EP3960319A1 - Verfahren zum kalibrieren eines metallischen profilrohlings mit wenigstens einer massiven wand - Google Patents

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EP3960319A1
EP3960319A1 EP21190565.8A EP21190565A EP3960319A1 EP 3960319 A1 EP3960319 A1 EP 3960319A1 EP 21190565 A EP21190565 A EP 21190565A EP 3960319 A1 EP3960319 A1 EP 3960319A1
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EP
European Patent Office
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profile
profile blank
pressing tool
blank
hollow chamber
Prior art date
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Pending
Application number
EP21190565.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frode Paulsen
Christian Handing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Benteler Automobiltechnik GmbH
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Benteler Automobiltechnik GmbH filed Critical Benteler Automobiltechnik GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • B21D3/10—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts between rams and anvils or abutments

Definitions

  • the invention relates to a method for calibrating a metallic profile blank with at least one solid wall. Furthermore, the invention relates to a profile produced according to the method according to the invention, in particular a hollow chamber profile. Finally, the invention further relates to a pressing tool for calibrating a profile blank according to the invention with a method according to the invention.
  • profiles in particular also hollow chamber profiles made of aluminum or steel alloys, are used as material for floors and walls for many applications, which have to be joined together.
  • an interior space for accommodating batteries or the like can be provided.
  • the interior is sealed fluid-tight by a cover and a seal.
  • the bottom and the walls, each consisting of one or more profiles, are also joined together in a fluid-tight manner, for example by friction stir welding or cold press joining.
  • the profiles are aligned with one another in a clamping device, in particular before joining, and the joining layer is positioned and then joined in this way.
  • the disadvantage here is the introduction of high internal stresses, which can have an adverse effect on the durability and crash properties of the parts produced in this way, for example a battery container.
  • tolerance compensation elements must also be arranged on such profiles that are to be joined together in order to connect the profiles that are joined with little dimensional accuracy, for example, to internal transverse walls or internal longitudinal walls.
  • a hollow chamber profile is known in which a hollow chamber is widened by pulling a mandrel through it, as a result of which the surfaces of the hollow chamber profile are marked out and this is calibrated in a simple manner.
  • hollow chamber profiles can be calibrated very well with such expansion processes.
  • the outlay in terms of equipment and process engineering is relatively large and complex, since the mandrels that are used to expand the hollow chamber profile must be very precisely adapted to the respective hollow chamber of the hollow chamber profile. It should be noted that the mandrel must act on the hollow chamber of the hollow chamber profile at the beginning of the expansion and also ensure that the exact and calibrated shape of the hollow chamber profile is set at the end of the calibration.
  • a similar procedure is used in DE 10 2014 004 183 A1 described.
  • a hollow chamber profile is calibrated using hydroforming.
  • this object is achieved by a method for calibrating a metal profile blank with at least one solid wall with all the method steps of patent claim 1.
  • Advantageous refinements of the method can be found in dependent claims 2 to 9.
  • the object is achieved by a profile with all the features of patent claims 10 and 11.
  • the object is achieved by a pressing tool for calibrating a profile blank with all the features of patent claim 12.
  • the method according to the invention makes it possible in a simple manner to calibrate a wide variety of extruded metallic profile blanks, in particular in their end regions, in order to compensate for connection tolerances and to enable the finally calibrated profile to be joined to other components.
  • the profile blank has at least one element which is in particular but not necessarily plate-shaped and has a longitudinal extension, a transverse extension and a vertical extension.
  • the profile blanks can be produced with minimal weight, since no machining steps are required for calibration.
  • a profile blank made of an extruded aluminum alloy is used.
  • Such materials have proven to be advantageous in vehicle construction due to their light weight and the energy advantages associated therewith during operation of the motor vehicle.
  • the inherent material property of the respective profile blanks, namely springback during plastic deformation is taken into account by an elastic recovery, so that the calibration can be carried out very precisely. This makes it possible to calibrate profile blanks accordingly, so that only very small compensation tolerances occur when they are subsequently joined with other components.
  • a flat or plate-shaped profile blank is used as the profile blank, in particular with at least two different surface sections of opposite surfaces that define different wall thicknesses.
  • a profile blank can be plastically deformed in a simple manner in the main and secondary direction or in the transverse and vertical direction using the method according to the invention, with the aforementioned springback being able to occur.
  • the springback such a profile blank can be calibrated very precisely, so that simple subsequent and precisely fitting joining with other components is made possible. Profiles produced in this way can be used, for example, as flange plates for bumper systems in a motor vehicle.
  • a hollow chamber profile with at least one hollow chamber is used as the profile blank.
  • the at least one hollow chamber of such a profile blank contains several elements, in particular but not necessarily plate-shaped, which are plastically deformed according to the method described above, which enables calibration of the entire at least one hollow chamber of the profile blank and thus the profile blank itself.
  • hollow chambers of profile blanks or such profile blanks can be calibrated very precisely in a simple manner, without the need for expensive and complex tools for expanding the hollow chamber or without using cutting methods for calibrating have to.
  • a floating mandrel is used as a tool inside the at least one hollow chamber, on which the walls of the individual plate-shaped elements of the hollow chamber come to rest during calibration or compression. This floating mandrel is worked very precisely, since it essentially reproduces or specifies the calibrated shape of the hollow chamber inside.
  • a profile blank with at least one hollow chamber which has a polygonal, in particular square, profile cross-section.
  • Such profiles are widely used in motor vehicle construction and their further processing is integrated into many processes in the manufacture of a motor vehicle.
  • a pressing tool with at least one in particular solid or hollow inner tool, in particular in the form of a floating mandrel, is used as the pressing tool, which is preferably at least 50 mm before compression is inserted into the end area of the at least one hollow chamber of the profile blank.
  • the end regions of the hollow chamber provided for the subsequent joining with further components are calibrated accordingly.
  • a calibration of other areas of the hollow chamber is not necessary for joining and can therefore be omitted. This provides a particularly advantageous method, both economically and ecologically, since calibration only takes place in the areas of the hollow chamber that are necessary for this and no complex tools are required for this either.
  • both the height and the width of the end area of the hollow chamber profile blank decrease by at least 0.2%, in particular between 0.3% and 5%, during the calibration or during the plastic deformation.
  • the profile blank can be produced in a simple manner with appropriate tolerances and can be adjusted to the necessary dimensions for subsequent joining with other components in the calibration process.
  • the springback can also be taken into account in a simple manner as a material property, so that a very precise production of the profile blank and a very precise calibration of the same is made possible.
  • the wall thickness of the hollow chamber is retained during the calibration. Thereby the wall thicknesses of the hollow chamber are identical for both the profile blank and the calibrated profile.
  • a profile that is produced from at least one profile blank that is flat or plate-shaped is also protected. It is also possible that several profile blanks calibrated according to the invention are assembled or joined to form a final profile. For example, only welded aluminum strip material is referred to here, which was previously calibrated according to the invention as individual profile blanks.
  • a hollow chamber profile with at least one open end area is also protected, the hollow chamber profile having at least a hollow chamber extending over at least a part of its entire length.
  • a plate-shaped element 3 which consists of an aluminum alloy as a profile blank 101 and was produced in an extrusion process and essentially consists of a solid wall 2 .
  • the plate-shaped element 3 of the profile blank 1 has a longitudinal extension, a vertical extension and a transverse extension.
  • the profile blank 1 is cuboid and has surfaces 8, 9 and 12, 13 which extend along the longitudinal extension of the cuboid, plate-shaped element 3 of the profile blank 1 in its longitudinal extension.
  • the profile blank 101 can also have at least two surface sections of different wall thicknesses in cross section; this is particularly easy through extrusion, even with relatively large jumps in thickness and also in the smallest of spaces, respectively. can be implemented with a small cross-section width.
  • a pressing tool 5 according to the invention is now shown, which has a cavity 4 for inserting the profile blank 1 and has a lower punch 14 , an upper punch 15 and a left punch 16 and a right punch 17 .
  • the stamps 14 to 17 have surfaces 6, 7 and 10, 11 which come into contact with the surfaces 9, 8 and 12, 13 of the profile blank 1 designed as a plate-shaped element 3 or solid wall 2 in the calibration process described below.
  • FIG 3 a process step of the method according to the invention is shown, after which the profile blank 1 according to figure 1 in the cavity 4 of the pressing tool 5 according to figure 2 was inserted.
  • the surface 7 of the upper punch 15 and the surface 6 of the lower punch 14 of the pressing tool 5 come to rest on the surfaces 9 and 8 of the profile blank 1 respectively.
  • the surface 10 of the left stamp 16 and the surface 11 of the right stamp 17 are not yet in contact with the surfaces 12 or 13 of the profile blank 1 designed as a plate-shaped element 3. Rather, there is still a gap between these surfaces.
  • the upper punch 15 and the lower punch 14 of the pressing tool 5 have now already moved towards one another, with the profile blank 1 designed as a plate-shaped element 3 or solid wall 2 having already been deformed in its vertical direction and also bending into the free spaces between the walls 10 and 11 of the left and right punches 16, 17 and the walls 12, 13 of the profile blank.
  • the left-hand punch 16 and the right-hand punch 17 of the pressing tool 5 are now moved against one another in such a way that the profile blank 1 is now plastically deformed in its transverse extension, eliminating the previously produced bending.
  • the profile blank 1 now arranged in the pressing tool 5 is shown in accordance with FIG figure 5 overcalibrated. After the pressing tool 5 has been opened and the overcalibrated profile blank 1 has been removed, this overcalibration is compensated for by the springback inherent in the material, which occurs during compression and plastic deformation. so that the profile blank 1 is then finally calibrated to the desired profile. The profile, which has now been finally calibrated in this way, can now be sent on for further processing.
  • the profile blank 101 is in this case designed as a two-chamber hollow profile with hollow chambers 120 and 121 arranged one above the other, which are separated from one another by a partition 122 .
  • the two-chamber hollow profile of the profile blank 101 has a lower surface 108 and an upper surface 109 and a left surface 112 and a right surface 113 . These surfaces 108, 109, 112 and 113 each belong to a flat element 103 designed as a solid wall 102.
  • a pressing tool 105 according to the invention is now shown, with which a profile blank 1 designed as a two-chamber hollow profile according to FIG figure 6 can be calibrated.
  • all elements are shown with the exception of the floating mandrels provided for the hollow chambers 120 and 121 .
  • the upper punch 115 and the lower punch 114 can be moved in relation to one another, for example via a hydraulic system (not shown here).
  • the left-hand punch 116 and the right-hand punch 117 are slightly wedge-shaped in the present case, so that a drive element 123 with legs 124 and 125, which are also wedge-shaped, can be moved against one another with support on supporting elements 126 and 127.
  • the profile blank 101 according to FIG figure 6 inserted for calibration.
  • the stamps 114 to 117 again have surfaces 106, 107, 110 and 111 which come into contact with the surfaces 108, 109 and 112 and 113 of the profile blank 101 during calibration.
  • the profile blank 101 inserted into the cavity 104 of the pressing tool 105 is now shown.
  • the pressing tool 105 is still in its open position, the previously mentioned floating mandrels 118 and 119 already being inserted into the hollow chambers 120 and 121 .
  • These floating mandrels 118 and 119 are designed as solid inner tools and have an outer contour that corresponds to the inner contour of the hollow chambers 120 and 121 to be calibrated in the profile finally produced from the calibrated profile blank 101 .
  • the surface 108 of the profile blank 101 is already in Contact with surface 110 of lower punch 114. Between the other surfaces 112, 113 and 109 of profile blank 101 there is still a gap to surfaces 110, 111 and 107 of punches 115, 116 and 117.
  • the upper punch 115 is moved against the lower punch 114 of the pressing tool 105 .
  • the surface 107 of the upper punch 115 now comes to rest on the surface 109 of the profile blank 101 and as the punches 115 and 114 continue to move towards one another, the walls of the profile blank 101 having the surfaces 112 and 113 are compressed, with these walls being deformed as well as experience a bend.
  • the compression takes place in such a way that the floating mandrels 118 and 119 now abut against the walls of the profile blank 101 having the surfaces 106 and 107 and come to rest there, while the profile blank 101 is further plastically deformed.
  • figure 11 now shows a third embodiment of a profile blank that is to be calibrated with the method according to the invention.
  • the profile blank 201 of figure 11 It is a multi-chamber profile which is very complex with six different hollow chambers 220, 221, 228, 229, 230, 231.
  • the individual hollow chambers are included separated from each other by partitions 221, 232, 233, 234, 235.
  • the multi-chamber hollow profile of the profile blank 201 has a lower surface 208 and an upper surface 209 and a left surface 212 and a right surface 213 . These surfaces 208, 209, 212 and 213 each belong to a flat element 203 designed as a solid wall 202.
  • a calibration with the common internal high-pressure methods would be difficult due to the complex tool design. However, a simple calibration can be achieved with the calibration method according to the invention.
  • the pressing tool 205 with which the profile blank 201 of figure 11 being calibrated is essentially in the figure 12 shown, with the profile blank 201 already being inserted into the cavity 204 of the pressing tool 205 .
  • the structure of the pressing tool 205 essentially corresponds to that of the pressing tool 105 of FIG Figures 7 to 10 , Only the upper punch 215 and the left and right punches 216 and 217 being adapted to the geometry of the profile blank 201 and the punch 215, respectively.
  • the six cavities 220, 221, 228, 229, 230, 231 of the profile blank 201 used here six different floating mandrels 218, 219, 236, 237, 238 and 239 are used, which are placed in these cavities 220, 221 , 228, 229, 230, 231 are inserted.
  • a detailed representation of the profile blank 201 inserted into the pressing tool 205 is shown in figure 13 shown.
  • the upper punch 215 is moved against the lower punch 214 of the pressing tool 205 .
  • the surfaces 207 of the upper punch 215 now come to rest on the surface 209 of the profile blank 201 and as the punches 215 and 214 continue to move towards one another, the walls of the profile blank 201 having the surfaces 212 and 213 are compressed, with these walls being both plastically deformed will experience a bend as well.
  • the compression takes place in such a way that the floating mandrels 218, 219, 236, 237, 238 and 239 now abut against the walls of the profile blank 201 having the surfaces 208 and 209 and come to rest there, while the profile blank 201 is further plastically deformed.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines metallischen Profilrohlings (1; 101; 201) mit wenigstens einer massiven Wand (2; 102; 202) mit folgenden Verfahrensschritten:a) Bereitstellen eines metallischen Profilrohlings (1; 101; 201) mit wenigstens einem Element (3; 103; 203) mit einer Längserstreckung, einer Quererstreckung und einer Hocherstreckung,b) Einlegen wenigstens eines Endbereichs des Elementes des Profilrohlings (1; 101; 201) in eine Kavität (4; 104; 204) eines offenen Presswerkzeugs (5; 105; 205),c) Schließen des Presswerkzeugs (5; 105; 205) derart, dass Flächen (6, 7; 106, 107; 206, 207) des Presswerkzeugs (5; 105; 205) in einer zur Längserstreckung des Profilrohlings (1; 101; 201) senkrecht stehenden Hauptschließrichtung verfahren werden, bis sie an einem Paar in einem Abstand einander gegenüberliegenden Flächen (8, 9; 108, 109; 208, 209) des wenigstens einen Endbereichs des Elementes (3; 103; 203) des zu kalibrierenden Profilrohlings (1; 101; 201) zum Liegen kommen,d) weiteres Schließen des Presswerkzeugs (5; 105; 205) in der Hauptrichtung, wobei durch Kompression eine Verformung im wenigstens einen Endbereich des Elementes (3; 103; 203) des Profilsrohling (1; 101; 201) und eine Biegung des Elementes des Profilrohlings (1; 101; 201) erfolgt,e) Schließen des Presswerkzeugs (5; 105; 205) in einer zur Hauptrichtung und zur Längserstreckung des Profilrohlings (1; 101; 201) senkrecht stehenden Nebenrichtung bis Flächen (10, 11; 110, 111; 210, 211) des Presswerkzeugs an Flächen (12, 13; 112, 113; 212, 213) des wenigstens einen Endbereichs des Elementes (3; 103; 203) des zu kalibrierenden Profilrohlings (1; 101; 201) zum Liegen kommen,f) weiteres Schließen des Presswerkzeugs (5; 105; 205) in der Nebenrichtung, wobei eine durch Kompression erzeugte plastische Verformung des Profilrohlings (1; 101; 201) in Haupt- beziehungsweise Nebenrichtung unter Reduzierung beziehungsweise Aufhebung der in Schritt d) erzeugten Biegung erfolgt,g) Öffnen des Presswerkzeugs (5; 105; 205),h) Entnahme des nunmehr zum abschließenden Profil kalibrierten Profilrohlings (1; 101; 201).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines metallischen Profilrohlings mit wenigstens einer massiven Wand. Ferner betrifft die Erfindung ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Profil, insbesondere ein Hohlkammerprofil. Abschließend betrifft die Erfindung weiter ein Presswerkzeug zur Kalibrierung eines erfindungsgemäßen Profilrohlings mit einem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Im Automobil- und Kraftfahrzeugbau werden heute für viele Anwendungen Profile, insbesondere auch Hohlkammerprofile aus Aluminium- oder Stahllegierungen als Material für Böden und Wände verwendete, die miteinander gefügt werden müssen. Dabei kann beispielsweise ein Innenraum zur Aufnahme von Batterien oder dergleichen mehr bereitgestellt werden. Der Innenraum wird dabei durch einen Deckel und eine Dichtung fluiddicht verschlossen. Auch der Boden und die Wände aus je einem oder mehreren Profilen sind fluiddicht miteinander gefügt, beispielsweise durch Reibrührschweißen oder Kaltpressfügen.
  • Aufgrund der großen Abmessungen der Behälter von teilweise mehreren Quadratmetern ergibt sich bei der Fertigung von Profilen für derartige Anwendungen die Herausforderung, dass Herstelltoleranzen der Profile, insbesondere Wanddicken, Außenabmessungen und dergleichen, aus einem Strangpressprozess beziehungsweise Extrusionsprozess oder im Falle von Stahlmaterialien auch aus dem Rollformprozess relativ groß sind, sodass eine Kopplung der Einzelteile miteinander beziehungsweise deren Fügen erschwert ist. Dadurch werden durch zeit- und kostenintensive, spanende Bearbeitung der Fügebereiche, insbesondere bei als Hohlkammerprofilen ausgebildeten Rahmenprofile, die großen Toleranzen reduziert beziehungsweise kompensiert. Dabei birgt das erforderliche Aufmaß der Profile auch ein höheres Gesamtgewicht, da die Wandstärke, höher als für die Betriebsfestigkeit notwendig, gewählt werden muss. Dies ist sowohl ökonomisch als auch ökologisch fragwürdig. Alternativ ist es auch bekannt, dass die Profile insbesondere vor dem Fügen in einer Spannvorrichtung zueinander ausgerichtet und die Fügelage positioniert und so dann gefügt werden. Nachteilig ist dabei aber das Einbringen von hohen Eigenspannungen, die sich nachteilig auf Haltbarkeit und Crasheigenschaften der so hergestellten Teile, beispielsweise eines Batteriebehälters, auswirken können.
  • Vielfach müssen auch Toleranzausgleichselemente an derartigen miteinander zu fügenden Profilen angeordnet werden, um die wenig maßhaltig gefügten Profile beispielsweise mit Innenquerwänden oder Innenlängswänden zu verbinden.
  • Aus der EP 1 285 705 A2 ist beispielsweise ein Hohlkammerprofil bekannt, bei dem durch ein Durchziehen eines Dornes eine Hohlkammer aufgeweitet, wodurch die Flächen des Hohlkammerprofils abgesteckt und dieses so auf einfache Weise kalibriert wird. Grundsätzlich sind mit derartigen Aufweite Verfahren Hohlkammerprofile sehr gut kalibrierbar. Allerdings ist der gerätetechnische und verfahrenstechnische Aufwand relativ groß und komplex, da die Dorne, die zum Aufweiten des Hohlkammerprofils benutzt werden, an die jeweilige Hohlkammer des Hohlkammerprofils sehr genau angepasst werden muss. Dabei ist zu bedenken, dass der Dorn sowohl zum Beginn des Aufweitens entsprechend an der Hohlkammer des Hohlkammerprofils angreifen als auch sicherstellen muss, dass zum Ende des Kalibrierens die exakte und kalibrierte Form des Hohlkammerprofils eingestellt ist.
  • Ein ähnliches Verfahren wird in der DE 10 2014 004 183 A1 beschrieben. Dabei wird ein Hohlkammerprofil mittels Innenhochdruckumformung kalibriert.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Kalibrieren eines metallischen Profilrohlings mit wenigstens einer massiven Wand zur Verfügung zu stellen, bei dem keine Kosten und verfahrensmäßig aufwendigen Werkzeuge zur Kalibrierung hergestellt werden müssen, wobei sowohl plattenförmige Profilrohlinge als auch Hohlkammerprofilrohlinge kalibriert werden können. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, entsprechende Profile und ein entsprechendes Werkzeug zur Verfügung zu stellen.
  • Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Kalibrieren eines metallischen Profilrohlings mit wenigstens einer massiven Wand mit allen Verfahrensschritten des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 9. Hinsichtlich des Profils wird die Aufgabe gelöst durch ein Profil mit allen Merkmalen der Patentansprüche 10 und 11. Hinsichtlich des Werkzeugs wir die Aufgabe gelöst durch ein Presswerkzeug zur Kalibrierung eines Profilrohlings mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 12.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kalibrieren eines extrudierten metallischen Profilrohlings mit wenigstens einer massiven Wand zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:
    1. a) Bereitstellen eines metallischen Profilrohlings mit wenigstens einem insbesondere plattenförmigen - Element mit einer Längserstreckung, einer Quererstreckung und einer Hocherstreckung
    2. b) Einlegen wenigstens eines Endbereichs des Elementes des Profilrohlings in eine Kavität eines offenen Presswerkzeugs,
    3. c) Schließen des Presswerkzeugs derart, dass Flächen des Presswerkzeugs in einer zur Längserstreckung des Profilrohlings senkrecht stehenden Hauptschließrichtung verfahren werden, bis sie an einem Paar in einem Abstand einander gegenüberliegenden Flächen des wenigstens einen Endbereichs des Elementes des zu kalibrierenden Profilrohlings zum Liegen kommen,
    4. d) weiteres Schließen des Presswerkzeugs in der Hauptrichtung, wobei durch Kompression eine Verformung im wenigstens einen Endbereich des Elementes des Profilsrohling und eine Biegung des plattenförmigen Elementes des Profilrohlings erfolgt,
    5. e) Schließen des Presswerkzeugs in einer zur Hauptrichtung und zur Längserstreckung des Profilrohlings senkrecht stehenden Nebenrichtung bis Flächen des Presswerkzeugs an sich Flächen des wenigstens einen Endbereichs des Elementes des zu kalibrierenden Profilrohlings zum Liegen kommen,
    6. f) weiteres Schließen des Presswerkzeugs in der Nebenrichtung, wobei eine durch Kompression erzeugte plastische Verformung des Profilrohlings in Haupt- beziehungsweise Nebenrichtung unter Reduzierung beziehungsweise Aufhebung der in Schritt d) erzeugten Biegung erfolgt,
    7. g) Öffnen des Presswerkzeugs,
    8. h) Entnahme des nunmehr zum abschließenden Profil kalibrierten Profilrohlings.
  • Anzumerken ist hierbei, dass die chronologische Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte a) bis h) zwar eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darstellt. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Vielmehr ist es beispielsweise auch möglich, erfindungsgemäß die Verfahrensschritte c) und e) oder auch d) und f) gleichzeitig stattfinden zu lassen.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es in einfacher Weise möglich, unterschiedlichste extrudierte metallische Profilrohlinge insbesondere in ihren Endbereichen zu kalibrieren, um Verbindungstoleranzen auszugleichen und ein Fügen mit der abschließend kalibrierten Profile mit anderen Bauteilen zu ermöglichen.
  • Der Profilrohling weist dabei wenigstens ein insbesondere aber nicht notwendigerweise plattenförmiges - Element mit einer Längserstreckung, einer Quererstreckung und einer Hocherstreckung auf. Durch plastisches Verformen des Elementes sowohl in Haupt- als auch in Nebenrichtung wird das Element entsprechend kalibriert, wobei es auch zu einer Ausdehnung des plattenförmigen Elementes in Längsrichtung kann, welche aber bei der Herstellung des Profilrohlings bereits berücksichtigt werden kann. Wesentlich hierbei ist, dass das Element in Haupt- und Nebenrichtung komprimiert und plastisch verformt wird, wobei es in der Nebenrichtung gleichzeitig eine Biegung erfährt. Diese Biegung wird durch abschließendes Komprimieren beziehungsweise plastische Verformen wieder entfernt. Nachdem der Profilrohling entsprechend vorgenannten Ausführungen zum abschließenden Profil kalibriert wurde, wird das Presswerkzeug geöffnet und das Profil aus dem Presswerkzeug entnommen.
  • Grundsätzlich vorteilhaft bei der Erfindung ist es, dass die Profilrohlinge mit minimalem Gewicht hergestellt werden können, da zum Kalibrieren keinerlei spanende Bearbeitungsschritte notwendig sind.
  • Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Profilrohling aus einer extrudierten Aluminiumlegierung verwendet wird. Derartige Materialien haben sich im Fahrzeugbau aufgrund des leichten Gewichtes und der damit einhergehenden energetischen Vorteile während des Betriebs des Kraftfahrzeugs als vorteilhaft erwiesen.
  • Damit während des plastischen Verformens beziehungsweise des Kalibrierens des Profilrohlings innerhalb des Presswerkzeuges kein Abrieb am Profilrohling und am Presswerkzeug auftritt beziehungsweise ein solcher Abrieb minimiert wird, ist es nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen den sich während des Komprimierens beziehungsweise plastischen Verformens berührenden Kontaktflächen des Presswerkzeugs und des Profilrohlings ein Schmiermittel aufgebracht ist. Hierdurch wird ein durch Reibung verursachter Abrieb vermieden beziehungsweise wesentlich minimiert. Als Schmiermittel kann dabei sowohl ein separates Schmiermittel, welches vor dem Kalibrieren auf den Profilrohling aufgebracht wird, als auch eine auf Kontaktflächen des Profilwerkzeugs aufgebrachte Beschichtung verwendet werden.
  • Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass während des plastischen Verformens des wenigstens einen plattenförmigen Elementes eine Überkalibrierung erfolgt, die eine elastische Rückfederung des Elementes kompensiert. Hierdurch wird die den jeweiligen Profilrohlingen innewohnende Materialeigenschaft der Rückfederung beim plastischen Verformen durch eine elastische Rückverformung Rechnung getragen, sodass die Kalibrierung sehr genau erfolgen kann. Hierdurch ist es möglich, Profilrohlinge entsprechend zu kalibrieren, sodass beim nachfolgenden Fügen mit weiteren Bauteilen nur sehr geringe Ausgleichstoleranzen auftreten.
  • Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist es vorgesehen, dass als Profilrohling ein flacher beziehungsweise plattenförmiger Profilrohling verwendet wird, insbesondere mit wenigstens zwei verschiedenen Flächenabschnitten gegenüberliegender Flächen, die verschiedene Wanddicken definieren. Ein derartiger Profilrohling kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einfacher Weise in Haupt- und Nebenrichtung beziehungsweise in Quer- und Hochrichtung plastisch verformt werden, wobei eine vorgenannte Rückfederung auftreten kann. Unter Berücksichtigung der Rückfederung kann ein derartiger Profilrohling sehr exakt kalibriert werden, sodass ein einfaches nachfolgendes und passgenaues Fügen mit weiteren Bauteilen ermöglicht ist. Derartig hergestellte Profile können beispielsweise als Flanschplatten für Stoßfängersysteme eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.
  • Nach einem anderen Gedanken der Erfindung ist es vorgesehen, dass als Profilrohling ein Hohlkammerprofil mit wenigstens einer Hohlkammer verwendet wird. Die wenigstens eine Hohlkammer eines derartigen Profilrohlings enthält dabei mehrere insbesondere aber nicht notwendigerweise plattenförmige - Elemente, die nach dem zuvor beschriebenen Verfahren plastisch verformt werden, wodurch eine Kalibrierung der gesamten wenigstens einen Hohlkammer des Profilerohlings und somit des Profilrohlings selbst ermöglicht ist. Hierdurch können Hohlkammern von Profilrohlingen beziehungsweise solche Profilrohlinge in einfacher Weise sehr exakt kalibriert werden, ohne dass aufwendige und komplexe Werkzeuge zum Aufweiten der Hohlkammer notwendig sind oder dass spanende Verfahren zum Kalibrieren eingesetzt werden müssen. Vorteilhafterweise wird dabei als Werkzeug im Inneren der wenigstens einen Hohlkammer ein schwimmender Dorn verwendet, an welchem die Wände der einzelnen plattenförmigen Elemente der Hohlkammer beim Kalibrieren beziehungsweise Komprimieren zum Liegen kommen. Dieser schwimmende Dorn ist dabei sehr exakt gearbeitet, da er im Wesentlichen die kalibrierte Form der Hohlkammer in ihrem Inneren wieder- beziehungsweise vorgibt.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Profilrohling mit wenigstens einer Hohlkammer verwendet wird, welche einen mehreckigen, insbesondere viereckigen Profilquerschnitt aufweist. Derartige Profile finden im Kraftfahrzeugbau vielfach Anwendung und deren weitere Verarbeitung ist in viele Prozesse bei der Herstellung eines Kraftfahrzeugs integriert.
  • Bei der Verwendung von Profilrohlingen mit wenigstens einer Hohlkammer hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass als Presswerkzeug ein Presswerkzeug mir wenigstens einem insbesondere massiven oder auch hohlen - Innenwerkzeug, insbesondere in Form eines schwimmenden Dorns, verwendet wird, welches vor der Komprimierung vorzugsweise mindestens 50 mm in den Endbereich der wenigstens einen Hohlkammer des Profilrohlings eingefügt wird. Hierdurch ist erreicht, dass die zum nachfolgenden Fügen mit weiteren Bauteilen vorgesehenen Endbereiche der Hohlkammer entsprechend kalibriert werden. Eine Kalibrierung anderer Bereiche der Hohlkammer ist zum Fügen nicht notwendig und kann daher unterbleiben. Hierdurch wird sowohl ökonomisch als auch ökologisch ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Verfügung gestellt, da eine Kalibrierung nur in den dafür notwendigen Bereichen der Hohlkammer stattfindet und auch keine komplexen Werkzeuge dafür benötigt werden.
  • Weiterhin hat es sich als sinnvoller erwiesen, dass sowohl die Höhe als auch die Breite des Endbereichs des Hohlkammerprofilrohlings während der Kalibrierung beziehungsweise während der plastischen Verformung mindestens 0,2%, insbesondere zwischen 0,3% und 5 % abnimmt. Hierbei ist es besonders von Vorteil, dass der Profilrohling mit entsprechenden Toleranzen in einfacher Weise hergestellt werden kann und in dem Kalibrierungsverfahren auf die notwendigen Maße zum nachfolgenden Fügen mit weiteren Bauteilen eingestellt werden kann. Hierbei kann bei der Herstellung des Profilrohlings auch der Springback in einfacher Weise als Materialeigenschaft mitberücksichtigt werden, sodass ein sehr exaktes Herstellen des Profilrohlings und ein sehr exaktes Kalibrieren desselben ermöglicht ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn während des Kalibrierens die Wandstärke der Hohlkammer erhalten bleibt. Dadurch sind die Wandstärken der Hohlkammer sowohl beim Profilrohling als auch beim kalibrierten Profil identisch.
  • Weiterhin geschützt ist ein Profil, welches aus wenigsten einem Profilrohling hervorgeht, welcher flach beziehungsweise plattenförmig ausgebildet ist. Dabei ist es auch möglich, dass mehrere erfindungsgemäß kalibrierte Profilrohlinge zu einem abschließenden Profil zusammengesetzt beziehungsweise zusammengefügt werden. Beispielsweise sei hier nur auf verschweißtes Aluminium-Bandmaterial verwiesen, welches zuvor als einzelne Profilrohlinge erfindungsgemäß kalibriert wurde.
  • Ferner geschützt ist aber auch ein Hohlkammerprofil mit wenigstens einem offenen Endbereich, wobei das Hohlkammerprofil wenigstens sich über wenigstens einen Teil seiner gesamten Längsausdehnung erstreckende Hohlkammer aufweist.
  • Abschließend soll auch ein Presswerkzeug zur Kalibrierung der vorgenannten Profilrohlinge nach einem der zuvor beschriebenen Verfahren geschützt sein.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    ein Ausführungsbeispiel eines ersten Profilrohlings zur Herstellung eines erfindungsgemäß kalibrierten Profils,
    Figur 2:
    ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Presswerkzeugs zum Kalibrieren des Profilrohlings gemäß Figur 1,
    Figuren 3 bis 5:
    Darstellung einzelner Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kalibrieren des Profilrohlings gemäß Figur 1 in dem Presswerkzeug gemäß Figur 2,
    Figur 6:
    ein zweites Ausführungsbeispiel eines Profilrohlings zur Herstellung eines erfindungsgemäß kalibrierten Profils,
    Figur 7:
    ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Presswerkzeugs zur Kalibrierung des Profilrohlings gemäß Figur 6,
    Figuren 8 bis 10:
    einzelnen Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kalibrierung eines Profilrohlings gemäß Figur 6 mit einem Presswerkzeug gemäß Figur 7,
    Figur 11:
    ein drittes Ausführungsbeispiel eines Profilrohlings zur Herstellung eines erfindungsgemäß kalibrierten Profils,
    Figur 12:
    ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs zum Kalibrieren eines Profilrohlings zu einem Profil gemäß Figur 11,
    Figuren 12 bis 17:
    Darstellung einzelner Verfahrensschritte zum Kalibrieren eines Profilrohlings zu einem Profil gemäß Figur 10 mit einem Presswerkzeug gemäß Figur 11, jeweils mit einer Detaildarstellung.
  • In der Figur 1 ist ein plattenförmiges Element 3 dargestellt, das als Profilrohling 101 aus einer Aluminiumlegierung besteht und in einem Extrudierverfahren hergestellt wurde sowie im Wesentlichen aus einer massiven Wand 2 besteht. Das plattenförmige Element 3 des Profilrohlings 1 weist dabei eine Längserstreckung, eine Hocherstreckung und eine Quererstreckung auf. Dabei ist der Profilrohling 1 quaderförmig ausgebildet und weist Flächen 8, 9 und 12, 13 auf, welche sich entlang der Längserstreckung des quaderförmigen, plattenförmigen Elementes 3 des Profilrohlings 1 in dessen Längsausdehnung erstrecken. Dabei kann der Profilrohling 101 auch im Querschnitt mindestens zwei Flächenabschnitte verschiedener Wanddicke aufweisen, dies ist durch ein Extrudieren besonders einfach auch mit relativ großen Dickensprüngen und auch auf engsten Raum beziehungsweise. mit geringer Querschnittsbreite umsetzbar.
  • In der Figur 2 ist nunmehr ein erfindungsgemäßes Presswerkzeug 5 dargestellt, welches eine Kavität 4 zum Einlegen des Profilrohlings 1 aufweist und einen unteren Stempel 14, einen oberen Stempel 15 sowie einen linken Stempel 16 und einen rechten Stempel 17 aufweist. Die Stempel 14 bis 17 weisen dabei Flächen 6, 7 sowie 10, 11 auf, welche im nachfolgend beschriebenen Kalibrierverfahren mit den Flächen 9, 8 und 12, 13 des als plattenförmigen Elementes 3 beziehungsweise massive Wand 2 ausgebildeten Profilrohlings 1 in Kontakt treten.
  • In der Figur 3 ist ein Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, nach dem der Profilrohling 1 gemäß Figur 1 in die Kavität 4 des Presswerkzeugs 5 gemäß Figur 2 eingelegt wurde. Dabei kommt die Fläche 7 des oberen Stempels 15 sowie die Fläche 6 des unteren Stempels 14 des Presswerkzeugs 5 an den Flächen 9 beziehungsweise 8 des Profilrohlings 1 zum Liegen. Die Fläche 10 des linken Stempels 16 sowie die Fläche 11 des rechten Stempels 17 sind dabei noch nicht in Kontakt mit den Flächen 12 beziehungsweise 13 des als plattenförmigen Elementes 3 ausgebildeten Profilrohlings 1. Vielmehr besteht zwischen diesen Flächen noch ein Spalt.
  • In dem nunmehr in Figur 4 dargestellten Verfahrensschritt sind der obere Stempel 15 und der untere Stempel 14 des Presswerkzeugs 5 nunmehr bereits gegeneinander verfahren, wobei der als plattenförmiges Element 3 beziehungsweise massive Wand 2 ausgebildete Profilrohling 1 in seiner Hochrichtung bereits verformt wurde und auch Biegungen in die Freiräume zwischen den Wänden 10 und 11 des linken beziehungsweise rechten Stempels 16, 17 sowie den Wänden 12, 13 des Profilrohlings erfahren hat.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt werden nunmehr der linke Stempel 16 und der rechte Stempel 17 des Presswerkzeugs 5 derart gegeneinander verfahren, dass der Profilrohling 1 nunmehr in seiner Quererstreckung unter Aufhebung der zuvor erzeugten Biegung plastisch verformt wird.
  • Der nunmehr in dem Presswerkzeug 5 angeordnete Profilrohling 1 ist in der Darstellung gemäß Figur 5 überkalibriert. Diese Überkalibrierung wird nach dem Öffnen des Presswerkzeugs 5 und der Entnahme des überkalibrierten Profilrohlings 1 durch die dem Material innewohnenden Rückfederung, der bei einer Komprimierung und plastischen Verformung auftritt, kompensiert, sodass der Profilrohling 1 dann abschließend zu dem gewünschten Profil kalibriert ist. Das so nunmehr abschließend kalibrierte Profil kann nunmehr seiner weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
  • In der Figur 6 ist nun ein zweites Ausführungsbeispiel eines Profilrohlings 101 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Profils dargestellt. Der Profilrohling 101 ist hierbei als Zweikammerhohlprofil mit übereinander angeordneten Hohlkammern 120 und 121 ausgebildet, welche durch eine Trennwand 122 voneinander getrennt sind. Das Zweikammerhohlprofil des Profilrohlings 101 weist dabei eine untere Fläche 108 sowie eine obere Fläche 109 und eine linke Fläche 112 sowie eine rechte Fläche 113 auf. Die diese Flächen 108, 109, 112 und 113 gehören dabei jeweils zu einem als massive Wand 102 ausbildeten ebenen Element 103.
  • In der Figur 7 ist nun ein erfindungsgemäßes Presswerkzeug 105 dargestellt, mit dem ein als Zweikammerhohlprofil ausgebildeter Profilrohling 1 gemäß Figur 6 kalibriert werden kann. Hierbei sind alle Elemente mit Ausnahme der für die Hohlkammern 120 und 121 vorgesehenen schwimmenden Dorne dargestellt. Zum einen sind dies ein unterer Stempel 114, ein oberer Stempel 115 sowie ein linker Stempel 116 und rechter Stempel 117. Der obere Stempel 115 und der untere Stempel 114 sind beispielsweise über eine hier nicht dargestellte Hydraulik gegeneinander verfahrbar. Der linke Stempel 116 und der rechte Stempel 117 sind vorliegend leicht keilförmig ausgebildet, damit ein Antriebselement 123 mit ebenfalls keilförmig ausgebildeten Schenkeln 124 und 125 unter Abstützung an Abstützelementen 126 und 127 gegeneinander verfahren werden können. In die zwischen den Stempeln 114 bis 117 angeordnete Kavität 104 wird der Profilrohling 101 gemäß Figur 6 zum Kalibrieren eingelegt. Die Stempel 114 bis 117 weisen hierbei wieder Flächen 106, 107, 110 und 111 auf, welche beim Kalibrieren mit den Flächen 108, 109 sowie 112 und 113 des Profilrohlings 101 in Kontakt treten.
  • In der Figur 8 ist nunmehr der in die Kavität 104 des Presswerkzeugs 105 eingelegte Profilrohling 101 dargestellt. Das Presswerkzeug 105 ist in dieser Darstellung noch in seiner Offenstellung, wobei in die Hohlkammern 120 und 121 bereits die zuvor erwähnten schwimmenden Dorne 118 und 119 eingelegt sind. Diese schwimmenden Dorne 118 und 119 sind als massive Innenwerkzeuge ausgebildet und weisen eine Außenkontur auf, die der Innenkontur der zu kalibrierenden Hohlkammern 120 und 121 des abschließend aus dem kalibrierten Profilrohling 101 hergestellten Profil entsprechen. Die Fläche 108 des Profilrohlings 101 ist dabei schon in Kontakt mit der Fläche 110 des unteren Stempels 114. Zwischen den anderen Flächen 112, 113 und 109 des Profilrohlings 101 besteht noch ein Spalt zu den Flächen 110, 111 und 107 der Stempel 115, 116 und 117.
  • Wie nunmehr in Figur 9 dargestellt, wird der obere Stempel 115 gegen den unteren Stempel 114 des Presswerkzeugs 105 verfahren. Dabei kommt nun die Fläche 107 des oberen Stempels 115 an der Fläche 109 des Profilrohlings 101 zum Liegen und beim weiteren Verfahren der Stempel 115 und 114 gegeneinander erfolgt eine Kompression der die Flächen 112 und 113 aufweisenden Wände des Profilrohlings 101, wobei diese Wände sowohl verformt werden als auch eine Biegung erfahren. Die Kompression erfolgt dabei derart, dass die schwimmenden Dorne 118 und 119 nunmehr an die, die Flächen 106 und 107 aufweisenden Wände des Profilrohlings 101 anstoßen und dort zum Anliegen kommen, während der Profilrohling 101 weiter plastisch verformt wird.
  • In der Figur 10 ist nunmehr der abschließende Verfahrensschritt des Pressvorgangs beziehungsweise Komprimierungsvorgangs mit einer Überkalibrierung des Profilrohlings 101 dargestellt. Hierbei sind der linke Stempel 116 und der rechte Stempel 117 nunmehr durch das Antriebselement 123 und dessen Schenkel 124 und 125 mit den Gegenelementen 126 und 127 derart gegeneinander verfahren, dass der Spalt zwischen den Wänden 110 und 111 der Stempel 116 und 117 und den Wänden 112 und 113 des Profilrohlings 109 wieder verschwindet und dabei der Profilrohling weiter unter Aufhebung der zuvor erzeugten Biegung plastisch verformt und dabei überkalibriert wird. Diese Überkalibrierung wird nach Entnahme des Profilrohlings 101 aus der Kavität 104 nach dem Öffnen des Presswerkzeugs 105 durch der dem Material innewohnenden Eigenschaft der Rückfederung aufgehoben, sodass das abschließend kalibrierte Profil entsteht. Noch anzumerken ist, dass bei der Kalibrierung des Profilrohlings 101 keine Änderung seiner Wandstärke erfolgt. Die Dicke der Wände des Profilrohlings entsprechen der Dicke der Wandstärke des kalibrierten Profils. Das nunmehr so kalibrierte Profil kann dann seiner weiteren Verwendung zugeführt werden.
  • Figur 11 zeigt nunmehr ein drittes Ausführungsbeispiel eines Profilrohlings, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert werden soll. Bei dem Profilrohling 201 der Figur 11 handelt es sich um ein Mehrkammerprofil, welches sehr komplex mit sechs verschiedenen Hohlkammern 220, 221, 228, 229, 230, 231 ausgebildet ist. Die einzelnen Hohlkammern sind dabei durch Trennwände 221, 232, 233, 234, 235 voneinander getrennt. Das Mehrkammerhohlprofil des Profilrohlings 201 weist dabei eine untere Fläche 208 sowie eine obere Fläche 209 und eine linke Fläche 212 sowie eine rechte Fläche 213 auf. Die diese Flächen 208, 209, 212 und 213 gehören dabei jeweils zu einem als massive Wand 202 ausbildeten ebenen Element 203. Eine Kalibrierung mit den gängigen Innenhochdruckverfahren würde sich aufgrund der komplexen Werkzeuggestaltung als schwierig darstellen. Mit dem erfindungsgemäßen Kalibrierverfahren lässt sich jedoch eine einfache Kalibrierung erreichen.
  • Das Presswerkzeug 205, mit dem der Profilrohling 201 der Figur 11 kalibriert wird, ist im Wesentlichen in der Figur 12 dargestellt, wobei der Profilrohling 201 bereits in die Kavität 204 des Presswerkzeugs 205 eingelegt ist.
  • Der Aufbau des Presswerkzeugs 205 entspricht im Wesentlichen dem des Presswerkzeugs 105 der Figuren 7 bis 10, wobei lediglich der obere Stempel 215 sowie der linke und der rechte Stempel 216 und 217 an die Geometrie des Profilrohlings 201 beziehungsweise des Stempels 215 angepasst sind. Für die sechs Hohlräume 220, 221, 228, 229, 230, 231 des hier verwendeten Profilrohlings 201 kommen sechs unterschiedliche, schwimmende Dorne 218, 219, 236, 237, 238 und 239 zum Einsatz, die während der Kalibrierung in diesen Hohlräumen 220, 221, 228, 229, 230, 231 eingelegt sind. Eine Detaildarstellung des in das Presswerkzeug 205 eingelegten Profilrohlings 201 ist in Figur 13 dargestellt.
  • Wie nunmehr in Figur 14 und Figur 15 dargestellt, wird der obere Stempel 215 gegen den unteren Stempel 214 des Presswerkzeugs 205 verfahren. Dabei kommen nun die Flächen 207 des oberen Stempels 215 an den Fläche 209 des Profilrohlings 201 zum Liegen und beim weiteren Verfahren der Stempel 215 und 214 gegeneinander erfolgt eine Kompression der die Flächen 212 und 213 aufweisende Wände des Profilrohlings 201, wobei diese Wände sowohl plastisch verformt werden als auch eine Biegung erfahren. Die Kompression erfolgt dabei derart, dass die schwimmenden Dorne 218, 219, 236, 237, 238 und 239 nunmehr an den die Flächen 208 und 209 aufweisenden Wände des Profilrohlings 201 anstoßen und dort zum Anliegen kommen, während der Profilrohling 201 weiter plastisch verformt wird.
  • In den Figuren 16 und 17 ist nunmehr der abschließende Verfahrensschritt des Pressvorgangs beziehungsweise Komprimierungsvorgangs mit einer Überkalibrierung des Profilrohlings 201 dargestellt. Hierbei sind der linke Stempel 216 und der rechte Stempel 217 nunmehr durch das Antriebselement 223 und dessen Schenkel 224 und 225 sowie den Gegenelementen 226 und 227 derart gegeneinander verfahren, dass der Spalt zwischen den Wänden 210 und 211 der Stempel 116 und 117 und den Wänden 212 und 213 des Profilrohlings 209 wieder verschwindet und dabei der Profilrohling 201 weiter unter Aufhebung der zuvor erzeugten Biegung plastisch verformt und dabei überkalibriert wird. Diese Überkalibrierung wird nach Entnahme des Profilrohlings 201 aus der Kavität 204 nach dem Öffnen des Presswerkzeugs 205 durch der dem Material innewohnenden Eigenschaft des Springbacks aufgehoben, sodass das abschließend kalibrierte Profil entsteht. Noch anzumerken ist, dass bei der Kalibrierung des Profilrohlings 201 keine Änderung seiner Wandstärke erfolgt. Die Dicke der Wände des Profilrohlings entsprechen der Dicke der Wandstärke des kalibrierten Profils. Das nunmehr so kalibrierte Profil kann dann seiner weiteren Verwendung zugeführt werden. Bezugszeichenliste
    1 Profilrohling 115 Stempel
    2 Wand 116 Stempel
    3 Element 117 Stempel
    4 Kavität 118 Dorn
    5 Presswerkzeug 119 Dorn
    6 Fläche 120 Hohlkammer
    7 Fläche 121 Hohlkammer
    8 Fläche 122 Trennwand
    9 Fläche 123 Antriebselement
    10 Fläche 124 Schenkel
    11 Fläche 125 Schenkel
    12 Fläche 126 Abstützelement
    13 Fläche 127 Abstützelement
    14 Stempel 201 Profilrohling
    15 Stempel 202 Wand
    16 Stempel 203 Element
    17 Stempel 204 Kavität
    101 Profilrohling 205 Presswerkzeug
    102 Wand 206 Fläche
    103 Element 207 Fläche
    104 Kavität 208 Fläche
    105 Presswerkzeug 209 Fläche
    106 Fläche 210 Fläche
    107 Fläche 211 Fläche
    108 Fläche 212 Fläche
    109 Fläche 213 Fläche
    110 Fläche 214 Stempel
    111 Fläche 215 Stempel
    112 Fläche 216 Stempel
    113 Fläche 217 Stempel
    114 Stempel 218 Dorn
    219 Dorn 230 Hohlkammer
    220 Hohlkammer 231 Hohlkammer
    221 Hohlkammer 232 Trennwand
    222 Trennwand 233 Trennwand
    223 Antriebselement 234 Trennwand
    224 Schenkel 235 Trennwand
    225 Schenkel 236 Dorn
    226 Gegenelement 237 Dorn
    227 Gegenelement 238 Dorn
    228 Hohlkammer 239 Dorn
    229 Hohlkammer

Claims (12)

  1. Verfahren zum Kalibrieren eines metallischen Profilrohlings (1; 101; 201) mit wenigstens einer massiven Wand (2; 102; 202) mit folgenden Verfahrensschritten:
    a) Bereitstellen eines metallischen Profilrohlings (1; 101; 201) mit wenigstens einem Element (3; 103; 203) mit einer Längserstreckung, einer Quererstreckung und einer Hocherstreckung,
    b) Einlegen wenigstens eines Endbereichs des Elementes des Profilrohlings (1; 101; 201) in eine Kavität (4; 104; 204) eines offenen Presswerkzeugs (5; 105; 205),
    c) Schließen des Presswerkzeugs (5; 105; 205) derart, dass Flächen (6, 7; 106, 107; 206, 207) des Presswerkzeugs (5; 105; 205) in einer zur Längserstreckung des Profilrohlings (1; 101; 201) senkrecht stehenden Hauptschließrichtung verfahren werden, bis sie an einem Paar in einem Abstand einander gegenüberliegenden Flächen (8, 9; 108, 109; 208, 209) des wenigstens einen Endbereichs des Elementes (3; 103; 203) des zu kalibrierenden Profilrohlings (1; 101; 201) zum Liegen kommen,
    d) weiteres Schließen des Presswerkzeugs (5; 105; 205) in der Hauptrichtung, wobei durch Kompression eine Verformung im wenigstens einen Endbereich des Elementes (3; 103; 203) des Profilsrohling (1; 101; 201) und eine Biegung des Elementes des Profilrohlings (1; 101; 201) erfolgt,
    e) Schließen des Presswerkzeugs (5; 105; 205) in einer zur Hauptrichtung und zur Längserstreckung des Profilrohlings (1; 101; 201) senkrecht stehenden Nebenrichtung bis Flächen (10, 11; 110, 111; 210, 211) des Presswerkzeugs an Flächen (12, 13; 112, 113; 212, 213) des wenigstens einen Endbereichs des Elementes (3; 103; 203) des zu kalibrierenden Profilrohlings (1; 101; 201) zum Liegen kommen,
    f) weiteres Schließen des Presswerkzeugs (5; 105; 205) in der Nebenrichtung, wobei eine durch Kompression erzeugte plastische Verformung des Profilrohlings (1; 101; 201) in Haupt- beziehungsweise Nebenrichtung unter Reduzierung beziehungsweise Aufhebung der in Schritt d) erzeugten Biegung erfolgt,
    g) Öffnen des Presswerkzeugs (5; 105; 205),
    h) Entnahme des nunmehr zum abschließenden Profil kalibrierten Profilrohlings (1; 101; 201).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Profilrohlings (1; 101; 201) aus einer extrudierten Aluminiumlegierung verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den sich während der Kompression berührenden Flächen des Presswerkzeugs und die Flächen des Profilrohlings (1; 101; 201) ein Schmiermittel aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des plastischen Verformens des wenigstens einen Elements eine Überkalibrierung erfolgt, die eine elastische Rückfederung des Elementes kompensiert.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Profilrohling (1) ein flacher beziehungsweise plattenförmiger Profilrohling verwendet wird, insbesondere mit wenigstens zwei verschiedenen Flächenabschnitten gegenüberliegender Flächen, die verschiedene Wanddicken definieren
  6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Profilrohling (1) ein Hohlkammerprofil mit wenigstens einer Hohlkammer verwendet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Profilrohling (1) mit wenigstens einer Hohlkammer mit einem mehreckigen, insbesondere viereckigen Profilquerschnitt verwendet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Presswerkzeug ein Presswerkzeug mit wenigstens einem Innenwerkzeug verwendet wird, welches vor der Kompression vorzugsweise mindestens 50 mm in den Endbereich der wenigstens eine Hohlkammer des Profilrohlings (1) eingeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Höhe als auch die Breite des Endbereichs des Hohlkammerprofilrohlings während der Kalibrierung mind. 0,2% insbesondere zwischen 0,3% und 5% abnimmt.
  10. Profil, kalibriert mit einem Verfahren nach Anspruch 5.
  11. Hohlkammerprofil (10), kalibriert mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, mit wenigstens einem offenen Endbereich, wobei das Hohlkammerprofil (10) wenigstens eine sich über wenigstens einen Teil seiner gesamten Längsausdehnung erstreckende Hohlkammer aufweist.
  12. Presswerkzeug (12) zur Kalibrierung eines Profilrohlings (1) nach Anspruch 10 oder 11 mit einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 9.
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