DE102016124931A1

DE102016124931A1 - Verfahren zum Herstellen eines einteiligen Verstärkungselements für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs, Verstärkungselement für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016124931A1
Application number: DE102016124931.9A
Authority: DE
Inventors: Markus Pfestorf; Christian Waiss
Original assignee: Voestalpine Metal Forming GmbH; Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Voestalpine Metal Forming GmbH; Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2018-06-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines einteiligen Verstärkungselements (10) für einen Seitenrahmen (60) eines Fahrzeugs (100), das Verstärkungselement (10) aufweisend einen Dachrahmen (11) und eine Schwellerverstärkung (12), ferner aufweisend einen A-Säulenabschnitt (13) und einen B-Säulenabschnitt (14), wobei sich der A-Säulenabschnitt (13) und der B-Säulenabschnitt (14) jeweils zwischen dem Dachrahmen (11) und der Schwellerverstärkung (12) erstrecken. Ferner betrifft die Erfindung ein Verstärkungselement (10) für einen Seitenrahmen (60) eines Fahrzeugs (100), das Verstärkungselement (10) aufweisend einen Dachrahmen (11) und eine Schwellerverstärkung (12), ferner aufweisend einen A-Säulenabschnitt (13) und einen B-Säulenabschnitt (14), wobei sich der A-Säulenabschnitt (13) und der B-Säulenabschnitt (14) jeweils zwischen dem Dachrahmen (11) und der Schwellerverstärkung (12) erstrecken und das Verstärkungselement (10) einteilig ausgebildet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug (100) mit zumindest einem Seitenrahmen (60), der durch ein einteiliges Verstärkungselement (10) für einen Seitenrahmen (60) verstärkt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines einteiligen Verstärkungselements für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs, das Verstärkungselement aufweisend einen Dachrahmen und eine Schwellerverstärkung, ferner aufweisend einen A-Säulenabschnitt und einen B-Säulenabschnitt, wobei sich der A-Säulenabschnitt und der B-Säulenabschnitt jeweils zwischen dem Dachrahmen und der Schwellerverstärkung erstrecken. Ferner betrifft die Erfindung ein Verstärkungselement für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs, das Verstärkungselement aufweisend einen Dachrahmen und eine Schwellerverstärkung, ferner aufweisend einen A-Säulenabschnitt und einen B-Säulenabschnitt, wobei sich der A-Säulenabschnitt und der B-Säulenabschnitt jeweils zwischen dem Dachrahmen und der Schwellerverstärkung erstrecken und das Verstärkungselement einteilig ausgebildet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit zumindest einem Seitenrahmen, der durch ein einteiliges Verstärkungselement für einen Seitenrahmen verstärkt ist.
Moderne Fahrzeuge weisen viele Vorrichtungen und Komponenten auf, die eine Sicherheit der Benutzer des Fahrzeuges erhöhen. So ist es beispielsweise bekannt, einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs mit einem Verstärkungselement auszustatten oder den Seitenrahmen direkt aus dem Verstärkungselement zu bilden. Dadurch kann bei einem Unfall, beispielsweise einem Seitenaufprall oder einem Überschlag, eine Verformung des Seitenrahmens so vermindert werden, dass die Insassen geschützt werden. Durch eine gezielte Anordnung von speziellen Abschnitten, die eine im Vergleich zum restlichen Verstärkungselement verminderte Härte aufweisen, kann eine nicht zu verhindernde Verformung zumindest gesteuert werden. Da der weiche Bereich eine höhere Dehnung aufweist als der harte Bereich, kann der weiche Bereich auch dazu dienen, ein Strukturversagen beziehungsweise ein Brechen des Bauteils durch lokal hohe Dehnungen zu vermeiden. Auch dadurch kann eine Sicherheit für einen Benutzers des Fahrzeugs erhöht werden.
Bei Verstärkungselementen und/oder Seitenrahmen gemäß dem Stand der Technik ist es bekannt, diese aus einer einzigen Blechplatine zu fertigen, siehe beispielsweise die DE 10 2004 053 917 B3 . Hierbei kann jedoch nur eine sehr geringe Materialausnutzung erzielt werden, so dass ein Großteil der verwendeten Blechplatine nach dem Herstellungsprozess als Abfall vorliegt. Auch kann gemäß dem Stand der Technik ein Verstärkungselement und/oder ein Seitenrahnen aus mehreren, einzelnen Bauteilen zusammengesetzt sein. Die einzelnen Bauteile, beispielsweise für eine A-Säule, eine B-Säule oder einem Dachrahmen, sind nach dem Stand der Technik zumeist warmumgeformt, pressgehärtet und/oder aus konventionellem hochfestem Stahl gefertigt, siehe beispielsweise die DE 10 2011 113 675 A1 .. Unter warmumgeformten Bauteilen sollen im Folgenden solche Bauteile verstanden werden, die im direkten Prozess durch Umformen einer Platine bei gleichzeitigem Härten erfolgen. Die Platine wird vor dem Umformen auf ca. 900°C erhitzt. Verwendet wird dabei vorzugsweise der Stahl 22MnB5. Die Bauteile sind nach dem Stand der Technik entweder unbeschichtet oder AISi beschichtet. Beim Presshärten wird der gleiche Stahl verwendet, vorzugsweise jedoch mit einer Zinkschicht Z140 oder Z180, wobei das Blech vorzugsweise beidseitig mit der Zinkschicht überzogen ist. Im Unterschied zum direkten Prozess wird aus der Platine zuerst ein Bauteil kalt umgeformt und fertig beschnitten. Anschließend wird das so hergestellte Bauteil auf ca. 900°C erhitzt und anschließend in einem Presshärtewerkzeug pressgehärtet. Hier erfolgt im Allgemeinen keine Umformung mehr. Ein Zusammenfügen der einzelnen Bauteile erfolgt zumeist durch Punktschweißen. Dabei sind oftmals die pressgehärteten Bauteile verzinkt um einen Korrosionsschutz bereitzustellen. Unbeschichtete Bauteile aus dem direkten Prozess weisen keinen Korrosionsschutz auf, AISi beschichtetet Bauteile aus dem direkten Prozess weisen keinen kathodischen Korrosionsschutz auf. Je nach Korrosionsschutzkonzept des Herstellers des Fahrzeugs kann es erforderlich sein, dass diese Bauteile zusätzlich vor Korrosion geschützt werden müssen und evtl. durch weitere Maßnahmen trocken gelegt werden müssen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei Verfahren zum Herstellen eines Verstärkungselements für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs, bei Verstärkungselementen für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs sowie bei Fahrzeugen zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Verstärkungselements für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs, ein Verstärkungselement für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug zu verbessern, wobei insbesondere ein möglichst gute Anpassbarkeit des Verstärkungselements an verschiedenartige Anforderungen und gleichzeitig eine besonders hohe Härte und/oder Steifigkeit des Verstärkungselements bereitgestellt werden kann.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines einteiligen Verstärkungselements für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch ein Verstärkungselement für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 12 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verstärkungselement beziehungsweise dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines einteiligen Verstärkungselements für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs, das Verstärkungselement aufweisend einen Dachrahmen und eine Schwellerverstärkung, ferner aufweisend einen A-Säulenabschnitt und einen B-Säulenabschnitt, wobei sich der A-Säulenabschnitt und der B-Säulenabschnitt jeweils zwischen dem Dachrahmen und der Schwellerverstärkung erstrecken. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

a) Anfertigen eines Halbzeugs durch Zusammenfügen von zumindest zwei Halbzeugabschnitten, wobei die Halbzeugabschnitte unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen,
b) Erzeugen eines Kaltteils durch ein Kaltumformen des in Schritt a) angefertigten Halbzeugs, und
c) Härten des Kaltteils durch ein formerhaltendes Erhitzen und anschließendes kontrolliertes Abkühlen des in Schritt b) erzeugten Kaltteils zum Abschließen des Herstellens des Verstärkungselements.

Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren kann ein einteiliges Verstärkungselement für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs hergestellt werden. Das Verstärkungselement ist dabei als Teil des Seitenrahmens ausgebildet. Ein Fahrzeug weist dabei zumeist zwei Seitenrahmen mit Verstärkungselementen auf, von denen einer in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs links und das andere rechts eine räumliche Begrenzung des Fahrzeugs beziehungsweise einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs bereitstellen. Um die Geometrie des Fahrzeugs im Verstärkungselement nachzubilden, weist das Verstärkungselement wie der Seitenrahmen einen Dachrahmen, der eine obere Begrenzung darstellt, und eine Schwellerverstärkung, die einen unteren Abschluss bildet, auf. Zwischen der Schwellerverstärkung und dem Dachrahmen erstrecken sich ein A-Säulenabschnitt und ein B-Säulenabschnitt, wobei in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs der A-Säulenabschnitt vor dem B-Säulenabschnitt angeordnet ist. Die Schwellerverstärkung wird oftmals auch als Längsträger bezeichnet. Insgesamt sind die vier Abschnitte bevorzugt derartig angeordnet, dass sie zusammen eine Öffnung begrenzen, in die bei einem fertig montierten Fahrzeug eine Tür, insbesondere eine Fahrertür oder eine Beifahrertür, angeordnet werden kann. In alternativen Ausgestaltungsformen kann das herzustellende einteilige Verstärkungselement auch noch weitere Abschnitte aufweisen, beispielsweise einen C-Säulenabschnitt und/oder einen D-Säulenabschnitt. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann zur Herstellung derartiger Ausgestaltungen des herzustellenden einteiligen Verstärkungselements entsprechend erweitert werden. Durch das Verstärkungselement kann insgesamt eine Stabilität des Seitenrahmens und dadurch des gesamten Fahrzeugs verbessert werden. Ein Schutz eines Insassen gegen körperliche Verletzungen, insbesondere bei einem Seitenaufprall, kann auf diese Weise erhöht werden.
In einem ersten Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Halbzeug angefertigt, welches eine Grundlage für das herzustellende Verstärkungselement bildet. Ein derartiges Halbzeug wird oftmals als ein Tailored Welded Blank, dem englischen Ausdruck für eine maßgeschneiderte (Blech-)Platine, bezeichnet. Für die Herstellung des Halbzeugs werden zumindest zwei Halbzeugabschnitte zusammengefügt, wobei die zumindest zwei Halbzeugabschnitte unterschiedliche mechanische Eigenschaften, wie beispielsweise eine Blechdicke, ein verwendetes Material oder unterschiedliche Werkstoffeigenschaften, zum Beispiel bezüglich einer Härte, Dehnung und/oder Festigkeit, aufweisen. Dadurch können beispielsweise eine Dicke und/oder Materialeigenschaften des herzustellenden Verstärkungselements an zum Beispiel bei einem Unfall zu erwartenden Belastungen angepasst werden und gleichzeitig eine Gewichtsreduktion des herzustellenden Verstärkungselements bereitgestellt werden. Auch ein Materialnutzungsgrad, also ein Anteil der für das Halbzeug tatsächliche erforderlichen Menge an Blech bezogen auf das gesamte Blech, das für die Erzeugung der zumindest zwei Halbzeugabschnitte nötig ist, kann durch die Verwendung von mehreren Halbzeugabschnitte gesteigert und dadurch die Materialkosten gesenkt werden. Bevorzugt werden daher insbesondere mehr als zwei Halbzeugabschnitte eingesetzt. Das Zusammenfügen kann besonders bevorzugt, insbesondere bei einem Einsatz eines Tailored Welded Blanks, ein stoffschlüssiges Zusammenfügen, zum Beispiel ein Verschweißen, der Halbzeugabschnitte sein. Beispielsweise können bei Halbzeugabschnitten, die bevorzugt aus Metallblechen, besonders bevorzugt aus Stahlblechen, gefertigt werden, Bleche mit unterschiedlichen Blechdicken bei der Anfertigung der Halbzeugabschnitte verwendet werden. Die mechanischen Eigenschaften der Halbzeugabschnitte sind bevorzugt an ihren Einsatzort im fertig hergestellten Verstärkungselement angepasst ausgebildet. Bevorzugt kann zum Beispiel ein Halbzeugabschnitt mit einer gesteigerten Steifigkeit an einem Ort vorgesehen sein, der im hergestellten Verstärkungselement ebenfalls besonders fest beziehungsweise stabil ausgebildet sein soll. Entsprechend kann ein Halbzeugabschnitt mit einer mechanischen Eigenschaft einer geringeren Steifigkeit für Orte des Verstärkungselements vorgesehen sein, die bei einem Unfall bevorzugt verformt werden sollen. Ferner wird durch das gesamte angefertigte Halbzeug eine Form des herzustellenden Verstärkungselements zumindest annähernd nachgebildet, bei aus Metallblechen angefertigten Halbzeugen zumindest in zwei Raumdimensionen. Insbesondere die Anordnungen des Dachrahmens, der Schwellerverstärkung, des A-Säulenabschnitts und des B-Säulenabschnitts kann bevorzugt bereits durch das Halbzeug nachgebildet sein. Auf diese Weise kann die Einteiligkeit des herzustellenden Verstärkungselements besonders einfach vorbereitet werden.
Dieses im Schritt a) angefertigte Halbzeug wird im folgenden Schritt b) verwendet, um ein Kaltteil zu erzeugen. Dafür wird das Halbzeug einem Kaltumformungsprozess unterworfen, beispielsweise einem Tiefziehen. Insbesondere kann in diesem Verfahrensschritt auch eine Anpassung des herzustellenden Verstärkungselements an die Fahrzeugseite, an der es eingesetzt werden soll, bereitgestellt werden. Insbesondere weist das Kaltteil im Vergleich zu einem aus Metallblechen gefügten Halbzeug eine dreidimensionale Form auf. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Kaltteil entsprechend einer dreidimensionalen Ausprägung des herzustellenden Verstärkungselements geformt wird. Dadurch kann bereitgestellt werden, dass bereits in Schritt b) das Kaltteil zumindest im Wesentlichen in derjenigen dreidimensionalen Form erzeugt wird, die auch das herzustellende Verstärkungselement aufweist. Entsprechend einer dreidimensionalen Form geformt im Sinne der Erfindung kann dabei insbesondere auch bedeuten, dass sich die Form des Kaltteils lediglich in einer allgemeinen Größe von der dreidimensionalen Form des herzustellenden Verstärkungselements unterscheidet, insbesondere dass das Kaltteil kleiner ausgebildet ist, bevorzugt weniger als 1% kleiner ausgebildet ist, als das herzustellende Verstärkungselement. Dies ist dahingehend sogar von Vorteil, da sich beim Härtungsprozess im folgenden Schritt c) das gesamte Bauteil insgesamt ausdehnt. Diese Ausdehnung kann bevorzugt durch ein Kaltteil mit einer entsprechend kleineren Größe ausgeglichen werden.
In einem letzten Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Herstellung des Verstärkungselements abgeschlossen. Dieser letzte Schritt umfasst insbesondere eine Härtung des Kaltteils. Dafür wird das Kaltteil formerhaltend erhitzt, insbesondere bevorzugt beispielsweise auf ca. 900°C, und darauf folgend kontrolliert abgekühlt. Formerhaltend im Sinne der Erfindung bedeutet dabei insbesondere, dass die dreidimensionale Ausprägung des Kaltteils, in der es in Schritt b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens durch den Kaltumformungsprozess des Halbzeugs geformt ist, erhalten bleibt. Ein generelles Ausdehnen des Kaltteils durch das Erhitzen ist formerhaltend im Sinne der Erfindung. Insbesondere stellt das formerhaltende Erhitzen in Schritt c) keinen Warmumformungsprozess dar. Durch ein insbesondere schnelles Abkühlen, beispielsweise mit mehr als 20K pro Sekunde, kann eine Härtung des Bauteils erzeugt werden. Die Festigkeit des derart hergestellten Verstärkungselements kann auf diese Weise weiter gesteigert werden. Kontrolliert im Sinne der Erfindung kann dabei insbesondere bedeuten, dass eine Abkühlrate, das heißt eine Verringerung einer Temperatur des erhitzten Kaltbauteils pro Zeiteinheit, bei der Durchführung des Schritts c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens kontrolliert und geregelt werden kann. Eine besonders gleichbleibende Härtung für eine Vielzahl von hergestellten Verstärkungselementen kann dadurch sichergestellt werden. Oxide auf der Oberfläche des Verstärkungselements, die sich zumeist beim Härten bilden, können anschließend durch ein abrasives Reinigungsverfahren entfernt werden. Vorzugsweise kann hier ein Schleuderradstrahlen eingesetzt werden, bei dem vorzugsweise Stahlkugeln und/oder Korundkörner verwendet werden.
Insgesamt kann somit durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ein einteiliges Verstärkungselement hergestellt werden, dessen Steifigkeit und/oder Festigkeit erhöht ist, insbesondere durch eine geeignete Auswahl der Materialeigenschaften der Halbzeugabschnitte in Schritt a) und durch das Härten in Schritt c). Gleichzeitig kann das hergestellte Verstärkungselement durch eine Veränderung der in Schritt a) zur Anfertigung des Halbzeugs verwendeten Halbzeugabschnitte besonders einfach auf unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.
Bevorzugt kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Schritt b) beim Kaltumformen eine Hinterschneidung am Kaltteil erzeugt wird. Eine Hinterschneidung beziehungsweise eine Hinterschnittigkeit des Kaltteils liegt dann vor, wenn geometrisch beabsichtigte Elemente in einem Winkel zur Hauptziehrichtung eingebracht werden und diese die Entformung im ersten Zug verhindern. Eine derartige Hinterschneidung kann insbesondere durch ein bei der Kaltumformung verwendetes Werkzeug mit entsprechenden Schiebern bereitgestellt werden. Die Schieber können insbesondere das Kaltteil in einem abweichenden Winkel zu den vorangegangenen Umformschritten weiter umformen. Bei Vorhandensein derartiger Hinterschneidungen kann es ferner vorteilhaft sein, dass auch in Schritt c) für das Härten des Verstärkungselements ein Werkzeug mit entsprechenden Schiebern eingesetzt wird. Insgesamt kann durch das Bereitstellen von Hinterschneidungen die Variabilität und Flexibilität bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen einteiligen Verstärkungselements, insbesondere hinsichtlich der erzeugbaren Geometrien des herzustellenden Verstärkungselements, weiter gesteigert werden.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass zur Anfertigung des Halbzeugs in Schritt a) verzinkte Halbzeugabschnitte verwendet werden. Durch eine Verzinkung eines Bauteils kann ein Korrosionsschutz für dieses Bauteil bereitgestellt werden. Durch Verwendung von Halbzeugabschnitten in Schritt a), die sämtlich verzinkt sind, kann somit eine Korrosionsbeständigkeit des Halbzeugs und dadurch auch des herzustellenden Verstärkungselements erhöht werden. Insbesondere kann diese Korrosionsbeständigkeit unabhängig davon bereitgestellt werden, welche sonstigen mechanischen Eigenschaften die einzelnen in Schritt a) verwendeten Halbzeugabschnitte aufweisen.
Auch kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend ausgebildet sein, dass sich die zumindest zwei in Schritt a) verwendeten Halbzeugabschnitte in zumindest einer der folgenden mechanischen Eigenschaften unterscheiden:

- Materialdicke
- Materialzusammensetzung
- Materialhärte
- Materialdehnung
- E-Modul des Materials.

Diese Liste ist nicht abgeschlossen, so dass die in Schritt a) verwendeten Halbzeugabschnitte auch weitere mechanische Eigenschaften aufweisen können, soweit technisch sinnvoll und/oder nötig. Alle genannten mechanischen Eigenschaften haben einen Einfluss auf eine Steifigkeit und/oder Festigkeit des jeweiligen Halbzeugabschnitts und damit unmittelbar auf die Steifigkeit und/oder Festigkeit des angefertigten Halbzeugs sowie zumindest mittelbar auf die Steifigkeit und/oder Festigkeit des herzustellenden Verstärkungselements. Ein besonders gut an verschiedenste Anforderungen, insbesondere bezüglich einer Steifigkeit und/oder Festigkeit, anpassbares Verstärkungselement kann somit durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt werden.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Schritt a) die zumindest zwei Halbzeugabschnitte mittels Stoffschluss, insbesondere mit nichtlinearen, bevorzugt runden und/oder gewellten, Schweißnähten, zusammengefügt werden. Durch einen derartigen Stoffschluss kann eine besonders gute, dauerhafte und stabile Verbindung von zwei Halbzeugabschnitten bereitgestellt werden. Ein Verschweißen stellt dabei einen besonders bevorzugten Stoffschluss im Sinne der Erfindung dar. Durch eine Verwendung von nichtlinearen, insbesondere runden und/oder gewellten, Schweißnähten kann dabei ferner sichergestellt werden, dass im angefertigten Halbzeug die jeweilige Schweißnaht insgesamt auf eine größere Fläche verteilt ist. Dadurch kann eine Homogenität eines Kraftflusses im Bauteil verbessert werden um ein Bauteilversagen, beispielsweise durch Rissbildung, zu vermeiden oder zumindest zu verringern. Der Zusammenhalt der verbundenen Halbzeugabschnitte kann dadurch, insbesondere auch bei einer plastischen Deformation durch einen Unfall, weiter verbessert werden.
Auch kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend ausgebildet sein, dass das Kaltumformen des Halbzeugs zum Erzeugen des Kaltteils in Schritt b) ein Beschneiden des Halbzeugs und/oder des Kaltteils umfasst. Das Halbzeug wird wie oben beschrieben bevorzugt aus Metallblechen, besonders bevorzugt aus Stahlblechen, zusammengesetzt und ferner bevorzugt in Schritt b) durch ein Tiefziehen in das Kaltteil umgeformt. Dabei ist es zumeist vorgesehen und von Vorteil, die Halbzeugabschnitte im Allgemeinen größer vorzusehen, als es für die eigentliche Herstellung des Verstärkungselements nötig ist. Auf diese Weise können beispielsweise Flanschbereiche am Halbzeug beziehungsweise am Kaltteil zur Steuerung des Materialflusses bei der Umformung bereitgestellt werden. Ferner können leichte Ungenauigkeiten bei einer Anordnung der Halbzeugabschnitte aneinander in Schritt a) und/oder bei einer Platzierung des Halbzeugs in einem Kaltumformungswerkzeug in Schritt b) dadurch ausgeglichen werden. Durch ein vorzugsweise mechanisches Beschneiden des Halbzeugs und/oder des Kaltteils können die beim hergestellten Verstärkungselement nicht mehr benötigten Randbereiche und/oder Durchbrüche und/oder Löcher besonders einfach und sicher entfernt werden.
Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das kontrollierte Abkühlen in Schritt c) mit einer Rate zwischen 20K/s und 40K/s, bevorzugt zwischen 25K/s und 30K/s, durchgeführt wird. Wie oben bereits beschrieben kann durch das kontrollierte Abkühlen eine besonders gute und insbesondere gleichmäßige Härtung des herzustellenden Verstärkungselements bereitgestellt werden. Für diesen Zweck können dabei beispielsweise spezielle Abkühlwerkzeuge eingesetzt werden. Eine Kontrolle und/oder Regelung der Abkühlrate kann dadurch besonders einfach und sicher bereitgestellt werden. Dabei hat es sich als besonders effektiv herausgestellt, eine Abkühlrate zwischen 20K/s und 40k/s, bevorzugt zwischen 25K/s und 30K/s, einzusetzen. Besonders gute Ergebnisse bei der Härtung konnte man mit einer Abkühlrate von 27K/s erreichen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass zum Erzeugen zumindest eines Weichbereichs des Verstärkungselements in Schritt c) zumindest ein Bereich des Kaltteils vom Härten ausgenommen wird. Ein Weichbereich stellt dabei insbesondere einen Bereich des Verstärkungselements auf, der eine geringere Härte aufweist als die ihn umgebenden Bereiche des Verstärkungselements. Dabei kann sich der weiche Bereich über den gesamten Profilquerschnitt im jeweiligen Bereich des Verstärkungselements und/oder nur auf Flansche oder sonstige Flächenelemente des jeweiligen Profilquerschnitts. Dadurch kann, insbesondere beispielsweise bei einem Unfall eines Fahrzeugs, in dessen Seitenrahmen das Verstärkungselement verbaut ist, gezielt gesteuert werden, an welcher Stelle eine Verformung des Verstärkungselements bevorzugt auftritt. Auch dadurch kann ein Schutz der Insassen des Fahrzeugs vor Verletzungen gesteigert werden. Ein derartiger Weichbereich kann bevorzugt besonders einfach durch ein Ausnehmen dieses Bereichs von der Härtung in Schritt c) ausgenommen ist. Dies kann durch eine entsprechende Ausgestaltung des zur Aufheizung verwendeten Ofens zur Vermeidung eines Aufheizens, durch ein entsprechend angepasstes Härtewerkzeug zur Reduzierung der erforderlichen Abkühlrate und/oder durch ein nachträgliches Tempern des entsprechenden Bereichs bereitgestellt werden. Dadurch kann automatisch sichergestellt werden, dass die an den Weichbereich angrenzenden Bereiche des Verstärkungselements gehärtet und dadurch fester sind als der Weichbereich. Durch eine spezielle Wahl einer entsprechenden mechanischen Eigenschaft des Halbzeugabschnitts in Schritt a), der schließlich zum Weichbereich des Verstärkungselements wird, beispielsweise bereits durch eine Verwendung eines dünneren und/oder weicheren und/oder nicht härtbaren Materials für diesen Halbzeugabschnitt, kann der Unterschied in der Steifigkeit des Weichbereichs zur Steifigkeit der den Weichbereich umgebenden Bereiche des Verstärkungselements weiter gesteigert werden.
Ferner kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass der zumindest eine Weichbereich im Grenzbereich zwischen dem B-Säulenabschnitt und der Schwellerverstärkung und/oder in einem Anschlussbereich des A-Säulenabschnitts erzeugt wird. Diese Bereiche haben sich als besonders geeignet herausgestellt, um gezielt eine Verformung des Verstärkungselements zuzulassen, ohne die Sicherheit des Benutzers des Fahrzeugs übermäßig zu verringern. Der Grenzbereich zwischen dem B-Säulenabschnitt und dem Bodenbereich stellt dabei diejenige Stelle im Verstärkungselement dar, an welcher der B-Säulenabschnitt in die Schwellerverstärkung einmündet bzw. übergeht. Der Anschlussbereich des A-Säulenabschnitts hingegen bezeichnet diejenige Stelle, an welcher der A-Säulenabschnitt mit der restlichen Karosserie des Fahrzeugs verbunden werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Weichbereich durch ein Ausnehmen des zumindest einen Weichbereichs von der Erhitzung des Kaltteils erzeugt wird, wobei insbesondere der zumindest eine Weichbereich beim Erhitzen des Kaltteils eine Temperatur von ca. 700°C nicht überschreitet. Dies kann beispielsweise durch einen Luftspalt in einem Heizwerkzeug, eine verminderte Heizleistung eines Heizwerkzeugs in einem entsprechenden Abschnitt, eine Absorbermasse, bevorzugt aus Stahl, zur Aufnahme der Wärmeenergie und/oder ein Wärmeschutzschild zur Abschirmung des Weichbereichs beim Aufheizen bereitgestellt werden. Bevorzugt kann auch, alternativ oder zusätzlich, beispielsweise das gesamte Kaltteil auf eine erste Temperatur, beispielsweise ca. 700°C, aufgeheizt werden, und nur die zu härtenden Bereiche anschließend weiter aufgeheizt werden, beispielsweise auf ca. 900°C. Für dieses zusätzliche Aufheizen können zum Beispiel elektrisch betriebene Strahler eingesetzt werden. Das Härten in Schritt c) umfasst ein Aufheizen des Kaltteils und ein darauf folgendes kontrolliertes Abkühlen. Durch ein Ausnehmen des Weichbereichs bereits vom Erhitzen kann somit das Härten des Weichbereichs besonders einfach verhindert werden. Der Weichbereich bleibt somit während des Erhitzens des restlichen Kaltteils auf einer niedrigen Temperatur oder wird zumindest deutlich weniger aufgeheizt. Dadurch entfällt für den Weichbereich die härtende Wirkung der folgenden Abkühlung. Ein derartiges Ausnehmen kann besonders einfach durch ein entsprechend ausgebildetes Heizwerkzeug bereitgestellt werden. So kann dieses Heizwerkzeug beispielsweise einen Luftspalt, und somit keinerlei Heizung, an derjenigen Stelle aufweisen, die dem Weichbereich zugewandt ist. Durch den Kontakt mit Luft wird der Weichberiech zusätzlich noch gekühlt. Auch eine verminderte Heizleistung des Heizwerkzeugs im Bereich des Weichbereichs ist denkbar. Durch das Verhindern einer Aufheizung des Weichbereichs kann ein Härten dieses Bereichs vermieden werden.
Alternativ oder zusätzlich kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass der zumindest eine Weichbereich durch ein Ausnehmen des zumindest einen Weichbereichs von der kontrollierten Abkühlung des erhitzten Kaltteils erzeugt wird. Dies kann beispielsweise durch einen Luftspalt in einem Abkühlwerkzeug und/oder eine verminderte Kühlleistung eines Abkühlwerkzeugs in einem entsprechenden Abschnitt bereitgestellt werden. Wie oben beschrieben erfolgt die Härtung des herzustellenden Verstärkungselements nach dem Erhitzen durch ein kontrolliertes Abkühlen. Dieses Abkühlen wird dabei bevorzugt mit hohen Abkühlraten durchgeführt, beispielsweise bevorzugt mit Abkühlraten zwischen 25K/s und 30K/s. Für das Abkühlen können spezielle Abkühlwerkzeuge eingesetzt werden. Durch ein Ausnehmen des Weichbereichs von dieser kontrollierten und insbesondere schnellen Abkühlung kann nun ebenfalls ein Härten des Weichbereichs unterbunden werden. Dafür kann beispielsweise wiederum ein Luftspalt im Abkühlwerkzeug vorgesehen sein, wodurch die Abkühlung des Weichbereichs langsamer erfolgt. Der gleiche Effekt kann bereitgestellt werden, wenn das Abkühlwerkzeug im Bereich des Weichbereichs eine verminderte Kühlleistung bereitstellt. Durch diese langsame Abkühlung des Weichbereichs kann ein Härten dieses Bereichs vermieden werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verstärkungselement für einen Seitenrahmen eines Fahrzeugs, das Verstärkungselement aufweisend einen Dachrahmen und eine Schwellerverstärkung, ferner aufweisend einen A-Säulenabschnitt und einen B-Säulenabschnitt, wobei sich der A-Säulenabschnitt und der B-Säulenabschnitt jeweils zwischen dem Dachrahmen und der Schwellerverstärkung erstrecken. Ein erfindungsgemäßes Verstärkungselement ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement unter Verwendung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt ist. Somit weist auch ein erfindungsgemäßes Verstärkungselement sämtliche Vorteile auf, die bereits ausführlich zu einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verstärkungselement vorgesehen sein, dass das Verstärkungselement einen C-Säulenabschnitt und/oder einen D-Säulenabschnitt aufweist, wobei sich der C-Säulenabschnitt und/oder der D-Säulenabschnitt jeweils zwischen dem Dachrahmen und der Schwellerverstärkung erstrecken. Wie der A-Säulenabschnitt und der B-Säulenabschnitt erstrecken sich der C-Säulenabschnitt und/oder der D-Säulenabschnitt zwischen dem Dachrahmen und der Schwellerverstärkung. Somit wird durch das Vorhandensein weiterer Säulenabschnitte eine Steifigkeit des Verstärkungselements weiter gesteigert. In Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist dabei der C-Säulenabschnitt vor dem D-Säulenabschnitt angeordnet. Bevorzugt werden wiederum durch je zwei der Säulenabschnitte, beispielsweise durch den B-Säulenabschnitt und den C-Säulenabschnitt, eine Öffnung im Verstärkungselement und damit im Seitenrahmen des Fahrzeugs gebildet, in denen beispielsweise eine Tür und/oder ein Fenster angeordnet werden kann. Diese Öffnungen können dabei durch das Verstärkungselement und damit durch den Seitenrahmen derart bereitgestellt werden, dass gleichzeitig eine hohe Steifigkeit des Seitenrahmens durch das Verstärkungselement sichergestellt ist. Eine Sicherheit für einen Benutzer des Fahrzeugs kann dadurch weiter gesteigert werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeug mit zumindest einem Seitenrahmen, der durch ein Verstärkungselement für einen Seitenrahmen verstärkt ist. Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Ein Verstärkungselement gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist nach einem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt. Ein Fahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weist somit alle Vorteile auf, die bereits ausführlich bezüglich eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. bezüglich eines Verstärkungselements gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Elemente mit gleicher Funktion oder Wirkungsweise sind dabei in den 1 bis 6 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch

1 ein erfindungsgemäßes Verfahren,
2 Halbzeugabschnitte vor dem Zusammenfügen,
3 ein zusammengefügtes Halbzeug,
4 ein Kaltteil vor dem Härten,
5 ein erfindungsgemäßes Verstärkungselement, und
6 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug.

In 1 ist schematisch ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die 2 bis 5 zeigen Zwischenstationen der Herstellung eines erfindungsgemäßen Verstärkungselements 10 gemäß diesem erfindungsgemäßen Verfahren, beginnend von den verwendeten Halbzeugabschnitten 31 bis hin zum fertig hergestellten Verstärkungselement 10. Die 1 bis 5 werden daher im Folgenden gemeinsam beschrieben, wobei auf Merkmale, die in den einzelnen Figuren gezeigt sind, gesondert eingegangen wird.
Im ersten Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in 1 mit A bezeichnet, wird als Grundlage der Herstellung eines erfindungsgemäßen Verstärkungselements 10 ein Halbzeug 30 angefertigt. Dieses Halbzeug 30 besteht aus zumindest zwei Halbzeugabschnitten 31, die im Schritt a) zusammengefügt werden. Im dargestellten Beispiel weist das Halbzeug 30 sechs Halbzeugabschnitte 31 auf, die bevorzugt als metallische Blechteile ausgebildet sind, siehe insbesondere 2. Diese Halbzeugabschnitte 31 können bevorzugt unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen. Dies ist in den 2 bis 4 mit unterschiedlichen Schraffuren der Halbzeugabschnitte 31 dargestellt. So können die Halbzeugabschnitte 31 beispielsweise unterschiedliche Materialdicken aufweisen, beispielsweise Dicken von 0,8 bis 9 mm. Auch in einer Materialzusammensetzung, einer Dehnbarkeit, einem E-Modul und/oder einer Materialhärte können sich die einzelnen Halbzeugabschnitte 31 unterscheiden. Die mechanischen Eigenschaften der verwendeten Halbzeugabschnitte 31 sind insbesondere bevorzugt derart gewählt, dass eine Steifigkeit und/oder Festigkeit des hergestellten Verstärkungselements 10 erhöht und/oder an Anforderungen angepasst bereitgestellt werden kann. Die Verwendung von Halbzeugabschnitten 31 mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften ermöglicht insbesondere eine gute Anpassung des Verstärkungselements 10 an unterschiedliche, insbesondere sich ändernde Anforderungen, beispielsweise an Festigkeitsanforderungen in einem Crashlastfall mit plastischer Deformation der Karosseriestruktur. Das Zusammenfügen der einzelnen Halbzeugabschnitte 31 zum fertigen Halbzeug 30, siehe die 2 und 3, erfolgt bevorzugt durch eine stoffschlüssige Verbindung der einzelnen Halbzeugabschnitte 31. Insbesondere können dabei besonders bevorzugt nichtlineare, beispielsweise runde oder gewellte, Schweißnähte eingesetzt werden, um die gesamte Steifigkeit des hergestellten Verstärkungselements 10 weiter zu steigern. Auch können die einzelnen Halbzeugabschnitte 31 verzinkt ausgebildet sein, um einen umfassenden Korrosionsschutz für ein erfindungsgemäßes Verstärkungselement 10 bereitzustellen. Ferner kann bevorzugt bereits das angefertigte Halbzeug 30 an eine Form des herzustellenden Verstärkungselements 10 ausgebildet sein, siehe die 3 und 5. Dadurch kann eine Produktion von übermäßig viel Abfall bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Verstärkungselements 10 vermieden werden. Dadurch weist bereits das Halbzeug 30 entsprechende Bereiche auf, die im fertig hergestellten Verstärkungselement 10 einen Dachrahmen 11, eine Schwellerverstärkung 12, einen A-Säulenabschnitt 13, einen B-Säulenabschnitt 14 und in der dargestellten Ausgestaltungsform auch einen C-Säulenabschnitt 15 bilden werden, siehe ebenfalls die 3 und 5.
Im nächsten Schritt b), in 1 mit B bezeichnet, wird durch ein Kaltumformen aus dem in Schritt a) angefertigten Halbzeug 30 ein Kaltteil 40 erzeugt. Das Kaltumformen, beispielsweise ein Tiefziehprozess, erfolgt dabei bevorzugt derart, dass bereits das Kaltteil 40 zumindest im Wesentlichen einer dreidimensionalen Ausprägung 50 des herzustellenden Verstärkungselements 10 entspricht. Zumindest im Wesentlichen kann insbesondere lediglich einen leichten Unterschied in einer Größe des Kaltteils 40 im Vergleich zum fertig hergestellten Verstärkungselement 10 umfassen. Das Kaltumformen umfasst üblicherweise ein Beschneiden des Halbzeugs 30 und/oder des Kaltteils 40, siehe beispielsweise 3 und 4. Bevorzugt liegt somit nach einer Durchführung des Schritts b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens ein Kaltteil 40 vor, dessen dreidimensionale Form der dreidimensionalen Ausprägung 50 des herzustellenden Verstärkungselements 10 zumindest im Wesentlichen entspricht, wobei bevorzugt nur eine kleiner Größenunterschied, bevorzugt kleiner 1%, zwischen den absoluten Größen des Kaltteils 40 und des Verstärkungselements 10 besteht.
Im letzten Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in 1 mit C bezeichnet, wird die Herstellung des erfindungsgemäßen Verstärkungselements 10 durch eine Härtung des Kaltteils 40 abgeschlossen. Der Härtungsvorgang umfasst dabei insbesondere ein Erhitzen und ein darauf folgendes kontrolliertes Abkühlen des Kaltteils 40. Ein kontrolliertes Abkühlen umfasst dabei insbesondere eine Kontrolle und/oder Regelung einer Abkühlungsrate, die bevorzugt auf einen Wert zwischen 20K/s und 40K/s, besonders bevorzugt bei ca. 27K/s, eingestellt und geregelt wird. Auf diese Weise kann das Verstärkungselement 10 besonders gut gehärtet und somit mit einer weiter gesteigerten Festigkeit hergestellt werden. Bevorzugt kann bei diesem Härtevorgang vorgesehen, dass zumindest ein Weichbereich 20 ausgenommen ist. In der dargestellten Ausgestaltungsform sind zwei Weichbereiche 20 vorgesehen, einer an einem Anschlussbereich 22 des A-Säulenabschluss 13, der andere an einem Grenzbereich 21 zwischen dem B-Säulenabschnitt 14 und der Schwellerverstärkung 12. Ein Ausnehmen aus dem Härtevorgang kann insbesondere durch ein Werkzeug bereitgestellt werden, dass beim Erhitzen und/oder beim kontrollierten Abkühlen eingesetzt wird. Dadurch wird der jeweilige Weichbereich 20 entweder nicht oder zumindest nicht so stark erhitzt und/oder kann dann langsamer abkühlen. Für diesen Zweck kann in dem jeweiligen Werkzeug beispielsweise ein Luftspalt vorgesehen sein und/oder ein dem Weichbereich 20 entsprechender Abschnitt des Werkzeugs mit einer verminderten Heiz- beziehungsweise Kühlleistung ausgebildet sein. Durch einen derartigen Weichbereich 20 kann, alternativ und/oder zusätzlich zu einer entsprechenden mechanischen Eigenschaft eines Halbzeugabschnitts 31, ein Bereich im erfindungsgemäßen Verstärkungselement 10 mit verminderter Härte beziehungsweise Steifigkeit geschaffen werden. Eine Verformung des Verstärkungselements 10, beispielsweise bei einem Seitenaufprall, wird bevorzugt in einem derartigen Weichbereich 20 erfolgen. Durch eine Anordnung des Weichbereichs 20 in einem Abschnitt des Verstärkungselements 10, der für eine Gesamtsteifigkeit des Seitenrahmens 60 beziehungsweise für eine Sicherheit des Benutzers eines Fahrzeugs 100 weniger ausschlaggebend ist, kann somit eine weitere Steigerung dieser Sicherheit für den Benutzer bereitgestellt werden.
Insgesamt kann somit durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ein einteiliges Verstärkungselement 10 hergestellt werden, dessen Steifigkeit und/oder Festigkeit erhöht ist, insbesondere eine geeignete Auswahl der Materialeigenschaften der Halbzeugabschnitte in Schritt a) und durch das Härten in Schritt c). Gleichzeitig kann das hergestellte Verstärkungselement 10 durch eine Veränderung der in Schritt a) zur Anfertigung des Halbzeugs 30 verwendeten Halbzeugabschnitte 31 besonders einfach auf unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.
In 6 ist ein Fahrzeug 100 gezeigt, das einen Seitenrahmen 60 aufweist, der durch ein erfindungsgemäßes Verstärkungselement 10 stabilisiert ist. Alternativ kann der gesamte Seitenrahmen 60 durch das Verstärkungselement 10 gebildet sein. Ein erhöhter Schutz eines Benutzers eines derartigen Fahrzeugs 100, insbesondere bei einem Seitenaufprall und/oder einem Sturz des Fahrzeugs 100 auf dessen Dach, kann durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Verstärkungselements 10, das insbesondere durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt ist, bereitgestellt werden.
Bezugszeichenliste

10: Verstärkungselement
11: Dachrahmen
12: Schwellerverstärkung
13: A-Säulenabschnitt
14: B-Säulenabschnitt
15: C-Säulenabschnitt
20: Weichbereich
21: Grenzbereich
22: Anschlussbereich
30: Halbzeug
31: Halbzeugabschnitt
40: Kaltteil
50: Ausprägung
60: Seitenrahmen
100: Fahrzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004053917 B3 [0003]
DE 102011113675 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines einteiligen Verstärkungselements (10) für einen Seitenrahmen (60) eines Fahrzeugs (100), das Verstärkungselement (10) aufweisend einen Dachrahmen (11) und eine Schwellerverstärkung (12), ferner aufweisend einen A-Säulenabschnitt (13) und einen B-Säulenabschnitt (14), wobei sich der A-Säulenabschnitt (13) und der B-Säulenabschnitt (14) jeweils zwischen dem Dachrahmen (11) und der Schwellerverstärkung (12) erstrecken, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Anfertigen eines Halbzeugs (30) durch Zusammenfügen von zumindest zwei Halbzeugabschnitten (31), wobei die Halbzeugabschnitte (31) unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen, b) Erzeugen eines Kaltteils (40) durch ein Kaltumformen des in Schritt a) angefertigten Halbzeugs (30), und c) Härten des Kaltteils (40) durch ein formerhaltendes Erhitzen und anschließendes kontrolliertes Abkühlen des in Schritt b) erzeugten Kaltteils (40) zum Abschließen des Herstellens des Verstärkungselements (10).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) beim Kaltumformen ein Hinterschnitt am Kaltteil (40) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anfertigung des Halbzeugs (30) in Schritt a) verzinkte Halbzeugabschnitte (31) verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zumindest zwei in Schritt a) verwendeten Halbzeugabschnitte (31) in zumindest einer der folgenden mechanischen Eigenschaften unterscheiden: - Materialdicke - Materialzusammensetzung - Materialhärte - Materialdehnung - E-Modul des Materials..
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) die zumindest zwei Halbzeugabschnitte (31) mittels Stoffschluss, insbesondere mit nichtlinearen, bevorzugt runden und/oder gewellten, Schweißnähten, zusammengefügt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltumformen des Halbzeugs (30) zum Erzeugen des Kaltteils (40) in Schritt b) ein Beschneiden des Halbzeugs (30) und/oder des Kaltteils (40) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kontrollierte Abkühlen in Schritt c) mit einer Rate zwischen 20K/s und 40K/s, bevorzugt zwischen 25K/s und 30K/s, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen zumindest eines Weichbereichs (20) des Verstärkungselement (10) in Schritt c) zumindest ein Bereich des Kaltteils (40) vom Härten ausgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Weichbereich (20) im Grenzbereich (21) zwischen dem B-Säulenabschnitt (14) und der Schwellerverstärkung (12) und/oder in einem Anschlussbereich (22) des A-Säulenabschnitts (13) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Weichbereich (20) durch ein Ausnehmen des zumindest einen Weichbereichs (20) von der Erhitzung des Kaltteils (40) erzeugt wird, wobei insbesondere der zumindest eine Weichbereich (20) beim Erhitzen des Kaltteils (40) eine Temperatur von ca. 700°C nicht überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Weichbereich (20) durch ein Ausnehmen des zumindest einen Weichbereichs (20) von der kontrollierten Abkühlung des erhitzten Kaltteils (40) erzeugt wird.
Verstärkungselement (10) für einen Seitenrahmen (60) eines Fahrzeugs (100), das Verstärkungselement (10) aufweisend einen Dachrahmen (11) und eine Schwellerverstärkung (12), ferner aufweisend einen A-Säulenabschnitt (13) und einen B-Säulenabschnitt (14), wobei sich der A-Säulenabschnitt (13) und der B-Säulenabschnitt (14) jeweils zwischen dem Dachrahmen (11) und der Schwellerverstärkung (12) erstrecken und das Verstärkungselement (10) einteilig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (10) unter Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche hergestellt ist.
Verstärkungselement (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (10) einen C-Säulenabschnitt (15) und/oder einen D-Säulenabschnitt aufweist, wobei sich der C-Säulenabschnitt (15) und/oder der D-Säulenabschnitt jeweils zwischen dem Dachrahmen (11) und der Schwellerverstärkung (12) erstrecken.
Fahrzeug (100) mit zumindest einem Seitenrahmen (60), der durch ein einteiliges Verstärkungselement (10) für einen Seitenrahmen (60) verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (10) nach einem der Ansprüche 12 oder 13 ausgebildet ist.