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Title:
PROCESS FOR MANUFACTURING A PROFILED PART FROM A SEMI-FINISHED TUBULAR METAL PRODUCT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/274807
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a process for manufacturing a profiled part (2) from a semi-finished tubular metal product (1) in a forming tool using hydroforming and is characterized in that prior to or after the hydroforming operation, at least one reinforcing element (3) is disposed inside the profiled part (2) or the semi-finished product (1).

Inventors:
SCHMIDT WERNER (DE)
FUSS DENNIS (DE)
DIETZ ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/067003
Publication Date:
January 05, 2023
Filing Date:
June 22, 2022
Export Citation:
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Assignee:
LINDE WIEMANN SE & CO KG (DE)
International Classes:
B21D5/08; B21C37/08; B21D26/033; B21D47/02; B21D53/88; B23P15/00
Foreign References:
US20080028614A12008-02-07
EP3056292A12016-08-17
JP2001321845A2001-11-20
US20040200550A12004-10-14
EP0733539A11996-09-25
DE10038337A12002-02-21
DE19746478A11999-05-20
US20030094026A12003-05-22
DE102007002364B32008-08-21
EP1755801B12011-04-27
EP1015654B1
EP1304392B12007-06-13
Attorney, Agent or Firm:
WECKENBROCK, Matthias (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils (2) aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug (1 ) in einem Umformwerkzeug mittels Innenhochdruckumformung, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach der Innenhochdruckumformung wenigstens ein Verstärkungselement (3) innerhalb des Profilbauteils (2) beziehungsweise des Halbzeugs (1 ) angeordnet wird. 2 Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens ein Verstärkungselement (3) wenigstens ein Stegelement (4) verwendet wird.

3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens ein Verstärkungselement (3) wenigstens ein Hohlkammerelement (5) verwendet wird.

4 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige metallische Halbzeug (1 ) vor dem Innenhochdruckumformen erhitzt wird.

5 Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels Innenhochdruckumformen umgeformte Halbzeug (1 ) mittels eines durch das rohrförm ige metallische Halbzeug (1 ) geführte Kühlmedium abgeschreckt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorstufe (6) des wenigstens einen

Verstärkungselements (3) bei der Herstellung des rohrförmigen metallischen Halbzeugs (1 ) vor der Innenhochdruckumformung in das Halbzeug (1 ) eingebracht wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das

Halbzeug (1 ) samt Vorstufe (6) des wenigstens einen Verstärkungselements (3) mittels Walzen und anschließendem Verschweißen hergestellt wird. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die

Vorstufe (6) des wenigstens einen Verstärkungselements (3) als wenigstens ein senkrecht zur Längserstreckung des Halbzeugs (1 ) gebogenes Stegelement (4) ausgebildet wird, wobei die Biegung dieses Stegelementes (4) während des Innenhochdruckumformens reduziert beziehungsweise aufgehoben wird. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorstufe (6) des wenigstens einen Verstärkungselements (3) vor dem Innenhochdruckumformen in den Endbereichen des Halbzeuges (1 ) ausgeklingt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) nach dem Innenhochdruckumformen mit dem umgeformten Halbzeug (1 ) zu dem Profilbauteil (2) gefügt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) nach dem Innenhochdruckumformen des Halbzeugs (1 ) mit diesem in einem Bereich gefügt wird, in dem das herzustellende Profilbauteil (2) hochbelastet werden kann.

12. Profilbauteil (2), hergestellt nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 1 1 .

Description:
Bezeichnung: Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Derartige Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils aus einem rohrförm igen metallischen Halbzeug sind beispielsweise aus der EP 1 755 801 B1 , der EP 1 015 654 B1 und der EP 1 304 392 B1 bekannt. Bei den dortigen Verfahren wird ein rohrförmiges metallisches Halbzeug erhitzt und in einem Umformwerkzeug mittels Innenhochdruckumformung umgeformt und anschließend durch ein Kühlmedium, welches durch das rohrförmige metallische Halbzeug geführt wird, abgeschreckt. Die so entstandenen Hohlprofilbauteile weisen zwar eine außerordentliche Stabilität und

Festigkeit auf. Trotzdem ist es wünschenswert, die Stabilität und Festigkeit der Bauteile nochmals zu optimieren, da bei bestimmten Anwendungen und Belastungen, wie beispielsweise bei einem Dach-Eindrücktest bei Kraftfahrzeugen, ein Kollabieren derartiger verwendeter Hohlprofilbauteile nicht ausgeschlossen werden kann. Beim Dach-Eindrücktest wird nämlich mit einem Impaktor eine Crashsimulation durchgeführt und ein bestimmter Eindrück-Weg zurückgelegt, wobei die Kraft aufgezeichnet wird. Dabei darf das Profilrohr nicht kollabieren. Da ein Profilrohr eines Dachrahmens durch einen großen Umfang bei kleiner Wandstärke ein relativ hohes Widerstandsmoment erreicht, kann es aber unter Krafteinfluss passieren, dass das Rohr beult und damit die „Widerstandskraft des Profilrohrs zusammenbricht“.

Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Festigkeit und Stabilität eines herzustellenden Profilbauteils nochmals optimiert wird und somit eine Verbesserung der Sicherheit der Insassen eines Kraftfahrzeuges erreicht wird, in welchem ein derartiges Profilbauteil eingesetzt ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils aus einem rohrförmigen metallischen Halbzeug wird dieses Halbzeug in einem Umformwerkzeug mittels Innenhochdruckumformung in die Form des herzustellenden Profilbauteils gebracht. Um die Stabilität und Festigkeit des herzustellenden Profilbauteils zu erhöhen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass vor oder nach der Innenhochdruckumformung wenigstens ein Verstärkungselement innerhalb des Profilbauteils beziehungsweise des Halbzeugs angeordnet wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens und das nunmehr in dem herzustellenden Profilbauteil angeordnete Verstärkungselement wird die Hohlkammer des herzustellenden Profilbauteils verstärkt, sodass das Profilbauteil bei entsprechenden Eindrücktests und auch im Crashfall höhere Kräfte aufnehmen kann, ohne dabei zu früh zu kollabieren. Hierdurch ist die Sicherheit der Insassen in einem Kraftfahrzeug, in welchem ein erfindungsgemäß hergestelltes Profilbauteil eingesetzt wird, erhöht.

Dabei kann es nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass als wenigstens ein Verstärkungselement wenigstens ein Stegelement verwendet wird. Derartige Stegelemente sind verfahrenstechnisch einfach herzustellen und innerhalb eines rohrförmigen metallischen Halbzeugs anzuordnen. Hierdurch können in einfacher Weise die Stabilität und Festigkeit eines Profilbauteils sicher und ohne großen Aufwand erhöht werden.

Weiterhin kann es allerdings auch vorgesehen sein, dass als wenigstens ein Verstärkungselement wenigstens ein Hohlkammerelement verwendet wird, welches in dem zu dem Profilbauteil umgeformten rohrförmigen metallischen Halbzeug angeordnet wird. Derartige als Hohlkammern ausgebildete Verstärkungselemente sind in der Lage, höhere Kräfte aufzunehmen als einfache Stegelemente, sodass durch die Verwendung derartiger Hohlkammerelemente als Verstärkungselemente die Stabilität und Festigkeit des herzustellenden Profilbauteils nochmals erhöht wird. Damit die innere Struktur des herzustellenden Profilbauteils eine entsprechende Stabilität und Festigkeit aufweist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das rohrförm ige metallische Halbzeug vor dem Innenhochdruckumformen erhitzt wird. Durch ein derartiges Erhitzen, vorteilhafterweise über die Austenitisierungstemperatur hinaus, wird die kristalline Struktur dahingehend geändert, dass eine erhöhte Stabilität und Festigkeit gegeben ist. Während des Innenhochdruckumformens bei dieser Temperatur bleibt die so erzeugte kristalline Struktur des Metalls erhalten. Hierdurch kann die Wanddicke des Profilbauteils reduziert werden, ohne eine Reduzierung der Festigkeit oder Stabilität befürchten zu müssen.

Damit diese über der Austenitisierungstemperatur erhaltene kristalline Struktur des Metalls auch weiterhin erhalten bleibt und beim Abkühlen nicht wieder verloren geht, ist es nach einem weiteren Gedanken der Erfindung vorgesehen, dass das mittels Innenhochdruckumformung umgeformte Halbzeug mittels eines durch das rohrförmige metallische Halbzeug geführte Kühlmedium abgeschreckt wird. Hierdurch wird die kristalline Struktur des Metalls oberhalb der Austenitisierungstemperatur erhalten. Auf diese Weise ist es ermöglicht, die erfindungsgemäß herzustellenden Profilbauteile materialsparend dünnwandiger herzustellen, ohne eine Reduzierung der Festigkeit und Stabilität hinnehmen zu müssen. Zudem kann dadurch das Gewicht der herzustellenden Profilbauteile minimiert werden, sodass hierdurch auch der Betrieb eines Kraftfahrzeuges, in dem derartige Profilbauteile eingesetzt sind, sowohl aus ökologischer als auch aus ökonomischer Hinsicht optimiert ist.

Nach einem besonders vorteilhaften Gedanken der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Vorstufe des wenigstens einen Verstärkungselementes bei der Herstellung des rohrförmigen metallischen Halbzeugs vor der Innenhochdruckumformung in das Halbzeug eingebracht wird. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass kein separater Arbeitsschritt notwendig ist, um ein entsprechendes Verstärkungselement nach der Innenhochdruckumformung des Halbzeugs in dieses einzubringen, um das herzustellende Profilbauteil fertig zu stellen.

Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Halbzeug samt Vorstufe des wenigstens einen Verstärkungselementes mittels Walzumformung und anschließendem Verschweißen hergestellt wird. Gemäß diesem Gedanken der Erfindung kann ein ebenes Metallblech durch Walzen derart umgeformt werden, dass das Halbzeug als Hohlprofilbauteil vorliegt, in dem bereits ein Verstärkungselement - beispielsweise in Form eines Steges oder auch einer innerhalb des Halbzeugs liegenden Hohlkammer - vorliegt. Um ein rohrförm iges Halbzeug abschließend zu erreichen, müssen noch die Enden des Ausgangsbleches so mit den umgeformten Wänden des Halbzeugs verschweißt werden, dass dieses seine rohrförmige Gestalt annimmt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass die Vorstufe des wenigstens einen Verstärkungselementes als wenigstens ein senkrecht zur Längserstreckung des Halbzeugs gebogenes Stegelement ausgebildet wird, wobei die Biegung dieses Stegelementes während des Innenhochdruckumformens des Halbzeugs reduziert beziehungsweise aufgehoben wird. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, da das

Verstärkungselement bei einer Innenhochdruckumformung des Halbzeugs, welches mit einer Aufweitung des Rohrquerschnitts des Halbzeugs verbunden ist, keine innere Längung erfährt, sondern nur durch Reduzierung der Biegung in einfacher Weise gestreckt wird.

Unter Biegung soll hierbei erfindungsgemäß verstanden sein, dass das Verstärkungselement eine vorgesehene Längenbevorratung in Form eines Bogens, einer Sicke oder ähnlichem aufweist. Das Verstärkungselement kann dabei nicht nur als Steg ausgebildet sein, sondern auch in Form einer Hohlkammer, die entsprechend geformt ist und bei einer Innenhochdruckumformung ebenfalls keine innere Längung erfolgt. Die Querschnittvergrößerung des Halbzeugs erfolgt beim Innenhochdruckumformen über dessen Umfang, sodass diese Längung des Halbzeuges bei der Dimensionierung des Ausgangsbleches berücksichtigt werden kann. Würde für das Verstärkungselement innerhalb des Halbzeugs keine Längenbevorratung für das Innenhochdruckumformen vorgesehen sein, würde das Streckvermögen des Metalls im Bereich des Verstärkungselementes gegebenenfalls überfordert, sodass eine entsprechende Verstärkungswirkung nicht erreicht werden würde. Insofern handelt es sich bei der Längenbevorratung für das Verstärkungselement um eine besonders vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Damit eine Innenhochdruckumformung des Halbzeugs besonders einfach erfolgen kann, ist es nach einem weiteren Gedanken der Erfindung vorgesehen, dass die Vorstufe des wenigstens einen Verstärkungselementes vor dem Innenhochdruckumformen in den Endbereichen des Halbzeuges ausgeklinkt wird. Durch diese Maßnahme kann das so dimensionierte Halbzeug in einfacher Weise in ein entsprechendes Werkzeug zum Innenhochdruckumformen eingesetzt werden, wobei die Endbereiche des Halbzeuges in einfacher Weise druckdicht dessen Endbereiche abschließen, ohne dass die Geometrie des Werkzeuges an das wenigstens eine Verstärkungselement angepasst werden muss. Die Hochdruckapplikationsbereiche des Werkzeuges können daher in einfacher Weise auf die Endbereiche des Halbzeuges aufgesetzt werden und schließen diese druckdicht ab, sodass innerhalb des Halbzeuges der Hochdruck zur Ausformung des Profilbauteils appliziert werden kann.

Nach einem anderen Gedanken der Erfindung kann das wenigstens eine Verstärkungselement auch nach der Innenhochdruckumformung mit dem umgeformten Halbzeug zu dem Profilbauteil gefügt werden. Ein derartiges Verfahren bietet sich insbesondere dann an, wenn als Ausgangsmaterial kein ebenes Blech verwendet wird, welches mittels Walzverfahren zu dem Halbzeug umgeformt wird, sondern beispielsweise ein extrudiertes Metallrohr.

Ein derartiges rohrförmiges Halbzeug kann dann in einfacher Weise nach der Innenhochdruckumformung mit einem entsprechenden Verstärkungselement versehen werden. Ein derartiges Verstärkungselement kann dabei sowohl in Form eines einfachen Steges ausgebildet sein. Es können aberauch entsprechende Hohlkammern in das Profilbauteil eingebracht und mit diesem gefügt werden.

Bei allen vorgenannten Ausführungen der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das jeweilige Verstärkungselement - in Form eines Steges oder einer Hohlkammer - sich über die gesamte Längserstreckung des Halbzeuges erstreckt. Allerdings kann es auch vorgesehen sein, dass sich das wenigstens eine Verstärkungselement nur partiell über die Längserstreckung des Halbzeuges beziehungsweise des Profilbauteils erstreckt.

Vorteilhafterweise ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch vorgesehen, dass das wenigstens eine Verstärkungselement nach dem Innenhochdruckumformen des Halbzeugs mit diesem in einem Bereich gefügt wird, in dem das herzustellende Profilbauteil hochbelastet werden kann.

Abschließend soll erfindungsgemäß auch noch ein Profilbauteil geschützt sein, welches nach dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Dabei zeigen zum Teil schematisch:

Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs zur Herstellung eines Profilbauteils nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Querschnittdarstellung,

Figur 2 das Halbzeug gemäß Figur 1 nach dem Verschweißen in einer Querschnittdarstellung,

Figur 3 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem

Halbzeug gemäß Figuren 1 und 2 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung,

Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs zur Herstellung eines Profilbauteils nach einem erfindungsgemäßen Verfahren unter Darstellung mehrere Verfahrensschritte in einer Querschnittdarstellung,

Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs zur Herstellung eines Profilbauteils nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Querschnittdarstellung,

Figur 6 das Halbzeug gemäß Figur 5 nach der Innenhochdruckumformung in einer Querschnittdarstellung,

Figur 7 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem Halbzeug gemäß Figuren 5 und 6 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung,

Figur 8 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs zur Herstellung eines Profilbauteils nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Querschnittdarstellung,

Figur 9 das Halbzeug gemäß Figur 8 nach dem

Innenhochdruckumformung in einer Querschnittdarstellung,

Figur 10 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem

Halbzeug gemäß Figuren 8 und 9 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung, Figur 1 1 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem

Halbzeug gemäß Figuren 1 und 2 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung mit geradem Stegelement,

Figur 12 das Profilbauteil gemäß Figur 12 in einer perspektivischen Ansicht,

Figur 13 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem

Halbzeug gemäß Figuren 1 und 2 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung mit gekrümmtem Stegelement,

Figur 14 das Profilbauteil gemäß Figur 13 in einer perspektivischen Ansicht,

Figur 15 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem Halbzeug gemäß Figuren 1 und 2 hergestelltes Profilbauteil in einer Querschnittdarstellung mit Stegelement mit Entformungswölbung und Figur 16 das Profilbauteil gemäß Figur 15 in einer perspektivischen Ansicht. Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs 1 , aus welchem nach einem erfindungsgemäßen Verfahren ein Profilbauteil 2 hergestellt wird, wie es in der Figur 3 dargestellt ist. Das Halbzeug 1 gemäß Figur 1 wird dabei aus einem flachen Metallblech hergestellt, welches mittels Walzumformung in die Geometrie gemäß der Figur 1 gebracht wird. Das Ausgangsblech weist dabei Enden 9 und 10 auf, die nach dem

Walzumformen an Bereichen des Halbzeugs 1 zum Liegen kommen. Das Ausgangsblech ist dabei zu dem rohrförmigen metallischen Halbzeug 1 gemäß Figur 1 umgeformt, wobei etwa in der Mitte eine Vorstufe 6 eines Verstärkungselementes 3 ausgebildet ist, wie es in Figur 3 dargestellt ist. Das Halbzeug 1 gemäß Figur 1 ist dabei noch nicht geschlossen, da die Enden 9 und 10 des Ausgangsbleches nur an Bereichen des Halbzeugs 1 anliegen, mit diesen aber noch nicht gefügt sind.

Die Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine leicht gebogene Form auf und dient damit als

Längenvorrat für die nachfolgende Innenhochdruckumformung. Durch diese Längenbevorratung wird vermieden, dass die Vorstufe 6 und somit das Verstärkungselement 3 während der Innenhochdruckumformung eine zu starke Längung erfährt, was zu einer Schwächung des eigentlich zur Verstärkung gedachten Verstärkungselementes 3 führen würde.

In Figur 2 ist nun das geschlossene Halbzeug 1 in einer Querschnittsdarstellung gezeigt. Deutlich zu erkennen ist hierbei, dass die Enden 9 und 10 des ursprünglichen Ausgangsbleches des Halbzeugs 1 nunmehr mit anderen Bereichen des Halbzeugs 1 verschweißt sind, sodass nunmehr das Halbzeug 1 ein im Querschnitt geschlossenes Profil aufweist. Zu erkennen sind in der Darstellung gemäß der Figur 2 auch die beiden Schweißnähte 7 und 8 im Bereich der Enden 9 und 10 des Ausgangsbleches des Halbzeuges 1 .

Nach dem Verschweißen liegt das geschlossene Halbzeug 1 nunmehr als Hohlkammerprofil vor, welches durch die Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 zwei Kammern aufweist. Deutlich zu erkennen ist in der Darstellung gemäß der Figur 2 auch noch, dass die Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 weiterhin die leichte Biegung 6 aufweist, welche als Längenbevorratung zur Vermeidung einer zur Schwächung führenden Längung des zu erzeugenden Verstärkungselementes 3 dient. Das nunmehr in der Querschnittdarstellung gemäß Figur 2 gezeigte

Halbzeug 1 ist nun zur Weiterverarbeitung zum herzustellenden Profilbauteil 2 gemäß Figur 3 bereit. Vor dem Einlegen in das Werkzeug zum Innenhochdruckumformen wird das Halbzeug 1 im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 allerdings noch über die Austenitisierungstemperatur erhitzt, sodass sich die kristalline Struktur des Metalls des Halbzeugs 1 derart ändert, dass die Festigkeit und Stabilität des Metalls erhöht wird.

In dem Werkzeug zum Innenhochdruckumformen wird nun das Halbzeug 1 gemäß Figur 2 mit einem entsprechenden Innendruck beaufschlagt und in die gewünschte Form, die das Werkzeug zum Innenhochdruckumformen vorgibt, gebracht. Eine entsprechende Darstellung des so erzeugten Profilbauteils 2 ist in Figur 3 in einer Querschnittdarstellung gezeigt. Deutlich zu erkennen ist hierbei, dass der Querschnitt des Profilbauteils 2 im Vergleich zum Querschnitt des Flalbzeugs 1 gemäß Figur 2 vergrößert ist. Die Vergrößerung des Querschnitts des Profilbauteils 2 geht allerdings mit einer Verringerung der Wandstärke des Profilbauteils 2 gegenüber der des Flalbzeugs 1 gemäß der Figur 2 einher. Eine Ausnahme bildet dabei nur das als Steg 4 ausgebildete Verstärkungselement 3, welches noch die gleiche Wandstärke aufweist, wie die Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 innerhalb des Flalbzeugs 1 gemäß den Figuren 1 und 2.

Dass es bei der Innenhochdruckumformung des Flalbzeugs 1 nicht zu einer Verringerung der Wanddicke der Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 beziehungsweise des Verstärkungselementes 3 kommt, liegt an der leichten Biegung der Vorstufe 6. Bei der Querschnittvergrößerung des Profilbauteils 2 durch die Innenhochdruckumformung des Flalbzeugs 1 gemäß Figur 2 wird die Biegung der Vorstufe 6 reduziert beziehungsweise aufgehoben, wobei sich das Verstärkungselement 3 zu dem Stegelement 4 streckt.

Da die Figuren 1 bis 3 nur Querschnittdarstellungen zeigen, ist daraus nicht ersichtlich, dass die Vorstufe 6 des Verstärkungselementes 3 beziehungsweise das Verstärkungselement 3 gegenüber dem Flalbzeug 1 beziehungsweise dem Profilbauteil 2 in dessen Öffnungsbereichen ausgeklinkt sind. Diese Ausklinkung dient dazu, dass ein Werkzeug zur Innenhockdruckumformung in einfacher Weise auf die offenen Endbereiche des Flalbzeugs 1 aufgesetzt werden kann, ohne dass dieses Werkzeug an die Form des Verstärkungselementes 3, hier das Stegelement 4, angepasst werden muss. Hierdurch ist der apparative Aufwand m inimiert, die Innenhochdruckapplizierung im Bereich der offenen Enden des Halbzeugs 1 druckdicht hersteilen zu können. In der Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs zur Herstellung eines Profilbauteils nach einem erfindungsgemäßen Verfahren unter Darstellung mehrerer Verfahrensschritte in einer Querschnittdarstellung gezeigt. Ausgehend von einem hier nicht dargestellten ebenen Blech, wird dieses Blech in mehreren Schritten derart walzumgeformt, dass das in Figur 4 dargestellte Querschnittprofil des dortigen Halbzeugs 1 entsteht. Auch hierbei ist innerhalb des hohlkammerförmigen Profils 1 eine Vorstufe 6 für ein Verstärkungselement gegeben, wobei die Enden 9 und 10 mit anderen Bereichen des Halbzeuges 1 unter Ausbildung von Schweißnähten 7 und 8 gefügt sind.

In der Darstellung gemäß der Figur 4 weist die Vorstufe 6 ebenfalls eine Biegung auf, die beim Aufweiten des Halbzeugs 1 innerhalb eines Werkzeugs zur Innenhochdruckumformung wieder reduziert beziehungsweise aufgehoben wird. Auch hierbei erfahren die Wandbereiche des Halbzeugs 1 bei der Innenhochdruckumformung eine Reduzierung der Wandstärke, wobei die Wandstärke der Vorstufe 6 unverändert bleibt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorstufe 6 im Bereich der offenen Enden des Halbzeugs 1 ausgeklinkt, damit die Anordnung eines Werkzeugs zur Innenhochdruckumformung einfacher gestaltet werden kann. Vor der Innenhochdruckumformung wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Temperatur des Halbzeugs über die Austenitisierungstemperatur erhöht, um somit die kristalline Struktur des Metalls hinsichtlich Stabilität und Festigkeit in positiver Weise zu beeinflussen. In allen Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 erfolgt nach der Innenhochdruckumformung des Halbzeugs 1 zum Profilbauteil 2 ein Abschrecken durch Durchführung eines Kühlmediums durch das hergestellte Profilbauteil 2, um die vorteilhafte kristalline Struktur oberhalb der Austenitisierungstemperatur auch bei darunter liegenden Temperaturen zu erhalten.

Die Figuren 5 bis 10 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele eines Halbzeugs 1 zur Herstellung eines Profilbauteils 2 nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in Querschnittdarstellung. Dabei sind die Halbzeuge 1 gemäß Figuren 5 und 8 identisch. Im Gegensatz zu den Halbzeugen der Figuren 1 bis 4 ist dieses Halbzeug 1 allerdings nicht mit einer Vorstufe 6 für ein Verstärkungselement 3 versehen. Das Halbzeug 1 gemäß Figuren 5 und 8 kann sowohl aus einem ebenen Blech mittels Walzumformen als auch aus einer Metallschmelze durch Extrusion hergestellt sein.

Das Halbzeug 1 gemäß Figuren 5 und 8 wird nachfolgend wieder in einem Werkzeug zum Innenhochdruckumformen unter Vergrößerung des Querschnitts und Verringerung der Wandstärke aufgeweitet und erhält dabei die Geometrie gemäß Figuren 6 und 8. Die Innenhochdruckumformung erfolgt auch hierbei wieder ober der Austenitisierungstemperatur, während zum Abschrecken wiederum ein Kühlmedium durch das Halbzeug 1 geführt wird.

In der Figur 7 ist nunmehr in das Halbzeug 1 gemäß Figur 6 ein Verstärkungselement 3 in Form eines Steges eingeführt, welches mit dem Halbzeug 1 der Figur 6 zum abschließenden Profilbauteil 2 gemäß Figur 7 gefügt ist. In der Figur 10 ist ein Profilbauteil 2 in einer Querschnittdarstellung gezeigt, welches zwei Verstärkungselemente 3 aufweist. Ein Verstärkungselement 3 ist dabei als Stegelement 4 und ein weiteres als Hohlkammerelement 5 ausgebildet. Beide Elemente sind sowohl mit dem Halbzeug 1 gemäß Figur 9 als auch untereinander gefügt, vorteilhafterweise durch Verschweißen.

Aus Figur 1 1 geht ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem Halbzeug 1 gemäß Figuren 1 und 2 hergestelltes Profilbauteil 2 in einer Querschnittdarstellung mit gerader Vorstufe 6 bzw. geradem Stegelement 4 hervor, wie es auch in Figur 3 dargestellt ist. Das Stegelement 4 weist in dieser Ausführungsvariante keine Wölbung auf. Im Unterschied zur Figur 3 weist das Stegelement 4 an einem im Profilbauteil 2 innenliegenden Ende 10 wenigstens einen Verbindungsabschnitt 1 1 auf, welcher vorliegend gegenüber dem Stegelement 4 abgewinkelt ist, beispielsweise senkrecht zur Längserstreckung des Stegelements 4.

Dieser wenigstens eine Verbindungsabschnitt 1 1 wird vorliegend durch eine gegenüber dem Profilbauteil 2 außenliegende Schweißnaht, eine sogenannte Step-Naht, mit dem außenliegenden Profilteil verschweißt.

Zusätzlich zu dieser Schweißverbindung sind auch weitere Schweißverbindungen, beispielsweise am Ende 9 des Profilbauteils 2 denkbar, insbesondere wie diese bereits zuvor beschrieben wurden.

Die Figur 12 zeigt das Profilbauteil gemäß Figur 12 in einer perspektivischen Ansicht.

Die Darstellung der Figur 13 unterscheidet sich gegenüber der Figur 1 1 durch das Stegelement 4, welches vorliegend gekrümmt bzw. gebogen ausgebildet ist, insbesondere weist das Stegelement 4 eine Entformungswölbung 12 bzw. eine Biegung mit vorliegend einem etwa kontinuierlichen Wölbungsradius. Die entsprechende perspektivische Darstellung ist der Figur 14 zu entnehmen.

Aus Figur 15 geht ebenfalls ein Stegelement 4 mit Entformungswölbung 12 bzw. Biegung hervor, welche im Gegensatz zur Darstellung gemäß Figuren 13 und 14 vorliegend lediglich im Bereich der Mitte des Stegelement 4 vorgesehen ist, nicht dagegen im Bereich der Schweißverbindungen. Die entsprechende perspektivische Darstellung ist der Figur 16 zu entnehmen.

Das Stegelement 4 kann nach der Umformung eine Streckung über die Querschnittsänderung erfahren und auf diese Weise die Querschnittsänderung, d. h. eine Streckung in vertikaler Lage, wieder kompensieren, sodass ein gerades Stegelement 4 entsteht. Die Stegelemente 4 dienen als zusätzliche Verstärkung im Profil.

Natürlich ist es auch denkbar, dass nur ein Hohlkammerelement 5 und kein Stegelement 4 in dem Profilbauteil 2 angeordnet wird. Auch sind

Ausführungsformen denkbar, in denen mehrere Stegelemente 4 oder Holkammerelement 5 oder eine Kombination davon innerhalb eines nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Profilbauteils angeordnet sind. Bezugszeichenliste

1 Halbzeug

2 Profilbauteil 3 Verstärkungselement

4 Stegelement

5 Hohlkammerelement

6 Vorstufe 7 Schweißnaht 8 Schweißnaht

9 Ende

10 Ende 1 1 Verbindungsabschnitt 12 Entformungswölbung