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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen einer Nebenform in ein Mehrkammerhohlprofil für ein Fahrzeug sowie eine Vorrichtung zum Einbringen einer Nebenform in ein Mehrkammerhohlprofil für ein Fahrzeug.
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Der Einsatz von Aluminiumstrangpressprofilen im Fahrzeugleichtbau für Crash-Strukturen von Fahrzeugen ist aus Fahrzeugen der Anmelderin in zahlreichen Variationen bekannt. Je nach den erforderlichen Eigenschaften und Leistungsfähigkeiten im Crashfall werden unterschiedliche Profilquerschnitte verwendet. So können beispielsweise Aluminiumhohlprofile mit einer Kammer oder mehreren Kammern wegen ihrer guten Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften insbesondere im Fahrzeugleichtbau als Karosserieträger eingesetzt werden. Weitere Vorteile ergeben sich durch die mögliche Realisierung von Wanddickenvariationen im Querschnitt als auch durch eine freie Flanschgestaltung. In der Regel werden solche Hohlprofile im Fahrzeugbau weiteren Umformoperationen, wie beispielsweise Biegen, Prägen oder Innenhochdruckumformen (IHU) unterzogen. Insbesondere bei Mehrkammerprofilen ist eine aus Package- und Funktionsanforderungen resultierende Einbringung von Nebenformen, welche beispielsweise als Sicken, Verprägungen, Stauchungen oder Querschnittsänderungen in der Längsrichtung und/oder Querrichtung des Mehrkammerprofils ausgeführt sind, fertigungstechnisch sehr schwierig, da bei solchen plastischen Verformungen der Innensteg bzw. die Innenstege des Mehrkammerhohlprofils beschädigt oder zerstört werden können. Die Nebenformen werden in der Regel in das Mehrkammerprofil eingebracht, um bei einem Aufprall den Verformungsverlauf des Mehrkammerprofils zu beeinflussen und/oder um Freiräume für andere Fahrzeugbauteile zu schaffen.
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Aus der
DE 10 2014 004 183 A1 ist ein Mehrkammerhohlprofil für ein Fahrzeug bekannt, welches als Karosserielängsträger ausgeführt ist. Das Mehrkammerprofil umfasst wenigstens einen an diametral gegenüberliegenden Profilseitenwänden angebundenen Innensteg, welcher in wenigstens einem Bereich einen bogenförmigen Stegabschnitt aufweist, welcher über endseitig geradlinig ausgebildete Verbindungsabschnitte mit den gegenüberliegenden Profilseitenwänden verbunden ist, und wird durch ein Strangpressverfahren hergestellt. Zudem weist das Mehrkammerhohlprofil Nebenformen auf, welche den Verformungsablauf des als Mehrkammerhohlprofil ausgeführten Karosserielängsträger bei einem Aufprall beeinflussen und das Faltenbeulen des Karosserielängsträgers bewirken. Die Nebenformen werden durch Stauchen oder Prägen in das Mehrkammerhohlprofil eingebracht.
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Der Erfindung liegen die Aufgaben zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen einer Nebenform in ein Mehrkammerhohlprofil mit mindestens einem Innensteg für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche bei gleicher Funktionalität eine einfachere und kostengünstigere Umformung des Mehrkammerhohlprofils ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung eines Verfahrens zum Einbringen einer Nebenform in ein Mehrkammerhohlprofil für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einer Vorrichtung zum Einbringen einer Nebenform in ein Mehrkammerhohlprofil für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Verfahren zum Einbringen einer Nebenform in ein Mehrkammerhohlprofil, dessen Ausgangsprofil einen an gegenüberliegenden Profilwänden angebundenen Innensteg aufweist, welcher im Wesentlichen senkrecht zu den gegenüberliegenden Profilwänden steht, an welche der mindestens eine Innensteg angebunden ist, für ein Fahrzeug bereitzustellen, welches bei gleicher Funktionalität eine einfachere und kostengünstigere Umformung des Mehrkammerhohlprofils ermöglichen, wird ein erster Werkzeugdornsatz mit einer ersten Kontur, welche einen geometrischen Verlauf des Innenstegs vorgibt und einen Freiraum für den Innensteg zur Verfügung stellt, unter Einhalten eines Luftspalts zum Innensteg in eine erste Kammer eingelegt und führt den Innensteg während des Umformvorgangs zumindest bereichsweise. Ein weiterer Werkzeugdornsatz wird in eine zweite Kammer des Mehrkammerhohlprofils eingelegt, welche durch den Innensteg von der ersten Kammer getrennt ist. Der zweite Werkzeugdornsatz wird mit einer zweiten Kontur so in die zweite Kammer eingelegt, dass eine ebene Fläche der zweiten Kontur zumindest bereichsweise am Innensteg anliegt und diesen in vorteilhafter Weise während des Umformvorgangs abstützt. Hierbei wird nach dem Einlegen der Werkzeugdornsätze die Nebenform durch ein Umformwerkzeug unter Aufbringen einer Kraft von außen in mindestens eine Profilwand des Mehrkammerhohlprofils eingebracht, wobei die eingelegten Werkzeugdornsätze die Kammern im Bereich der einzubringenden Nebenform nicht vollständig ausfüllen.
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Zudem wird eine Vorrichtung zum Einbringen einer Nebenform in ein Mehrkammerhohlprofil für ein Fahrzeug mit mindestens zwei Werkzeugdornsätzen und mindestens einem Umformwerkzeug vorgeschlagen. Hierbei weist das Ausgangsprofil des Mehrkammerhohlprofils einen an gegenüberliegenden Profilwänden angebundenen Innensteg auf, welcher im Wesentlichen senkrecht zu den gegenüberliegenden Profilwänden steht, an welche der mindestens eine Innensteg angebunden ist. Die mindestens zwei Werkzeugdornsätze sind in benachbarte Kammern des Mehrkammerhohlprofils eingelegt, welche durch den Innensteg voneinander getrennt sind, wobei die eingelegten Werkzeugdornsätze die Kammern im Bereich der einzubringenden Nebenform nicht vollständig ausfüllen. Hierbei wirkt das Umformwerkzeug mit einer vorgegebenen Kraft von außen auf mindestens eine Profilwand und bringt die Nebenform ein. Erfindungsgemäß weist ein erster Werkzeugdornsatz eine erste Kontur auf, welche einen geometrischen Verlauf des Innenstegs vorgibt und einen Freiraum für den Innensteg zur Verfügung stellt. Zudem weist ein zweiter Werkzeugdornsatz eine zweite Kontur mit mindestens einer ebenen Fläche auf. Das Umformwerkzeug kann beispielsweise als Prägestempel ausgeführt werden.
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Die beiden Werkzeugdornsätze sind vorzugsweise mehrteilig ausgeführt. So können die Werkzeugdornsätze beispielsweise jeweils vier Teile aufweisen, um die gewünschte Nebenform und den gewünschten geometrischen Verlauf des Innenstegs zu erzeugen. Um Hinterschnitte zu vermeiden, sind die Werkzeugdornsätze am tiefsten Punkt der Nebenform in Längsrichtung geteilt ausgeführt und können nach dem Umformvorgang aus dem fertiggestellten Mehrkammerhohlprofil herausgezogen werden.
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Ausführungsformen der Erfindung führen eine mechanische Umformung des Mehrkammerhohlprofils ohne Einsatz eines flüssigen Druckmediums auf konventionellen Pressen durch. Gleichzeitig können im Innenbereich des Mehrkammerhohlprofils verschiedene Werkzeugdornsätze, insbesondere Stahldornsätze, verwendet werden, um die Außengeometrie und die Innengeometrie des Mehrkammerhohlprofils im Bereich der Nebenform zu beeinflussen. Durch diese Werkzeugdornsätze können beispielsweise Einfälle oder Faltenbildungen im Außenbereich des Mehrkammerhohlprofils vermieden werden.
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Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einbringen einer Nebenform in ein Mehrkammerhohlprofil für ein Fahrzeug ermöglichen durch die speziell ausgeführten Konturen des ersten Werkzeugdornsatzes die gezielte Umformung des mindestens einen Innenstegs bei der Einbringung der mindestens einen Nebenform, so dass die Crashfunktionalität und die Herstellbarkeit des Mehrkammerhohlprofils positiv beeinflusst werden können. Zusätzlich zu den speziellen Konturen des ersten Werkzeugdornsatzes unterstützt eine variabel gestaltete Wandstärke des Innenstegs des Mehrkammerhohlprofils, dass nicht nur die Außengeometrie, sondern auch die Innengeometrie des Mehrkammerprofils bei der Einbringung der Nebenform umgeformt wird. Dadurch kann die Herstellung des gewünschten geometrischen Verlaufs des Innenstegs unterstützt werden. Gleichzeitig kann die Qualität und das Crashverhalten des Mehrkammerhohlprofils insgesamt verbessert werden, so dass das Mehrkammerhohlprofil eine geforderte Crashfunktionalität erfüllt bzw. verbessert.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Ausgangsprofil des Mehrkammerhohlprofils in einem Strangpressverfahren hergestellt und abgelängt werden. Zudem kann der Innensteg mit mindestens einer partiellen Verdickung ausgeführt werden, welche im Bereich der mindestens einen Nebenform einen definierten geometrischen Verlauf des mindestens einen Innenstegs mit mindestens einem bogenförmigen Stegabschnitt ermöglicht. Hierbei kann die durch das Umformwerkzeug von außen aufgebrachte Kraft im Bereich der mindestens einen Nebenform den definierten geometrischen Verlauf des Innenstegs mit mindestens einem bogenförmigen Stegabschnitt erzeugen. Die mindestens eine partielle Verdickung kann nach Bedarf an unterschiedlichen Stellen des Innensteges vorhanden sein. So kann die partielle Verdickung beispielsweise an einem Endabschnitt und/oder einem Mittelabschnitt des mindestens einen Innenstegs ausgebildet werden. In Abhängigkeit von der Positionierung und den Abmessungen der mindestens einen Verdickung können in vorteilhafter Weise verschiedene Ausführungsformen für den bogenförmigen Stegabschnitt umgesetzt werden. Die Form des bogenförmigen Stegabschnitts kann auf die geforderte Crashfunktionalität abgestimmt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die den Innensteg führende erste Kontur des ersten Werkzeugdornsatzes abgerundete Kanten mit einem vorgegebenen Radius aufweisen. Durch die abgerundeten Kanten kann die Führung des Innenstegs verbessert werden, so dass das Risiko einer Faltenbildung am Innensteg durch scharfe Kante in vorteilhafter Weise reduziert werden kann.
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Um Innenstege mit verschiedenen geometrischen Verläufen realisieren zu können, kann die dem Innensteg zugewandte erste Kontur des ersten Werkzeugdornsatzes einen L-förmigen Querschnitt oder einen U-förmigen Querschnitt oder einen trapezförmigen Querschnitt oder einen W-förmigen Querschnitt aufweisen.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung der erfindungswesentlichen Teile eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einbringen einer Nebenform in ein Mehrkammerhohlprofil für ein Fahrzeug,
- 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Mehrkammerhohlprofils für ein Fahrzeug mit einer Nebenform, welche mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 1 und durch ein erfindungsgemäßes Verfahren in das Mehrkammerhohlprofil eingebracht wurde,
- 3 eine schematische Schnittdarstellung des Mehrkammerhohlprofils aus 2 mit eingelegten Werkzeugdornsätzen vor dem Einbringen einer Nebenform,
- 4 eine schematische Detaildarstellung des Mehrkammerhohlprofils aus 3,
- 5 eine schematische Schnittdarstellung des Mehrkammerhohlprofils aus 2 mit eingelegten Werkzeugdornsätzen nach dem Einbringen der Nebenform mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines Innenstegs,
- 6 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Innenstegs für das Mehrkammerhohlprofil aus 2 mit eingelegten Werkzeugdornsätzen,
- 7 eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Innenstegs für das Mehrkammerhohlprofil aus 2 mit eingelegten Werkzeugdornsätzen,
- 8 eine schematische Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines Innenstegs für das Mehrkammerhohlprofil aus 2 mit eingelegten Werkzeugdornsätzen, und
- 9 eine schematische Schnittdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines Innenstegs für das Mehrkammerhohlprofil aus 2 mit eingelegten Werkzeugdornsätzen.
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Wie aus 1 bis 9 ersichtlich ist, weisen Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zum Einbringen einer Nebenform 3 in ein Mehrkammerhohlprofil 1 für ein Fahrzeug mindestens zwei Werkzeugdornsätze 5, 5A, 5B, 5C, 5D, 7 und mindestens ein Umformwerkzeug 9 auf, wobei das Ausgangsprofil des Mehrkammerhohlprofils 1 einen an gegenüberliegenden Profilwänden 1A angebundenen Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D aufweist, welcher im Wesentlichen senkrecht zu den gegenüberliegenden Profilwänden 1A steht, an welche der mindestens eine Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D angebunden ist. Die mindestens zwei Werkzeugdornsätze 5, 5A, 5B, 5C, 5D, 7 sind in benachbarte Kammern 1.1, 1.2 des Mehrkammerhohlprofils 1 eingelegt, welche durch den Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D voneinander getrennt sind. Das Umformwerkzeug 9 wirkt mit einer vorgegebenen Kraft von außen auf mindestens eine Profilwand 1A, 1B und bringt die Nebenform 3 ein. Erfindungsgemäß weist ein erster Werkzeugdornsatz 5, 5A, 5B, 5C, 5D eine erste Kontur 5.1, 5.1A, 5.1B, 5.1C, 5.1D auf, welche einen geometrischen Verlauf des Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D vorgibt.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist ein zweiter Werkzeugdornsatz 7 eine zweite Kontur 7.1 mit mindestens einer ebenen Fläche auf, und das Umformwerkzeug 9 ist als Prägestempel ausgeführt.
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Die Werkzeugdornsätze 5, 5A, 5B, 5C, 5D, 7 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils mehrteilig ausgeführt. So können die Werkzeugdornsätze 5, 5A, 5B, 5C, 5D, 7 beispielsweise jeweils vier Teile aufweisen, um die gewünschte Nebenform 3 und den gewünschten geometrischen Verlauf des Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D zu erzeugen. Um Hinterschnitte zu vermeiden, sind die Werkzeugdornsätze 5, 5A, 5B, 5C, 5D, 7 am tiefsten Punkt der Nebenform 3 in Längsrichtung geteilt ausgeführt und können nach dem Umformvorgang aus dem fertiggestellten Mehrkammerhohlprofil 1 herausgezogen werden.
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Wie aus 3 bis 9 weiter ersichtlich ist, weist die den Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D führende erste Kontur 5.1, 5.1A, 5.1B, 5.1C, 5.1D des ersten Werkzeugdornsatzes 5, 5A, 5B, 5C, 5D abgerundete Kanten mit einem vorgegebenen Radius R auf. Dies erleichtert die Führung des Innenstegs während des Umformvorgangs.
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Wie aus 3 bis 9 weiter ersichtlich ist, weisen die dargestellten Innenstege 10, 10A, 10B, 10C, 10D mindestens eine partielle Verdickung 12, 12A, 12B, 12D, 14, 14A, 14B, 14D, 16C, 16D auf, welche im Bereich der mindestens einen Nebenform 3 einen definierten geometrischen Verlauf des mindestens einen Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D mit mindestens einem bogenförmigen Stegabschnitt 17, 17A, 17B, 17C, 18D, 19D ermöglicht.
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Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einbringen einer Nebenform 3 in ein Mehrkammerhohlprofil 1 werden Werkzeugdornsätze 5, 5A, 5B, 5C, 5D, 7 in benachbarte Kammern 1.1, 1.2 eines Ausgangsprofil des Mehrkammerhohlprofils 1 eingelegt, welche durch den Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D voneinander getrennt sind. Nach dem Einlegen der Werkzeugdornsätze 5, 5A, 5B, 5C, 5D, 7 wird die Nebenform 3 durch das Umformwerkzeug 9 unter Aufbringen einer Kraft von außen in mindestens eine Profilwand 1A, 1B des eingebracht. Erfindungsgemäß wird ein erster Werkzeugdornsatz 5, 5A, 5B, 5C, 5D mit einer ersten Kontur 5.1, 5.1A, 5.1B, 5.1C, 5.1D, welche einen geometrischen Verlauf des Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D vorgibt, unter Einhalten eines Luftspalts LS zum Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D in eine erste Kammer 1.1 eingelegt und führt den Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D während des Umformvorgangs.
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Zudem wird im dargestellten Ausführungsbeispiel ein zweiter Werkzeugdornsatz 7 mit einer zweiten Kontur 7.1 so in eine zweite Kammer 1.2 eingelegt, dass eine ebene Fläche der zweiten Kontur 7.1 am Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D anliegt und diesen während des Umformvorgangs abstützt. Das Ausgangsprofil des Mehrkammerhohlprofils 1 wird vorzugsweise in einem Strangpressverfahren hergestellt und abgelängt. Die durch das Umformwerkzeug 9 von außen aufgebrachte Kraft im Bereich der mindestens einen Nebenform 3 erzeugt den definierten geometrischen Verlauf des Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D mit mindestens einem bogenförmigen Stegabschnitt 17, 17A, 17B, 17C, 18D, 19D.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Mehrkammerhohlprofils 1 kann beispielsweise in einem Strangpressverfahren aus Aluminium hergestellt werden. Ein solches Aluminiummehrkammerhohlprofil kann aufgrund seiner guten Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften in vorteilhafter Weise im Fahrzeugleichtbau als Karosserieträger eingesetzt werden. Wie aus 1 bis 5 weiter ersichtlich ist, weist das Mehrkammerhohlprofil 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen rechteckigen Querschnitt mit jeweils zwei gegenüberliegenden Profilwänden 1A, 1B und zwei Kammern 1.1, 1.2 auf, welche von einem durchgehenden in Längsrichtung parallel zu den seitlichen Profilwänden 1B verlaufenden Innensteg 10 getrennt sind.
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Wie aus 2 und 5 weiter ersichtlich ist, weist das Mehrkammerhohlprofil 1 in einer oberen Profilwand 1A eine von außen als Verprägung eingebrachte Nebenform 3 auf, welche die Crashfunktionalität und somit den Verformungsverlauf des Mehrkammerprofils bei einem Aufprall beeinflusst und/oder einen Freiraum für ein anderes Fahrzeugbauteil schafft. Alternativ kann die Nebenform 3 beispielsweise als Sicke, Stauchung oder Querschnittsänderung in der Längsrichtung oder Querrichtung in das Mehrkammerhohlprofil 1 eingebracht werden. Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, steht der dargestellte Innensteg 10 außerhalb des Bereichs der mindestens einen Nebenform 3 im Wesentlichen senkrecht zu den gegenüberliegenden Profilwänden 1A, an welche der mindestens eine Innensteg 10 angebunden ist.
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Wie aus 3 bis 9 weiter ersichtlich ist, weisen die dargestellten Ausführungsbeispiele des Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D für das Mehrkammerhohlprofil 1 aus 2 zur Verbesserung der Crashfunktionalität und der Herstellbarkeit mindestens eine partielle Verdickung 12, 12A, 12B, 12D, 14, 14A, 14B, 14D, 16C, 16D auf, welche an einem Endabschnitt und/oder einem Mittelabschnitt des Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D ausgebildet ist. Durch die mindestens eine partielle Verdickung 12, 12A, 12B, 12D, 14, 14A, 14B, 14D, 16C, 16D und die erste Kontur 5.1, 5.1A, 5.1B, 5.1C, 5.1D des ersten Werkzeugdornsatzes 5, 5A, 5B, 5C, 5D kann der Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D des Mehrkammerhohlprofils 1 beim Einbringen der Nebenform 3 gezielt deformiert bzw. umgeformt werden und somit die Crashfunktionalität des Mehrkammerhohlprofils 1 erfüllt bzw. verbessert werden, wobei die Qualität des Mehrkammerhohlprofils 1 gleichzeitig verbessert wird. Durch die partielle Verdickung 12, 12A, 12B, 12D, 14, 14A, 14B, 14D, 16C, 16D ist der Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D in diesem Bereich steifer, so dass der korrespondierende Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D durch die wirkenden Kräfte außerhalb der partiellen Verdickungen, d.h. an Abschnitten mit einer dünneren Wandstärke, gezielt deformiert bzw. umgeformt wird. Die Länge der einzelnen partiellen Verdickungen 12, 12A, 12B, 12D, 14, 14A, 14B, 14D, 16C, 16D kann in Abhängigkeit von dem gewünschten geometrischen Verlauf des korrespondierenden Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D und den Abmessungen des Mehrkammerhohlprofils 1 im Bereich von 5 bis 35% der Gesamtlänge des nicht umgeformten Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D variieren.
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Als Umformverfahren wird hier die mechanische Umformung eingesetzt. Bei diesem Herstellverfahren wird das Mehrkammerhohlprofil 1 in einem Umformwerkzeug ohne Einsatz eines flüssigen Druckmediums auf konventionellen Pressen angefertigt. Die in die Kammern 1.1, 1.2 des Mehrkammerhohlprofils 1 eingeschobenen Werkzeugdornsätze 5, 5A, 5B, 5C, 5D 7 sind vorzugsweise als Stahldornsätze ausgeführt und können Einfälle oder Faltenbildungen im Außenbereich des Mehrkammerhohlprofils 1 in vorteilhafter Weise verhindern. Zudem kann durch die ersten Kontur 5.1, 5.1A, 5.1B, 5.1C, 5.1D des ersten Werkzeugdornsatzes 5, 5A, 5B, 5C, 5D und die zweite Kontur 7.1 des zweiten Werkzeugdornsatzes 7 die Ausbildung des gewünschten geometrische Verlaufs des Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D unterstützt werden, welcher sich beim Einbringen der mindestens einen Nebenform 3 aufgrund der auf den Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D einwirkenden Kräfte ergibt.
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Wie aus 3 bis 9 ersichtlich ist, ermöglichen Ausführungsformen des erster Werkzeugdornsatzes 5, 5A, 5B, 5C, 5D in Verbindung mit den variabel gestalteten Wandstärken des mindestens einen Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D, dass nicht nur die Außengeometrie, sondern auch die Innengeometrie des umgeformten Mehrkammerprofils 1, welche die Crashfunktionalität und die Herstellbarkeit beeinflusst, gezielt umgeformt werden kann. In Abhängigkeit von dem gewünschten geometrischen Verlauf des Innenstegs 10, 10A, 10B, 10C, 10D kann die dem Innensteg 10, 10A, 10B, 10C, 10D zugewandte erste Kontur 5.1, 5.1A, 5.1B, 5.1C, 5.1D des ersten Werkzeugdornsatzes 5, 5A, 5B, 5C, 5D beispielsweise einen L-förmigen Querschnitt oder einen U-förmigen Querschnitt oder einen trapezförmigen Querschnitt oder einen W-förmigen Querschnitt aufweisen.
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Wie aus 3 bis 5 ersichtlich ist, weist der erste Werkzeugdornsatz 5 im dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt eine L-förmige erste Kontur 5.1 auf und der zweite Werkzeugdornsatz 7 weist im Querschnitt eine senkrechte zweite Kontur 7.1 auf. Zudem weist der Innensteg 10 jeweils an den Endabschnitten eine partielle Verdickung 12, 14 auf, zwischen welchen ein einziger bogenförmiger Stegabschnitt 17 angeordnet ist. Durch die L-förmige erste Kontur 5.1 des ersten Werkzeugdornsatzes 5 und die senkrechte zweite Kontur 7.1 des zweiten Werkzeugdornsatzes 7 ergibt sich der dargestellte unsymmetrische geometrische Verlauf des bogenförmigen Stegabschnitts 17.
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Wie aus 6 weiter ersichtlich ist, weist der erste Werkzeugdornsatz 5A im dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt eine U-förmige erste Kontur 5.1A auf und der zweite Werkzeugdornsatz 7 weist im Querschnitt analog zum vorherigen Ausführungsbeispiel eine senkrechte zweite Kontur 7.1 auf. Zudem weist der Innensteg 10A jeweils an den Endabschnitten eine partielle Verdickung 12A, 14A auf, zwischen welchen ein einziger bogenförmiger Stegabschnitt 17A angeordnet ist. Durch die U-förmige erste Kontur 5.1A des ersten Werkzeugdornsatzes 5A und die senkrechte Kontur 7.1 des zweiten Werkzeugdornsatzes 7 ergibt sich der dargestellte spiegelsymmetrische Verlauf des bogenförmigen Stegabschnitts 17A zu einer Mittelquerebene ME.
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Wie aus 7 weiter ersichtlich ist, weist der erste Werkzeugdornsatz 5B im dargestellten Ausführungsbeispiel analog zum vorherigen Ausführungsbeispiel im Querschnitt eine U-förmige erste Kontur 5.1B auf und der zweite Werkzeugdornsatz 7 weist im Querschnitt eine senkrechte zweite Kontur 7.1 auf, wobei die U-Form der ersten Kontur 5.1B schmaler und tiefer als die U-Form der ersten Kontur 5.1A des vorherigen Ausführungsbeispiels ist. Zudem weist der Innensteg 10B jeweils an den Endabschnitten eine partielle Verdickung 12B, 14B auf, welche länger als die partiellen Verdickungen 12A, 14A des vorherigen Ausführungsbeispiels sind. Der zwischen den partiellen Verdickungen 12B, 14B angeordnete einzige bogenförmige Stegabschnitt 17B weist einen steileren Verlauf als der bogenförmige Stegabschnitt 17A des vorherigen Ausführungsbeispiels auf. Durch die U-förmige erste Kontur 5.1B des ersten Werkzeugdornsatzes 5B und die senkrechte zweite Kontur 7.1 des zweiten Werkzeugdornsatzes 7 ergibt sich der dargestellte spiegelsymmetrische Verlauf des bogenförmigen Stegabschnitts 17B zur Mittelquerebene ME.
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Wie aus 8 weiter ersichtlich ist, weist der erste Werkzeugdornsatz 5C im dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt eine trapezförmige erste Kontur 5.1C auf und der zweite Werkzeugdornsatz 7 weist im Querschnitt analog zum vorherigen Ausführungsbeispiel eine senkrechte zweite Kontur 7.1 auf. Zudem weist der Innensteg 10C im Unterschied zu den anderen Ausführungsbeispielen im Mittelabschnitt nur eine einzige partielle Verdickung 16C und einen einzigen bogenförmigen Stegabschnitt 17C auf. Durch die trapezförmige erste Kontur 5.1C des ersten Werkzeugdornsatzes 5C und die senkrechte zweite Kontur 7.1 des zweiten Werkzeugdornsatzes 7 ergibt sich der dargestellte spiegelsymmetrische Verlauf des bogenförmigen Stegabschnitts 17C zur Mittelquerebene ME.
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Wie aus 9 weiter ersichtlich ist, weist der erste Werkzeugdornsatz 5D im dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt eine W-förmige erste Kontur 5.1D auf und der zweite Werkzeugdornsatz 7 weist im Querschnitt analog zum vorherigen Ausführungsbeispiel eine senkrechte zweite Kontur 7.1 auf. Zudem weist der Innensteg 10D jeweils an den Endabschnitten und im Mittelabschnitt eine partielle Verdickung 12D, 14D, 16D auf. Wie aus 9 weiter ersichtlich ist, ist zwischen einer am Endabschnitt ausgebildeten ersten partiellen Verdickung 12D und der im Mittelabschnitt ausgebildeten partiellen Verdickung 16D ein erster bogenförmiger Stegabschnitt 18D angeordnet. Zwischen der im Mittelabschnitt ausgebildeten partiellen Verdickung 16D und einer am Endabschnitt ausgebildeten zweiten partiellen Verdickung 14D ist ein zweiter bogenförmiger Stegabschnitt 19D angeordnet. Durch die W-förmige erste Kontur 5.1D des ersten Werkzeugdornsatzes 5D und die senkrechte zweite Kontur 7.1 des zweiten Werkzeugdornsatzes 7 ergibt sich der dargestellte spiegelsymmetrische Verlauf des bogenförmigen Stegabschnitts 17D zur Mittelquerebene ME.
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Selbstverständlich können die Innenstege auch eine andere Anzahl und Anordnung von partiellen Verdickungen aufweisen, um mit anderen Werkzeugdornsätzen andere geeignete geometrischen Verläufe der Innenstege zu erzeugen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mehrkammerhohlprofil
- 1A, 1B
- Profilwand
- 1.1, 1.2
- Kammer
- 3
- Nebenform (partielle Verformung)
- 5, 5A, 5B, 5C, 5D
- erster Werkzeugdornsatz
- 5.1, 5.1A, 5.1B, 5.1C, 5.1D
- erste Kontur
- 7
- zweiter Werkzeugdornsatz
- 7.1
- zweite Kontur
- 9
- Prägewerkzeug
- 10, 10A, 10B, 10C, 10D
- Innensteg
- 12, 12A, 12B, 12D
- erste partielle Verdickung
- 14, 14A, 14B, 14D
- zweite partielle Verdickung
- 16C, 16D
- dritte partielle Verdickung
- 17, 17A, 17B, 17C
- bogenförmiger Stegabschnitt
- 18D, 19D
- bogenförmiger Stegabschnitt
- 20
- Vorrichtung zum Einbringen einer Nebenform in ein Mehrkammerhohlprofil
- ME
- Mittelquerebene
- R
- Radius
- LS
- Luftspalt
