WO2008145264A1 - Verfahren zum formen einer versteifungsstrebe für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum formen einer versteifungsstrebe für ein kraftfahrzeug Download PDF

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WO2008145264A1
WO2008145264A1 PCT/EP2008/003941 EP2008003941W WO2008145264A1 WO 2008145264 A1 WO2008145264 A1 WO 2008145264A1 EP 2008003941 W EP2008003941 W EP 2008003941W WO 2008145264 A1 WO2008145264 A1 WO 2008145264A1
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WO
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stiffening strut
hollow profile
recess
strut
stiffening
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Ceased
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PCT/EP2008/003941
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Fütterer
Dirk Kappich
Thomas Schreck
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
    • B60J5/042—Reinforcement elements
    • B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
    • B60J5/0438—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by the type of elongated elements
    • B60J5/0443—Beams
    • B60J5/0444—Beams characterised by a special cross section

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a stiffening strut for a motor vehicle.
  • Stiffening struts can be connected, for example as a side impact protection on a door of a motor vehicle.
  • the stiffening struts can be specially shaped, for example by milling or inserting brackets.
  • DE 102004 024 986 A1 discloses a hollow profile for a side door of a motor vehicle, wherein stiffening ribs intersect within an outer shell of the hollow profile.
  • DE 10 2004 005 323 B3 discloses a motor vehicle door with an outer wall, which is assigned at least one stiffening element for side impact protection.
  • the object of the invention is to provide an improved side impact protection for a motor vehicle.
  • the object is achieved with a method for forming a stiffening strut for a motor vehicle, wherein the stiffening strut has a hollow profile delimited by an outer jacket, having the following step: compressing the hollow profile in an area for molding a recess on the stiffening strut.
  • the jacket of the hollow profile remains even after the compression, wherein this is still fully preserved, for example, in comparison to a milling for receiving crash forces.
  • the hollow profile - seen in cross section - has only one chamber.
  • a preferred embodiment of the method wherein the stiffening strut has an internal support structure comprises the step of: compressing the hollow profile and the support structure to block.
  • pressing on block is meant so far compressing until layers or layers of the hollow profile, so the shell and the support structure touch.
  • a maximum deep recess can be formed on the stiffening strut, wherein also all layers or layers of the hollow profile are still preserved for the transmission of crash forces.
  • a further preferred embodiment of the method comprises the following step: introducing a breakthrough, in particular a bore, into the compressed area.
  • the breakthrough for example by means of punching take place, so that only one step for molding and simultaneous introduction of the breakthrough is necessary.
  • the breakthrough can be made in a compressed area on block, wherein connection forces, for example by means of a screw, riveting and / or the like are particularly well transferred to the stiffening strut.
  • connection forces for example by means of a screw, riveting and / or the like are particularly well transferred to the stiffening strut.
  • the compression of the hollow profile is carried out such that a recess, which is formed in the form of a bead, is formed.
  • This bead-like recess remains in its edge region at least partially surrounded by a not or only slightly compressed bead of the profile.
  • the shape of this bead and the bead-like recess can be advantageously adapted to expected power flows in the connection area.
  • the object is also achieved with a stiffening strut, prepared according to a method described above. It results in the above advantages.
  • Fig. 1 to 5 are each a three-dimensional representation of a
  • Fig. 6 shows a cross section of a hollow profile in the
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of that shown in FIG.
  • Fig. 8 is a partial three-dimensional side view of those shown in Figures 1 to 7 Stiffening strut, with two recesses visible;
  • connection area serving, the stiffening strut harmonically flattening recess with a connecting element of the stiffening strut shown in Figures 1 to 8;
  • FIG. 10 shows a three-dimensional detail view obliquely from the top front of the recess shown in FIG. 9, wherein the hollow profile is compressed profile-like onto a block;
  • Figure 11 is a schematic three-dimensional view obliquely from the top front of a stiffening strut and a multiple tool for molding four recesses.
  • FIG. 12 shows a schematic three-dimensional view obliquely from the front of a stiffening strut with a terminal, bead-like recess
  • Fig. 13 is a schematic three-dimensional view obliquely from behind the stiffening strut shown in FIG.
  • Fig. 14 is a cross section through another
  • FIG. 1 to 5 show a stiffening strut 1 together with a tool 3 in different phases of movement of the tool 3 for compressing the stiffening strut 1.
  • the tool 3 has a profile-like shaped upper tool and a tool lower part arranged opposite thereto.
  • the stiffening strut 1 or one end of the stiffening strut 1 is arranged between the tool parts of the tool 3.
  • FIGS. 1 to 5 various phases of movement of the tool parts of the tool 3 are shown, with the tool upper part and the tool lower part of the tool 3 approaching each other until all the layers of a hollow profile 5 of the reinforcing strut 1 lie on a block, as can be seen from FIG is.
  • the hollow profile 5 of the stiffening strut 1 has an outer shell surrounding the hollow profile 5 and a support structure arranged inside the shell.
  • the support structure has individual lamellae and ribs, so that a total of one -in cross-sectional view fivekammriges hollow profile results, with four of the chambers through, respectively in alignment of Figures 1 to 5, a vertically standing rib, a horizontal, this crossing upper rib and a horizontal, approximately perpendicular to this adjacent lower rib and the outer shell are formed.
  • the fifth chamber is formed by the lower horizontal rib and the outer jacket.
  • a profiled recess 7 is formed, which is formed on the stiffening strut 1.
  • the blank of the stiffening strut 1 can in the embodiment illustrated with reference to the figures 1 to 5 of a Extruded profile be formed. That is, the chambers of the hollow profile each extend in the longitudinal extent of the stiffening strut.
  • FIG. 10 shows a three-dimensional view of the profiled recess 7, which is formed by compressing the stiffening strut 1 as in FIGS. 1 to 5. It can be seen that the recess 7 is profiled, wherein the horizontal struts lie with the outer shell in two areas on block. An average profiling of the profiled recess 7 is provided in the region of the vertical rib of the hollow profile 5 of the stiffening strut 1, so that it is substantially retained even after the illustrated in Figures 1 to 5 forming step, that is not compressed in the forming step. In each case right and left of the block compressed areas results in a survey, with two outer elevations are formed by lashing or loop-shaped bends of the shell.
  • the hollow profile 5 of the stiffening strut 1 and the tool 3 are coordinated so that there is an optimum forming result.
  • advantageously material fractures and / or excessive forming forces can be avoided.
  • the hollow profile 5 is designed so that arise in the driven on block areas four layers of the shell and the two horizontal lying therebetween.
  • the hollow profile 5 advantageously remains partially preserved on the right side, in the middle and on the left side.
  • a connecting element 9 is introduced by way of example into the block-driven regions of the profiled recess.
  • the profiled recess 9 with a passage, for example a bore be provided, through which the connecting element 9 protrudes. This passage can be easily punched in a subsequent step or in the course of the compression process due to the block profile compressed hollow.
  • the stiffening strut 1 can advantageously be fixed to a component of a motor vehicle, for example a door of a motor vehicle.
  • Fig. 9 it is also apparent that the profiled recess 7 next to the two groove-like profiled block-compressed areas in the longitudinal direction obliquely rising extending foothills, wherein in the region of the oblique spurs of the mantle of the stiffening strut is not compressed to block and expands ,
  • the spurs form a transition region between the non-compressed jacket of the reinforcing strut 1 and the area of the profiled recess 7 compressed to block, in particular in order to achieve a harmonious flow of force.
  • Fig. 8 shows a partial side view of the stiffening strut 1 shown in the above figures, wherein the profiled recess 7 and a partial recess 11 (taper) are visible.
  • the partial recess 11 can be introduced for example in the stiffening strut 1 in order to accommodate other components or assemblies of the motor vehicle collision-free, for example, elements of a window regulator, in particular the Novahebergleiters.
  • the partial recess 11 can be advantageously produced by compressing the outer shell of the reinforcing strut 1, wherein essentially only this is deformed, so the inner structure or the struts of the hollow section 5 remain intact. In the embodiment of FIG.
  • the stiffening strut 1 is preferably designed so that when pressing in the taper, that is, when compressing the stiffening strut to form the recess 11 not all, preferably only one of the chambers of the hollow profile is pressed, creating a significantly improved hold can be achieved when initiating a longitudinal force in the stiffening strut 1.
  • FIG. 6 shows a cross section of the hollow profile 5 of the stiffening strut 1 shown in FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 7 shows a cross section of the stiffening strut 1 in the region of the partial recess 11.
  • the outer jacket of the stiffening strut 1 is pressed trough-shaped from above, so that it extends substantially along the lower, horizontally disposed rib of the stiffening structure of the hollow section 5.
  • the upper strut remains virtually undeformed, but the shell and a chamber are pressed.
  • the outer jacket of the stiffening strut 1 seen in alignment of FIG.
  • the stiffening strut results in a harmonic buckling behavior and a resistance moment, which is virtually uniform over the entire length of the stiffening strut despite the indentation / taper.
  • Fig. 11 shows a schematic three-dimensional view obliquely from above of the stiffening strut 1 shown in the above figures together with the tool 3 and another tool, wherein a total of the profiled recess 7, the partial recess 11 and two further recesses 13th be formed by compressing the stiffening strut 1 at this.
  • a comparatively stable and cost-effectively producible connection for the stiffening strut 1 can be represented.
  • the entire hollow profile 5 of the stiffening strut 1 is available even after the deformation by compression for a power flow.
  • the multi-chamber profile or five-chamber profile of the hollow section 5 is optimized for deformation and can be compressed profile-like at the connection points, for example, for receiving a screw, the outer walls and the inner support structure of the stiffening strut 1 lie on each other or on Block lie.
  • the deformation and possibly necessary holes can be produced in one operation. Compared to otherwise necessary consoles or milled cuts this can be done more cheaply.
  • connection takes place not only on a profile page, but on all and on the support structure.
  • a slightly reduced profile cross section remains on both sides of the connection of the profiled recess 7.
  • joining techniques are screws, punch rivets, gluing, dots, lasers and / or similar into consideration.
  • FIG. 12 shows a further embodiment of a stiffening strut 1, in which a profiled recess 14 of bead-like design has been pressed into an end region 15 of the stiffening strut 1.
  • the recess 14 is bounded laterally by two not or only slightly compressed, bead-like surrounding areas 16, each one Enclose cavity 17 and stabilize the connection area to the sides of the stiffening strut 1 out.
  • two openings 18 are still provided for receiving connecting elements.
  • An alternative to the introduction of such holes 18 in this case is the pressing of Einpressmuttern during the pressing of the connecting strut 1.
  • Fig. 13 shows a similar construction of a stiffening strut 1 with a terminal, bead-like recess 14, wherein the stiffening strut 1 is shown in this case obliquely from behind.
  • marginal bead areas 16, 16 ' are present, each of which encloses a cavity 17, 17'.
  • the beads 16, 16 ' here have different dimensions. The exact dimensioning of the recess 14 and the beads 16, 16 'allows an adaptation of the connection region 15 of the stiffening strut 1 to the respectively expected force flows.
  • a stiffening strut 1 also has a curvature along its direction of extent in a region 19 which is spaced apart from the connection region 15 in its longitudinal extension direction. Such a curvature can advantageously already be represented in the pressing tool for pressing the stiffening strut 1 in order to produce a recess 14. To connect the stiffening strut 1 no breakthroughs in the region of the recess 14 are provided here; such a stiffening strut 1 can be connected to adjacent components, for example by punch riveting, gluing, spot or laser welding.
  • FIG. 14 shows a cross section through a further embodiment of the stiffening strut 1 in an unpressed area.
  • the stiffening strut 1 in this case comprises an outer shell 20 and two inner webs 21 and 22, which the hollow profile the stiffening strut 1 into three separate chambers 23, 24 and 25 divide.
  • the outer contour of the stiffening strut 1 in this case comprises a first tapered or narrower region 26, which widens in the transverse direction of the stiffening strut 1 and terminates with a second widened region 27.
  • the inner web 21 extends in its central region 28 substantially parallel to the walls of the outer shell 20 and has two end portions 29 and 30, which are bent in the transverse direction of the strut compared to the central region 28 and the ends of which enter the shell 20.
  • the second inner web 22 extends substantially in the direction perpendicular to the first web 21 and strikes in the middle region 28 thereof or enters into it.
  • the wall thickness D1 of the outer jacket 20 is approximately 1.8 mm, while the wall thickness D2 of the webs 21 and 22 is reduced to 1.5 mm.
  • other wall thicknesses can be realized.
  • the second web 22 has a thickness of 2.5 mm. Further variations in the thickness of the outer wall and the webs is possible depending on the desired deformation behavior or the rigidity of the strut 1.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen einer Versteifungsstrebe (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Versteifungsstrebe (1) ein durch einen äußeren Mantel begrenztes Hohlprofil (5) aufweist. Es ist folgender Schritt vorgesehen: Zusammenpressen des Hohlprofils (5) in einem Bereich zum Anformen einer Ausnehmung (7,11,13) an dieVersteifungsstrebe (1).

Description

Verfahren zum Formen einer Versteifungsstrebe für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen einer Versteifungsstrebe für ein Kraftfahrzeug.
Versteifungsstreben können beispielsweise als Seitenaufprallschutz an einer Tür eines Kraftfahrzeuges angebunden werden. Dazu können die Versteifungsstreben speziell geformt werden, beispielsweise durch Befräsungen oder Einstecken von Konsolen. Die DE 102004 024 986 Al offenbart ein Hohlprofil für eine Seitentür eines Kraftfahrzeuges, wobei sich Versteifungsrippen innerhalb eines äußeren Mantels des Hohlprofils kreuzen. Die DE 10 2004 005 323 B3 offenbart eine Kraftfahrzeugtür mit einer Außenwand, der zum Seitenaufprallschutz wenigstens ein Versteifungselement zugeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Seitenaufprallschutz für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.
Die Aufgabe ist mit einem Verfahren zum Formen einer Versteifungsstrebe für ein Kraftfahrzeug, wobei die Versteifungsstrebe ein durch einen äußeren Mantel begrenztes Hohlprofil aufweist, mit folgendem Schritt gelöst: Zusammenpressen des Hohlprofils in einem Bereich zum Anformen einer Ausnehmung an die Versteifungsstrebe. Vorteilhaft bleibt auch nach dem Zusammenpressen der Mantel des Hohlprofils erhalten, wobei dieser beispielsweise im Vergleich zu einer Fräsung zur Aufnahme von Crashkräften noch voll erhalten bleibt. Es ergibt sich trotz der mittels des Zusammenpressens hergestellten angeformten Ausnehmung ein vergleichsweise homogener Kraftfluss, also vergleichsweise geringe Widerstandssprünge im Verlauf des Hohlprofils.
Grundsätzlich ist es möglich, dass das Hohlprofil -im Querschnitt gesehen- nur eine Kammer aufweist. Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist das Hohlprofil -in Querschnittsansicht gesehen- mehrere Kammern auf. Bei einem Zusammenpressen der Versteifungsstrebe zur Ausbildung der Ausnehmung entsteht ein durch mehrere Lagen gebildeter Befestigungsbereich mit erhöhten Festigkeitseigenschaften. Diese Eigenschaft ermöglicht eine besonders dünnwandige und damit Gewicht sparende Profilierung der Versteifungsstrebe.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens, wobei die Versteifungsstrebe eine innere Stützstruktur aufweist, weist folgenden Schritt auf: Zusammenpressen des Hohlprofils und der Stützstruktur auf Block. Unter Zusammenpressen auf Block wird ein so weites Zusammenpressen verstanden, bis sich Lagen beziehungsweise Schichten des Hohlprofils, also des Mantels und der Stützstruktur berühren. Vorteilhaft kann eine maximal tiefe Ausnehmung an die Versteifungsstrebe angeformt werden, wobei ebenfalls alle Lagen beziehungsweise Schichten des Hohlprofils noch zur Übertragung von Crashkräften erhalten bleiben.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens weist folgenden Schritt auf: Einbringen eines Durchbruchs, insbesondere einer Bohrung, in den zusammengepressten Bereich. Vorteilhaft kann der Durchbruch beispielsweise mittels Stanzen erfolgen, so dass nur ein Arbeitsschritt zum Anformen und gleichzeitigen Einbringen des Durchbruchs notwendig ist. Vorteilhaft kann der Durchbruch in einem auf Block zusammengepressten Bereich erfolgen, wobei Anbindungskräfte, beispielsweise mittels einer Verschraubung, Vernietung und/oder ähnlichem besonders gut auf die Versteifungsstrebe übertragbar sind. Es ist jedoch auch denkbar, keinen Durchbruch vorzusehen und stattdessen eine Anbindung mittels einer Verschweißung, Klebung, Stanznieten oder dergleichen vorzusehen.
Es ist weiterhin vorteilhaft, das Zusammenpressen des Hohlprofils in einem Bereich, welcher in Erstreckungsrichtung des Hohlprofils gesehen am Ende des Profils liegt, durchzuführen. Damit werden endständige Anbindungsstellen am Profil geschaffen, welche üblicherweise nur durch ein Fräsen des Profils, bei welchem eine Wand stehen gelassen wird, erzeugt werden können. Durch das Verpressen des Profils in diesem Bereich kann das Profil vorteilhaft über beide seiner Flächen angebunden werden, wobei im Anbindungsbereich wesentlich geringere Materialspannungen, als bei einem gefrästen Profil auftreten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Zusammenpressen des Hohlprofils derart ausgeführt, dass eine Ausnehmung, welche in Form einer Sicke ausgebildet ist, geformt wird. Diese sickenartige Ausnehmung bleibt dabei in ihrem Randbereich zumindest teilweise von einem nicht oder nur schwächer verpressten Wulst des Profils umgeben. Die Form dieses Wulstes und der sickenartigen Ausnehmung kann dabei vorteilhaft an zu erwartende Kraftflüsse im Anbindungsbereich angepasst werden .
Weiterhin ist es vorteilhaft möglich, beim Zusammenpressen des Hohlprofils im selben Verfahrensschritt zumindest eine Einpressmutter in das Profil einzupressen. Damit werden zusätzliche Anbindungsmöglichkeiten geschaffen, ohne die Taktzeit des Verfahrens beträchtlich zu erhöhen. Dies ermöglicht vorteilhaft eine kostengünstige Fertigung und schnelle Prozessführung.
Die Aufgabe ist außerdem mit einer Versteifungsstrebe, hergestellt nach einem vorab beschriebenen Verfahren, gelöst. Es ergeben sich die oben genannten Vorteile.
Die Aufgabe ist schließlich durch ein Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Versteifungsstrebe gelöst.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verschiedene
Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Gleiche, funktionsgleiche und/oder ähnliche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 bis 5 jeweils eine dreidimensionale Darstellung einer
Versteifungsstrebe zusammen mit einem Werkzeug zum Zusammenpressen, jeweils in unterschiedlich weit zusammengepresstem Zustand;
Fig. 6 einen Querschnitt eines Hohlprofils der in den
Figuren 1 bis 5 gezeigten Versteifungsstrebe;
Fig. 7 einen Querschnitt des in Figur 6 gezeigten
Hohlprofils, jedoch mit einer Ausnehmung;
Fig. 8 eine teilweise dreidimensionale Seitenansicht der in den Figuren 1 bis 7 gezeigten Versteifungsstrebe, wobei zwei Ausnehmungen sichtbar sind;
Fig. 9 eine dreidimensionale Detailansicht einer als
Anbindungsbereich dienende, die Versteifungsstrebe harmonisch abflachenden Ausnehmung mit einem Verbindungselement der in den Figuren 1 bis 8 gezeigten Versteifungsstrebe;
Fig. 10 eine dreidimensionale Detailansicht von schräg vorne oben der in Figur 9 gezeigten Ausnehmung, wobei das Hohlprofil profilartig auf Block zusammengepresst ist;
Fig. 11 eine schematische dreidimensionale Ansicht von schräg vorne oben einer Versteifungsstrebe und eines Mehrfachwerkzeugs zum Anformen von vier Ausnehmungen;
Fig. 12 eine schematische dreidimensionale Ansicht von schräg vorne einer Versteifungsstrebe mit einer endständigen, sickenartig ausgeführten Ausnehmung;
Fig. 13 eine schematische dreidimensionale Ansicht von schräg hinten der in Fig. 12 gezeigten Versteifungsstrebe und
Fig. 14 einen Querschnitt durch ein weiteres
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Versteifungsstrebe in einem unverpressten Bereich. Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine Versteifungsstrebe 1 zusammen mit einem Werkzeug 3 in verschiedenen Bewegungsphasen des Werkzeugs 3 zum Zusammendrücken der Versteifungsstrebe 1. Das Werkzeug 3 weist ein profilartig geformtes Werkzeugoberteil und ein diesem gegenüber angeordnetes Werkzeugunterteil auf. Die Versteifungsstrebe 1 beziehungsweise ein Ende der Versteifungsstrebe 1 ist zwischen den Werkzeugteilen des Werkzeugs 3 angeordnet.
Im Verlauf der Figuren 1 bis 5 sind verschiedene Bewegungsphasen der Werkzeugteile des Werkzeugs 3 dargestellt, wobei sich das Werkzeugoberteil und das Werkzeugunterteil des Werkzeugs 3 so lange einander annähern, bis alle Schichten eines Hohlprofils 5 der Versteifungsstrebe 1 auf Block liegen, wie aus Figur 5 ersichtlich ist.
Das Hohlprofil 5 der Versteifungsstrebe 1 weist einen das Hohlprofil 5 umgebenden äußeren Mantel sowie eine innerhalb des Mantels angeordnete Stützstruktur auf. Die Stützstruktur weist einzelne Lamellen und Rippen auf, so dass sich insgesamt ein -in Querschnittsansicht gesehen- fünfkammriges Hohlprofil ergibt, wobei vier der Kammern durch, jeweils in Ausrichtung der Figuren 1 bis 5, eine vertikal stehende Rippe, eine horizontale, diese kreuzende obere Rippe und eine horizontale, ungefähr senkrecht an diese angrenzende untere Rippe und den äußeren Mantel gebildet sind. Die fünfte Kammer wird durch die untere horizontale Rippe und den äußeren Mantel gebildet.
Gemäß dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Umformschritt durch Zusammenpressen entsteht eine profilierte Ausnehmung 7, die an die Versteifungsstrebe 1 angeformt ist.
Der Rohling der Versteifungsstrebe 1 kann bei dem anhand der Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Strangpressprofil gebildet sein. Das heißt, die Kammern des Hohlprofils erstrecken sich jeweils in Längserstreckung der Versteifungsstrebe .
Fig. 10 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der profilierten Ausnehmung 7, die wie in den Figuren 1 bis 5 durch Zusammendrücken an die Versteifungsstrebe 1 angeformt ist. Es ist ersichtlich, dass die Ausnehmung 7 profiliert verläuft, wobei die horizontal verlaufenden Streben mit dem äußeren Mantel in zwei Bereichen auf Block liegen. Eine mittlere Profilierung der profilierten Ausnehmung 7 ist im Bereich der senkrecht stehenden Rippe des Hohlprofils 5 der Versteifungsstrebe 1 vorgesehen, so dass diese auch nach dem in den Figuren 1 bis 5 verdeutlichten Umformschritt im Wesentlichen erhalten bleibt, also bei dem Umformschritt nicht zusammengedrückt wird. Jeweils rechts und links der auf Block zusammengedrückten Bereiche ergibt sich eine Erhebung, wobei zwei äußere Erhebungen durch laschen- beziehungsweise schlaufenförmige Biegungen des Mantels gebildet werden. Vorteilhaft sind das Hohlprofil 5 der Versteifungsstrebe 1 sowie das Werkzeug 3 so aufeinander abgestimmt, dass sich ein optimales Umformergebnis ergibt. Dabei können vorteilhaft Materialbrüche und/oder zu hohe Umformkräfte vermieden werden. Vorteilhaft ist das Hohlprofil 5 so gestaltet, dass sich in den auf Block gefahrenen Bereichen vier Lagen aus dem Mantel und den zwei dazwischen liegenden Horizontalen ergeben. Ferner bleibt vorteilhaft das Hohlprofil 5 rechtsseitig, mittig und linksseitig teilweise erhalten.
Fig. 9 zeigt eine weitere dreidimensionale Ansicht der in Fig. 10 verdeutlichten profilierten Ausnehmung 7 der Versteifungsstrebe 1. Im Unterschied ist in den auf Block gefahrenen Bereichen der profilierten Ausnehmung beispielhaft ein Verbindungselement 9 eingebracht. Dazu kann die profilierte Ausnehmung 9 mit einem Durchgang, beispielsweise einer Bohrung versehen werden, durch die das Verbindungselement 9 ragt. Dieser Durchgang kann aufgrund des auf Block zusammengedrückten Hohlprofils ohne weiteres in einem nachfolgenden Arbeitsschritt oder im Verlauf des Zusammendrückvorgangs gestanzt werden. Mit Hilfe des Verbindungselements 9 kann die Versteifungsstrebe 1 vorteilhaft an einem Bauteil eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise einer Tür eines Kraftfahrzeuges, fixiert werden.
In Fig. 9 ist außerdem ersichtlich, dass die profilierte Ausnehmung 7 neben den zwei nutartig profilierten, auf Block zusammengedrückten Bereichen in Längsrichtung schräg ansteigend verlaufende Ausläufer aufweist, wobei im Bereich der schräg verlaufenden Ausläufer der Mantel der Versteifungsstrebe nicht auf Block zusammengedrückt ist und sich aufweitet. Die Ausläufer bilden also einen Übergangsbereich zwischen dem nicht zusammengedrückten Mantel der Versteifungsstrebe 1 und dem auf Block zusammengedrückten Bereich der profilierten Ausnehmung 7, insbesondere um einen harmonischen Kraftfluss zu erreichen.
Fig. 8 zeigt eine teilweise Seitenansicht der in den vorstehend genannten Figuren gezeigten Versteifungsstrebe 1, wobei die profilierte Ausnehmung 7 und eine teilweise Ausnehmung 11 (Verjüngung) sichtbar sind. Die teilweise Ausnehmung 11 kann beispielsweise in der Versteifungsstrebe 1 eingebracht werden, um andere Bauteile beziehungsweise Baugruppen des Kraftfahrzeuges kollisionsfrei unterbringen zu können, beispielsweise Elemente eines Fensterhebers, insbesondere des Fensterhebergleiters. Die teilweise Ausnehmung 11 kann vorteilhaft durch Zusammendrücken des äußeren Mantels der Versteifungsstrebe 1 hergestellt werden, wobei im Wesentlichen nur dieser verformt wird, also die innere Struktur beziehungsweise die Streben des Hohlprofils 5 unversehrt bleiben. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist die Versteifungsstrebe 1 vorzugsweise so ausgebildet, dass beim Eindrücken der Verjüngung, das heißt beim Zusammendrücken der Versteifungsstrebe unter Ausbildung der Ausnehmung 11 nicht alle, vorzugsweise nur eine der Kammern des Hohlprofils eingedrückt wird, wodurch ein deutlich verbesserter Halt bei Einleitung einer Längskraft in die Versteifungsstrebe 1 erreicht werden kann.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt des Hohlprofils 5 der in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Versteifungsstrebe 1. Fig. 7 zeigt einen Querschnitt der Versteifungsstrebe 1 im Bereich der teilweisen Ausnehmung 11. Im Vergleich zur Darstellung aus Fig. 6 ist zu erkennen, dass, in Ausrichtung der Fig. 7 gesehen, der äußere Mantel der Versteifungsstrebe 1 von oben wannenförmig eingedrückt ist, so dass dieser im Wesentlichen entlang der unteren, horizontal liegenden Rippe der Versteifungsstruktur des Hohlprofils 5 verläuft. Es ist ersichtlich, dass die obere Strebe quasi unverformt bleibt, jedoch der Mantel und eine Kammer eingedrückt werden. Außerdem kann der äußere Mantel der Versteifungsstrebe 1, in Ausrichtung der Fig. 7 gesehen, rechtsseitig zusätzlich bauchig nach außen verformt werden, so dass sich an dieser Stelle ein vergleichsweise schmalerer Aufbau der Versteifungsstrebe 1 ergibt. Ingesamt ergibt sich bei der vorstehend genannten Ausgestaltung für die Versteifungsstrebe ein harmonisches Knickverhalten und ein Widerstandsmoment, das trotz der Eindrückung/Verjüngung über die gesamte Länge der Versteifungsstrebe praktisch gleichmäßig ist.
Fig. 11 zeigt eine schematische dreidimensionale Ansicht von schräg oben der in den vorstehend genannten Figuren gezeigten Versteifungsstrebe 1 zusammen mit dem Werkzeug 3 und einem weiteren Werkzeug, wobei insgesamt die profilierte Ausnehmung 7, die teilweise Ausnehmung 11 sowie zwei weitere Ausnehmungen 13 durch Zusammendrücken der Versteifungsstrebe 1 an dieser anformbar sind.
Vorteilhaft kann mittels der profilierten Ausnehmung 7 eine vergleichsweise stabile und kostengünstig herstellbare Anbindung für die Versteifungsstrebe 1 dargestellt werden. Vorteilhaft steht das gesamte Hohlprofil 5 der Versteifungsstrebe 1 auch nach der Umformung durch Zusammendrücken für einen Kraftfluss zur Verfügung. Es ergeben sich vergleichsweise geringe Widerstandssprünge des Hohlprofils 5. Das Mehrkammerprofil beziehungsweise Fünfkammerprofil des Hohlprofils 5 ist auf Verformung optimiert und kann an den Anbindungsstellen, beispielsweise zur Aufnahme einer Verschraubung, profilartig zusammengepresst werden, wobei die Außenwände sowie die innere Stützstruktur der Versteifungsstrebe 1 aufeinanderliegen beziehungsweise auf Block liegen. Vorteilhaft können die Verformung und gegebenenfalls notwendige Löcher in einem Vorgang hergestellt werden. Im Vergleich zu sonst notwendigen Konsolen oder Befräsungen kann dies kostengünstiger erfolgen. Ein weiterer Vorteil ist der harmonische Verlauf des Kraftflusses, da das Widerstandsmoment harmonisch abgebaut wird. Die Anbindung findet nicht nur an einer Profilseite statt, sondern an allen sowie an der Stützstruktur. Vorteilhaft bleibt auch ein etwas verringerter Profilquerschnitt beidseitig der Anbindung der profilierten Ausnehmung 7 erhalten. Als mögliche Verbindungstechniken kommen Schrauben, Stanznieten, Kleben, Punkten, Lasern und/oder Ähnliche in Betracht.
Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Versteifungsstrebe 1, bei der eine sickenartig ausgebildete profilierte Ausnehmung 14 in einem Endbereich 15 der Versteifungsstrebe 1 eingepresst wurde. Die Ausnehmung 14 ist dabei seitlich begrenzt durch zwei nicht oder nur schwächer verpresste, wulstartige Umgebungsbereiche 16, die jeweils einen Hohlraum 17 umschließen und den Anbindungsbereich zu den Seiten der Versteifungsstrebe 1 hin stabilisieren. Im Bereich der Ausnehmung 14 sind weiterhin zwei Durchbrüche 18 zur Aufnahme von Verbindungselementen vorgesehen. Eine Alternative zum Einbringen solcher Löcher 18 stellt hierbei das Einpressen von Einpressmuttern während des Verpressens der Verbindungsstrebe 1 dar.
Fig. 13 zeigt eine ähnliche Ausbildung einer Versteifungsstrebe 1 mit einer endständigen, sickenartigen Ausnehmung 14, wobei die Versteifungsstrebe 1 in diesem Fall von schräg hinten gezeigt ist. Auch hier sind randständige Wulstbereiche 16, 16' vorhanden, die jeweils einen Hohlraum 17, 17' umschließen. Im Unterschied zu der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform sind die Wulste 16, 16' hier jedoch unterschiedlich dimensioniert. Die genaue Dimensionierung der Ausnehmung 14 und der Wulste 16, 16' ermöglicht dabei eine Anpassung des Anbindungsbereichs 15 der Versteifungsstrebe 1 an die jeweils erwarteten Kraftflüsse. Die in Fig. 13 gezeigte Versteifungsstrebe 1 weist dabei in einem in ihrer Längserstreckungsrichtung vom Anbindungsbereich 15 beabstandeten Bereich 19 zudem eine Krümmung entlang ihrer Erstreckungsrichtung auf. Eine solche Krümmung kann vorteilhaft bereits im Presswerkzeug zum Verpressen der Versteifungsstrebe 1, um eine Ausnehmung 14 zu erzeugen, mit dargestellt werden. Zur Anbindung der Versteifungsstrebe 1 sind hier keine Durchbrüche im Bereich der Ausnehmung 14 vorgesehen; eine derart ausgeführte Versteifungsstrebe 1 kann beispielsweise durch Stanznieten, Kleben, Punkt- oder Laserschweißen an benachbarte Bauteile angebunden werden.
Fig. 14 zeigt schließlich einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Versteifungsstrebe 1 in einem unverpressten Bereich. Die Versteifungsstrebe 1 umfasst dabei einen äußeren Mantel 20 sowie zwei innere Stege 21 und 22, welche das Hohlprofil der Versteifungsstrebe 1 in drei getrennte Kammern 23, 24 und 25 unterteilen. Die Außenkontur der Versteifungsstrebe 1 umfasst dabei einen ersten verjüngten beziehungsweise schmäleren Bereich 26, welcher sich in Querrichtung der Versteifungsstrebe 1 erweitert und mit einem zweiten verbreiterten Bereich 27 abschließt. Der innere Steg 21 verläuft in seinem mittleren Bereich 28 im Wesentlichen parallel zu den Wänden des Außenmantels 20 und weist zwei Endbereiche 29 und 30 auf, welche verglichen zum mittleren Bereich 28 in Querrichtung der Strebe abgeknickt sind und deren Enden in den Mantel 20 einlaufen. Der zweite innere Steg 22 verläuft im Wesentlichen in senkrechter Richtung zum ersten Steg 21 und trifft in dessen mittleren Bereich 28 auf diesen beziehungsweise läuft in diesen ein.
Die Wandstärke Dl des Außenmantels 20 beträgt im gezeigten Beispiel in etwa 1,8 mm, während die Wandstärke D2 der Stege 21 und 22 demgegenüber auf 1,5 mm reduziert ist. Selbstverständlich sind auch anderen Wandstärken realisierbar. Bei einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise vorgesehen, dass der zweite Steg 22 eine Dicke von 2,5 mm aufweist. Weitere Variationen in der Dicke der Außenwand und der Stege ist in Abhängigkeit des gewünschten Verformungsverhaltens beziehungsweise der Steifigkeit der Strebe 1 möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Formen einer Versteifungsstrebe (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Versteifungsstrebe (1) ein durch einen äußeren Mantel begrenztes Hohlprofil (5) aufweist, mit folgendem Schritt:
Zusammenpressen des Hohlprofils (5) in einem Bereich zum Anformen einer Ausnehmung (7,11,13) an die Versteifungsstrebe (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Versteifungsstrebe (1) eine innere Stützstruktur aufweist, mit folgendem Schritt:
Zusammenpressen des Hohlprofils (5) und der Stützstruktur auf Block.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem Schritt:
- Einbringen eines Durchbruchs, insbesondere einer Bohrung, in den zusammengepressten Bereich.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenpressen des Hohlprofils zur Ausbildung der Ausnehmung (7,11,13) nur eine von mehreren Kammern des Hohlprofils eingedrückt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenpressen des Hohlprofils zur Ausbildung der Ausnehmung (14) ein in Erstreckungsrichtung des Hohlprofils gesehen endständig gelegener Bereich eingedrückt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenpressen des Hohlprofils eine in Form einer Sicke (14) ausgebildete Ausnehmung geformt wird, welche in ihrem Randbereich zumindest teilweise von einem Wulst (16, 16') umgeben ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenpressen des Hohlprofils zumindest eine Einpressmutter in das Profil eingepresst wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit folgendem Schritt:
Zusammenpressen des Hohlprofils (5) in einem Bereich zum Anformen einer Ausnehmung (7,11,13) an die Versteifungsstrebe (1), derart, dass dabei eine Strebe der Stützstruktur quasi unverformt bleibt.
9. Versteifungsstrebe (1), hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Kraftfahrzeug mit einer Versteifungsstrebe (1) nach dem vorhergehenden Anspruch.
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