DE102021109205A1 - Herstellungsverfahren für ein Strukturbauteil eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses - Google Patents

Herstellungsverfahren für ein Strukturbauteil eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses Download PDF

Info

Publication number
DE102021109205A1
DE102021109205A1 DE102021109205.1A DE102021109205A DE102021109205A1 DE 102021109205 A1 DE102021109205 A1 DE 102021109205A1 DE 102021109205 A DE102021109205 A DE 102021109205A DE 102021109205 A1 DE102021109205 A1 DE 102021109205A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
structural component
curvature
free
radii
elongate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021109205.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Konrad Werner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Truck and Bus SE
Technische Universitaet Muenchen
Original Assignee
MAN Truck and Bus SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Truck and Bus SE filed Critical MAN Truck and Bus SE
Priority to DE102021109205.1A priority Critical patent/DE102021109205A1/de
Publication of DE102021109205A1 publication Critical patent/DE102021109205A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/88Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/02Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
    • B21D7/024Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member
    • B21D7/025Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member and pulling or pushing the ends of the work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/04Bending rods, profiles, or tubes over a movably-arranged forming menber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Strukturbauteils (24, 34', 36', 52) einer Tragstruktur eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses. Das Verfahren weist ein Bereitstellen eines länglichen Trägers (22, 34, 36, 50) auf. Das Verfahren weist ein Freiformbiegen des länglichen Trägers (22, 34, 36, 50) zu dem Strukturbauteil (24, 34', 36', 52) derart, dass das Strukturbauteil (24, 34', 36', 52) entlang seines Bauteilverlaufs mehrere aufeinanderfolgende Krümmungsradien (R) aufweist, auf. Das Verfahren kann die Herstellung der Tragstruktur verbessern, vorzugsweise durch Verringerung einer Teileanzahl und Verringerung von Richtarbeiten aufgrund von Fügestellen der Tragstruktur.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Strukturbauteils einer Tragstruktur eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses.
  • Herkömmlich werden im Fahrzeugbau und speziell im Bereich der Nutzfahrzeuge Rahmenstrukturen häufig aus vielen einfach gebogenen rechteckigen Trägern mit Schweißverbindungen hergestellt. Zum Biegen der Träger werden konventionelle Biegeverfahren verwendet, die nur konstante Radien biegen können. Bspw. ist das Rotationszugbiegen ein solch etabliertes Verfahren, bei dem ein Bauteil um eine Rolle mit festem Radius gebogen wird. Bei der Gestaltung und Auslegung der Rahmenstrukturen müssen fertigungsbedingt Kompromisse eingegangen werden, um die Produktion überhaupt zu ermöglichen. Die Kompromisse gehen dabei bspw. zu Lasten des Leichtbaus. In Kombination mit der Variantenvielfalt im Bereich der Omnibusse führt dies zu vielen einzelnen Bauteilen und einem hohen Aufwand bei geringer Flexibilität in der Produktion und damit zu hohen Kosten.
  • Vereinzelt sind bereits Ansätze bekannt, die als Möglichkeit zur Verbesserung das Freiformbiegen anführen.
  • Aus der US 10,173,255 B2 ist es ganz allgemein bekannt, eine Freiformbiegemaschine zum Biegen eines Bauteils eines Fahrzeugs zu verwenden.
  • Die WO 2020/182422 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines Freiformbiegeprozesses zum Biegen eines Biegekörpers. Das Verfahren fokussiert darauf, wie eine Freiformbiegemaschine zu steuern ist, um ein gewünschtes Biegeergebnis zu erzielen. Der Biegekörper ist ein in einem Kraftfahrzeug verbautes Fahrzeugbauteil.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Herstellung einer Tragstruktur, vorzugsweise eines Gitterahmens, eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses zu verbessern, vorzugsweise durch Verringerung einer Teileanzahl und Verringerung von Richtarbeiten aufgrund von Fügestellen der Tragstruktur.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
  • Ein Aspekt betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Strukturbauteils einer Tragstruktur eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses. Das Verfahren weist ein Bereitstellen eines länglichen Trägers und ein Freiformbiegen des länglichen Trägers zu dem Strukturbauteil mittels einer Freiformbiegemaschine derart, dass das Strukturbauteil entlang seines Bauteilverlaufs mehrere aufeinanderfolgende Krümmungsradien aufweist, auf.
  • Vorteilhaft kann das Verfahren ermöglichen, dass profilartige Bauteile, welche mit unterschiedlichen Radien ausgeführt sind, mittels Freiformbiegen hergestellt werden. Ziel kann es hierbei sein, einzelne miteinander gefügte Bauteile aus gebogenen oder geraden Längsprofilen zusammenzufassen und in einem Bauteil und einem Verfahrensschritt mittels Freiformbiegen herzustellen. Dies kann die Produktion und die Konstruktion vereinfachen und den logistischen Aufwand zur Bereitstellung vieler unterschiedlicher Einzelteile verringern. Besonders vorteilhaft kann hierbei zudem die Flexibilität der Bauteilgestaltung sein. Während bei sonst üblichen Methoden für unterschiedliche Radien auch unterschiedliche Werkzeuge eingesetzt werden müssen, entfällt dies für das Freiformbiegen. Die Radien werden hierbei durch die Kinematik sowie Vorschub flexibel ausgeformt. Hierdurch kann eine hohe Designfreiheit erreicht und zudem Gewichtseinsparungen ermöglicht werden. Ein weiterer Vorteil kann sich aus dem Verzicht von Fügeprozessen der Einzelbauteile ergeben, wodurch erhebliche Kosteneinsparungen resultieren. Darüber hinaus werden häufig thermische Fügeprozesse, wie MSG-Schweißen, eingesetzt, welche mit einem thermischen Bauteilverzug einhergehen. Durch die Einsparung von Fügeprozessen können eventuelle Richtarbeiten ebenfalls eingespart werden. Die Einsparung von Fügeprozessen und die Fertigung aus einem Stück kann zudem zu einer Steigerung der Bauteilperformance führen.
  • Bevorzugt kann das Strukturbauteil frei von Fügestellen sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ein Umstellen einer Produktion der Tragstruktur, bei der ein aus mehreren gebogenen länglichen Trägern (z. B. mehrfach) gefügtes, vorzugsweise zusammengeschweißtes, Strukturbauteil der Tragstruktur durch das freiformgebogene Strukturbauteil ersetzt wird, auf.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner ein Bereitstellen eines (z. B. rechnergestützten) Modells (z. B. eines Gitterrahmens des Lastkraftwagens oder des Omnibusses oder eines Abschnitts eines Gitterrahmens des Lastkraftwagens oder des Omnibusses), das mehrere gebogene Träger aufweist, die miteinander stirnseitig (bzw. stoßseitig) gefügt, vorzugsweise geschweißt, sind und vorzugsweise zueinander (z. B. betragsmäßig oder orientierungsbezogen) unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen, auf. Das Verfahren kann ein Anpassen des Modells durch Vereinigen der mehreren gebogenen Träger zu einem einzigen mehrfach gebogenen Träger im Modell aufweisen. Der längliche Träger kann zu dem Strukturbauteil entsprechend dem mehrfach gebogenen Träger des angepassten Modells freiformgebogen werden. Vorteilhaft kann somit die Tragstruktur zunächst im Modell zum Auffinden eines Kandidaten zum Freiformbiegen analysiert werden. Geometriedaten der zuvor gefügten einzelnen Träger können zudem genutzt werden, um die Freiformbiegemaschine zu steuern.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner ein Bereitstellen eines (z. B. rechnergestützten) Modells, das mehrere gebogene Träger aufweist, die miteinander stirnseitig (bzw. stoßseitig) gefügt, vorzugsweise geschweißt, sind und vorzugsweise zueinander (z. B. betragsmäßig oder orientierungsbezogen) unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen, auf. Das Verfahren kann ein Anpassen des Modells durch Verringern einer Anzahl der gebogenen Träger zum Erstellen eines mehrfach gebogenen Trägers im Modell aufweisen. Der längliche Träger kann zu dem Strukturbauteil entsprechend dem mehrfach gebogenen Träger des angepassten Modells freiformgebogen werden. Wie im vorherigen Ausführungsbeispiel kann die Tragstruktur somit vorteilhaft zunächst im Modell zum Auffinden eines Kandidaten zum Freiformbiegen analysiert werden. Geometriedaten der zuvor gefügten einzelnen Träger können zudem genutzt werden, um die Freiformbiegemaschine zu steuern.
  • In einer Ausführungsform wird der längliche Träger in einer einzigen Einspannung zu dem Strukturbauteil freiformgebogen. Damit kann sich das Verfahren besonders vorteilhaft von herkömmlichen Biegeverfahren unterscheiden, die zwar auch mehrere Krümmungsradien in einem Bauteil ermöglichen können, allerdings herkömmlich nur durch mehrere aufwendige Einspannungen und ggf. zusätzliche Werkzeuge bei unterschiedlichen Krümmungsradien.
  • In einer weiteren Ausführungsform werden die mehreren aufeinanderfolgenden Krümmungsradien nacheinander freiformgebogen.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird der längliche Träger beim Freiformbiegen unter Vorschub entlang seiner Trägerlängsachse und unter gleichzeitigem Biegen entlang mindestens einer quer zur Trägerlängsachse orientierten Querachse umgeformt.
  • In einer Ausführungsvariante ergeben die mehreren aufeinanderfolgenden Krümmungsradien einen krümmungsstetigen Krümmungsverlauf mit einer entlang einer Längsachse des Strukturbauteils veränderlichen Krümmung. Alternativ oder zusätzlich können die mehreren aufeinanderfolgenden Krümmungsradien in unterschiedlichen Raumebenen liegen, unterschiedlich groß sein, Radiusmittelpunkte aufweisen, die an unterschiedlichen, vorzugsweise entgegengesetzten, Seiten des Strukturbauteils angeordnet sind, und/oder direkt aneinander angrenzen oder durch einen krümmungsfreien Abschnitt verbunden sein. Damit kann vorteilhaft eine große Gestaltungsfreiheit erreicht werden und zudem eine Vielzahl von unterschiedlichsten mehrfach gefügten Strukturbauteilen durch freiformgebogene Strukturbauteile ersetzt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante ist das Strukturbauteil ein Abschnitt eines Gitterrahmens des Lastkraftwagens oder des Omnibusses. Vorteilhaft können insbesondere im Gitterrahmen gefügte Strukturbauteile bzw. Trägerkonstruktionen vorhanden sein, die sich sehr gut durch freiformgebogene Strukturbauteile ersetzten lassen.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist das Strukturbauteil ein Radbügel eines Radhauses des Lastkraftwagens oder des Omnibusses. Vorteilhaft ist ein Radbügel aufgrund vieler Krümmungsradien besonders zur Herstellung mittels Freiformbiegen prädestiniert.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Radbügel mehrere, vorzugweise vier, Krümmungsradien auf, die zumindest teilweise unterschiedlich groß sind und/oder zumindest teilweise in unterschiedlichen Raumebenen liegen.
  • In einer Ausführungsform ist das Strukturbauteil ein Abschnitt eines Kabinenportals des Omnibusses. Vorteilhaft ist ein Kabinenportal aufgrund vieler Krümmungsradien besonders zur Herstellung mittels Freiformbiegen prädestiniert.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Abschnitt des Kabinenportals mehrere, vorzugsweise drei, Krümmungsradien auf, die unterschiedlich groß sind und/oder in der gleichen Raumebene liegen.
  • In einer Ausführungsvariante ist das Strukturbauteil ein, vorzugsweise mehrere Absätze aufweisender, Chassisträger oder Komponententräger des Lastkraftwagens oder des Omnibusses. Ebenso wie Radbügel oder Kabinenportale können derartige Träger, insbesondere aufgrund ihrer Absätze, besonders zur Herstellung mittels Freiformbiegen prädestiniert sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner ein Bereitstellen eines weiteren länglichen Trägers auf. Das Verfahren weist ferner ein Freiformbiegen des weiteren länglichen Trägers zu einem weiteren Strukturbauteil derart, dass das weitere Strukturbauteil entlang seines Bauteilverlaufs mehrere aufeinanderfolgende Krümmungsradien aufweist, auf. Das Verfahren weist ferner ein stirnseitiges Fügen, vorzugsweise Verschweißen, des Strukturbauteils und des weiteren Strukturbauteils, vorzugsweise zu einem Kabinenportal eines Omnibusses, auf. Vorteilhaft kann somit ermöglicht werden, dass auch komplexe Tragstrukturen mittels Freiformbiegen hergestellt werden können, nämlich durch Teilen der komplexen Tragstruktur in zwei freiformbiegbare Abschnitte, die nach dem Freiformbiegen miteinander gefügt werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind das Strukturbauteil und das weitere Strukturbauteil als Gleichteile ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich werden das Strukturbauteil und das weitere Strukturbauteil zu einer spiegelsymmetrischen Anordnung gefügt.
  • Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 rein schematisch ein Verfahren zum Herstellen eines Strukturbauteils;
    • 2 rein schematisch ein Verfahren zum Herstellen eines Strukturbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    • 3 rein schematisch ein Verfahren zum Herstellen eines Kabinenportals;
    • 4 rein schematisch ein Verfahren zum Herstellen eines Kabinenportals gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    • 5 rein schematisch ein Verfahren zum Herstellen eines Radbügels; und
    • 6 rein schematisch ein Verfahren zum Herstellen eines Radbügels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
  • Die 1 zeigt rein schematisch, wie aus vier länglichen Trägern 10, 12, 14, 16 ein gefügter Chassisträger oder Komponententräger 18 eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses hergestellt werden kann. Die länglichen Träger 10, 12, 14, 16 sind beispielhaft als Vierkantrohre ausgeführt. Jeder längliche Träger 10, 12, 14, 16 kann jeweils einzeln mit einer herkömmlichen Biegemaschine (z. B. einer Rotationszugbiegemaschine) gebogen werden. Die gebogenen länglichen Träger 10', 12', 14', 16' können anschließend stirnseitig an ihren freien Enden miteinander an Fügestellen 20 gefügt, z. B. verschweißt, werden. Die gefügten, gebogenen länglichen Träger 10', 12', 14', 16' können zusammen den Chassisträger bzw. Komponententräger 18 bilden.
  • Die 2 zeigt, wie das Verfahren von 1 mittels Freiformbiegen zum Verringern der Teileanzahl und der Fügestellen verbessert werden kann.
  • Es kann lediglich ein länglicher Träger 22 bereitgestellt werden, vorzugsweise ebenfalls als Vierkantrohr. Der längliche Träger 22 kann im Wesentlichen so lang sein wie alle länglichen Träger 10, 12, 14, 16 zusammen.
  • Der längliche Träger 22 kann in einer einzigen Aufspannung in einer Freiformbiegemaschine zu dem Chassisträger oder Komponententräger 24 derart gebogen werden, dass dieser entlang seines Bauteilverlaufs mehrere aufeinanderfolgende Krümmungsradien R aufweist. Der Chassisträger oder Komponententräger 24 kann derart freiformgebogen sein, dass er mehrere geometrische Absätze bzw. Versätze aufweist, die durch die Krümmungsradien R miteinander verbunden sind. Die Krümmungsradien R können gleich oder unterschiedlich groß sein. Die Krümmungsradien R können in der gleichen Raumebene liegen.
  • Durch ein Umstellen der Produktion des gefügten Komponenten- oder Chassisträgers 18 aus den länglichen Trägern 10, 12, 14, 16 (siehe 1) zu dem freiformgebogenen Komponenten- oder Chassisträger 24 aus lediglich dem länglichen Träger 22 (siehe Figur) kann die Teileanzahl von vier auf eins und die Anzahl der Fügestellen von drei auf null reduziert werden.
  • Die 3 zeigt rein schematisch, wie aus drei länglichen Trägern 26, 28, 30 ein gefügtes Kabinenportal 32 eines Omnibusses hergestellt werden kann. Die länglichen Träger 26, 28, 30 sind beispielhaft als Vierkantrohre ausgeführt. Jeder längliche Träger 26, 28, 30 kann jeweils einzeln mit einer herkömmlichen Biegemaschine (z. B. einer Rotationszugbiegemaschine) gebogen werden. Die länglichen Träger 26, 28, 30 können jeweils zweifach gebogen werden, wofür sie zweimal in die Biegemaschine einzuspannen sind. Die gebogenen länglichen Träger 26', 28', 30' können anschließend stirnseitig an ihren freien Enden miteinander an Fügestellen 20 gefügt, z. B. verschweißt, werden. Die gefügten, gebogenen länglichen Träger 26', 28', 30' können zusammen das Kabinenportal 32 bilden.
  • Die 4 zeigt, wie das Verfahren von 3 mittels Freiformbiegen zum Verringern der Teileanzahl und der Fügestellen verbessert werden kann.
  • Es können lediglich zwei längliche Träger 34, 36 bereitgestellt werden, vorzugsweise ebenfalls als Vierkantrohre. Die zwei länglichen Träger 34, 36 können zusammen im Wesentlichen so lang sein wie alle länglichen Träger 26, 28, 30 zusammen.
  • Der längliche Träger 34 kann in einer Freiformbiegemaschine zu einem Abschnitt 34' des Kabinenportals 38 derart gebogen werden, dass dieser entlang seines Bauteilverlaufs mehrere aufeinanderfolgende Krümmungsradien R aufweist. Die Krümmungsradien R können unterschiedlich groß sein. Die Krümmungsradien R können in der gleichen Raumebene liegen. Der längliche Träger 34 kann in einer einzigen Einspannung in der Freiformbiegemaschine zum Aufweisen der Krümmungsradien R gebogen werden.
  • Der längliche Träger 36 kann wie der längliche Träger 34 zu einem Abschnitt 36' des Kabinenportals 38 freiformgebogen werden. Die Abschnitt 34' und 36' können Gleichteile sein. Die Abschnitte 34' und 36' können stirnseitig an ihren freien Enden miteinander gefügt sein, z. B. mittels Schweißen. Die Abschnitte 34' und 36' können gemeinsam in einer spiegelsymmetrischen Anordnung das Kabinenportal 38 eines Omnibusses bilden. Vorzugsweise kann das Kabinenportal 38 an einer Drehplatte eines Gelenkbusses, die den Vorderwagen mit dem Hinterwagen verbindet, angeordnet sein.
  • Allgemein kann die die spiegelsymmetrische Anordnung von miteinander gefügten, freiformgebogenen Strukturbauteilen auch in anderen geeigneten Abschnitten einer Tragstruktur eines Lastkraftwagens oder Omnibusses angewendet werden.
  • Durch ein Umstellen der Produktion des mehrfach gefügten Kabinenportals 32 aus den länglichen Trägern 26, 28, 30 (siehe 3) zu dem freiformgebogenen, einfach gefügten Kabinenportal 38 aus lediglich den länglichen Trägern 34 und 36 (siehe 4) kann die Teileanzahl von drei auf zwei und die Anzahl der Fügestellen von zwei auf eins reduziert werden.
  • Die 5 zeigt rein schematisch, wie aus vier länglichen Trägern 40, 42, 44, 46 ein gefügter Radbügel 48 eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses hergestellt werden kann. Die länglichen Träger 40, 42, 44, 46 sind beispielhaft als Vierkantrohre ausgeführt. Jeder längliche Träger 40, 42, 44, 46 kann jeweils einzeln mit einer herkömmlichen Biegemaschine (z. B. einer Rotationszugbiegemaschine) gebogen werden. Die gebogenen länglichen Träger 40', 42', 44', 46' können anschließend stirnseitig an ihren freien Enden miteinander an Fügestellen 20 gefügt, z. B. verschweißt, werden. Die gefügten, gebogenen länglichen Träger 40', 42', 44', 46' können zusammen den Radbügel 48 bilden.
  • Die 6 zeigt, wie das Verfahren von 5 mittels Freiformbiegen zum Verringern der Teileanzahl und der Fügestellen verbessert werden kann.
  • Es kann lediglich ein länglicher Träger 50 bereitgestellt werden, vorzugsweise ebenfalls als Vierkantrohr. Der längliche Träger 50 kann im Wesentlichen so lang sein wie alle länglichen Träger 40, 42, 44, 46 zusammen.
  • Der längliche Träger 50 kann in einer einzigen Aufspannung in einer Freiformbiegemaschine zu dem Radbügel 52 derart gebogen werden, dass dieser entlang seines Bauteilverlaufs mehrere aufeinanderfolgende Krümmungsradien R aufweist. Die Krümmungsradien R können zumindest teilweise unterschiedlich groß sein. Die Krümmungsradien R können zumindest teilweise in unterschiedlichen Raumebenen liegen. Bspw. kann einer der Krümmungsradien R in einer Horizontalebene liegen, und die anderen Krümmungsradien R in einer Vertikalebene liegen.
  • Vorzugweise kann der Radbügel 52 an einer Vorderachse oder einer Hinterachse des Lastkraftwagens oder des Omnibusses angeordnet sein. Beispielsweise kann der Radbügel 52 ein Teil eines Radhauses bzw. Radhausumrahmung der Vorderachse oder der Hinterachse sein.
  • Durch ein Umstellen der Produktion des gefügten Radbügels 48 aus den länglichen Trägern 40, 42, 44, 46 (siehe 5) zu dem freiformgebogenen Radbügel 52 aus lediglich dem länglichen Träger 50 (siehe 6) kann die Teileanzahl von vier auf eins und die Anzahl der Fügestellen von drei auf null reduziert werden.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 wurden unterschiedliche Beispiele zur Verbesserung der Produktion einer Tragstruktur, vorzugsweise eines Gitterrahmens, eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses durch Integration des Freiformbiegens beschrieben. Abgeleitet von diesen speziellen Beispielen kann die Technik der vorliegenden Offenbarung dahingehend verallgemeinert werden, dass zum Herstellen eines Strukturbauteils einer Tragstruktur eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses zunächst ein länglicher Träger (z. B. 22, 34, 36 bzw. 50) bereitgestellt wird, der derart zu dem Strukturbauteil (z. B. 24, 34', 36' bzw. 52) freiformgebogen wird, dass das Strukturbauteil entlang seines Bauteilverlaufs mehrere aufeinanderfolgende Krümmungsradien R aufweist.
  • In den vorgestellten beispielhaften Verfahren konnte die Produktion der jeweiligen Tragstruktur so umgestellt werden, dass ein mehrfach gefügtes Strukturbauteil (z. B. 18, 32 bzw. 48) durch ein freiformgebogenes ungefügtes oder einmal gefügtes Strukturbauteil (z. B. 24, 38 bzw. 52) ersetzt wurde.
  • Eine solche Umstellung kann bspw. modellbasiert eingeleitet werden. Zunächst kann ein Modell bereitgestellt werden, das mehrere gebogene Träger aufweist, die miteinander stirnseitig gefügt sind und zueinander unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen. Das Modell kann bspw. durch Vereinigen der mehreren gebogenen Träger zu einem einzigen mehrfach gebogenen Träger oder durch Verringern einer Anzahl der gebogenen Träger zum Erstellen eines mehrfach gebogenen Trägers angepasst werden. Letztlich kann das Strukturbauteil gemäß dem angepassten Modell aus einem länglichen Träger freiformgebogen werden.
  • Beim hierin verwendeten Freiformbiegen können die mehreren aufeinanderfolgenden Krümmungsradien R vorzugsweise nacheinander in der gleichen Aufspannung freiformgebogen werden. Beim Freiformbiegen kann der längliche Träger 22, 34, 36, 50 unter Vorschub entlang seiner Trägerlängsachse und unter gleichzeitigem Biegen entlang mindestens einer quer zur Trägerlängsachse orientierten Querachse umgeformt werden.
  • Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 6 können auf unterschiedlichste Weise modifiziert werden.
  • Beispielsweise können die als Vierkantrohre ausgebildeten länglichen Träger 22, 34, 36, 50 durch längliche Träger mit einem anderen Profil ersetzt werden, z. B. mit einem offenen Profil oder einen anderen geschlossen Profil, z. B. einem Rundprofil.
  • Die Krümmungsradien R können, wenn gewünscht, in vielerlei Hinsicht unterschiedlich sein. Beispielsweise können sie einen krümmungsstetigen Krümmungsverlauf mit einer entlang einer Längsachse des Strukturbauteils veränderlichen Krümmung ergeben, in unterschiedlichen Raumebenen liegen, unterschiedlich groß sein und/oder Radiusmittelpunkte aufweisen, die an unterschiedlichen, vorzugsweise entgegengesetzten, Seiten des Strukturbauteils angeordnet sind.
  • Das Freiformbiegen kann ebenfalls ermöglichen, dass gleich große oder unterschiedlich große Krümmungsradien R direkt aneinander angrenzen. Alternativ oder zusätzlich können in unterschiedlichen Raumebenen liegende Krümmungsradien R direkt aneinander angrenzen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    länglicher Träger
    12
    länglicher Träger
    14
    länglicher Träger
    16
    länglicher Träger
    18
    Chassisträger oder Komponententräger
    20
    Fügestelle
    22
    länglicher Träger
    24
    Chassisträger oder Komponententräger
    26
    länglicher Träger
    28
    länglicher Träger
    30
    länglicher Träger
    32
    Kabinenportal
    34
    länglicher Träger
    34'
    Abschnitt des Kabinenportals
    36
    länglicher Träger
    36'
    Abschnitt des Kabinenportals
    38
    Kabinenportal
    40
    länglicher Träger
    42
    länglicher Träger
    44
    länglicher Träger
    46
    länglicher Träger
    48
    Radbügel
    50
    länglicher Träger
    52
    Radbügel
    R
    Krümmungsradius
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 10173255 B2 [0004]
    • WO 2020/182422 A1 [0005]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Strukturbauteils (24, 34', 36', 52) einer Tragstruktur eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses, aufweisend: Bereitstellen eines länglichen Trägers (22, 34, 36, 50); und Freiformbiegen des länglichen Trägers (22, 34, 36, 50) zu dem Strukturbauteil (24, 34', 36', 52) mittels einer Freiformbiegemaschine derart, dass das Strukturbauteil (24, 34', 36', 52) entlang seines Bauteilverlaufs mehrere aufeinanderfolgende Krümmungsradien (R) aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Umstellen einer Produktion der Tragstruktur, bei der ein aus mehreren gebogenen länglichen Trägern (10-16, 26-30, 40-46) gefügtes, vorzugsweise zusammengeschweißtes, Strukturbauteil (18, 32, 48) der Tragstruktur durch das freiformgebogene Strukturbauteil (24, 34', 36', 52) ersetzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner aufweisend: Bereitstellen eines Modells, das mehrere gebogene Träger (10-16, 26-30, 40-46) aufweist, die miteinander stirnseitig gefügt, vorzugsweise geschweißt, sind und vorzugsweise zueinander unterschiedliche Krümmungsradien (R) aufweisen; und Anpassen des Modells durch Vereinigen der mehreren gebogenen Träger (10-16, 26-30, 40-46) zu einem einzigen mehrfach gebogenen Träger im Modell; wobei der längliche Träger (22, 34, 36, 50) zu dem Strukturbauteil (24, 34', 36', 52) entsprechend dem mehrfach gebogenen Träger des angepassten Modells freiformgebogen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner aufweisend: Bereitstellen eines Modells, das mehrere gebogene Träger aufweist, die miteinander stirnseitig gefügt, vorzugsweise geschweißt, sind und vorzugsweise zueinander unterschiedliche Krümmungsradien (R) aufweisen; und Anpassen des Modells durch Verringern einer Anzahl der gebogenen Träger zum Erstellen eines mehrfach gebogenen Trägers im Modell; wobei der längliche Träger (22, 34, 36, 50) zu dem Strukturbauteil (24, 34', 36', 52) entsprechend dem mehrfach gebogenen Träger des angepassten Modells freiformgebogen wird.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: der längliche Träger (22, 34, 36, 50) in einer einzigen Einspannung zu dem Strukturbauteil (24, 34', 36', 52) freiformgebogen wird; und/oder die mehreren aufeinanderfolgenden Krümmungsradien (R) nacheinander freiformgebogen werden.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: der längliche Träger (22, 34, 36, 50) beim Freiformbiegen unter Vorschub entlang seiner Trägerlängsachse und unter gleichzeitigem Biegen entlang mindestens einer quer zur Trägerlängsachse orientierten Querachse umgeformt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mehreren aufeinanderfolgenden Krümmungsradien (R): einen krümmungsstetigen Krümmungsverlauf mit einer entlang einer Längsachse des Strukturbauteils (24, 34', 36', 52) veränderlichen Krümmung ergeben, in unterschiedlichen Raumebenen liegen, unterschiedlich groß sind, Radiusmittelpunkte aufweisen, die an unterschiedlichen, vorzugsweise entgegengesetzten, Seiten des Strukturbauteils (24, 34', 36', 52) angeordnet sind, und/oder direkt aneinander angrenzen oder durch einen krümmungsfreien Abschnitt verbunden sind.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Strukturbauteil (24, 34', 36', 52) ein Abschnitt eines Gitterrahmens des Lastkraftwagens oder des Omnibusses ist.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Strukturbauteil ein Radbügel (52) eines Radhauses des Lastkraftwagens oder des Omnibusses ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei: der Radbügel mehrere, vorzugweise vier, Krümmungsradien (R) aufweist, die zumindest teilweise unterschiedlich groß sind und zumindest teilweise in unterschiedlichen Raumebenen liegen.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: das Strukturbauteil ein Abschnitt (34', 36') eines Kabinenportals (38) des Omnibusses ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei: der Abschnitt (34', 36') des Kabinenportals (38) mehrere, vorzugsweise drei, Krümmungsradien (R) aufweist, die unterschiedlich groß sind und in der gleichen Raumebene liegen.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: das Strukturbauteil ein, vorzugsweise mehrere Absätze aufweisender, Chassisträger oder Komponententräger (24) des Lastkraftwagens oder des Omnibusses ist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Bereitstellen eines weiteren länglichen Trägers (36); Freiformbiegen des weiteren länglichen Trägers (36) zu einem weiteren Strukturbauteil (36') derart, dass das weitere Strukturbauteil (36') entlang seines Bauteilverlaufs mehrere aufeinanderfolgende Krümmungsradien (R) aufweist; und stirnseitiges Fügen, vorzugsweise Verschweißen, des Strukturbauteils (34') und des weiteren Strukturbauteils (36'), vorzugsweise zu einem Kabinenportal (38) eines Omnibusses.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei: das Strukturbauteil (34') und das weitere Strukturbauteil (36') als Gleichteile ausgebildet sind; und/oder das Strukturbauteil (34') und das weitere Strukturbauteil (36') zu einer spiegelsymmetrischen Anordnung gefügt werden.
DE102021109205.1A 2021-04-13 2021-04-13 Herstellungsverfahren für ein Strukturbauteil eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses Pending DE102021109205A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021109205.1A DE102021109205A1 (de) 2021-04-13 2021-04-13 Herstellungsverfahren für ein Strukturbauteil eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021109205.1A DE102021109205A1 (de) 2021-04-13 2021-04-13 Herstellungsverfahren für ein Strukturbauteil eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021109205A1 true DE102021109205A1 (de) 2022-10-13

Family

ID=83361701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021109205.1A Pending DE102021109205A1 (de) 2021-04-13 2021-04-13 Herstellungsverfahren für ein Strukturbauteil eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021109205A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19717232A1 (de) 1997-04-24 1998-10-29 Suban Ag Verfahren und Vorrichtung zum dreidimensionalen Biegen von Metall-Hohlprofilen
DE19721654A1 (de) 1997-05-23 1998-12-10 Suban Ag Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Profilen auf mehreren Biegestationen
EP2266720A2 (de) 2009-06-17 2010-12-29 ThyssenKrupp Steel Europe AG Vorrichtung und Verfahren zum Freiformbiegen von Profilen
US10173255B2 (en) 2016-06-09 2019-01-08 Divergent Technologies, Inc. Systems and methods for arc and node design and manufacture
WO2020182422A1 (de) 2019-03-12 2020-09-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur steuerung eines biegeprozesses zum biegen eines biegekörpers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19717232A1 (de) 1997-04-24 1998-10-29 Suban Ag Verfahren und Vorrichtung zum dreidimensionalen Biegen von Metall-Hohlprofilen
DE19721654A1 (de) 1997-05-23 1998-12-10 Suban Ag Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Profilen auf mehreren Biegestationen
EP2266720A2 (de) 2009-06-17 2010-12-29 ThyssenKrupp Steel Europe AG Vorrichtung und Verfahren zum Freiformbiegen von Profilen
US10173255B2 (en) 2016-06-09 2019-01-08 Divergent Technologies, Inc. Systems and methods for arc and node design and manufacture
WO2020182422A1 (de) 2019-03-12 2020-09-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur steuerung eines biegeprozesses zum biegen eines biegekörpers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014221454A1 (de) Vorderer Dachquerträger eines Fahrzeugrahmens und Verfahren zum Formen davon
DE10040824A1 (de) Lenksäulen-Tragbalkenstruktur
EP3807943B1 (de) Kraftfahrzeug mit koppelelement
DE112006000143T5 (de) Instrumentenbrettquerträger und Verfahren zur Herstellung eines Instrumentenbrettquerträgers
DE102017117309A1 (de) Lenker und Verfahren zur Herstellung eines Lenkers
WO2015003769A1 (de) Fahrwerkslenker für ein fahrzeug und verfahren zur herstellung eines fahrwerkslenkers
DE102006052281B4 (de) Abstützelement für einen Cockpitträger
DE102014005010A1 (de) Achsträger für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Achsträgers
EP3063024A1 (de) Verfahren zur herstellung eines lenkers und mehr-punkt-lenker für ein kraftfahrzeug
DE102014214917B4 (de) Modularer Hilfsrahmen für eine Radachse eines Hilfsrahmens
WO2005018847A1 (de) Versteifungsprofil
DE102012020182A1 (de) Strukturelement für eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur
DE102021109205A1 (de) Herstellungsverfahren für ein Strukturbauteil eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses
DE102018115166A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Kraftfahrzeuglenkern und Kraftfahrzeuglenker
DE102008036176A1 (de) Karosserie für ein Kraftfahrzeug
DE102014112138A1 (de) Kraftfahrzeugkarosserie in Mischbauweise und Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugkarosserie in Mischbauweise
EP3020581B1 (de) Luftfederträger für eine luftgefederte achse eines nutzfahrzeugs
EP3450041B1 (de) Verfahren zur herstellung eines rohrförmigen hohlkörpers aus einer zugeschnittenen metallischen platine und fahrwerks- oder karosseriebauteil mit einem nach dem verfahren hergestellten hohlkörper
DE102016013301A1 (de) Fahrzeugsäule für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugsäule für ein Kraftfahrzeug
DE102011053927A1 (de) Federlenker
DE102016206649A1 (de) Hilfsrahmen für ein Fahrzeug
DE202015101053U1 (de) Formation in hohlem extrudiertem Fahrzeugrahmenbauteil zur Befestigung einer Baugruppe und Formungsverfahren dafür
DE102004016460B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Rohbauzellanordnung
DE102014206196A1 (de) Dachrahmen für eine Fahrzeugkarosserie
DE102017127788A1 (de) Kraftfahrzeuglenker und Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeuglenkers

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN, DE

Free format text: FORMER OWNER: MAN TRUCK & BUS SE, 80995 MUENCHEN, DE

Owner name: MAN TRUCK & BUS SE, DE

Free format text: FORMER OWNER: MAN TRUCK & BUS SE, 80995 MUENCHEN, DE