DE2750867A1

DE2750867A1 - Verfahren zur herstellung eines rohrfoermigen stahlprofils fuer die tuerverstaerkung

Info

Publication number: DE2750867A1
Application number: DE19772750867
Authority: DE
Inventors: Winfried Dickhoff; Stefan Dipl Ing Klatzer
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1977-11-14
Filing date: 1977-11-14
Publication date: 1979-05-17
Also published as: FR2408659A1; IT1107996B; SE444954B; SE7808833L; IT7850992A0; US4210467A; FR2408659B1; GB2007548A; DE2750867C2; GB2007548B

Description

Benteler-Werke NH-305

Aktiengesellschaft
Werk Neuhaus
Residenzstr. 1

4794 Schloß Neuhaus

Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Stahlprofils für die Türverstärkung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Stahlprofils für die Verstärkung der Tür eines Kraftfahrzeuges, wobei als Konstruktionsrohr ein Stahlrohr verwendet wird, das nach der Endwärmebehandlung zur Erstellung des rohrförmigen Stahlprofils warmverformt wird. Bei dem rohrförmigen Stahlprofil handelt es sich um einen sogenannten Aufprallträger.

Die Tür eines Kraftfahrzeuges besteht, was ihre metallischen Teile anlangt, im wesentlichen aus einem inneren und einem äußeren Blech, einem Türbogen, einem Aufprallträger und Scharnieren. Dabei dient der z.B. auf der Außenseite des inneren Blechs der Tür horizontal zu ihr angeschweißte Aufprallträger dazu, die Sicherheit gegen äußere mechanische Krafteinwirkung, wie bei einem seitlichen Aufprall gegen die Tür von außen, zu vergrößern.

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Soll eine ausreichende Sicherheit gegen äußere mechanische Krafteinwirkung gegeben sein, müssen die mechanischen Eigenschaften des rohrförmigen Stahlprofile bestimmten Mindestanforderungen genügen. In manchen Staaten gibt es bereits gesetzliche Vorschriften, welche Mindestanforderungen an die mechanischen Eigenschaften der Türverstärkung von Kraftfahrzeugen beinhalten.

Die Mindestanforderungen an die mechanischen Eigenschaften des rohrförmigen Stahlprofils für die Türverstärkung lassen sich durch Angabe der für das Profil zu ermittelnden Werte der Zugfestigkeit G~^_f d_er Streckgrenze <Γ_, der Bruchdehnung cf , sowie der Verformungsarbeit A 15Ο umschreiben. Mit Verformungsarbeit A 15Ο wird hierbei die Verformungsarbeit in kpm definiert, die notwendig ist, um bei endseitiger loser Auflage des Rohres mit einem etwa mittig zwischen den Auflagen einwirkenden punktförmigen Eindruck eine bleibende Rohrdurchbiegung von etwa 15Ο mm zu bewirken. Es gilt, daß ein ausreichender Eindrückschutz gegen seitliche Krafteinwirkung dann erreicht wird, wenn die Zugfestigkeit ^"_ß 110 bis 140 kp/mm , die Streckgrenze (T₃ 80 bis 110 kp/mm , die Bruchdehnung <T_ mindestens 13 % und die Verformungsarbeit A 15Ο mindestens 240 kpm beträgt.

Die angegebenen Werte für Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung und Verformungsarbeit werden bislang bei Verwendung von Stahlrohren für das rohrförmige Profil erreicht, welche auf der Basis titanlegierter Stähle oder von St 52-3 hergestellt sind. Die Verwendung derartiger Stahlrohre hat jedoch den Nachteil, daß die Wärmebehandlung der Rohre eine Vielzahl von Behandlungsschritten umfaßt, insbesondere umfangreiche Vergütungsmaßnahmen mit z.B. Härten im Salzbad und Anlassen in öl im Anschluß an die Endwärmebehandlung und die Warmverformung im Falle von Stahlrohren auf der Basis von St 52-3.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Stahlprofils für die Verstärkung der Tür eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, wobei die obigen Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften des rohrförmigen Stahlprofils hinsichtlich Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung und Verformungsarbeit erfüllt werden, und zwar unter Anwendung von günstig zu handhabenden Wärmebehandlungsmaßnahmen.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß von einem Stahlrohr mit 0,14 bis 0,18 % Kohlenstoff, 0,15 bis 0,30 % Silizium, 1,60 bis 1,80 % Mangan, 1,90 bis 2,10 % Chrom, 0,15 bis 0,60 % Molybdän und mindestens 0,015 % Aluminium ausgegangen wird, und daß dieses Stahlrohr nach der Reduktion auf den endgültigen Durchmesser einer Endwärmebehandlung mit Glühen bei 900 bis 93O°C und anschließender Abkühlung an Luft unterzogen wird und im Zuge der Warmverformung schließlich im Anschluß an die Endwärmebehandlung in seinen zu verformenden Bereichen über die Temperatur des oberen Umwandlungspunktes (A 3)erwärmt, gepreßt und sodann an Luft abgekühlt wird.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes rohrförmiges Stahlprofil weist im Anschluß an den Warmverformungsvorgang die angegebenen Werte der Zugfestigkeit ^_β von 110 bis 140 kp/mm , der Streckgrenze G~_s von 80 bis 110 kp/mm , der Bruchdehnung S₁. von mindestens 13 % und der Verformungsarbeit A 150 von mindestens 240 kpm auf. Dieses gilt gleichermaßen für die bei der Warmverformung verformten Bereiche wie für die beim Warmverformungsvorgang nicht erfaßten Bereiche. Gegenüber den bekannten Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Stahlprofils für die Verstärkung der Tür eines Kraftfahrzeuges, bei denen von einem Stahlrohr aus titanlegiertem Stahl oder aus St 52-3 ausgegangen wird, hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß die angegebenen Werte der Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung und Verformungsarbeit erreicht werden, ohne daß das rohrförmige Stahlprofil im

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Anschluß an die Endwärmebehandlung und die Warmverformung noch irgendwelche zeitaufwendigen Vergütungsmaßnahmen unterworfen werden müßte. Es kann weiterhin das Nachrichten des Fertigteiles entfallen.

Als erfindungswesentlich wird es angesehen, daß das Stahlrohr im Zuge der Warmverformung in seinen zu verformenden Bereichen über die Temperatur des oberen Umwandlungspunktes (A 3)erwärmt wird. Hierbei handelt es sich um den oberen Umwandlungspunkt(A 3)im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird bei der Herstellung des rohrförmigen Stahlprofils von einem Stahlrohr in Form eines warmgewalzten nahtlosen Stahlrohres ausgegangen.

Um höheren Ansprüchen zu entsprechen, wird das warmgewalzte nahtlose Stahlrohr erfindungsgemäß zunächst weichgeglüht, um ihm sodann durch Kaltziehen den endgültigen Durchmesser zu geben; danach wird da3 Stahlrohr der Endwärmebehandlung, unter Schutzgas, zugeführt. Das zwischengeschaltete Weichglühen erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von 660 bis 69O⁰C.

Zwar werden bei Einsatz eines nahtlosen Stahlrohres die angegebenen Werte von Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung und Verformungsarbeit mit größter Sicherheit eingehalten. Da es sich bei dem Werkstoff der angegebenen Zusammensetzung jedoch um schweißbares Material handelt, kann sich auch der Einsatz eines längsnahtgeschweißten Stahlrohres bei Anwendung des Verfahrens empfehlen.

In den meisten Fällen werden die Rohrenden im Zuge der Warmverformung nach örtlicher Erwärmung der zu verformenden Bereiche über die Temperatur des oberen Umwandlungspunktes (A 3) einem Preßvorgang unterzogen.

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Es handelt sich bei dem Preßvorgang bevorzugt um das Formpressen mindestens eines Rohrendes, wobei der formgepreßte Bereich nach dem Erkalten zur Aufnahme eines Verbindungselementes durch Bohren oder Fräsen vorbereitet wird.

Andererseits kann es konstruktiv erforderlich sein, mindestens ein Rohrende mit einem vorbereiteten Aufnahmestück unlösbar zu verbinden. Hierzu wird im Zuge der Warmverformung beim Preßvorgang vorteilhafterweise mindestens ein Rohrende in die Ausnehmung eines vorbereiteten Aufnahmestückes eingepreßt und dadurch mit diesem unlösbar verbunden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Aufnahmestücke mit umlaufenden oder sonst Halt gebenden Ausnehmungen versehen, in die Teile oder Bereiche des Rohrendes linien- oder punktförmig eingedrückt werden, wodurch eine unlösbare Verbindung von Rohrende und Aufnahmestück erreicht wird.

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Claims

Aktiengesellschaft NH-305 Werk Neuhaus Residenzstraße 1 4791» Schloß Neuhaus Patentansprüche:

1.J Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Stahlprofils für die Verstärkung der Tür eines Kraftfahrzeuges, wobei als Konstruktionsrohr ein Stahlrohr verwendet wird, das nach der Endwärmebehandlung zur Erstellung des rohrförmigen Stahlprofils warmverformt wird, dadurch gekennzeichnet , daß von einem Stahlrohr mit 0,11 bis 0,18 % Kohlenstoff, 0,15 bis 0,30 % Silizium, 1,60 bis 1,80 t Mangan, 1,90 bis 2,10 % Chrom, 0,45 bis 0,60 % Molybdän und mindestens 0,015 % Aluminium ausgegangen wird, und daß dieses Stahlrohr nach der Reduktion auf den endgültigen Durchmesser einer Endwärmebehandlung mit Glühen bei 900 bis 930° C und anschließender Abkühlung an Luft unterzogen wird und im Zuge der Warmverformung schließlich im Anschluß an die Endwärmebehandlung in seinen zu verformenden Bereichen über die Temperatur des oberen Umwandlungspunktes (A 3) erwärmt, gepreßt und sodann an Luft abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß von einem Stahlrohr in Form eines warmgewalzten nahtlosen Stahlrohres ausgegangen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß das Stahlrohr weichgeglUht wird und sodann durch Kaltziehen den endgültigen Durchmesser erhält und danach der Endwärmebehandlung zugeführt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Weichglühen bei 660 bis 690° C erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß von einem Stahlrohr in Form eines längsnahtgeschweißten und leicht nachkalibrierten Stahlrohres ausgegangen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der Warmverformung beim Preßvorgang mindestens ein Rohrende nur formgepreßt und der so verformte Bereich nach dem Erkalten zur Aufnahme eines Verbindungselementes vorbereitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet , daß im Zuge der Warmverformung beim Preßvorgang mindestens ein Rohrende in die Ausnehmung eines vorbereiteten Aufnahmestackes eingepreßt und dadurch mit diesem unlösbar verbunden wird.

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