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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils gemäß den Merkmalen in den Oberbegriffen von Ansprüchen 1 bis 3.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugquerträger bzw. Fahrzeuglängsträger gemäß den Merkmalen im Anspruch 8.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Kraftfahrzeugbauteile mit Hilfe der Warmumform- und Presshärtetechnologie aus einer härtbaren Stahllegierung herzustellen. Hierbei werden zumeist Bor-Mangan-Stähle eingesetzt, beispielsweise 22MnB5. Durch das Warmumformen und Presshärten können Zugfestigkeitswerte von größer 1000 MPa, insbesondere größer 1200 MPa bis hin zu 2000 MPa erreicht werden.
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Gegenüber Bauteilen aus anderen Werkstoffen kann hierdurch das Bauteilgewicht verringert werden, gleichzeitig jedoch die Festigkeit gesteigert werden.
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Ebenfalls ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Bauteile als Hohlbauteile herzustellen. Hierbei wird entweder die Technologie des Rollformens angewendet oder aber, und das zumeist bei Aluminiumlegierungen, das Extrudieren.
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Werden Bauteile als Warmumform- und Presshärtebauteile hergestellt und sollen diese Bauteile im Querschnitt geschlossen sein, so ist die Herstellung eines Bauteils in Schalenbauweise und/oder mit einem Schließblech bekannt.
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Diese Schalenbauweise bzw. das Herstellen mit einem Schließblech bedeutet jedoch, dass entsprechende Fügeflächen, insbesondere Fügeflansche vorgesehen werden müssen. Hier sind Doppellagen ausgebildet, die in der Regel nicht zum Steifigkeitsverhalten beitragen. Ferner können durch den Schweißprozess Wärmeverzüge auftreten. Insbesondere wenn auch die Flanschbereiche entsprechend durch das Warmumformen und Presshärten eine hohe Härte bei geringer Duktilität aufweisen, entstehen Kerbstellen durch den Schweißprozess, von denen aus sich ein Riss in das Bauteil hinein erstrecken kann. Letzterenfalls, insbesondere in Form einer Deformation, beispielsweise initiiert aufgrund eines Unfalls oder Fahrzeugcrashs.
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Aus der
EP 1 715 066 B1 ist eine Warmumform- und Presshärtevorrichtung bekannt, bei der in dem Warmumformwerkzeug ein Heizelement angeordnet ist, so dass in diesem Bereich an dem herzustellenden Bauteil keine Härtung auftritt. Der Bereich kann gemäß der Druckschrift dann für eine spätere Schneide- oder Lochoperation verwendet werden.
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Ferner offenbart die
US 2013/0333190 A1 ein Verfahren um ein Metallblech zu biegen. Das Verfahren umfasst einen Härteeinstellprozess, bei dem ein Rohling durch Ändern der Härte von mindestens einem Teil des Blechs gebildet wird und einen Biegeprozess, bei dem ein Produkt durch Biegen des Bereichs mit niedrigerer Härte des Rohlings gebildet wird.
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Die
DE 10 2014 008 718 B3 zeigt ein maßgeschneidertes Halbzeug zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteiles in Form eines Bleches oder Bandes, das aus einer ersten Platine und mindestens einer zweiten Platine gebildet ist.
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Weiterhin offenbart die
DE 100 13 527 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Bestandteils eines Stoßfängers bildenden stählernen Querträgers für Kraftfahrzeuge und Querträger.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem warm umgeformte und pressgehärtete Bauteile mit komplexen Querschnittsgeometrien bereitgestellt werden können.
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Der verfahrenstechnische Teil der Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 2 oder 3 gelöst.
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Eine weitere Lösung der Aufgabe wird mit einem Fahrzeugquerträger oder Fahrzeuglängsträger gemäß den Merkmalen im Anspruch 8 gelöst.
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Das Verfahren zum Herstellen eines Profilbauteils für ein Kraftfahrzeug zeichnet sich durch partielles Warmumformen und Presshärten in einem ersten Verfahrensschritt aus. Dies bedeutet eine Platine aus einer härtbaren Stahllegierung wird zumindest bereichsweise austenitisiert und in ein Warmumform- und Presshärtewerkzeug eingelegt und hier in einer ersten Umformstufe umgeformt, was als Warmumformen durchgeführt wird. Dann werden Bereiche des Bauteils pressgehärtet.
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Insbesondere wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Hohlprofilbauteil hergestellt, also ein Bauteil mit einem geschlossenen Querschnitt. Nachfolgend bezeichnete Angaben zum Profilbauteil gelten somit auch für die Herstellung eines Hohlprofilbauteils.
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Erfindungsgemäß ist nunmehr bei dem Verfahren vorgesehen, dass an mindestens einer Biegekante, auch Biegelinie genannt, die sich in Längsrichtung des Bauteils erstreckt, ein nicht gehärteter linienförmiger Bereich ausgebildet wird. Der nicht gehärtete Bereich ist im Sinne der Erfindung ein nicht vollständig gehärteter Bereich. Es können Martensitanteile im Werkstoffgefüge sein, insbesondere weist der nicht gehärtete Bereich eine Festigkeit kleiner 1.000 MPa, bevorzugt kleiner 800 MPa auf, dergestalt, dass dieser Bereich noch gut umformbar ist. Dies kann beispielsweise mit einem eingangs zum Stand der Technik beschriebenen Umformwerkzeug geschehen. Auch kann der linienförmige Bereich zunächst nicht erwärmt werden, was als Tailored-Tempering-Technologie bekannt ist. Im Ergebnis jedoch soll der linienförmige Bereich nicht gehärtet werden, die übrigen Bereiche sollen jedoch gehärtet werden.
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Dies bietet nunmehr in der weiteren Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens den Vorteil, dass eine weitere Umformoperation nach dem Presshärten durchgeführt wird, wodurch das Profilbauteil letztlich hergestellt wird, indem in dem nicht gehärteten Bereich die weitere Umformoperation stattfindet. Insbesondere wird eine durch das Warmumformen und Presshärten hergestellte Vorform um die Biegekante abgebogen, so dass das Profilbauteil insbesondere ein Hohlprofilbauteil hergestellt wird. Im Ergebnis wird somit ein Profilbauteil erhalten, dass in seinem überwiegenden Bereich die durch das Warmumformen und Presshärten eingestellten hohen Zugfestigkeitswerte von insbesondere mehr als 1000 MPa aufweist. Durch das nachträgliche Abbiegen um die mindestens eine Biegekante kann dann ein im Querschnitt geschlossenen Hohlprofilbauteil hergestellt werden, das durch ein Pressumformverfahren mittels Warmumformen und Presshärten gemäß dem ersten Umformschritt hergestellt ist. Gegenüber einem durch Warmumformen und Presshärten mittels in Innenhochdruckumformung hergestellten Bauteil ist das erfindungsgemäße Verfahren deutlich kostengünstiger bei höherer Durchsatzrate.
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Ferner kann gegenüber einem Bauteil mit Schließblech oder in Schalenbauweise mindestens ein Fügeflansch eingespart werden. An der Stelle, an dem das erfindungsgemäß hergestellte Profilbauteil durch die nach dem Pressumformen stattfindende Umformoperation zur Anlage kommt, dergestalt, dass sich im Querschnitt ein geschlossenes Hohlprofilbauteil ergibt, kann ein Fügeflansch ausgebildet sein, so dass durch einen thermischen Fügeprozess das Hohlprofil im Querschnitt durch formschlüssiges Anliegen und dann stoffschlüssiges Verbinden geschlossen wird. Gegenüber zwei Fügeflanschen können somit Kosten bei durchzuführenden Schweißoperationen eingespart werden. Ferner kann der Materialeinsatz eines zweiten Flanschbereiches sowie die dabei als Doppellage zur Anlage kommenden Flansche eingespart werden. Dies senkt wiederum die Produktionskosten des herzustellenden Bauteils.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass an einer zunächst bereitgestellten Platine Ausschnitte oder Beschnittoperationen durchgeführt werden konnten, so dass spätere Durchzüge, Befestigungslaschen und/oder Ausnehmungen an dem Profilbauteil während des Warmumformens und Presshärtens direkt mithergestellt werden können. Dies bietet insbesondere einen Vorteil gegenüber einem Rollformprozess oder einem Extrusionsprozess, bei dem die einzubringenden Ausschnitte erst nach Abschluss des jeweiligen Herstellungsverfahrens für das Profil eingebracht werden können.
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Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass bei dem partiellen Presshärten nicht nur die mindestens eine Biegekante nicht gehärtet wird, sondern weitere Bereiche mit voneinander verschiedenen Festigkeitseigenschaften bedarfsgerecht und belastungsgerecht eingestellt werden können.
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Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren nunmehr dadurch aus, dass das Profilbauteil nicht nur einen geradlinigen Verlauf in seiner Längsrichtung aufweist, sondern einen gekrümmten Verlauf über die Längsrichtung aufweist. Im späteren Einbauzustand in dem Kraftfahrzeug ist somit für einen Fahrzeugquerträger oder Fahrzeuglängsträger eine Krümmung um die Kraftfahrzeugvertikalrichtung, mithin die Z-Achse hierunter zu verstehen. Das Bauteil wird folgendermaßen hergestellt. Zunächst wird ein partielles Warmumformen und Presshärten mit Ausbildung einer Biegekante durchgeführt. Dann erfolgt ein Abbiegen um die Biegekante, um insbesondere ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil herzustellen. Im Anschluss daran wird das Bauteil dann über seinen Längsverlauf mit einer Krümmung versehen.
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Eine alternative Ausführungsvariante des Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass bereits beim ersten Warmumform- und Presshärteschritt die Krümmung hergestellt wird oder ein Vorkrümmen durchgeführt wird. Wichtig ist jedoch, dass insbesondere die Biegekante einen geradlinigen Verlauf behält, so dass in einer späteren Umformoperation um die Biegekante abgebogen werden kann. Hierbei ist es erfindungswesentlich, dass zuvor Ausschnitte erstellt werden, insbesondere in Form von dreieckförmig verlaufenden Kerben. Bei der späteren Krümmungsoperation kommt es somit in dem aufgrund der Krümmung gestauchten Bereich nicht zu einem Faltenwurf.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante des Verfahrens werden während des Warmumformens und Presshärtens und/oder während der weiteren Umformoperation Versteifungssicken in das herzustellende Profilbauteil eingebracht. Insbesondere erstrecken sich diese Versteifungssicken quer zur Längsrichtung des Profilbauteils. Die Versteifungssicken können insbesondere durch eine Verprägung oder Einprägung umformtechnisch in das herzustellende Profilbauteil eingebracht werden.
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Somit wird mit den erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofilbauteil hergestellt. Hierbei steht besonders bevorzugt ein Flansch seitlich ab, wobei der Flansch im Wesentlichen im Querschnitt auf einer der Biegekante gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Der Flansch kann beispielsweise mittels Laserschweißen oder Punktschweißen thermisch gefügt werden, so dass sich eine stoffschlüssige Verbindung ergibt. Das Bauteil in sich ist werkstoffeinheitlich und einstückig aus einer Platine hergestellt. Auf ein zweites Schalenbauteil, ein Schließblech o. ä. kann im Rahmen der Erfindung verzichtet werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsvariante sieht vor, dass das Profilbauteil nicht nur in seiner Längsrichtung geradlinig mit einem konstanten Querschnitt ausgebildet ist, sondern auch in Längsrichtung eine sich verändernde Querschnittkonfiguration aufweisen kann. Dies bedeutet, dass voneinander verschiedene Wandstärken in einzelnen Bereichen ausgebildet sein können. Auch kann das Querschnittsprofil bzw. die Querschnittsform sich in Längsrichtung ändern. Dies wird insbesondere beim Warmumform- und Presshärteprozess bereits durch Umformen und/oder Verwendung von Tailored Blanks hergestellt, so dass in der weiteren Umformoperation nach dem Presshärten nur noch ein Abbiegen um die Biegekante erfolgen muss sowie ein anschließender Fügeprozess.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsvariante wird nach dem Warmumformen und Presshärten mindestens ein Verstärkungspatch, insbesondere an einer entstehenden Innenseite des Profilbauteils, angebracht. Dieses Verstärkungspatch kann beispielsweise angeklebt werden oder auch mit dem herzustellenden Profilbauteil verschweißt werden. Das Verstärkungspatch selbst kann aus metallischem Werkstoff, beispielsweise Aluminiumwerkstoff oder auch einem Stahlwerkstoff hergestellt sein. Das Verstärkungspatch kann jedoch auch aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sein. Nach der Kopplung mit dem Verstärkungspatch erfolgt dann die Umformoperation durch Abbiegen an der Biegekante. Das Verstärkungspatch ist dann im Inneren des Profilbauteils angeordnet.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Fahrzeugquerträger oder Fahrzeuglängsträger, hergestellt durch eines der zuvor beschriebenen Verfahren. Als Fahrzeugquerträger werden insbesondere sogenannte Bumper gesehen. Dies können auch insbesondere Hilfsquerträger sein, die beispielsweise für einen späteren MPDB-Crash eingesetzt werden. Es können jedoch auch Querträger innerhalb einer Kraftfahrzeugkarosserie, die als Strukturbauteile eingesetzt werden, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Ebenfalls können Fahrzeuglängsträger hergestellt werden. Bei einem solchen Fahrzeuglängsträger kann es sich bevorzugt um einen Fahrzeugschweller handeln. Es kann sich jedoch auch um vordere Längsträger, beispielsweise im Motorraum, sowie hintere Längsträger handeln.
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Der Fahrzeugquerträger oder Fahrzeuglängsträger zeichnet sich dadurch aus, dass er im Querschnitt als geschlossenes Hohlprofil und somit Hohlprofilbauteil einstückig und werkstoffeinheitlich durch Pressumformen ausgebildet ist. In Längsrichtung des Querträgers ist eine Biegekante ausgebildet, wobei das Werkstoffgefüge im Bereich der Biegekante nicht gehärtet ist. Es kann auch ein Tailored Rolled Blank mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet werden. Es kann als Alternative auch ein Tailor Welded Blank verarbeitet werden. Dieses wäre mitunter durch vorheriges Zusammenschweißen zweier Platinen mit unterschiedlicher Wandstärke und/oder unterschiedlichem Werkstoff, dann kein werkstoffeinheitliches Bauteil. Wichtig in diesem Zusammenhang ist jedoch, dass das Tailored Blank vor Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellt ist und dann umgeformt wird.
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Somit ist das erfindungsgemäße Bauteil durch Warmumformen und Presshärten hergestellt und besitzt insbesondere hohe Festigkeitsbereiche mit einer Zugfestigkeit größer 1000 MPa. Diese sollte jedoch 2.200 MPa nicht überschreiten. Im Bereich der Biegekante beträgt die Zugfestigkeit bevorzugt weniger als 800 MPa, insbesondere kleiner als 650 MPa. Es können weitere Bereiche belastungsangepasst ausgebildet sein, in denen ebenfalls eine geringere Zugfestigkeit vorhanden ist.
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Von dem jeweiligen Fahrzeugquerträger oder Fahrzeuglängsträger seitlich abstehend ist bevorzugt ein Flansch ausgebildet. Im Flansch kommt das Bauteil eine Doppellage bildend zur Anlage und ist miteinander verschweißt, so dass dadurch der geschlossene Querschnitt ausgebildet ist.
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Der Fahrzeugquerträger oder Fahrzeuglängsträger kann weiterhin über seine Längsrichtung bzw. in Längsrichtung eine voneinander verschiedene Querschnittkonfiguration aufweisen. Insbesondere ist somit eine voneinander verschiedene Wandstärke ausgebildet und/oder ein voneinander verschiedenes Querschnittsprofil.
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Weiterhin zeichnet sich der Fahrzeugquerträger oder Fahrzeuglängsträger insbesondere dadurch aus, dass er über einen Großteil der Längsrichtung einen gekrümmten Verlauf aufweist. In späterer Einbausituation bedeutet dies für den Fahrzeugquerträger bzw. Fahrzeuglängsträger, dass dieser um die Kraftfahrzeugvertikalrichtung gekrümmt ist bzw. einen gekrümmten Verlauf aufweist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich jedoch nicht nur Fahrzeugquerträger oder Fahrzeuglängsträger herstellen, es können auch Fahrzeugsäulen hergestellt werden, insbesondere A-Säulen oder B-Säulen. Auch diese können im Querschnitt als geschlossenes Hohlprofil hergestellt werden und weisen maximal einen abstehenden Fügeflansch auf.
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Das Profilbauteil kann ferner eine Beschichtung aufweisen. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Antikorrosionsbeschichtung. Dies kann beispielsweise eine Aluminium-Silizium-Beschichtung sein.
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Auch kann eine Brüstungsverstärkung, mithin bei einer Fahrzeugtür der Bereich, der auf Schulterhöhe des Kraftfahrzeugfahrers liegt, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung.
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Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfacheren Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
- 1a und b zwei verschiedene erfindungsgemäße Verfahrensabläufe,
- 2a, 2b eine jeweils perspektivische Teilansicht zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Hohlprofilbauteils,
- 3a, 3b einen jeweils erfindungsgemäß hergestellten Fahrzeugquerträger in hälftiger Draufsicht,
- 4 einen Fahrzeugquerträger mit Krümmung in hälftiger Draufsicht,
- 5 eine perspektivische Teilansicht auf eine Vorform mit Kerbe zur Herstellung eines gekrümmten Profilbauteils,
- 6a, 6b eine jeweils perspektivische Teilansicht zur Herstellung eines Fahrzeuglängsträgers und
- 7a, 7b jeweils eine Teilansicht zur Herstellung einer Brüstungsverstärkung.
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In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
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1a zeigt eine erfindungsgemäße Prozessanlage bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Coilmaterial 1 wird abgewickelt und auf einer Beschnittanlage 2 zu Platinen 3 vereinzelt. Die einzelnen Platinen 3 können dann in einer Temperierstation 4 zumindest teilweise austenitisiert werden. Ein Handlingsroboter 5 überführt die zumindest teilweise austenitisierten Platinen 4 dann in eine Umformstation 6. Die Umformstation 6 selbst ist hierbei mehrstufig ausgebildet und weist hier dargestellt drei Umformstufen 6.1, 6.2, 6.3 auf. Die Umformstation 6 kann jedoch auch nur zwei Umformstufen aufweisen. Die Umformstation 6 ist insbesondere als Folgeverbundwerkzeug ausgebildet. Es können jedoch auch separate Umformwerkzeuge eingesetzt werden. Die einzelnen Pressform- und Biegeoperationen können dann in den einzelnen Umformstufen 6.1, 6.2, 6.3 nacheinander ausgeführt werden. Ferner weist zumindest die erste Umformstufe 6.1 einen Kühlkreislauf 7 auf, um die Presshärteoperation nach dem ersten Warmumformen durchzuführen.
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1b zeigt eine alternative Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hier ist die Umformstation 6 als zwei separate Umformwerkzeuge 6.1 und 6.2 zur Durchführung einer ersten Umformstufe 6.1 und einer zweiten Umformstufe 6.2 gezeigt. In der ersten Umformstufe 6.1 findet der Warmumform- und Presshärteprozess statt. In der zweiten Umformstufe 6.2 dann die folgende Umformoperation hinsichtlich des Abbiegens um die Biegekante. Die zweite Umformstufe 6.2 kann im Bereich der ungehärteten Biegelinie auch leicht beheizt und das Werkzeug im Übrigen zum Selbstschutz gekühlt sein. Es erfolgt jedoch in der zweiten Umformstufe 6.2 und auch zwischen erster Umformstufe 6.1 und zweiter Umformstufe 6.2 nicht ein erneutes Austenitisieren.
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2a und 2b zeigen dann die Ausführung der ersten Umformstufe 6.1 und der zweiten Umformstufe 6.2. In der ersten Umformstufe 6.1 wird eine Vorform 8 hergestellt durch Warmumformen und Presshärten. Hierbei wird eine sich in Längsrichtung 9 des später herzustellenden Bauteils erstreckende Biegekante 10 als weicher Bereich nicht gehärtet. Die übrigen Bereiche, hier exemplarisch dargestellt als gehärtete Bereiche 11, weisen bevorzugt nach Abschluss des Presshärtevorganges eine Zugfestigkeit größer 1000 MPa auf. Es wird dann der in 2b dargestellte zweite Umformschritt bzw. die zweite Umformstufe 6.2 durchgeführt. Gut zu erkennen ist, dass um die Biegekante 10 der auf die Bildebene bezogene linke Teil abgebogen wurde, so dass ein Flanschbereich 12 eine Doppellage bildend ausgebildet wird. Hier kann optional eine nicht näher dargestellte Schweißung, beispielsweise in Form eines Punktschweißens erfolgen. Das in 2b dargestellte Profilbauteil 13 kann beispielsweise ein Querträger also Fahrzeugquerträger bzw. Bumper sein.
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Gemäß 3a und 3b ist jeweils ausschnittsweise ein solcher Fahrzeugquerträger 14 in Draufsicht gezeigt. Der Fahrzeugquerträger 14 ist mit seiner Längsrichtung 9 in Einbausituation in Kraftfahrzeug-Y-Richtung orientiert. Er ist über Crashboxen 15 mit einer nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugkarosserie gekoppelt. Die Biegekante 10 ist im Bereich einer auf die Einbausituation bezogenen Rückseite 25 angeordnet, so dass eine sich ergebende Vorderwand 16 durch Warmumformen und Presshärten hergestellt ist. Gemäß 3b ist die Biegekante 10 im Bereich einer Vorderwand 16 angeordnet. Ferner optional dargestellt ist, dass in einer Oberseite 17, auch Obergurt genannt, Versteifungssicken 18 in Form von Verprägungen in den Klägerfahrzeugquerträger 14 eingebracht sind. Hier wird einer Deformation insbesondere in Kraftfahrzeug-X-Richtung entgegengewirkt.
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Ferner ist es möglich, gemäß 4 einen Kraftfahrzeugquerträger 14 herzustellen, der über seine Längserstreckung eine Krümmung aufweist. Dies bedeutet, dass über seine Längserstreckung in Längsrichtung eine Krümmung aufweist. Dies bedeutet, dass der Kraftfahrzeugquerträger 14 in Einbausituation um die Kraftfahrzeugvertikalrichtung Z einen gekrümmten Verlauf aufweist. Die Biegekante 10 ist hier wiederum an einer Vorderwand 16 ausgebildet. Die Biegekante 10 selbst weist ebenfalls die Krümmung auf.
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Eine Herstellung eines solchen Kraftfahrzeugquerträgers 14 ist in 5 dargestellt. Zunächst wird auch die dort gezeigte Vorform 8 mit einer in Längsrichtung 9 geradlinig verlaufenden Biegekante 10 hergestellt. In einem Bereich, um den die spätere Krümmung verlaufen soll, werden Ausschnitte 19 bzw. Einkerbungen erzeugt, so dass ein bei einer späteren Krümmungsoperation gestauchter Bereich keine Falten wirft. Optional werden die sich an dem Ausschnitt 19 ergebenden Kanten 26 nach der Krümmungsoperation verschweißt.
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Ferner dargestellt ist in 3a, 3b und 4b, dass in Längsrichtung 9 ein mittlerer Bereich ein größeres Querschnittsprofil aufweist als der Fahrzeugquerträger 14 in den Endbereichen. Diese Formgebungsoperation findet bevorzugt während der ersten Umformstufe 6.1, also während des Warmumformens und Presshärtens statt, so dass in einer darauf folgenden zweiten Umformoperation 6.2, insbesondere zweiten Umformstufe, ein Abbiegen entlang der Biegekante 10 bzw. um die Biegekante erfolgt.
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6a und 6b zeigt das Herstellen eines Fahrzeuglängsträgers 20, insbesondere eines Schwellers. Auch hier wird zunächst eine Vorform 8 erstellt, wobei die Vorform 8 zwei Biegekanten 10 aufweist, die sich jeweils in Längsrichtung 9 der Vorform 8 erstrecken. Sodann wird in einer darauf folgenden Umformoperation, dargestellt in 6b die Vorform 8 jeweils um die Biegekanten 10 abgebogen, so dass ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil hergestellt wird, was dann dem hergestellten Fahrzeuglängsträger 20 entspricht. Dabei kommen Flansche eine Doppellage bildend in einem Flanschbereich 12 zur Anlage und können hier verschweißt werden. In Längsrichtung 9, also über den Längsverlauf des Fahrzeuglängsträger 20, können verschiedene Funktionen bereits in der Umformoperation integriert werden bzw. vor der Umformoperation ausgeführt werden. Es können Anbindungspunkte, Versteifungssicken sowie weichere Bereiche oder auch Knickstellen zur gezielten Verformungssteuerung und Energieaufnahme während eines Fahrzeugcrashs eingebracht werden.
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7a und 7b zeigt die Herstellung einer Brüstungsverstärkung 21. Hier ist in eine Platine ein Schlitz 22 eingebracht, durch welchen im Späteren eine Fensterscheibe 23 eines Kraftfahrzeugs im Bereich einer Fahrzeugtür geführt wird. Zur Herstellung der Brüstungsverstärkung 21 werden ebenfalls zwei Biegekanten 10 ausgebildet mit weichen Bereichen, so dass die in 7b dargestellte Umformoperation mit einer Biegung um die Biegekanten 10 erfolgt. Die Scheibe 23 kann dann den Schlitz 22 durchgreifend eingesetzt werden. Ferner bietet es sich an, einen Türaufprallträger und/oder ein Crashrohr mit einzuformen. Hierzu ist insbesondere entweder eine wie hier dargestellte ausgestülpte Sicke zur Ausbildung des Crashrohrs bzw. der Türaufprallträgerfunktion selbst ausgebildet. Es kann jedoch auch ein zusätzliches Bauteil, beispielsweise ein Crashrohr oder ein Türaufprallträger eingebaut sein. In diesem Fall dient der dargestellte Raum als Crashrohraufnahmeraum 24. Insbesondere bei der Brüstungsverstärkung 22 können somit die Anzahl herzustellender Teile verringert werden, gleichzeitig die Brüstungsverstärkung 22 selbst als hochfestes Bauteil im Falle eines Seitenaufpralls bereitgestellt werden.
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8 zeigt ein erfindungsgemäß hergestelltes Profilbauteil 15. Dieses weist über seine Längsrichtung 9 verlaufend eine Krümmung auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Coilmaterial
- 2
- Beschnittanlage
- 3
- Platinen
- 4
- Temperierstation
- 5
- Handlingroboter
- 6
- Umformstation
- 6.1
- erste Umformstufe
- 6.2
- zweite Umformstufe
- 6.3
- dritte Umformstufe
- 7
- Kühlkreislauf
- 8
- Vorform
- 9
- Längsrichtung
- 10
- Biegekante
- 11
- gehärteter Bereich
- 12
- Flanschbereich
- 13
- Profilbauteil
- 14
- Fahrzeugquerträger
- 15
- Crashbox
- 16
- Vorderwand
- 17
- Oberseite
- 18
- Versteifungssicke
- 19
- Ausschnitt
- 20
- Fahrzeuglängsträger
- 21
- Brüstungsverstärkung
- 22
- Schlitz
- 23
- Scheibe
- 24
- Crashrohraufnahmebereich
- 25
- Rückseite
- 26
- Kante
- X
- Kraftfahrzeuglängsrichtung
- Y
- Kraftfahrzeugquerrichtung
- Z
- Kraftfahrzeugvertikalrichtung
