DE19749902A1 - Verfahren zur Herstellung eines Profilstabes aus Metall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Profilstabes aus Metall, wobei der Profilstab aus einem Bandmetall mittels einer Formrollen aufweisenden Rollformeinrichtung geformt wird. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines insbesondere stabförmigen Karosseriestrukturteiles, z. B. eines Seitenaufprallträgers, für ein Kraftfahrzeug.

Im Karosseriebau werden vielfach bevorzugt stabförmige Elemente mit den unterschiedlichsten Querschnitten eingesetzt, die beispielsweise durch Strangpressen oder auch Rollprofilieren hergestellt werden. Ein Beispiel hierfür sind Seitenaufprallträger. Bei diesen Teilen handelt es sich um biegesteife Stahl oder Aluminiumträger, die im Crashfall einen wesentlichen Beitrag zur Gewährleistung des Überlebensraumes der Insassen leisten und die Eindringgeschwindigkeit beim Aufprall eines seitlich auftreffenden Fahrzeuges reduzieren.

In jüngster Zeit werden zunehmend hochfeste Stähle verwendet, die als flache Profile gestaltet sind. Neben einer Gewichtsreduzierung haben sie den Vorteil, daß weniger Einbauraum benötigt wird. Sie lassen sich durch Schweißverbindung bereits im Türrohbau anbringen. Hierdurch werden Montagekosten eingespart. Solche Werkstoffe lassen sich jedoch nur beschränkt kalt tiefziehen. Sie werden üblicherweise warm umgeformt und im Werkzeug gehärtet. Dieses Verfahren hat zwei wesentliche Nachteile: Zum einen ist das Verfahren mit hohen Prozeßkosten verbunden. Zum anderen weisen die nach diesem Verfahren hergestellten Erzeugnisse nur noch einen geringen Teil an plastischer Restdehnung auf.

Die insbesondere stabförmigen Karosseriestrukturteile, insbesondere Seitenaufprallträger, müssen häufig in Anpassung an die Einbaustelle, insbesondere in Anpassung an die Schweißverbindungsstelle, im Querschnitt angepaßt werden, so daß sie über ihren Längsverlauf kein gleichbleibendes Profil aufweisen können, sondern beispielsweise an den Enden des zu bildenden Stabes im Querschnitt reduziert sein müssen.

Ausgehend von dem eingangs bezeichneten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und technisch vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Profilstäben aus Metall zu schaffen, welches insbesondere zur Herstellung von insbesondere stabförmigen karosseriestrukturteilen aus hochfestem Stahl oder aus Aluminiumlegierungen - z. B. Seitenaufprallträgern - eingesetzt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Bandmetall zur Erzeugung eines im Querschnitt über seinen Längsverlauf variablen Profilstabes vor dem Rollformen oder während des Rollformens an den Längsrandkanten entsprechend der gewünschten Querschnittsveränderung des Profilstabs über seine Länge beschnitten wird. Unter Bandmetall im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird jedes bahnen- oder plattenförmige Ausgangsmaterial aus Metall verstanden.

Dadurch, daß das Bandmetall, beispielsweise das Stahlband oder das Aluminiumbandmaterial vorzugsweise zunächst an seinen Längsrandkanten beschnitten wird, bevor es dann dem Rollvorgang zugeführt wird, wird erreicht, daß in der Rollformeinrichtung ein Profilstab mit über seinem Längsverlauf variablen Querschnitt erzeugt werden kann, der exakt an die späteren Verwendungsverhältnisse angepaßt ist. Dabei ist eine nachträgliche Bearbeitung des durch Rollformung erzeugten Profilstabes nicht erforderlich, aber natürlich gegebenenfalls möglich.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Profilstababschnitt erzeugt, der einen variablen Querschnitt und bevorzugt hohe plastische Restdehnung aufweist.

Es ist auch möglich, den Rollformprozeß während des Rollformens zu unterbrechen, um die Längsrandkanten des Bandmetalls entsprechend zu beschneiden. Dabei kann das Beschneiden mit einem beispielsweise rotierenden Schneid- oder Trennelement auch während des Rollformvorganges erfolgen, wobei das Trenn- oder Schneidelement vorteilhaft in die Rollformeinrichtung integriert sein kann. Selbstverständlich kann die Trenn- oder Schneideinrichtung aber auch getrennt von der Rollformeinrichtung angeordnet sein, so daß als erstes oder nach einem ersten Rollformprozeß getrennt davon der Beschneidvorgang stattfinden und anschließend ein (weiterer) Rollformvorgang vonstatten geht.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch das Rollprofilieren ist ein Fertigungsverfahren eingesetzt, welches gewährleistet, daß eine hohe Restplastizität erhalten wird. Durch den Beschnitt des Bandmaterials ist es beispielsweise möglich, die Endbereiche des zu fertigenden Profilstabes zu reduzieren, so daß diese der Anschweißstelle angepaßt sind und so ein einfaches Anschweißen der an den Enden reduzierten Profilstäbe ermöglicht ist. Um diese Reduzierung der Endbereiche zu erreichen, kann das Flachband beispielsweise vor dem Einlauf in die Rollformeinrichtung an den Bandkanten beschnitten werden. Dabei kann der Bandkantenabschnitt bereits am aufgehaspelten Coil vorhanden sein oder der Beschnitt wird stationär im Takt realisiert, beispielsweise durch einen Stanzvorgang, oder aber es kann eine kontinuierliche Beschneidung des Bandes erfolgen, beispielsweise durch Laserschneiden oder durch eine Schneid- oder Trenneinrichtung, die taktweise parallel zu dem der Rollformeinrichtung zugeführten Band geführt wird und den Beschnitt vor dem Einlaufen in die Rollformeinrichtung ausführt. Beim Durchlaufen durch die Rollformstationen kann das Profil geschlossen werden, wobei durch die Maßnahme, daß das Ausgangsmaterial am Rand beschnitten ist, ein partiell geschlossenes Profil entsteht. Nach der letzten Station der Rollformeinrichtung kann das als Hohlprofil ausgebildete Profil durch eine Längsnaht- Schweißvorrichtung verschweißt werden. Nachfolgend ist dann eine Ablängeinrichtung zum Ablängen des Seitenaufprallträgers oder dergleichen Profilstabes vorgesehen. Hierbei wird der Bandkantenbeschnitt dazu genutzt, an der Ablängstelle einen geometrisch günstigen Querschnitt für den Ablängvorgang zu erreichen, wobei der geometrisch günstige Querschnitt beispielsweise ein nichtprofilierter wie ausgeklinkter Abschnitt des Bandmaterials sein kann, der an das im weiteren Verlauf profilierte Material anschließt. Mit der erfindungsgemäßen Verfahrensweise läßt sich ein Produkt herstellen, welches im Hinblick auf den Verwendungszweck bezüglich Belastbarkeit und Energieabsorptionsvermögen, Gewicht und Herstell- sowie Kostenaufwand optimiert ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer schematischen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung ist ein Verfahren zur Herstellung eines stabförmigen Karosseriestrukturteiles angedeutet. Dabei wird ein Bandmetall, beispielsweise ein Stahlband oder Aluminiumband 1, in Richtung des Pfeiles 2 einer Roll-Profilieranlage 3 zugeführt. Bevor das Bandmaterial 1 in die Rollformeinrichtung 3 einläuft, wird es an seinen Längsrandkanten beschnitten, wie bei 4 angedeutet. Nach Durchlauf durch das Rollformwerkzeug 3 wird somit ein noch einstückig mit dem Bandmaterial ausgebildeter Profilstab 5 geformt, der im Mittelbereich als Hohlprofil ausgebildet ist, wobei das so gebildete Hohlprofil im Bereich seiner Längsnaht 6 stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verschweißt, oder formschlüssig umgebördelt wird. In den Endbereichen 7 ist das durch die Rollformeinrichtung 3 erzeugte Profil so vorgeformt, daß aufgrund der vorhergehenden Beschneidung an den Stellen 4 an einer Ablängstelle ein praktisch unprofilierter Bereich 8 vorliegt, an welchem in einfacher Weise mit einer Ablängvorrichtung ein Ablängschnitt zur Vereinzelung der Profilstäbe vorgenommen werden kann. Durch den Bandkantenbeschnitt wird eine Querschnittsform erzeugt, die es ermöglicht, an der dafür vorgesehenen Ablängstelle (bei 8) einen günstigen Querschnitt für diesen Ablängvorgang zu bekommen. Zudem ist auf diese Weise ein Profilstab zu erzeugen, der an den Endbereichen so ausgebildet ist, daß er in einfacher Weise an ein entsprechendes Karosserieteil, beispielsweise an Teile eines Türinnenblechs, passend anlegbar ist und in einfacher Weise an diesem anzuschweißen ist.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines Profilstabes aus Metall, wobei der Profilstab aus einem Bandmetall mittels einer Formrollen aufweisenden Rollformeinrichtung geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmetall zur Erzeugung eines im Querschnitt über seinen Längsverlauf variablen Profilstabes vor dem Rollformen oder während des Rollformens an den Längsrandkanten entsprechend der gewünschten Querschnittsveränderung des Profilstabs über seine Länge beschnitten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmetall nach dem Beschneiden zu einem Coil aufgewickelt wird, und daß das von dem Coil abgezogene Material rollgeformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmetall von einem Coil abgezogen wird, anschließend die Randkanten des Bandmetalls kontinuierlich oder diskontinuierlich beschnitten werden und nachfolgend das beschnittene Bandmetall rollgeformt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der diskontinuierliche Beschnitt durch einen Trennschnitt oder Stanzschnitt erzeugt wird, wobei das Bandmetall dem Beschnitt folgend in einer Schlaufe geführt und folgend rollgeformt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierliche Beschnitt durch eine zum Bandmetall synchron geführte Trenneinrichtung vorgenommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierliche Beschnitt mittels Laserschneiden vorgenommen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmetall im Wege des Rollformens zu einem Hohlprofil oder Profilstab zumindest partiell geschlossen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil im Bereich seiner Längsnaht stoffschlüssig oder formschlüssig verbunden wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmetall im Beschnittbereich, vorzugsweise in Durchlaufrichtung (Längsrichtung) mittig dieses Bereiches, eben geformt oder zumindest nicht als Hohlprofil ausgebildet beziehungsweise geformt wird und in diesem Bereich zur Vereinzelung abgelängt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Rollformen das zulaufende Bandmetall geführt und ausgerichtet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Herstellung eines Karosseriestrukturteiles, insbesondere eines stabförmigen Karosseriestrukturteiles, für Kraftfahrzeuge verwendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Herstellung eines Seitenaufprallträgers für Kraftfahrzeuge verwendet wird.