Ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine gattungsgemäße Vor- richtung ist aus der DE 100 29 467 Cl bekannt. Bei dem be- kannten Verfahren wird an einem fertig umgeformten Hohlpro- fil eine Öffnung geschaffen, wonach in das Hohlprofilinnere ein Versteifungsbauteil durch die entstandene Öffnung ein- geführt wird. Anschließend wird das Versteifungsbauteil am Öffnungsrand einerseits und an der der Öffnung gegenüber- liegenden Hohlprofilwandung andererseits angeschweißt. Das bekannte Verfahren ist mit einigem Aufwand verbunden. So muss das Versteifungsbauteil relativ zum Hohlprofil exakt ausgerichtet, anschließend eingeführt und während des Füge- vorgangs in seiner Position gehalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemä- ßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass die Verstei- fung des Hohlprofils mit möglichst geringem Aufwand er reicht wird. Des Weiteren soll eine Vorrichtung aufgezeigt werden, mit der die Aussteifung erzielt wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa- tentanspruches 1 hinsichtlich des Verfahrens und durch die Merkmale des Patentanspruches 6 hinsichtlich der Vorrich- tung gelöst.

Dank der Erfindung ist kein Zusatzbauteil notwendig, um das Versteifungsbauteil bereitzustellen. Vielmehr wird das Ver- steifungsbauteil aus dem Material des Hohlprofils selbst gebildet, und zwar durch das Wandungsstück, das zur Bildung der Öffnung ausgeschnitten wird. Dieses Wandungsstück wird jedoch nur bis auf einen Umfangsbereich ausgeschnitten, so dass das durch dieses gebildete Versteifungsbauteil nicht in das Hohlprofilinnere hineinfällt und in vorteilhafter Weise vom Hohlprofil selbst nach Eintauchen des Lochstem- pels in das Hohlprofilinnere, bei dem das Wandungsstück in dieses hineingebogen wird, in einer definierten Position gehalten wird. Somit können alle Halte-bzw. Spannvorrich- tungen für das Versteifungsbauteil hinsichtlich des nach- folgenden Fügevorgangs entfallen. Die Einbringung des Ver- steifungsbauteils, also des Wandungsstücks, in das Hohlpro- filinnere erfolgt in denkbar einfacher Weise durch Umbiegen des Wandungsstücks mittels des Lochstempels, der zum Lochen bzw. zum Ausschneiden des Wandungsstückes ohnehin in das Hohlprofilinnere eintauchen muss. Hierzu ist lediglich die Stirnseite des Stempels speziell auszubilden, so dass der Stempel nicht vollumfänglich das Wandungsstück ausschnei- det, wobei eine an ihm ausgebildete Biegekontur beim Ein- tauchen des Stempels den Biegevorgang ausführt. Da das er- findungsgemäße Versteifungsbauteil mit einem Ende bereits einstückig mit dem Hohlprofil verbunden ist, kann der Auf wand für den dortigen Fügevorgang mit dem Hohlprofil ent- fallen. Es ist dabei lediglich eine Fügevorrichtung erfor- derlich, mittels derer das freie Ende des Wandungsstückes, das in das Hohlprofilinnere hineinragt, mit der gegenüber- liegenden Hohlprofilwandung gefügt werden kann. Es darf an dieser Stelle angemerkt werden, dass das erfindungsgemäße Verfahren nur dann seine Funktion erfüllen kann, wenn der Abstand zwischen der Öffnung am Hohlprofil und der gegenü- berliegenden Hohlprofilwandung gleich oder kleiner ist als die Länge des ausgeschnittenen Wandungsstückes. Das heißt, das freie Ende des Wandungsstückes muss mindestens in rechtwinkliger Biegeform die besagte Hohlprofilwandung be- rühren. Dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit Hohl- profile gezielt lokal versteift werden und damit an unter- schiedliche Belastungsprofile individuell angepasst werden.

Insgesamt wird durch die Erfindung die lokale Steifigkeit von Hohlprofilen, insbesondere von innenhochdruckumgeform- ten Bauteilen ohne zusätzlichen Einsatz von Material er- höht. Das fertiggeformte und versteifte Bauteil ist dabei bei gleichem Gewicht steifer. Durch die Integration in den Innenhochdruckumformprozess wird die Wertschöpfung darüber hinaus erhöht. Zusätzliche Fertigungsschritte können ent- fallen, desgleichen zusätzliche Bauteile.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 besitzt das Wandungsstück hinsichtlich sei- ner Länge, bezogen auf die Breite des Hohlprofils, Übermaß.

Der dabei überstehende Wandungsstreifen wird mittels eines in die Öffnung eintauchenden Stempels innerhalb des Hohl- profils umgebogen und an die Hohlprofilwandung konturtreu angelegt, wonach dieser Wandungsstreifen mit der Hohlpro- filwandung gefügt wird. Aufgrund der gegenüber einer Punkt- oder Linienberührung durch den Wandungsstreifen in wesent- lich größerem Maße zur Verfügung stehenden Fügefläche wird zum einen der Fügevorgang erleichtert und der aus dem Füge- vorgang resultierende Halt zwischen dem Versteifungsbauteil und dem Hohlprofil bei völliger Ausnutzung der zur Verfü- gung stehenden Fügefläche erheblich gesteigert werden. Des Weiteren können zur Ausführung auch Fügeverfahren zum Ein- satz kommen, die bei einer nur stoßenden Anlage des Ver- steifungsbauteils an der Hohlprofilwandung aufgrund fehlen- der Funktionsfähigkeit nicht hätten zu Rate gezogen werden können. Hierzu ist die Stirnseite des Lochstempels mit ei- ner Aussparung auszugestalten, die sich von der Biegekontur aus in Richtung der Schneidkante erstreckt und in ihrer Tiefe allenfalls die Wandstärke des Wandungsstückes auf- weist und in seiner Kontur im Wesentlichen dem Wan- dungsstreifen, der umzubiegen ist, entspricht, so dass die- ser ohne weiteres durch den Lochstempel umgelegt und an die Hohlprofilwandung angepresst werden kann. Dies wird in der bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 7 ausgedrückt.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 bzw. nach Anspruch 9 erfolgt der Fügevorgang mittels Durchsetzfügen. Bei diesem speziellen Fügeverfahren ist der Wandungsstreifen besonders schnell und einfach an der Hohlprofilwandung befestigbar, wobei der Halt des Wandungsstreifens an der Hohlprofilwandung auf- grund der nahezu unlösbaren mechanischen Verklammerung be- sonders gut ist.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 10 beinhaltet die Durchsetzfügevorrichtung einen Fügestempel, der in ei- ner stirnseitig an der Aussparung ausmündenden Durchführung des Lochstempels verfahrbar geführt ist. Die Durchsetzfüge- vorrichtung beinhaltet des Weiteren eine mit einer Ausneh- mung ausgebildete Matrize, welche an der Außenseite des Hohlprofils anliegt, wobei die Ausnehmung Hinterschnittkon- turen besitzt und mit der Durchführung des Fügestempels fluchtet. Durch den Integrationsschritt des Fügestempels in den Lochstempel wird nicht nur Bauraum eingespart, sondern auch eine weitere Arbeitsstation. Damit verbunden, verkürzt sich erheblich die Prozesszeit zur Herstellung und zur Ver- steifung des umfänglich geschlossenen Hohlprofils, da der Transferweg in die ansonsten erforderliche Fügestation ent- fällt. Des Weiteren werden Herstellungstoleranzen, die sich beim Umsetzen von einer Arbeitsstation in die anderen erge- ben, unterbunden. Des Weiteren bleibt der Wandungsstreifen des Wandungsstückes für das Durchsetzfügeverfahren exakt positioniert, da der Lochstempel den Wandungsstreifen wäh- rend des gesamten Durchsetzfügeverfahrens an der Hohlpro- filwandung hält.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 11 betrifft die Integrierung des Lochstempels in ein Innenhochdruckumformwerkzeug, in dessen Gravur das Hohlprofil aufgenommen ist. Hierdurch kann be- reits bei der Ausformung des Hohlprofils mittels Innenhoch- druck das Versteifungsbauteil erzeugt werden, in dem der Lochstempel in den sich ausformenden oder schon fertigge- formten Hohlprofilkörper das Wandungsstück ausschneidet, wobei eine ausreichend gute Abdichtung des Lochstempels in der Öffnung vorausgesetzt sein muss, damit ein Druckabfall, der den Ausformungsprozess des Hohlprofils stören würde und bei mehreren aufeinanderfolgenden Lochungen zur Erzeugung mehrerer voneinander beabstandeter Versteifungsbauteile ei- ne Konturtreuheit des Hohlprofils nicht mehr gegeben sein würde, nicht auftritt. Mit der Integrierung des Lochstem- pels und damit der Erzeugung des Versteifungsbauteils in das Innenhochdruckumformwerkzeug wird der Gesamtherstel- lungsprozess des Hohlprofils auf bauraumsparende Weise ver- einfacht und die Herstellungszeit verkürzt. Durch den In- nenhochdruck können relativ scharfkantige Übergänge zwi- schen dem Hohlprofil und dem in das Hohlprofilinnere hin- eingebogenen Versteifungsbauteil erzeugt werden, was je nach Anwendungszweck aus optischen Gründen für eine mög- lichst hochpräzise Außenkontur des Hohlprofils erforderlich sein kann.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 wird das Hohlprofil innenhoch- druckumgeformt, wobei im Anschluss an die Umformung im In- nenhochdruckumformwerkzeug bei bestehendem Innenhochdruck die Öffnung ausgebildet, das Wandstück in das Hohlprofil hineingebogen und der Wandungsstreifen umgebogen und mit der gegenüberliegenden Hohlprofilwandung durchsetzgefügt wird. Hierzu ist gemäß Anspruch 12 die Durchsetzfügevor- richtung im Innenhochdruckumformwerkzeug integriert. Als Zusatz zu den vorstehenden Ausführungen wird auch noch der Wandungsstreifen des ausgeschnittenen Wandungsstückes umge- bogen und mit der Hohlprofilwandung durchsetzgefügt, so dass durch die Kopplung der Herstellung des Hohlprofils mit der Ausbildung und Befestigung des Versteifungsbauteils am Hohlprofil zum einen eine hochkompakte Bauweise der Vor- richtung gegeben ist und die Prozesszeit des Verfahrens zum Versteifen des Hohlprofils und zur Ausbildung des Hohlpro- fils minimiert ist.

Im Falle, dass das Versteifungsbauteil mit seinem freien Ende nur die Hohlprofilwandung berührt, so dass kein Wan- dungsstreifen ausgebildet werden kann, wird das Verste- fungsbauteil mit seinem freien Ende vorteilhafterweise an der Hohlprofilwandung mittels einer Schweißvorrichtung, die die Fügevorrichtung bildet, gemäß Anspruch 4 und Anspruch 8 als bevorzugte Weiterbildung der Erfindung in Form einer Kehlnaht angeschweißt.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand mehrerer, in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläu- tert.

Dabei zeigt : Fig. 1 skizzenhaft in einem Querschnitt ein erfindungs- gemäß zu versteifendes Hohlprofil mit einer er- findungsgemäßen Vorrichtung zur Bildung der Ver- steifung beim Ausschneiden eines Wandungsstückes, Fig. 2 skizzenhaft das Hohlprofil aus Figur 1 mit einem durch einen Lochstempel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in das Hohlprofilinnere hineingeboge- nen Versteifungsbauteils, Fig. 3 ausschnittsweise in einem Längsschnitt das in das Hohlprofilinnere hineingebogene Versteifungsbau- teil aus Figur 2 mit einer Durchsetzfügevorrich tung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit einem vom Hohlprofilinneren aus, auf das Versteifungs- bauteil wirkenden Fügestempel und einer außen am Hohlprofil anliegenden Matrize zur Ausführung des Durchsetzfügeverfahrens, Fig. 4 ausschnittsweise in einem Längsschnitt das Hohl- profil mit hineingebogenem Versteifungsbauteil nach Figur 2 mit einer das Versteifungsbauteil vom Hohlprofilinneren aus beaufschlagenden Füge- matrize und einem außen auf das Hohlprofil wir- kenden Fügestempel zur Durchführung des Durch- setzfügeverfahrens, Fig. 5 in einem Querschnitt ein erfindungsgemäß ver- steiftes, umfänglich geschlossenes Hohlprofil mit einem an die Hohlprofilwandung angeschweißten Wandungsstreifen, Fig. 6 in einem Querschnitt ein erfindungsgemäß ver- steiftes umfänglich geschlossenes Hohlprofil mit einem mit einer Hohlprofilwandung durchsetzgefüg- ten Wandungsstreifen, Fig. 7 in einer skizzenhaften Darstellung ein erfin- dungsgemäß zu versteifendes Hohlprofil in der Phase der Erzeugung einer Öffnung am Hohlprofil mittels einer erfindungsgemäßen Lochungsvorrich- tung, Fig. 8 in einer skizzenhaften Darstellung das Hohlprofil aus Figur 7 mit in das Hohlprofilinnere einge- tauchter Lochungsvorrichtung und Hineinbiegen des Versteifungsbauteils, Fig. 9 in einem Querschnitt das fertigversteifte Hohl- profil gemäß den Figuren 7 und 8 mit einer Kehl nahtverschweißung des an der Hohlprofilwandung stoßenden freien Endes des Versteifungsbauteils.

In Figur 1 ist ein umfänglich geschlossenes Hohlprofil 1 dargestellt, das lokal versteift werden soll. Hierzu wird ein Werkzeug verwandt, mittels dessen am Umfang des Hohl- profils eine Öffnung 2 ausgebildet wird. Das Werkzeug kann ein Strahlschneider, wie beispielsweise eine Laserschneid- einrichtung sein, wird hier jedoch durch einen Lochstempel 3 gebildet, der von außen auf das Hohlprofil 1 geführt wird. An der Stirnseite 4 des Lochstempels 3 ist teilum- fänglich eine Schneidkante 5 ausgebildet, wogegen der Stem- pel 3 am restlichen Umfang seiner Stirnseite 4 eine Biege- kontur 6 trägt. In Figur 1 wird aus dem Hohlprofil durch den Lochstempel 3 ein Wandungsstück 7, das das Verstei- fungsbauteil bilden soll, bis auf einen schmalen biegbaren Umfangsbereich ausgeschnitten. Im vorliegenden Ausführungs- beispiel besitzt das Wandungsstück 7 hinsichtlich seiner Länge, bezogen auf die Breite des Hohlprofils 1, Übermaß.

Nach dem Ausschneiden des Wandungsstückes 7 wird der Lochstempel noch weiter zum Hohlprofil 1 hin verfahren, wo- durch der Lochstempel 3 in das Hohlprofilinnere 8 ein- taucht. Hierbei biegt der Lochstempel 3 mit seiner Biege- kontur 6 das am Öffnungsrand 9 einstückig anhängende Wan- dungsstück 7 in das Hohlprofilinnere 8 hinein, wodurch sich die Öffnung 2 ausbildet, die hier allerdings durch den Lochstempel 3 bis zu dessen Rückzug aus dem Hohlprofil 1 heraus verschlossen ist. Der Lochstempel 3 bildet hierdurch die Einrichtung zur Einbringung des Versteifungsbauteils in das Innere 8 des Hohlprofils 1. Das Wandungsstück 7 berührt mit seinem freien Ende 10 nach Überstreichen eines Bie gungswinkels, der etwas kleiner als 90° ist, aufgrund des Übermaßes des Wandungsstücks 7 die gegenüberliegende Hohlprofilwandung 11.

Der Lochstempel fährt bis zum Anschlag an der Hohlprofil- wandung 11 weiter, wodurch das Wandungsstück 7 an den Stel- len, an denen das Wandungsstück 7 gegenüber der Breite des Hohlprofils 1 übersteht, einknickt. Der sich dabei ausbil- dende Wandungsstreifen 12 des Wandungsstücks 7 wird von der Stirnseite 4 des Lochstempels 3 zur konturtreuen Anlage an der Hohlprofilwandung 11 gebracht, wobei das restliche Wan- dungsstück 7 nun vom Öffnungsrand 9 in einem 90°-Winkel zur Hohlprofilwandung 11 hin verläuft. Um zu vermeiden, dass der Wandungsstreifen 12 beim Umbiegen reißt und die Hohlprofilwandung 11 schädigend gequetscht wird, weist der Lochstempel 3 an seiner Stirnseite 4 eine von der Biegekon- tur 6 ausgehende Aussparung 13 auf, die in ihrer Form und ihren Abmaßen derart gestaltet ist, dass der Wandungsstrei- fen 12 beim Umbiegen und Anlegen aufgenommen ist. Die Aus- sparung 13 hat dabei eine Tiefe, die der Wandstärke des Wandungsstreifens 12 entspricht.

Schließlich wird der Wandungsstreifen 12 mit der Hohlpro- filwandung 11 gefügt. Hierbei sind mehrere Varianten von Fügeverfahren denkbar. Beispielsweise kann der Wan- dungsstreifen 12 nach Figur 5 mit einem Schweißverfahren, vorzugsweise durch Punktschweißen unter Ausbildung von meh- reren Schweißpunkten 14 bzw. bei anderen Schweißvorgängen unter Ausbildung einer Schweißnaht, an der Hohlprofilwan- dung 11 festgelegt werden. Des Weiteren ist auch eine me- chanische Verklammerung des Wandungsstreifens 12 mit der Hohlprofilwandung 11 durch ein Durchsetzfügeverfahren sehr günstig. In dem Fügevorgang sind auch Kombinationen des Durchsetzfügens und des Schweißens möglich, wobei die bei- den Verfahren in parallelen oder aufeinanderfolgenden Ar- beitsschritten erfolgen können.

Zur Ausführung des Durchsetzfügeverfahrens weist der Lochstempel 3 eine axiale Durchführung 15 auf, die stirn- seitig an der Aussparung 13 ausmündet. In der Durchführung 15 ist ein Fügestempel 16 gemäß der Figur 3 verfahrbar ge- führt, wie es durch den Pfeil verdeutlicht ist. An der Au- ßenseite 17 der Hohlprofilwandung 11 liegt eine Matrize 18 der Durchsetzfügevorrichtung an, welche eine Ausnehmung 19 mit schwalbenschwanzförmigen Hinterschnittkonturen auf- weist. Die Ausnehmung 19 der Matrize 18 fluchtet in ihrer Gebrauchslage mit der Durchführung 15 des Fügestempels 16.

Mittels des sich absenkenden Fügestempels 16 wird nun der an der Hohlprofilwandung 11 anliegende Wandungsstreifen 12 pressend beaufschlagt und an dieser Stelle gemeinsam mit dem darunterliegenden Bereich der Hohlprofilwandung 11 in die Ausnehmung 19 der Matrize 18 gepresst. Hierbei entsteht gemäß Figur 6 eine noppenähnliche Fügestelle 20, bei der die Hohlprofilwandung 11 den aus dem Wandungsstreifen 12 durch das Pressen in die Ausnehmung 19 entstandenen, mit Hinterschnittkonturen versehenen Befestigungsnoppen 21 formflüssig umgreift. Alternativ ist es auch denkbar, dass gemäß Figur 4 der Fügestempel 16 und die Durchführung 15 in der Matrize 18 ausgebildet bzw. geführt ist. Dementspre- chend muss gegenüberliegend an der Stirnseite 4 des Lochstempels 3 eine Ausnehmung 19 ausgebildet sein, die sich an die Aussparung 13 vom Wandungsstreifen 12 weg nach hinten anschließt. Der beim Fügen entstehende Befestigungs- noppen 21 befindet sich dabei innerhalb des Hohlprofils 1, was ggf. für die Erfüllung optischer Ansprüche vorteilhaft sein kann.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen die Figuren 7 bis 9. Abweichend vom vorangegangenen Ausfüh- rungsbeispiel weist der Lochstempel 22 gegenüber dem Lochstempel 3 nicht die Aussparung 13 auf. Des Weiteren wird hier ein Wandungsstück 23 ausgeschnitten, dessen Länge die Breite des Hohlprofils 24 knapp unterschreitet. Gemäß Figur 7 wird nun das Wandungsstück 23 vom Lochstempel 22 ausgeschnitten und gemäß Figur 8 in das Hohlprofilinnere 25 durch den eintauchenden Lochstempel 22 hineingebogen. Das Wandungsstück 23 wird durch das Hineinbiegen rechtwinklig abgewinkelt und berührt mit seinem freien Ende 26 die gege- nüberliegende Hohlprofilwandung 27. Nach dem Herausziehen des Lochstempels 22 aus dem Hohlprofilinneren 25 wird das freie Ende 26 mit der Hohlprofilwandung 27 mittels einer Schweißvorrichtung, vorzugsweise mit Zusatzwerkstoff, bei- spielsweise durch ein Lichtbogenschweißverfahren oder Plas- maschweißverfahren, unter Bildung einer Schweißkehlnaht 28 verschweißt.

Bei den vorstehenden Ausführungsformen der Erfindung ist es jeweils denkbar, dass das Hohlprofil einer Innenhochdruck- umformung unterzogen wird. Aus verfahrensökonomischen Grün- den ist es dabei günstig, den Lochstempel 3 bzw. 22 als auch die Durchsetzfügevorrichtung in das Innenhochdruckum- formwerkzeug zu integrieren. Die Matrize 18 der Durchsetz- fügevorrichtung kann dabei durch die Gravur des Umformwerk- zeuges, in der das Hohlprofil 1 bzw. 24 aufgenommen wird, gebildet sein.