DE19905365A1 - Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofiles mit Flansch - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofiles mit Flansch. Zur einfachen und prozeßsicheren Herstellung eines Hohlprofils mit Flansch, an dem zur Erreichung der gewünschten Endform bezüglich einer Ausgangsform hohe Querschnittsvergrößerungen und/oder -formveränderungen vorgenommen werden müssen, wird vorgeschlagen, zuerst aus einer Blechplatine ein Ausgangshohlprofil mit Flansch rollzuformen, der durch parallel aneinander liegende Enden der Blechplatine gebildet wird, wobei das Ausgangshohlprofil eine kleinere Querschnittsfläche und einen längeren Flansch besitzt als die Endform des Hohlprofiles. Anschließend wird das Ausgangshohlprofil durch Ausüben eines fluidischen Innenhochdruckes in die Endform des Hohlprofiles umgeformt.

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 aufgewei­ tet werden kann, da zum einen die Wurzel des Flansches am Hohl­ profil - auch Knotenpunkt genannt - quasi wie ein Zuganker ent­ gegen der Umformkraft wirkt und zum anderen die Materialanhäu­ fung in diesem Knotenpunkt sowie der Flansch selbst keine aus­ reichenden 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 Kraftfahr­ zeugkarosseriehohlprofil Funktionsteile wie eine Führungsschie­ ne oder eine verdickte Lauffläche durch Rollformen des Hohlpro­ files aus einer Blechplatine zu integrieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzu­ zeigen, mittels dessen in einfacher Weise ein Hohlprofil mit Flansch prozeßsicher hergestellt werden kann, an dem zur Errei­ chung der gewünschten Endform bezüglich einer Ausgangsform hohe Querschnittsvergrößerungen und/oder -formänderungen vorgenommen werden müssen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent­ anspruches 1 gelöst.

Dank der Erfindung werden nicht-aufweitbare Knotenpunkte wie bei den Strangpreßprofilen umgangen. Die dazu verwendete Tech­ nik des Rollumformens erbringt dabei neben der einfachen Aus­ bildung von beliebig gestalteten Flanschformen an einem Hohl­ profil eine wesentliche Verbesserung im Biegen eines Hohlpro­ files mit Flansch. Mittels des fluidischen Innenhochdruckumfor­ mens erhält man zur Ausgestaltung des Hohlprofiles neben der Wirkung des Aufweitens sehr exakt konturierte Umfangsflächen und hohe Oberflächengüten, wobei gleichzeitig in der Regel hohe Umformgrade durch das unter dem hohen Druck erreichte Fließen des Blechmaterials und dessen im wesentlichen gleichmäßigen Ma­ terialfluß erzielen lassen. Das hydraulische Aufweiten des Aus­ gangshohlprofiles mit Flansch in die Endform erst durch die Verwendung eines rollgeformten Ausgangshohlprofiles prozeßsi­ cher ermöglicht, da der vorgeformte Flansch, der durch das Rollformen aus zwei getrennten Blechlagen besteht, für die Auf­ weitung 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 Innen­ hochdruck-Umformtechnik läßt sich somit nahezu beliebig jede gewünschte Hohlprofilendform erreichen, bei der - ausgehend von einem Ausgangshohlprofil kleiner Querschnittsfläche - auch lo­ kal über die gesamte Erstreckung des Hohlprofiles gesehen grö­ ßere Querschnittsaufweitungen und/oder -formveränderungen benö­ tigt werden.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung kann dem Unteran­ spruch 2 entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäß rollgeformten Ausgangshohlprofiles mit Flansch,

Fig. 2 den Querschnitt aus Fig. 1 nach dem Innenhochdruckum­ formvorgang.

In Fig. 1 ist ein Ausgangshohlprofil 1 dargestellt, das aus ei­ ner rollgeformten Blechplatine 2 besteht. Die Blechplatine 2 ist derart gerollt, daß das ansonsten rechteckförmige Hohlpro­ fil 1 auf seiner linken Hälfte eine Stufe 3 aufweist. Die bei­ den 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 Hohl­ profil 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 Quer­ schnittsform erforderlich, wird im Hohlprofilraum 6 ein fluidi­ scher Hochdruck erzeugt, mittels dessen das Ausgangshohlprofil 1 in die gewünschte Hohlprofilendform 8 an dieser Stelle aufge­ weitet wird, wie Fig. 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 auseinander­ gezogen, so daß ein Hohlprofil in Form eines regelmäßigen Rechtecks entsteht, das nun eine im Vergleich zum Ausgangshohl­ profil 1 zwar schmaler wird, jedoch eine vergrößerte Quer­ schnittsfläche und einen im Vergleich zum Ausgangsflansch 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 Kompensa­ tion der dabei stattfindenden Materialausdünnung genutzt wird, was die Prozeßsicherheit des Aufweitvorganges und damit die Herstellung der Hohlprofilendform 8 weiter unterstützt.

Der Gedanke der Einrichtung eines Materialspeichers zur Verbes­ serung der prozeßsicheren Aufweitfähigkeit des Hohlprofiles 1 kann dahingehend vorteilhaft vertieft werden, daß die Blechpla­ tine 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 ausge­ bildet 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 dür­ fen, so daß die Schlingen durch den hydraulischen Hochdruck herausgedrückt werden können.

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 Fahrzeugbo­ den. In vorteilhafter Weise kann die Erfindung Eingang in den Fahrzeugleichtbau finden, da auch Materialien in Form eines ge­ rollten Hohlprofiles verbessert umformbar sind, die zwar gerin­ ges Gewicht jedoch auch nur geringe Duktilität aufweisen, wie beispielsweise Legierungen aus Aluminium.

Claims (2)

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

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) un­ terhalb des Flansches (7) schlingenartig gerollt wird.