DE19857589C2 - Aufprallträger für Fahrzeugtüren und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufprallträger, insbesondere für Türen von Personenkraftwagen, aus einem stranggepreßten Leichtmetallegierungshohlprofil und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Ein Aufprallträger für Fahrzeugtüren, der aus einer Leichtmetallegierung auf dem Wege des Strangpressens einstückig hergestellt und in der Fahrzeugtür etwa in Fahrtrichtung verlaufend beidends so festlegbar ist, daß eine Profilwand des Aufprallträgers als Innenflansch zum Fahrzeuginnenraum weist und eine dazu im Abstand vorgesehene zweite Profilwand des Aufprallträgers einen Außenflansch bildet, wobei Außenflansch und Innenflansch des Aufprallträgers mit einem paar sie einstückig verbindender Querwände eine Profilkammer einschließen und Außenflansch und Innenflansch jeweils beidends unter Bildung von Wulstabschnitten über die Querwände hinauskragen, ist aus der deutschen Patentschrift DE 36 06 024 C2 bekannt. Dieses bekannte stranggepreßte Leichtmetallprofil weist ein geringes Gewicht und eine hohe Verwindungssteifigkeit auf. Die Befestigungsenden dieses bekannten Aufprallträgers werden dadurch gewonnen, daß das auf Länge geschnittene Aufprallprofil an jedem Ende durch einen Fräsvorgang so abgeschrägt wird, daß eine Profilwand einen axial abkragenden Streifen mit einer der Wanddicke entsprechenden Stirnkante bildet. Dieser Streifen nimmt wenigstens eine Bohrung auf, durch welche die Befestigungsschrauben geführt werden, oder er wird mit dem Türrahmen verschweißt. Das Bearbeiten der Befestigungsenden durch Fräsen ist aufwendig und führt dazu noch zu einer Schwächung des Aufprallträgers im Bereich der Befestigungsenden, da das ursprünglich geschlossene Hohlkammerprofil in diesem Bereich aufgeschnitten wird.

In der DE 41 33 144 A1 ist des weiteren ein Aufprallträger für die Verstärkung der Tür eines Kraftfahrzeuges aus einem Stahlrohr mit rundem oder ovalem Querschnitt beschrieben, dessen Endbereiche lappenartig platt gedrückt sind und Bohrungen zum Durchstecken einer Befestigungsschraube aufweisen.

Beim Plattdrücken tritt notwendigerweise eine Verbreiterung der Endbereiche ein, jedoch ist es möglich, die Breite der Endbereiche durch Abfräsen oder Absägen der Überstände auf die Breite des Hohlprofils zurückzuführen. Somit ist auch bei diesem bekannten Aufprallträger eine aufwendige Bearbeitung im Bereich der Befestigungsenden erforderlich.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Aufprallträger zu schaffen, dessen Befestigungsenden keine mechanische, spangebende Bearbeitung erfordern und nicht breiter als der Querschnitt des Aufprallträgers sind.

Ausgehend von dieser Problemstellung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Aufprallträgers vorgeschlagen, das erfindungsgemäß aus den Schritten: Strangpressen eines Leichtmetallegierungshohlprofils, Zurichten des Hohlprofils auf die benötigte Länge, Verformen der Endbereiche des Hohlprofils und wenigstens bereichsweises Aufeinanderpressen der Wandungen der Endbereiche ohne wesentliche Verbreiterung der Endbereiche gegenüber dem unverformten Bereich des Hohlprofils besteht.

Wesentlicher Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß das Verformen der Endbereiche ohne wesentliche Verbreiterung der Endbereiche gegenüber den unverformten Bereichen des Hohlprofils erfolgt. Dies läßt sich auf unterschiedliche Weise erreichen.

Dementsprechend wird gemäß einer ersten Ausführungsform des Verfahrens jeweils ein Endbereich des Hohlprofils in eine Öffnung einer Matrize mit einer der Breite des Hohlprofils entsprechenden Breite eingelegt und der Endbereich mittels eines Stempels unter Einrollen von seitlichen Bereichen der Wandung des Hohlprofils verformt.

Vorzugsweise kann dabei die Breite des Stempels geringer als die Breite der Öffnung der Matrize abzüglich der vierfachen Wanddicke des Hohlprofils sein, so daß das Einrollen der seitlichen Bereiche ohne Überbeanspruchung der entsprechenden Wandbereiche und ohne Reißen derselben erfolgt.

Bei diesem Verfahren kann das Hohlprofil einen beliebigen, beispielsweise kreisrunden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann das Hohlprofil einen Rechteckquerschnitt mit konkaven Seitenflächen wenigstens in den Endbereichen aufweisen, so daß sich die Endbereiche der Ober- und Unterwand des Hohlprofils durch Einknicken der konkaven Seitenflächen nach innen gegeneinanderpressen lassen. Hierbei legen sich die eingeknickten Seitenflächen mäanderartig übereinander, so daß die zusammengepreßten Endbereiche eine Dicke entsprechend der vierfachen Wandstärke des Hohlprofils aufweisen und besonders widerstandsfähige Befestigungsenden bilden.

Eine dritte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß ein Leichtmetallegierungshohlprofil mit Rechteckquerschnitt mit einer verhältnismäßig dicken Basiswand, zwei dieser gegenüber verhältnismäßig dünnen Seitenwänden und einer verhältnismäßig dicken Außenwand, die schmaler als die Basiswand ist und mit den Seitenwänden über dünne Stegbereiche verbunden ist, stranggepreßt wird, das Hohlprofil auf die benötigte Länge zugerichtet wird und die Endbereiche der Basiswand und der Außenwand der abgelängten Hohlprofile mit Einrollen entsprechender Bereiche der Seitenwände gegeneinander gepreßt werden. Bei dieser Ausführungsform bewirkt die besondere Gestaltung des Hohlprofils das Einrollen beim Gegeneinanderpressen der Außenwand gegen die Basiswand, ohne daß eine Querschnittsverbreiterung eintritt.

Die Breite des Preßstempels ist in diesem Fall geringer als die Breite des Hohlprofils abzüglich der vierfachen Wanddicke der Seitenwände.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform besteht aus einer Preßvorrichtung, die eine Matrize mit einer Öffnung zum Einlegen eines Endbereichs eines Hohlprofils mit einer der Breite des Hohlprofils entsprechenden Breite sowie einen zum Verformen unter Einrollen von seitlichen Bereichen der Wandung des Hohlprofils in die Öffnung der Matrize hineinfahrbaren Stempel mit einer geringeren Breite als die Breite des Hohlraums der Matrize abzüglich der vierfachen Wanddicke des Hohlprofils aufweist.

Ein Hohlprofil aus einer stranggepreßten Leichtmetallegierung zur Herstellung eines Aufprallträgers mit dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform besteht aus einem Rechteckprofil mit konkaven Seitenflächen wenigstens in den Endbereichen.

Schließlich kann ein Hohlprofil aus einer stranggepreßten Leichtmetallegierung zum Herstellen eines Aufprallträgers gemäß der dritten Ausführungsform des Verfahrens aus einem Rechteckquerschnitt bestehen, der eine verhältnismäßig dicke Basiswand, zwei dieser gegenüber verhältnismäßig dünne Seitenwände und eine verhältnismäßig dicke Außenwand, die schmaler als die Basiswand ist und mit den Seitenwänden über dünne Stegbereiche verbunden ist, aufweist.

Vorzugsweise kann die Dicke der Basis- und Außenwand etwa das dreifache der Dicke der Seitenwände und der die Außenwand mit den Seitenwänden verbindenden Stegbereiche betragen. Besonders bevorzugt ist eine Breite der Außenwand, die zwischen etwa dem 0,5- und 0,65-fachen der Breite der Basiswand liegt. Hierbei können die Außenfläche der Außenwand stufenlos und die Innenfläche der Außenwand mit einer Stufe in die Stegbereiche übergehen.

Mit diesem Hohlprofil läßt sich ein Aufprallträger herstellen, bei dem die Befestigungsenden aus gegeneinandergepreßten Bereichen der Außenwand und der Basiswand mit eingerollten Bereichen der Seitenwände gebildet sind.

Diese Hohlprofile weisen bei geringem Gewicht ein hohes Maß an Formhaltigkeit mit ausreichendem Kompensationsvermögen für die auftreffende Verformungsenergie auf. Das Strangpressen diese Hohlprofile bereitet keinerlei Probleme.

Bei allen diesen Profilen können die Befestigungsenden aus gegeneinander gepreßten Endbereichen mit Umformen, insbesondere Einrollen entsprechender Bereiche der Seitenwände gebildet sein, ohne daß sich eine Verbreiterung der Endbereiche ergibt. Da bei dieser Art der Formung der Befestigungsenden kein Material durch spanende Bearbeitung wegfällt, ergibt sich ein besserer Kraftfluß vom hohlverformten Profil zu den verformten Befestigungsenden hin, die dazu noch eine verdoppelte oder sogar vierfache Wanddicke aufweisen, so daß sich Befestigungsbohrungen in diesem Bereich unmittelbar als Gewindebohrungen ausbilden lassen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine mittleren Bereich entlang der Linie I-I in Fig. 3 eines Aufprallträgers gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Befestigungsende des Aufprallträgers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines vollständigen Aufprallträgers mit den Befestigungsenden,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen mittleren Bereich eines Aufprallträgers gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Befestigungsende des Aufprallträgers gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine Endansicht eines in ein Preßwerkzeug eingelegten Endbereichs eines Aufprallträgers gemäß einer dritten Ausführungsform vor der Verformung und

Fig. 7 einen Endausschnitt des Aufprallträgers gemäß Fig. 6 nach der Verformung.

Ein Hohlprofil 1, das aus einer Leichtmetallegierung stranggepreßt ist, weist einen Rechteckquerschnitt auf und besteht aus einer verhältnismäßig dicken Basiswand 2, zwei dieser gegenüber verhältnismäßig dünnen Seitenwänden 3 und einer verhältnismäßig dicken Außenwand 4, die schmaler als die Basiswand 2 ist und mit den Seitenwänden 3 über dünne Stegbereiche 5 verbunden ist.

Die Dicke der Basis- und Außenwand 2, 4 beträgt etwa das Dreifache der Dicke der Seitenwände 3 und der die Außenwand 4 mit den Seitenwänden 3 verbindenden Stegbereiche 5. Im einzelnen kann die Dicke der Basiswand 1 5 mm, die Dicke der Außenwand 4 5 mm bis 6 mm und die Dicke der Seitenwände 3 1,6 mm betragen. Die Breite des Hohlprofils 1 kann zwischen 26 und 31 mm und die Höhe zwischen 28 und 36 mm liegen. In beiden Fällen kann die Breite der Außenwand 4 16 mm betragen. Alle Übergänge zwischen der Basiswand 2, den Seitenwänden 3, der Außenwand 4 und den Stegbereichen 5 sind abgerundet, wobei möglichst große Radien im Bereich des Übergangs von den Stegbereichen 5 zu den Außenwänden 4 gewählt sind.

Zum Ausbilden der Befestigungsenden 6 wird das stranggepreßte Hohlprofil 1 auf die benötigte Länge, beispielsweise durch Sägen, gebracht und werden die Enden der Außenwand 4 in einer Presse gegen die entsprechenden Endbereiche der Basiswand 2 gepreßt. Dabei rollen sich die Seitenwände 4, wie in Fig. 2 dargestellt, ein und bilden eingerollte Bereiche 7, durch die ein ununterbrochener Kraftfluß von der Mitte des Aufprallträgers zu den Befestigungsenden 6 hin gewährleistet ist. Durch die Basiswand 2 und die Außenwand 4 werden im Bereich der Befestigungsenden 6 Gewindebohrungen 8 gebohrt, mittels derer sich der Aufprallträger am Rahmen einer Fahrzeugtür anschrauben läßt.

Bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Aufpallträger aus einem Hohlprofil 9 mit einer geraden Basiswand 10 und einer geraden Außenwand 11 sowie nach innen konkav eingebogenen Seitenwänden 12. Wenn die Basiswand 10 und die Außenwand 11 im Endbereich mittels eines Preßstempels zusammengepreßt werden, knicken die Seitenwände 12, wie in Fig. 5 dargestellt, nach innen ein, so daß die Basiswand 10, die Außenwand 11 und die Seitenwände 12 unter Bildung von mäanderartig gebogenen Bereichen aufeinander zu liegen kommen und ein Befestigungsende 13 bilden, das eine Dicke entsprechend der vierfachen Wandstärke des Hohlprofils 9 aufweist. Dieses Befestigungsende 13 läßt sich mit einer Gewindebohrung 14 versehen, so daß eine sichere Befestigung des Aufprallträgers in der Tür eines Personenkraftwagens möglich ist.

Die konkav nach innen eingebogenen Seitenwände 12 können auch nur im Bereich der Befestigungsenden 13 vorgesehen sein, während die anderen Bereiche gerade Seitenwände aufweisen können.

Der Aufprallträger gemäß Fig. 6 und 7 besteht aus einem rohrförmigen Hohlprofil 15. Zum Anformen der Befestigungsenden 19 wird das Hohlprofil 15 in eine Matrize 16 eingelegt, deren Öffnung 17 eine dem Durchmesser des Hohlprofils 15 entsprechende Breite aufweist. Mittels eines Stempels 18 wird das in die Matrize 16 eingelegte Ende des Hohlprofils 15 in der in Fig. 7 dargestellten Weise verformt. Dabei ergibt sich ein Befestigungsende 19 mit eingerollten seitlichen Bereichen und einem aus der doppelten Wandstärke des Hohlprofils 15 bestehenden mittleren Bereich, in dem sich, ähnlich wie in Fig. 5 dargestellt, eine Gewindebohrung anbringen läßt.

Die in Fig. 6 und 7 gezeigte Matrize läßt sich auch für das Verformen der Befestigungsenden der Aufprallträger gemäß Fig. 1 bis 5 verwenden, wenn eine genaue Maßhaltigkeit in der Breite für die Befestigungsenden 6, 13, 19 gefordert wird.

Die erfindungsgemäßen Aufprallträger lassen sich ohne spangebende Bearbeitung herstellen, weisen bei geringem Gewicht ein hohes Maß an Formhaltigkeit und eine hohe Verwindungssteifigkeit auf und weisen an ihren Befestigungsenden keine größere Breite als das Hohlprofil auf.

Claims (13)

1. Verfahren zum Herstellen eines Aufprallträgers für Fahrzeugtüren, insbesondere für Türen von Personenkraftwagen mit den Schritten:

• - Strangpressen eines Leichtmetallegierungshohlprofils,
• - Zurichten des Hohlprofils auf die benötigte Länge,
• - Verformen der Endbereiche des Hohlprofils und wenigstens bereichsweises Aufeinanderpressen der Wandungen der Endbereiche ohne wesentliche Verbreiterung der Endbereiche gegenüber dem unverformten Bereich des Hohlprofils.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Endbereich des Hohlprofils in eine Öffnung einer Matrize mit einer der Breite des Hohlprofils entsprechenden Breite eingelegt und der Endbereich mittels eines Stempels unter Einrollen von seitlichen Bereichen der Wandung des Hohlprofils verformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Breite des Stempels geringer als die Breite der Öffnung der Matrize abzüglich der vierfachen Wanddicke des Hohlprofils ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Hohlprofil einen Rechteckquerschnitt mit konkaven Seitenflächen wenigstens in den Endbereichen aufweist und die Endbereiche der Ober- und Unterwand des Hohlprofils durch Einknicken der konkaven Seitenflächen nach innen gegeneinander gepreßt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Leichtmetallegierungshohlprofil mit Rechteckquerschnitt mit einer verhältnismäßig dicken Basiswand, zwei dieser gegenüber verhältnismäßig dünnen Seitenwänden und einer verhältnismäßig dicken Außenwand, die schmaler als die Basiswand ist und mit den Seitenwänden über dünne Stegbereiche verbunden ist, stranggepreßt wird, das Hohlprofil auf die benötigte Länge zugerichtet wird und die Endbereiche der Basiswand und der Außenwand der abgelängten Hohlprofile mit Einrollen entsprechender Bereiche der Seitenwände gegeneinander gepreßt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die gegeneinandergepreßten Endbereiche mit Gewindebohrungen versehen werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei der eine Preßvorrichtung eine Matrize (16) mit einer Öffnung (17) zum Einlegen eines Endbereichs eines Hohlprofils (15) mit einer der Brite des Hohlprofils (15) entsprechenden Breite sowie einen zum Verformen unter Einrollen von seitlichen Bereichen der Wandung des Hohlprofils (15) in die Öffnung (17) der Matrize (16) hineinfahrbaren Stempel (18) mit einer geringeren Breite als die Breite des Hohlraums (17) der Matrize (16) abzüglich der vierfachen Wanddicke des Hohlprofils (15) aufweist.

8. Hohlprofil aus einer stranggepeßten Leichmetallegierung zur Herstellung eines Aufprallträgers für Fahrzeugtüren, insbesondere für Türen von Personenkraftwagen, mit dem Verfahren gemäß Anspruch 4, das aus einem Rechteckprofil (9) mit konkaven Seitenflächen (12) wenigstens in den Endbereichen besteht.

9. Hohlprofil aus einer stranggepreßten Leichtmetallegierung zur Herstellung eines Aufprallträgers für Fahrzeugtüren, insbesondere Türen von Personenkraftwagen, mit dem Verfahren nach Anspruch 5, das aus einem Rechteckquerschnitt besteht, das eine verhältnismäßig dicke Basiswand (2), zwei dieser gegenüber verhältnismäßig dünne Seitenwände (3) und eine verhältnismäßig dicke Außenwand (4), die schmaler als die Basiswand (2) ist und mit den Seitenwänden (3) über dünne Stegbereiche (5) verbunden ist, aufweist.

10. Hohlprofil nach Anspruch 9, bei dem die Dicke der Basis- und Außenwand (2, 9) etwa das Dreifache der Dicke der Seitenwände (3) und der die Außenwand (4) mit den Seitenwänden (3) verbindenden Stegbereiche (5) beträgt.

11. Hohlprofil nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Breite der Außenwand (4) zwischen etwa dem 0,5- und 0,65-fachen der Breite der Basiswand (2) liegt.

12. Hohlprofil nach Anspruch 9, 10 oder 11, bei dem die Außenfläche der Außenwand (4) stufenlos und die Innenfläche mit einer Stufe in die Stegbereiche (5) übergeht.

13. Aufprallträger aus einem Hohlprofil nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die Befestigungsenden (6) aus gegeneinander gepreßten Bereichen der Außenwand (4) und der Basiswand (2) mit eingerollten Bereichen (7) der Seitenwände (3) gebildet sind.