Rollprofiliertes Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung

Abstract

 Ein verbessertes rollprofiliertes Bauteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist aus zwei Einzelteilen (1, 2) hergestellt, die eine über ihre Längsachse veränderliche Höhe aufweisen und die miteinander verbunden sind, insbesondere durch Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen (Fig. 2).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein rollprofiliertes Bauteil, inbesondere für ein Kraftfahrzeug, und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauteils. Das rollprofilierte Bauteil ist insbesondere ein Strukturteil oder Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs.

[0002] Bauteile, die durch Rollprofilieren oder Walzprofilieren hergestellt werden sind bereits bekannt.

[0003] Aus der DE 100 11 755 B4 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Profils mit einem über die Längsachse des Bauteils veränderlichen Querschnitt mittels Walzprofilieren bekannt. Durch dieses Verfahren können allerdings nur Profile hergestellt werden, die in der Breite variabel sind.

[0004] Aus der DE 195 45 525 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung von Profilwalzelementen bekannt, durch welches Bauteile für Kraftfahrzeuge hergestellt werden können.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, ein rollprofiliertes Bauteil vorzuschlagen, das in seiner Höhe variabel ist, und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.

[0006] Erfindungsgemäß wir diese Aufgabe durch ein rollprofiliertes Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das rollprofilierte Bauteil, bei dem es sich insbesondere um ein Strukturteil oder Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs handelt, ist aus zwei Einzelteilen hergestellt, die eine über ihre Längsachse veränderliche Höhe aufweisen und die miteinander verbunden sind. Es ist möglich, das Bauteil aus mehr als zwei Einzelteilen herzustellen. Die Verbindung der Einzelteile kann durch Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen, erfolgen.

[0007] Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0008] Vorteilhaft ist es, wenn eines oder beide Einzelteile an ihrer Innenkante beschnitten sind. In diesem Fall sind die Einzelteile an den gegebenenfalls beschnittenen Innenkanten miteinander verbunden.

[0009] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile einen horizontalen Abschnitt und einen vertikalen Abschnitt aufweisen. Es ist möglich, daß die Einzelteile mehrere horizontale Abschnitte aufweisen. Stattdessen oder zusätzlich können die Einzelteile mehrere vertikale Abschnitte aufweisen. Unter einem horizontalen Abschnitt ist ein Abschnitt zu verstehen, der sich in Richtung der Breite des Einzelteils bzw. Bauteils erstreckt. Unter einem vertikalen Abschnitt ist ein Abschnitt zu verstehen, der sich in der Richtung der Höhe des Einzelteils bzw. des Bauteils erstreckt. Vorteilhaft ist es, wenn das Einzelteil ein Z-Profil mit einem vertikalen und zwei horizontalen Abschnitten aufweist. Es kann ferner vorteilhaft sein, daß das Einzelteil ein L-Profil mit einem horizontalen und einem vertikalen Abschnitt aufweist. Auch andere Profilformen sind möglich.

[0010] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Einzelteile bzw. der vertikalen Abschnitte der Einzelteile in der Mitte größer ist als an den Enden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Bauteil auf Biegung beansprucht wird. Vorzugsweise weist das Bauteil bzw. Einzelteil in der Mitte die größte Höhe auf.

[0011] In bestimmten Fällen ist es vorteilhaft, wenn die Einzelteile eine über ihre Längsachse veränderliche Breite aufweisen.

[0012] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Das Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mittels Rollprofilieren, insbesondere eines erfindungsgemäßen Bauteils, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Einzelteile mit einer über ihre Längsachse veränderlichen Höhe hergestellt werden. Es können auch mehr als zwei Einzelteile hergestellt werden. Die Einzelteile werden durch Rollprofilieren hergestellt.

[0013] Eines oder beide oder alle Einzelteile werden an ihrer Innenkante beschnitten. Dadurch, daß die Einzelteile eine über ihre Längsachse veränderliche Höhe aufweisen, ergeben sich im Allgemeinen nicht geradlinig verlaufende Innenkanten. Die Innenkanten werden vorzugsweise geradlinig beschnitten. Es ist allerdings auch möglich, die Innenkanten nicht geradlinig zu beschneiden.

[0014] Die Einzelteile werden miteinander verbunden. Vorzugsweise werden die Einzelteile längs der beschnittenen Innenkanten miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise durch Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen.

[0015] Eine vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile mit einer über ihre Längsachse veränderlichen Breite hergestellt werden.

[0016] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1

zwei Einzelteile mit über ihre Längsachse veränderlichen Höhen in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 2

die Einzelteile gemäß Fig. 1 mit beschnittenen Innenkanten,

Fig. 3

die Einzelteile gemäß Fig. 2 im miteinander verbundenen Zustand und

Fig. 4

Querschnitte längs der Linien A-A und B-B in Fig. 3.

[0017] In Fig. 1 sind ein erstes Einzelteil 1 und ein zweites Einzelteil 2 dargestellt, die beide durch Rollprofilieren aus einem rechteckigen, ebenen Blechstreifen hergestellt worden sind. Das erste Einzelteil 1 weist einen Z-förmigen Querschnitt auf, der aus einem unteren horizontalen Abschnitt 3, einem vertikalen Abschnitt 4 und einem oberen horizontalen Abschnitt 5 besteht. Der untere horizontale Abschnitt 3 weist über die Längsachse des ersten Einzelteils 1 dieselbe Breite auf. Der vertikale Abschnitt 4 weist eine über die Längsachse des ersten Einzelteils 1 veränderliche Höhe auf. Die Höhe des vertikalen Abschnitts 4 ist an den Enden des ersten Einzelteils 1 am geringsten. Sie steigt zur Mitte hin an und erreicht in der Mitte die größte Höhe. Die Höhe des vertikalen Abschnitts 4 folgt einem im wesentlichen S-förmigen Verlauf. Sie ist in der Mitte größer als an den Enden.

[0018] Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Bauteil auf Biegung beansprucht wird, da das Biegemoment in der Mitte des Bauteils am größten ist und dort die größere Höhe der vertikalen Abschnitte dem Biegemoment den größten Widerstand entgegensetzt.

[0019] Da die Höhe des vertikalen Abschnitts 4 des ersten Einzelteils 1 über die Längsachse des Bauteils veränderlich ist, bildet die Innenkante 6 am Ende des oberen horizontalen Abschnitts 5 keine gerade Linie. Im Ausführungsbeispiel wird in der Mitte des ersten Einzelteils 1 mehr Material für den vertikalen Abschnitt 4 benötigt, so daß dort für den oberen horizontalen Abschnitt 5 weniger Material zur Verfügung steht. Die Breite des oberen horizontalen Abschnitts 5 ist also in der Mitte des ersten Einzelteils 1 geringer als an den Enden.

[0020] Das zweite Einzelteil 2 ist zum ersten Einzelteil 1 symmetrisch und umfaßt die entsprechenden Bestandteile 3', 4', 5' und 6'. Die Ausführungen zum ersten Einzelteil 1 gelten in entsprechender Weise für das zweite Einzelteil 2.

[0021] Die Einzelteile 1, 2 werden an ihren Innenkanten 6, 6' beschnitten. Wie aus Fig. 2 ersichtlich werden die Einzelteile 1, 2 an ihren Innenkanten 6, 6' geradlinig beschnitten, so daß geradlinige, parallel zur Längsachse der Einzelteile 1, 2 verlaufenden Schnittkanten 7, 7' gebildet werden.

[0022] Anschließend werden die Einzelteile 1, 2 längs der Schnittkanten 7, 7' miteinander verbunden, nämlich verschweißt, insbesondere laserverschweißt. Hierdurch wird das in Fig. 3 gezeigte Bauteil 8 gebildet, das eine über seine Längsachse veränderliche Höhe aufweist. Das Bauteil 8 hat über seine Längsachse überall dieselbe Breite, also überall denselben Abstand der vertikalen Abschnitte 4, 4'. Es könnte allerdings auch eine über seine Längsachse veränderliche Breite aufweisen (in der Zeichnung nicht dargestellt).

[0023] Die Querschnitte des Bauteils 8 bilden, wie aus Fig. 4 ersichtlich, ein Hutprofil mit unteren horizontalen Abschnitten 3, 3', vertikalen Abschnitten 4, 4' und oberen horizontalen Abschnitten 5, 5', die längs der inneren Schnittkanten 7, 7' miteinander verschweißt sind. Am Ende des Bauteils 8, also im Schnitt A-A, ist dessen Höhe geringer als in der Mitte, nämlich im Schnitt B-B.

[0024] Durch die Erfindung wird eine Variation des Querschnitts bei einem rollprofilierten Bauteil ermöglichst, und zwar durch die Ausbildung zweier oder mehrerer Einzelteile bzw. Segmente, die in der Längsachse einen variablen Querschnitt aufweisen. Die Einzelteile 1, 2 können auf einer Anlage rollprofiliert werden. Die Einzelteile 1, 2 werden anschließend beschnitten. Sie können zu einem diskontinuierlich lasergefügten Bauteil zusammengefügt werden. Durch die Erfindung können alle Vorteile erreicht werden, die das Verfahren des Rollformens gegenüber dem Verfahren des Pressens mit sich bringen, insbesondere niedrige Werkzeugkosten, hohe Restplastifizität und Toleranzen. Der Beschnitt der Innenkanten 6, 6' kann online erfolgen.

[0025] Das Bauteil kann mit folgenden Verfahrensschritten hergestellt werden: (1) Konventionelles Walzen; (2) Variation beider Einzelteile bzw. Segmente, insbesondere in der Höhe; (3) Beschnitt online; (4) fügen und schweißen, insbesondere Laserschweißen; (5) Abschneiden der Enden.

[0026] Die Einzelteile können als zwei Rollprofile in einem Gerüst hergestellt werden.

Ansprüche

1. Rollprofiliertes Bauteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bauteil (8) aus zwei Einzelteilen (1, 2) hergestellt ist, die eine über ihre Längsachse veränderliche Höhe aufweisen und die miteinander verbunden sind, insbesondere durch Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen.

2. Rollprofiliertes Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder beide Einzelteile (1, 2) an ihrer Innenkante (6, 6') beschnitten sind.

3. Rollprofiliertes Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (1, 2) einen horizontalen Abschnitt (3, 3', 5, 5') und einen vertikalen Abschnitt (4, 4') aufweisen.

4. Rollprofiliertes Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Einzelteile (1, 2) bzw. der vertikalen Abschnitte (4, 4') der Einzelteile (1, 2) in der Mitte größer ist als an den Enden.

5. Rollprofiliertes Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (1, 2) eine über ihre Längsachse veränderliche Breite aufweisen.

6. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mittels Rollprofilieren, insbesondere eines Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Einzelteile (1, 2) mit einer über ihre Längsachse veränderlichen Höhe hergestellt werden,
daß eines oder beide Einzelteile (1, 2) an ihrer Innenkante (6, 6') beschnitten werden
und daß die Einzelteile (1, 2) miteinander verbunden werden, insbesondere durch Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (1, 2) an ihren Innenkanten (6, 6') miteinander verbunden werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (1, 2) mit einer über ihre Längsachse veränderlichen Breite hergestellt werden.

Zeichnung