WO2005018845A1 - Method for producing components containing metal and roll forming installation for profiling components containing metal - Google Patents

Method for producing components containing metal and roll forming installation for profiling components containing metal Download PDF

Info

Publication number
WO2005018845A1
WO2005018845A1 PCT/EP2004/009213 EP2004009213W WO2005018845A1 WO 2005018845 A1 WO2005018845 A1 WO 2005018845A1 EP 2004009213 W EP2004009213 W EP 2004009213W WO 2005018845 A1 WO2005018845 A1 WO 2005018845A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
roll
forming
metal
profiling
components
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/009213
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Adelmann
Alexander Egidi
Karl-Heinz FÜLLER
Günter Rostek
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10342540A external-priority patent/DE10342540A1/en
Application filed by Daimlerchrysler Ag filed Critical Daimlerchrysler Ag
Publication of WO2005018845A1 publication Critical patent/WO2005018845A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles
    • B21D5/10—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles for making tubes
    • B21D5/12—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles for making tubes making use of forming-rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards

Definitions

  • the invention relates to a method for producing metal-containing components according to the preamble of patent claim 1 and to a roll profiling system for profiling metal-containing components according to the preamble of patent claim 8.
  • a method for partial roll profiling with an upstream or integrated cutting device for separating, in particular punching, elongated starting materials and producing a change in cross section of the hollow component profile by trimming is known from the publication DE 197 49 902 AI.
  • the hollow component profile has an interrupted component surface with reduced torsional and bending rigidity. Because of the reduced stiffness of the component produced by means of this separation process, this process proves to be unsuitable for structural and safety components. Furthermore, the processing by punching high-strength steels leads to increased wear of the punching tool, which leads to increased tool costs and set-up times and makes the machining process uneconomical.
  • the processing of the rolled profile by means of cutting, in particular laser cutting proves to be disadvantageous for safety components, since inevitable structural changes occur in the highly stressed edge region of the profile during laser cutting, which have a negative effect on the component strength under vibrating stress.
  • the present invention is based on the object of specifying a method for creating dimensionally stable components and of providing a device for profiling particularly stable components.
  • the solution according to the invention is provided by a method for producing metal-containing components, in particular of vehicle support structures, in which a metal-containing starting material is fed to a roll profiling system and roll profiled to a roll profile, wherein during roll profiling, forming takes place in such a way that the roll profile cross section is changed by means of the forming.
  • a major advantage of the method according to the invention is the production of components with a rolled profile cross section that changes over the length, height and / or width by means of continuous or discontinuous roll profiling and by means of integrated forming.
  • a cross-sectional change is introduced by reshaping, so that a reduction in the torsional and bending rigidity compared to a component produced by cutting is avoided.
  • the method according to the invention enables the production of components with very good structural properties in the highly stressed edge area of the component cross section, which have a positive effect on the component strength under vibrating stress.
  • the structural and safety components are thin-walled column structures made of sheet steel, longitudinal and cross profiles, such as side impact beams, bumpers, column reinforcements, longitudinal and cross beams, floor assembly and roof frame. These are characterized by a high degree of dimensional accuracy and lower tolerances, which ensure better integration by joining, in particular by laser welding, such as welding a floor assembly to a side member.
  • body structures for example support structures
  • support structures often have to be installed, in particular to adapt to the welded joint, be adjusted in cross-section so that they do not have a constant cross-section over their longitudinal course.
  • support structures are produced in such a way that the rolled profile cross section is changed.
  • An essential advantage of the method according to the invention in comparison to the components made from elongated profiles, in particular by means of conventional deep drawing, is essentially the better dimensional accuracy during the production of elongated components.
  • the process steps of roll profiling, forming and roll profiling are carried out in succession.
  • Roll forming is the conventional cold forming process such as Die or swivel bending, clearly superior due to the short production times.
  • the production times are significantly reduced both by the high output quantity per time and by the low tool costs compared to deep drawing. For this reason, the process is highly economical in the area of medium to large batch sizes.
  • the metal-containing starting material is preferably first straightened and then marked before it is then fed to the roll forming process and then deformed by a shaping process and then roll profiled again, means that roll forming with the integrated shaping means that a component with above it Longitudinal profile changed rolled profile cross-section can be produced, which is precisely adapted to the later use.
  • the production of the rolled profile and the production of the modified rolled profile cross section takes place in one working step. time-saving process without intermediate storage and the associated logistics costs.
  • a major advantage of the method according to the invention is that the successive method steps can be carried out in a compact device which has proven to be particularly economical.
  • the roll forming system with the forming device is controlled in discontinuous operation.
  • One advantage of this embodiment is the attachment of complex rolled profile cross-section variations to the component areas provided for this purpose with different component lengths.
  • the roll forming system is controlled in such a way that the component area to be modified is formed in the forming device.
  • the roll profiling system is preferably stopped for one to two seconds, the rolled profile is formed and the further roll profiling then takes place.
  • the integration of the forming process into the roll forming process has proven to be advantageous, the roll forming process being carried out conventionally or as a flexible roll profiling process.
  • the rolled profile is cold formed in order to change the cross section.
  • Such an embodiment of the method according to the invention has the essential advantage over conventional hot forming, in particular over tempering with subsequent roll profiling, that on the one hand lower process costs are caused and on the other hand there is an increased residual plastic strain due to a more ductile material condition.
  • Component manufactured according to the method compared to the components produced by means of conventional hot forming, a higher dimensional accuracy, whereby a calibration of the components to be carried out in the cold state is not necessary.
  • supports or A-, B-, C- or D-pillar structures in motor vehicle construction have to be manufactured with high quality and thus high dimensional accuracy in large numbers.
  • beads are formed during forming and / or formed under tension and / or pressure, in particular deep-drawn and / or stretch-drawn.
  • the method according to the invention proves to be particularly advantageous in that, after the first roll profiling and before the further roll profiler, metal-containing starting materials, in particular high-strength steels, can be deep-drawn without negative effects on the mechanical properties of the component to be formed.
  • the method according to the invention thus ensures that it is formed into complex, particularly dimensionally stable components.
  • components with changed final dimensions can be produced by stretch drawing, which have complex cross-sectional changes in the desired component areas and additionally reduced wall thicknesses over a constant profile cross section.
  • stretch drawing which have complex cross-sectional changes in the desired component areas and additionally reduced wall thicknesses over a constant profile cross section.
  • the combination of stretch drawing with deep drawing allows large-area, asymmetrical components to be produced.
  • components are produced by means of beads which are preferably integrated in the roll forming process and which have both variable cross-sectional changes and geometrically shaped stiffeners (beads) in the desired component areas.
  • Such an embodiment of the method according to the invention has the further advantage that the component areas processed by means of deep drawing and / or stretch drawing and / or beads cannot be reshaped in a single step, but in steps, in order to set a deformable structural state over the cross section of the component.
  • the rolled profile is limited locally and thus spatially by means of a shaping device, i.e. not formed over the entire length of the component.
  • the method is based on the fact that, for example, the locally limited reshaping enables elongated components with a reduced sheet thickness to be produced in zones with lower loads and with a possibly slightly increased sheet thickness in zones with high loads.
  • the method according to the invention makes it possible, depending on the requirements of the installation location, to provide a functional cross section for desired components.
  • the local forming of the rolled profile takes place exactly in the desired component area, so that "tailor-made components" can be produced.
  • the advantage of the method according to the invention is also that by means of the local, locally limited forming
  • Components such as side member, cross member and column structures, that are similar to each other, but have different lengths, are easier to manufacture.
  • high-strength steels and / or deep-drawing steels and / or Ti alloys and / or Ni alloys and / or metal-containing composite materials are used as the starting material.
  • An advantage of the method according to the invention is the use of high-strength and / or high-strength steels as the starting material, which can be roll-profiled, then formed into a rolled section with a variable cross-section and then further rolled-profiled.
  • these materials have the advantage that less installation space is required and, on the other hand, the increasing safety requirements in motor vehicle construction in the area of structural and safety components can be met.
  • a major advantage of the method according to the invention is the production of support structures from material which cannot be formed by means of conventional deep drawing.
  • high-strength steels preferably from the group of multi-phase steels, such as dual-phase steels (DP steels), complex phase steels (CP steels), martensite phase steels (MS-W steels) or residual austenite steels (transformation induced plasticity-TRIP- Steels), which cannot be formed by conventional deep drawing, are ideal for roll forming with integrated deep drawing.
  • These steels show particularly favorable hardening properties in relation to the formability-strength ratio. The increase in strength of these steels is achieved by introducing hard phases in a ductile material matrix.
  • Characteristic of these steels is the "bake hardening" potential superimposed on the hardening, which increases with the increasing forming.
  • the very high level of Cleaning these steels with a high initial strength is particularly advantageous for the crash behavior.
  • the method according to the invention thus allows the strength in the desired component areas to be increased even by the choice of a suitable material, without, for example, requiring expensive heat treatment.
  • deep-drawing steels can be used according to the invention in structural and safety components, since they have a low carbon content, a fine-grained structure which is as low in texture as possible and have an elastic limit without a flow area.
  • Ti alloys or Ni alloys are only moderately suitable for forming with conventional forming processes. Nevertheless, these can be processed using the method according to the invention. This process can also be used to form Mg or Al alloys.
  • Cross beams made of Mg alloys are lighter than corresponding steel beams, despite the lower modulus of elasticity and strength values of the Mg alloys.
  • metal-containing composite materials for structural and safety components.
  • the advantage of these materials is that they can be used "tailor-made" for the components, so that reinforcements can only be introduced in the desired component areas.
  • high-strength steels is advantageous in the method according to the invention. Typically, however, these are more brittle and their ductility decreases as their strength increases.
  • the method according to the invention allows such steels to be shaped with suitable ductility / strength behavior. Due to the higher strength, components with the same stability - and thus safety - can also be manufactured with less material. The In addition, increased deformability enables complex components, such as support structures, to be manufactured more easily.
  • a central concern of the automotive industry is the reduction of fuel consumption by lowering the weight of the vehicle with unchanged safety, in particular crash safety - this can be achieved through the construction of lighter vehicles. Saving potential offers high-strength steels, since the increased strength means that less material can be used with the same dimensional stability.
  • High-strength steels can be deformed by the roll forming process according to the invention with integrated forming.
  • the shaping of the steels is designed according to the invention in which all process steps can be carried out on one system. This reduces the manufacturing times of the components.
  • Another object of the present invention relates to a roll profiling system for profiling metal-containing components with at least one integrated device for shaping, this device being suitable for changing the roll profile cross section, in particular locally.
  • An advantage of the roll profiling system according to the invention is that all process steps can be carried out on a single system, which can result in an increase in output (increase in product quantity) and in a time saving.
  • a high application rate per time results in a high economic efficiency of the roll profiling system according to the invention, the roll profiling system being conventionally designed or can be designed as a flexible roll profiling system.
  • the cost-effectiveness is limited by the high set-up and adjustment effort for the tool sets. This applies in particular especially for small lot sizes.
  • the reason for the high set-up and setting effort is due to the conventional system technology, which when changing to the production of a different profile usually requires a tool change for all stands and cause long setting times, which in turn adversely affect the productivity of the process.
  • the object of the invention shows the essential advantage that components with greatly differing cross-sectional changes can be locally reshaped in a single roll forming system with an integrated reshaping device. There is no need to transport the roll-formed components to a separate forming line.
  • the known logistics problem associated with conventional roll forming systems is eliminated according to this invention.
  • Another advantage of the invention compared ⁇ roll forming in particular to a bending device for bending elongated profile components is to be roll formed by the roll forming according to the invention with an integrated reforming device rolled profiles with complex profile cross-sections such.
  • the integrated device for shaping is designed to be displaceable parallel to the transport direction of the component to be profiled.
  • An advantage of this embodiment is the application of complex cross-sectional variations in component areas provided for this purpose, the components having different component lengths can have.
  • the roll forming system according to the invention can be controlled in such a way that the component area to be changed in cross section can be deformed in the forming device, preferably in a deep-drawing device.
  • the roll profiling system is preferably stopped for one to two seconds, the component is deformed and the further roll profiling then takes place.
  • the integration of the forming device in the roll profiling system has proven to be advantageous, the roll profiling process in the roll profiling system being carried out conventionally or else as a flexible roll profiling process.
  • the forming device can be moved in the transport direction of the component to be profiled in such a way that multiple changes in cross-section can be introduced on the same rolled profile. Furthermore, the distance between the cross-sectional changes to one another can be made variable such that components of the same length in different component areas have cross-sectional changes.
  • the displaceable design of the device for shaping enables cost-effective production due to the flexibility of the system, which makes the system economical.
  • the shaping device can also be arranged spatially separately in front of a first part of the roll profiling system, such that a roll profiling process is carried out first and then the forming process takes place separately, the subsequent roll profiling process then taking place in a further part of the roll profiling system.
  • the roll profiling system enables the production of modular components with different roll profile cross sections on a roll profiling system without the use of an additional tool.
  • Components can only be manufactured in a modular fashion by using the roll forming process step. So sine Similar components, which differ, for example, only in their position, can be produced without set-up processes and separate tool sets by cutting to length at the end of the rolling profile system.
  • the modular production leads to a reduction in production costs and to an increase compared to production with a conventional deep-drawing system! economic efficiency.
  • this embodiment is particularly useful for integrated forming devices with smaller forming tools.
  • the integrated device for shaping is laterally displaceably mounted parallel to one another in the plane of the horizontal in a vertical angle relative to the transport direction of the profiling component.
  • the rolling profiling system with integrated forming device it can be controlled in such a way that discontinuous operation is possible.
  • a major advantage of the roll forming plant according to the invention is the discontinuous operation, with which cross-sectional changes in various component areas can be introduced in the elongated, roll-formed components during the profiling process without a change of system.
  • the times of the control depending on the desired component change can be varied and freely selected.
  • a further advantageous embodiment of the roll profiling system according to the invention relates to the fact that the device for forming is a device for beading and / or a device for tensile and / or pressure forming, in particular deep-drawing forming.
  • An advantage of a roll forming system with one or more: integrated devices for beading is that with the device stiffening beads only in the areas de; Rolled profile can be introduced, in which a high rigidity is required.
  • the integrated shaping device has a punch and a hold-down device, and in particular an inner punch.
  • the roll forming system according to the invention with at least one integrated deep-drawing device has proven particularly useful in that, despite the deep-drawing process in the steel material, a material flow which is characteristic of high degrees of deformation during deep-drawing can only be observed to a lesser extent in the component.
  • An advantage of the deep-drawing device is the design of the stamp, which is to be designed in several parts such that the stamps can be quickly moved relative to one another. As a result, impressions with variable geometries can be introduced into the rolled profile.
  • This design of the stamp proves to be particularly economical since it eliminates the set-up times when changing the tool. This increases the output of the plant.
  • the punch is lowered and a hold-down device that prevents creasing creates the desired cross-section in the rolled profile, the rolled profile being positioned on an inner punch.
  • the inner punch has the negative shape of the desired component profile cross section.
  • FIG. 1 Schematic representation of the roll forming process according to the invention.
  • Fig. 2 Schematic representation of a deep-drawing device
  • Fig. 1 shows schematically an exemplary embodiment of the roll forming process according to the invention for rolling profiling 4 and 6 of a starting material.
  • starting material TRIP steels are used as coil 1.
  • the TRIP steels are very strong with increased ductility and are easily deformable by the method according to the invention.
  • the starting material is straightened 2, then marked in a second step 3.
  • the starting material is rolled-profiled in the first part of the roll-forming system 17. It is a uniform, constant over its length rolling profile 14, such as a U-profile, he testifies.
  • the rolling profiling system 17 is preferably stopped for one to two seconds in order to locally deform the rolled profile 14 by deforming the rolled profile 14 in a deep-drawing device 16.
  • the rolled profile 14 is cold-formed by means of deep-drawing that there are local changes in the cross section.
  • the deep-drawing device 16 in Fig. 2 comprises a Ste pe 11, a hold-down 12 and an inner punch 13. Dabe the deep-drawing device 16 is preferably arranged in parallel in the roll forming system 17 along the transport direction 15 ver mobile. The deep-drawing device 16 is shifted in the transport direction 15 of the component to be profiled such that multiple changes in cross-section can be introduced on the same rolled profile 14 with the one deep-drawing device 16.
  • a next process step the further rolling 6 takes place. Then perforate 7 and then trim 8. When trimming 8, unevenness in the component is removed.
  • joining 9 takes place. Spot welds, for example, are possible on the lower surface of the component.
  • cutting is carried out. The component is cut to the desired length.
  • TWIP steels that are highly deformable with increased strength, or BTR steels, or the other thin but very hard sheet metal alloys, such as Usibor steel, or BOR steel, or BORON steel or, for example, ZSTE steel or, for example, stainless steel, such as, for example, stainless steel alloyed with chromium or manganese.
  • a major advantage of the method according to the invention is the reduction of non-productive times, for example the set-up times.
  • the system restart times are shortened, particularly for deep-drawing operations.

Abstract

In the production of metal-containing components by deep-drawing, the component geometry is limited by the method. The invention relates to a method for producing components containing metal and to a roll forming installation (17) for profiling components containing metal, especially vehicle support structures, whereby a metal-containing starting material is supplied to a roll forming installation (17) and is roll formed to create a rolled shape (14), and during the roll forming (4, 6), a reshaping process (5) takes place. Said method and installation ensure that the cross-section of the rolled shape is modified by means of the reshaping process (5). Modification of the cross-section is especially important for structural and safety components and for post structures, longitudinal and transversal profiled elements, such as lateral impact carriers, bumpers, post reinforcing elements, longitudinal and transversal carriers, substructures and roof frames.

Description

Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen und Walzprofilieranlage zum Profilieren von metallhaltigen Bau- teilen Process for the production of metal-containing components and roll forming system for profiling metal-containing components
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von me- tallhaltigen Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Walzprofilieranlage zum Profilieren von metallhaltigen Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.The invention relates to a method for producing metal-containing components according to the preamble of patent claim 1 and to a roll profiling system for profiling metal-containing components according to the preamble of patent claim 8.
Hinreichend bekannt ist die Herstellung von Bauteilen mit langgestreckten Profilen mittels konventionellem Tiefziehen. Hierbei ist für jede Bauteilvariante ein separates dafür geeignetes Tiefziehwerkzeug notwendig. Verfahrensbedingt bestehen beim Tiefziehen Formgebungsgrenzen, wie z.B. begrenzte Ziehtiefe, komplexe Bauteilgeometrien, Realisierung von Hinterschnitten. Die Verarbeitung höherfester Stähle, vorzugsweise mit einer Zugfestigkeit bis zu 1500 N/mm2, erweist sich beim Tiefziehen metallischer Bauteilen, insbesondere Trägerstrukturen, als problembehaftet, da diese erhöhte Streckgren- zen und reduzierte Bruchdehnungen aufweisen, wodurch zum einen erhöhte Umformkräfte erforderlich sind und zum anderen die verformten metallischen Bauteile stärker elastisch zurückfedern.The production of components with elongated profiles by means of conventional deep drawing is well known. A separate deep-drawing tool is required for each component variant. Due to the process, there are molding limits in deep drawing, such as limited depth of drawing, complex component geometries, and undercuts. The processing of high-strength steels, preferably with a tensile strength of up to 1500 N / mm 2 , proves to be problematic when deep-drawing metallic components, in particular support structures, since these have increased yield strengths and reduced elongation at break, which on the one hand requires increased forming forces and on the other others spring back the deformed metallic components more elastically.
Aus der Druckschrift DE 101 20 063 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung von metallischen Bauteilen für Kraftfahrzeuge mittels Walzprofilieren bekannt, bei welchem Bauteile aus in Bandform bereitgestelltem Ausgangsmaterial mit durchgehend gleichem Profilquerschnitt, insbesondere einem U-förmigen Profilquerschnitt, während des Walzprofilierens gebogen werden. Diese Bauteile erweisen sich für komplexe Fahrzeugtragstrukturen als ungeeignet. Diese Druckschrift wurde zur Bildung der Oberbegriffe herangezogen.From document DE 101 20 063 C2, a method for producing metallic components for motor vehicles by means of roll profiling is known, in which components made of starting material provided in strip form with a consistently identical profile cross-section, in particular a U-shaped one Profile cross-section, are bent during roll forming. These components prove to be unsuitable for complex vehicle support structures. This document was used to form the generic terms.
Ein Verfahren zum partiellen Walzprofilieren mit einer vorgeschalteten oder integrierten Schneidvorrichtung zum Trennen, insbesondere Stanzen, von langgestreckten Ausgangsmaterialien und Erzeugung einer Querschnittsänderung des Bauteilhohlpro- fils durch Beschnitt, ist aus der Druckschrift DE 197 49 902 AI bekannt. Dabei weist das Bauteilhohlprofil eine unterbrochene Bauteiloberfläche mit einer verminderten Torsions- und Biegesteifigkeit auf. Aufgrund der verminderten Steifigkeit des mittels diesem Trennverfahren hergestellten Bauteils er- weist sich dieses Verfahren als ungeeignet für Struktur- und Sicherheitsbauteile. Weiterhin führt die Verarbeitung mittels Stanzen von hochfesten Stählen zu einem erhöhten Verschleiß des Stanzwerkzeugs, was zu erhöhten Werkzeugkosten und Rüstzeiten führt und den Bearbeitungsprozess unwirtschaftlich macht. Die Bearbeitung des Walzprofils mittels Trennen, insbesondere Laserschneiden, erweist sich als unvorteilhaf für Sicherheitsbauteile, da beim Laserschneiden unvermeidbare Gefügeveränderungen im hochbeanspruchten Randbereich des Profils auftreten, die sich negativ auf die Bauteilfestigkeit unter schwingender Beanspruchung auswirken.A method for partial roll profiling with an upstream or integrated cutting device for separating, in particular punching, elongated starting materials and producing a change in cross section of the hollow component profile by trimming is known from the publication DE 197 49 902 AI. The hollow component profile has an interrupted component surface with reduced torsional and bending rigidity. Because of the reduced stiffness of the component produced by means of this separation process, this process proves to be unsuitable for structural and safety components. Furthermore, the processing by punching high-strength steels leads to increased wear of the punching tool, which leads to increased tool costs and set-up times and makes the machining process uneconomical. The processing of the rolled profile by means of cutting, in particular laser cutting, proves to be disadvantageous for safety components, since inevitable structural changes occur in the highly stressed edge region of the profile during laser cutting, which have a negative effect on the component strength under vibrating stress.
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schaffung von formsteifen Bauteilen anzugeben sowie eine Vorrichtung zum Profilieren besonders stabiler Bauteile bereitzustellen.Based on this prior art, the present invention is based on the object of specifying a method for creating dimensionally stable components and of providing a device for profiling particularly stable components.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren und des Anspruchs 8 in Bezug auf die zu schaffende Walzprofilieranlage gelöst.This object is achieved with the features of claim 1 in relation to the method according to the invention and of claim 8 in relation to the roll forming system to be created.
Die erfindungsgemäße Lösung ist gegeben durch ein Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen, insbesondere von Fahrzeugtragstrukturen, bei welchem ein metallhaltiges Ausgangsmaterial einer Walzprofilieranlage zugeführt und zu einem Walzprofil walzprofiliert wird, wobei während des Walz- profilierens ein Umformen derart stattfindet, dass mittels des Umformens der Walzprofilquerschnitt verändert wird.The solution according to the invention is provided by a method for producing metal-containing components, in particular of vehicle support structures, in which a metal-containing starting material is fed to a roll profiling system and roll profiled to a roll profile, wherein during roll profiling, forming takes place in such a way that the roll profile cross section is changed by means of the forming.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung von Bauteilen mit über der Länge, in der Höhe und/oder in der Breite veränderten Walzprofilquerschnitt mit- tels kontinuierlichem oder diskontinuierlichem Walzprofilieren und mittels integriertem Umformen. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Querschnittsänderung durch Umformen eingebracht, damit wird eine Reduzierung der Torisons- und Biegesteifigkeit gegenüber einem mittels Trennen hergestell- ten Bauteil vermieden. Hierzu ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von Bauteilen mit sehr guten Stru- kureigenschaften im hochbeanspruchten Randbereich des Bau- teilquerschnitts, die sich positiv auf die Bauteilfestigkeit unter schwingender Beanspruchung auswirken.A major advantage of the method according to the invention is the production of components with a rolled profile cross section that changes over the length, height and / or width by means of continuous or discontinuous roll profiling and by means of integrated forming. In the method according to the invention, a cross-sectional change is introduced by reshaping, so that a reduction in the torsional and bending rigidity compared to a component produced by cutting is avoided. For this purpose, the method according to the invention enables the production of components with very good structural properties in the highly stressed edge area of the component cross section, which have a positive effect on the component strength under vibrating stress.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung von Struktur- und Sicherheitsbauteilen aus hoch- und höherfesten Stählen, vorzugsweise mit einer Zugfestigkeit bis 1700 N/mm2, die den Sicherheitsanfor- derungen im Kraftfahrzeugbau gerecht werden. In der Regel handelt es sich bei den Struktur- und Sicherheitsbauteilen um dünnwandige, aus Stahlblech gefertigte Säulenstrukturen, Längs- und Querprofile, wie z.B. Seitenaufprallträger, Stoßfänger, Säulenverstärkungen, Längs- und Querträger, Boden- gruppe sowie Dachrahmen. Diese zeichnen sich durch eine hohe Maßhaltigkeit, geringere Toleranzen, die eine bessere Integration durch Fügen, insbesondere durch Laserschweißen, wie z.B. Anschweißen einer Bodengruppe an einen Längsträger, gewährleisten.Another important advantage of the method according to the invention is the production of structural and safety components from high-strength and high-strength steels, preferably with a tensile strength of up to 1700 N / mm 2 , which meet the safety requirements in motor vehicle construction. As a rule, the structural and safety components are thin-walled column structures made of sheet steel, longitudinal and cross profiles, such as side impact beams, bumpers, column reinforcements, longitudinal and cross beams, floor assembly and roof frame. These are characterized by a high degree of dimensional accuracy and lower tolerances, which ensure better integration by joining, in particular by laser welding, such as welding a floor assembly to a side member.
Insbesondere Karosseriestrukturen, beispielsweise Trägerstrukturen, müssen häufig an die Einbaustelle, insbesondere zur Anpassung an die Schweißverbindungsstelle, im Querschnitt angepasst werden, so dass sie über ihren Längsverlauf kein gleichbleibender Querschnitt aufweisen. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Trägerstrukturen derart herge- stellt, dass der Walzprofilquerschnitt verändert wird.In particular, body structures, for example support structures, often have to be installed, in particular to adapt to the welded joint, be adjusted in cross-section so that they do not have a constant cross-section over their longitudinal course. Using the method according to the invention, support structures are produced in such a way that the rolled profile cross section is changed.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu den insbesondere mittels konventionellem Tiefziehen hergestellten Bauteilen aus langgestreckten Profilen, ist im Wesentlichen die bessere Maßgenauigkeit während der Herstellung von langgestreckten Bauteilen.An essential advantage of the method according to the invention in comparison to the components made from elongated profiles, in particular by means of conventional deep drawing, is essentially the better dimensional accuracy during the production of elongated components.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren werden die Verfahrensschritte Walzpro- filieren, Umformen und Walzprofilieren nacheinander durchlaufen.In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, the process steps of roll profiling, forming and roll profiling are carried out in succession.
Das Walzprofilieren ist den herkömmlichen Herstellungsverf hren zum Kaltprofilieren, wie z.B. Gesenk- oder Schwenkbiegen, aufgrund der niedrigen Fertigungszeiten deutlich überlegen. Sowohl durch die hohe Ausbringungsmenge pro Zeit als auch durch die geringen Werkzeugkosten im Vergleich zum Tiefziehen, werden die Fertigungszeiten deutlich reduziert. Deswegen ergibt sich im Bereich mittlerer bis großer Losgrößen eine hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.Roll forming is the conventional cold forming process such as Die or swivel bending, clearly superior due to the short production times. The production times are significantly reduced both by the high output quantity per time and by the low tool costs compared to deep drawing. For this reason, the process is highly economical in the area of medium to large batch sizes.
Dadurch, dass das metallhaltige Ausgangsmaterial vorzugsweise zunächst gerichtet und danach markiert wird bevor es dann dem Walzprofiliervorgang zugeführt wird und anschließend durch ein U formprozess verformt wird und danach wieder walzprofiliert wird, wird erreicht, dass mittels des Walzprofilierens mit dem integrierten Umformen ein Bauteil mit über seinem Längsverlauf veränderten Walzprofilquerschnitt hergestellt werden kann, das exakt an den späteren Verwendungszweck ange- passt ist. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Herstellung des Walzprofils und die Herstellung des veränderten Walzprofilquerschnitts in einem Arbeits- gang zeitsparend ohne Zwischenlagerung und die damit verbundenen Logistikkosten.The fact that the metal-containing starting material is preferably first straightened and then marked before it is then fed to the roll forming process and then deformed by a shaping process and then roll profiled again, means that roll forming with the integrated shaping means that a component with above it Longitudinal profile changed rolled profile cross-section can be produced, which is precisely adapted to the later use. In this advantageous embodiment of the invention, the production of the rolled profile and the production of the modified rolled profile cross section takes place in one working step. time-saving process without intermediate storage and the associated logistics costs.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die nacheinanderfolgenden Verfahrensschritte in einer kompakten Vorrichtung durchgeführt werden können, die sich als besonders wirtschaftlich erweist.A major advantage of the method according to the invention is that the successive method steps can be carried out in a compact device which has proven to be particularly economical.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorge- sehen, dass die Walzprofilieranlage mit der Umformvorrichtung im diskontinuierlichen Betrieb angesteuert wird.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the roll forming system with the forming device is controlled in discontinuous operation.
Ein Vorteil von dieser Ausgestaltungsform ist das Anbringen komplexer Walzprofilquerschnittsvariationen an dafür vorgese- henen Bauteilbereichen mit unterschiedlichen Bauteillängen. Dabei wird die Walzprofilieranlage derart gesteuert, dass der zu verändernde Bauteilbereich in der Umformvorrichtung umgeformt wird. Um das Umformen durchführen zu können, wird die Walzprofilieranlage vorzugsweise für ein bis zwei Sekunden angehalten, dabei wird das Walzprofil umgeformt und im An- schluss findet das weitere Walzprofilieren statt. Vorteilhaft erweist sich dabei die Integration des Umformens in den Walzprofilierprozess, wobei der Walzprofiliervorgang konventionell durchzuführen ist oder aber als flexibler Rollprofilier- Vorgang ausgeführt werden kann.One advantage of this embodiment is the attachment of complex rolled profile cross-section variations to the component areas provided for this purpose with different component lengths. The roll forming system is controlled in such a way that the component area to be modified is formed in the forming device. In order to be able to carry out the forming, the roll profiling system is preferably stopped for one to two seconds, the rolled profile is formed and the further roll profiling then takes place. The integration of the forming process into the roll forming process has proven to be advantageous, the roll forming process being carried out conventionally or as a flexible roll profiling process.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Walzprofil zur Änderung des Querschnittes kalt umgeformt.In another advantageous embodiment of the method according to the invention, the rolled profile is cold formed in order to change the cross section.
Eine derartige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat den wesentlichen Vorteil gegenüber einer herkömmlichen Warmumformung, insbesondere gegenüber einer Vergütung mit anschließendem Walzprofilieren, dass zum einen niedrigere Pro- zeßkosten verursacht werden und zum anderen eine erhöhte plastische Restdehnung aufgrund eines duktileren Werkstoffzustandes vorliegt. Zusätzlich weisen die nach dem erfindungs- gemäßen Verfahren hergestellten Bauteile gegenüber den mittels einer herkömmlichen Warmumformung hergestellten Bauteile, eine höhere Maßgenauigkeit auf, wodurch eine im kalten Zustand durchzuführende Kalibrierung der Bauteile entfällt. Beispielsweise müssen Träger oder A- , B-, C- oder D-Säulenstrukturen im Kraftfahrzeugbau mit hoher Qualität und damit hoher Maßgenauigkeit in hoher Stückzahl hergestellt werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine hohe Maßhaltigkeit und eine bessere Verbaubarkeit im Rohbau gewähr- leistet.Such an embodiment of the method according to the invention has the essential advantage over conventional hot forming, in particular over tempering with subsequent roll profiling, that on the one hand lower process costs are caused and on the other hand there is an increased residual plastic strain due to a more ductile material condition. In addition, according to the invention Component manufactured according to the method compared to the components produced by means of conventional hot forming, a higher dimensional accuracy, whereby a calibration of the components to be carried out in the cold state is not necessary. For example, supports or A-, B-, C- or D-pillar structures in motor vehicle construction have to be manufactured with high quality and thus high dimensional accuracy in large numbers. By means of the method according to the invention, a high degree of dimensional accuracy and better installation ability in the body-in-white is guaranteed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Umformen gesickt und/oder auf Zug und/oder Druck, insbesondere tiefgezogen und/oder streck- gezogen, umgeformt.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, beads are formed during forming and / or formed under tension and / or pressure, in particular deep-drawn and / or stretch-drawn.
Hierbei ist es vorteilhaft, dass mit dem integrierten Zug- und/oder Druckumformverfahren, insbesondere mittels Tiefziehen, über einen konstanten Profilquerschnitt komplexe Quer- schnittsänderungen in gewünschten Bauteilbereichen eingebracht werden können, wobei die Wandstärken der Bauteile nahezu unverändert bleiben. Besonders vorteilhaft erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, dass sich nach den ersten Walzprofilieren und vor dem weiteren Walzprofilierer metallhaltige Ausgangsmaterialien, insbesondere höherfeste Stähle, ohne negative Beeinträchtigungen der mechanischen Eigenschaften des umzuformenden Bauteils tiefziehen lassen. Somit gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren eine Umformung zu komplexen, besonders formsteifen Bauteilen.It is advantageous here that with the integrated tensile and / or pressure forming process, in particular by means of deep drawing, complex cross-sectional changes can be introduced in desired component areas over a constant profile cross-section, the wall thicknesses of the components remaining almost unchanged. The method according to the invention proves to be particularly advantageous in that, after the first roll profiling and before the further roll profiler, metal-containing starting materials, in particular high-strength steels, can be deep-drawn without negative effects on the mechanical properties of the component to be formed. The method according to the invention thus ensures that it is formed into complex, particularly dimensionally stable components.
Alternativ oder additiv zu dieser Ausgestaltung können mittels Streckziehen Bauteile mit veränderten Endabmessunger hergestellt werden, die über einen konstanten Profilquerschnitt komplexe Querschnittsänderungen in gewünschten Bau- teilbereichen und zusätzlich reduzierte Wandstärken aufweisen. Die Kombination von Streckziehen mit Tiefziehen erlaubt großflächige unsymmetrische Bauteile herzustellen. Alternativ oder additiv dazu werden mittels vorzugsweise in dem Walzprofilierprozess integriertem Sicken, Bauteile hergestellt, die sowohl variable Querschnittsänderungen als auch in gewünschten Bauteilbereichen geometrisch geformte Versteifungen (Sicken) aufweisen.As an alternative or in addition to this embodiment, components with changed final dimensions can be produced by stretch drawing, which have complex cross-sectional changes in the desired component areas and additionally reduced wall thicknesses over a constant profile cross section. The combination of stretch drawing with deep drawing allows large-area, asymmetrical components to be produced. As an alternative or in addition to this, components are produced by means of beads which are preferably integrated in the roll forming process and which have both variable cross-sectional changes and geometrically shaped stiffeners (beads) in the desired component areas.
Eine derartige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat den weiteren Vorteil, dass die mittels Tiefziehen und/oder Streckziehen und/oder Sicken bearbeiteten Bauteilbereiche nicht in einem einzigen Schritt, sondern stufenweise umgeformt werden können, um einen umformgünstigen Gefügezu- stand über dem Querschnitt des Bauteils einzustellen.Such an embodiment of the method according to the invention has the further advantage that the component areas processed by means of deep drawing and / or stretch drawing and / or beads cannot be reshaped in a single step, but in steps, in order to set a deformable structural state over the cross section of the component.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Walzprofil mittels einer Umformvorrichtung lokal und damit räumlich begrenzt, d.h. nicht ü- ber die ganze Länge des Bauteils, umgeformt.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the rolled profile is limited locally and thus spatially by means of a shaping device, i.e. not formed over the entire length of the component.
Der Vorteil dieser Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßenThe advantage of this embodiment of the invention
Verfahrens liegt daran, dass beispielsweise durch das örtlich begrenzte Umformen langgestreckte Bauteile mit einer reduzierten Blechdicke in Zonen geringerer Belastung und mit einer gegebenenfalls leicht erhöhten Blechdicke in Zonen hoher Belastung hergestellt werden können.The method is based on the fact that, for example, the locally limited reshaping enables elongated components with a reduced sheet thickness to be produced in zones with lower loads and with a possibly slightly increased sheet thickness in zones with high loads.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich in Abhängigkeit der Anforderungen der Einbaustelle für gewünschte Bauteile einen funktionsgemäßen Querschnitt vorzusehen. Dabei findet die lokale Umformung des Walzprofils genau in dem gewünschten Bauteilbereich statt, sodass "maßgeschneiderte Bauteile" hergestellt werden können.The method according to the invention makes it possible, depending on the requirements of the installation location, to provide a functional cross section for desired components. The local forming of the rolled profile takes place exactly in the desired component area, so that "tailor-made components" can be produced.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt ebenfalls darin, dass mittels des lokalen örtlich begrenzten UmformensThe advantage of the method according to the invention is also that by means of the local, locally limited forming
Bauteile wie Längsträger-, Querträger- und Säulenstrukturen, die einander ähnlich sind, aber unterschiedliche Längen aufweisen, einfacher herstellbar sind.Components such as side member, cross member and column structures, that are similar to each other, but have different lengths, are easier to manufacture.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver- fahrens werden als Ausgangsmaterial höherfeste Stähle und/oder Tiefziehstähle und/oder Ti-Legierungen und/oder Ni- Legierungen und/oder metallhaltige Kompositwerkstoffe verwendet.In a preferred embodiment of the method according to the invention, high-strength steels and / or deep-drawing steels and / or Ti alloys and / or Ni alloys and / or metal-containing composite materials are used as the starting material.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Verwendung von hoch- und/oder höherfester Stähle als Ausgangsmaterial, die walzprofiliert, danach umgeformt zu einem Walzprofil mit einem variablen Querschnitt und anschließend weiter walzprofiliert werden können. Neben einer Gewichtsreduzierung haben diese Werkstoffe den Vorteil, dass weniger Einbauraum benötigt wird und andererseits die steigenden Sicherheitsanforderungen im Kraftfahrzeugbau im Bereich von Struktur- und Sicherheitsbauteilen erfüllt werden können.An advantage of the method according to the invention is the use of high-strength and / or high-strength steels as the starting material, which can be roll-profiled, then formed into a rolled section with a variable cross-section and then further rolled-profiled. In addition to reducing weight, these materials have the advantage that less installation space is required and, on the other hand, the increasing safety requirements in motor vehicle construction in the area of structural and safety components can be met.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung von Trägerstrukturen aus Werksoffen, die mittels konventionellem Tiefziehen nicht umformbar sind. Insbesondere höherfesten Stähle (s.g. Leichtbaustähle), vorzugsweise aus der Gruppe der Mehrphasenstähle, wie beispielsweise Dualphasenstähle (DP-Stähle) , Complexphasenstähle (CP- Stähle) , Martensitphasenstähle (MS-W-Stähle) oder Restauste- nitstähle (Transformation induced plasticity-TRIP-Stähle) , die herkömmlich mittels konventionellem Tiefziehen nicht umgeformt werden können, eignen sich hervorragend für das Walz- profilieren mit integriertem Tiefziehen. Diese Stähle zeigen besonders günstige Verfestigungseigenschaften in Bezug auf das Umformbarkeits-Festigkeitsverhältnis. Die Festigkeitssteigerung dieser Stähle wird dadurch erzielt, dass harte Phasen in einer duktilen Werkstoffmatrix eingebracht werden. Charakteristisch für diese Stähle ist das zusätzlich zu der Verfestigung überlagerte "Bake-Hardening" -Potential, das mit der zunehmenden Umformung größer wird. Die sehr hohe Verfes- tigung dieser Stähle bei hoher Ausgangsfestigkeit ist besonders vorteilhaft für das Crash-Verhalten. Somit erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine Steigerung der Festigkeit in gewünschten Bauteilbereichen auch durch die Wahl eines geeig- neten Werkstoffs, ohne dass beispielsweise eine kostenintensive Wärmebehandlung benötigt wird.A major advantage of the method according to the invention is the production of support structures from material which cannot be formed by means of conventional deep drawing. In particular, high-strength steels (so-called lightweight steels), preferably from the group of multi-phase steels, such as dual-phase steels (DP steels), complex phase steels (CP steels), martensite phase steels (MS-W steels) or residual austenite steels (transformation induced plasticity-TRIP- Steels), which cannot be formed by conventional deep drawing, are ideal for roll forming with integrated deep drawing. These steels show particularly favorable hardening properties in relation to the formability-strength ratio. The increase in strength of these steels is achieved by introducing hard phases in a ductile material matrix. Characteristic of these steels is the "bake hardening" potential superimposed on the hardening, which increases with the increasing forming. The very high level of Cleaning these steels with a high initial strength is particularly advantageous for the crash behavior. The method according to the invention thus allows the strength in the desired component areas to be increased even by the choice of a suitable material, without, for example, requiring expensive heat treatment.
Alternativ oder additiv dazu können erfindungsgemäß Tiefziehstähle in Struktur- und Sicherheitsbauteilen zum Einsatz kom- men, da sie über einen niedrigen Kohlenstoff-Gehalt auch ein feinkörniges, möglichst texturarmes Gefüge verfügen und eine Dehngrenze ohne Fließbereich aufweisen.As an alternative or in addition to this, deep-drawing steels can be used according to the invention in structural and safety components, since they have a low carbon content, a fine-grained structure which is as low in texture as possible and have an elastic limit without a flow area.
Ti-Legierungen oder Ni-Legierungen eignen sich mit herkömmli- chen Umformverfahren nur mäßig zum Verformen. Dennoch können diese mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens umformtechnisch verarbeitet werden. Mit diesem Verfahren lassen sich / auch Mg- oder AI-Legierungen umformen.Ti alloys or Ni alloys are only moderately suitable for forming with conventional forming processes. Nevertheless, these can be processed using the method according to the invention. This process can also be used to form Mg or Al alloys.
Querträger, hergestellt aus Mg-Legierungen, sind gegenüber entsprechenden Trägern aus Stahl, trotz niedrigerem E-Modul und Festigkei skennwerten der Mg-Legierungen, leichter.Cross beams made of Mg alloys are lighter than corresponding steel beams, despite the lower modulus of elasticity and strength values of the Mg alloys.
Es ist denkbar metallhaltige Kompositwerkstoffe für Struktur- und Sicherheitsbauteile anzuwenden. Der Vorteil dieser Werkstoffe besteht darin, dass sie "maßgeschneidert" für die Bauteile eingesetzt werden können, sodass Verstärkungen nur ir den gewünschten Bauteilbereichen eingebracht werden können.It is conceivable to use metal-containing composite materials for structural and safety components. The advantage of these materials is that they can be used "tailor-made" for the components, so that reinforcements can only be introduced in the desired component areas.
Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Verwendung hδherfesten Stähle. Typischerweise sind aber diese spröder, ihre Verformbarkeit (Duktilität) sinkt in dem Maße, wie sich ihre Festigkeit erhöht. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Umformung solcher Stähle bei einem geeigneter Duktilitäts/Festigkeits-Verhalten. Durch die höhere Festigkeit können zudem Bauteile bei gleicher Stabilität - und damit Sicherheit - mit weniger Material gefertigt werden. Die erhöhte Verformbarkeit gestattet darüber hinaus eine einfachere Herstellung komplex geformter Bauteile, wie zum Beispiel von Trägerstrukturen.The use of high-strength steels is advantageous in the method according to the invention. Typically, however, these are more brittle and their ductility decreases as their strength increases. The method according to the invention allows such steels to be shaped with suitable ductility / strength behavior. Due to the higher strength, components with the same stability - and thus safety - can also be manufactured with less material. The In addition, increased deformability enables complex components, such as support structures, to be manufactured more easily.
Ein zentrales Anliegen der Automobilindustrie ist die Reduzierung des Treibstoffverbrauchs über die Senkung des Fahrzeugsgewichts bei unveränderter Sicherheit, insbesondere Crashsicherheit, - durch die Konstruktion von leichterer Fahrzeugen kann dies gelingen. Einsparpotenziale bieten hier- bei höherfeste Stähle, da durch die erhöhte Festigkeit weniger Material bei gleicher Formstabilität eingesetzt werder kann.A central concern of the automotive industry is the reduction of fuel consumption by lowering the weight of the vehicle with unchanged safety, in particular crash safety - this can be achieved through the construction of lighter vehicles. Saving potential offers high-strength steels, since the increased strength means that less material can be used with the same dimensional stability.
Durch den erfindungsgemäßen Walzprofilierprozess mit integ- riertem Umformen können höherfeste Stähle verformt werden. Das Umformen der Stähle wird erfindungsgemäß irtschaf liclr ausgestaltet, in dem alle Verfahrensschritte auf einer Anlage erfolgen können. Dadurch werden die Fertigungszeiten der Bauteile reduziert.High-strength steels can be deformed by the roll forming process according to the invention with integrated forming. The shaping of the steels is designed according to the invention in which all process steps can be carried out on one system. This reduces the manufacturing times of the components.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Walzprofilieranlage zum Profilieren von metallhaltiger Bauteilen mit mindestens einer integrierten Vorrichtung zur Umformen, wobei diese Vorrichtung geeignet ist, den Walzpro- filquerschnitt , insbesondere lokal, zu verändern.Another object of the present invention relates to a roll profiling system for profiling metal-containing components with at least one integrated device for shaping, this device being suitable for changing the roll profile cross section, in particular locally.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage besteht darin, dass alle Verfahrensschritte auf einer einzigen Anlag« durchführbar sind, wodurch es zu einer Erhöhung der Ausbrin- gung (Produktmengenerhöhung) und zu einer Zeiteinsparung kommen kann. Eine hohe Ausbringungsmenge pro Zeit ergibt ein« hohe Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage, wobei die Walzprofilieranlage konventionell ausgestaltet ist oder aber als flexible Rollprofilieranlage ausges- taltet werden kann. In den herkömmlichen Walzprofilieranlager wird die Wirtschaftlichkeit jedoch beschränkt durch den hoher Rüst- und Einstellaufwand der Werkzeugsätze. Dies gilt insbe- sondere bei kleinen Losgrößen. Die Ursache für den hohen Rüst- und Einstellaufwand ist in der herkömmlichen Anlagentechnik begründet, die bei Umstellung auf die Fertigung eines anderen Profils in der Regel einen Werkzeugwechsel bei allen Gerüsten erforderlich macht und hohe Einstellzeiten verursachen, die wiederum die Produktivität des Verfahrens negativ beeinträchtigen .An advantage of the roll profiling system according to the invention is that all process steps can be carried out on a single system, which can result in an increase in output (increase in product quantity) and in a time saving. A high application rate per time results in a high economic efficiency of the roll profiling system according to the invention, the roll profiling system being conventionally designed or can be designed as a flexible roll profiling system. In conventional roll forming systems, however, the cost-effectiveness is limited by the high set-up and adjustment effort for the tool sets. This applies in particular especially for small lot sizes. The reason for the high set-up and setting effort is due to the conventional system technology, which when changing to the production of a different profile usually requires a tool change for all stands and cause long setting times, which in turn adversely affect the productivity of the process.
Der Gegenstand der Erfindung zeigt den wesentlichen Vorteil, dass Bauteile mit stark voneinander abweichenden Querschnittsänderungen in einer einzigen Walzprofilieranlage mit einer integrierten Umformvorrichtung lokal umgeformt werden können. Dabei entfällt der Transport der walzprofilierten Bauteile zu einer separaten Umformstraße. Das bekannte Logis- tikproblem, das mit konventionellen Walzprofilieranlagen verbunden ist, entfällt nach dieser Erfindung.The object of the invention shows the essential advantage that components with greatly differing cross-sectional changes can be locally reshaped in a single roll forming system with an integrated reshaping device. There is no need to transport the roll-formed components to a separate forming line. The known logistics problem associated with conventional roll forming systems is eliminated according to this invention.
Ein weiterer Vorteil der^ erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage im Vergleich insbesondere zu einer Biegevorrichtung zum Profilbiegen langgestreckter Bauteile besteht darin, dass mittels der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage mit einer integrierten Umformvorrichtung Walzprofile mit komplexen Profilquerschnitten walzprofiliert werden, wie z. B. Walzprofile mit Verjüngungen oder Walzprofile, bei denen sich beispiels- weise die komplette Bauteilflanke verschiebt, wobei der Winkel der Bauteilflanke erhalten bleibt. Dies ermöglicht die integrierte Fertigung von sehr stabilen Struktur- und Sicher- heitsbauteilen.Another advantage of the invention compared ^ roll forming in particular to a bending device for bending elongated profile components is to be roll formed by the roll forming according to the invention with an integrated reforming device rolled profiles with complex profile cross-sections such. B. rolled profiles with tapers or rolled profiles in which, for example, the entire component flank shifts, the angle of the component flank being retained. This enables the integrated manufacture of very stable structural and safety components.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Walzprofilieranlage ist die integrierte Vorrichtung zum Umformen parallel zur Transportrichtung des zu profilierenden Bauteils verschiebbar ausgestaltet.In an advantageous embodiment of the roll profiling system, the integrated device for shaping is designed to be displaceable parallel to the transport direction of the component to be profiled.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist das Anbringen komplexer Querschnittsvariationen in dafür vorgesehenen Bauteilbereichen, wobei die Bauteile unterschiedliche Bauteillängen aufweisen können. Dabei ist die erfindungsgemäße Walzprofilieranlage derart ansteuerbar, dass der im Querschnitt zu verändernde Bauteilbereich in der Umformvorrichtung, vorzugsweise in einer Tiefziehvorrichtung, verformbar ist. Um der Umformvorgang durchführen zu können, wird die Walzprofilieranlage bevorzugt für ein bis zwei Sekunden angehalten, dabei wird das Bauteil umgeformt und im Anschluss findet das weitere Walzprofilieren statt. Vorteilhaft erweist sich dabei die Integration der Umformvorrichtung in der Walzprofilieranlage, wobei der Walzprofiliervorgang in der Walzprofilieranlage konventionell durchzuführen ist oder aber als flexibler Rollprofiliervorgang ausgeführt werden kann.An advantage of this embodiment is the application of complex cross-sectional variations in component areas provided for this purpose, the components having different component lengths can have. The roll forming system according to the invention can be controlled in such a way that the component area to be changed in cross section can be deformed in the forming device, preferably in a deep-drawing device. In order to be able to carry out the shaping process, the roll profiling system is preferably stopped for one to two seconds, the component is deformed and the further roll profiling then takes place. The integration of the forming device in the roll profiling system has proven to be advantageous, the roll profiling process in the roll profiling system being carried out conventionally or else as a flexible roll profiling process.
Ferner kann die Umformvorrichtung derart in Transportrichtunc des zu profilierenden Bauteils verschoben werden, dass auf dem selben Walzprofil mehrfach Querschnittänderungen einbringbar sind. Des Weiteren kann der Abstand der Quer- Schnittsänderungen zueinander variierbar gestaltet werder derart, dass Bauteile gleicher Länge in unterschiedlicher Bauteilbereichen Querschnittsveränderungen aufweisen. Die verschiebbare Ausgestaltung der Vorrichtung zum Umformen ermöglicht durch die Flexibilität der Anlage eine kostengünstige Fertigung, wodurch die Anlage wirtschaftlich ist.Furthermore, the forming device can be moved in the transport direction of the component to be profiled in such a way that multiple changes in cross-section can be introduced on the same rolled profile. Furthermore, the distance between the cross-sectional changes to one another can be made variable such that components of the same length in different component areas have cross-sectional changes. The displaceable design of the device for shaping enables cost-effective production due to the flexibility of the system, which makes the system economical.
Die Umformvorrichtung kann aber auch räumlich getrennt vor einem ersten Teil der Walzprofilieranlage angeordnet sein, sc dass als erstes ein Walzprofilierprozess durchgeführt wirc und anschließend davon getrennt der Umformvorgang stattfindet, wobei im Anschluss in einem weiteren Teil der Walzprofi- lieranlage der abschließende Walzprofilierprozess abläuft.However, the shaping device can also be arranged spatially separately in front of a first part of the roll profiling system, such that a roll profiling process is carried out first and then the forming process takes place separately, the subsequent roll profiling process then taking place in a further part of the roll profiling system.
Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Walzprofilieranlage eine Herstellung von modularen Bauteilen mit unterschiedlichen Walzprofilquerschnitten auf einer Walzprofilier- anläge ohne die Verwendung eines zusätzlichen Werkzeuges. Erst durch die Verwendung des Fertigungsschrittes Walzprofilieren können Bauteile modular hergestellt, werden. Somit sine ähnliche Bauteile, welche sich beispielsweise nur in der La ge unterscheiden ohne Rüstvorgänge und separate Werkzeugsät durch entsprechendes Ablängen am Ende der Walzpro ilieranla herstellbar. Darüber hinaus führt die modulare Fertigung einer Senkung der Fertigungskosten und zu einer gegenüber e ner Fertigung mit einer konventionellen Tiefziehanlage erhö! ten Wirtschaftlichkeit.In addition, the roll profiling system according to the invention enables the production of modular components with different roll profile cross sections on a roll profiling system without the use of an additional tool. Components can only be manufactured in a modular fashion by using the roll forming process step. So sine Similar components, which differ, for example, only in their position, can be produced without set-up processes and separate tool sets by cutting to length at the end of the rolling profile system. In addition, the modular production leads to a reduction in production costs and to an increase compared to production with a conventional deep-drawing system! economic efficiency.
Es ist auch möglich, die Umformvorrichtung starr mit d< Walzprofilieranlage zu verbinden.It is also possible to rigidly connect the forming device to d <roll profiling system.
Alternativ zu dieser Ausführungsform ist es möglich die ii tegrierte Umformvorrichtung in der Walzprofilieranlage qu< zur Transportrichtung des zu profilierenden Bauteils ve: schiebbar auszugestalten.As an alternative to this embodiment, it is possible to design the integrated forming device in the roll profiling system qu <to the direction of transport of the component to be profiled.
Hierdurch ist gewährleistet, dass mittels der erfindungsgemi ßen Anlage insbesondere Bauteile, die keine spiegelsymmetr: sehen Geometrien in Bezug auf die Längsachse aufweisen, he: stellbar sind.This ensures that, in particular, components that do not have mirror-symmetrical geometries with respect to the longitudinal axis can be set using the system according to the invention.
Darüber hinaus ist diese Ausführungsform besonders für inte rierte Umformvorrichtungen mit kleineren Umformwerkzeuge zweckmäßig.In addition, this embodiment is particularly useful for integrated forming devices with smaller forming tools.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Walzprofilieranla ge ist alternativ oder additiv die integrierte Vorrichtur zum Umformen seitlich in der Ebene der Horizontalen in eine senkrechten Winkel gegenüber der Transportrichtung des 2 profilierenden Bauteils parallel verschiebbar angebracht.In an advantageous embodiment of the roll profiling system, alternatively or additively, the integrated device for shaping is laterally displaceably mounted parallel to one another in the plane of the horizontal in a vertical angle relative to the transport direction of the profiling component.
Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass seitliche Abdrück mit komplexen Geometrien in das Walzprofil einbringbar sine Somit sind seitliche Querschnittsveränderungen in Walzprofi len darstellbar, die mittels herkömmlich angeordneten Tief ziehvorrichtungen nicht herstellbar sind. Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Walzprofilieranlag* die modulare Herstellung von Bauteilen mit komplexen Walzpro filquerschnitten auf einer Walzprofilieranlage ohne die Ver wendung eines zusätzlichen Werkzeuges.This arrangement offers the advantage that lateral impressions with complex geometries can be introduced into the rolled profile. Thus, lateral cross-sectional changes can be represented in rolled profiles, which cannot be produced using conventionally arranged deep-drawing devices. Furthermore, the roll profiling system according to the invention * enables the modular production of components with complex rolling profiles on a roll profiling system without the use of an additional tool.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Walzprofilieranla ge mit integrierter Umformvorrichtung ist sie derart ansteu erbar, dass ein diskontinuierlicher Betrieb möglich ist.In an advantageous embodiment of the rolling profiling system with integrated forming device, it can be controlled in such a way that discontinuous operation is possible.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Walzprofilier anläge ist der diskontinuierliche Betrieb, mit dem in langge streckten walzprofilierten Bauteilen Querschnittsveränderun gen in verschiedenen Bauteilbereichen während des Profilie rens ohne einen Anlagenwechsel eingebracht werden können. Da bei sind die Zeiten der Ansteuerung in Abhängigkeit von de gewünschten Bauteilveränderung variier- und frei wählbar aus zugestalten.A major advantage of the roll forming plant according to the invention is the discontinuous operation, with which cross-sectional changes in various component areas can be introduced in the elongated, roll-formed components during the profiling process without a change of system. Here, the times of the control depending on the desired component change can be varied and freely selected.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Walzprofilieranlage bezieht sich darauf, dass die Vorrichtung zum Umformen eine Vorrichtung zum Sicken und/oder eine Vorrichtung zum Zug- und/oder Druckumformung, insbesondere Tiefziehumformung, darstellt.A further advantageous embodiment of the roll profiling system according to the invention relates to the fact that the device for forming is a device for beading and / or a device for tensile and / or pressure forming, in particular deep-drawing forming.
Ein Vorteil einer Walzprofilieranlage mit einer oder mehrere: integrierten Vorrichtungen zum Sicken liegt darin, dass mi der Vorrichtung Versteifungssicken nur in den Bereichen de; Walzprofils einbringbar sind, bei der eine hohe Steifigkei' erforderlich ist.An advantage of a roll forming system with one or more: integrated devices for beading is that with the device stiffening beads only in the areas de; Rolled profile can be introduced, in which a high rigidity is required.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass mittels der Vor richtung zum Tiefziehen in die Walzprofile komplexe Profil querschnitte derart einbringbar sind, dass sich nach dei Tiefziehen die komplette Bauteilflanke verschiebt, wobei de: Winkel der Bauteilflanke erhalten bleiben kann. In einer weiteren Ausführungsform der Walzprofilieranlage weist die integrierte Vorrichtung zum Umformen einen Stempel und einen Niederhalter, sowie insbesondere einen Innenstempel auf.It is particularly advantageous here that complex profile cross sections can be introduced into the rolled profiles by means of the deep-drawing device in such a way that the entire component flank shifts after deep-drawing, whereby the angle of the component flank can be retained. In a further embodiment of the roll forming system, the integrated shaping device has a punch and a hold-down device, and in particular an inner punch.
In besonderem Maße hat sich die erfindungsgemäße Walzprofilieranlage mit mindestens einer integrierten Tiefziehvorrich- tung dadurch bewährt, dass trotz des Tiefziehvorgangs in den Stahlwerkstoff ein Werkstofffließen, das charakteristisch für hohe Umformgrade während des Tiefziehens ist, nur in geringerem Maße im Bauteil zu beobachten ist.The roll forming system according to the invention with at least one integrated deep-drawing device has proven particularly useful in that, despite the deep-drawing process in the steel material, a material flow which is characteristic of high degrees of deformation during deep-drawing can only be observed to a lesser extent in the component.
Ein Vorteil der TiefZiehvorrichtung ist die Ausgestaltung deε Stempels, der mehrteilig auszugestalten ist derart, dass die Stempel eile zueinander verschiebbar sind. Hierdurch sind Abdrücke mit variablen Geometrien in das Walzprofil einbringbar. Diese Ausgestaltung des Stempels erweist sich als besonders wirtschaftlich, da dadurch die Rüstzeiten beim Werkzeugwechsel entfallen. Somit wird die Ausbringung der Anlage er- höht. Beim Tiefziehen wird der Stempel niedergefahren unc durch einen Niederhalter, der eine Faltenbildung verhindert, erzeugt in dem Walzprofil den gewünschten Querschnitt, wobei das Walzprofil auf einem Innenstempel positioniert ist. Dabei weist der Innenstempel die negative Form des gewünschten Bau- teilprofilquerschnitts auf.An advantage of the deep-drawing device is the design of the stamp, which is to be designed in several parts such that the stamps can be quickly moved relative to one another. As a result, impressions with variable geometries can be introduced into the rolled profile. This design of the stamp proves to be particularly economical since it eliminates the set-up times when changing the tool. This increases the output of the plant. During deep drawing, the punch is lowered and a hold-down device that prevents creasing creates the desired cross-section in the rolled profile, the rolled profile being positioned on an inner punch. The inner punch has the negative shape of the desired component profile cross section.
Nachfolgend werden die erfindungsgemäßen Gegenstände anhand von Ausführungsbeispielen und der Figuren 1 und 2 näher erläutert. Hierbei gehen aus den Figuren und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor. Dabei zeigen:The objects according to the invention are explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and FIGS. 1 and 2. Further features and advantages of the invention which are essential to the invention are evident from the figures and their description. Show:
Fig. 1 Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Walzprofilierprozesses Fig. 2 Schematische Darstellung einer Tiefziehvorrichtung Die Fig. 1 stellt schematisch eine beispielhafte Ausführungs form des erfindungsgemäßen Walzprofilierprozesses zum Walz profilieren 4 und 6 eines Ausgangsmaterials. Als Ausgangsma terial werden TRIP-Stähle als Coil 1 verwendet. Die TRIP Stähle sind sehr fest bei erhöhter Duktilität und durch da erfindungsgemäße Verfahren sind diese gut verformbar.Fig. 1 Schematic representation of the roll forming process according to the invention. Fig. 2 Schematic representation of a deep-drawing device Fig. 1 shows schematically an exemplary embodiment of the roll forming process according to the invention for rolling profiling 4 and 6 of a starting material. As starting material, TRIP steels are used as coil 1. The TRIP steels are very strong with increased ductility and are easily deformable by the method according to the invention.
In einem ersten Verf hrensschritt wird das Ausgangsmateria gerichtet 2, danach in einem zweiten markiert 3. Anschließen wird in einem dritten Verfahrensschritt 4 das Ausgangsmateri al in dem ersten Teil der Walzprofilieranlage 17 walzprofi liert. Dabei wird ein einheitliches, über seine Länge kon stantes Walzprofil 14, wie zum Beispiel ein U-Profil, er zeugt. Nach dem dritten Verfahrensschritt 4 wird die Walzpro filieranlage 17 vorzugsweise für eine bis zwei Sekunden an gehalten, um das Walzprofil 14 lokal umzuformen, in dem i einer Tiefziehvorrichtung 16 das Walzprofil 14 verformt wird In diesem Verfahrensschritt wird mittels des Tiefziehens sdas Walzprofil 14 derart kalt umgeformt, dass es lokale Ver änderungen im Querschnitt aufweist.In a first process step, the starting material is straightened 2, then marked in a second step 3. Then, in a third process step 4, the starting material is rolled-profiled in the first part of the roll-forming system 17. It is a uniform, constant over its length rolling profile 14, such as a U-profile, he testifies. After the third process step 4, the rolling profiling system 17 is preferably stopped for one to two seconds in order to locally deform the rolled profile 14 by deforming the rolled profile 14 in a deep-drawing device 16. In this process step, the rolled profile 14 is cold-formed by means of deep-drawing that there are local changes in the cross section.
Die Tiefziehvorrichtung 16 in Fig. 2 umfasst einen Ste pe 11, einen Niederhalter 12 und einen Innenstempel 13. Dabe wird die Tiefziehvorrichtung 16 vorzugsweise parallel in de Walzprofilieranlage 17 entlang der Transportrichtung 15 ver fahrbar angeordnet. Die Tiefziehvorrichtung 16 wird dabei i Transportrichtung 15 des zu profilierenden Bauteils derar verschoben, dass auf dem selben Walzprofil 14 mit der eine Tiefziehvorrichtung 16 mehrfach Veränderungen im Querschnit eingebracht werden können.The deep-drawing device 16 in Fig. 2 comprises a Ste pe 11, a hold-down 12 and an inner punch 13. Dabe the deep-drawing device 16 is preferably arranged in parallel in the roll forming system 17 along the transport direction 15 ver mobile. The deep-drawing device 16 is shifted in the transport direction 15 of the component to be profiled such that multiple changes in cross-section can be introduced on the same rolled profile 14 with the one deep-drawing device 16.
In einem nächsten Verfahrensschritt findet das weitere Walz profilieren 6 statt. Danach wird gelocht 7 und anschließen beschnitten 8. Beim Beschneiden 8 werden Unebenheiten in de: Bauteil entfernt. In einem nächsten Verfahrensschritt finde ein Fügen 9 statt. Auf der unteren Fläche des Bauteils sin beispielsweise Punktschweißungen möglich. In einem letzten Verfahrensschritt 10 wird abgelängt. Dabe wird das Bauteil auf die gewünschte Länge geschnitten.In a next process step, the further rolling 6 takes place. Then perforate 7 and then trim 8. When trimming 8, unevenness in the component is removed. In a next process step, joining 9 takes place. Spot welds, for example, are possible on the lower surface of the component. In a last method step 10, cutting is carried out. The component is cut to the desired length.
Es sei auch angemerkt, dass die Erfindung nicht nur auf da zuvor geschilderte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, son dern vielmehr auf weitere Walzprofilieranlagen übertragba ist.It should also be noted that the invention is not only limited to the exemplary embodiment described above, but rather can be transferred to other roll forming systems.
So ist zum Beispiel denkbar, den im Ausführungsbeispiel be schriebenen Verfahrensschritt Ablängen 10 unmittelbar nac dem Verfahrensschritt Beschneiden 8 durchzuführen.For example, it is conceivable to carry out the cutting step 10 described in the exemplary embodiment directly after the cutting step 8.
Außerdem wäre für die Herstellung von Trägerstrukturen ein anderes Ausgangsmaterial denkbar. Beispielsweise können anstatt der vorgeschlagenen TRIP-Stähle, TWIP-Stähle, die star verformbar sind bei erhöhter Festigkeit, oder BTR-Stähle, o- der andere dünne, aber sehr harte Blechlegierungen, wie zum Beispiel Usibor Stahl, oder BOR Stahl, oder BORON Stahl oder beispielsweise ZSTE-Stahl oder zum Beispiel Edelstahle, wie beispielsweise mit Chrom oder Mangan legierte rostfreie Stäh le, verwendet werden.Another starting material would also be conceivable for the production of carrier structures. For example, instead of the proposed TRIP steels, TWIP steels that are highly deformable with increased strength, or BTR steels, or the other thin but very hard sheet metal alloys, such as Usibor steel, or BOR steel, or BORON steel or, for example, ZSTE steel or, for example, stainless steel, such as, for example, stainless steel alloyed with chromium or manganese.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens is die Reduzierung der Nebenzeiten, beispielsweise der Einricht zeiten. Dabei werden die Wiederanlaufzeiten der Anlage, ins besondere bei den Tiefziehoperationen, verkürzt. A major advantage of the method according to the invention is the reduction of non-productive times, for example the set-up times. The system restart times are shortened, particularly for deep-drawing operations.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- Coil - Richten - Markieren - Walzprofilieren - Tiefziehen - Walzprofilieren - Lochen - Beschneiden - Fügen - Ablängen - Stempel - Niederhalter - Innenstempel - Walzprofil - Transportrichtung - Tiefziehvorrichtung - Walzprofilieranlage - Coil - Straightening - Marking - Roll Profiling - Deep Drawing - Roll Profiling - Punching - Trimming - Joining - Cutting to length - Stamp - Hold-down device - Internal Stamp - Rolled Profile - Transport Direction - Deep Drawing Device - Roll Profiling System

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen, insbesondere von Fahrzeugtragstrukturen, bei welchem ein metallhaltiges Ausgangsmaterial einer Walzprofilieranlag« (17) zugeführt und zu einem Walzprofil (14) walzprofiliert wird, wobei während des Walzprofilierens ein Umfor- men stattfindet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mittels des Umformens der Walzprofilquerschnitt ver- ändert wird.1. A process for the production of metal-containing components, in particular vehicle support structures, in which a metal-containing starting material is fed to a roll-forming system (17) and roll-profiled to a roll-profile (14), with forming taking place during roll-profiling, characterized in that by means of the Forming the rolled profile cross section is changed.
2. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verf hrensschritte Walzprofilieren (4) , Umformer (5) und Walzprofilieren (6) nacheinander durchlaufen wer- de .2. Process for the production of metal-containing components according to claim 1, so that the process steps of roll profiling (4), converter (5) and roll profiling (6) are carried out one after the other.
3. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Walzprofilieranlage (17) im diskontinuierlichen Betrieb angesteuert wird.3. A method for the production of metal-containing components according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t that the roll forming system (17) is controlled in discontinuous operation.
4. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Walzprofil (14) zur Änderung des Querschnittes kalt umgeformt wird. 4. A method for producing metal-containing components according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the rolled profile (14) is cold formed to change the cross section.
5. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , dass beim Umformen (5) gesickt und/oder auf Zug und/ode. Druck, insbesondere tiefgezogen und/oder streckgezogen, umgeformt wird.5. A method for producing metal-containing components according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e that corrugated during forming (5) and / or on train and / or. Pressure, in particular deep-drawn and / or stretch-drawn, is formed.
6. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass lokal umgeformt wird.6. A method for the production of metal-containing components according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that is locally formed.
7. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , dass als Ausgangsmaterial höherfeste Stähle und/oder Tiefziehstähle und/oder Ti-Legierungen und/oder Ni- Legierungen und/oder Leichtbaustahle und/oder metallhal- tige Kompositwerkstoffe verwendet werden.7. Process for the production of metal-containing components according to one of the preceding claims, characterized in that higher-strength steels and / or deep-drawing steels and / or Ti alloys and / or Ni alloys and / or lightweight steels and / or metal-containing composite materials are used as the starting material ,
8. Walzprofilieranlage (17) zum Profilieren von metallhalti gen Bauteilen mit mindestens einer integrierten Vorrichtung zum Umformen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , dass die integrierte Vorrichtung zum Umformen (16) geeic net ist, den Walzprofilquerschnitt, insbesondere lokal, zu verändern.8. Roll profiling system (17) for profiling metal-containing components with at least one integrated device for shaping, so that the integrated device for shaping (16) is suitable for changing the rolled profile cross section, in particular locally.
9. Walzprofilieranlage (17) nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die integrierte Vorrichtung zum Umformen (16) paral lel zur Transportrichtung (15) des zu profilierenden Bau teils verschiebbar ausgestaltet ist.9. roll forming system (17) according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the integrated device for forming (16) parallel to the direction of transport (15) of the construction to be profiled is partially slidable.
10. Walzprofilieranlage (17) nach Anspruch 8 , oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung zum Umformen (16) eine Vorrichtunς zum Sicken und/oder eine Vorrichtung zum Zug- und/oder Druckumformung, insbesondere Tiefzieh- und/oder Streck- ziehumformung, darstellt.10. roll forming system (17) according to claim 8, or 9, characterized in that the device for forming (16) is a device for beading and / or a device for tensile and / or pressure forming, in particular deep-drawing and / or stretch-drawing forming.
11. Walzprofilieranlage (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die integrierte Vorrichtung zum Umformen (16) aufweist : - einen Stempel (11) und - einen Niederhalter (12), sowie insbesondere - einen Innenstempel (13) . 11. Roll forming system (17) according to one of the preceding claims 8 to 10, characterized in that the integrated device for forming (16) comprises: - a punch (11) and - a hold-down device (12), and in particular - an inner punch (13) ,
PCT/EP2004/009213 2003-08-19 2004-08-13 Method for producing components containing metal and roll forming installation for profiling components containing metal WO2005018845A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10338014 2003-08-19
DE10338014.0 2003-08-19
DE10342540.3 2003-09-15
DE10342540A DE10342540A1 (en) 2003-08-19 2003-09-15 Process for the production of metal-containing components and rolled profiling plant for profiling metal-containing components

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005018845A1 true WO2005018845A1 (en) 2005-03-03

Family

ID=34219266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2004/009213 WO2005018845A1 (en) 2003-08-19 2004-08-13 Method for producing components containing metal and roll forming installation for profiling components containing metal

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2005018845A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2047924A3 (en) * 2007-10-09 2010-11-03 Outimex AG Method and device for manufacturing a guard rail
WO2021180854A1 (en) * 2020-03-13 2021-09-16 Cisma Solutions Aps Solution for providing end wall on metal trim profile

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59101222A (en) * 1982-11-30 1984-06-11 Matsushita Electric Works Ltd Manufacture of square metallic pipe
DE19749902A1 (en) * 1997-11-12 1999-05-20 Schade Gmbh & Co Kg Manufacture of profiled metal bar
DE10120063A1 (en) * 2001-04-24 2002-11-14 Benteler Automobiltechnik Gmbh Production of metallic profile components for motor vehicles comprises inductively heating partial regions of a cold-formed profile to a temperature required for hardening followed by quenching in a cooling unit before cutting
US20030024289A1 (en) * 2001-07-31 2003-02-06 Liu Lausan Chung-Hsin Method of manufacturing loading plane border frame tubes for chairs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59101222A (en) * 1982-11-30 1984-06-11 Matsushita Electric Works Ltd Manufacture of square metallic pipe
DE19749902A1 (en) * 1997-11-12 1999-05-20 Schade Gmbh & Co Kg Manufacture of profiled metal bar
DE10120063A1 (en) * 2001-04-24 2002-11-14 Benteler Automobiltechnik Gmbh Production of metallic profile components for motor vehicles comprises inductively heating partial regions of a cold-formed profile to a temperature required for hardening followed by quenching in a cooling unit before cutting
US20030024289A1 (en) * 2001-07-31 2003-02-06 Liu Lausan Chung-Hsin Method of manufacturing loading plane border frame tubes for chairs

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 0082, no. 16 (M - 329) 3 October 1984 (1984-10-03) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2047924A3 (en) * 2007-10-09 2010-11-03 Outimex AG Method and device for manufacturing a guard rail
WO2021180854A1 (en) * 2020-03-13 2021-09-16 Cisma Solutions Aps Solution for providing end wall on metal trim profile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2155917B1 (en) Process for producing a locally hardened profile component
EP3045551B1 (en) Process for partial heat treatment of a warm formed and press hardened motor vehicle component
EP0425059B1 (en) Tubular steel profile for door reinforcement
DE102009025821B4 (en) Method for producing a metal component
DE102008044523B4 (en) Warmumformprofile
EP2548671B1 (en) Method for producing a tubular structural component for a motor vehicle
EP2441851A1 (en) Cross-member and method for producing a thermoformed and press-hardened cross-member
DE102007038036B4 (en) Method for producing a tubular support profile for an instrument carrier
DE102006025522B4 (en) Method and device for producing structured, closed hollow profiles
WO2007028475A2 (en) Method for producing press-hardened component
EP0862956B1 (en) Hollow beam for a car body and method of producing the same by internal high pressure forming
DE102011052291B4 (en) Motor vehicle component and method for producing a motor vehicle component
EP1527983B1 (en) Structural part with lengthwise changing cross-section .
DE102011009891A1 (en) Method for manufacturing metal sheet part, involves providing sheet metal board with thick region and thin region, where thin region is bent such that seam runs along thickness transition at flat surface
WO2005018845A1 (en) Method for producing components containing metal and roll forming installation for profiling components containing metal
DE102004016460B4 (en) Apparatus and method for producing a shell cell arrangement
EP3509771A1 (en) Method and tool for producing sheet metal components
DE10342540A1 (en) Process for the production of metal-containing components and rolled profiling plant for profiling metal-containing components
DE102010014537B4 (en) Structural component for a motor vehicle and method for its production
DE10210156A1 (en) Method of producing tubular body in sections with differing thickness involves bending the tube and welding it
EP2959985B1 (en) Profiled beam with increased flexural strength made of cold strip and method for producing same
DE102018107846B4 (en) Process for producing a profile component and vehicle cross member or vehicle side member
DE102012104960A1 (en) Rollover protection system for motor car, has spar designed as hollow profile that is made of steel material and hardened locally in latching region, and reinforcement regions longitudinally formed parallel to each other
EP3095889A1 (en) Method for manufacturing a component made of austenitic steel
WO2005115652A1 (en) Parallel manufacturing method during roll forming

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase