[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Herstellung von offenen oder geschlossenen ringförmigen Konstruktionsbauteilen aus Leichtmetall und deren Legierungen, vorzugsweise aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen, mit einer zwei- oder dreidimensionalen Struktur mittels Strangpressen.

[0002] Auf dem Gebiet des Automobilbaus ist das Space-Frame-Konzept bekannt. Bei dieser Karosseriebauart wird ein Skelett aus geschlossenen Hohlprofilen, die direkt oder über Knoten miteinander verbunden sind, verwendet. Durch den Einsatz von Aluminium- oder Magnesiummaterialien kann durch Gewichtseinsparung eine Verbrauchs- und Emissionsminderung erreicht werden.

[0003] Die EP 0706843 Bl beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von gekrümmten Hohlprofilen durch eine Kombination von Extrusion und Biegen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei das Hohlprofil mit oder unmittelbar nach dem formgebenden Strangpressvorgang durch eine quer zur Strangpresseinrichtung auf das Werkstück einwirkende Kraft gebogen wird. Die EP 0706843 Bl beschreibt gemäß der Erfindung ein beabsichtigtes Krümmen von Strangpressprofilen durch Runden ohne einen darauf folgenden Warmumformprozess.

[0004] Aus der US 5,305,625 ist ein Verfahren zum Strangpressen von gekrümmten Profilen bekannt, bei dem an der Innenfläche der Strangpressmatrize unterschiedliche Reibungswiderstände für eine lokale Verzögerung bzw. Beschleunigung des Fließvorgangs während des Strangpressens sorgen. Somit tritt aus der Matrize aufgrund unterschiedlicher

BESTÄTIGUNGSKOPIE Reibungsverhältnisse ein gekrümmtes Profil aus, das über eine gebogene Auslaufstrecke geführt wird, jedoch nicht weiter verformt wird.

[0005] Aus der JP-A-03 47815 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung gekrümmter Hohlprofile bekannt, bei dem während des Biegevorganges ein unter Druck stehendes Gas im Inneren des Hohlprofils eingeschlossen ist. In einer Entfernung zum Matrizenaustritt ist ein Führungsglied angeordnet, wobei durch die Bewegung des Führungsglieds quer zur Strangpressrichtung eine Krümmung des Hohlprofils erfolgt.

[0006] Aus den bekannten Verfahren der direkten Rundung eines Strangpressprofils beim Austritt aus der Matrize durch Ausüben einer gesteuerten Querkraft zum Biegen eines Profils, bereitet die Erstellung einer erforderlichen Kontur besonders bei dreidimensionalen Profilen mit variabler Krümmung kaum überwindbare technische Schwierigkeiten.

[0007] Um den technischen Anforderungen zu genügen wurde bereits vorgeschlagen, eine Kalibrierung der Kontur und des Querschnitts mittels Innenhochdruckumformung (IHU) des Strangpressprofils vorzunehmen. Nachteilig sind hierbei die enorm hohen Werkzeugkosten.

[0008] Weiterhin ist aus der DE 102 41 028 B3 ein Verfahren zur Herstellung von bogenförmigen (gerundeten) Strukturbauteilen aus einem Strangpressprofil, insbesondere aus Aluminium, Magnesium oder deren Legierungen, bekannt, welches nach dem Austreten aus der Matrize der Strangpresse zum Zwecke seiner Ausformung als gerades oder bogenförmiges (gerundetes) Profil von einem oder mehreren Führungswerkzeugen geführt wird, ein Endabschnitt mit einem Trennwerkzeug abgetrennt und im heißen Zustand mittels Greifwerkzeugen einem Warmumformprozess und einer oder mehreren Bearbeitungsstationen zugeführt wird, wobei vor dem Warmformprozess die Warmformtemperatur oder vor anderen Bearbeitungsstationen durch Kühlen des Werkstückes auf die optimale Prozesstemperatur eingestellt wird.

[0009] Ausgehend vom Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von offenen oder geschlossenen ringförmigen Konstruktionsbauteilen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, aus Leichtmetall und deren Legierungen mit einer zwei- oder dreidimensionalen Struktur anzugeben, bei welchen ausgehend vom Strangpressprozess Konstruktionsbauteile mit besonders hoher Genauigkeit hinsichtlich ihrer Maßgenauigkeit und ihrer Formtreue herstellbar sind.

[0010] Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, um ein ringförmiges Konstruktionsbauteil als einbaufertige Komponente herzustellen.

[0011] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren und eine Anordnung gemäß den Ansprüchen 1 und 4 gelöst. In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

[0012] Das Verfahren zur Herstellung von offenen oder geschlossenen ringförmigen Konstruktionsbauteilen aus Leichtmetall und deren Legierungen, vorzugsweise aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, mit einer zwei- oder dreidimensionalen Struktur umfasst die Schritte - Herstellen eines ringförmigen Konstruktionsbauteiles aus einem aus der Strangpresse austretenden Strangpressprofils in einer Helixform, wobei sich die Enden geringfügig überlappen, - Trennen der Helixform vom Pressstrang an der Stelle der Überlappung, - Kalibrieren der aus dem Strangpressprofil hergestellten Helixform zu einem zwei- oder dreidimensionalen Konstruktionsbauteil.

[0013] Um ein geschlossenes ringförmiges Konstruktionsbauteil zu erhalten, werden die nach dem Kalibrieren in einer Ebene liegenden Enden mittels einer unlösbaren Verbindung miteinander verbunden. Dies kann beispielsweise durch Schweißen oder Kleben erfolgen.

[0014] Das ringförmige Konstruktionsbauteil kann in Kreisform oder in beliebiger annähernd mehreckiger Form, wobei in den Eckbereichen vorgesehene Radien konstant oder zu- oder abnehmend ausgeführt sein können, ausgebildet werden. [0015] Die zur Durchführung des Verfahrens eingesetzte Anordnung besteht im Wesentlichen aus einem Blocklager, einem Blockerwärmungsofen, einer Strangpresse mit Führungswerkzeugen zur Erzeugung einer Helixform, einer Trenneinrichtung, einer Kalibriereinrichtung und gegebenenfalls einer Einrichtung zum unlösbaren Verbinden der Enden des ringförmigen Konstruktionsbauteils.

[0016] Die Kalibriereinrichtung kann als Biege- und/oder Richteinrichtung ausgebildet werden. Mittels der Kalibriereinrichtung werden die Helixformen zu einem zwei- oder dreidimensionalen Konstruktionsbauteil verformt. Vorzugsweise besteht die Kalibriereinrichtung aus einem zweigeteilten Kalibrierwerkzeug, dessen obere und / oder untere Hälften zueinander verfahrbar sind. Durch Druckbeaufschlagung mindestens einer der beiden Werkzeughälften über mindestens einen Presszylinder werden die Konstruktionsbauteile kalibriert und zwar auf ein einheitliches Maß bzw. auf eine einheitliche Form. Gleichzeitig werden die Konstruktionsbauteile gerichtet. Je nach Ausführung der Werkzeughälften der Kalibriereinrichtung können die Konstruktionsbauteile in eine zwei- oder dreidimensionale Form gebracht werden.

[0017] Weiterhin ist es möglich, in eine oder beide Werkzeughälften Prägematrizen, Schnitt- oder Lochwerkzeuge zu integrieren, wodurch die Möglichkeit besteht, während des Kalibriervorgangs Prägeoperationen in den Oberflächen und / oder Schnitt- und / oder Lochoperationen vorzunehmen.

[0018] Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass während des Fertigungsvorganges, ausgehend vom Strangpressen bis zum Kalibrieren, die Warmformung abläuft und die Warmumformtemperatur je nach verwendetem Leichtmetall im Bereich von 150°C bis 600°C liegt.

[0019] Bei Verwendung von Magnesium bzw. einer Magnesiumlegierung liegt die Warmumformtemperatur im Bereich von 250°C bis 450°C.

[0020] Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden. Die dazugehörige Figur 1 zeigt die Anordnung zur Herstellung eines geschlossenen ringförmigen Konstruktionsbauteils. [0021] Die Anlage gemäß Figur 1 besteht aus dem Blocklager 1 zur Vorratslagerung des Pressbolzen 4, dem Erwärmungsofen 2, in dem die Pressbolzen 4 auf die Strangpresstemperatur erwärmt werden, sowie der Strangpresse 3 mit den Führungswerkzeugen 5 zur Erzeugung einer Helixform 9. Daran schließt sich eine Kalibriereinrichtung 7 und eine Verbindungseinrichtung 8, in der die kalibrierten Enden der Helixform 9 zu einem geschlossenen ringförmigen Konstruktionsbauteil 10 verbunden werden.

[0022] Die auf Presstemperatur erwärmten Pressbolzen 4 werden in den Rezipienten der Strangpresse 3 eingesetzt und zu einem Strangpressprofil umgeformt. Das aus der Matrize der Strangpresse 3 austretende Strangpressprofil wird dann mittels der Führungswerkzeuge 5 zu einer Helixform 9 umgeformt und zwar derart, dass sich die Enden der Helixform 9 geringfügig überlappen.

[0023] Anschließend wird die Strangpresse 3 gestoppt und die Helixform 9 an der Stelle der überlappenden Enden mittels einer Trenneinrichtung 6, die als fliegende Säge ausgebildet ist, vom austretenden Strangpressprofil getrennt. Im Anschluss an den Trennvorgang wird die abgetrennte Helixform 9 einer Kalibriereinrichtung 7 übergeben und in dieser beispielsweise zu einem ringförmigen Konstruktionsbauteil 10 kalibriert. Durch die Kalibriereinrichtung 7 erfolgt die Erstellung eines Konstruktionsbauteils 10 mit einer hohen Maßgenauigkeit und Formtreue, und zwar als einbaufertige Komponente.

[0024] Im Anschluss an den Kalibriervorgang werden die Enden durch eine unlösbare Verbindung, beispielsweise durch Schweißen, in der Verbindungsrichtung 8 verbunden. Somit verlässt eine einbaufertige Komponente die Anlage. 025] Bezugszeichenaufstellung - Blocklager

- Blockerwärmungsofen - Strangpresse

- Pressbolzen

- Führungswerkzeug

- Trenneinrichtung

- Kalibriereinrichtung

- Verbindungseinrichtung - Helixform

- Konstruktionsbauteil