DE102017101570A1

DE102017101570A1 - Geschmiedetes Flachprodukt

Info

Publication number: DE102017101570A1
Application number: DE102017101570.1A
Authority: DE
Inventors: Hans-Willi RAEDT; Tobias Robl; Robert Filgertshofer
Original assignee: Hirschvogel Umformtechnik GmbH
Current assignee: Hirschvogel Umformtechnik GmbH
Priority date: 2017-01-26
Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2018-07-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein geschmiedetes Flachprodukt (1) vor, vorzugsweise ein Fahrzeugflachprodukt, mit einem sich zumindest bereichsweise entlang einer Haupterstreckungsebene (HSE) erstreckenden Grundkörper (10), wobei vom Grundkörper (10) eine geschmiedete Rippenstruktur (20) absteht, wobei eine in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene (HSE) bemessene Höhe (h) der Rippenstruktur (20) größer als eine in einer parallel zur Haupterstreckungsebene (HSE) bemessene Breite (b) der Rippenstruktur (20) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein geschmiedetes Flachprodukt, insbesondere ein Flachprodukt, das als Bauteil bzw. Komponente zum Verbauen in einem Fahrzeug vorgesehen ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Flachprodukt um eine A-Säule für ein Fahrzeug.
Geschmiedete Bauteile sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und weisen üblicherweise einen sich zumindest bereichsweise entlang einer Haupterstreckungsebene erstreckenden Grundkörper auf, der den generellen Verlauf des Flachprodukts bzw. dessen Form im Wesentlichen vorgibt. Aus der Druckschrift DE 11 2005 000 334 T5 ist ferner ein Verfahren bekannt, mit dem ein Flächenprodukt mit einer Rippenstruktur geschmiedet wird.
Typischerweise werden an solche Flachprodukte, z. B. wegen der im jeweiligen Einsatzfeld zu erwartenden Belastungen, insbesondere als tragendes Bauteil in einem Fahrzeug, vergleichsweise hohe Anforderungen an die Stabilität gestellt, während gleichzeitig ein möglichst geringes Gesamtgewicht wünschenswert ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flachprodukt bereitzustellen, das einerseits ausreichend stabil und andererseits gewichtsreduziert ausgestaltet sowie leicht bzw. kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein geschmiedetes Flachprodukt gemäß Anspruch 1. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren. Erfindungsgemäß ist ein geschmiedetes Flachprodukt vorgesehen, vorzugsweise für ein Fahrzeug, mit einem sich zumindest bereichsweise entlang einer Haupterstreckungsebene erstreckenden Grundkörper, wobei vom Grundkörper eine geschmiedete Rippenstruktur absteht, wobei eine in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene bemessene Höhe der Rippenstruktur größer als eine in einer parallel zur Haupterstreckungsebene bemessene Breite der Rippenstruktur ist.
Gegenüber dem Stand der Technik wird erfindungsgemäß eine schmale Rippenstruktur bereitgestellt, die zur Erhöhung der Stabilität beiträgt, ohne dass durch diese Maßnahme eine signifikante Gewichtszunahme zu erwarten ist. Weiterhin lassen sich diese Rippenstrukturen gezielt vermehrt in bestimmten Bereichen anordnen, in denen mit einer erhöhten Belastung zu rechnen ist. Wegen der vergleichsweise schmalen Ausgestaltung ist es in vorteilhafter Weise möglich, mehrere Rippenstrukturen bedarfs- bzw. belastungsabhängig möglichst positionsgenau entlang des Grundkörpers zu verteilen. Bevorzugt ist der Grundkörper zumindest bereichsweise eben ausgestaltet. Die senkrecht zur Haupterstreckungsebene bemessene Höhe erstreckt sich dabei von einer der Rippenstruktur zugewandten Oberflächenseite des Grundkörpers bis zum Abschluss der Rippenstruktur an dem dem Grundkörper abgewandten Ende der Rippenstruktur. Sofern die Breite der Rippenstruktur entlang einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Abstehrichtung variiert, ist als Breite deren Mittelwert über die Erstreckung der Rippenstruktur in Abstehrichtung zu verstehen. Vorstellbar ist auch, dass die Rippenstruktur an ihrem dem Grundkörper abgewandten Ende kuppelförmig abschließt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Breite der Rippenstruktur in Abstehrichtung gesehen im Wesentlichen konstant bleibt und dann beispielsweise in Abstehrichtung gesehen mit kuppelförmig abschließt.
Weiterhin erstreckt sich die Rippenstruktur vorzugsweise entlang einer senkrecht zur Abstehrichtung und parallel zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Längsrichtung zumindest bereichsweise stegförmig. Sofern die Höhe entlang der Längsrichtung variiert, ist es bevorzugt vorgesehen, dass als Höhe deren Mittelwert über die Erstreckung der Rippenstruktur entlang der Längsrichtung zu verstehen ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Flachprodukt um eine A-Säule für ein Fahrzeug. Weiterhin ist es vorstellbar, dass das Flachprodukt schalenförmig oder halbschalenförmig ausgestaltet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Flachprodukt als Ganzes geschmiedet ist, wobei der Grundkörper und die Rippenstruktur in einem gemeinsamen Schmiedeprozess hergestellt werden. Dabei zeichnet sich das geschmiedete Flachprodukt im Besonderen dadurch aus, dass dessen in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene bemessene Dicke über das Flachprodukt gesehen variiert bzw. sich variierend realisieren lässt. Besonders bevorzugt ist das geschmiedete Flachprodukt aus Aluminium, Magnesium oder einem vergleichbaren Metall, insbesondere Leichtmetall. Beispielsweise ist das Flachprodukt aus einem vorgeformten Metallblock geschmiedet. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine senkrecht zur Haupterstreckungsebene bemessene Dicke des Grundkörpers kleiner als eine Höhe der Rippenstruktur, insbesondere an der dünnsten Stelle des Grundkörpers.
Unter einem Flachprodukt ist insbesondere eine Form zu verstehen, bei der die Erstreckung des Körpers in zwei parallel zur Haupterstreckungsebene und bevorzugt zueinander senkrecht verlaufenden Richtungen größer ist als eine senkrecht zur Haupterstreckungsebene bemessene Höhe des Körpers. Als Breite wird bevorzugt die schmale Quererstreckung der Rippenstruktur, d. h. eine senkrecht zur Längsrichtung verlaufende Quererstreckung der Rippenstruktur, definiert.
Grundsätzlich ist die Bezeichnung Rippenstruktur vom Fachmann als Oberbegriff für eine lokale Materialanhäufung zu verstehen. Dabei kann die Rippenstruktur beispielsweise alleinstehend punkt- oder stegförmig bzw. vorsprungartig von dem Grundkörper abstehen. Es ist aber auch vorstellbar, dass mehrere Rippenstrukturen nebeneinander oder einander kreuzend angeordnet sind und dadurch zusammen eine Gemeinschaftsstruktur bilden. Die Haupterstreckungsebene wird ferner vorzugsweise durch den generellen Verlauf des Grundkörpers oder des Flachprodukts festgelegt, wobei dieser längs der Haupterstreckungsebene durchaus auch nicht eben, d. h. zum Beispiel wellig oder bergig geformt sein kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Höhe der Rippenstruktur 1,5- bis 15-mal, vorzugsweise 1,5- bis 8-mal und besonders bevorzugt 1,5- bis 5 -mal größer ist als die Breite der Rippenstruktur. Dadurch ist die Rippenstruktur in einem senkrecht zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Querschnitt zumindest teilweise finger- bzw. nadelförmig ausgestaltet. Es hat sich dabei herausgestellt, dass sich bei einem Höhen-Breiten-Verhältnis, das einen Wert zwischen 1,5- und 5 annimmt, eine besonders stabile Rippenstruktur - bei einem vergleichsweise geringen zusätzlichen Materialaufwand für die Rippenstruktur - realisieren lässt. Im Falle einer schräg zur Haupterstreckungsebene verlaufenden, d. h. nicht senkrecht zur Haupterstreckungsebene ausgebildeten Rippenstruktur, ist es weiterhin vorgesehen, dass die Höhe entlang einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Projektionsrichtung gemessen wird.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Rippenstruktur im Wesentlichen senkrecht oder unter Bildung eines Winkels vom Grundkörper absteht, wobei der Winkel größer als 45°, bevorzugt größer als 60° und besonders bevorzugt größer als 75° ist. Nicht senkrecht abstehende Rippenstrukturen können, z. B. durch nach dem Formen durchführbare Schmiedvorgänge, wie z. B. ein manuelles Umklappen oder Biegen der Rippen, entstehen. Insbesondere sind unter dem Ausdruck „im Wesentlichen“ solche Abweichungen zu verstehen, die vom jeweiligen exakten Wert um +/- 10 %, bevorzugt um +/-5 % abweichen und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen entsprechen. Die im Wesentlichen senkrecht vom Grundkörper abstehende Rippenstruktur lässt sich in vorteilhafter Weise vergleichsweise einfach schmieden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das geschmiedete Flachprodukt in einem Übergangsbereich zwischen dem Grundkörper und der Rippenstruktur in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Schnittebene einen teilkreisförmigen bzw. gebogenen Verlauf mit einem Radius aufweist, wobei der Radius einen Wert zwischen 0,2 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 0,3 mm und 4 mm und besonders bevorzugt einen Wert von im Wesentlichen 2,5 mm annimmt. Diese Ausgestaltung erweist sich insbesondere beim Schmiedeprozess als vorteilhaft, da ein schnelles Überwinden des kritischen Übergangs vom Grundkörper zur Rippenstruktur dafür sorgt, dass ein Querfließverlauf homogener stattfinden kann. Analog zum Strangpressen kann das Material dann mit einer konstanteren Presskraft in eine Öffnung eines Stempels, der zum Schmieden verwendet wird, gedrückt werden.
Zweckmäßig ist es vorgesehen, dass die Rippenstruktur ausschließlich auf einer Seite des Grundkörpers ausgebildet ist. Dies vereinfacht das schmiedende Herstellen der Rippenstruktur, da nur der Stempel zur Realisierung der Rippenstruktur modifiziert werden muss und nicht auch der Niederhalter bzw. die Matrize. Zudem ist ein Materialfluss beim Schmieden nur auf eine Seite ausgerichtet. Vorstellbar ist auch, dass das geschmiedete Flachprodukt eine als Sichtseite vorgesehene Außenseite aufweist. Durch die Anordnung der Rippenstruktur auf der Innenseite lässt sich die Rippenstruktur dann in vorteilhafter Weise verstecken und es bedarf keiner zusätzlichen Verkleidung. Alternativ ist es auch vorstellbar, dass auf beiden Seiten eine Rippenstruktur ausgebildet ist. Dabei ist es besonderes bevorzugt, dass auf einer Seite die Rippenstruktur zur Versteifung dient und auf der anderen Seite zur Verbesserung einer Wärmeleitung, indem durch die Rippenstruktur die Oberfläche vergrößert.
Vorzugsweise erstreckt sich das geschmiedete Flachprodukt in einer parallel zur Haupterstreckungsebene bemessenen Richtung zwischen 15 cm und 200 cm. Es hat sich herausgestellt, dass sich die Rippenstruktur beim Schmieden derart dimensionierter Flachprodukte als besonders vorteilhaft erweist. Vorzugsweise erstreckt sich das Flachprodukt zumindest bereichsweise flächig, wobei sich das Flachprodukt mindestens über eine Fläche zwischen 25 cm² und 100 dm², bevorzugt 1 dm² und 80 dm², besonders bevorzugt 5 dm² und 50 dm², aufspannt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Verhältnis zwischen einem Volumen der Rippenstruktur oder der Rippenstrukturen zu einem Volumen des Grundkörpers einen Wert zwischen 30 % und 80 %, bevorzugt zwischen 35 % und 50 % und besonders bevorzugt zwischen 25 % und 43 % annimmt. Es hat sich überraschender Weise herausgestellt, dass ein Verhältnis mit den Werten zwischen 25 % und 43 %einen besonders vorteilhaften Kompromiss zwischen Stabilität und Gewicht für eine Mehrzahl an Flachprodukten darstellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Breite der Rippenstruktur einen Wert zwischen 1 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 1 und 5 mm und besonders bevorzugt zwischen 1 und 3 mm annimmt und/oder die Höhe der Rippenstruktur einen Wert zwischen 1 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 1 und 5 mm und besonders bevorzugt zwischen 1 und 3 mm annimmt. Vorzugsweise ist die Höhe der Rippenstruktur größer als die Dicke des Grundköpers im dünnsten Bereich.
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass ein Verhältnis zwischen einem Bereich mit Rippenstruktur zu einem Bereich ohne Rippenstruktur einen Wert zwischen 20 % und 80 %, bevorzugt zwischen 40 % und 75 %, und besonders bevorzugte zwischen 40 % und 60 % annimmt. Vorzugsweise ist der Bereich mit der Rippenstruktur in einem zentralen Bereich des geschmiedeten Flachprodukts angeordnet. Beispielsweise ist der Bereich mit der Rippenstruktur umgeben, insbesondere vollständig umgeben, von einem Bereich ohne Rippenstruktur. Vorstellbar ist auch, dass das geschmiedete Flachprodukt mehrere voneinander getrennte Bereiche mit Rippenstrukturen aufweist. Besonderes bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Rippenstruktur vom äußersten Umfang des geschmiedeten Flachprodukt in einer parallel zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Ebene mindesten 2,5 cm, bevorzugt mindestens 8 cm und besonders bevorzugt 10 cm entfernt ist. Es ist auch vorstellbar, dass der Bereich mit Rippenstruktur zu einem Bereich ohne Rippenstruktur einen Wert zwischen 5 % und 15 % annimmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das geschmiedete Flachprodukt mehrere geschmiedete Rippenstrukturen aufweist, wobei ein parallel zur Haupterstreckungsebene bemessener Abstand zwischen den Rippenstrukturen größer ist als die senkrecht zur Haupterstreckungsebene bemessene Höhe der Rippenstruktur. Denkbar ist auch, dass der Abstand zwischen zwei Rippenstrukturen über das Flachprodukt gesehen variiert oder im Wesentlichen konstant bleibt. Insbesondere ist der Abstand der Rippenstruktur an die Größe des geschmiedeten Flachprodukts angepasst. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen zwei Rippenstrukturen durchschnittlich 1,5 mm bis 150 mm, bevorzugt 5 mm bis 100 mm und besonders bevorzugt 25 mm bis 75 mm.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Rippenstruktur in einer parallel zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Schnittebene ein wabenförmiges, ein karoförmiges, ein ovales, ein rechteckiges, ein elliptisches, ein kreisförmiges, ein gradliniges oder vergleichbares Muster aufweist. Durch das Muster lassen sich die Rippenstruktur entlang der Oberfläche des Grundkörpers derart zweidimensional verteilen, dass sie - abhängig vom jeweiligen Belastungsfall - das Flachprodukt stabilisiert. Vorstellbar ist auch, dass die Rippenstrukturen mehrere verschiedene Muster formen.
Weiterhin ist es in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die Rippenstruktur einen rippenstrukturfreien Oberflächenbereich begrenzt, wobei der rippenstrukturfreie Oberflächenbereich einen Wert zwischen 25 cm² und 100 dm² oder 1 dm² und 80 dm² oder 5 dm² und 50 dm² oder 10 dm² und 30 dm² annimmt. Im Unterschied zu dem Bereich ohne Rippenstruktur ist der rippenstrukturfreie Oberflächenbereich in einer parallel zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Ebene zu allen Seiten durch die Rippenstruktur oder mehrere unterschiedliche Rippenstrukturen begrenzt.
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass sich eine in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene bemessene Dicke des Grundkörpers entlang der Haupterstreckungsebene ändert. Beispielsweise nimmt die Dicke nach außen, d. h. in Richtung des äußeren Umfangs des Flachprodukts ab. Vorstellbar ist auch, dass der Grundkörper lokale Materialakkumulationen aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass sich an den Grundkörper zum äußeren Umfang des geschmiedeten Flachprodukts hin ein gebogener Teilbereich anschließt. Der gebogene Teilbereich ist vorzugsweise als Randbereich zu verstehen, der weniger als 15 % der gesamten Oberfläche auf einer Seite, insbesondere der Innenseite, des Flachprodukts einnimmt. Insbesondere ist der gebogene Teilbereich dünner als der Grundkörper. Hierbei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der gebogene Teilbereich des Flachprodukts im Bereich des äußeren Umfangs weiter vom Grundkörper absteht als die Rippenstruktur. Mit anderen Worten: das Flachprodukt ist topfförmig ausgestaltet, wobei die gebogenen Teilbereiche Seitenwände eines Topfes bilden und der Grundkörper den Boden des Topfes, wobei die Rippenstruktur auf dem Boden bzw. Grundkörper ausgebildet ist. D. h. die Rippenstruktur ist gegenüber dem Abschluss des Flächenprodukts zurückversetzt angeordnet. Dadurch lässt die Rippenstruktur geschützt vor äußeren Einflüssen anordnen. Zudem wird die Rippenstruktur dadurch bauraumökonomisch am Flächenprodukt ausgestaltet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass mehrere Rippenstrukturen im Wesentlichen gleich breit sind und unterschiedliche Höhen aufweisen. Dabei ist es vorstellbar, dass Höhenunterschiede zwischen den einzelnen Rippenstrukturen abhängen vom Abstand der Rippenstruktur zum äußeren Umfang des Flächenprodukts bzw. des Grundkörpers. Es ist auch denkbar, dass eine Dichte an Rippenstrukturen abhängt vom Abstand zum äußeren Umfang des Flächenprodukts.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rippenstruktur, insbesondere einer erfindungsgemäßen Rippenstruktur. Sämtliche für die erfindungsgemäße Rippenstruktur beschriebenen Merkmale und deren Vorteile lassen sich sinngemäß ebenfalls auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen und andersrum.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Verfahren die Schritte umfasst:

- Bereitstellen eines Schmiedewerkzeugs mit einem Stempel
- Bereitstellen eines Werkstücks und
- Schmieden des Werkstücks mittels des Stempels,

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigt:

1: eine Schnittansicht durch ein geschmiedetes Flachprodukt gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
2 eine Detailansicht der 1 im Übergangsbereich
3: eine Draufsicht auf ein geschmiedetes Flachprodukt gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

In 1 ist schematisch eine Schnittansicht durch ein geschmiedetes Flachprodukt 1 dargestellt, wobei eine Schnittansicht in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene HSE verlaufenden Ebene illustriert ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Flachprodukt 1 um eine Fahrzeugkomponente wir eine A-Säule. Solche Flachprodukte 1 weisen vorzugsweise einen sich entlang der Haupterstreckungsebene HSE erstreckenden Grundkörper 10 auf. Insbesondere erstreckt sich der Grundkörper 10 in einer parallel zur Haupterstreckungsebene HSE verlaufenden Richtung mindestens 15 cm. Infolge des Schmiedeprozesses weist der Grundkörper 10 entlang der Haupterstreckungsebene HSE gesehen variierende Dicken auf und umfasst beispielsweise an seinem äußeren Umfang 24 einen gebogenen Teilbereich 15 auf. In der dargestellten Ausführungsform ist der Grundkörper 10 topfähnlich ausgestaltet. An derartige Flachprodukte 1, insbesondere bei ihrem Einsatz in einem Fahrzeug, werden vergleichsweise hohe Anforderungen in Hinblick auf Gewicht und Stabilität gestellt.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass sich das Flachprodukt 1 in Hinblick auf sein Gewicht bzw. seine Stabilität durch geschmiedete, vom Grundkörper 10 entlang einer Abstehrichtung A abstehende Rippenstrukturen 20 verbessern lässt, wenn die senkrecht zur Haupterstreckungsebene HSE bemessene Höhe h der Rippenstruktur 20 größer ist als eine parallel zur Haupterstreckungsebene HSE bemessene Breite b der Rippenstruktur 20. Vorzugsweise ist die Höhe h der Rippenstruktur 1,5- bis 10-mal, vorzugsweise 1,5- bis 5-mal und besonders bevorzugt 1,5- bis 2,5-mal größer ist als die Breite b der Rippenstruktur 20. Dadurch erhält die Rippenstruktur 20 in vorteilhafter Weise in einem senkrecht zur Haupterstreckungsebene HSE verlaufenden Querschnitt ein nadelförmiges bzw. - artiges Profil. Dabei kann sich die Rippenstruktur 20 in einer senkrecht zu einer Richtung, entlang der die Breite b der Rippenstruktur 20 bemessen wird, und parallel zur Haupterstreckungsebene HSE stegförmig erstrecken. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Dicke D des Grundkörpers 10 in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene HSE verlaufenden Richtung unterhalb der Rippenstruktur 5 bis 25 mal so groß ist wie die Breite b der Rippenstruktur. In der dargestellten Ausführungsform sind mehrere zueinander benachbarte Rippenstrukturen 20 durch einen Abstand a voneinander beabstandet angeordnet. Vorzugsweise folgen die Rippenstrukturen 20 einem periodischen Muster. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Abstände a zwischen einzelnen Rippenstrukturen 20 variieren und beispielsweise in ihrer Anordnung an die zu erwartende Belastung 20 an das Flachprodukt 1 angepasst sind.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Rippenstruktur 20 ausschließlich auf einer Seite des Flachprodukts 1 ausgebildet ist. In der dargestellten Ausführungsform weist der topfförmige Grundkörper 10 eine Innenseite 11 und eine der Innenseite 11 gegenüberliegenden Außenseite 12 auf, wobei die Innenseite 11 eine kleinere Oberfläche aufweist als die Außenseite 12. Hierbei sind die Rippenstrukturen 20 auf der Innenseite 11 angeordnet. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die einzelnen benachbart zueinander angeordneten Rippenstrukturen 20 dieselbe Höhe h und/oder Breite b aufweisen. Vorstellbar ist auch, dass die Höhen h der einzelnen Rippenstrukturen 20 sich untereinander unterscheiden und sich die Höhen h beispielsweise abhängig von ihrer Anordnung, d. h. ihrer Position, auf dem Grundkörper 20 ändern, beispielsweise zum Rand des Flachprodukts hin gesehen größer werden oder kleiner werden.
Um die nadelförmigen Rippenstrukturen 20 vor äußeren Einflüssen zu schützen, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Höhe h der Rippenstruktur 20 derart ausgestaltet ist, dass ihr vom Grundkörper 10 abgewandtes Ende bzw. ihr Abschluss gegenüber dem äußeren Umfang 24 des Flachproduktes 1 in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene HSE verlaufenden Richtung zurückversetzt ist. Hierzu steht der gebogene Teilbereich 15 weiter vom Grundkörper 10 ab als die Rippenstruktur 20.
Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass der Grundkörper 10 und die Rippenstruktur 20 in einem gemeinsamen Schmiedeprozess hergestellt werden. Vorzugsweise steht die Rippenstruktur 20 im Wesentlichen senkrecht vom Grundkörper 10 bzw. von der durch den Grundkörper 10 aufgespannten Haupterstreckungsebene ab. Mit anderen Worten: Zwischen dem Verlauf der Rippenstruktur 20 und dem Verlauf der Haupterstreckungsebene HSE bildet sich ein Winkel α aus, der bevorzugt im Wesentlichen 90° entspricht. Alternativ ist es vorstellbar, dass der Winkel α größer ist als 45 °, bevorzugt größer als 60 ° und besonders bevorzugt größer als 75°.
In 2 ist eine Detailansicht der 2 dargestellt. Insbesondere ist hier ein Übergangsbereich 15 zwischen dem Grundkörper 10 und der Rippenstruktur 20 illustriert. Hierbei ist es insbesondere vorgesehen, dass der Übergangsbereich 15 in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene HSE verlaufenden Schnittebene einen teilkreisförmigen Verlauf aufweist, wobei dem teilkreisförmigen Verlauf ein Radius R zuzuordnen ist, wobei der Radius R einen Wert zwischen 0,2 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 0,3 mm und 4 mm und besonders bevorzugt einen Wert von im Wesentlichen 2,5 mm annimmt.
In der 3 ist eine Draufsicht auf eine Haupterstreckungsebene des geschmiedeten Flachprodukt 1 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Flachprodukt 1 einen Bereich mit Rippenstruktur 21 und einen Bereich ohne Rippenstrukturen 22. Vorzugsweise ist der Bereich ohne Rippenstrukturen 22 der gebogene Teilbereich 15. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass das Verhältnis des Bereichs mit Rippenstrukturen 21 und des Bereichs ohne Rippenstrukturen 22 einen Wert zwischen 0,5 und 2, bevorzugt zwischen 0,75 und 1,5 und besonders bevorzugt zwischen 0,8 und 1,2 annimmt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Rippenstruktur 20 in einer parallel zur Haupterstreckungsebene HSE verlaufenden Schnittebene ein Muster ausbilden, beispielweise in Form eines Wabenmusters, eines kreisförmigen, eines rechteckigen, eines ovalen, eines polygonförmigen oder rautenförmigen Musters. Weiterhin liegt zwischen zwei Rippenstrukturen 20 ein rippenfreier Zwischenbereich 23, in dem der Grundkörper 10 im Wesentlichen eben verläuft. Vorstellbar ist auch, dass der rippenfreie Zwischenbereich 23 mit einem Füllmaterial, beispielsweise einem Schaumstoff gefüllt ist.
Bezugszeichenliste

1: Flachprodukt
10: Grundkörper
11: Innenseite
12: Außenseite
15: gebogener Teilbereich
20: Rippenstruktur
21: Bereich ohne Rippenstruktur
22: Bereich mit Rippenstruktur
23: rippenstrukturfreier Zwischenbereich
24: äußerer Umfang
a: Abstand
h: Höhe
b: Breite der Rippenstruktur
d: Dicke des Grundkörpers
α: Winkel
R: Radius
Ü: Übergangsbereich
A: Abstehrichtung
HSE: Haupterstreckungsebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 112005000334 T5 [0002]

Claims

Geschmiedetes Flachprodukt (1), vorzugsweise für ein Fahrzeug, mit einem sich zumindest bereichsweise entlang einer Haupterstreckungsebene (HSE) erstreckenden Grundkörper (10), wobei vom Grundkörper (10) eine geschmiedete Rippenstruktur (20) absteht, wobei eine in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene (HSE) bemessene Höhe (h) der Rippenstruktur (20) größer als eine in einer parallel zur Haupterstreckungsebene (HSE) bemessene Breite (b) der Rippenstruktur (20) ist.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Höhe (h) der Rippenstruktur (20) 1,5- bis 10-mal, vorzugsweise 1,5- bis 5-mal und besonders bevorzugt 1,5- bis 2,5-mal größer ist als die Breite (b) der Rippenstruktur (20).
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rippenstruktur (20) im Wesentlichen senkrecht oder unter Bildung eines Winkels vom Grundkörper (10) absteht, wobei der Winkel größer als 45°, bevorzugt größer als 60° und besonders bevorzugt größer als 75 ist.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das geschmiedete Flachprodukt (1) in einem Übergangsbereich (Ü) zwischen dem Grundkörper (10) und der Rippenstruktur (20) in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene (HSE) verlaufenden Schnittebene einen teilreisförmigen Verlauf mit einem Radius (R) aufweist, wobei der Radius (R) einen Wert zwischen 0,2 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 0,3 mm und 4 mm und besonders bevorzugt einen Wert von im Wesentlichen 2,5 mm annimmt.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rippenstruktur (20) ausschließlich auf einer Seite des Grundkörpers (10) ausgebildet ist.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Flachprodukt (1) in einer parallel zur Haupterstreckungsebene (HSE) bemessenen Richtung zwischen 10 cm und 150 cm weit erstreckt.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis zwischen einem Volumen der Rippenstruktur (20) oder der Rippenstrukturen (20) zu einem Volumen des Grundkörpers (10) einen Wert zwischen 30 % und 80 %, bevorzugt zwischen 35 % und 50 % und besonders bevorzugt zwischen 25 % und 43 % annimmt.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breite (b) der Rippenstruktur (20) einen Wert zwischen 1 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 1 und 5 mm und besonders bevorzugt zwischen 1 und 3 mm annimmt und/oder die Höhe (h) der Rippenstruktur (20) einen Wert zwischen 1 mm und 35 mm, bevorzugt zwischen 5 und 15 mm und besonders bevorzugt zwischen 3 und 10 mm annimmt.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis zwischen einem Bereich mit Rippenstruktur (21) zu einem Bereich ohne Rippenstruktur (22) einen Wert zwischen 20 % und 80 % , bevorzugt zwischen 40 % und 75 %, und besonders bevorzugte zwischen 40 % und 60 % annimmt.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das geschmiedete Flachprodukt (1) mehrere geschmiedete Rippenstrukturen (20) aufweist, wobei ein parallel zur Haupterstreckungsebene (HSE) bemessener Abstand (a) zwischen den Rippenstrukturen (20) größer ist als die senkrecht zur Haupterstreckungsebene (HSE) bemessene Höhe (h) der Rippenstruktur (20).
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rippenstruktur (20) in einer parallel zur Haupterstreckungsebene (HSE) verlaufenden Schnittebene ein wabenförmiges, ein karoförmiges, ein ovales, ein rechteckiges, ein elliptisches, ein kreisförmiges, ein gradliniges oder vergleichbares Muster aufweist.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rippenstruktur (20) einen rippenstrukturfreien Zwischenbereich (23) begrenzt, wobei der rippenstrukturfreie Zwischenbereich (23) einen Wert zwischen 10 cm² und 100 dm² annimmt.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich eine in einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene (HSE) bemessene Dicke (D) des Grundkörpers (10) entlang der Haupterstreckungsebene (HSE) ändert.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich an den Grundkörper (10) zum äußeren Umfang (24) des geschmiedeten Flachprodukts hin ein gebogener Teilbereich (15) anschließt.
Geschmiedetes Flachprodukt (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Rippenstrukturen (20) im Wesentlichen gleich breit sind und unterschiedliche Höhen (h) aufweisen.