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Title:
METHOD FOR PRODUCING AN END WALL OF A MOTOR VEHICLE BODY, AND METHOD FOR PRODUCING END WALLS OF MOTOR VEHICLE BODIES OF DIFFERENT MOTOR VEHICLE TYPES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/268387
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing an end wall of a motor vehicle body. The front wheel arches of the motor vehicle body are at least partly formed by a lateral wall of the motor vehicle. A component with a three-dimensional structure is produced from a flat semi-finished metal product by means of a deforming process, wherein the component forms at least one part of the end wall. The component produced by means of the deforming process forms at least a majority of the end wall with respect to the surface of the projection of the end wall in the longitudinal direction of the motor vehicle and extends at least over sub-regions of the two front wheel arches of the motor vehicle body.

Inventors:
SCHWERING CHRISTIAN (DE)
PAULSEN THOMAS (DE)
KRAUTH WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/061678
Publication Date:
December 29, 2022
Filing Date:
May 02, 2022
Export Citation:
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Assignee:
VOLKSWAGEN AG (DE)
International Classes:
B62D25/14; B62D65/00
Foreign References:
US20190077464A12019-03-14
DE102010021138A12011-11-24
DE102011119561A12013-05-29
DE102011088688A12013-06-20
DE102011068813A
DE10135647C12002-07-25
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Stirnwand (10) einer Kraftfahrzeugkarosserie (40), wobei die vorderen Radhäuser der Kraftfahrzeugkarosserie (40) zumindest zum Teil durch Stirnwand (10) des Kraftfahrzeugs gebildet sind, wobei aus einem flächigen metallischen Halbzeug (24) mittels einer Umformung ein Bauteil (22) mit einer räumlichen Struktur erzeugt wird, wobei das Bauteil (22) zumindest einen Teil der Stirnwand (10) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Umformung erzeugte Bauteil (22) zumindest einen Teil der Stirnwand (10) bildet, der sich zumindest über Teilbereiche (26) beider vorderer Radhäuser der Kraftfahrzeugkarosserie (40) erstreckt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Umformung um eine direkte oder indirekte Warmumformung handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Halbzeug (24) vor dem Durchführen der Umformung aus einer Mehrzahl im Bereich ihrer Ränder stoffschlüssig miteinander verbundener Bleche (28) hergestellt wird.

4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Halbzeug (24) vor und/oder während dem Durchführen der Umformung durch das stoffschlüssige Verbinden wenigstens eines auf ein Blech (28) und/oder auf eine Mehrzahl im Bereich ihrer Ränder stoffschlüssig miteinander verbundener Bleche (28) aufgebrachten Verstärkungsbleches (30) mit dem Blech (28) und/oder mit den verbundenen Blechen (28) hergestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das stoffschlüssige Verbinden der Bleche (28) miteinander und/oder mit dem Verstärkungsblech (30) durch Laserstrahlschweißen, insbesondere Laser- Remoteschweißen, erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Blechen (28) und/oder Verstärkungsblechen (30) um Bleche mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere unterschiedlicher Festigkeiten und/oder Dicken, handelt.

7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während dem Durchführen der Umformung wenigstens ein Teilbereich (34) aus dem Blech (28) und/oder wenigstens einem der verbundenen Bleche (28) ausgeschnitten wird, insbesondere durch mechanisches Schneiden.

8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Halbzeug (24) Öffnungen (32) vorgesehen werden, die insbesondere nach der Durchführung der Umformung in der Stirnwand (10) Öffnungen (32) für die Durchführung von in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Strukturelementen der Kraftfahrzeugkarosserie (40) bilden.

9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich des Bauteils (22) nach dem Durchführen der Warmumformung auf eine gewünschte Kontur (42, 44) zurechtgeschnitten wird und/oder der Randbereich des Halbzeugs (24) derart zurechtgeschnitten wird, dass sich nach der Umformung die gewünschte Kontur (42, 44) ergibt.

10. Verfahren zur Herstellung von Stirnwänden (10) für Kraftfahrzeugkarosserien (40) einer Mehrzahl unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen, insbesondere nach einem Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei aus einem flächigen metallischen Halbzeug (24) mittels einer Umformung ein Bauteil (22) mit einer räumlichen Struktur erzeugt wird, wobei das Bauteil (22) zumindest einen Teil der Stirnwand (10) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich des Bauteils (22) nach dem Durchführen der Warmumformung auf eine für den gewünschten Kraftfahrzeugtyp spezifische Kontur (42, 44) zurechtgeschnitten wird und/oder der Randbereich des Halbzeugs (24) derart zurechtgeschnitten wird, dass sich nach der Umformung die für den gewünschten Kraftfahrzeugtyp spezifische Kontur (42, 44) ergibt, während bei der Durchführung des Umformung das identische Werkzeug für die Herstellung der Stirnwände (10) für die unterschiedlichen Kraftfahrzeugtypen verwendet wird.

Description:
Beschreibung

Verfahren zur Herstellung einer Stirnwand einer Kraftfahrzeugkarosserie und Verfahren zur Herstellung von Stirnwänden von Kraftfahrzeugkarosserien unterschiedlicher

Kraftfahrzeugtypen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Stirnwand einer Kraftfahrzeugkarosserie sowie ein Verfahren zur Herstellung von Stirnwänden für Kraftfahrzeugkarosserien einer Mehrzahl unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen.

Bei Stirnwänden der in Rede stehenden Art handelt es sich um flächige Gebilde, die eine Trennung zwischen der Fahrgastzelle und dem Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs bilden. Historisch werden derartige Stirnwände auch als „Firewall“ bzw. „Feuerwände“ bezeichnet, da sie in frühen Kraftfahrzeugen insbesondere dazu dienten, die Passagiere vor einem Feuer im Motorraum zu schützen.

In modernen Kraftfahrzeugkarosserien sind derartige Feuerwände jedoch insbesondere aufgrund ihrer komplizierten dreidimensionalen Formgebung aus einer Mehrzahl vergleichsweise kleinteiliger Blechteile zusammengesetzt, die so die gewünschte Trennschicht zwischen der Fahrgastzelle und dem Vorderwagen bilden. Hierbei bilden regelmäßig Teile der Feuerwand Teilbereiche beider vorderer Radhäuser aus. Auch bilden moderne Stirnwände keine geschlossene Barriere mehr, sondern weisen vielmehr auch Öffnungen auf, durch die andere Elemente des Kraftfahrzeugs hindurchgeführt sind. Die räumlichen Anforderungen der modernen Kraftfahrzeugkarosserien erfordern hierbei im Bereich der Stirnwand auch komplexe Formgebungen, die bei den insbesondere aus Blechen gefertigten Teilen der Feuerwand hohe Umformgrade erfordern. Darüber hinaus werden unterschiedliche Bereiche der Stirnwand unterschiedlich stark mechanisch beansprucht und müssen, insbesondere auch im Falle eines Crashs, unterschiedliche Kräfte aufnehmen bzw. ein bestimmtes gewünschtes Verformungsverhalten aufweisen. Dies kann es erfordern, dass die Bleche in bestimmten Bereichen mechanische Verstärkungen aufweisen müssen.

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der DE 102011 068813 A1 oder der

DE 101 35647 C1 sind daher Bauteile bekannt, bei denen mittels der Umformung von zuvor verstärkten Blechen auch komplex geformte lokal verstärkte Bauteile hergestellt werden können. Die Umformung ermöglicht hierbei die Verwendung hochfester Werkstoffe, insbesondere hochfester Stähle. Nach dem Stand der Technik können so Teile der Stirnwand in vorteilhafter Weise hergestellt werden.

Dies ändert jedoch nichts daran, dass die Herstellung der Stirnwände moderner Kraftfahrzeuge nach wie vor vergleichsweise aufwändig ist, da eine Vielzahl einzelner Teile mit komplexer Geometrie zu einer Stirnwand zusammengesetzt und verbunden werden muss. Dies führt zu einer Vielzahl von Schweißnähten, die nachträglich aufwändig zum Zwecke des Korrosionsschutzes behandelt werden müssen, beispielsweise mit PVC-Abdichtnähten versehen werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung einer Stirnwand einer Kraftfahrzeugkarosserie sowie ein Verfahren zur Herstellung von Stirnwänden für Kraftfahrzeugkarosserien einer Mehrzahl unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen aufzuzeigen, die eine kostengünstigere Herstellung der Stirnwand ermöglichen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.

Das Verfahren dient zur Herstellung einer Stirnwand einer Kraftfahrzeugkarosserie, bei der die die vorderen Radhäuser der Kraftfahrzeugkarosserie zumindest zum Teil durch die Stirnwand des Kraftfahrzeugs gebildet sind. Bei der Herstellung der Stirnwand wird aus einem flächigen metallischen Halbzeug mittels einer Umformung ein Bauteil mit einer räumlichen Struktur erzeugt. Dieses Bauteil bildet zumindest einen Teil der Stirnwand.

Das Verfahren zur Herstellung einer Stirnwand einer Kraftfahrzeugkarosserie sieht vor, dass das durch die Umformung erzeugte Bauteil zumindest einen Teil der Stirnwand bildet, der sich zumindest über Teilbereiche beider vorderer Radhäuser der Kraftfahrzeugkarosserie erstreckt.

Es hat sich gezeigt, dass mittels der Umformung flächiger metallischer Halbzeuge derartig großflächige Bereiche der Stirnwand aus einem Halbzeug hergestellt werden können, dass die Anzahl der bei dem Bau der Kraftfahrzeugkarosserie zur Stirnwand zusammenzufügenden Einzelteile erheblich reduziert wird. Insbesondere die Verwendung derart großer flächiger Halbzeuge, dass sich das durch die Umformung erzeugte Bauteil über Teilbereiche beider vorderer Radhäuser erstrecken kann, führt zu einer signifikanten Reduzierung des Aufwands bei der Montage der Stirnwand.

Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Stirnwand vollständig durch das durch die Umformung erzeugte Bauteil gebildet wird. Eine derartige einteilige Stirnwand eines Kraftfahrzeugs stellt die maximal mögliche Vereinfachung im Hinblick auf die Herstellung der Stirnwand dar. Hinzu kommt, dass eine derartige einstückige Stirnwand gute mechanische Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf den Schutz der Personen in der Fahrgastzelle aufweist. Als einstückiges großflächiges Bauteil wirkt eine derartige Stirnwand nach Art eines Schutzschildes, welches sich an der Grenze zwischen Vorderwagen und Fahrgastzelle erstreckt.

Bei der Umformung kann es sich insbesondere um eine direkte oder eine indirekte Warmumformung handeln. Bei der direkten Warmumformung erfolgt die Umformung nachdem das Halbzeug auf eine erhöhte Temperatur, die insbesondere oberhalb der Rekristallisationstemperatur des jeweiligen Werkstoffs liegt, erhitzt worden ist. Bei der indirekten Warmumformung erfolgt vor dem Erhitzen des Halbzeugs zunächst eine Kaltumformung. Das Halbzeug wird nach der Kaltumformung erhitzt und warm umgeformt. Hierbei kann der Umformgrad der Warmumformung verglichen mit dem der Kaltumformung vergleichsweise gering sein. Beide Warmumformverfahren können vorsehen, dass eine Wärmebehandlung zur Erhöhung der Festigkeit im Rahmen der Warmumformung erfolgt. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Wärmebehandlung erfolgt, während sich das bereits warm umgeformte Halbzeug noch in dem Werkzeug für die Warmumformung befindet.

Das Halbzeug kann insbesondere vor dem Durchführen der Umformung aus einer Mehrzahl im Bereich ihrer Ränder stoffschlüssig miteinander verbundener, insbesondere planer, Bleche hergestellt werden. Derartige Halbzeuge werden auch als sogenannte taylor-welded-blanks bezeichnet. Dabei kann insbesondere eine Stoßverschweißung der Ränder der einzelnen Bleche erfolgen. Es ist jedoch auch denkbar, die Ränder in überlappender Weise miteinander zu verbinden. In diesem Fall können auch Punktschweißverfahren zum Einsatz kommen. Der Einsatz anderer Fügeverfahren ist ebenfalls möglich.

Alternativ und/oder ergänzend kann das Halbzeug vor und/oder während dem Durchführen der Umformung durch das stoffschlüssige Verbinden wenigstens eines auf ein insbesondere planes, Blech und/oder auf eine Mehrzahl im Bereich ihrer Ränder stoffschlüssig miteinander verbundener Bleche aufgebrachten, insbesondere planen, Verstärkungsbleches mit dem Blech und/oder mit den verbundenen Blechen hergestellt werden. Derartige Verstärkungsbleche werden auch als Patch-Verstärkungen bezeichnet. Diese können mittels Punktschweißverfahren, Laserschweißverfahren und/oder Buckelschweißverfahren mit dem Basisblech verbunden werden. Dabei erfolgt die Durchführung der Schweißverfahren vorzugsweise vor der Umformung. Alternativ und/oder ergänzend ist ein Warm-Clinchen, insbesondere während der Umformung, oder die Verwendung eines Lötverfahrens zum Verbinden der Verstärkungsbleche mit dem Basisblech möglich. Ein Lötverfahren kann beispielsweise unter Verwendung einer zwischen dem Verstärkungsblech und dem Blech und/oder den verbundenen Blechen eingebrachten Lötfolie erfolgen.

Mit anderen Worten ist es möglich, dass das Halbzeug dadurch gebildet wird, dass auf ein einstückiges Blech ein oder eine Mehrzahl Verstärkungsbleche als Patchverstärkungen aufgebracht wird. Ebenso ist es möglich, dass zunächst ein taylor-welded blank hergestellt wird, auf das dann weitere Verstärkungsbleche als Patchverstärkungen aufgebracht werden. Ein wesentlicher Vorteil bei der Herstellung des Halbzeugs auf die vorstehend beschriebene Art ist, dass diese im Wege der Bearbeitung planer Bleche erfolgen kann. Dies vereinfacht die Verfahrensführung bei der Herstellung des Halbzeugs für die Umformung erheblich. Insbesondere gilt dies für die bevorzugte Verbindung der Fläche untereinander und/oder der Bleche und der Verstärkungsbleche mittels Schweißverfahren.

Insbesondere kann das stoffschlüssige Verbinden der Bleche miteinander und/oder mit dem wenigstens einen Verstärkungsblech durch Laserstrahlschweißen erfolgen. Die bevorzugte Herstellung des Halbzeugs durch Laserstrahlschweißen kann insbesondere durch Laser- Remote-Schweißen erfolgen. Beim Remoteschweißen oder Scannerschweißen erfolgt die Positionierung des Laserstrahls durch und/oder unter Zuhilfenahme von bewegbaren Ablenkspiegeln. Hierdurch lässt sich eine effiziente und hochautomatisierbare Herstellung der Halbzeuge für das Warmumformen erreichen. Insbesondere können mittels des Laser- Remoteschweißens auch großflächige Werkstücke zügig bearbeitet werden, da der Laser aus einer vergleichbar großen Distanz auf das Werkstück einwirken kann. Die flächige Form der Halbzeuge in Gestalt planer, d. h. insbesondere flacher und nicht umgeformter Bleche, wirkt sich hierbei positiv auf die Möglichkeit des Einsatzes der in Rede stehenden Laserscanner für die Durchführung des Schweißverfahren aus.

Bei den Blechen und/oder Verstärkungsblechen kann es sich insbesondere um Bleche mit unterschiedlichen Eigenschaften handeln. Auf diese Weise lassen sich Stirnwände hersteilen, bei denen einzelne Bereiche der Stirnwand unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können. Auf diese Weise kann die Stirnwand gezielt an die Anforderungen, insbesondere die mechanischen Anforderungen, die an ihre einzelnen Bereiche gestellt werden, angepasst werden. Insbesondere kann so auch das Verhalten einzelner Bereiche der Stirnwand im Falle einer Deformation, beispielsweise im Crashfall, gezielt beeinflusst werden.

Bei den unterschiedlichen Eigenschaften kann es sich insbesondere um unterschiedliche Festigkeiten und/oder Duktilitäten handeln. Unter unterschiedlichen Festigkeiten ist insbesondere die Zugfestigkeit des Werkstoffs, insbesondere des verwendeten Stahls, im fertigen Werkstück zu verstehen. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise gezielt Zonen mit höherer oder niedrigerer Festigkeit und/oder Duktilität realisieren, was insbesondere im Hinblick auf die Anpassung der Stirnwand an gewünschte Eigenschaften im Crashfall vorteilhaft ist. Insbesondere kann die Duktilität in den einzelnen Bereichen der Stirnwand unterschiedlich eingestellt werden, um gezielt hohe Deformationsgrade und damit einen entsprechenden Energieabbau im Rahmen der Deformation in Bereichen mit höherer Duktilität und geringerer Festigkeit zu ermöglichen, während in anderen Bereichen durch deren höhere Festigkeit und niedrigere Duktilität der Deformationsgrad entsprechend begrenzt wird. Alternativ und/oder ergänzend können die verwendeten Bleche und/oder Verstärkungsbleche unterschiedliche Dicken aufweisen. Auch durch die Verwendung unterschiedliche Dicken lässt sich die Festigkeit unterschiedlicher Bereiche der Stirnwand gezielt beeinflussen. Alternativ und/oder ergänzend kommt auch die Verwendung unterschiedlicher Stahlsorten in Betracht, um Eigenschaften unterschiedlicher Bereiche der Stirnwand gezielt zu beeinflussen.

Vor und/oder während der Umformung kann wenigstens ein Teilbereich aus dem Blech und/oder wenigstens einem der verbundenen Bleche ausgeschnitten werden. Hierdurch lassen sich insbesondere Öffnungen in der Stirnwand erzeugen. Auch kann ein Teilbereich aus einem Randbereich des Bleches bzw. der verbundenen Bleche ausgeschnitten werden. Auf diese Weise kann die im Zuge der Umformung entstehende Randkontur der Stirnwand gezielt beeinflusst werden, um einen gegebenenfalls notwendigen Beschnitt der Ränder nach der Umformung zu vereinfachen oder, insbesondere vollständig, zu ersetzen.

Das Ausschneiden des wenigstens einen Teilbereichs kann hierbei insbesondere mechanisch vor und/oder während der Umformung erfolgen. Insbesondere kann das Umformwerkzeug entsprechende Schneiden aufweisen, durch die das Ausschneiden während der Umformung erfolgt. Alternativ und/oder ergänzend kann das Ausschneiden mittels eines Lasers erfolgen. Auch hierbei kann insbesondere das Laser-Remote-Schneiden zum Einsatz kommen. Ähnlich wie vorstehend zum Laserschweißen beschrieben, wirkt sich die flächige Gestalt des Halbzeugs auch beim Laser-Remote-Schneiden, aber auch bei mechanischen Ausschneiden, besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Bearbeitungszeit aus.

Insbesondere können in dem Halbzeug Öffnungen vorgesehen werden, die nach der Durchführung der Umformung in der Stirnwand Öffnungen bilden. Dies kann durch das vorstehend beschriebene Ausschneiden wenigstens eines Teilbereichs geschehen. Alternativ und/oder ergänzend ist es auch möglich, beispielsweise wenn es sich bei dem Halbzeug um ein taylor weded blank handelt, die Öffnungen durch das Auslassen wenigstens eines Teilbereichs bei dem Herstellen des Halbzeugs aus einer Mehrzahl Bleche vorzusehen. Dies hat den Vorteil, dass die entsprechenden Öffnungen erzeugt werden können, ohne dass Materialbereiche nachträglich ausgeschnitten werden, was den Bearbeitungsaufwand reduziert und darüber hinaus auch zu einer Materialersparnis führen kann.

Bei den so gebildeten Öffnungen in der Stirnwand kann es sich insbesondere um Öffnungen handeln, die der Durchführung von in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Strukturlementen der Kraftfahrzeugkarosserie dienen. Bei derartigen Strukturlementen kann es sich insbesondere um Längsträger der Kraftfahrzeugkarosserie handeln. Auf die Weise wird es ermöglicht, diese Strukturelemente in vorteilhafter Weise an die hinter der Stirnwand liegenden Bereiche der Kraftfahrzeugkarosserie anzubinden.

Insbesondere kann nach der Umformung ein Zurechtschneiden der Randbereiche des Bauteils auf eine gewünschte Kontur erfolgen. Hierdurch lassen sich sehr passgenaue Stirnwände hersteilen. Das Zurechtschneiden der Randbereiche erfolgt in vorteilhafter Weise ebenfalls im Wege des Laserschneidens, insbesondere des Laser-Remote-Schneidens. Durch das vorstehend beschriebene Umform-Verfahren lassen sich insbesondere großflächige Stirnwände mit einer vergleichsweise flachen Struktur vorteilhaft hersteilen. Derartig geformte Stirnwände eignen sich besonders gut für das Zurechtschneiden der Randbereiche mittels des Laserschneidens, insbesondere des Laser-Remote-Schneidens. Alternativ und/oder ergänzend kann das Zurechtschneiden der Randbereiche des Halbzeugs vor und/oder während der Umformung erfolgen. In diesem Fall können insbesondere auch mechanische Schneideverfahren zum Einsatz kommen. Insbesondere kann das Zurechtschneiden mittels entsprechender Schneiden in dem Umformwerkzeug erfolgen. Das Zurechtschneiden des Randbereichs des Halbzeugs erfolgt in diesem Fall insbesondere derart, dass sich aufgrund der Umformung die gewünschte Kontur des Randbereichs des Bauteils ergibt. Das Verfahren ermöglicht insbesondere die Herstellung von Stirnwänden für Kraftfahrzeugkarosserien einer Mehrzahl unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen. Zur Herstellung von Stirnwänden für Kraftfahrzeugkarosserien einer Mehrzahl unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen kann außer einem flächigen metallischen Halbzeug mittels einer Umformung ein Bauteil mit einer räumlichen Struktur erzeugt werden, wobei das Bauteil zumindest einen Teil der Stirnwand bildet. Im Folgenden kann der Randbereich des Bauteils nach dem Durchführen der Umformung auf eine für den gewünschten Kraftfahrzeugtyp spezifische Kontur zurechtgeschnitten werden. Alternativ und/oder ergänzend kann der Randbereich des Halbzeugs derart zurechtgeschnitten werden, dass sich nach der Umformung die für den gewünschten Kraftfahrzeugtyp spezifische Kontur ergibt. Bei der Durchführung der Umformung wird das identische Werkzeug für die Herstellung der Stirnwände für die unterschiedlichen Kraftfahrzeugtypen verwendet.

Auf diese Weise lässt sich insbesondere das vorstehend beschriebene Verfahren als Teil einer Plattformstrategie bei der Herstellung verschiedener Kraftfahrzeugtypen nutzen. Unterschiedliche Kraftfahrzeuge, die eine gemeinsame Plattform nutzen, können sich dann insbesondere in den Außenabmessungen der jeweils verwendeten Stirnwand unterscheiden. Dies ermöglicht es, den aufgrund der Werkzeugkosten investitionsintensiven Umformprozess für eine Mehrzahl unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen mit dem gleichen, insbesondere demselben, Werkzeug durchzuführen. Das Zurechtschneiden der Ränder des warmumgeformten Bauteils und/oder des Halbzeugs hingegen lässt sich vergleichsweise leicht an unterschiedliche, für den jeweiligen gewünschten Kraftfahrzeugtyp spezifische Konturen der resultierenden Stirnwände, anpassen. Idealerweise ist hierfür lediglich ein Eingriff in die Steuerung des Schneideverfahrens notwendig, der gegebenenfalls sogar in Echtzeit erfolgen kann, d. h., es kann möglich sein, während einer laufenden Produktion in Rede stehender Stirnwände den Fahrzeugtyp, für den die jeweilige Stirnwand bestimmt ist, „von Stirnwand zu Stirnwand“ während der laufenden Produktion zu ändern, ohne dass es zu Verzögerungen kommt.

In diesem Zusammenhang ist das Laserschneiden, insbesondere das Laser-Remote- Schneiden, zum Zurechtschneiden des Randbereichs von Vorteil, da hier aufgrund der hohen Flexibilität bei der Strahlführung des Laserstrahls große Freiheitsgrade hinsichtlich einer Änderung des durchzuführenden Schneidvorganges von Bauteil zu Bauteil herrschen.

Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine beispielhafte Stirnwand nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine beispielhafte, mit einem beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Stirnwand,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Halbzeugs vor der Umformung,

Fig. 4 eine beispielhafte, nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Stirnwand als Teil einer Kraftfahrzeugkarosserie,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Anpassbarkeit einer Stirnwand an unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen.

In Figur 1 ist eine beispielhafte Kraftfahrzeug-Stirnwand 10 nach dem Stand der Technik dargestellt. Derartige Stirnwände werden aus einer Reihe vorgeformter Teile 11-20 zusammengesetzt. Unter vorgeformt ist in diesem Zusammenhang insbesondere zu verstehen, dass die Teile bereits durch ein Umformverfahren ihre räumliche Struktur erhalten haben. Die Teile 11-20 können beispielsweise durch Schweißverfahren zu der Stirnwand 10 zusammengesetzt werden. Bei der Betrachtung der Verbindung zwischen den einzelnen Teilen 11-20 wird deutlich, dass die Orientierungen der Schweißnähte oder Schweißpunktreihen zueinander stark unterschiedlich sind. Auch sind insbesondere gewinkelte Übergänge zwischen den Bauteilen vorhanden, wie beispielsweise bei den Übergängen zwischen den vorgeformten Teilen 15 und 16, 16 und 17, 17 und 18, 18 und 20. Durch die verwinkelte Lage ist die Automatisierung der Schweißverfahren aufwändig. Hier müssen beispielsweise Schweißroboter komplexe dreidimensionale Bewegungen durchführen, um die verschiedenen zu verschweißenden Stellen der Stirnwand zu erreichen. Die so entstehenden Schweißnähte müssen danach einer weiteren Bearbeitung, insbesondere zum Zwecke des Korrosionsschutzes, unterzogen werden. Dies führt dazu, dass teilweise an schwer zugänglichen Stellen Korrosionsschutzmaßnahmen, wie beispielsweise PVC-Abdichtnähte, vorgenommen werden müssen. Der Prozess gestaltet sich vergleichsweise aufwändig.

Die in der Figur 2 hingegen dargestellte beispielhafte, mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Stirnwand 10 wird in vorteilhafter Weise durch ein Bauteil 22 gebildet, dass durch die Umformung eines flächigen metallischen Halbzeugs 24 erzeugt worden ist. Ein solches beispielhaftes Halbzeug 24 ist schematisch in der Figur 3 dargestellt. Das durch die Umformung erzeugte Bauteil 22 erstreckt sich hierbei zumindest über Teilbereiche 26 beider vorderer Radhäuser der Kraftfahrzeugkarosserie. Derart großflächige Bauteile 22 können insbesondere, wie im gezeigten Beispiel, die Stirnwand 10 vollständig bilden.

Das in der Figur 3 dargestellte beispielhafte Halbzeug 24 kann aus einer Mehrzahl im Bereich ihrer Ränder stoffschlüssig miteinander verbundener Bleche 28 hergestellt sein, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können. Alternativ und/oder ergänzend können Verstärkungsbleche 30 auf die Bleche 28 aufgebracht sein. Auf diese Weise erhält die aus dem Halbzeug 24 durch Umformung hergestellte Stirnwand 10 unterschiedliche Materialeigenschaften in unterschiedlichen Bereichen. Beispielsweise können die einzelnen Bleche 28 unterschiedliche Festigkeiten, Duktilitäten und/oder Dicken aufweisen. Selbiges gilt für die aufgebrachten Verstärkungsbleche 30.

Weiterhin kann das Halbzeug 24 Öffnungen 32 aufweisen, die durch das Ausschneiden von Teilbereichen der Bleche 28 erzeugt werden. Auch kann bereits das Halbzeug 24 im Bereich seiner Ränder eine Formgebung erhalten, in dem Teilbereiche 34 der Ränder ausgeschnitten werden. Zur Verdeutlichung ist im gezeigten Beispiel die ursprüngliche Kontur 36 des Blechs 28, aus dem die Teilbereiche 34 ausgeschnitten worden sind, gezeigt, sowie die durch das Ausschneiden der Teilbereiche 34 resultierende Kontur 38 des Halbzeugs 24 vor der Umformung.

In der Figur 4 ist eine beispielhafte Stirnwand nach der Umformung als Bestandteil einer Kraftfahrzeugkarosserie 40 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass sich die Stirnwand 10 bis über Teilbereiche 26 der Kraftfahrzeugkarosserie 40 erstreckt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, eine derart großflächige Stirnwand als einstückiges warmumgeformtes Bauteil herzustellen, dessen unterschiedliche Bereiche unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. In der Figur 4 sind beispielhaft zur Verdeutlichung Bereichsgrenzen 42 eingezeichnet, die Bereiche mit unterschiedlichen Materialeigenschaften, beispielsweise unterschiedlicher Festigkeiten und/oder Dicken, zu Darstellungszwecken optisch voneinander trennen. In der Praxis entstehen im Rahmen der Materialumformung fließende Materialübergänge, die im Gegensatz zu den Schweißnähten zwischen den einzelnen Teilen 11-20 in der in Figur 1 beispielhaft dargestellten Stirnwand 10 nach dem Stand der Technik, die nach dem Schweißen jeweils gesondert nachbehandelt werden müssen. Auf diese Weise lässt sich die Stirnwand 10 durch das erfindungsgemäße Verfahren zum einen als hochoptimiertes Bauteil, zum anderen dennoch kostengünstig hersteilen.

In Figur 5 ist schematisch dargestellt, wie eine derartige erfindungsgemäß durch Umformung erzeugte Stirnwand 10 an die Kraftfahrzeugkarosserien 40 unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen angepasst werden kann. Abhängig von der Gestaltung der Kraftfahrzeugkarosserie 40 kann die Stirnwand 10 durch das Zurechtschneiden des Randes der Stirnwand 10 beispielsweise die beispielhafte Kontur 42 oder die beispielhaft ebenfalls dargestellte Kontur 44 erhalten. Insbesondere im Rahmen einer Plattformstrategie kann so die Produktion der Stirnwände 10 an unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen angepasst werden, bei denen sich die Stirnwände 10 im Wesentlichen durch die Kontur ihres Randbereichs unterscheiden. Im gezeigten Beispiel kann beispielsweise eine Stirnwand 10 mit der Kontur 42 in die (nicht dargestellte) schmale Karosserie eines ersten Kraftfahrzeugtyps passen, während die Kontur 44 der Stirnwand 10 an die (dargestellte) breitere Karosserie 40 eines zweiten Kraftfahrzeugtyps angepasst ist. Auf diese Weise lassen sich die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stirnwände 10 unter Verwendung des identischen Warmumformwerkzeugs in einfacher Weise an unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen anpassen.

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.

Bezugszeichenliste Stirnwand vorgeformtes T eil der Stirnwand vorgeformtes Teil der Stirnwand vorgeformtes Teil der Stirnwand14 vorgeformtes Teil der Stirnwand vorgeformtes Teil der Stirnwand16 vorgeformtes Teil der Stirnwand vorgeformtes Teil der Stirnwand18 vorgeformtes Teil der Stirnwand vorgeformtes Teil der Stirnwand vorgeformtes Teil der Stirnwand Bauteil Halbzeug Teilbereiche Bleche Verstärkungsblech Öffnungen Teilbereich Kontur Kontur Kraftfahrzeugkarosserie Bereichsgrenzen Kontur Kontur