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Die
Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils umfassend
mindestens zwei Halbschalenbleche, ein Hohlprofil mit zwei Halbschalenblechen
und mit einem zwischen den Halbschalenblechen angeordneten Stegblech
sowie eine Fahrzeugkarosserie.
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Verfahren
und Hohlprofile der eingangs genannten Art sind bereits aus dem
Stand der Technik bekannt. Die Offenlegungsschrift
DE 10 2005 044 172 A1 beispielsweise
beschreibt eine Anordnung aus mehreren Formteilen, zwischen denen
ein Verstärkungselement positioniert ist, wobei die Formteile und
das Verstärkungselement an nach außen abstehenden
Flanschen, welche an allen Komponenten vorgesehenen sind, verschweißt
werden. Das Verstärkungselement soll im Wesentlichen dazu
dienen, dem aus den Formteilen gebildeten Profil eine verbesserte
Formstabilität zu verleihen. Nachteilig an der aus der
DE 10 2005 044 172
A1 bekannten Vorgehensweise ist jedoch, dass alle zu verbindenden Formteile
und das Verstärkungselement an Stellen verbunden sind,
welche außerhalb der das Innere des Profils definierenden
Begrenzungen liegen. Durch die nach außen abstehenden Flansche
ist das Raumerfordernis der einzelnen Komponenten des Profils als
auch des Profils selbst erhöht. Dadurch wird insbesondere
die Handhabbarkeit, beispielsweise bei der Lagerung aber auch bei
der Verarbeitung, beeinträchtigt. Darüber hinaus
sind die Flansche des Profils nur eingeschränkt dazu geeignet,
das Profil mit anderen Komponenten, gegebenenfalls anderen Profilen
zu verbinden.
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Denn
eine bereits hergestellte Verbindung an den Flanschen kann durch
nachfolgende, an den Flanschen vorzunehmende Fügeprozesse
beeinträchtigt werden. Umgehen ließe sich diese
Schwierigkeit, indem die zur Herstellung des Profils dienenden,
an den Flanschen vorgenommenen Fügeprozesse sowie die zur
Verbindung des Profils mit einer anderen Komponente dienenden, an
den Flanschen vorgenommenen Fügeprozesse gleichzeitig,
also im Wesentlichen im gleichen Arbeitsschritt durchgeführt würden.
Damit würde die Flexibilität der Verwendung des
Profils jedoch deutlich eingeschränkt. Alternativ wäre
es möglich, Flansche mit einer bestimmten Mindestbreite
zu versehen, welche so bemessen ist, dass an diesen Flanschen zwei,
durch eine räumliche Trennung, weitgehend voneinander unabhängige
Fügeprozesse vornehmbar sind. Jedoch würde mit
dieser Maßnahme das Raumerfordernis zusätzlich
erhöht.
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Ferner
hat sich herausgestellt, dass das an Flanschen vorgenommene Verschweißen
von Blechen, wenn die Flansche voneinander abweichende Dicken aufweisen,
zu einem ungleichmäßigen Schweißergebnis
führen kann. Um diesen Effekt zu vermeiden, können
die dickeren Flansche gemäß dem Stand der Technik
in etwa auf die Dicke des dünnsten Flansches verjüngt
werden. Zu diesem Zweck werden beispielsweise Fräs-, Schleif-
oder Prägetechniken angewendet. Ein Beispiel für
eine Prägetechnik ist in der Offenlegungsschrift
DE 10 2004 040 569
A1 offenbart. Allerdings wird durch diese Vorgehensweise
die Zahl der Arbeitsschritte im Vorlauf zum eigentlichen Verfahren
zur Herstellung eines Profils erhöht. Außerdem
wird das Material der Bleche schon vor dem eigentlichen Herstellungsverfahren
einer zusätzlichen Beanspruchung in Form einer Umformung
ausgesetzt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Hohlprofil,
welches insbesondere eine verbesserte Handhabbarkeit sowie eine
gute Anbindbarkeit an andere Komponenten aufweist, sowie ein geeignetes
Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.
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Gemäß einer
ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch ein
Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils umfassend mindestens zwei
Halbschalenbleche gelöst, bei dem ein erstes Halbschalenblech
mit zwei seiner axial verlaufenden Stoßkanten von einer
ersten Seite an ein Stegblech angelegt wird, ein zweites Halbschalenblech
mit zwei axial verlaufenden Stoßkanten von der gegenüberliegenden
Seite an das Stegblech angelegt wird, die Stoßkanten der
Halbschalenbleche anschließend mit dem Stegblech gefügt
werden, wobei ein Randabschnitt des Stegblechs den Anlagebereich von
mindestens einer Stoßkante überragt, so dass mindestens
ein Flansch zur Anbindung weiterer Komponenten gebildet wird.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren können
Hohlprofile hergestellt werden, deren Fügenähte
nicht mehr an von dem Profil abstehenden Flanschen und damit außerhalb
des eigentlichen Profils angeordnet, sondern vielmehr in die Kontur des
Profils integriert sind. Auf diese Weise befinden sich die Fügenähte
in einer weniger exponierten Position und beeinflussen gegebenenfalls
folgende Weiterverarbeitungsschritte, welchen das Profil unterworfen
werden kann, in einem geringeren Maße. Darüber
hinaus wird die Bereitstellung der für die Fertigung des
Hohlprofils benötigten Halbschalenbleche erleichtert, denn
diese können ohne Flansche raumsparender ausgestaltet werden.
Durch den Verzicht auf die Flansche wird insbesondere der Materialaufwand
verringert bzw. eine Gewichtsreduktion erreicht. Das Material des über
die Fügenaht hinausragenden Randabschnitts des Stegblechs
ist gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren noch nicht durch einen Fügevorgang beansprucht
worden, so dass der Randabschnitt insbesondere als Fügeflansch
zur Verbindung des Hohlprofils mit anderen Komponenten geeignet
ist. Die zur Herstellung des Hohlprofils vorgenommenen Fügevorgänge
und die gegebenenfalls zur Verbindung des Hohlprofils mit einer
weiteren Komponente vorzunehmenden Fügevorgänge können
also im Wesentlichen entkoppelt werden, wodurch das Herstellungsverfahren
in sehr flexibler Weise, insbesondere was die Reihenfolge der Verfahrensschritte
angeht, ausgeführt werden kann. Durch das Vorsehen des
Stegblechs wird das Hohlprofil ferner zusätzlich versteift,
so dass es eine höhere Formstabilität aufweist.
Das Flächenträgheitsmoment des Hohlprofils wird
dadurch ebenfalls erhöht.
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Die
Halbschalenbleche müssen nicht notwendigerweise in einer
zueinander symmetrischen Form ausgebildet werden. Vielmehr können
die Formen der beiden Halbschalenbleche voneinander abweichen, wodurch
eine hohe Flexibilität der Formgebung des erfindungsgemäßen
Hohlprofils erreicht wird. Mittels der Ausbildung des Hohlprofils
aus zwei Halbschalenblechen ist es ferner möglich, die
beiden Halbschalenbleche aus unterschiedlichen Werkstoffen und gegebenenfalls
sogar mit voneinander abweichenden Dicken zu fertigen, wenn es für
die Anwendung zweckmäßig ist.
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Die
Halbschalenbleche und/oder das Stegblech können aus Stahl
oder einer höher oder höchstfesten Stahllegierung
gefertigt sein. Auf diese Weise lassen sich die vorteilhaften Eigenschaften des
Stahls, beispielsweise gute Umformbarkeit bei hoher Festigkeit,
ausnutzen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann der Fügevorgang
mittels einer Laserschweißvorrichtung vorgenommen werden.
Auf diese Weise lassen sich eine hohe Schweißgeschwindigkeit,
Schweißnähte mit geringen geometrischen Abmessungen
und ein geringer thermischer Verzug des zu verschweißenden
Materials erzielen. Allerdings sind auch andere Schweißverfahren
sowie andere Fügeverfahren wie Kleben und/oder Löten
für das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung geeignet.
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Weiterhin
können das Anlegen der Stoßkanten an das Stegblech
und/oder das Fügen der Stoßkanten mit dem Stegblech
für die beiden Halbschalenbleche separat vorgenommen werden.
Auf diese. Weise kann eine hohe Flexibilität in der Ausgestaltung
des Verfahrens erreicht werden. So ist es möglich, zunächst
ein erstes Halbschalenblech an dem Stegblech in Anlage zu bringen
und dann dieses an den beiden Stoßkanten mit dem Stegblech
zu fügen, bevor das zweite Halbschalenblech an das Stegblech
angelegt und mit den beiden Stoßkanten an dem Stegblech
gefügt wird. Es können auch zunächst
beide Halbschalenbleche an dem Stegblech in Anlage gebracht werden,
bevor die Fügevorgänge, beispielsweise simultan
an allen Stoßkanten, vorgenommen werden. Weitere Varianten
sind ebenfalls denkbar. So könnte nach dem Anlegen des
ersten Halbschalenblechs an das Stegblech eine erste Stoßkante
mit dem Stegblech gefügt werden, woraufhin dann zunächst
das zweite Halbschalenblech an das Stegblech angelegt und mit einer
ersten Stoßkante mit dem Stegblech gefügt wird,
bevor die Fügevorgänge der zweiten Stoßkanten
der beiden Halbschalenbleche vorgenommen wird. Mit anderen Worten,
die Ausgestaltung des Verfahrens ist kaum Einschränkungen
unterworfen.
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Der
die Fügenaht überragende Randabschnitt des Stegblechs
kann weiterhin gekürzt und/oder umgeformt werden. Insbesondere können
die Randabschnitte abgewinkelt werden. Auf diese Weise lassen sich
die Hohlprofile zur Anbindung an andere Komponenten, beispielsweise
andere Profile aber auch Schalenbleche, weiterbilden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens
werden die Stoßkanten der Halbschalenbleche auf den beiden
Seiten des Stegblechs in etwa fluchtend in Anlage gebracht. Auf
diese Weise kann die Formstabilität insbesondere gegenüber
in der Flucht wirkenden Deformationskräften gesteigert
werden. Denn durch die in etwa fluchtende Anlage der Stoßkanten
wird in der entsprechenden Richtung das Vermögen zur Aufnahme
der Deformationsenergie erweitert.
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Das
Stegblech muss nicht notwendigerweise ein ebenes, unmodifiziertes
Blech sein. Vielmehr kann ein Verstärkungen, Sicken und/oder
Löcher aufweisendes Stegblech verwendet werden. Durch das Vorsehen
von Verstärkungsblechen, welche örtlich in dem
Stegblech integriert sind und gegebenenfalls Gewindeträger
aufweisen, kann der von dem Stegblech hervorgerufene Versteifungseffekt
des Hohlprofils erhöht werden. Durch Sicken kann der formstabilitätssteigernde
Effekt des Stegblechs darüber hinaus gezielt beeinflusst
werden. An dem Stegblech vorgesehene Löcher wiederum reduzieren
den Beitrag des Stegblechs zum Gesamtgewicht des Hohlprofils.
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Ferner
können kontinuierliche oder diskontinuierliche Fügenähte
erzeugt werden. Als diskontinuierliche Fügenaht kann beispielsweise
eine Reihe von voneinander beabstandeten Punktschweißungen
angesehen werden. Die Fügenähte können
vollständig kontinuierlich und diskontinuierlich, aber auch
je abschnittsweise, gegebenenfalls wechselweise, kontinuierlich
und diskontinuierlich gebildet werden, wie es für die Anwendung
zweckmäßig ist.
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Das
Hohlprofil kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
des Verfahrens anschließend an dem die Fügenaht überragenden Randabschnitt
des Stegblechs, welcher letztlich die Funktion eines Fügeflansches übernimmt,
mit anderen Komponenten gefügt werden.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn ein Hohlprofil für den Fahrzeugbau,
insbesondere für die Fahrzeugkarosserie, hergestellt wird,
denn hier ergeben sich insbesondere Vorteile auf Grund der verbesserten
Weiterverarbeitungsmöglichkeit und der Gewichtsersparnis.
Ein derartiges Hohlprofil kann beispielsweise als A-, B- oder C-Säule
mit anderen Fahrzeugkomponenten zu einer Fahrzeugkarosserie gefügt
werden.
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Gemäß einer
weiteren Lehre der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe auch
durch ein Hohlprofil mit zwei Halbschalenblechen und mit einem zwischen
den Halbschalenblechen angeordneten Stegblech gelöst, wobei
je zwei axial verlaufende Stoßkanten der Halbschalenbleche
stumpf mit dem Stegblech gefügt sind und wobei ein Randabschnitt des
Stegblechs mindestens eine der Fügenähte überragt,
so dass mindestens ein Flansch zur Anbindung weiterer Komponenten
gebildet wird.
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Die
Fügenähte der erfindungsgemäßen Hohlprofile
sind im Wesentlichen nicht mehr an von dem Profil abstehenden Flanschen
und damit außerhalb des eigentlichen Profils angeordnet,
sondern vielmehr in die Kontur des Profils integriert. Auf diese Weise
befinden sich die Fügenähte in einer weniger exponierten
Position, so dass die Weiterverarbeitung des Hohlprofils erleichtert
wird. Durch den Verzicht auf die Flansche an den Halbschalenblechen
wird weiterhin der Materialaufwand verringert bzw. eine Gewichtsreduktion
erreicht. Der über die Fügenaht hinausragende
Randabschnitt des Stegblechs ist insbesondere als Fügeflansch
zur Verbindung des Hohlprofils mit anderen Komponenten geeignet.
Auf diese Weise wird trotz der Einsparung der Flansche an den Halbschalenblechen
eine gute Anbindbarkeit des erfindungsgemäßen
Hohlprofils an weitere Komponenten gewährleistet. Durch
das Stegblech wird das Hohlprofil ferner zusätzlich versteift,
so dass es eine höhere Formstabilität aufweist.
Das Flächenträgheitsmoment des Hohlprofils wird
dadurch zusätzlich erhöht.
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Die
Stoßkanten der Halbschalenbleche können mit dem
Stegblech geschweißt sein. Auf diese Weise lässt
sich eine belastungsstabile, dauerhafte Verbindung zwischen den
Blechen gewährleisten. Darüber hinaus zeichnen
sich die Schweißnähte durch geringe geometrische
Abmessungen aus, insbesondere wenn der Schweißvorgang mittels
einer Laserschweißvorrichtung vorgenommen wurde.
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Ferner
kann mindestens ein Randabschnitt des Stegblechs abgewinkelt sein.
Dadurch kann das Raumerfordernis des Hohlprofils verringert werden. Weiterhin
besteht durch die Abwinkelung bzw. Abwinkelbarkeit der Randabschnitte
des Stegblechs eine vielseitige Anbindungsmöglichkeit des
Hohlprofils an weitere Komponenten.
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Es
ist möglich, dass die Stoßkanten der Halbschalenbleche
auf den beiden Seiten des Stegblechs in etwa fluchtend gefügt
sind. Auf diese Weise ist eine bessere Formstabilität insbesondere
gegenüber in der Flucht wirkenden Deformationskräften
gegeben. Denn durch die in etwa fluchtende Anlage der Stoßkanten
wird in der entsprechenden Richtung das Aufnahmevermögen
von Deformationsenergie erweitert.
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Das
Stegblech kann Verstärkungen, Sicken und/oder Löcher
aufweisen. Durch das Vorsehen von Verstärkungsblechen,
welche örtlich in dem Stegblech integriert sind und gegebenenfalls
Gewindeträger aufweisen, kann der von dem Stegblech hervorgerufene
Versteifungseffekt des Hohlprofils erhöht werden. Durch
Sicken kann der formstabilitätssteigernde Effekt des Stegblechs
darüber hinaus gezielt beeinflusst werden. An dem Stegblech
vorgesehene Löcher wiederum reduzieren den Beitrag des
Stegblechs zum Gesamtgewicht des Hohlprofils.
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Die
Fügenähte lassen sich kontinuierlich oder diskontinuierlich
ausbilden. Eine kontinuierliche Fügenaht kann erforderlich
sein, wenn die Fügenaht neben der verbindenden Wirkung
auch eine dichtende Wirkung aufweisen soll. Durch eine diskontinuierliche
Fügenaht hingegen kann die Fläche des von den
Fügevorgängen beanspruchten Materials der Halbschalenbleche
und/oder des Stegblechs gering gehalten werden.
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Ferner
kann das Hohlprofil, insbesondere eine A-, B- oder C-Säule,
für den Fahrzeugbau vorgesehen sein. Auf diese Weise können
das geringe Gewicht als auch die gute Weiterverarbeitungsmöglichkeit
des erfindungsgemäßen Hohlprofils ausgenutzt werden.
Diese Eigenschaften kommen den Anforderungen einer, beispielsweise
treibstoffverbrauchmindernden Leichtbauweise im Fahrzeugbau entgegen.
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Die
Verwendung eines erfindungsgemäßen Hohlprofils
ist im Fahrzeugbau, insbesondere im Karosseriebau für eine
A-, B- oder C-Säule, aufgrund der bereits geschilderten
Vorteile des erfindungsgemäßen Hohlprofils besonders
bevorzugt.
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Es
gibt nun vielfältige Möglichkeiten, das erfindungsgemäße
Verfahren und das erfindungsgemäße Hohlprofil
auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise auf
die den Ansprüchen 1 und 10 nachgeordneten Unteransprüche
verwiesen. Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von in einer
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1a,
b ein schematisches Ausführungsbeispiel eines Verfahrens
zur Herstellung eines Hohlprofils gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 ein
weiteres schematisches Ausführungsbeispiel eines Verfahrens
zur Herstellung eines Hohlprofils gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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3 ein
schematisches Ausführungsbeispiel eines Hohlprofils gemäß der
vorliegenden Erfindung,
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4 ein
schematisches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Hohlprofils, welches mit einer anderen Fahrzeugkarosseriekomponente zusammenwirkt,
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5 ein
weiteres schematisches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Hohlprofils, welches mit anderen Fahrzeugkarosseriekomponenten zusammenwirkt,
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6 ein
weiteres schematisches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Hohlprofils, welches mit anderen Fahrzeugkarosseriekomponenten zusammenwirkt,
und
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7a,
b ein Stegblech, welches für die Verwendung in einem Hohlprofil
gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
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In
den 1a und 1b ist
beispielhaft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils 2 gezeigt. In 1a sind
ein erstes Halbschalenblech 4 und ein Stegblech 6 in
einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt. Das erste Halbschalenblech 4 weist im
Wesentlichen C-Form auf, wobei die Ausbuchtung des C's dem Stegblech 6 zugewandt
ist. Das Halbschalenblech 4 ist mit zwei seiner axial verlaufenden Stoßkanten 8a, 8b an
dem Stegblech 6 angelegt. Der axiale Verlauf ist in diesem
Beispiel auf die gedachte Achse des fertigen Hohlprofils 2 bezogen.
Das Stegblech 6 ist ein Blech mit nicht-linearer Kontur,
welches einen geradlinigen mittleren Abschnitt 10 und zwei äußere
Randabschnitte 12, 14 aufweist, welche gegenüber
dem mittleren Abschnitt 10 unter voneinander abweichenden
Winkeln in gegensätzlichen Richtungen abgewinkelt sind.
Es ist natürlich möglich, ein Stegblech 6 mit
geradliniger Kontur zu verwenden, und eine Abwinkelung der Randabschnitte 12, 14 gegebenenfalls
nach dem Anlegen der Halbschalenbleche 4, 18 und
dem Fügen der Halbschalenbleche 4, 18 und
dem Stegblech 6 vorzunehmen. Weil die Fügeflansche 12, 14 des
Hohlprofils 2 lediglich aus dem Stegblech 6, und
nicht wie im Stand der Technik üblich aus mehreren Blechlagen
besteht, kann der Abwinkelungsvorgang besonders einfach durchgeführt
werden. Die Stoßkanten 8a, 8b des ersten
Halbschalenblechs 4 werden mit dem Stegblech 6 entlang
der Anlagelinien gefügt, so dass eine dauerhafte Verbindung
zwischen diesen entsteht. In diesem Ausführungsbeispiel
werden zwei Laserschweißvorrichtungen 16a, 16b verwendet,
welche im Wesentlichen simultan arbeiten können. Die Laserstrahlen
(gestrichelte Linien) werden entlang der Anlagelinien, in dieser
Darstellung also senkrecht zur Figurebene, geführt, bis
die Schweißnähte vollendet sind. Es ist dabei
unerheblich ob die Anordnung aus dem ersten Halbschalenblech 4 und
dem Stegblech 6 relativ zu den Laserschweißvorrichtungen 16a, 16b bewegt
wird oder umgekehrt. Ebenso kann die Seite, von welcher die Laserstrahlen
auf die Anordnung gerichtet werden, so gewählt werden,
wie es für die Anwendung zweckmäßig ist.
Die Schweißnähte werden in diesem Beispiel kontinuierlich
ausgeführt. Es ist aber ebenso möglich, eine diskontinuierliche Schweißnaht
in Form von in Reihe voneinander beabstandeten Schweißpunkten
entlang der Anlagelinie, oder auch eine wechselweise kontinuierliche
und diskontinuierliche Schweißnaht, zu erzeugen. Auch ist
die alternative oder zusätzliche Anwendung weiterer Fügetechniken
wie Kleben und/oder Löten denkbar.
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1b zeigt
in einem weiteren Verfahrensschritt, wie ein zweites Halbschalenblech 18 von
der dem ersten Halbschalenblech 4 gegenüber liegenden
Seite mit seinen axial verlaufenden Stoßkanten 20a, 20b an
das Stegblech 6 angelegt wird. Das zweite Halbschalenblech 18 weist
ebenfalls im Wesentlichen C-Form auf, wobei die Kontur des zweiten Halbschalenblechs 18 aber
von der Kontur des ersten Halbschalenblechs 4 abweicht.
Das von den Schenkeln des zweiten Halbschalenblechs 18 umfasste
Volumen 22 ist in diesem speziellen Beispiel geringer als
das von den Schenkeln des ersten Halbschalenblechs 4 umfasste
Volumen 24. Auf diese Weise kann insbesondere ein unsymmetrisches Hohlprofil 2 hergestellt
werden. Es ist aber auch denkbar, dass das Stegblech 6 eine
Art Symmetrielinie zwischen zwei annähernd gleich geformten
Halbschalenblechen 4, 18 bildet. Durch die Anordnung
eines Stegblechs 6 zwischen den beiden Halbschalenblechen 4, 18 ist
es besonders vorteilhaft möglich, die Halbschalenbleche 4, 18 aus
voneinander abweichenden Werkstoffen und/oder mit voneinander abweichenden
Dicken zu fertigen. Gegebenenfalls können sogar Werkstoffe
gewählt werden, die miteinander unverträglich
sind, solange jeweils eine hinreichende Verträglichkeit
mit dem Werkstoff des Stegblechs 6 gegeben ist. Nach dem
Anlegen der Stoßkanten 20a, 20b des zweiten
Halbschalenblechs 18 an das Stegblech 6 werden
diese mit dem Stegblech 6 unter Anwendung der Laserschweißvorrichtungen 16a, 16b gefügt.
Die Stoßkanten 8a, 8b des ersten Halbschalenblechs 4 und
die Stoßkanten 20a, 20b des zweiten Halbschalenblechs 18 befinden
sich in diesem speziellen Ausführungsbeispiel des Verfahrens
in einer fluchtenden Ausrichtung. Auf diese Weise können
in der Richtung der Flucht einwirkende Deformationskräfte
von dem fertigen Hohlprofil 2 besser aufgenommen bzw. kompensiert werden. Durch
die beiden die Fügenähte nach außen überragenden,
mit anderen Worten ausgreifenden, Randabschnitte 12, 14 des
Stegblechs 6 werden vorteilhafter Weise zwei Fügeflansche
zur Anbindung des Hohlprofils 2 an weitere Komponenten
gebildet. Diese Randabschnitte 12, 14 können
nach den vollzogenen Fügevorgängen noch weiteren
Bearbeitungsvorgängen, beispielsweise Kürzungen und/oder
Umformungen, unterworfen werden. Es ist auch denkbar, lediglich
einen überragenden Randabschnitt 14 vorzusehen
und den anderen Randabschnitt 12 mit den Stoßkanten 8a, 20a der Halbschalenbleche 4, 18 bündig
zu fügen, wenn eine Anbindungsmöglichkeit lediglich
an einer Seite notwendig sein sollte.
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2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens. In diesem Beispiel ist die Abfolge der Verfahrensschritte
leicht abgewandelt, so dass zunächst die beiden Halbschalenbleche 4, 18 mit
ihren Stoßkanten 8a, 8b, 20a, 20b an
das Stegblech 6 angelegt werden, und dann in diesem Beispiel
alle vier Stoßkanten 8a, 8b, 20a, 20b der
Halbschalenbleche 4, 18 gleichzeitig mit dem Stegblech 6 gefügt
werden. Dies kann sich als vorteilhaft erweisen, da das Material
des Stegblechs 6 entlang der Anlagelinien, welche später
im Wesentlichen den Fügenähten entsprechen werden,
durch einen einmaligen Fügeprozess beansprucht werden.
In dem in 2 dargestellten Beispiel wirken
die Laserstrahlen zur Erzeugung der Fügenähte
von unterschiedlichen Seiten auf die beiden Anlagelinien ein. Dies
soll insbesondere die Flexibilität des erfindungsgemäßen
Verfahrens verdeutlichen.
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3 zeigt
ein Beispiel des erfindungsgemäßen Hohlprofils 2,
welches das Stegblech 6 und zwei Halbschalenbleche 4, 18 umfasst.
Die unsymmetrische Ausgestaltung der beiden Halbschalenbleche 4, 18 kann
zum Beispiel dann zweckmäßig sein, wenn die verschiedenen
Seiten des Hohlprofils 2 während der Verwendung
in einem Enderzeugnis, beispielsweise der Karosserie eines Automobils,
unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt sind. Der Querschnitt der
Fügenähte 26 ist in 3 der Übersichtlichkeit
halber durch eine Verdickung überzogen dargestellt.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Hohlprofils 2, welches als A-Säule zur Verwendung
im Fahrzeugbau gefertigt wurde, und mit einer anderen Komponente
einer Fahrzeugkarosserie zusammenwirkt. Die Fügenähte 26 des
Hohlprofils 2 sind hier ebenso wie in 3 überzogen
dargestellt. Neben dem Hohlprofil 2 ist in 4 ein
weiteres Schalenblech 28 zu sehen, dessen Kontur so ausgebildet
ist, dass es zu den als Fügeflanschen geeigneten Randabschnitten 12, 14 des Hohlprofils 2 passende
Flansche 30, 32 aufweist. Die Fügeflansche 12, 14 des
Hohlprofils 2 und die Fügeflansche 30, 32 des
weiteren Schalenblechs 28 sind in diesem Beispiel der Übersichtlichkeit
halber voneinander leicht beabstandet dargestellt. Vorgesehen ist
jedoch, dass das weitere Schalenblech 28 und das erfindungsgemäße
Hohlprofil 2 an den Fügeflanschen 12, 14, 30, 32 miteinander
gefügt sind. Das weitere Schalenblech 28 kann
beispielsweise als äußere Seitenwand einer Fahrzeugkarosserie
dienen. Das Hohlprofil 2 ist in diesem Beispiel als A-Säule ausgebildet,
wobei eines der Halbschalenbleche 18 dem Inneren und das
andere der Halbschalenbleche 4 dem Äußeren
der Fahrzeugkarosserie zugewandt ist. Als Teil der Fahrzeugkarosserie
kann der in
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4 unten
gezeigte Flansch 14, 32 der Anordnung aus dem
Hohlprofil 2 und dem weiteren Schalenblech 28 als
Türdichtungsflansch und der in 4 oben gezeigte
Flansch 12, 30 als Auflagefläche, gegebenenfalls
auch Verbindungsfläche, für die Windschutzscheibe
eines Automobils dienen. Weil die für die Herstellung des
Hohlprofils 2 erzeugten Fügenähte nicht
an den die Fügenähte überragenden Randabschnitten 12, 14 angeordnet
sind, ist es sogar möglich, in einem Verfahren zum Anbinden
eines Hohlprofils 2 an ein weiteres Schalenblech 28 zunächst
das mit lediglich einem der Halbschalenbleche 4 verbundene
Stegblech 6 entlang der abgewinkelten Randabschnitte 12, 14 mit
den Flanschen 30, 32 des weiteren Schalenblechs 28 zu
fügen und anschließend durch das Anlegen der Stoßkanten 20a, 20b des
zweiten Halbschalenblechs 18 an das Stegblech 6 und
den darauf folgenden Fügevorgängen die Herstellung
des Hohlprofils 2 zu vollenden. Auch dieses spezielle Beispiel
soll die hohe Flexibilität des Verfahrens veranschaulichen.
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5 zeigt
eine Anordnung, welche der aus der 4 bekannten
Anordnung ähnlich ist. Sie zeigt jedoch darüber
hinaus einen Abschnitt einer Windschutzscheibe 34, welcher
mittels eines Klebers 36 mit einem Flansch 12 des
erfindungsgemäßen Hohlprofils 2 verbunden
ist. Ferner ist ein Formelement 38 vorgesehen, dessen eines
Ende 40 auf dem Abschnitt der Windschutzscheibe 34 aufliegt
sowie gegebenenfalls verbunden ist, und dessen anderes Ende 42 mit
einem der Halbschalenbleche 4 des Hohlprofils 2 verbunden
ist. Das Formelement 38 dient somit als äußere
Seitenwand und kann beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein.
Weiterhin ist zwischen dem Formelement 38 und dem Halbschalenblech 4 des
Hohlprofils 2 ein Fixierelement 44 vorgesehen,
dessen Schenkel 46a, 46b über flanschartige
abgewinkelte Randabschnitte mit dem Formelement 38 verbunden
sind und dessen im Querschnitt Widerhaken 48 aufweisender
Körper in dem Halbschalenblech 4 des Hohlprofils 2 verankert
ist.
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Das
in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen dadurch, dass das erfindungsgemäße
Hohlprofil 2 lediglich einen eine Fügenaht 26 überragenden
Randabschnitt 14 aufweist, welcher als Fügeflansch
dienen kann. Der andere Randabschnitt hingegen ist bündig
mit den Stoßkanten 8a, 20a der beiden
Halbschalenbleche 4, 18 gefügt. In diesem
speziellen Ausführungsbeispiel ist jedoch eines der Halbschalenbleche 18 so
geformt, dass eine Anbindungsfläche, welche eigentlich von
einem Fügeflansch zur Verfügung gestellt wird, durch
einen geradlinig verlängerten Schenkel 50 des Halbschalenblechs 18 bereitgestellt
wird. Auf der Außenfläche dieses Schenkels 50 ist
in diesem Beispiel mittels eines Klebers 36 ein Abschnitt
einer Windschutzscheibe 34 verbunden, wodurch eine Raumersparnis
in der Erstreckungsrichtung des Mittelteils 10 des Stegblechs 6 erreicht
wird.
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7a zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines Stegblechs 6 in
einer Seitenansicht. Aus der Darstellung wird deutlich, dass es
sich bei dem Stegblech 6 um eine komplexe dreidimensionale
Struktur handeln kann. Das Stegblech 6 ist in diesem Beispiel
mit Löchern 52 versehen, welche insbesondere eine
Gewichtersparnis an dem fertigen Hohlprofil 2, in welchem
das Stegblech 6 integriert ist, bringen. Zusätzlich
oder alternativ zu den Löchern 52 können
auch Verstärkungen (nicht gezeigt) und/oder Sicken (nicht gezeigt)
an dem Stegblech 6 vorgesehen sein. Durch das Vorsehen
von Verstärkungsblechen, welche örtlich in dem
Stegblech 6 integriert sind und gegebenenfalls Gewindeträger
aufweisen, kann der von dem Stegblech 6 hervorgerufene
Versteifungseffekt des Hohlprofils 2 erhöht werden.
Durch das Vorsehen von Sicken ist der formstabilitätssteigernde
Effekt des Stegblechs 6 darüber hinaus gezielt
beeinflussbar. Entlang eines Schnitts A-A durch das in der Seitenansicht
gezeigte Stegblech 6 wird die dreidimensionale Form des
Stegblechs 6 ersichtlich. 7b zeigt nun
das aus der 7a bekannte Stegblech 6,
wenn es mit einem Halbschalenblech 4, 18 zusammenwirkt.
Der Körper des Halbschalenblechs 4, 18 deckt in
diesem Beispiel die Löcher 52 in dem Stegblech 6 vollständig
ab. Darüber hinaus ist ersichtlich, dass die die Anlagelinien
bzw. Fügelinien überragenden Randabschnitte 12, 14 des
Stegblechs 6 keine konstante Breite über die gesamte
Erstreckung des Stegblechs 6 aufweisen müssen.
Vielmehr ist es möglich, die Breite variabel zu gestalten,
wie es für die Anwendung zweckdienlich ist. Damit kann
insbesondere eine gute Anbindbarkeit an andere Schalenstrukturen
erreicht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005044172
A1 [0002, 0002]
- - DE 102004040569 A1 [0004]