DE102018124334B3

DE102018124334B3 - Verfahren zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018124334B3
Application number: DE102018124334.0A
Authority: DE
Inventors: Hamid Khemchane
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2038-10-03

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren (300) zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils (100) für ein Fahrzeug unter Verwendung einer mechanischen Presse (200), mit, mechanischem Umformen (301) eines Halbzeugs innerhalb der Presse (200) in einer ersten Verarbeitungsstufe (201), um ein Hohlprofilelement (100-1) zu erhalten, und mechanischem Bohren (303) eines Bohrlochs (115, 117) in dem Hohlprofilelement (100-1) innerhalb der Presse (200) in einer zweiten Verarbeitungsstufe (203), welche der ersten Verarbeitungsstufe (201) folgt, um das Hohlprofilbauteil (100) zu erhalten.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils für ein Fahrzeug, und insbesondere ferner eine Presse zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils für ein Fahrzeug.
In Fahrzeugen werden Stoßstangen verbaut, welche ausgebildet sind bei einer Fahrzeugkollision freigesetzte Kollisionsenergie aufzunehmen, und dadurch die Fahrzeuginsassen vor Verletzungen zu schützen. Entsprechende Stoßstangen sind oftmals als Hohlprofilbauteile geformt.
Eine als Hohlprofil ausgebildete Stoßstange ist beispielweise in der Druckschrift WO 1999 015 365 A1 beschrieben.
Die Druckschrift DE 60 2005 004 442 T2 offenbart ein Verfahren zur Erstellung einer Trägerplatte einer energieabsorbierenden Stoßstange.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein weiteres, effizientes Hohlprofilbauteil für ein Fahrzeug zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren.
Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils für ein Fahrzeug unter Verwendung einer mechanischen Presse gelöst werden kann, bei dem nach einem mechanischen Umformen eines Halbzeugs, um ein Hohlprofilelement zu erhalten, in dem Hohlprofilelement ein Bohrloch gebohrt wird, um das Hohlprofilbauteil zu erhalten.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein besonders widerstandsfähiges Hohlprofilbauteil erhalten wird, welches bei einer Fahrzeugkollision freigesetzte Kollisionsenergie wirksam aufnehmen kann, und welches durch das Bohrloch wirksam stabil mit einer Karosserie des Fahrzeugs verbunden werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils für ein Fahrzeug unter Verwendung einer mechanischen Presse, mit mechanischem Umformen eines Halbzeugs innerhalb der Presse in einer ersten Verarbeitungsstufe, um ein Hohlprofilelement zu erhalten, und mechanischem Bohren eines Bohrlochs in dem Hohlprofilelement innerhalb der Presse in einer zweiten Verarbeitungsstufe, welche der ersten Verarbeitungsstufe folgt, um das Hohlprofilbauteil zu erhalten.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine besonders präzise Lochgeometrie sowie ein hohes Maß an Grat- und Mikrorissfreiheit am Hohlprofilbauteil erhalten wird.
Durch das mechanische Umformen des Halbzeugs innerhalb der ersten Verarbeitungsstufe der Presse wird ein Hohlprofilelement mit der gewünschten Form erhalten, um während einer Fahrzeugkollision freigesetzte Kollisionsenergie wirksam aufnehmen zu können. Durch das sich an das mechanische Umformen des Halbzeugs anschließende Bohren des Bohrlochs in dem Hohlprofilelement wird das Hohlprofilbauteil erhalten, welches z.B. durch das Bohrloch, mit einer Karosserie des Fahrzeugs verbunden werden kann.
Hierbei kann das mechanische Umformen und das Bohren in unterschiedlichen Verarbeitungsstufen innerhalb der Presse durchgeführt werden, wodurch z.B. ein Entnehmen des Halbzeugs, bzw. des Hohlprofilelements aus der Presse, sowie eine separate Lagerhaltung, während des Herstellungsverfahrens vermieden wird, so dass das Herstellungsverfahren dadurch vereinfacht wird.
Insbesondere ist das Hohlprofilbauteil gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Hohlprofil-Stoßstange.
In einer Ausführungsform weist das Verfahren vor dem mechanischen Umformen des Halbzeugs den weiteren Verfahrensschritt auf, Bereitstellen eines als Extrusions-Profil geformten Halbzeugs, um nach dem mechanischen Umformen ein als Extrusions-Profil geformtes Hohlprofilelement und nach dem mechanischen Bohren ein als Extrusions-Profil geformtes Hohlprofilbauteil zu erhalten.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein als Extrusions-Profil geformtes Hohlprofilbauteil eine hohe Widerstandsfähigkeit bei einem reduzierten Eigengewicht aufweist. Durch das mechanische Umformen wird das als Extrusions-Profil geformte Halbzeug in das Hohlprofilelement überführt, welches die gewünschte Form aufweist, und anschließend mit der Bohrung versehen wird, um das Hohlprofilbauteil zu erhalten.
In einer Ausführungsform ist das Hohlprofilbauteil als ein Mehrkammer-Hohlprofilbauteil ausgebildet, welches eine Mehrzahl von Hohlkammern aufweist, welche jeweils voneinander durch eine Trennwand getrennt sind, wobei sich die Hohlkammern und die Trennwand insbesondere entlang einer Längsrichtung des Hohlprofilbauteils erstrecken.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Mehrzahl von Hohlkammern die Biegesteifigkeit deutlich erhöht werden kann und die Wandstärke des Mehrkammer-Hohlprofilbauteils reduziert werden kann. Hierbei stellt die jeweilige Trennwand eine wirksame strukturelle Stabilisierung des Mehrkammer-Hohlprofilbauteils sicher. Insbesondere weist das Mehrkammer-Hohlprofilbauteil zwei sich in Längsrichtung des Hohlprofilbauteils erstreckende Hohlkammern auf, welche durch eine sich in Längsrichtung des Hohlprofilbauteils erstreckende Trennwand getrennt sind.
In einer Ausführungsform ist die Trennwand zumindest längenabschnittsweise als eine wellenförmig gekrümmte Trennwand ausgebildet.
Dabei erstreckt sich die wellenförmig gekrümmte Trennwand bevorzugt in Verbindung mit einer Verprägung in einem ersten Längenabschnitt von einem Ende des Hohlprofilbauteils in Richtung Bauteilmitte, sowie in einem zweiten Längenabschnitt von einem zweiten Ende des Hohlprofilbauteils in Richtung Bauteilmitte, wobei zwischen ersten und zweiten Längenabschnitt ein mittlerer Längenabschnitt mit nicht gekrümmter Trennwand ausgebildet ist.
Alternativ kann im Ende des Querträges die Trennwand geradlinig verlaufen, und sich daran im Bereich des Bohrloches und einer eventuellen Prägung die längenabschnittsweise wellenförmig gekrümmte Trennwand anschließen.
In einer Ausführungsform umfasst das mechanische Bohren das Bohren des Bohrlochs durch eine Oberseite und durch eine Unterseite des Hohlprofilbauteils, oder umfasst das mechanische Bohren das Bohren des Bohrlochs durch eine Oberseite, durch eine Unterseite und durch die Trennwand des Hohlprofilbauteils.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die die Oberseite und Unterseite des Hohlprofilbauteils durchbrechende Bohrung eine wirksame Befestigung des Hohlprofilbauteils sicherstellt oder durch diese Bohrung ein Abschlepphaken führbar ist. Wenn die Bohrung neben der Oberseite und Unterseite des Hohlprofilbauteils auch noch die Trennwand zwischen den Hohlkammern durchbricht, wird eine gute Führung des Abschlepphakens innerhalb, bzw. durch die Bohrung sichergestellt.
In einer Ausführungsform umfasst das mechanische Bohren das Bohren des Bohrlochs an einem ersten Bauteilende des Hohlprofilbauteils, und/oder das mechanische Bohren umfasst das Bohren eines weiteren Bohrlochs an einem dem ersten Bauteilende abgewandten zweiten Bauteilende des Hohlprofilbauteils.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein endseitiges Vorsehen des zumindest einen Bohrlochs eine vorteilhafte Verbindung zwischen dem Hohlprofilbauteil und einer Karosserie des Fahrzeugs sicherstellt.
In einer Ausführungsform umfasst das mechanische Umformen in der ersten Verarbeitungsstufe das U-O-Umformen des Halbzeugs, um das Hohlprofilelement zu erhalten.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch das U-O-Umformen des Halbzeugs ein stabil geformtes Hohlprofilelement erhalten wird. Insbesondere umfasst das U-O-Umformen des Halbzeugs in einen ersten Unterschritt das U-Formen des Halbzeugs, um ein U-förmiges Halbzeug zu erhalten und umfasst das U-O-Umformen des Halbzeugs in einem sich an den ersten Unterschritt anschließenden zweiten Unterschritt des O-Formen des U-förmigen Halbzeugs, um das Hohlprofilelement zu erhalten. Weitere Unterschritte zum Vorformen der U-Form oder zum Endformen der O-Form können durchgeführt werden und sind im Rahmen der Offenbarung vom ersten Verarbeitungsschritt umfasst.
In einer Ausführungsform umfasst das mechanische Umformen in der ersten Verarbeitungsstufe das Pressformen, insbesondere Pressbiegen, des Halbzeugs, um das Hohlprofilelement zu erhalten oder umfasst das mechanische Umformen in der ersten Verarbeitungsstufe das Pressformen, insbesondere Pressbiegen, des als Extrusions-Profil geformten Halbzeugs, um ein entlang einer Längsachse des Hohlprofilelements gekrümmtes Hohlprofilelement zu erhalten.
Im Falle des U-O-Formens als ersten Verarbeitungsschritt kann vor dem Bohren des Bohrlochs ein weiterer Zwischenverarbeitungsschritt innerhalb der Presse zum Herstellen einer Krümmung im Hohlprofilelement durchgeführt werden. Alternativ ist es auch beim Teilschritt des U-Formens bereits möglich, die Krümmung entlang der Längsachse des Hohlprofilbauteils einzubringen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch das Pressformen, insbesondere Pressbiegen, das Halbzeug vorteilhaft in das Hohlprofilelement überführt werden kann. Wird jedoch ein als Extrusions-Profil geformtes Halbzeug verwendet, wird durch das Pressformen, insbesondere Pressbiegen, das als Extrusions-Profil geformte Halbzeug derart umgeformt, dass das erhaltene als Extrusions-Profil geformte Hohlprofilelement entlang einer Längsachse des Hohlprofilelement gekrümmt ist.
In einer Ausführungsform weist das Verfahren den weiteren Verfahrensschritt auf, Beschneiden der Ränder des Halbzeugs innerhalb der Presse, wobei das Beschneiden insbesondere in der ersten Verarbeitungsstufe ausgeführt wird oder wobei das Beschneiden insbesondere in einer weiteren Verarbeitungsstufe vor dem mechanischen Umformen des Halbzeugs in der ersten Verarbeitungsstufe ausgeführt wird.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch das Beschneiden der Ränder des Halbzeugs überstehende Abschnitte wirksam entfernt werden können. Wenn das Beschneiden insbesondere in einer weiteren Verarbeitungsstufe vor dem mechanischen Umformen des Halbzeugs in der ersten Verarbeitungsstufe ausgeführt wird, wird sichergestellt, dass die Ränder des Halbzeugs bereits beschnitten sind, bevor das Halbzeug in der ersten Verarbeitungsstufe umgeformt wird. Wenn das Beschneiden insbesondere in der ersten Verarbeitungsstufe durchgeführt wird, können z.B. vor, nach oder während des Umformens überstehende Abschnitte wirksam entfernt werden.
In einer Ausführungsform wird das Hohlprofilelement von der ersten Verarbeitungsstufe in die zweite Verarbeitungsstufe innerhalb der Presse verfahren.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein wirksamer, insbesondere automatisierter, Transport des Hohlprofilelements von der ersten Verarbeitungsstufe in die zweite Verarbeitungsstufe sichergestellt wird.
In einer Ausführungsform wird das Bohrloch durch einen Prägebereich mit einer mechanischen Prägung gebohrt, und wird der Prägebereich in der ersten Verarbeitungsstufe durch eine bereichsweise Prägung des Halbzeugs in der Presse erzeugt, oder wird der Prägebereich in einer Zwischenstufe zwischen der ersten Verarbeitungsstufe und der zweiten Verarbeitungsstufe in der Presse erzeugt.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Prägebereich des Hohlprofilbauteils eine wirksame Stabilisierung des durch den Prägebereich gebohrten Bohrlochs umfasst. Hierbei kann der Prägebereich insbesondere in der ersten Verarbeitungsstufe durch eine bereichsweise Prägung des Halbzeugs in der Presse erzeugt werden oder kann der Prägebereich in einer Zwischenstufe zwischen der ersten Verarbeitungsstufe und der zweiten Verarbeitungsstufe in der Presse erzeugt werden.
In einer Ausführungsform verbleibt das Hohlprofilelement zwischen der ersten Verarbeitungsstufe und der zweiten Verarbeitungsstufe in der Presse.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine vereinfachte Herstellung des Hohlprofilbauteils sichergestellt wird.
In einer Ausführungsform folgt die zweite Verarbeitungsstufe der ersten Verarbeitungsstufe zeitlich und/oder räumlich.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine zeitlich und/oder räumlich aufeinanderfolgende Überführung des in der ersten Verarbeitungsstufe erhaltenen Hohlprofilelements in die zweite Verarbeitungsstufe sichergestellt wird.
In einer Ausführungsform werden die Bohrspäne während oder nach dem Bohren des Bohrlochs aus der Presse abgeführt, insbesondere durch eine Abführleitung der Presse und/oder durch eines in der zweiten Verarbeitungsstufe verwendeten Unterwerkzeugs abgeführt.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine wirksame Entfernung der Bohrspäne sichergestellt wird. Insbesondere fallen die während des Bohrens erzeugten Bohrspäne aufgrund der auf sie wirkenden Schwerkraft in eine Abführleitung der Presse und werden anschließend in einem Sammelbehälter gesammelt.
In einer Ausführungsform wird das mechanische Bohren des Bohrlochs über ein Getriebe oder Druckluftspeicher bei der Schließbewegung der Presse bewirkt.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Offenbarung eine Presse zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils für ein Fahrzeug unter Verwendung einer mechanischen Presse, mit einer ersten Verarbeitungsstufe zum mechanischen Umformen eines Halbzeugs innerhalb der Presse, um ein Hohlprofilelement zu erhalten, und einer zweiten Verarbeitungsstufe zum mechanischen Bohren eines Bohrlochs in dem Hohlprofilelement innerhalb der Presse, um ein Hohlprofilbauteil zu erhalten, wobei die zweite Verarbeitungsstufe der ersten Verarbeitungsstufe folgt.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Presse ein Hohlprofilbauteil vorteilhaft hergestellt werden kann.
In einer Ausführungsform weist die Presse ein Presswerkzeug auf, welches zum mechanischen Umformen des Halbzeugs durch Pressen in der ersten Verarbeitungsstufe angeordnet ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch das Presswerkzeug ein wirksames mechanisches Umformen des Halbzeugs in der ersten Verarbeitungsstufe sichergestellt werden kann.
In einer Ausführungsform weist die Presse eine Bohrmaschine auf, welche zum Bohren des Bohrlochs in der zweiten Verarbeitungsstufe angeordnet ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Bohrmaschine in der zweiten Verarbeitungsstufe das Bohrloch wirksam gebohrt werden kann. Insbesondere weist die Bohrmaschinen einen Bohrkopf auf, welche durch das Hohlprofilelement treibbar ist, um das Bohrloch zu bohren.
In einer Ausführungsform weist die Presse ein Presswerkzeug auf, welches in der zweiten Verarbeitungsstufe angeordnet und ausgebildet ist, einen Bohrkopf der Bohrmaschine zum Bohren des Bohrlochs mit Kraft zu beaufschlagen, um den Bohrkopf durch das Hohlprofilelement zu treiben, wobei das Presswerkzeug insbesondere ein Unterwerkzeug und ein auf das Unterwerkzeug pressbares Oberwerkzeug aufweist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der während des Bohrvorgangs rotierende Bohrkopf der Bohrmaschine durch das Presswerkzeug wirksam mit Kraft beaufschlagt werden kann, um dadurch den Bohrkopf durch das Hohlelementelement zu treiben und das Bohrloch zu bohren.
Insbesondere weist die Presse hierbei ein Unterwerkzeug auf, welches insbesondere auf einem Pressentisch aufliegt, und weist die Presse hierbei ein auf das Unterwerkzeug pressbares Oberwerkzeug auf. Hierbei umfasst die Presse insbesondere einen Pressenstößel, an welchem das Oberwerkzeug festlegbar ist und das Oberwerkzeug auf das Unterwerkzeug presst.
Um das Oberwerkzeug in Bezug auf das Unterwerkzeug zu positionieren, weist das Oberwerkzeug insbesondere in Öffnungen des Unterwerkzeugs einführbare Positionierungsabschnitte auf.
Insbesondere weist die Presse Abführleitungen zum Abführen von Bohrspänen aus der Presse auf.
In einer Ausführungsform weist die Presse eine Transporteinrichtung zum Verbringen des Halbzeugs von der ersten Verarbeitungsstufe in die zweite Verarbeitungsstufe innerhalb der Presse auf.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein vorteilhafter, insbesondere automatisierter, Transport des Halbzeugs von der ersten zu der zweiten Verarbeitungsstufe sichergestellt wird.
Die in Bezug auf den ersten Aspekt genannten Ausführungsformen gelten ebenso als Ausführungsformen für die Gegenstände gemäß dem zweiten und dritten Aspekt.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Hohlprofilbauteils für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform;
2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Verarbeitungsstufe einer Presse zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils gemäß einer Ausführungsform;
3 eine perspektivische Ansicht eines Oberwerkzeugs einer zweiten Verarbeitungsstufe einer Presse zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils gemäß einer Ausführungsform;
4 eine Schnittdarstellung einer zweiten Verarbeitungsstufe einer Presse mit einem Hohlprofilbauteil mit gemäß einer Ausführungsform; und
5 eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils für ein Fahrzeug unter Verwendung einer mechanischen Presse.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Hohlprofilbauteils für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform.
In Fahrzeugen werden Stoßstangen verbaut, welche ausgebildet sind bei einer Fahrzeugkollision freigesetzte Kollisionsenergie aufzunehmen, und dadurch die Fahrzeuginsassen vor Verletzungen zu schützen. Entsprechende Stoßstangen sind oftmals als Hohlprofilbauteile geformt.
Das in der 1 dargestellte Hohlprofilbauteil 100 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung ist insbesondere als eine Hohlprofil-Stoßstange geformt. Insbesondere ist das Hohlprofilbauteil 100 als ein als Extrusions-Profil geformtes Hohlprofilbauteil 100 ausgebildet.
Das Hohlprofilbauteil 100 ist hierbei insbesondere als ein Mehrkammer-Hohlprofilbauteil 100 ausgebildet, welches eine Mehrzahl von Hohlkammern 103 aufweist, welche jeweils voneinander durch eine Trennwand 105 getrennt sind. Die Hohlkammern 103 und die Trennwand 105 erstrecken sich insbesondere entlang einer Längsrichtung 106 des Hohlprofilbauteils 100.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform weist das Mehrkammer-Hohlprofilbauteil 100 eine erste Hohlkammer 103-1 und eine zweite Hohlkammer 103-2 auf, welche sich entlang der Längsrichtung 106 des Hohlprofilbauteils 100 erstrecken und durch eine Trennwand 105 voneinander getrennt sind.
Die in 1 gezeigte Trennwand 105 verläuft bevorzugt direkt am Ende des Querträgers geradlinig. Im Bereich eines Bohrlochs 115 kann die Trennwand 105 längenabschnittsweise insbesondere als eine wellenförmig gekrümmte Trennwand 105 ausgebildet sein. An dem gekrümmten Längenabschnitt der Trennwand 105 schließt sich wiederum ein nicht dargestellter ungekrümmter Längenabschnitt der Trennwand 105 an. Dieser ist insbesondere in Falle der Hohlprofil-Stoßstange mittig ausgebildet.
Das Hohlprofilbauteil 100 umfasst eine Hohlprofilwandung 101, welche die Hohlkammern 103, 103-1, 103-2 begrenzt.
Das Hohlprofilbauteil 100 ist insbesondere als ein gekrümmtes Hohlprofilbauteil 100 geformt, welches insbesondere als ein um die Längsachse 106 gekrümmtes Hohlprofilbauteil 100 geformt ist.
Das Hohlprofilbauteil 100 weist insbesondere an einem ersten Bauteilende 107-1 einen ersten Flansch 109-1 und weist insbesondere an einem dem ersten Bauteilende 107-1 abgewandten zweiten Bauteilende 107-2 einen zweiten Flansch 109-2 auf. In dem ersten und zweiten Flansch 109-1, 109-2 sind Flanschbohrungen 111 eingebracht.
Das Hohlprofilbauteil 100 weist optional einen Prägebereich 113 auf, welcher insbesondere an dem ersten Bauteilende 107-1 des Hohlprofilbauteils 100 geformt ist. Das Hohlprofilbauteil 100 weist ferner ein Bohrloch 115 auf, welches insbesondere an dem ersten Bauteilende 107-1 gebohrt ist, und welches insbesondere durch den Prägebereich 113 des Hohlprofilbauteils 100 gebohrt ist. Die Trennwand 105 verläuft abgesehen von den wellenförmigen Krümmungen parallel zur Vorschubbewegung des Bohrers während des Bohrens.
Auch wenn dies in der 1 nicht dargestellt ist, kann das Hohlprofilbauteil 100 optional alternativ oder zusätzlich zu dem Bohrloch 115 ein weiteres Bohrloch 117 aufweisen, welches insbesondere an dem zweiten Bauteilende 107-2 des Hohlprofilbauteils 100 geformt ist. Das weitere Bohrloch 117 ist insbesondere durch einen weiteren Prägebereich 113 des Hohlprofilbauteils 100 gebohrt.
Hierbei ist das Bohrloch 115, 117 insbesondere durch eine Oberseite 119-1 des Hohlprofilbauteils 100, durch eine Unterseite 119-2 des Hohlprofilbauteils 100 und durch die Trennwand 105 des Hohlprofilbauteils 100 gebohrt.
In der 1 ist lediglich beispielhaft ein Bohrkopf 121 zum Bohren des Bohrlochs 115, 117 einer in 1 nicht dargestellten Bohrmaschine gezeigt.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Verarbeitungsstufe einer Presse zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils gemäß einer Ausführungsform.
Die Presse 200 weist eine in 2 nicht gezeigte erste Verarbeitungsstufe 201 auf, wobei die erste Verarbeitungsstufe 201 ausgebildet ist, ein Halbzeug innerhalb der Presse 200 mechanisch umzuformen, um ein Hohlprofilelement 100-1 zu erhalten.
Insbesondere ist das Halbzeug als ein als Extrusions-Profil geformtes Halbzeug geformt, und umfasst das mechanische Umformen insbesondere das Pressformen, insbesondere Pressbiegen, des Halbzeugs, um ein entlang einer Längsachse 116 des Hohlprofilelements 100-1 gekrümmtes Hohlprofilelement 100-1 zu erhalten.
Ist das Halbzeug nicht als Extrusions-Profil geformt, umfasst das mechanische Umformen insbesondere das U-O-Umformen des Halbzeugs in der ersten Verarbeitungsstufe 201, um das Hohlprofilelement 100-1 zu erhalten. Insbesondere umfasst das U-O-Umformen des Halbzeugs in einen ersten Unterschritt das U-Formen des Halbzeugs, um ein U-förmiges Halbzeug zu erhalten und umfasst das U-O-Umformen des Halbzeugs in einem sich an den ersten Unterschritt anschließenden zweiten Unterschritt des O-Formen des U-förmigen Halbzeugs, um das Hohlprofilelement 100-1 zu erhalten.
Ist das Halbzeug nicht als Extrusions-Profil geformt, umfasst das mechanische Umformen insbesondere das Pressformen, insbesondere Pressbiegen, des Halbzeugs in der ersten Verarbeitungsstufe 201, um das in Längsrichtung gekrümmte Hohlprofilelement 100-1 zu erhalten. Ist das Halbzeug ein bereits gekrümmtes Rollformprofil, umfasst das mechanische Umformen das Einbringen der Prägung.
Die Presse 200 weist eine in 2 gezeigte zweite Verarbeitungsstufe 203 auf, wobei die zweite Verarbeitungsstufe 203 ausgebildet ist, innerhalb der Presse 200 ein Bohrloch 115, 117 in dem Hohlprofilelement 100-1 zu bohren. Die in 2 gezeigte zweite Verarbeitungsstufe 203 folgt der in 2 nicht gezeigten ersten Verarbeitungsstufe 201.
Insbesondere weist die Presse 200 eine in 2 nicht gezeigte Zwischenstufe auf, welche zwischen der ersten und zweiten Verarbeitungsstufe 201, 203 angeordnet ist, und welche ausgebildet ist, einen Prägebereich 113 mit einer mechanischen Prägung zu erzeugen, bevor das Hohlprofilelement 100-1 in der zweiten Verarbeitungsstufe 203 mit der Bohrung 115 versehen wird. Insbesondere wird alternativ das Prägen des Hohlprofilelements 100-1 in der ersten Verarbeitungsstufe 201 ausgeführt.
Insbesondere weist die Presse 200 eine in 2 nicht gezeigte weitere Verarbeitungsstufe auf, welche ausgebildet ist, die Ränder des Halbzeugs zu beschneiden, bevor das Halbzeug in der ersten Verarbeitungsstufe 201 mechanisch umgeformt wird. Insbesondere wird alternativ das Beschneiden der Ränder des Halbzeugs in der ersten Verarbeitungsstufe 201 ausgeführt.
Insbesondere wird das Hohlprofilelement 100-1 von der ersten Verarbeitungsstufe 201 in die zweite Verarbeitungsstufe 203 innerhalb der Presse 200 verfahren.
Insbesondere verbleibt das Hohlprofilelement 100-1 zwischen der ersten Verarbeitungsstufe 201 und der zweiten Verarbeitungsstufe 203 in der Presse 200.
Insbesondere folgt die zweite Verarbeitungsstufe 203 der ersten Verarbeitungsstufe 201 zeitlich und/oder räumlich, insbesondere zeitlich und räumlich.
Die in der 2 gezeigte zweite Verarbeitungsstufe 203 der Presse 200 weist ein Presswerkzeug 205 auf, welches insbesondere ein Unterwerkzeug 207 und ein Oberwerkzeug 209 umfasst. Hierbei liegt das Unterwerkzeug 207 auf einem Pressentisch 211 auf und ein in 2 nur abschnittsweise dargestellter Pressenstößel 210 des Pressewerkzeugs 205 presst von oben auf eine Oberseite des Oberwerkzeugs 209, um eine Presskraft zu erzeugen.
Wie in das 2 dargestellt, ist zwischen dem Unterwerkzeug 207 und dem Oberwerkzeug 209 ein Hohlprofilelement 100-1 angeordnet, wobei insbesondere zwischen dem Unterwerkzeug 207 und dem Oberwerkzeug 209 zwei nebeneinander positionierte Hohlprofilelemente 100-1 angeordnet sind.
Die zweite Verarbeitungsstufe 203 der Presse 200, insbesondere das Oberwerkzeug 209, weist eine Bohrmaschine 213 zum Bohren eines Bohrlochs 115, 117 in das Hohlprofilelement 100-1 auf. In der in 2 gezeigten Ansicht ist ein das Bohrloch 115, 117 bohrender Bohrkopf 121 der Bohrmaschine 213 nicht dargestellt.
In der 2 sind zudem in Öffnungen 214 des Unterwerkzeugs 207 einführbare Positionierungsabschnitte 215 des Oberwerkzeugs 209 dargestellt. Zudem sind in 2 Abführleitungen 221 zum Abführen von Bohrspänen aus der Presse 200 dargestellt.
Nach dem Bohren des Bohrlochs 115, 117 in das Hohlprofilelement 100-1 wird ein Hohlprofilbauteil 100 erhalten, wobei für Details zu dem Hohlprofilbauteil 100 auf die Ausführungen in der 1 verwiesen wird.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Oberwerkzeugs einer zweiten Verarbeitungsstufe einer Presse zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils gemäß einer Ausführungsform. Für Details in Bezug auf die zweiten Verarbeitungsstufe 203 der Presse 200 wird hierzu auf die Ausführungen zu 2 verwiesen.
Das Oberwerkzeug 209 weist in Öffnungen 214 des Unterwerkzeugs 207 einführbare Positionierungsabschnitte 215 auf, durch welche beim Pressen des Oberwerkzeugs 209 auf das Unterwerkzeug 207 eine wirksame Positionierung des Oberwerkzeugs 209 sichergestellt werden kann.
Das Oberwerkzeug 209 weist ferner Anlageabschnitte 217 auf, an welchen das Hohlprofilbauteil 100, bzw. die in 3 dargestellten beiden Hohlprofilbauteile 100, anliegen. Beim Pressen des Oberwerkzeugs 209 auf das Unterwerkzeug 207 werden die Hohlprofilbauteile 100 zwischen den Anlageabschnitten 217 des Oberwerkzeugs 209 und in 3 nicht dargestellten weiteren Anlageabschnitten 219 des Unterwerkzeugs 207 fixiert.
Während des Bohrvorgangs bohrt ein Bohrkopf 121 der Bohrmaschine 213 ein Bohrloch 115, 117 in das jeweilige Hohlprofilbauteil 100.
Für weitere Details wird auf die Ausführungen in Bezug auf die 2 verwiesen.
4 zeigt eine Schnittdarstellung einer zweiten Verarbeitungsstufe einer Presse mit einem Hohlprofilbauteil mit gemäß einer Ausführungsform.
Das Hohlprofilbauteil 100, bzw. die Hohlprofilbauteile 100, sind zwischen einem Oberwerkzeug 209 und einem Unterwerkzeug 207 des Presswerkzeugs 205 eingepresst. Insbesondere sind die Hohlprofilbauteile 100 zwischen Anlageabschnitten 217 des Oberwerkzeugs 209 und weiteren Anlageabschnitten 219 des Unterwerkzeugs 207 eingepresst.
Die zweite Verarbeitungsstufe 203 der Presse 200 weist Bohrmaschinen 213 auf, welche ausgebildet sind jeweils ein Bohrloch 115, 117 in die Hohlprofilbauteile 100 zu bohren. Hierzu weist die Bohrmaschine 213 einen Bohrkopf 121, welcher die Hohlprofilbauteile 100 im Bereich des Bohrlochs 115, 117 durchbricht.
Die zweite Verarbeitungsstufe 203 der Presse 200 weist insbesondere eine Abführleitung 221 auf, durch welche während des Bohrens entstehende Bohrspäne abgeführt werden können, insbesondere während des Bohrens oder nach dem Bohren abgeführt werden können. Insbesondere fallen die Bohrspäne aufgrund der auf sie wirkenden Schwerkraft durch die Abführleitung 221, um z.B. in einem in 4 nicht gezeigten Sammelbehälter aufgenommen zu werden.
5 zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils für ein Fahrzeug unter Verwendung einer mechanischen Presse.
Das Verfahren 300 umfasst als Verfahrensschritt das mechanische Umformen 301 eines Halbzeugs innerhalb der Presse 200 in einer ersten Verarbeitungsstufe 201, um ein Hohlprofilelement 100-1 zu erhalten.
Das Verfahren 300 umfasst als Verfahrensschritt das mechanische Bohren 303 eines Bohrlochs 115, 117 in dem Hohlprofilelement 100-1 innerhalb der Presse 200 in einer zweiten Verarbeitungsstufe 203, welche der ersten Verarbeitungsstufe 201 folgt, um das Hohlprofilbauteil 100 zu erhalten.
Bezugszeichenliste

100: Hohlprofilbauteil
100-1: Hohlprofilelement
101: Hohlprofilwandung
103: Hohlkammer
103-1: Erste Hohlkammer
103-2: Zweite Hohlkammer
105: Trennwand
106: Längsrichtung des Hohlprofilbauteils
107-1: Erstes Bauteilende
107-2: Zweites Bauteilende
109-1: Erster Flansch
109-2: Zweiter Flansch
111: Flanschbohrungen
113: Prägebereich
115: Bohrloch
117: Weiteres Bohrloch
119-1: Oberseite des Hohlprofilbauteils
119-2: Unterseite des Hohlprofilbauteils
121: Bohrkopf
200: Presse
201: Erste Verarbeitungsstufe
203: Zweite Verarbeitungsstufe
205: Presswerkzeug
207: Unterwerkzeug
209: Oberwerkzeug
210: Pressenstößel
211: Pressentisch
213: Bohrmaschine
214: Öffnungen des Unterwerkzeugs
215: Positionierungsabschnitte
217: Anlageabschnitte des Oberwerkzeugs
219: Weitere Anlageabschnitte des Unterwerkzeugs
221: Abführleitung
300: Verfahren zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils für ein Fahrzeug unter Verwendung einer mechanischen Presse
301: Verfahrensschritt: Mechanisches Umformen eines Halbzeugs
303: Verfahrensschritt: Mechanisches Bohren eines Bohrlochs

Claims

Verfahren (300) zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils (100) für ein Fahrzeug unter Verwendung einer mechanischen Presse (200), mit: Mechanischem Umformen (301) eines Halbzeugs innerhalb der Presse (200) in einer ersten Verarbeitungsstufe (201), um ein Hohlprofilelement (100-1) zu erhalten; und Mechanischem Bohren (303) eines Bohrlochs (115, 117) in dem Hohlprofilelement (100-1) innerhalb der Presse (200) in einer zweiten Verarbeitungsstufe (203), welche der ersten Verarbeitungsstufe (201) folgt, um das Hohlprofilbauteil (100) zu erhalten.
Verfahren (300) nach Anspruch 1, wobei das Verfahren (300) vor dem mechanischen Umformen (301) des Halbzeugs den weiteren Verfahrensschritt aufweist, Bereitstellen eines als Extrusions-Profil geformten Halbzeugs, um nach dem mechanischen Umformen (301) ein als Extrusions-Profil geformtes Hohlprofilelement (100-1) und nach dem mechanischen Bohren (303) ein als Extrusions-Profil geformtes Hohlprofilbauteil (100) zu erhalten.
Verfahren (300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Hohlprofilbauteil (100) als ein Mehrkammer-Hohlprofilbauteil (100) ausgebildet ist, welches eine Mehrzahl von Hohlkammern (103, 103-1, 103-2) aufweist, welche jeweils voneinander durch eine Trennwand (105) getrennt sind, wobei sich die Hohlkammern (103, 103-1, 103-2) und die Trennwand (105) insbesondere entlang einer Längsrichtung (106) des Hohlprofilbauteils (100) erstrecken.
Verfahren (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das mechanische Bohren (303) das Bohren des Bohrlochs (115, 117) durch eine Oberseite (119-1) und durch eine Unterseite (119-2) des Hohlprofilbauteils (100) umfasst, oder wobei das mechanische Bohren (303) das Bohren des Bohrlochs (115, 117) durch eine Oberseite (119-1), durch eine Unterseite (119-2) und durch die Trennwand (105) des Hohlprofilbauteils (100) umfasst.
Verfahren (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das mechanische Bohren (303) das Bohren des Bohrlochs (115) an einem ersten Bauteilende (107-1) des Hohlprofilbauteils (100) umfasst, und/oder wobei das mechanische Bohren (303) das Bohren eines weiteren Bohrlochs (117) an einem dem ersten Bauteilende (107-1) abgewandten zweiten Bauteilende (107-2) des Hohlprofilbauteils (100) umfasst.
Verfahren (300) nach Anspruch 1, wobei das mechanische Umformen (301) in der ersten Verarbeitungsstufe (201) das U-O-Umformen des Halbzeugs umfasst, um das Hohlprofilelement (100-1) zu erhalten.
Verfahren (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das mechanische Umformen (301) in der ersten Verarbeitungsstufe (201) das Pressformen, insbesondere Pressbiegen, des Halbzeugs umfasst, um das Hohlprofilelement (100-1) zu erhalten, oder wobei das mechanische Umformen (301) in der ersten Verarbeitungsstufe (201) das Pressformen, insbesondere Pressbiegen, des als Extrusions-Profil geformten Halbzeugs umfasst, um ein entlang einer Längsachse des Hohlprofilelements (100-1) gekrümmtes Hohlprofilelement (100-1) zu erhalten.
Verfahren (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (300) den weiteren Verfahrensschritt aufweist, Beschneiden der Ränder des Halbzeugs innerhalb der Presse (200), wobei das Beschneiden insbesondere in der ersten Verarbeitungsstufe (201) ausgeführt wird oder wobei das Beschneiden insbesondere in einer weiteren Verarbeitungsstufe vor dem mechanischem Umformen (301) des Halbzeugs in der ersten Verarbeitungsstufe (201) ausgeführt wird.
Verfahren (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hohlprofilelement (100-1) von der ersten Verarbeitungsstufe (201) in die zweite Verarbeitungsstufe (203) innerhalb der Presse (200) verfahren wird.
Verfahren (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bohrloch (115, 117) durch einen Prägebereich (113) mit einer mechanischen Prägung gebohrt wird, und wobei der Prägebereich (113) in der ersten Verarbeitungsstufe (201) durch eine bereichsweise Prägung des Halbzeugs in der Presse (200) erzeugt wird, oder wobei der Prägebereich (113) in einer Zwischenstufe zwischen der ersten Verarbeitungsstufe (201) und der zweiten Verarbeitungsstufe (203) in der Presse (200) erzeugt wird.
Verfahren (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hohlprofilelement (100-1) zwischen der ersten Verarbeitungsstufe (201) und der zweiten Verarbeitungsstufe (203) in der Presse (200) verbleibt.
Verfahren (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Verarbeitungsstufe (203) der ersten Verarbeitungsstufe (201) zeitlich und/oder räumlich folgt.
Verfahren (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bohrspäne während oder nach dem Bohren des Bohrlochs (115, 117) aus der Presse (200) abgeführt werden, insbesondere durch eine Abführleitung (221) der Presse (200), und/oder durch eines in der zweiten Verarbeitungsstufe (203) verwendeten Unterwerkzeugs (207) abgeführt werden.
Presse (200) zum Herstellen eines Hohlprofilbauteils (100) für ein Fahrzeug unter Verwendung einer mechanischen Presse (200), mit: einer ersten Verarbeitungsstufe (201) zum mechanischen Umformen eines Halbzeugs innerhalb der Presse (200), um ein Hohlprofilelement (100-1) zu erhalten; und einer zweiten Verarbeitungsstufe (203) zum mechanischen Bohren eines Bohrlochs (115, 117) in dem Hohlprofilelement (100-1) innerhalb der Presse (200), um ein Hohlprofilbauteil (100) zu erhalten, wobei die zweite Verarbeitungsstufe (203) der ersten Verarbeitungsstufe (201) folgt.
Presse (200) nach Anspruch 14, mit einem Presswerkzeug, welches zum mechanischen Umformen des Halbzeugs durch Pressen in der ersten Verarbeitungsstufe (201) angeordnet ist.
Presse (200) nach Anspruch 14 oder 15, mit einer Bohrmaschine (213), welche zum Bohren des Bohrlochs (115, 117) in der zweiten Verarbeitungsstufe (203) angeordnet ist.
Presse (200) nach Anspruch 16, mit einem Presswerkzeug (205), welches in der zweiten Verarbeitungsstufe (203) angeordnet und ausgebildet ist, einen Bohrkopf (121) der Bohrmaschine (213) zum Bohren des Bohrlochs (115, 117) mit Kraft zu beaufschlagen, um den Bohrkopf (121) durch das Hohlprofilelement (100-1) zu treiben, wobei das Presswerkzeug (205) insbesondere ein Unterwerkzeug (207) und ein auf das Unterwerkzeug (207) pressbares Oberwerkzeug (209) aufweist.
Presse (200) nach Anspruch 14, 15, 16 oder 17, mit einer Transporteinrichtung zum Verbringen des Halbzeugs von der ersten Verarbeitungsstufe (201) in die zweite Verarbeitungsstufe (203) innerhalb der Presse (200).