WO2023274807A1 - Verfahren zur herstellung eines profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen halbzeug - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen halbzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2023274807A1
WO2023274807A1 PCT/EP2022/067003 EP2022067003W WO2023274807A1 WO 2023274807 A1 WO2023274807 A1 WO 2023274807A1 EP 2022067003 W EP2022067003 W EP 2022067003W WO 2023274807 A1 WO2023274807 A1 WO 2023274807A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
semi
finished product
profile component
hydroforming
produced
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/067003
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Schmidt
Dennis Fuß
Andreas Dietz
Original Assignee
Linde + Wiemann SE & Co. KG
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
Application filed by Linde + Wiemann SE & Co. KG filed Critical Linde + Wiemann SE & Co. KG
Publication of WO2023274807A1 publication Critical patent/WO2023274807A1/de

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
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/08—Making wire, bars, tubes
    • B21C23/085—Making tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/14—Making other products
    • B21C23/142—Making profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0803—Making tubes with welded or soldered seams the tubes having a special shape, e.g. polygonal tubes
    • 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
    • B21D47/00—Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures
    • B21D47/01—Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures beams or pillars
    • B21D47/02—Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures beams or pillars by expanding
    • 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
    • B21D5/08—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 making use of forming-rollers
    • B21D5/086—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 making use of forming-rollers for obtaining closed hollow profiles
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Definitions

  • Designation Process for manufacturing a profile component from a tubular metallic semi-finished product
  • the invention relates to a method for producing a profile component from a tubular metallic semi-finished product according to the preamble of patent claim 1 .
  • Methods of this type for producing a profile component from a tubular metallic semi-finished product are known, for example, from EP 1 755 801 B1, EP 1 015 654 B1 and EP 1 304 392 B1.
  • a tubular metallic semi-finished product is heated and formed in a forming tool by means of hydroforming and then quenched by a cooling medium which is guided through the tubular metallic semi-finished product.
  • the object of the invention is now a method according to the preamble of claim 1 in such a way that the strength and stability of a profile component to be produced is further optimized and thus an improvement in the safety of the occupants of a motor vehicle is achieved in which such a profile component is used.
  • this semi-finished product is brought into the shape of the profile component to be produced in a forming tool by means of hydroforming.
  • at least one reinforcement element is arranged within the profile component or the semi-finished product before or after the hydroforming.
  • At least one web element is used as at least one reinforcement element.
  • Such web elements are procedurally easy to produce and to arrange within a tubular metallic semi-finished product. As a result, the stability and strength of a profile component can be increased safely and without great effort in a simple manner.
  • At least one hollow chamber element is used as at least one reinforcement element, which hollow chamber element is arranged in the tubular metallic semi-finished product formed into the profile component.
  • Reinforcement elements of this type designed as hollow chambers are able to absorb higher forces than simple web elements, so that the stability and strength of the profile component to be produced is further increased by using such hollow chamber elements as reinforcement elements.
  • the tubular metallic semi-finished product it has proven to be advantageous for the tubular metallic semi-finished product to be heated before the internal high-pressure forming. Such heating, advantageously above the austenitizing temperature, alters the crystalline structure to provide increased stability and strength. During hydroforming at this temperature, the crystalline structure of the metal produced in this way is retained. As a result, the wall thickness of the profile component can be reduced without having to fear a reduction in strength or stability.
  • the formed by means of hydroforming is provided Semi-finished product is quenched by means of a cooling medium guided through the tubular metallic semi-finished product. This preserves the crystalline structure of the metal above the austenitizing temperature.
  • the profile components to be produced according to the invention with thinner walls in a material-saving manner without having to accept a reduction in strength and stability.
  • the weight of the profile components to be produced can be minimized in this way, so that the operation of a motor vehicle in which such profile components are used is optimized from both an ecological and an economic point of view.
  • a preliminary stage of the at least one reinforcement element is introduced into the semi-finished product during the production of the tubular metallic semi-finished product before the hydroforming.
  • This embodiment of the invention advantageously means that no separate work step is necessary to introduce a corresponding reinforcing element into the semi-finished product after internal high-pressure forming in order to complete the profile component to be produced.
  • the semi-finished product, together with the preliminary stage of the at least one reinforcement element is produced by means of roll forming and subsequent welding.
  • a flat metal sheet can be formed by rolling in such a way that the semi-finished product is present as a hollow profile component in which a reinforcing element—for example in the form of a web or a hollow chamber inside the semi-finished product—is already present.
  • a reinforcing element for example in the form of a web or a hollow chamber inside the semi-finished product
  • the preliminary stage of the at least one reinforcement element is formed as at least one bar element bent perpendicularly to the longitudinal extension of the semi-finished product, the bending of this bar element being reduced or eliminated during the hydroforming of the semi-finished product.
  • Reinforcing element in a hydroforming of the semi-finished product which is associated with an expansion of the tube cross-section of the semi-finished product, does not experience any internal elongation, but is only stretched by reducing the bend in a simple manner.
  • bending is to be understood here as meaning that the reinforcing element has an intended length storage in the form of a bow, a bead or the like.
  • the reinforcement element can be designed not only as a web, but also in the form of a hollow chamber, which is shaped accordingly and likewise no internal elongation occurs during hydroforming.
  • the enlargement of the cross-section of the semi-finished product takes place over its circumference during hydroforming, so that this elongation of the semi-finished product can be taken into account when dimensioning the starting sheet metal.
  • This measure allows the semi-finished product dimensioned in this way to be inserted easily into a corresponding tool for hydroforming, with the end regions of the semi-finished product sealing off its end regions in a simple manner in a pressure-tight manner, without the geometry of the tool having to be adapted to the at least one reinforcing element.
  • the high-pressure application areas of the tool can therefore be placed in a simple manner on the end areas of the semi-finished product and seal them in a pressure-tight manner, so that high pressure can be applied within the semi-finished product to shape the profile component.
  • the at least one reinforcement element can also be joined to the shaped semi-finished product to form the profile component after the hydroforming.
  • Such a method is particularly useful when the starting material used is not flat sheet metal, which is formed into the semi-finished product by means of a rolling process, but instead, for example, an extruded metal tube.
  • Such a tubular semi-finished product can then easily hydroforming are provided with a corresponding reinforcement element.
  • a reinforcing element can be designed in the form of a simple web.
  • corresponding hollow chambers can also be introduced into the profile component and joined to it.
  • the respective reinforcement element in the form of a web or a hollow chamber—extends over the entire length of the semi-finished product.
  • the at least one reinforcement element extends only partially over the longitudinal extent of the semi-finished product or the profile component.
  • the method according to the invention also provides for the at least one reinforcement element to be joined to the semi-finished product after internal high-pressure forming in an area in which the profile component to be produced can be subjected to high loads.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a semi-finished product for the production of a profile component according to a method according to the invention in a cross-sectional view
  • FIG. 2 shows the semi-finished product according to FIG. 1 after welding in a cross-sectional view
  • Figure 4 shows a second embodiment of a semi-finished product for the production of a profile component according to a method according to the invention, showing several method steps in a cross-sectional view
  • FIG. 5 shows a third exemplary embodiment of a semi-finished product for the production of a profile component according to a method according to the invention in a cross-sectional view
  • FIG. 6 shows the semi-finished product according to FIG. 5 after hydroforming in a cross-sectional view
  • Figure 7 a by a method according to the invention from a Semi-finished profile component produced according to Figures 5 and 6 in a cross-sectional view
  • FIG. 8 shows a fourth exemplary embodiment of a semi-finished product for producing a profile component using a method according to the invention, in a cross-sectional view
  • Figure 9 shows the semi-finished product according to Figure 8 after
  • FIG. 12 shows the profile component according to FIG. 12 in a perspective view
  • FIG. 14 shows the profile component according to FIG. 13 in a perspective view
  • FIG. 15 shows a first exemplary embodiment of a semi-finished product 1 from which a profile component 2 is produced using a method according to the invention, as is shown in FIG.
  • the semi-finished product 1 according to FIG. 1 is produced from a flat metal sheet, which is brought into the geometry according to FIG. 1 by means of roll forming.
  • the output sheet has ends 9 and 10, after
  • the starting sheet metal is formed into the tubular metallic semi-finished product 1 according to FIG. 1, with a preliminary stage 6 of a reinforcement element 3 being formed approximately in the middle, as shown in FIG.
  • the semi-finished product 1 according to FIG. 1 is not yet closed, since the ends 9 and 10 of the starting sheet only rest on areas of the semi-finished product 1, but are not yet joined to them.
  • the precursor 6 of the reinforcing element 3 has a slightly curved shape in the present embodiment and thus serves as a
  • FIG. 2 now shows the closed semi-finished product 1 in a cross-sectional view. It can be clearly seen here that the ends 9 and 10 of the original starting sheet metal of the semi-finished product 1 are now welded to other areas of the semi-finished product 1, so that the semi-finished product 1 now has a closed profile in cross section.
  • the two weld seams 7 and 8 in the area of the ends 9 and 10 of the starting sheet metal of the semi-finished product 1 can also be seen in the representation according to FIG.
  • the closed semi-finished product 1 is now in the form of a hollow chamber profile, which has two chambers due to the preliminary stage 6 of the reinforcing element 3 . It can also be clearly seen in the representation according to FIG. 2 that the preliminary stage 6 of the reinforcement element 3 also has the slight bend 6, which serves as a length reserve to avoid an elongation of the reinforcement element 3 to be produced, which leads to weakening.
  • Semi-finished product 1 is now ready for further processing into the profile component 2 to be produced according to FIG. Before being placed in the hydroforming tool, the semi-finished product 1 in the present exemplary embodiment according to FIG.
  • FIG. 3 A corresponding representation of the profile component 2 produced in this way is shown in FIG. 3 in a cross-sectional representation.
  • the cross section of the profile component 2 is enlarged compared to the cross section of the flanged body 1 according to FIG.
  • the enlargement of the cross section of the profile component 2 is accompanied by a reduction in the wall thickness of the profile component 2 compared to that of the flanged part 1 according to FIG.
  • the reinforcing element 3 designed as a web 4, which still has the same wall thickness as the preliminary stage 6 of the reinforcing element 3 within the fluff 1 according to FIGS. 1 and 2.
  • FIGS. 1 to 3 only show cross-sectional views, it cannot be seen that the preliminary stage 6 of the reinforcement element 3 or the reinforcement element 3 is notched in relation to the flanged body 1 or the profile component 2 in its opening areas.
  • This notch serves to enable a tool for hydroforming to be easily placed on the open end areas of the flanged tool 1 without this tool having to be adapted to the shape of the reinforcing element 3, here the web element 4 must become.
  • the expenditure on equipment is minimized in order to be able to produce the internal high-pressure application in the area of the open ends of the semi-finished product 1 in a pressure-tight manner.
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of a semi-finished product for producing a profile component according to a method according to the invention, showing a number of method steps in a cross-sectional view.
  • this sheet is roll-formed in several steps in such a way that the cross-sectional profile of the semi-finished product 1 shown in FIG. 4 is produced.
  • the preliminary stage 6 also has a bend which is reduced or eliminated again when the semi-finished product 1 is expanded within a tool for hydroforming.
  • the wall areas of the semi-finished product 1 undergo a reduction in wall thickness during hydroforming, with the wall thickness of the preliminary stage 6 remaining unchanged.
  • the preliminary stage 6 is notched in the area of the open ends of the semi-finished product 1, so that the arrangement of a tool for hydroforming can be made simpler.
  • the temperature of the semi-finished product is also increased above the austenitization temperature in this exemplary embodiment in order to positively influence the crystalline structure of the metal in terms of stability and strength.
  • quenching takes place by passing a cooling medium through the profile component 2 produced in order to obtain the advantageous crystalline structure above the austenitization temperature even at temperatures below it.
  • FIGS. 5 to 10 show two further exemplary embodiments of a semi-finished product 1 for the production of a profile component 2 according to a method according to the invention in a cross-sectional representation.
  • the semi-finished products 1 according to FIGS. 5 and 8 are identical. In contrast to the semi-finished products in FIGS. 1 to 4, however, this semi-finished product 1 is not provided with a preliminary stage 6 for a reinforcing element 3.
  • the semi-finished product 1 according to FIGS. 5 and 8 can be produced either from a flat sheet by means of roll forming or from molten metal by extrusion.
  • the semi-finished product 1 according to FIGS. 5 and 8 is subsequently expanded again in a tool for hydroforming, increasing the cross section and reducing the wall thickness, and in the process is given the geometry according to FIGS a cooling medium is passed through the semi-finished product 1.
  • FIG. 7 a reinforcing element 3 in the form of a web is now introduced into the semi-finished product 1 according to FIG. 6, which is joined to the semi-finished product 1 from FIG.
  • FIG. 10 shows a cross-sectional representation of a profile component 2 which has two reinforcement elements 3 .
  • a reinforcement element 3 is designed as a web element 4 and another as a hollow chamber element 5 . Both elements are joined both to the semi-finished product 1 according to FIG. 9 and to each other, advantageously by welding.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional representation of a profile component 2 produced by the method according to the invention from a semi-finished product 1 according to FIGS.
  • the web element 4 has no curvature.
  • the bar element 4 has at least one connecting section 11 on an end 10 lying on the inside of the profile component 2, which in the present case is angled relative to the bar element 4, for example perpendicular to the longitudinal extension of the bar element 4.
  • this at least one connecting section 11 is welded to the outer profile part by means of a weld seam lying on the outside in relation to the profile component 2, a so-called step seam.
  • FIG. 12 shows the profile component according to FIG. 12 in a perspective view.
  • Figure 13 differs from that of Figure 11 by the web element 4, which is curved or bent in the present case, in particular the web element 4 has a demolding curvature 12 or a bend with an approximately continuous curvature radius in the present case.
  • the corresponding perspective view can be seen in FIG.
  • FIG. 15 also shows a bar element 4 with a demolding curve 12 or bend, which, in contrast to the representation according to FIGS. 13 and 14, is provided here only in the area of the center of the bar element 4, but not in the area of the welded joints.
  • the corresponding perspective view can be seen in FIG.
  • the web element 4 can experience a stretching over the change in cross section and in this way the change in cross section, d. H. a stretching in the vertical position, compensate again, so that a straight bar element 4 is formed.
  • the web elements 4 serve as additional reinforcement in the profile.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils (2) aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug (1) in einem Umformwerkzeug mittels Innenhochdruckumformen und zeichnet sich dadurch aus, dass vor oder nach dem Innenhochdruckumformen wenigstens ein Verstärkungselement (3) innerhalb des Profilbauteils (2) beziehungsweise des Halbzeugs (1) angeordnet wird.

Description

Bezeichnung: Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Derartige Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils aus einem rohrförm igen metallischen Halbzeug sind beispielsweise aus der EP 1 755 801 B1 , der EP 1 015 654 B1 und der EP 1 304 392 B1 bekannt. Bei den dortigen Verfahren wird ein rohrförmiges metallisches Halbzeug erhitzt und in einem Umformwerkzeug mittels Innenhochdruckumformung umgeformt und anschließend durch ein Kühlmedium, welches durch das rohrförmige metallische Halbzeug geführt wird, abgeschreckt. Die so entstandenen Hohlprofilbauteile weisen zwar eine außerordentliche Stabilität und
Festigkeit auf. Trotzdem ist es wünschenswert, die Stabilität und Festigkeit der Bauteile nochmals zu optimieren, da bei bestimmten Anwendungen und Belastungen, wie beispielsweise bei einem Dach-Eindrücktest bei Kraftfahrzeugen, ein Kollabieren derartiger verwendeter Hohlprofilbauteile nicht ausgeschlossen werden kann. Beim Dach-Eindrücktest wird nämlich mit einem Impaktor eine Crashsimulation durchgeführt und ein bestimmter Eindrück-Weg zurückgelegt, wobei die Kraft aufgezeichnet wird. Dabei darf das Profilrohr nicht kollabieren. Da ein Profilrohr eines Dachrahmens durch einen großen Umfang bei kleiner Wandstärke ein relativ hohes Widerstandsmoment erreicht, kann es aber unter Krafteinfluss passieren, dass das Rohr beult und damit die „Widerstandskraft des Profilrohrs zusammenbricht“.
Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Festigkeit und Stabilität eines herzustellenden Profilbauteils nochmals optimiert wird und somit eine Verbesserung der Sicherheit der Insassen eines Kraftfahrzeuges erreicht wird, in welchem ein derartiges Profilbauteil eingesetzt ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug wird dieses Halbzeug in einem Umformwerkzeug mittels Innenhochdruckumformung in die Form des herzustellenden Profilbauteils gebracht. Um die Stabilität und Festigkeit des herzustellenden Profilbauteils zu erhöhen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass vor oder nach der Innenhochdruckumformung wenigstens ein Verstärkungselement innerhalb des Profilbauteils beziehungsweise des Halbzeugs angeordnet wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens und das nunmehr in dem herzustellenden Profilbauteil angeordnete Verstärkungselement wird die Hohlkammer des herzustellenden Profilbauteils verstärkt, sodass das Profilbauteil bei entsprechenden Eindrücktests und auch im Crashfall höhere Kräfte aufnehmen kann, ohne dabei zu früh zu kollabieren. Hierdurch ist die Sicherheit der Insassen in einem Kraftfahrzeug, in welchem ein erfindungsgemäß hergestelltes Profilbauteil eingesetzt wird, erhöht.
Dabei kann es nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass als wenigstens ein Verstärkungselement wenigstens ein Stegelement verwendet wird. Derartige Stegelemente sind verfahrenstechnisch einfach herzustellen und innerhalb eines rohrförmigen metallischen Halbzeugs anzuordnen. Hierdurch können in einfacher Weise die Stabilität und Festigkeit eines Profilbauteils sicher und ohne großen Aufwand erhöht werden.
Weiterhin kann es allerdings auch vorgesehen sein, dass als wenigstens ein Verstärkungselement wenigstens ein Hohlkammerelement verwendet wird, welches in dem zu dem Profilbauteil umgeformten rohrförmigen metallischen Halbzeug angeordnet wird. Derartige als Hohlkammern ausgebildete Verstärkungselemente sind in der Lage, höhere Kräfte aufzunehmen als einfache Stegelemente, sodass durch die Verwendung derartiger Hohlkammerelemente als Verstärkungselemente die Stabilität und Festigkeit des herzustellenden Profilbauteils nochmals erhöht wird. Damit die innere Struktur des herzustellenden Profilbauteils eine entsprechende Stabilität und Festigkeit aufweist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das rohrförm ige metallische Halbzeug vor dem Innenhochdruckumformen erhitzt wird. Durch ein derartiges Erhitzen, vorteilhafterweise über die Austenitisierungstemperatur hinaus, wird die kristalline Struktur dahingehend geändert, dass eine erhöhte Stabilität und Festigkeit gegeben ist. Während des Innenhochdruckumformens bei dieser Temperatur bleibt die so erzeugte kristalline Struktur des Metalls erhalten. Hierdurch kann die Wanddicke des Profilbauteils reduziert werden, ohne eine Reduzierung der Festigkeit oder Stabilität befürchten zu müssen.
Damit diese über der Austenitisierungstemperatur erhaltene kristalline Struktur des Metalls auch weiterhin erhalten bleibt und beim Abkühlen nicht wieder verloren geht, ist es nach einem weiteren Gedanken der Erfindung vorgesehen, dass das mittels Innenhochdruckumformung umgeformte Halbzeug mittels eines durch das rohrförmige metallische Halbzeug geführte Kühlmedium abgeschreckt wird. Hierdurch wird die kristalline Struktur des Metalls oberhalb der Austenitisierungstemperatur erhalten. Auf diese Weise ist es ermöglicht, die erfindungsgemäß herzustellenden Profilbauteile materialsparend dünnwandiger herzustellen, ohne eine Reduzierung der Festigkeit und Stabilität hinnehmen zu müssen. Zudem kann dadurch das Gewicht der herzustellenden Profilbauteile minimiert werden, sodass hierdurch auch der Betrieb eines Kraftfahrzeuges, in dem derartige Profilbauteile eingesetzt sind, sowohl aus ökologischer als auch aus ökonomischer Hinsicht optimiert ist.
Nach einem besonders vorteilhaften Gedanken der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Vorstufe des wenigstens einen Verstärkungselementes bei der Herstellung des rohrförmigen metallischen Halbzeugs vor der Innenhochdruckumformung in das Halbzeug eingebracht wird. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass kein separater Arbeitsschritt notwendig ist, um ein entsprechendes Verstärkungselement nach der Innenhochdruckumformung des Halbzeugs in dieses einzubringen, um das herzustellende Profilbauteil fertig zu stellen.
Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Halbzeug samt Vorstufe des wenigstens einen Verstärkungselementes mittels Walzumformung und anschließendem Verschweißen hergestellt wird. Gemäß diesem Gedanken der Erfindung kann ein ebenes Metallblech durch Walzen derart umgeformt werden, dass das Halbzeug als Hohlprofilbauteil vorliegt, in dem bereits ein Verstärkungselement - beispielsweise in Form eines Steges oder auch einer innerhalb des Halbzeugs liegenden Hohlkammer - vorliegt. Um ein rohrförm iges Halbzeug abschließend zu erreichen, müssen noch die Enden des Ausgangsbleches so mit den umgeformten Wänden des Halbzeugs verschweißt werden, dass dieses seine rohrförmige Gestalt annimmt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass die Vorstufe des wenigstens einen Verstärkungselementes als wenigstens ein senkrecht zur Längserstreckung des Halbzeugs gebogenes Stegelement ausgebildet wird, wobei die Biegung dieses Stegelementes während des Innenhochdruckumformens des Halbzeugs reduziert beziehungsweise aufgehoben wird. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, da das
Verstärkungselement bei einer Innenhochdruckumformung des Halbzeugs, welches mit einer Aufweitung des Rohrquerschnitts des Halbzeugs verbunden ist, keine innere Längung erfährt, sondern nur durch Reduzierung der Biegung in einfacher Weise gestreckt wird.
Unter Biegung soll hierbei erfindungsgemäß verstanden sein, dass das Verstärkungselement eine vorgesehene Längenbevorratung in Form eines Bogens, einer Sicke oder ähnlichem aufweist. Das Verstärkungselement kann dabei nicht nur als Steg ausgebildet sein, sondern auch in Form einer Hohlkammer, die entsprechend geformt ist und bei einer Innenhochdruckumformung ebenfalls keine innere Längung erfolgt. Die Querschnittvergrößerung des Halbzeugs erfolgt beim Innenhochdruckumformen über dessen Umfang, sodass diese Längung des Halbzeuges bei der Dimensionierung des Ausgangsbleches berücksichtigt werden kann. Würde für das Verstärkungselement innerhalb des Halbzeugs keine Längenbevorratung für das Innenhochdruckumformen vorgesehen sein, würde das Streckvermögen des Metalls im Bereich des Verstärkungselementes gegebenenfalls überfordert, sodass eine entsprechende Verstärkungswirkung nicht erreicht werden würde. Insofern handelt es sich bei der Längenbevorratung für das Verstärkungselement um eine besonders vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Damit eine Innenhochdruckumformung des Halbzeugs besonders einfach erfolgen kann, ist es nach einem weiteren Gedanken der Erfindung vorgesehen, dass die Vorstufe des wenigstens einen Verstärkungselementes vor dem Innenhochdruckumformen in den Endbereichen des Halbzeuges ausgeklinkt wird. Durch diese Maßnahme kann das so dimensionierte Halbzeug in einfacher Weise in ein entsprechendes Werkzeug zum Innenhochdruckumformen eingesetzt werden, wobei die Endbereiche des Halbzeuges in einfacher Weise druckdicht dessen Endbereiche abschließen, ohne dass die Geometrie des Werkzeuges an das wenigstens eine Verstärkungselement angepasst werden muss. Die Hochdruckapplikationsbereiche des Werkzeuges können daher in einfacher Weise auf die Endbereiche des Halbzeuges aufgesetzt werden und schließen diese druckdicht ab, sodass innerhalb des Halbzeuges der Hochdruck zur Ausformung des Profilbauteils appliziert werden kann.
Nach einem anderen Gedanken der Erfindung kann das wenigstens eine Verstärkungselement auch nach der Innenhochdruckumformung mit dem umgeformten Halbzeug zu dem Profilbauteil gefügt werden. Ein derartiges Verfahren bietet sich insbesondere dann an, wenn als Ausgangsmaterial kein ebenes Blech verwendet wird, welches mittels Walzverfahren zu dem Halbzeug umgeformt wird, sondern beispielsweise ein extrudiertes Metallrohr.
Ein derartiges rohrförmiges Halbzeug kann dann in einfacher Weise nach der Innenhochdruckumformung mit einem entsprechenden Verstärkungselement versehen werden. Ein derartiges Verstärkungselement kann dabei sowohl in Form eines einfachen Steges ausgebildet sein. Es können aberauch entsprechende Hohlkammern in das Profilbauteil eingebracht und mit diesem gefügt werden.
Bei allen vorgenannten Ausführungen der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das jeweilige Verstärkungselement - in Form eines Steges oder einer Hohlkammer - sich über die gesamte Längserstreckung des Halbzeuges erstreckt. Allerdings kann es auch vorgesehen sein, dass sich das wenigstens eine Verstärkungselement nur partiell über die Längserstreckung des Halbzeuges beziehungsweise des Profilbauteils erstreckt.
Vorteilhafterweise ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch vorgesehen, dass das wenigstens eine Verstärkungselement nach dem Innenhochdruckumformen des Halbzeugs mit diesem in einem Bereich gefügt wird, in dem das herzustellende Profilbauteil hochbelastet werden kann.
Abschließend soll erfindungsgemäß auch noch ein Profilbauteil geschützt sein, welches nach dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Dabei zeigen zum Teil schematisch:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs zur Herstellung eines Profilbauteils nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Querschnittdarstellung,
Figur 2 das Halbzeug gemäß Figur 1 nach dem Verschweißen in einer Querschnittdarstellung,
Figur 3 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem
Halbzeug gemäß Figuren 1 und 2 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung,
Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs zur Herstellung eines Profilbauteils nach einem erfindungsgemäßen Verfahren unter Darstellung mehrere Verfahrensschritte in einer Querschnittdarstellung,
Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs zur Herstellung eines Profilbauteils nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Querschnittdarstellung,
Figur 6 das Halbzeug gemäß Figur 5 nach der Innenhochdruckumformung in einer Querschnittdarstellung,
Figur 7 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem Halbzeug gemäß Figuren 5 und 6 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung,
Figur 8 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs zur Herstellung eines Profilbauteils nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Querschnittdarstellung,
Figur 9 das Halbzeug gemäß Figur 8 nach dem
Innenhochdruckumformung in einer Querschnittdarstellung,
Figur 10 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem
Halbzeug gemäß Figuren 8 und 9 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung, Figur 1 1 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem
Halbzeug gemäß Figuren 1 und 2 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung mit geradem Stegelement,
Figur 12 das Profilbauteil gemäß Figur 12 in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 13 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem
Halbzeug gemäß Figuren 1 und 2 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung mit gekrümmtem Stegelement,
Figur 14 das Profilbauteil gemäß Figur 13 in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 15 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem Halbzeug gemäß Figuren 1 und 2 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung mit Stegelement mit Entformungswölbung und Figur 16 das Profilbauteil gemäß Figur 15 in einer perspektivischen Ansicht. Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs 1 , aus welchem nach einem erfindungsgemäßen Verfahren ein Profilbauteil 2 hergestellt wird, wie es in der Figur 3 dargestellt ist. Das Halbzeug 1 gemäß Figur 1 wird dabei aus einem flachen Metallblech hergestellt, welches mittels Walzumformung in die Geometrie gemäß der Figur 1 gebracht wird. Das Ausgangsblech weist dabei Enden 9 und 10 auf, die nach dem
Walzumformen an Bereichen des Halbzeugs 1 zum Liegen kommen. Das Ausgangsblech ist dabei zu dem rohrförmigen metallischen Halbzeug 1 gemäß Figur 1 umgeformt, wobei etwa in der Mitte eine Vorstufe 6 eines Verstärkungselementes 3 ausgebildet ist, wie es in Figur 3 dargestellt ist. Das Halbzeug 1 gemäß Figur 1 ist dabei noch nicht geschlossen, da die Enden 9 und 10 des Ausgangsbleches nur an Bereichen des Halbzeugs 1 anliegen, mit diesen aber noch nicht gefügt sind.
Die Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine leicht gebogene Form auf und dient damit als
Längenvorrat für die nachfolgende Innenhochdruckumformung. Durch diese Längenbevorratung wird vermieden, dass die Vorstufe 6 und somit das Verstärkungselement 3 während der Innenhochdruckumformung eine zu starke Längung erfährt, was zu einer Schwächung des eigentlich zur Verstärkung gedachten Verstärkungselementes 3 führen würde.
In Figur 2 ist nun das geschlossene Halbzeug 1 in einer Querschnittsdarstellung gezeigt. Deutlich zu erkennen ist hierbei, dass die Enden 9 und 10 des ursprünglichen Ausgangsbleches des Halbzeugs 1 nunmehr mit anderen Bereichen des Halbzeugs 1 verschweißt sind, sodass nunmehr das Halbzeug 1 ein im Querschnitt geschlossenes Profil aufweist. Zu erkennen sind in der Darstellung gemäß der Figur 2 auch die beiden Schweißnähte 7 und 8 im Bereich der Enden 9 und 10 des Ausgangsbleches des Halbzeuges 1 .
Nach dem Verschweißen liegt das geschlossene Halbzeug 1 nunmehr als Hohlkammerprofil vor, welches durch die Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 zwei Kammern aufweist. Deutlich zu erkennen ist in der Darstellung gemäß der Figur 2 auch noch, dass die Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 weiterhin die leichte Biegung 6 aufweist, welche als Längenbevorratung zur Vermeidung einer zur Schwächung führenden Längung des zu erzeugenden Verstärkungselementes 3 dient. Das nunmehr in der Querschnittdarstellung gemäß Figur 2 gezeigte
Halbzeug 1 ist nun zur Weiterverarbeitung zum herzustellenden Profilbauteil 2 gemäß Figur 3 bereit. Vor dem Einlegen in das Werkzeug zum Innenhochdruckumformen wird das Halbzeug 1 im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 allerdings noch über die Austenitisierungstemperatur erhitzt, sodass sich die kristalline Struktur des Metalls des Halbzeugs 1 derart ändert, dass die Festigkeit und Stabilität des Metalls erhöht wird.
In dem Werkzeug zum Innenhochdruckumformen wird nun das Halbzeug 1 gemäß Figur 2 mit einem entsprechenden Innendruck beaufschlagt und in die gewünschte Form, die das Werkzeug zum Innenhochdruckumformen vorgibt, gebracht. Eine entsprechende Darstellung des so erzeugten Profilbauteils 2 ist in Figur 3 in einer Querschnittdarstellung gezeigt. Deutlich zu erkennen ist hierbei, dass der Querschnitt des Profilbauteils 2 im Vergleich zum Querschnitt des Flalbzeugs 1 gemäß Figur 2 vergrößert ist. Die Vergrößerung des Querschnitts des Profilbauteils 2 geht allerdings mit einer Verringerung der Wandstärke des Profilbauteils 2 gegenüber der des Flalbzeugs 1 gemäß der Figur 2 einher. Eine Ausnahme bildet dabei nur das als Steg 4 ausgebildete Verstärkungselement 3, welches noch die gleiche Wandstärke aufweist, wie die Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 innerhalb des Flalbzeugs 1 gemäß den Figuren 1 und 2.
Dass es bei der Innenhochdruckumformung des Flalbzeugs 1 nicht zu einer Verringerung der Wanddicke der Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 beziehungsweise des Verstärkungselementes 3 kommt, liegt an der leichten Biegung der Vorstufe 6. Bei der Querschnittvergrößerung des Profilbauteils 2 durch die Innenhochdruckumformung des Flalbzeugs 1 gemäß Figur 2 wird die Biegung der Vorstufe 6 reduziert beziehungsweise aufgehoben, wobei sich das Verstärkungselement 3 zu dem Stegelement 4 streckt.
Da die Figuren 1 bis 3 nur Querschnittdarstellungen zeigen, ist daraus nicht ersichtlich, dass die Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 beziehungsweise das Verstärkungselement 3 gegenüber dem Flalbzeug 1 beziehungsweise dem Profilbauteil 2 in dessen Öffnungsbereichen ausgeklinkt sind. Diese Ausklinkung dient dazu, dass ein Werkzeug zur Innenhockdruckumformung in einfacher Weise auf die offenen Endbereiche des Flalbzeugs 1 aufgesetzt werden kann, ohne dass dieses Werkzeug an die Form des Verstärkungselementes 3, hier das Stegelement 4, angepasst werden muss. Hierdurch ist der apparative Aufwand m inimiert, die Innenhochdruckapplizierung im Bereich der offenen Enden des Halbzeugs 1 druckdicht hersteilen zu können. In der Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs zur Herstellung eines Profilbauteils nach einem erfindungsgemäßen Verfahren unter Darstellung mehrerer Verfahrensschritte in einer Querschnittdarstellung gezeigt. Ausgehend von einem hier nicht dargestellten ebenen Blech, wird dieses Blech in mehreren Schritten derart walzumgeformt, dass das in Figur 4 dargestellte Querschnittprofil des dortigen Halbzeugs 1 entsteht. Auch hierbei ist innerhalb des hohlkammerförmigen Profils 1 eine Vorstufe 6 für ein Verstärkungselement gegeben, wobei die Enden 9 und 10 mit anderen Bereichen des Halbzeuges 1 unter Ausbildung von Schweißnähten 7 und 8 gefügt sind.
In der Darstellung gemäß der Figur 4 weist die Vorstufe 6 ebenfalls eine Biegung auf, die beim Aufweiten des Halbzeugs 1 innerhalb eines Werkzeugs zur Innenhochdruckumformung wieder reduziert beziehungsweise aufgehoben wird. Auch hierbei erfahren die Wandbereiche des Halbzeugs 1 bei der Innenhochdruckumformung eine Reduzierung der Wandstärke, wobei die Wandstärke der Vorstufe 6 unverändert bleibt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorstufe 6 im Bereich der offenen Enden des Halbzeugs 1 ausgeklinkt, damit die Anordnung eines Werkzeugs zur Innenhochdruckumformung einfacher gestaltet werden kann. Vor der Innenhochdruckumformung wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Temperatur des Halbzeugs über die Austenitisierungstemperatur erhöht, um somit die kristalline Struktur des Metalls hinsichtlich Stabilität und Festigkeit in positiver Weise zu beeinflussen. In allen Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 erfolgt nach der Innenhochdruckumformung des Halbzeugs 1 zum Profilbauteil 2 ein Abschrecken durch Durchführung eines Kühlmediums durch das hergestellte Profilbauteil 2, um die vorteilhafte kristalline Struktur oberhalb der Austenitisierungstemperatur auch bei darunter liegenden Temperaturen zu erhalten.
Die Figuren 5 bis 10 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele eines Halbzeugs 1 zur Herstellung eines Profilbauteils 2 nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in Querschnittdarstellung. Dabei sind die Halbzeuge 1 gemäß Figuren 5 und 8 identisch. Im Gegensatz zu den Halbzeugen der Figuren 1 bis 4 ist dieses Halbzeug 1 allerdings nicht mit einer Vorstufe 6 für ein Verstärkungselement 3 versehen. Das Halbzeug 1 gemäß Figuren 5 und 8 kann sowohl aus einem ebenen Blech mittels Walzumformen als auch aus einer Metallschmelze durch Extrusion hergestellt sein.
Das Halbzeug 1 gemäß Figuren 5 und 8 wird nachfolgend wieder in einem Werkzeug zum Innenhochdruckumformen unter Vergrößerung des Querschnitts und Verringerung der Wandstärke aufgeweitet und erhält dabei die Geometrie gemäß Figuren 6 und 8. Die Innenhochdruckumformung erfolgt auch hierbei wieder ober der Austenitisierungstemperatur, während zum Abschrecken wiederum ein Kühlmedium durch das Halbzeug 1 geführt wird.
In der Figur 7 ist nunmehr in das Halbzeug 1 gemäß Figur 6 ein Verstärkungselement 3 in Form eines Steges eingeführt, welches mit dem Halbzeug 1 der Figur 6 zum abschließenden Profilbauteil 2 gemäß Figur 7 gefügt ist. In der Figur 10 ist ein Profilbauteil 2 in einer Querschnittdarstellung gezeigt, welches zwei Verstärkungselemente 3 aufweist. Ein Verstärkungselement 3 ist dabei als Stegelement 4 und ein weiteres als Hohlkammerelement 5 ausgebildet. Beide Elemente sind sowohl mit dem Halbzeug 1 gemäß Figur 9 als auch untereinander gefügt, vorteilhafterweise durch Verschweißen.
Aus Figur 1 1 geht ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem Halbzeug 1 gemäß Figuren 1 und 2 hergestelltes Profilbauteil 2 in einer Querschnittdarstellung mit gerader Vorstufe 6 bzw. geradem Stegelement 4 hervor, wie es auch in Figur 3 dargestellt ist. Das Stegelement 4 weist in dieser Ausführungsvariante keine Wölbung auf. Im Unterschied zur Figur 3 weist das Stegelement 4 an einem im Profilbauteil 2 innenliegenden Ende 10 wenigstens einen Verbindungsabschnitt 1 1 auf, welcher vorliegend gegenüber dem Stegelement 4 abgewinkelt ist, beispielsweise senkrecht zur Längserstreckung des Stegelements 4.
Dieser wenigstens eine Verbindungsabschnitt 1 1 wird vorliegend durch eine gegenüber dem Profilbauteil 2 außenliegende Schweißnaht, eine sogenannte Step-Naht, mit dem außenliegenden Profilteil verschweißt.
Zusätzlich zu dieser Schweißverbindung sind auch weitere Schweißverbindungen, beispielsweise am Ende 9 des Profilbauteils 2 denkbar, insbesondere wie diese bereits zuvor beschrieben wurden.
Die Figur 12 zeigt das Profilbauteil gemäß Figur 12 in einer perspektivischen Ansicht.
Die Darstellung der Figur 13 unterscheidet sich gegenüber der Figur 1 1 durch das Stegelement 4, welches vorliegend gekrümmt bzw. gebogen ausgebildet ist, insbesondere weist das Stegelement 4 eine Entformungswölbung 12 bzw. eine Biegung mit vorliegend einem etwa kontinuierlichen Wölbungsradius. Die entsprechende perspektivische Darstellung ist der Figur 14 zu entnehmen.
Aus Figur 15 geht ebenfalls ein Stegelement 4 mit Entformungswölbung 12 bzw. Biegung hervor, welche im Gegensatz zur Darstellung gemäß Figuren 13 und 14 vorliegend lediglich im Bereich der Mitte des Stegelement 4 vorgesehen ist, nicht dagegen im Bereich der Schweißverbindungen. Die entsprechende perspektivische Darstellung ist der Figur 16 zu entnehmen.
Das Stegelement 4 kann nach der Umformung eine Streckung über die Querschnittsänderung erfahren und auf diese Weise die Querschnittsänderung, d. h. eine Streckung in vertikaler Lage, wieder kompensieren, sodass ein gerades Stegelement 4 entsteht. Die Stegelemente 4 dienen als zusätzliche Verstärkung im Profil.
Natürlich ist es auch denkbar, dass nur ein Hohlkammerelement 5 und kein Stegelement 4 in dem Profilbauteil 2 angeordnet wird. Auch sind
Ausführungsformen denkbar, in denen mehrere Stegelemente 4 oder Holkammerelement 5 oder eine Kombination davon innerhalb eines nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Profilbauteils angeordnet sind. Bezugszeichenliste
1 Halbzeug
2 Profilbauteil 3 Verstärkungselement
4 Stegelement
5 Hohlkammerelement
6 Vorstufe 7 Schweißnaht 8 Schweißnaht
9 Ende
10 Ende 1 1 Verbindungsabschnitt 12 Entformungswölbung

Claims

Patentansprüche
1 Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils (2) aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug (1 ) in einem Umformwerkzeug mittels Innenhochdruckumformung, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach der Innenhochdruckumformung wenigstens ein Verstärkungselement (3) innerhalb des Profilbauteils (2) beziehungsweise des Halbzeugs (1 ) angeordnet wird.
2 Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens ein Verstärkungselement (3) wenigstens ein Stegelement (4) verwendet wird.
3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens ein Verstärkungselement (3) wenigstens ein Hohlkammerelement (5) verwendet wird.
4 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige metallische Halbzeug (1 ) vor dem Innenhochdruckumformen erhitzt wird.
5 Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels Innenhochdruckumformen umgeformte Halbzeug (1 ) mittels eines durch das rohrförm ige metallische Halbzeug (1 ) geführte Kühlmedium abgeschreckt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorstufe (6) des wenigstens einen
Verstärkungselements (3) bei der Herstellung des rohrförmigen metallischen Halbzeugs (1 ) vor der Innenhochdruckumformung in das Halbzeug (1 ) eingebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Halbzeug (1 ) samt Vorstufe (6) des wenigstens einen Verstärkungselements (3) mittels Walzen und anschließendem Verschweißen hergestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Vorstufe (6) des wenigstens einen Verstärkungselements (3) als wenigstens ein senkrecht zur Längserstreckung des Halbzeugs (1 ) gebogenes Stegelement (4) ausgebildet wird, wobei die Biegung dieses Stegelementes (4) während des Innenhochdruckumformens reduziert beziehungsweise aufgehoben wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorstufe (6) des wenigstens einen Verstärkungselements (3) vor dem Innenhochdruckumformen in den Endbereichen des Halbzeuges (1 ) ausgeklingt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) nach dem Innenhochdruckumformen mit dem umgeformten Halbzeug (1 ) zu dem Profilbauteil (2) gefügt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) nach dem Innenhochdruckumformen des Halbzeugs (1 ) mit diesem in einem Bereich gefügt wird, in dem das herzustellende Profilbauteil (2) hochbelastet werden kann.
12. Profilbauteil (2), hergestellt nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 1 1 .
PCT/EP2022/067003 2021-06-29 2022-06-22 Verfahren zur herstellung eines profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen halbzeug WO2023274807A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021116727.2A DE102021116727A1 (de) 2021-06-29 2021-06-29 Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug
DE102021116727.2 2021-06-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023274807A1 true WO2023274807A1 (de) 2023-01-05

Family

ID=82361386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/067003 WO2023274807A1 (de) 2021-06-29 2022-06-22 Verfahren zur herstellung eines profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen halbzeug

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021116727A1 (de)
WO (1) WO2023274807A1 (de)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0733539A1 (de) * 1995-03-22 1996-09-25 Dr.Ing.h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft Hohlprofil für eine Trägerstruktur eines Kraftfahrzeuges
DE19746478A1 (de) * 1997-10-22 1999-05-20 Itt Mfg Enterprises Inc Mehrkammerprofil aus Metall
JP2001321845A (ja) * 2000-05-18 2001-11-20 Mitsubishi Motors Corp リンフォース部材および同リンフォース部材を用いた車体構造
DE10038337A1 (de) * 2000-08-05 2002-02-21 Thyssenkrupp Stahl Ag Verfahren zur Herstellung von Rohrprofilen mit Versteifungs- und/oder Funktionselementen
US20030094026A1 (en) * 2001-09-05 2003-05-22 Yasuyuki Hama Aluminum extrusion material for hydraulic bulge forming and hydraulic bulge forming method using the extrusion material
US20040200550A1 (en) * 1999-09-24 2004-10-14 Pfaffmann George D. Method of forming a tubular blank into a structural component and die therefor
EP1304392B1 (de) 2001-10-22 2007-06-13 Accra Teknik AB Vorrichtung und Verfahren zum Abschrecken von dünnwandigem hohlem Metallgehäuse
US20080028614A1 (en) * 2006-07-28 2008-02-07 Ford Motor Company And To Vari-Form, Inc. Double hydroformed tube with integral reinforcement
DE102007002364B3 (de) * 2007-01-16 2008-08-21 Audi Ag Verfahren zur Auslegung von mittels des Innenhochdruck-Umformverfahrens (IHU) zu kalibrierenden Halbzeugen
EP1755801B1 (de) 2004-05-13 2011-04-27 Accra Teknik AB Vorrichtung und verfahren zum formen und abschrecken eines trägers
EP3056292A1 (de) * 2015-02-11 2016-08-17 The Boeing Company Doppelwandiges titanrohr und verfahren zur herstellung des rohrs

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999014393A1 (de) 1997-09-16 1999-03-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. VERFAHREN ZUR BESCHICHTUNG VON SUBSTRATEN MIT ALUMINIUMOXID (Al2O3) UND DAMIT BESCHICHTETES WERKSTÜCK
DE10029467C1 (de) 2000-06-21 2002-04-18 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Versteifen umfänglich geschlossener Hohlprofile
DE10103131C2 (de) 2001-01-24 2002-11-21 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus zumindest zwei aufeinanderliegenden Platinen
DE10357343B3 (de) 2003-12-09 2005-06-02 Daimlerchrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Versteifen eines umfänglich geschlossenen Hohlprofils
DE102008007556A1 (de) 2008-02-05 2009-08-06 Daimler Ag Hybridbauteil für einen Kraftwagen
DE102013008918B4 (de) 2013-05-24 2018-06-07 Audi Ag Hohlprofil für eine Trägerstruktur eines Fahrzeugs
DE102019005910A1 (de) 2019-08-22 2021-02-25 Siempelkamp Maschinen- Und Anlagenbau Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines Bauelements

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0733539A1 (de) * 1995-03-22 1996-09-25 Dr.Ing.h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft Hohlprofil für eine Trägerstruktur eines Kraftfahrzeuges
DE19746478A1 (de) * 1997-10-22 1999-05-20 Itt Mfg Enterprises Inc Mehrkammerprofil aus Metall
US20040200550A1 (en) * 1999-09-24 2004-10-14 Pfaffmann George D. Method of forming a tubular blank into a structural component and die therefor
JP2001321845A (ja) * 2000-05-18 2001-11-20 Mitsubishi Motors Corp リンフォース部材および同リンフォース部材を用いた車体構造
DE10038337A1 (de) * 2000-08-05 2002-02-21 Thyssenkrupp Stahl Ag Verfahren zur Herstellung von Rohrprofilen mit Versteifungs- und/oder Funktionselementen
US20030094026A1 (en) * 2001-09-05 2003-05-22 Yasuyuki Hama Aluminum extrusion material for hydraulic bulge forming and hydraulic bulge forming method using the extrusion material
EP1304392B1 (de) 2001-10-22 2007-06-13 Accra Teknik AB Vorrichtung und Verfahren zum Abschrecken von dünnwandigem hohlem Metallgehäuse
EP1755801B1 (de) 2004-05-13 2011-04-27 Accra Teknik AB Vorrichtung und verfahren zum formen und abschrecken eines trägers
US20080028614A1 (en) * 2006-07-28 2008-02-07 Ford Motor Company And To Vari-Form, Inc. Double hydroformed tube with integral reinforcement
DE102007002364B3 (de) * 2007-01-16 2008-08-21 Audi Ag Verfahren zur Auslegung von mittels des Innenhochdruck-Umformverfahrens (IHU) zu kalibrierenden Halbzeugen
EP3056292A1 (de) * 2015-02-11 2016-08-17 The Boeing Company Doppelwandiges titanrohr und verfahren zur herstellung des rohrs

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021116727A1 (de) 2022-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0425059B1 (de) Rohrförmiges Stahlprofil für die Türverstärkung
DE60226336T2 (de) Verfahren zum innenhochdruckumformen von gegenständen und damit hergestellter gegenstand
EP1818115B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Struktur- oder Fahrwerkbauteils für Kraftfahrzeuge
DE102008044523B4 (de) Warmumformprofile
DE102011120519A1 (de) Verstärkung für eine Fahrzeugsäule, insbesodnere die B-Säule eines Fahrzeuges
DE60016241T2 (de) Verstärkter durch innenhochdruck geformter gegenstand und verfahren zur herstellung
DE102015114105B4 (de) Aufprallträger für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zu seiner Herstellung
EP1481743A2 (de) Blechelemente aus flexibel gewalztem Bandmaterial
WO2016012009A1 (de) Verfahren zur herstellung eines kraftfahrzeugbauteils aus extrudiertem aluminiumprofil
DE10132028A1 (de) Kraftfahrzeugtürverstärkungselement
DE69915744T2 (de) Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Bauteile
DE102016124100A1 (de) Achs- oder Fahrwerksbauteil für ein Kraftfahrzeug
DE102005011834B4 (de) Seitlicher Dachrahmen für ein Kraftfahrzeug
DE4214557C2 (de)
WO2012171875A1 (de) Verfahren zur herstellung geschlitzter hohlprofile
DE102007038713B4 (de) Verfahren zur Herstellung von partiell verstärkten Hohlprofilen
CH687816A5 (de) Sicherheitslenksaeule.
EP3548197B1 (de) Verfahren zur herstellung eines wenigstens partiell gehärteten profilbauteils
DE19720133B4 (de) Kraftfahrzeug-Hinterachse und Verfahren zum Herstellen einer Kraftfahrzeug-Hinterachse
WO2023274807A1 (de) Verfahren zur herstellung eines profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen halbzeug
EP1680240A1 (de) Erzeugen von ihu-bauteilen mit flansch
DE4425984C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines hohlen Bauteils aus Metall mit in Längsrichtung unterschiedlichen Querschnitten
DE10102759A1 (de) Verbundlenkerhinterachse
DE102018124982A1 (de) Verfahren zum Kalibrieren eines metallischen Hohlkammerprofils sowie Hohlkammerprofil
DE19851492A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mittels Innenhochdruck-Umformen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22736229

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE