[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten von stranggepressten Profilabschnitten aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen hinsichtlich ihrer Außenkontur durch Warmkalibrieren und / oder Warmprägen und / oder Schnitt- und / oder Lochoperationen für die nachfolgenden Fügeprozesse.

[0002] Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf stranggepresste Hohlkammerprofile, aus denen nachfolgend Baugruppen (Leichtbauelement) gefügt werden sollen.

[0003] Bekannt ist aus der DE 10 2008 045 441 B3 ein Verfahren zum Herstellen eines Strangpressprofilabschnittes aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung, bei dem nach dem Pressen des Profils und Ablängen der Profilabschnitte ein Innendruck-Umformschnitt zum Kalibrieren der Außenkontur eines Profilabschnittes durchgeführt wird, wenn sich der Profilabschnitt in seinem lösungsgeglühten oder einem lösungsgeglüht-ähnlichen Zustand befindet, wobei der Innendruck-Umformschnitt zum Kalibrieren der Außenkontur des Profilabschnitts nach Abkühlen des Profilabschnittes auf Umgebungstemperatur durchgeführt wird, bevor der Kaltaushärtungsprozess zu mehr als 20 % abgeschlossen ist.

[0004] Bekannt ist aus der DE 19725300 C2 ein Werkzeug zum Warmkalibrieren und Warmlochen von Werkstücken, mit dem es schnell und einfach möglich ist, entsprechende Werkstücke zu kalibrieren und zu lochen. Dazu wird das Werkstück lagerichtig auf das Aufnahmewerkzeug gelegt. Für den Kalibriervorgang wird das Kalibrierwerkzeug in Richtung auf das Aufnahmewerkzeug bewegt und gegen dieses gepresst, wobei durch die Wandungsteile, die das Werkzeug außen umgreifen, sowie das Teil, welches zwischen die Wandungsteile greift, die Warmkalibrierung erfolgt. Die Kalibrierung erfolgt dabei nicht auf Fertigmaß, sondern die entsprechenden Werkstücke werden nachträglich mechanisch bearbeitet und auf Fertigmaß fertiggestellt. [0005] Die DE 2 105 537 C3 beschreibt eine Vorrichtung zum Warmkalibrieren von stabförmigen Walzgut beim Warmwalzen im Fertigungsfluss einer kontinuierlichen Walzenstraße, bei der hinter dem Fertigwalzgerüst eine Matrize angeordnet ist und das warmzukalibrierende, stabförmige Walzgut von den Walzen des Fertigwalzgerüstes durch die Matrize hindurchgestoßen wird, wobei die Matrize als geschlossene Ringmatrize ausgebildet ist und die auf Walztemperatur aufheizbare Ringmatrize aus einem hochwarmfesten Werkstoff besteht und dass vor der Ringmatrize ein Düsenring mit einer Öffnung für die Zugabe von thermisch stabilen Schmierstoffen, wie kolloidaler Graphit, niedrig schmelzendes Glas, Soda, gebrannter Kalk oder Salze, sowie vor dem Düsenring zwei Labyrinth- Ringkammern angeordnet sind und dass die Ringmatrize axial in beiden Richtungen abgefedert ist.

[0006] Aus der DE 10224198C1 ist ein Leichtbauelement und ein Herstellungsverfahren bekannt, bei dem das Leichtbauelement aus mehreren miteinander in einer flächigen Anordnung gefügten, stranggepressten Hohlprofilen besteht. Das dazugehörige Verfahren umfasst die Schritte a) Strangpressen von Hohlprofilen mit einer Wandstärke von maximal 0,5 % des Durchmessers des umschriebenen Kreises des daraus gefertigten Leichtbauelements, b) Fügen von mehreren Hohlprofilen in einer flächigen Anordnung zu einem Leichtbauelement, welches einen umschriebenen Kreis von wenigsten 300 mm aufweist. Das Fügen der Hohlprofile erfolgt durch Reibschweißen oder Kleben.

[0007] Strangpressprofile, insbesondere Mehrkammer-Strangpressprofile, verziehen sich beim Austreten aus der Matrize der Strangpresse. Das führt gerade bei einem nachfolgenden Fügeprozess, bei dem aus den Strangpressprofilabschnitten flächige Baugruppen zusammengesetzt werden sollen, zu Problemen.

[0008] Eine der größten Herausforderungen in der heutigen Zeit beim Bau von Fahrzeugen, insbesondere Automobilen, ist die Minimierung von Gewicht als eine der wirkungsvollsten Möglichkeit zur Einsparung von Kraftstoff.

[0009] Bei einem Kosten-Nutzen- Vergleich unterschiedlicher Leichtmetalle zeigt sich, dass mit immer weiter fortschreitender Gewichtseinsparung die Fertigungskosten immer höher werden. Dies bedeutet, dass sich der Leichtbau nur dann wirtschaftlich realisieren lässt, wenn es gelingt, die damit verbundenen Fertigungskosten durch höhere Produktivität und vor allem durch einen sparsamen Materialeinsatz zu senken. [0010] Leichtmetalle besitzen gegenüber den heute meist eingesetzten Stahlwerkstoffen den Vorteil, dass sie eine wesentlich geringere Dichte aufweisen. Das leichteste dieser Metalle ist Magnesium, es ist rund 35 % leichter als Aluminium. Die heutigen neuen Magnesiumlegierungen weisen sehr gute Eigenschaften, wie Korrosionsbeständigkeit und gute Verformungseigenschaften auf, so dass diese für das Strangpressen einsetzbar sind.

[0011] Ein Nachteil beim Strangpressen besteht darin, dass die Größe der herstellbaren Strangpressprofile begrenzt ist, so dass man gezwungen ist, Baugruppen aus einzelnen Strangpressprofilabschnitten zu fügen.

[0012] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten von stranggepressten Profilabschnitten aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen zur Verfügung zu stellen, mit dem die vorgenannten Nachteile beseitigt werden.

[0013] Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein daraus hergestelltes Leichtbauelement zu schaffen, dass aus einzelnen Strangpressprofilabschnitten durch Fügen hergestellt wird, wodurch praktisch ein beliebig großes Leichtbauelement realisiert werden kann.

[0014] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mittels des Verfahrens die stranggepressten Profilabschnitte aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen hinsichtlich ihrer Außenkontur durch Warmkalibrieren für den nachfolgenden Fügeprozess auf eine Maßgenauigkeit gebracht werden, um den Fügeprozess zu vereinfachen. Gleichzeitig ist es möglich, zusammen mit dem Warmkalibrieren, Prägeoperationen, Schnitt und/oder Lochoperationen durchzuführen. Vorzugsweise wird das Warmkalibrieren im Fertigungsfluss im Anschluss an das Strangpressen durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass das aus der Matrize austretende Profil bereits eine Temperatur im Bereich von 250 - 450°C aufweist und nicht zusätzlich aufgeheizt werden muss.

[0015] Dies ist gegenüber einer Kalibrierung nach dem IHU-Verfahren (Innen-Hochdruck- Umformung) wesentlich effektiver und aufgrund der extrem teuren IHU-Werkzeuge wesentlich kostengünstiger. [0016] Die so kalibrierten Profilabschnitte lassen sich ohne großen Aufwand zu Leichtbauelementen fugen. Solche Leichtbauelemente im Fahrzeugbau können beispielsweise Tragstrukturen in Form von Bodengruppen sein.

[0017] Anhand eines Ausfuhrungsbeispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden.

[0018] Die dazugehörige Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens zum Warmkalibrieren von Strangpressprofilabschnitten.

[0019] Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte - Einlegen der auf eine Temperatur im Bereich von 250 bis 450°C erwärmten Profilabschnitte 1 in ein zweigeteiltes auf eine Temperatur im Bereich von 300 bis 600°C vorgewärmtes Kalibrierwerkzeug 2 - und - Druckbeaufschlagung des Kalibrierwerkzeuges 2 mittels eines oder mehreren Presszylindern 3 einer Presse 4. Zusätzlich können bei Bedarf Einschubelemente in die Stirnseiten der abgelängten Profilabschnitte 1 eingesetzt werden.

[0020] Die Einschubelemente können zapfenartige Ansätze, dessen Querschnitte den inneren Querschnitten der Profilabschnitte 1 angepasst sind, aufweisen.

[0021] Von Vorteil ist, wenn die Verfahrens schritte zum Warmkalibrieren im Anschluss den Strangpressprozess stattfinden, da sich dann ein Aufheizen / Erwärmen Strangpressprofilabschnitte erübrigt.

[0022] Die Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Presse 4 und einem Kalibrierwerkzeug 2. Das Kalibrierwerkzeug 2 ist zweigeteilt ausgeführt und besteht demnach aus zwei zueinander verfahrbaren Werkzeughälften I, II, zwischen denen der Profilabschnitt 1 eingelegt wird, wobei die Werkzeughälften dem Querschnitt des zu kalibrierenden Profils angepasst sind. [0023] Durch Druckbeaufschlagung mindestens einer der beiden Werkzeughälften I, II über einen Presszylinder 3 der Presse 4 werden die Werkzeughälften aufeinander zugefahren und der Profilabschnitt kalibriert, d. h., die Profilabschnitte werden auf ein einheitliches Maß gebracht und gleichzeitig gerichtet.

[0024] Die Werkzeughälften I, II weisen Bohrungen auf, in die entsprechende Heizpatronen eingesetzt sind, um die Werkzeughälften I, II zu erwärmen bzw. auf Temperatur zu halten.

[0025] Bei Bedarf können in eine oder beiden Werkzeughälften I, II eine oder mehrere Prägematrizen angeordnet werden, mit deren Hilfe gleichzeitig während des Kalibriervorgangs eine Oberflächenprägung der Profilabschnitte auf einer oder auf beiden Seiten vorgenommen werden kann.

[0026] Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass in die Werkzeughälften I, II Schnitt- oder Lochwerkzeuge integriert werden, um während des Kalibriervorganges gleichzeitig Schnittoder Lochoperationen in den Profilabschnitten 1 vorzunehmen.

[0027] Im Anschluss an den Warmkalibriervorgang können die kalibrierten und / oder geprägten und / oder gelochten Profilabschnitte zu einem Leichtbauelement gefügt werden.

[0028] Das Leichtbauelement kann beispielsweise als Tragstruktur für ein Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug ausgebildet sein, dessen einzelne das Leichtbauelement bildende warmkalibrierten Profilabschnitte 1 durch eine unlösbare Verbindung miteinander verbunden sind. Vorzugsweise kann dies durch das Reibrührschweißen erfolgen, wodurch geringe Schweißzeiten und eine hohe Wirtschaftlichkeit beim Fügeprozess erreicht werden. Bezugszeichenaufstellung

Profilabschnitte

Kalibrierwerkzeug

Presszylinder

Presse

Bohrungen

I Werkzeughälfte II Werkzeughälfte