DE19905365B4 - Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofiles mit Flansch - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofiles mit Flansch (9), wobei zuerst aus einer Blechplatine (2) ein Ausgangshohlprofil (1) mit Flansch (7) rollgeformt wird, der durch parallel aneinander liegende Enden (4, 5) der Blechplatine (2) gebildet wird, und danach das Ausgangshohlprofil (1) durch Ausüben eines fluidischen Innenhochdruckes in eine Endform (8) des Hohlprofiles umgeformt wird, wobei das Ausgangshohlprofil (1) eine kleinere Querschnittsfläche und den längeren Flansch (7) besitzt als die Endform (8) des Hohlprofiles.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofiles mit Flansch.
• Herkömmliche Hohlprofile mit Flansch werden im Allgemeinen stranggepreßt. Im Automobilbau wird der Flansch dabei zum Fügen des Hohlprofiles an weitere Fahrzeugteile verwendet. Ein stranggepreßtes Hohlprofil mit Flansch hat jedoch den Nachteil, daß das Hohlprofil nur sehr schlecht gebogen und/oder aufgeweitet werden kann, da zum einen die Wurzel des Flansches am Hohlprofil – auch Knotenpunkt genannt – quasi wie ein Zuganker entgegen der Umformkraft wirkt und zum anderen die Materialanhäufung in diesem Knotenpunkt sowie der Flansch selbst keine ausreichenden Dehnungen für eine prozeßsichere Umformung zulassen. Dazu müßte bei einer Querschnittsvergrößerung das Material, das zu dieser Änderung benötigt wird, vollständig aus dem Bereich unterhalb des Knoten genommen werden. Dies schränkt aufgrund der dabei einhergehenden verstärkten Wandungsausdünnung, die schnell zu einem Versagen des Bauteils bei der Umformung führt, den Grad der Vergrößerung erheblich ein.
• Aus der DE 195 05 364 A1 ist es bekannt, bei einem Kraftfahrzeugkarosseriehohlprofil Funktionsteile wie eine Führungsschiene oder eine verdickte Lauffläche durch Rollformen des Hohlprofiles aus einer Blechplatine zu integrieren.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, mittels dessen in einfacher Weise ein Hohlprofil mit Flansch prozeßsicher hergestellt werden kann, an dem zur Erreichung der gewünschten Endform bezüglich einer Ausgangsform hohe Querschnittsvergrößerungen und/oder -formänderungen vorgenommen werden müssen.
• Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
• Dank der Erfindung werden nicht-aufweitbare Knotenpunkte wie bei den Strangpreßprofilen umgangen. Die dazu verwendete Technik des Rollumformens erbringt dabei neben der einfachen Ausbildung von beliebig gestalteten Flanschformen an einem Hohlprofil eine wesentliche Verbesserung im Biegen eines Hohlprofiles mit Flansch. Mittels des fluidischen Innenhochdruckumformens erhält man zur Ausgestaltung des Hohlprofiles neben der Wirkung des Aufweitens sehr exakt konturierte Umfangsflächen und hohe Oberflächengüten, wobei sich gleichzeitig in der Regel hohe Umformgrade durch das unter dem hohen Druck erreichte Fließen des Blechmaterials und dessen im wesentlichen gleichmäßigen Materialfluß erzielen lassen. Das hydraulische Aufweiten des Ausgangshohlprofiles mit Flansch in die Endform wird erst durch die Verwendung eines rollgeformten Ausgangshohlprofiles prozeßsicher ermöglicht, da der vorgeformte Flansch, der durch das Rollformen aus zwei getrennten Blechlagen besteht, für die Aufweitung des Hohlprofiles kein Hindernis mehr bedeutet, so daß ein Teil des Flansches beim Aufweiten aufgespreizt und der Flansch in seiner Endform gegenüber der Ausgangsform verkürzt wird. Bei geeigneter Auslegung der Ausgangsflanschlänge des rollgeformten Ausgangshohlprofiles in Verbindung mit der Innenhochdruck-Umformtechnik läßt sich somit nahezu beliebig jede gewünschte Hohlprofilendform erreichen, bei der – ausgehend von einem Ausgangshohlprofil kleiner Querschnittsfläche – auch lokal über die gesamte Erstreckung des Hohlprofiles gesehen größere Querschnittsaufweitungen und/oder -formveränderungen benötigt werden.
• Die Möglichkeiten der Anwendung der Erfindung sind universell. Insbesondere ist hierzu der Fahrzeugkarosseriesektor zu nennen, vorzugsweise die Längsträger vorn, hinten und seitlich, die A-, B-, und C-Säulen, Querträger, Dachrahmen sowie der Fahrzeugboden. In vorteilhafter Weise kann die Erfindung Eingang in den Fahrzeugleichtbau finden, da auch Materialien in Form eines gerollten Hohlprofiles verbessert umformbar sind, die zwar geringes Gewicht jedoch auch nur geringe Duktilität aufweisen, wie beispielsweise Legierungen aus Aluminium.
• Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung kann dem Unteranspruch 2 entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:
• 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäß rollgeformten Ausgangshohlprofiles mit Flansch,
• 2 den Querschnitt aus 1 nach dem Innenhochdruckumformvorgang.
• In 1 ist ein Ausgangshohlprofil 1 dargestellt, das aus einer rollgeformten Blechplatine 2 besteht. Die Blechplatine 2 ist derart gerollt, daß das ansonsten rechteckförmige Hohlprofil 1 auf seiner linken Hälfte eine Stufe 3 aufweist. Die beiden oberhalb des Hohlprofiles 1 aneinander liegenden und somit einen geschlossenen Hohlprofilraum 6 bildenden Enden 4,5 der Platine 2 bilden einen hakenförmigen Flansch 7 aus. Das Hohlprofil 1 ist durch die Stufe 3 an den umgebenden Bauraum längs seiner Erstreckung weitgehend angepaßt. Wird jedoch lokal eine Querschnittsvergrößerung und/oder eine Änderung der Querschnittsform erforderlich, wird im Hohlprofilraum 6 ein fluidischer Hochdruck erzeugt, mittels dessen das Ausgangshohlprofil 1 in die gewünschte Endform 8 des Hohlprofils 1 an dieser Stelle aufgeweitet wird, wie 2 zeigt.
• In diesem Ausführungsbeispiel wird durch den Innenhochdruck die Stufe 3 ausgebeult und die Enden 4, 5 der Platine 2 im an den Hohlprofilraum 6 unmittelbar angrenzenden Bereich auseinandergezogen, so daß ein Hohlprofil in Form eines regelmäßigen Rechtecks entsteht, das nun eine im Vergleich zum Ausgangshohlprofil 1 zwar schmaler wird, jedoch eine vergrößerte Querschnittsfläche und einen im Vergleich zum Flansch 7 stark verkürzten hakenförmigen Flansch 9 aufweist. Die Stufe 3 stellt quasi einen Materialspeicher dar, der für die Aufweitung in die Endform 8 mit größerer Querschnittsfläche zur Kompensation der dabei stattfindenden Materialausdünnung genutzt wird, was die Prozeßsicherheit des Aufweitvorganges und damit die Herstellung der Endform 8 des Hohlprofils 1 weiter unterstützt.
• Der Gedanke der Einrichtung eines Materialspeichers zur Verbesserung der prozeßsicheren Aufweitfähigkeit des Hohlprofiles 1 kann dahingehend vorteilhaft vertieft werden, daß die Blechplatine 2 derart gerollt wird, daß anstelle der Stufe 3 eine der beiden vertikal voneinander getrennten Hälften der Vorform des Hohlprofiles 1 unterhalb des Flansches 7 schlingenartig ausgebildet wird. Die Schlingen bilden dabei den Materialspeicher, wobei deren Zahl und Länge den Grad der möglichen Aufweitung bestimmen. Hierzu ist sicherlich auch zu beachten, daß die Schlingen breit genug sein müssen und nicht zu lang sein dürfen, so daß die Schlingen durch den hydraulischen Hochdruck herausgedrückt werden können.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofiles mit Flansch (9), wobei zuerst aus einer Blechplatine (2) ein Ausgangshohlprofil (1) mit Flansch (7) rollgeformt wird, der durch parallel aneinander liegende Enden (4, 5) der Blechplatine (2) gebildet wird, und danach das Ausgangshohlprofil (1) durch Ausüben eines fluidischen Innenhochdruckes in eine Endform (8) des Hohlprofiles umgeformt wird, wobei das Ausgangshohlprofil (1) eine kleinere Querschnittsfläche und den längeren Flansch (7) besitzt als die Endform (8) des Hohlprofiles.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollformung der Blechplatine (2) derart erfolgt, daß – im Querschnitt gesehen – zumindest eine der beiden vertikal voneinander getrennten Hälften des Ausgangshohlprofiles (1) unterhalb des Flansches (7) schlingenartig gerollt wird.