenden Platinenebene erfolgt, insbesondere wird die Zugkraft (Z) an gegenüberliegenden Endseiten des Profilstückes aufgebracht, wobei insbesondere auch die Zugkraft (Z) durch eine formgebende Randeinspannung auf das Profilstück aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Leichtmetalllegierung eine 6000er oder 7000er Aluminiumlegierung verwendet wird, welche bei einer Temperatur von 400°C bis 560°C extrudiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrusionsprofil (10) mit einer Breite (B1) hergestellt wird, welche mit der Breite (B4, B8, 14) oder Länge (L) des Blechbauteils (8) oder der Vorform (4) im Verhältnis von 1 zu 1,5 bis 10, insbesondere 1 zu 1,5 bis 3 steht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilstück vor, während oder nach dem Abflachen beschnitten und/oder gelocht wird.
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hergestellte Blechbauteil (8) eine Längsrichtung (9) aufweist, die der Extrusionsrichtung (10) entspricht oder dass das hergestellte Blechbauteil (8) eine Längsrichtung (9) aufweist, welche sich quer zur Extrusionsrichtung (10) erstreckt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbreitern quer zur Extrusionsrichtung (10) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbreitern mittels Rollformen oder Auswalzen durchgeführt wird.